Аэродинамический расчет вентиляционной системы для удаления воздуха из квартиры верхнего этажа

Аэродинамический расчет производится для унифицированных вентиляционных блоков кухни, ванной, санузла верхнего этажа, и сводятся в таблицы 11.1, 11.2, 11.3 соответственно.

 

Рис. 1. Габаритные размеры унифицированного вентиляционного блока.

 

Требуемая площадь вытяжных решеток находится по выражению

fтр.реш = L/(νрек.реш. ∙ 3600), м²,                                         (11.1) где L – объем вытяжного воздуха из расчетного помещения, м³/ч;

vрек – рекомендуемая скорость движения воздуха в решетке, м/с.

Принимаем νрек.реш = 0,4 м/с и производим расчет требуемой площади вытяжных решеток:

- для кухни

 

fтр.реш.кух = 60/(0,4 ∙ 3600) = 0,0417 м²;

 

- для санузла и ванной

fтр.реш.ван = 25/(0,4 ∙ 3600) = 0,0174 м²; fтр.реш.с/у = 25/(0,4 ∙ 3600) = 0,0174 м².

К установке принимаются вытяжные решетки по приложению Ц [10]:

– на кухне – жалюзийная решётка марки РС6 размерами 200 × 200 мм с площадью живого сечения Fо = 0,0327 м²;

– в санузле и в ванной – по одной жалюзийной решётке марки РС6 размерами 150 х 150

мм с площадью живого сечения Fо = 0,0176 м².

В случае прямоугольного сечения вентиляционного канала в расчетах используют его эквивалентный диаметр

dэ = 2ab / (a + b), мм,                                                                                                                   (11.2)

 

где a и b – размеры канала, мм.

Действительная скорость воздуха в сечении решетки, канала

 

v = L / (3600Fо), м/с.                                                                                                                   (11.3)

 

Гравитационное давление, Па, рассчитывается по формуле

 

Ргр = 0,9 ∙ g ∙ h ∙ (ρн - ρв),                                          (11.4) где 0,9 – коэффициент запаса на неучтенные потери;

g = 9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

h – высота воздушного столба, м, от центра вытяжного отверстия до устья вытяжной шахты для зданий с наличием только вытяжки;

ρв – плотность внутреннего воздуха при температуре tв, кг/м³, рассчитываемая по (5.4); ρн – плотность наружного воздуха при tн = +5°С, рассчитываемая по (5.4)

 

ρв = 353 / (273 + 18) = 1,21 кг/м³;

ρн = 353 / (273 + 5) = 1,27 кг/м³.

 

Потери давления ΔРс в вентиляционной сети – сумма потерь давления на трение о стенки воздуховода ΔРтр и потери давления в местных сопротивлениях Z на каждом из участков (участком называется часть сети с постоянным расходом и размерами канала):

 

ΔРс = ∑n (ΔРтр. i + Z i), Па.                                                                                                         (11.5)

          i=1

 

Потери давления на трение находятся по формуле

 

ΔРтр = Rст ∙ l ∙ n, Па,                                                  (11.6)

 

где Rст – удельные потери давления на трение на 1 м длины стального воздуховода, Па/м, определяемые по приложению Т [10] по значениям скорости воздуха в канале v, м/с, и эквивалентного диаметра канала dэ, мм;

l – расчетная длина участка, м;

n – поправочный коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха в канале v, м/с, и эквивалентной шероховатости материала канала kэ, м, который определяется по приложению У [10].

Потери давления в местных сопротивлениях участка определяются по формуле

 

Z = Σξ ∙ Рд, Па,                                                     (11.7)

 

где Σξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке; Рд – динамическое давление, Па, рассчитываемое по формуле

Рд =ρv²/2.                                                                                                                                     (11.8)

 

Расчет коэффициентов местных сопротивлений в системе вентиляции кухни

Коэффициент местного сопротивления решетки РС6 200 х 200 по приложению Ц [10] равен ξРС6 = 1,7.

На участке №1 имеются следующие местные сопротивления:

- прямоугольное колено размером a x b = 120 х 210 мм;

- выпуск вытяжного воздуха в атмосферу через вытяжную шахту с зонтом.

Коэффициент местного сопротивления колена ξкол = 1,2 с. По приложению Ф при отношении a/b = 120/210 = 0,57 коэффициент с = 1,06. В этом случае ξкол = 1,2 ∙ 1,06 = 1,27.

Для выпуска воздуха в атмосферу ξвых = 1,15 по приложению Ф [10].

 

Расчет коэффициентов местных сопротивлений в системе вентиляции санузла

Коэффициент местного сопротивления решетки РС6 150 х 150 по приложению Ц [10] равен ξРС6 = 1,7.

На участке №2 имеются следующие местные сопротивления:

- прямоугольное колено размером a x b = 120 х 210 мм;

- выпуск вытяжного воздуха в атмосферу через вытяжную шахту с зонтом.

Коэффициент местного сопротивления колена ξкол = 1,2 с. По приложению Ф при отношении a/b = 120/210 = 0,57 коэффициент с = 1,06. В этом случае ξкол = 1,2 ∙ 1,06 = 1,27.

Для выпуска воздуха в атмосферу ξвых = 1,15 по приложению Ф [10].

Расчет коэффициентов местных сопротивлений в системе вентиляции ванной

Коэффициент местного сопротивления решетки РС6 150 х 150 по приложению Ц [10] равен ξРС6 = 1,7.

На участке №3 имеются следующие местные сопротивления:

- внезапное сужение c 150 х 150 до диаметра 125 мм;

- внезапное расширение c диаметра 125 мм на 120 х 210 мм.

По приложению Ф [10] коэффициент местного сопротивления внезапного сужения ξсуж

= 0,5 ∙ (1 – f/F).

В этом случае

 

ξсуж = 0,5 ∙ (1 – (3,14∙0,125²∙ 1)/(0,15∙0,15)) = 0,23.

4

 

По приложению Ф [10] коэффициент местного сопротивления внезапного расширения ξрасш = (1 – f/F)².

В этом случае

 

ξрасш = (1 – (3,14∙0,125²∙ 1)/(0,12∙0,21))² = 0,26.

4

 

На участке №4 имеются следующие местные сопротивления:

- прямоугольное колено размером a x b = 120 х 210 мм;

- выпуск вытяжного воздуха в атмосферу через вытяжную шахту с зонтом.

Коэффициент местного сопротивления колена ξкол = 1,2 с. По приложению Ф при отношении a/b = 120/210 = 0,57 коэффициент с = 1,06. В этом случае ξкол = 1,2 ∙ 1,06 = 1,27.

Для выпуска воздуха в атмосферу ξвых = 1,15 по приложению Ф [10].

 

Необходимое условие работы системы вентиляции с естественным побуждением (Ргр > ΔРс) выполняется для всех рассчитанных систем. Находим невязку между гравитационным давлением и суммарными потерями давления в сети

 

σ = (Ргр - ΔРс)/Ргр ∙ 100%;                                                                                            (11.9) σкух = (2,06 – 1,32) / 2,06 ∙ 100% = 36,0 %;

σс/у = (2,06 – 0,35) / 2,06 ∙ 100% = 83,1 %;

 

σван = (3,09 – 0,46) / 3,09 ∙ 100% = 85,2 %.

 

Полученное значение невязки для всех расчетных помещений больше 10%, поэтому необходимо произвести регулировку «живого» сечения установленных вытяжных решёток с целью увеличения их аэродинамического сопротивления.

Таблица 11.1

 

Аэродинамический расчет системы вентиляции кухни верхнего этажа

 

№ уч-ка	L, м3/ч	l, м	Размеры, мм			Fо, м2	v, м/с	tв, °С	ρв, кг/м3	Ргр, Па	Σξ	Рд, Па	Z, Па	Rст, Па/м	n	ΔРтр, Па	ΔРтр + Z, Па	ΔРс, Па	Примечание
			a	b	dэ
РС6 200х200	60	-	-	-	-	0,0327	0,51	18	1,21	-	1,7	0,16	0,26	-	-	-	0,26

1,32

ξРС6 = 1,7 1 60 4,10 120 210 150 0,025 0,66 18 1,21 2,06 2,42 0,26 0,64 0,0627 1,627 0,4183 1,05 ξкол = 1,27; ξвых = 1,15

 

Таблица 11.2

 

Аэродинамический расчет системы вентиляции санузла верхнего этажа

 

№ уч-ка	L, м3/ч	l, м	Размеры, мм			Fо, м2	v, м/с	tв, °С	ρв, кг/м3	Ргр, Па	Σξ	Рд, Па	Z, Па	Rст, Па/м	n	ΔРтр, Па	ΔРтр + Z, Па	ΔРс, Па	Примечание
			a	b	dэ
РС6 150х150	25	-	-	-	-	0,0176	0,39	18	1,21	-	1,7	0,09	0,16	-	-	-	0,16	0,35	ξРС6 = 1,7
2	25	4,10	120	210	150	0,025	0,28	18	1,21	2,06	2,42	0,05	0,11	0,0140	1,378	0,0791	0,19		ξкол = 1,27; ξвых = 1,15

 

Таблица 11.3

 

Аэродинамический расчет системы вентиляции ванной верхнего этажа

 

№ уч-ка	L, м3/ч	l, м	Размеры, мм			Fо, м2	v, м/с	tв, °С	ρв, кг/м3	Ргр, Па	Σξ	Рд, Па	Z, Па	Rст, Па/м	n	ΔРтр, Па	ΔРтр + Z, Па	ΔРс, Па	Примечание
			a	b	dэ
РС6 150х150	25	-	-	-	-	0,0176	0,39	25	1,18	-	1,7	0,09	0,16	-	-	-	0,16	0,46	ξРС6 = 1,7
3	25	0,9	-	-	125	0,012	0,57	25	1,18	-	0,49	0,19	0,09	0,0181	1,000	0,0163	0,11		ξсуж = 0,23; ξрасш = 0,26
4	25	4,10	120	210	150	0,025	0,28	25	1,18	3,09	2,42	0,05	0,11	0,0140	1,378	0,0791	0,19		ξкол = 1,27; ξвых = 1,15