De taak van georganiseerde luchtuitwisseling in de kamers van een huis of appartement is om overtollig vocht en uitlaatgassen te verwijderen en te vervangen door frisse lucht. Dienovereenkomstig is het voor de uitlaat- en instroominrichting noodzakelijk om het aantal verwijderde luchtmassa's te bepalen - om de ventilatie voor elke kamer afzonderlijk te berekenen. Berekeningsmethoden en normen voor luchtverbruik worden uitsluitend geaccepteerd volgens SNiP.
Sanitaire vereisten van regelgevingsdocumenten
De minimale hoeveelheid lucht die door het ventilatiesysteem wordt toegevoerd en verwijderd uit de kamers van het huisje, wordt geregeld door twee hoofddocumenten:
- “Residentiële gebouwen met meerdere appartementen” - SNiP 31-01-2003, paragraaf 9.
- “Verwarming, ventilatie en airconditioning” - SP 60.13330.2012, verplichte bijlage “K”.
Het eerste document beschrijft de sanitaire en hygiënische vereisten voor luchtuitwisseling in woongebouwen van appartementsgebouwen. De ventilatieberekening moet op deze gegevens zijn gebaseerd. Er worden twee soorten afmetingen gebruikt: luchtmassadebiet per tijdseenheid (m³ / h) en uurlijkse multipliciteit.
Referentie. De veelheid van luchtuitwisseling wordt uitgedrukt door een cijfer dat aangeeft hoe vaak binnen 1 uur de luchtomgeving van de kamer volledig is bijgewerkt.
Afhankelijk van het doel van de kamer, moeten de toevoer- en uitlaatventilatie het volgende debiet of het aantal updates van het luchtmengsel (multipliciteit) bieden:
- woonkamer, kinderkamer, slaapkamer - 1 keer per uur;
- keuken met elektrisch fornuis - 60 m³ / h;
- badkamer, bad, toilet - 25 m³ / h;
- voor een oven met een ketel op vaste brandstof en een keuken met een gasfornuis is een veelvoud van 1 plus 100 m³ / uur vereist tijdens de werking van de apparatuur;
- een stookruimte met een warmtegenerator die aardgas verbrandt - een drievoudige vernieuwing plus de hoeveelheid lucht die nodig is voor verbranding;
- bijkeuken, kleedkamer en andere bijkeuken - veelvoud 0.2;
- drogen of wassen - 90 m³ / uur;
- bibliotheek, studie - 0,5 keer per uur.
Notitie. SNiP zorgt voor een afname van de belasting op algemene ventilatie met inactieve apparatuur of zonder mensen. In woonpanden neemt de verhouding af tot 0,2, technisch - tot 0,5. De eis voor ruimtes waar gasgestookte installaties staan is ongewijzigd - een eenmalige luchtverversing per uur.
Paragraaf 9 van het document houdt in dat het volume van de kap gelijk is aan de hoeveelheid instroom. De vereisten van SP 60.13330.2012 zijn iets eenvoudiger en hangen af van het aantal mensen dat 2 uur of langer in de kamer verblijft:
- Als 20 m² of meer van de oppervlakte van het appartement per inwoner, wordt een nieuwe instroom van 30 m³ / uur per persoon in de kamers gebracht.
- Het volume van de toevoerlucht wordt berekend per oppervlakte, wanneer er minder dan 20 vierkanten per 1 huurder zijn. De verhouding is: 3 m³ instroom wordt geleverd per 1 m² woningen.
- Als er geen ventilatie in het appartement is (er zijn geen ruiten en ramen die niet kunnen worden geopend), is het noodzakelijk om elke bewoner 60 m³ / uur schoon mengsel te leveren, ongeacht de kwadratuur.
De genoemde wettelijke vereisten van twee verschillende documenten spreken elkaar helemaal niet tegen. In eerste instantie wordt de prestatie van het ventilatie-uitwisselingssysteem berekend volgens SNiP 31-01-2003 "Woongebouwen".
De resultaten worden getoetst aan de eisen van de Praktijkcode “Ventilatie en airconditioning” en indien nodig aangepast. Hieronder analyseren we het berekeningsalgoritme aan de hand van het voorbeeld van een huis met één verdieping in de tekening.
Bepaling van het luchtdebiet
Deze typische berekening van toevoer- en afvoerventilatie wordt afzonderlijk uitgevoerd voor elke kamer van een appartement of een chalet. Om het massadebiet van het gebouw als geheel te achterhalen, worden de resultaten samengevat. Er wordt een vrij eenvoudige formule gebruikt:
Verklaring van symbolen:
- L is het gewenste volume van toevoer- en afvoerlucht, m³ / h;
- S - het kwadratuur van de kamer waar de ventilatie wordt berekend, m²;
- h - plafondhoogte, m;
- n - het aantal updates van de luchtomgeving van de kamer binnen 1 uur (gereguleerd door SNiP).
Rekenvoorbeeld. De woonoppervlakte van een gelijkvloers gebouw met een plafondhoogte van 3 m is 15,75 m². Volgens de vereisten van SNiP 31-01-2003 is de veelvoud n voor woningen gelijk aan één. Dan is het uurdebiet van het luchtmengsel L = 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
Een belangrijk punt. De bepaling van het volume van het uit de keuken verwijderde luchtmengsel met een gasfornuis hangt af van de geïnstalleerde ventilatie-uitrusting. Een gemeenschappelijk schema ziet er als volgt uit: een eenmalige uitwisseling volgens de normen wordt verzorgd door een natuurlijk ventilatiesysteem, en nog eens 100 m³ / uur wordt weggegooid door een huishoudelijke afzuigkap.
Vergelijkbare berekeningen worden uitgevoerd voor alle andere kamers, er wordt een schema voor het organiseren van luchtuitwisseling (natuurlijk of gedwongen) ontwikkeld en de afmetingen van de ventilatiekanalen worden bepaald (zie het voorbeeld hieronder). Automatiseer en versnel het proces zal het berekeningsprogramma helpen.
Online rekenmachine om te helpen
Het programma houdt rekening met de benodigde hoeveelheid lucht volgens de veelheid gereguleerd door SNiP. Selecteer gewoon het type kamer en voer de afmetingen in.
Notitie. Voor ketelhuizen met een gaswarmtegenerator houdt de rekenmachine rekening met slechts drievoudige uitwisseling. De hoeveelheid toevoerlucht die wordt gebruikt voor brandstofverbranding moet bovendien bij het resultaat worden opgeteld.
We vinden de luchtuitwisseling door het aantal inwoners
Bijlage "K" SP 60.13330.2012 schrijft voor om de ventilatie van de kamer te berekenen volgens de eenvoudigste formule:
Ontcijfer de notatie van de gepresenteerde formule:
- L is de gewenste waarde van de instroom (uitlaat), m³ / h;
- m is het volume van het luchtreinigingsmengsel per 1 persoon aangegeven in de tabel van Appendix “K”, m³ / h;
- N - het aantal mensen dat constant 2 uur per dag of meer in de betreffende kamer is.
Een ander voorbeeld. Het is redelijk om aan te nemen dat twee familieleden in dezelfde woonkamer van een huis met één verdieping lange tijd blijven. Aangezien de ventilatie is georganiseerd en elke huurder meer dan 20 vierkante meters heeft, wordt aangenomen dat de parameter m 30 m³ / uur is. We beschouwen de hoeveelheid instroom: L = 30 x 2 = 60 m³ / h.
Belangrijk. Merk op dat het verkregen resultaat groter is dan de waarde bepaald door de veelvoud (47,25 m³ / h). Voor verdere berekeningen moet het cijfer 60 m³ / h worden opgenomen.
Als het aantal mensen dat in het appartement woont zo groot is dat elke persoon minder dan 20 m² (gemiddeld) krijgt toegewezen, kan de bovenstaande formule niet worden gebruikt. De regels geven aan: in dit geval moet de oppervlakte van de woonkamer en andere kamers worden vermenigvuldigd met 3 m³ / u. Aangezien het totale kwadratuur van de woning 91,5 m² is, zal het berekende volume ventilatielucht 91,5 x 3 = 274,5 m³ / h bedragen.
In ruime kamers met hoge plafonds (vanaf 3 m) wordt het bijwerken van de sfeer op twee manieren overwogen:
- Als er vaak een groot aantal mensen in de kamer is, bereken dan de kubieke meter lucht die wordt aangevoerd door de specifieke indicator van 30 m³ / uur per persoon.
- Wanneer het aantal bezoekers voortdurend verandert, wordt het concept van een servicegebied 2 meter boven de vloer geïntroduceerd. Bepaal het volume van deze ruimte (vermenigvuldig de oppervlakte met 2) en zorg voor de vereiste veelvoud, zoals beschreven in de vorige paragraaf.
Voorbeeld van berekening en opstelling van ventilatie
Als basis nemen we de indeling van een woonhuis met een binnenoppervlakte van 91,5 m² en plafonds van 3 m hoog, hierboven op de tekening weergegeven. Hoe de hoeveelheid uitlaat / instroom naar het hele gebouw te berekenen volgens de SNiP-methodologie:
- Het volume van de lucht op afstand van de woonkamer en slaapkamer, die een gelijk kwadratuur heeft, zal 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h bedragen.
- In de kinderkamer: 21 x 3 x 1 = 63 m³ / u.
- Keuken: 21 x 3 x 1 + 100 = 163 m³ / u.
- Badkamer - 25 m³ / u.
- Totaal 47,25 + 47,25 + 63 + 163 + 25 = 345,5 m³ / u.
Notitie. Luchtverversing in de gang en gang is niet gestandaardiseerd.
Nu controleren we de resultaten op naleving van het tweede regelgevende document. Aangezien de familie een gezin heeft van 4 personen (2 volwassenen + 2 kinderen), zitten er 2 personen lange tijd in de woonkamer, slaapkamer en kinderkamer.We herberekenen de luchtverversing in de aangegeven kamers volgens het aantal personen: 2 x 30 = 60 m³ / h (in elke kamer).
Het volume extracten uit de kwekerij voldoet aan de eisen (63 kuub per uur), maar de waarden voor de slaapkamer en woonkamer zullen moeten worden aangepast. 47,25 m³ / h is niet genoeg voor twee personen, we nemen 60 kubieke meter en we herberekenen opnieuw de totale hoeveelheid luchtuitwisseling: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 m³ / h.
Het is even belangrijk om de luchtstroom in het gebouw correct te verdelen. In privéhuisjes is het gebruikelijk om natuurlijke ventilatiesystemen aan te brengen - het is veel goedkoper en gemakkelijker om elektrische superchargers met luchtkanalen te installeren. Voeg slechts één element toe aan de geforceerde verwijdering van schadelijke gassen - een afzuigkap.
Hoe de natuurlijke beweging van stromen te organiseren:
- We zorgen voor instroom in alle woonvertrekken via automatische kleppen geïntegreerd in het raamprofiel of direct in de buitenmuur. Standaard metalen kunststof ramen zijn immers strak.
- In de afscheiding tussen de keuken en de badkamer zullen we een blok van drie verticale schachten naar het dak plaatsen.
- Onder de binnendeuren voorzien we openingen tot 1 cm breed voor luchtdoorlaat.
- We plaatsen een afzuigkap en verbinden deze met een apart verticaal kanaal. Ze neemt een deel van de lading mee - ze verwijdert tijdens het kookproces in 1 uur 100 kubieke meter uitlaatgas. Blijft 371 - 100 = 271 m³ / h.
- We zullen twee mijnen met staven naar de badkamer en keuken brengen. Buismaten en hoogtes worden berekend in het laatste deel van deze handleiding.
- Door de natuurlijke tocht die in twee kanalen ontstaat, stroomt de lucht vanuit de kinderkamer, slaapkamer en hal de gang in en vervolgens naar de uitlaatroosters.
Let op: de verse stromen die op de lay-out worden getoond, worden vanuit kamers met schone lucht naar meer vervuilde gebieden geleid en vervolgens door de mijnen weggegooid.
Bereken de diameters van ventilatiekanalen
Verdere berekeningen zijn iets gecompliceerder, dus we zullen elke fase begeleiden met voorbeelden van berekeningen. Het resultaat is de diameter en hoogte van de ventilatieschachten van ons gebouw met één verdieping.
We verdeelden het volledige volume uitlaatlucht in 3 kanalen: 100 kubieke meter. Verwijdert met geweld de afzuigkap in de keuken tijdens de periode dat de kachel wordt aangezet, de resterende 271 kubieke meter vertrekt natuurlijk in twee identieke schachten. Het debiet door 1 kanaal blijkt 271/2 = 135,5 m³ / h. De dwarsdoorsnede van de buis wordt bepaald door de formule:
- F - dwarsdoorsnede van het ventilatiekanaal, m²;
- L - uitlaatstroom door de as, m³ / h;
- ʋ - stroomsnelheid, m / s.
Referentie. De luchtsnelheid in de kanalen van natuurlijke ventilatie ligt in het bereik van 0,5–1,5 m / s. Als berekende waarde nemen we de gemiddelde indicator - 1 m / s.
Hoe de doorsnede en diameter van één buis in het voorbeeld te berekenen:
- We vinden de diameter in vierkante meters F = 135,5 / 3600 x 1 = 0,0378 m².
- Uit de schoolformule voor het gebied van de cirkel bepalen we de diameter van het kanaal D = 0,22 m. We selecteren het dichtstbijzijnde grotere kanaal uit de standaardserie - Ø225 mm.
- Als we het hebben over een stenen schacht die in de muur is gelegd, dan past de afmeting van het ventilatiekanaal 140 x 270 mm in het gevonden gedeelte (een goede match, F = 0,0378 vierkante M.).
De diameter van de uitlaatpijp voor een huishoudelijke afzuigkap wordt op een vergelijkbare manier beschouwd, alleen het debiet dat door de ventilator wordt gepompt, wordt meer - 3 m / s genomen. F = 100/3600 x 3 = 0,009 m² of Ø110 mm.
We selecteren de hoogte van de buizen
De volgende stap is het bepalen van de trekkracht die optreedt in de uitlaateenheid op een bepaalde hoogte. De parameter wordt de beschikbare gravitatiedruk genoemd en wordt uitgedrukt in Pascal (Pa). Afrekeningsformule:
- p is de gravitatiedruk in het kanaal, Pa;
- H - hoogteverschil tussen de uitlaat van het ventilatierooster en het ventilatiekanaal gesneden boven het dak, m;
- ρvozd - luchtdichtheid van de kamer, we accepteren 1,2 kg / m³ thuis temperatuur +20 ° С.
De berekeningsmethode is gebaseerd op de selectie van de vereiste hoogte. Bepaal eerst hoeveel u klaar bent om de uitlaatpijpen boven het dak te heffen zonder het uiterlijk van het gebouw te beïnvloeden, en vervang vervolgens de hoogtewaarde in de formule.
Voorbeeld. We nemen een hoogteverschil van 4 m en verkrijgen een stuwdruk p = 9,81 x 4 (1,27 - 1,2) = 2,75 Pa.
Nu komt er een moeilijke fase aan - de aerodynamische berekening van aftakkingen. De taak is om de weerstand van het kanaal tegen de gasstroom te achterhalen en het resultaat te vergelijken met de beschikbare druk (2,75 Pa). Als het drukverlies groter is, zal de buis de diameter van de boring moeten vergroten of verkleinen.
De aerodynamische weerstand van het kanaal wordt berekend met de formule:
- Δp - totaal drukverlies in de mijn;
- R is de specifieke wrijvingsweerstand van de passerende stroom, Pa / m;
- H - kanaalhoogte, m;
- ∑ξ is de som van lokale weerstandscoëfficiënten;
- Pv - dynamische druk, Pa.
We laten bijvoorbeeld zien hoe de weerstandswaarde wordt beschouwd:
- We vinden de waarde van de dynamische druk volgens de formule Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Pa.
- We vinden de wrijvingsweerstand R volgens de tabel, met de nadruk op de dynamische drukindicatoren van 0,6 Pa, een stroomsnelheid van 1 m / s en een luchtkanaaldiameter van 225 mm. R = 0,078 Pa / m (aangegeven door een groene cirkel).
- De lokale weerstand van de uitlaatas is het lamellenrooster en 90 ° opwaartse bocht. De coëfficiënten ξ van deze delen zijn constante waarden gelijk aan respectievelijk 1,2 en 0,4. De som ξ = 1,2 + 0,4 = 1,6.
- Eindberekening: Δp = 0,078 Pa / mx 4 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,27 Pa.
Nu vergelijken we de berekende druk in het luchtkanaal en de resulterende weerstand. De trekkracht p = 2,75 Pa is veel groter dan het drukverlies (weerstand) Δp = 1,27 Pa, een as van 4 meter hoog is te hoog, het heeft geen zin om zo'n te bouwen.
Aangezien de aantallen (ongeveer) met de helft verschillen, verkorten we het ventilatiekanaal tot 2 m en herberekenen we opnieuw:
- Beschikbare druk p = 9,81 x 2 (1,27 - 1,2) = 1,37 Pa.
- De soortelijke weerstand R en lokale coëfficiënten ξ blijven hetzelfde.
- Δp = 0,078 Pa / mx 2 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,15 Pa.
De natuurlijke trekdruk van 1,37 Pa overschrijdt de systeemweerstand Δp = 1,15 Pa, wat betekent dat een twee meter hoge schacht goed zal werken voor natuurlijke extractie en zorgt voor het benodigde debiet van de verwijderde gassen.
Commentaar. Het is niet nodig om het kanaal in te korten tot 1 m, de verhouding verandert in de andere richting: p = 0,69 Pa, Δp = 1,04 Pa, de trekkracht is niet voldoende.
Het ventilatiekanaal Ø225 mm kan worden verdeeld in 2 kleinere buizen, maar niet per diameter, maar per sectie. We krijgen 2 ronde ventilatiekanalen van 150-160 mm, zoals op de foto. De hoogte van beide assen blijft ongewijzigd - 2 m.
Hoe de taak te vereenvoudigen - tips
Je zou ervoor kunnen zorgen dat de berekeningen en de organisatie van de luchtverversing in het gebouw nogal ingewikkelde zaken zijn. We hebben geprobeerd de techniek in de meest toegankelijke vorm uit te leggen, maar de berekeningen zien er voor de gemiddelde gebruiker nog steeds omslachtig uit. We geven enkele aanbevelingen voor een vereenvoudigde oplossing voor het probleem:
- De eerste 3 fasen zullen in ieder geval moeten doorlopen - om het volume van de afgevoerde lucht te achterhalen, een stromingspatroon te ontwikkelen en de diameters van de uitlaatkanalen te berekenen.
- Neem een stroomsnelheid van niet meer dan 1 m / s en bepaal daaruit de doorsnede van de kanalen. Aerodynamica is niet nodig om te overwinnen - bereken de diameters correct en breng de luchtkanalen eenvoudig op een hoogte van minimaal 2 meter boven de inlaatroosters.
- Probeer plastic buizen in het gebouw te gebruiken - dankzij de gladde muren zijn ze praktisch niet bestand tegen de beweging van gassen.
- Luchtkanalen die op een koude zolder zijn gelegd, moeten worden geïsoleerd.
- Blokkeer de mijnuitgangen niet met ventilatoren, zoals gebruikelijk is in toiletten van appartementen. De waaier zorgt ervoor dat de natuurlijke kap niet normaal functioneert.
Installeer voor de instroom instelbare muurkleppen in de kamers, verwijder alle scheuren waar koude lucht ongecontroleerd het huis kan binnendringen.