Hvad skal lufthastigheden være i ventilationskanalen i henhold til tekniske normer

Mikroklimaet, som ventileringssystemer i bolig- eller erhvervslokaler sikrer, påvirker menneskers velbefindende og arbejdsevne. For at skabe komfortable levevilkår er der udviklet normer, der bestemmer luftens sammensætning. Enig, regelmæssig luftudskiftning er livsvigtig.

Vi fortæller, hvad lufthastigheden i kanalen skal være. Vi rådgiver om, hvad du skal gøre for at luftstrømmen altid forbliver frisk og opfylder hygiejniske normer. Hos os finder du en detaljeret beskrivelse af beregningsmetoder og en liste over regler for valg af den optimale kanal.

Den præsenterede information er baseret på data fra normative opslagsværker. For praktisk at lære beregningsmetoderne er der givet eksempler. Tekstmaterialet er suppleret med illustrative billeder og videoer, der letter forståelsen af det komplekse emne.

Vigtigheden af luftudskiftning for mennesket

Ifølge bygnings- og hygiejniske normer skal hver bolig- eller erhvervsbygning forsynes med ventilationssystem.

Dens primære formål er at bevare luftbalancen, skabe et gunstigt mikroklima for arbejde og hvile. Det betyder, at i den atmosfære, som mennesker indånder, må der ikke være overskud af varme, fugt eller forskellige former for forurening.

Forstyrrelser i ventilationssystemets organisation fører til udvikling af infektionssygdomme og luftvejssygdomme, nedsat immunforsvar og for tidlig fordærv af fødevarer.

I et alt for fugtigt og varmt miljø udvikler sygdomsfremkaldende mikroorganismer sig hurtigt, og der opstår skimmel- og svampeangreb på vægge, lofter og endda møbler.

Ventilationsdiagram i et to-etagers privat hus. Ventilationssystemet er udstyret med en energi-besparende indblæsnings- og udsugningsenhed med en varmegenvinder, som gør det muligt at genbruge varmen fra den luft, der udledes fra bygningen.

En af betingelserne for at opretholde en sund luftbalance er korrekt design af ventilationssystemet. Hver del af luftskiftenettet skal vælges ud fra rummets størrelse og luftens egenskaber.

Antag, at i en lille lejlighed er en velfungerende indblæsnings- og udsugningsventilation tilstrækkelig, mens installation af udstyr til tvungen luftskifte er obligatorisk i produktionshaller.

Ved opførelse af huse, offentlige institutioner og virksomheders haller følges følgende principper:

• hvert rum skal forsynes med et ventilationssystem;
• det er nødvendigt at overholde hygiejniske luftparametre;
• i virksomheder skal der installeres enheder, der øger og regulerer luftskiftehastigheden; i boliger – airconditionanlæg eller ventilatorer, hvis ventilationen er utilstrækkelig;
• i rum med forskellige formål (f.eks. i patientsenge og operationsstuer eller på kontorer og i rygerum) skal der installeres separate systemer.

For at ventilationen opfylder de nævnte betingelser, skal der foretages beregninger og vælges udstyr – lufttilførselsapparater og luftkanaler.

Ved installation af ventilationssystemet skal det også vælges korrekte steder for luftindtag for at forhindre, at forurenede strømme vender tilbage til rummene.

Under udarbejdelsen af ventilationsprojektet for et privat hus, etageboligbyggeri eller produktionslokale beregnes luftmængden og monteringssteder for ventilationsudstyr: luftskifteanlæg, airconditionanlæg og luftkanaler planlægges.

Effektiviteten af luftskiftet afhænger af luftkanalernes størrelse (herunder husets skakte). Lad os finde ud af, hvad normerne for luftstrømshastighed i ventilation er, som angivet i sanitære dokumenter.

Regler for bestemmelse af lufthastighed

Luftens bevægelseshastighed er tæt forbundet med begreber som støjniveau og vibrationsniveau i ventilationssystemet. Luften, der passerer gennem kanalerne, skaber en vis støj og tryk, som stiger med antallet af sving og bøjninger.

Jo større modstand i rørene, jo lavere er lufthastigheden og jo højere er blæserens kapacitet. Lad os se på normerne for tilknyttede faktorer.

Nr. 1 — hygiejniske normer for støjniveau

Normerne angivet i SNiP vedrører rum af boligtype (private og etageboliger), offentlige og produktionsmæssige typer.

I tabellen nedenfor kan du sammenligne normerne for forskellige typer rum samt områder, der støder op til bygninger.

Del af tabel nr. 1 fra SNiP-2-77 fra afsnittet 'Støjbeskyttelse'. De maksimalt tilladte normer for nattetid er lavere end dagsværdierne, og normerne for tilstødende områder er højere end for boliger.

En af årsagerne til, at de vedtagne normer overskrides, kan netop være et forkert designet kanalsystem.

Lydtryksniveauerne er vist i en anden tabel:

Ved idriftsættelse af ventilations- eller andet udstyr, der er forbundet med at sikre et gunstigt, sundt indeklima, er kun en kortvarig overskridelse af de angivne støjparametre tilladt.

Nr. 2 — vibrationsniveau

Ventilatorernes effekt er direkte forbundet med vibrationsniveauet.

Den maksimale vibrationsgrænse afhænger af flere faktorer:

• kanalernes størrelse;
• kvaliteten af pakninger, der reducerer vibrationsniveauet;
• rørmaterialet;
• luftstrømmens hastighed gennem kanalerne.

De normer, der bør overholdes ved valg af ventilationsanordninger og ved beregninger af kanaler, er vist i følgende tabel:

Grænseværdier for lokal vibration. Hvis de faktiske målinger ved kontrol er over normerne, betyder det, at kanalsystemet er designet med tekniske mangler, der skal rettes, eller at ventilatorens effekt er for høj.

Lufthastigheden i skakte og kanaler må ikke påvirke en stigning i vibrationsværdierne, ligesom de ikke må påvirke de tilhørende lydsvingningsparametre.

Nr. 3 — luftskifteforhold

Luftrensning sker gennem luftskifteprocessen, som opdeles i naturligt eller mekanisk.

I det første tilfælde sker det ved åbning af døre, overvinduer, små vinduer (og kaldes aeration) eller blot ved infiltration gennem sprækker ved samlinger af vægge, døre og vinduer, i det andet tilfælde ved hjælp af aircondition og ventilationsudstyr.

Luftskiftet i et rum, et hjælperum eller et værksted skal ske flere gange i timen, så graden af forurening af luftmasserne er acceptabel. Antallet af skift er luftskiftefrekvensen, en størrelse, der også er nødvendig for at bestemme lufthastigheden i ventilationskanaler.

Luftskiftefrekvensen beregnes efter følgende formel:

N=V/W,

hvor:

• N – luftskiftefrekvens, gange pr. time;
• V – volumen af ren luft, der fylder rummet på 1 time, m³/h;
• W – rummets volumen, m³.

For at undgå yderligere beregninger er gennemsnitlige luftskiftefrekvenser samlet i tabeller.

For eksempel gælder følgende tabel for luftskiftefrekvens i boliger:

Ifølge tabellen er hyppig udskiftning af luftmasser i rummet nødvendig, hvis det er karakteriseret ved høj luftfugtighed eller temperatur – for eksempel i et køkken eller et badeværelse. Tilsvarende, hvis den naturlige ventilation er utilstrækkelig i disse rum, installeres der apparater til tvungen cirkulation.

Hvad sker der, hvis normerne for luftskiftehyppighed ikke overholdes, eller hvis de overholdes, men i utilstrækkelig grad?

Der vil ske en af to ting:

• Hyppighed under normen. Frisk luft holder op med at erstatte forurenet luft, som følge heraf øges koncentrationen af skadelige stoffer i rummet: bakterier, sygdomsfremkaldende mikroorganismer, farlige gasser. Mængden af ilt, der er vigtig for menneskets åndedrætssystem, falder, mens kuldioxid derimod stiger. Luftfugtigheden stiger til maksimum, hvilket kan føre til skimmelvækst.
• Hyppighed over normen. Opstår, hvis hastigheden af luftbevægelsen i kanalerne overstiger normen. Dette påvirker temperaturregimet negativt: rummet når simpelthen ikke at varme op. Overdreven tør luft fremkalder hudsygdomme og åndedrætssygdomme.

For at luftskiftehyppigheden svarer til sundhedsnormerne, bør man installere, fjerne eller justere ventilationsapparater, og om nødvendigt også udskifte luftkanalerne.

Algoritme til beregning af lufthastighed

Under hensyntagen til ovenstående betingelser og tekniske parametre for et bestemt rum kan man bestemme egenskaberne for ventilationssystemet samt beregne lufthastigheden i rørene.

Man bør støtte sig til luftskiftehyppigheden, som for disse beregninger er den afgørende værdi.

Til præcisering af strømningsparametrene kan en tabel bruges:

Tabellen viser dimensionerne på luftkanaler med rektangulært tværsnit, det vil sige deres længde og bredde er angivet. For eksempel ved brug af kanaler på 200 mm x 200 mm ved en hastighed på 5 m/s vil luftstrømmen være 720 m³/h.

For selv at udføre beregningerne skal man kende rummets volumen og normen for luftskiftehyppigheden for et rum eller en sal af en given type.

For eksempel skal man finde parametre for et studio med køkken med et samlet volumen på 20 m³. Lad os tage den minimale hyppighed for et køkken – 6. Det betyder, at luftkanalerne i løbet af 1 time skal flytte omkring L = 20 m³ * 6 = 120 m³.

Man skal også kende tværsnitsarealet af luftkanalerne installeret i ventilationssystemet. Det beregnes med følgende formel:

S = πr² = π/4*D²,

hvor:

• S — tværsnitsareal af luftkanalen;
• π — tallet pi, en matematisk konstant lig 3,14;
• r — radius af luftkanalens tværsnit;
• D — diameter af luftkanalens tværsnit.

Antag, at diameteren af en rund luftkanal er 400 mm, indsætter vi den i formlen og får:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Med kendskab til tværsnitsarealet og flowhastigheden kan vi beregne hastigheden. Formlen for beregning af lufthastighed:

V = L/3600*S,

hvor:

• V — lufthastighed, (m/s);
• L — luftmængde, (m³/t);
• S — tværsnitsareal af luftkanaler (luftkanaler), (m²).

Indsætter de kendte værdier, får vi: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

Derfor, for at opnå den nødvendige luftudskiftningshastighed (120 m³/t) ved brug af en rund luftkanal med diameter 400 mm, vil det være nødvendigt at installere udstyr, der kan øge lufthastigheden til 0,265 m/s.

Det skal huskes, at de tidligere beskrevne faktorer – vibrations- og støjniveauer – er direkte afhængige af lufthastigheden.

Hvis støjen overstiger de normale værdier, skal hastigheden reduceres, og dermed skal luftkanalernes tværsnit øges. I nogle tilfælde er det tilstrækkeligt at installere rør af et andet materiale eller erstatte en buet kanaldel med en lige.

Anbefalede normer for luftudskiftningshastighed

Under udarbejdelsen af bygningsprojektet foretages beregning af hvert enkelt afsnit. I produktionen er det værksteder, i boligbygninger – lejligheder, i et privat hus – etageblokke eller enkelte rum.

Før installationen af ventilationssystemet kendes ruterne og størrelserne på hovedledningerne, hvilken geometri der er nødvendig for ventilationskanaler, og hvilken rørstørrelse der er optimal.

Man skal ikke undre sig over de store dimensioner af luftkanaler i restauranter eller andre institutioner – de er designet til at udlede store mængder brugt luft

Beregninger vedrørende bevægelse af luftstrømme i bolig- og erhvervsbygninger betragtes som de mest komplekse, derfor bør de udføres af erfarne kvalificerede fagfolk.

Den anbefalede lufthastighed i luftkanaler er angivet i SNiP — den statslige normative dokumentation, og ved projektering eller aflevering af objekter er det denne, man henholder sig til.

Tabellen angiver de parametre, der skal overholdes ved installation af ventilationssystemet. Tallene angiver hastigheden af luftmasserne ved kanal- og gitterinstallationer i almindelige enheder – m/s

Det anses for, at lufthastigheden indendørs ikke bør overstige 0,3 m/s.

Undtagelser er midlertidige tekniske omstændigheder (f.eks. reparationsarbejde, installation af byggeudstyr osv.), hvor parametrene kan overstige normerne med maksimalt 30%.

I store rum (garager, produktionshaller, lagre, hangarer) er der ofte to ventilationssystemer i stedet for ét.

Belastningen deles i to, og derfor vælges lufthastigheden så den giver 50 % af den samlede beregnede luftmængde (fjernelse af forurenet luft eller tilførsel af ren luft).

Ved force majeure-situationer kan der være behov for pludselig at ændre lufthastigheden eller helt stoppe ventilationssystemet.

For eksempel kræver brandsikkerhedsregler, at lufthastigheden reduceres til et minimum for at forhindre spredning af ild og røg til naborum under en brand.

Til dette formål monteres afspærringer og spjæld i ventilationskanaler og overgangsstykker.

Nuancer ved valg af kanal

Med kendskab til resultaterne af aerodynamiske beregninger kan man vælge de rigtige kanalparametre, mere præcist diameteren for runde og dimensioner for rektangulære tværsnit. Derudover kan man samtidig vælge en tvungen lufttilførsel (ventilator) og bestemme tryktabet under luftens bevægelse gennem kanalen.

Ved at kende luftmængden og lufthastigheden kan man bestemme, hvilket tværsnit kanalerne skal have.

Her bruges formlen, der er den omvendte af formlen til beregning af luftmængde:

S = L/3600*V.

Ved hjælp af resultatet kan diameteren beregnes:

D = 1000*√(4*S/π),

hvor:

• D — kanalens tværsnitsdiameter;
• S — tværsnitsareal af luftkanalerne (kanalerne), (m²);
• π — tallet 'pi', en matematisk konstant lig med 3,14;.

Det opnåede tal sammenlignes med fabriksstandarder, der er godkendt i henhold til GOST, og de produkter med nærmeste diameter vælges.

Hvis der skal vælges rektangulære i stedet for runde kanaler, skal man i stedet for diameter bestemme længden/bredden af produkterne.

Ved valget tages der udgangspunkt i det omtrentlige tværsnit ved hjælp af princippet a*b ≈ S og de størrelsestabeller, som producenterne leverer. Vi minder om, at ifølge normerne må forholdet mellem bredden (b) og længden (a) ikke overstige 1 til 3.

Rektangulære eller kvadratiske kanaler har en ergonomisk form, der gør det muligt at montere dem tæt op ad vægge. Dette udnyttes ved indretning af emhætter i hjemmet og skjulning af rør over nedhængte lofter eller over køkkenskabe.

Almindelige standarder for rektangulære kanaler: minimumsmål – 100 mm x 150 mm, maksimumsmål – 2000 mm x 2000 mm. Runde kanaler er fordelagtige, fordi de har lavere modstand og dermed minimale støjniveauer.

På det seneste producerer de praktiske, sikre og lette plastkasser specielt til brug i lejligheder.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Nyttige videoer vil lære dig at arbejde med fysiske størrelser og hjælpe dig med bedre at forstå, hvordan ventilationssystemet fungerer.

Video #1. Beregning af parametre for naturlig ventilation ved hjælp af et computerprogram:

Video #2. Nyttig information om ventilationssystemets opbygning i et privat hus under opførelse:

Artiklens information kan bruges til orientering og til at få en bedre forståelse af ventilationssystemets funktion.

Til mere præcise beregninger af luftstrømmens hastighed ved design af husets kommunikation anbefaler vi at kontakte ingeniører, der kender ventilationssystemets nuancer og kan hjælpe med at vælge de rigtige dimensioner på luftkanalerne.

Dem, der ønsker at dele personlige erfaringer fra installation af luftkanaler, interessante fakta og specifikke oplysninger, bedes skrive kommentarer i boksen nedenfor. Stil spørgsmål om kontroversielle punkter. Vi eller hjemmesidens besøgende deltager gerne i diskussionen.