4. Проектирование естественной вентиляции здания

4.1. Определение требуемых воздухообменов и выбор вентиляционной системы

В соответствии с рекомендациями СНиП /З/ в жилых зданиях проектируется вытяжная естественная вентиляция с устройством каналов во внутренних стенах или специальных вентиляционных блоках (см. рис.14.1, 14.2, 14.5 /5/).

При количестве жилых комнат в квартире до четырех вытяж­ка устраивается только из верхней зоны помещений кухонь, туале­тов, объединенных санузлов и ванных комнат. В квартирах с четырь­мя и более комнатами вытяжная вентиляция предусматривается также в тех жилых комнатах, которые не примыкают к кухням и санузлам. Допус­кается объединение вентиляционных каналов из ванной и туалета той же квартиры с устройством горизонтальных подшивочных коробов или без них.

Проектирование системы вентиляции начинается с выявления необходимого количества вентиляционного воздуха для каждого поме­щения. Нормы воздухообмена для жилых квартир L, м³/ч:

ванная комната .............................................25;

объединенный санузел................................ 50;

туалет индивидуальный ...............................25;

кухня с двух конфорочной плитой ..............60;

кухня с трех конфорочной плитой ...............75;

кухня с четырех конфорочной плитой .........90.

Требуемые воздухообмены нужно занести в таблицу по форме прил.6 данных рекомендаций.

После выявления требуемых воздухообменов следует разместить на поэтажных планах здания жалюзийные вытяжные решетки в указан­ных выше помещениях. Затем необходимо выбрать схему естественной вытяжной системы. Для двух-, трехэтажных зданий рекомендуется применять: при совмещенной кровле схему "а" на рис. 14.6 /5/ с индивидуальными для каждого помещения каналами; при наличии чердака– схему "б" рис. 14.6 /5/, с объединяющим горизон­тальным каналом на чердаке и вытяжной шахтой с зонтом или дефлектором, рис.14.1 /5/, выведенной на 0,5 м выше конька крыши.

После выбора принципиальной схемы системы и определения положения вен­тиляционных каналов на планах этажей и чердака вычерчивается аксо­нометрическая схема системы в масштабе 1:50. При этом вертикальные каналы, идущие от жалюзийных решеток верхних этажей, необходимо располагать ближе к вытяжной шахте, как наиболее невыгодные. Про­кладывая каналы во внутренних кирпичных стенах, нужно иметь в виду, что их размеры должны быть кратными размерам кирпича (140х140 мм, 140х270 и т.д.), толщина стенок каналов и простен­ки между ними - не менее 140 мм, а расстояние от проемов и сты­ков стен - не менее 380 мм. При применении вентиляционных бло­ков и панелей размеры каналов принимаются стандартными, в соот­ветствии с их типом. Оформление аксонометрической схемы систе­мы следует выполнять в соответствии с рис. 14.8 /5/, обозначив расход воздуха на каждом участке и его порядковый номер, начиная с наиболее невыгодно расположенной жалюзийной решетки.

4.2. Аэродинамический расчет естественной вытяжной вентиляционной системы

В курсовом проекте рассчитывается одна вытяжная вентиляционная система с естественным побуждением движения воздуха.

Цели аэродинамического расчета:

а) подбор таких размеров . воздуховодов или каналов (прямоугольных или круглых), чтобы по каждому участку системы транспортировался требуемый расчетный объемный расход воздуха;

б) определение полных потерь давления на трение и в местных сопротивлениях, которые должны быть мень­ше располагаемого естественного давления.

Располагаемое естественное давление (в Па) рассчитывается по формуле

(30)

где h - вертикальное расстояние от центра вытяжной решетки(расположенной на 0,2–0,5 м от потолка рассчитываемого этажа) до плоскости устья общей шахты или индивидуального канала, м;

_н - плотность наружного воздуха при t_н=5 °С, кг/м³;

_в - плотность внутреннего воздуха при температуре рассматриваемого помещения, кг/м.

Сначала рассчитываются потери давления в каналах по пути воздуха

от его входа в систему через решетки верхнего этажа и выхода из устья шахты наружу (так называемая магистраль), а затем то же самое для нижних этажей.

Плотность воздуха можно рассчитать с помощью выражения

(31)

где Р_бар - атмосферное давление в районе строительства здания (см. исходные данные), кПа;

t_i - температура воздуха, °С.

Аэродинамический расчет производится в табличной форме (см. прил.7 данных рекомендаций) с помощью таблиц, представленных в /5/.

Указанный расчет осуществляется для каждого участка в сле­дующем порядке.

Определяются размеры сечения жалюзийных решеток или расчет­ных участков F_р , м²:

(32)

гдеL - расчетный расход участка, м³/ч;

 - рекомендуемая скорость движения воздуха на участке, м/с.

Средние скорости воздуха при естественной вытяжной венти­ляции принимаются (м/с):

в жалюзийных решетках .....................0,5 - 1,0;

в вертикальных каналах ......................0,5 - 1,0;

в сборных горизонтальных каналах ...0,5 - 1,0;

в вытяжных шахтах .............................1,0 - 1,5.

Большее значение скорости принимается при расчете каналов и решеток нижних, меньшее – верхних этажей.

Поf_рподбираются стандартные размеры жалюзийных реше­ток и воздуховодов круглого (d) или прямоугольного (а хb ) сечения так, чтобы фактическая площадь поперечного сечения была близка к расчетной. Для прямоугольных каналов затем определяет­ся эквивалентный по скорости диаметр

(33)

где а и в - стороны прямоугольного воздуховода, мм.

После вычисления фактической скорости ( _ф ) в стандарт­ном прямоугольном воздуховоде или канале определяются удельные потери на трение (R) с помощью таблиц или номограмм (например.рис. 14.9 /5/) в соответствии со значениями d_э и _ф, (расход воздуха в таблице не принимается во внимание, так как он не одинаков в круглом и прямоугольном воздуховодах).

Затем с помощью табл. 14.3 /5/ определяется поправочный коэффициент на шероховатость стенок воздуховодов (_ш), изготов­ленных из неметаллических материалов, и рассчитываются потери дав­ления на трение каждого участка как произведениеRl_ш.

Потери давления в местных сопротивлениях рассчитываются по формуле

(34)

гдеz– сумма коэффициентов местных сопротивлений на каждом участке, которые отыскиваются по прил. 9 /5/;

– динамическое давление воздуха, Па.

Потери в местных сопротивлениях составляют большую долю от общих потерь давления, поэтому их следует считать очень тщательно. Помимо таблицы аэродинамического расчета сети воздуховодов в по­яснительной записке должен быть приведен расчет коэффициентов местных сопротивлений для каждого рассчитанного участка с обяза­тельной ссылкой на порядковый номер в таблице приложения по каж­дому виду местных сопротивлений.

Далее определяются потери давления на каждом участке

, а затем они суммируются по всей рассчитываемой магистрали от входа воздуха в систему до его выхода из нее:

.

Вычисленная величина потерь давления по магистрали должна быть сопоставлена с располагаемым давлением:

(35)

Если условие (35) не выполняется, следует пересчитать неко­торые участки, увеличив сечение каналов.

Далее необходимо провести последовательно расчет воздухо­водов для остальных жалюзийных решеток, расположенных как на верхнем, так и на нижнем этажах. При этом каждой из них будет соответствовать своя магистраль, поэтому следует каждый раз сравнивать полученные аэродинамические потери с индивидуальным располагаемым давлением в соответствии с выражением (35).

После окончания аэродинамического расчета на планах этажей и чердака и на схеме системы проставляются размеры поперечного сечения всех рассчитанных участков и жалюзийных решеток в соот­ветствии с ГОСТом /6/.