Проектирование вентиляции. Варианты систем вентиляции, целесообразность применения каждой схемы.
Система вентиляции – одно из современных изобретений человечества в разы облегчающее его существование и жизнедеятельность. Вентиляция — процесс замены отработанного воздуха из помещения наружным уличным воздухом. Вентиляция – это одна из главнейших систем жизнеобеспечения, и от правильного ее проектирования и монтажа будет зависеть комфорт и свежесть воздуха в помещении.
Проектирование вентиляции - довольно популярная область проектирования, ведь при строительстве любого объекта с пребыванием людей обязательно разрабатывается этот раздел проектирования. Ни одно современное здание не обходится без наличия в нем системы вентиляции, что является не только негласной истиной для проектировщиков, но и закреплено на законодательном уровне – о наличии в помещениях вновь строящихся зданий системы вентиляции прописано в СанПиНах, СнИПах, федеральных законах и других нормативных документах при проектировании.
Проектирование вентиляции осуществляется на основании технического задания, полученного от заказчика и должно учитывать всевозможные архитектурные и конструктивные особенности здания, а также в полной мере выполнять все функции, заложенные в этой системе. Проектирование вентиляции несет в себе не только функции по обеспечению комфорта человека, но и по обеспечению безопасности его нахождения во всем здании в целом.
Современные системы вентиляции должны выполнять следующие функции:
• поддержание на оптимальном уровне доли содержания кислорода в помещении;
• очистка воздуха от опасных для здоровья человека веществ;
• отвод избыточной влаги от элементов конструкции зданий;
• обеспечение определенного режима температуры и влажности;
• снижение эксплуатационных расходов на содержание сооружений;
• обеспечение звукоизоляции в помещении, за счет отсутствия необходимости в проветривании при помощи окон и дверей.
Проектирование вентиляции должно осуществляться, учитывая реализацию вышеуказанных задач. Но не менее важным аспектом проектирования вентиляции является выбор самого способа транспортирования воздуха, вида системы проектируемой вентиляции.
Современные системы вентиляции можно классифицировать по нескольким параметрам:
• По способу циркуляции воздуха: естественная и принудительная (механическая).
• По назначению: приточная, вытяжная или приточно-вытяжная.
• По конструкции: канальная и бесканальная.
• По способу организации воздухообмена: общеобменная вентиляция, местная вентиляция, аварийная вентиляция, противодымная вентиляция.
• По дополнительным функциям: вентиляция с подогревом, вентиляция с фильтрацией воздуха и др.
Выбор для проектирования необходимой системы вентиляции зависит от назначения, объёма и конкретных особенностей помещения (наличия и характера источника загрязнений, количества людей, планировки и т.д.).
Естественная вентиляция – такая система вентиляции, где воздухообмен происходит из-за разницы давления снаружи и внутри здания, естественным путем, без применения в проекте электрического оборудования. В свою очередь естественная вентиляция делится на организованную и неорганизованную системы вентиляции. При неорганизованной естественной вентиляции воздухообмен в помещении происходит за счёт разности давлений внутреннего и наружного воздуха и действий ветра через неплотности ограждающих конструкций, а также при открывании форточек, фрамуг и дверей. При организованной естественной вентиляцией воздухообмен происходит за счёт разности давлений внутреннего и наружного воздуха, но через специально устроенные приточные и вытяжные проёмы, степень открытия которых регулируется.
Принцип работы естественной вентиляции заключается в перемещении воздуха:
• вследствие разности температур наружного и воздуха в помещении;
• от разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем (помещением) и верхним уровнем (вытяжным устройством, установленным на кровле здания);
• в результате воздействия так называемого ветрового давления.
В помещениях с выработкой тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него менее плотный теплый воздух. При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор.
Проектирование вентиляции естественного типа заключается в проектировании вытяжных отверстий в помещении, соединенных в общую систему вентиляционных коробов, шахт, выводящих воздух из помещения наружу и выбросу его в атмосферу. Главное преимущество проектирования данной системы – относительная дешевизна и доступность. Но главные недостатки – это необходимость периодического проветривания – открытия окон, шлюзов, вследствие чего в помещение могут проникать посторонние шумы и пыль.
Принудительная вентиляция – система вентиляции, где воздухообмен происходит за счёт разности давления, создаваемой вентилятором или эжектором. Этот способ вентиляции более эффективен и наиболее популярен при проектировании, так как воздух предварительно может быть очищен от пыли и доведён до требуемой температуры и влажности специально проектируемой аппаратурой. В проектировании механических систем вентиляции используются такие приборы и оборудование, как: вентиляторы, электродвигатели, воздухонагреватели, шумоглушители, пылеуловители, автоматика и др., позволяющие перемещать воздух в больших пространствах. Такие системы могут подавать и удалять воздух из локальных зон помещения в необходимом количестве, независимо от изменяющихся условий окружающей воздушной среды. При необходимости проектом предусматриваются различные виды обработки воздуха (очистка, нагревание, увлажнение и т. д.), что практически невозможно в системах естественной вентиляции. Основной недостаток при проектировании таких систем – большие затраты на электроэнергию. Принудительная вентиляция позволяет регулировать скорость притока, подстраивая ее работу под потребности в воздухообмене. Работа принудительной вентиляции обычно не требует вмешательства человека, дополнительного открывания и закрывания окон, что делает ее наиболее удобной для бытового использования и популярной при проектировании.
Приточная вентиляция предназначена для подачи воздуха в помещение, при этом воздух может быть не только холодным, но и подогретым. Свежий воздух может поступать после предварительной подготовки, которая может включать очистку, подогрев, охлаждение и увлажнение. Приточная вентиляция может проектироваться в одном корпусе или набираться из отдельных элементов: вентиляторов, фильтров, калориферов, охладителей, клапанов, необходимым элементом является система воздуховодов и распределителей воздуха (решёток, диффузоров и др.). Система приточной вентиляции состоит из:
• воздухоприёмного устройства
• нагревателя
• охладителя
• фильтров для очистки
• устройств подачи воздуха в помещение
Данная система включает в себя приточные установки, использующие 100% приток наружного воздуха. Они бывают как промышленного назначения (используются на промышленных объектах), так и бытового (вентиляция квартир).
Вытяжная вентиляция проектируется для удаления из помещения отработанного воздуха, а также продуктов сгорания природного газа от газовых плит. Вытяжная вентиляция, как правило, проще приточной и может состоять из одного вытяжного вентилятора или даже искусственной вытяжки, если объём помещения не велик.
Приточная и вытяжная вентиляция, как правило, проектируются для использования совместно, при этом их производительность должна быть сбалансирована. Наиболее частый и эффективный вариант проектирования вентиляционной системы, при которой воздух в помещение подаётся приточной системой, а удаляется вытяжной – называется приточно-вытяжной вентиляцией. Обе системы работают одновременно. Приточно-вытяжные системы аналогично приточным могут проектироваться как на базе вентиляционных установок, так и состоять из отдельных элементов.
Канальные системы вентиляции имеют разветвлённую сеть воздуховодов для перемещения воздуха. Каналы (воздуховоды) могут отсутствовать, например, при установке вентилятора в стене, в перекрытии – при бесканальной вентиляции.
Канальные системы проектируются и монтируются при строительстве или капитальном ремонте. Они, как правило, обеспечивают одновременно и приток, и вытяжку воздуха. Принцип работы основан на наличии центрального блока обработки воздуха (очистка и дезинфекция, подогрев, кондиционирование, увлажнение, трубы-воздуховодов, тянущихся под потолком от центрального блока. Для размещения такой вентиляционной системы требуется много свободного пространства. Поэтому канальные системы мало востребованы при проектировании их в городских квартирах маленькой и средней площади и с потолками менее 3 м. Чаще всего канальная вентиляция проектируется в больших зданиях, где одновременно находится много людей (офисы, торговые центры), а также в помещениях с высокими требованиями к очистке или температуре воздуха (больницы, склады, кухни ресторанов).
Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определённые места (местная приточная вентиляция) и загрязнённый воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). Например, вытяжка на кухне, которая устанавливается над газовой или электрической плитой. Чаще всего проектируются такие системы в промышленности . Местная (локализующая) вентиляция работает по принципу: все вредные вещества удаляются из помещения непосредственно в том месте, где они образуются.
Аварийная система вентиляции проектируется в помещениях, где возможен неожиданный выброс чрезвычайно опасных вредных веществ в количествах, значительно превышающих предельно допустимые концентрации, с целью их быстрого удаления. Аварийная вентиляция необходима для удаления газа в помещениях с газовым пожаротушением, для удаления газа после работы системы.
Противодымная система вентиляции проектируется в зданиях с повышенной пожароопасностью, и служит для обеспечения эвакуации людей. С помощью этой системы подаётся необходимое количество воздуха, препятствующего распространению дыма в помещении. Система работает в начальной стадии пожара.
Вентиляция с фильтрацией проектируется для дополнительной очистки циркулирующего в помещении воздуха. Вентиляция с фильтрацией содержит воздушные фильтры различного назначения. Это могут быть простые фильтры с сетчатой структурой, высокоэффективные фильтры со сложным сплетением тончайших волокон или же угольные фильтры, задерживающие вредные газы и запахи.
Проектирование вентиляции и кондиционирования - это комплекс объединяемых параметров: пожелания заказчика, соблюдение требований норм, согласование экономической составляющей (подбор оборудования, используемого в проекте не только по параметрам, но и по стоимости).
■ На первом этапе проектирования составляется техническое задание на проектирование - основополагающий документы для дальнейшего взаимодействия с заказчиком, учитываются привязки имеющегося инженерного оборудования и коммуникаций.
■ На втором этапе работы над проектом учитываются искусственные и естественные источники теплового излучения, их интенсивность: расположение относительно сторон света и площадь остекления; наличие/отсутствие бытовых и промышленных электроприборов; количество рабочих мест, оборудованных ПК; материал отделки помещений, а также технические характеристики самих помещений. Под данный объект проводится расчёт нагрузки на СКВ (систему кондиционирования и вентиляции) исходя из внешних факторов, а также выбранных параметров, необходимых для достижения внутри помещения (желаемая температура воздуха, его влажность).
■ На третьем этапе проектирования вентиляции осуществляется моделирование процессов и подбор требуемого под заданные параметры оборудования, способного поддержать заданные параметры.
Расчет системы проектируемой вентиляции начинается с определения производительности по воздуху (воздухообмена), измеряемой в кубометрах в час. Для расчетов потребуется план объекта, где указаны наименования (назначения) и площади всех помещений. Подавать свежий воздух необходимо только в те помещения, где люди находятся длительное время: спальни, гостиные, кабинеты и т. п. В коридоры воздух не подается, а из кухни и санузлов удаляется через вытяжные каналы. Такая схема движения воздуха обеспечивает воздушный подпор «грязных» помещений, исключая возможность распространения неприятных запахов по всему зданию. При проектировании учитываются только люди, находящиеся в помещении длительное время. После расчета воздухообмена по людям в проекте требуется рассчитать воздухообмен по кратности (этот параметр показывает, сколько раз в течение одного часа в помещении происходит полная смена воздуха). Чтобы воздух в помещении не застаивался, нужно обеспечить хотя бы однократный воздухообмен. Таким образом, при проектировании вентиляции для определения требуемого расхода воздуха требуется рассчитать два значения воздухообмена: по количеству людей и по кратности и, после чего выбрать большее из этих двух значений.
После определения производительности проектируемой вентиляции можно переходить к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов), дроссель-клапанов и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети проектируемой вентиляции начинают с составления схемы воздуховодов. Схему составляют таким образом, чтобы при минимальной общей длине трассы система проектируемой вентиляции могла подавать расчетное количество воздуха во все обслуживаемые помещения. Далее по этой схеме рассчитывают размеры воздуховодов и подбирают воздухораспределители.
Следующий этап проектирования вентиляции – расчет размеров воздуховодов. Для расчета размеров (площади сечения) воздуховодов необходимо знать объем воздуха, проходящий через воздуховод в единицу времени, а также максимально допустимую скорость воздуха в канале. При увеличении скорости воздуха размеры воздуховодов уменьшаются, но уровень шума и сопротивление сети возрастают. Использовать в проекте «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, поскольку их сложно разместить в запотолочном пространстве. Снизить высоту запотолочного пространства позволяет применение в проекте прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые. В тоже время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.
Зная расход воздуха в проекте можно подобрать по каталогу воздухораспределители с учетом соотношения их размеров и уровня шума (площадь сечения воздухораспределителя, как правило, в 1,5–2 раза больше площади сечения воздуховода).
Для дальнейшего проектирования приточной установки необходимо рассчитать сопротивление сети. Точный расчет требует учета сопротивления каждого ее элемента. Сопротивление сети слабо зависит от количества обслуживаемых помещений и определяется протяженностью и конфигурацией самого длинного пути от входа (воздухозаборной решетки) до выхода (воздухораспределителя).
После определения производительности проектируемой вентиляции можно рассчитать требуемую мощность калорифера. Для этого понадобятся значения температуры воздуха на выходе проектируемой системы и минимальной температуры наружного воздуха в холодный период года. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны.
При проектировании систем вентиляции с электрическим калорифером основные затраты электроэнергии приходятся на нагрев холодного приточного воздуха. Чтобы оценить затраты энергии на нагрев воздуха в течение всего года нужно знать средние температуры воздуха по месяцам (для двухтарифного счетчика потребуются отдельно дневные и ночные температуры). По этим данным можно рассчитать стоимость потребляемой проектом энергии.
Для выбора в проекте приточной установки потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети.
• СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.
• ГОСТ 32548-2013 Вентиляция зданий. Воздухораспределительные устройства.
• ГОСТ Р ЕН 13779-2007 Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования.
• СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности.
• СП 73.13330.2012 Внутренние санитарно-технические системы зданий.
• Федеральный закон от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ «Градостроительный кодекс Российской Федерации».
• Федеральный закон от 30.12.2009 N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
• Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
• Федеральный закон от 23 ноября 2009 г. N 264-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
• Постановление Правительства РФ от 16.02.2008 г. N 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию».
Задача проектирования вентиляции встает практически перед любым застройщиком. О необходимости вентиляции задумывается каждый кто строит любое здание или сооружение – начиная от погреба и гаража и кончая квартирой, домом и уж конечно технологическим производством. Во первых необходимо понимать, что вентиляция нужна для любого помещения, но вот делать проект вентиляции для погреба или гаража смысла нет никакого – это просто выброшенные деньги. В интернете есть большое число рекомендаций для каждого конкретного случая. Ниже описаны варианты проектирования вентиляции различного назначения, необходимость проектирования, и расценки на проектирование вентиляции.
Проектирование естественной вентиляции.
Как правило заказывать отдельное проектирование естественной вентиляции для зданий и сооружений высотой до трех этажей и площадью до 1 500 м2 не требуется. С данной задачей справится архитектор, проектирующий здание и заложит все необходимые каналы и заказывать отдельный проект вентиляции в котором будет копия архитектурного проекта, это выброшенные деньги.
Общая рекомендация для проектирования естественной вентиляции сводится к:
- расположение вытяжного отверстия как можно ближе к потолку помещения.
- канал естественной вентиляции как можно большего размера (минимально диаметром 100 мм) – чем больше канал, тем вентиляция работает лучше.
- выход естественной вентиляции как можно выше над последней решеткой естественной вентиляции. Чем больше разница отметок вытяжной решетки в помещении и отметки зонта на кровле тем естественная вентиляция работает лучше.
Проектирование естественной вентиляции стоит заказывать:
- для зданий большой площади >1500м
- для жилых типовых многоквартирных домов
- для коттеджей в которых естественная вентиляция не была заложена изначально либо загородных домов с необычной планировкой.
- для любых производственных помещений.
Проектирование механической вентиляции.
Проектирование вентиляции с механическим побуждением должен выполнять специалист – это гарантирует правильную и качественную работу вентиляции. Естественно речь идет о разветвленной приточно-вытяжной системе вентиляции и не относится к установке вентилятора и аналогичных мелких доработках естественной вентиляции – в этом случае проектирование вентиляции конечно не требуется.
Проектирование механической вентиляции стоит заказывать:
- при наличии технологического производства (сварка, пайка, окраска, другие вредности)
- Применяется приточно-вытяжная вентустановка
- приточных решеток или диффузоров больше 4
- для здания был заказан дизайн-проект
- для любых производственных помещений.
Стоимость проектирования вентиляции для зданий различного назначения можно посмотреть в разделе: «стоимость проектирования»
Качество и комплектность проектов вентиляции для зданий различного назначения можно посмотреть в разделе: «Инженерные системы. Каталог проектов инженерных систем зданий»
