Il compito dello scambio d'aria organizzato nelle stanze di una casa o di un appartamento è di rimuovere l'umidità in eccesso e i gas di scarico, sostituendoli con aria fresca. Di conseguenza, per il dispositivo di scarico e di afflusso, è necessario determinare la quantità di masse d'aria rimosse - per calcolare la ventilazione separatamente per ogni stanza. I metodi di calcolo e le norme sul consumo di aria sono accettati esclusivamente secondo SNiP.
Requisiti sanitari dei documenti normativi
La quantità minima di aria fornita e rimossa dalle camere del cottage dal sistema di ventilazione è regolata da due documenti principali:
- "Edifici residenziali multipiano" - SNiP 31-01-2003, paragrafo 9.
- "Riscaldamento, ventilazione e aria condizionata" - SP 60.13330.2012, Appendice obbligatoria "K".
Il primo documento stabilisce i requisiti sanitari e igienici per lo scambio d'aria in locali residenziali di condomini. Il calcolo della ventilazione dovrebbe basarsi su questi dati. Vengono utilizzati due tipi di dimensioni: portata massica dell'aria per unità di tempo (m³ / h) e molteplicità oraria.
Riferimento. La molteplicità dello scambio d'aria è espressa da una cifra che indica quante volte entro 1 ora l'ambiente aereo della stanza è completamente aggiornato.
A seconda dello scopo della stanza, la ventilazione di mandata e di scarico deve fornire la seguente portata o il numero di aggiornamenti della miscela d'aria (molteplicità):
- soggiorno, camera dei bambini, camera da letto - 1 volta all'ora;
- cucina con piano cottura elettrico - 60 m³ / h;
- bagno, vasca, WC - 25 m³ / h;
- per un forno con una caldaia a combustibile solido e una cucina con una stufa a gas, è richiesta una molteplicità di 1 più 100 m³ / h durante il funzionamento dell'attrezzatura;
- un locale caldaia con un generatore di calore che brucia gas naturale - un rinnovamento triplo più la quantità di aria necessaria per la combustione;
- dispensa, spogliatoio e altri locali di servizio - molteplicità 0,2;
- asciugatura o bucato - 90 m³ / h;
- biblioteca, studio - 0,5 volte all'ora.
Nota. SNiP prevede una riduzione del carico sulla ventilazione generale con apparecchiature inattive o nessuna persona. Nei locali residenziali, il rapporto diminuisce a 0,2, tecnico - a 0,5. Il requisito per i locali in cui sono installate installazioni a gas è invariato: un rinnovo orario di una volta ogni ora.
Il paragrafo 9 del documento implica che il volume della cappa è uguale alla quantità di afflusso. I requisiti di SP 60.13330.2012 sono leggermente più semplici e dipendono dal numero di persone che soggiornano nella stanza per 2 ore o più:
- Se l'area abitativa è di 20 m² o più per 1 abitante, nelle camere viene fornito un nuovo afflusso di 30 m³ / h per persona.
- Il volume dell'aria di mandata viene considerato per area quando meno di 20 quadrati cadono su 1 inquilino. Il rapporto è: 3 m³ di afflusso viene fornito per 1 m² di alloggio.
- Se la ventilazione non è prevista nell'appartamento (non ci sono vetri e finestre che non possono essere aperti), è necessario fornire 60 m³ / h di miscela pulita a ciascun residente, indipendentemente dalla quadratura.
I requisiti normativi elencati in due diversi documenti non si contraddicono affatto. Inizialmente, le prestazioni del sistema di scambio generale di ventilazione sono calcolate secondo SNiP 31-01-2003 "Edifici residenziali".
I risultati vengono verificati rispetto ai requisiti del Codice di condotta "Ventilazione e condizionamento dell'aria" e, se necessario, vengono adeguati. Di seguito analizzeremo l'algoritmo di calcolo usando l'esempio di una casa a un piano mostrata nel disegno.
Determinazione della portata d'aria
Questo tipico calcolo della ventilazione di mandata e di scarico viene eseguito separatamente per ogni stanza di un appartamento o di un cottage di campagna. Per scoprire la portata massica dell'edificio nel suo insieme, i risultati sono riassunti. Viene utilizzata una formula abbastanza semplice:
Spiegazione dei simboli:
- L è il volume desiderato di aria di mandata e di scarico, m³ / h;
- S - la quadratura della stanza in cui viene calcolata la ventilazione, m²;
- h - altezza del soffitto, m;
- n - il numero di aggiornamenti per l'ambiente aereo della stanza entro 1 ora (regolato da SNiP).
Esempio di calcolo La superficie abitabile di un edificio a un piano con un'altezza del soffitto di 3 m è di 15,75 m². Secondo i requisiti di SNiP 31-01-2003, la molteplicità n per i locali residenziali è pari a uno. Quindi la portata oraria della miscela d'aria sarà L = 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
Un punto importante La determinazione del volume della miscela d'aria rimossa dalla cucina con una stufa a gas dipende dalle apparecchiature di ventilazione installate. Uno schema comune assomiglia a questo: uno scambio una tantum secondo gli standard è fornito da un sistema di ventilazione naturale e altri 100 m³ / h vengono gettati da una cappa da cucina domestica.
Calcoli simili vengono eseguiti per tutte le altre stanze, viene sviluppato uno schema per l'organizzazione del ricambio d'aria (naturale o forzato) e vengono determinate le dimensioni dei condotti di ventilazione (vedere l'esempio seguente). Automatizzare e accelerare il processo aiuterà il programma di calcolo.
Calcolatrice online per aiutare
Il programma considera la quantità d'aria richiesta secondo la molteplicità regolata da SNiP. Basta selezionare il tipo di camera e inserire le sue dimensioni.
Nota. Per le caldaie con un generatore di calore a gas, la calcolatrice tiene conto solo dello scambio triplo. La quantità di aria di alimentazione utilizzata per la combustione del combustibile deve essere aggiunta al risultato in aggiunta.
Scopriamo lo scambio aereo in base al numero di residenti
L'appendice "K" SP 60.13330.2012 prescrive di calcolare la ventilazione della stanza secondo la formula più semplice:
Decifrare la notazione della formula presentata:
- L è il valore desiderato di afflusso (scarico), m³ / h;
- m è il volume della miscela di aria pulita per 1 persona indicata nella tabella dell'appendice “K”, m³ / h;
- N - il numero di persone che sono costantemente nella stanza in questione 2 ore al giorno o più.
Un altro esempio. È ragionevole supporre che nello stesso soggiorno di una casa a un piano, due membri della famiglia rimangano a lungo. Dato che la ventilazione è organizzata e ogni inquilino ha oltre 20 quadrati di area, il parametro m è considerato 30 m³ / h. Consideriamo la quantità di afflusso: L = 30 x 2 = 60 m³ / h.
Importante. Si noti che il risultato ottenuto è maggiore del valore determinato dalla molteplicità (47,25 m³ / h). Per ulteriori calcoli, è necessario includere la cifra 60 m³ / h.
Se il numero di persone che vivono nell'appartamento è così grande che a ogni persona viene assegnato meno di 20 m² (in media), allora la formula sopra non può essere utilizzata. Le regole indicano: in questo caso, l'area del soggiorno e le altre stanze dovrebbero essere moltiplicate per 3 m³ / h. Poiché la quadratura totale della casa è di 91,5 m², il volume calcolato di aria di ventilazione sarà 91,5 x 3 = 274,5 m³ / h.
Nelle ampie camere con soffitti alti (da 3 m), l'aggiornamento dell'atmosfera è considerato in due modi:
- Se un numero elevato di persone si trova spesso nella stanza, calcolare la capacità cubica dell'aria fornita dall'indicatore specifico di 30 m³ / h per 1 persona.
- Quando il numero di visitatori cambia costantemente, viene introdotto il concetto di un'area di servizio a 2 metri dal pavimento. Determinare il volume di questo spazio (moltiplicare l'area per 2) e fornire la molteplicità richiesta, come descritto nella sezione precedente.
Esempio di calcolo e disposizione della ventilazione
Come base, prendiamo il layout di una casa privata con una superficie interna di 91,5 m² e soffitti alti 3 m, mostrati sopra nel disegno. Come calcolare la quantità di scarico / afflusso all'intero edificio secondo la metodologia SNiP:
- Il volume di aria remota dal soggiorno e dalla camera da letto, che ha una quadratura uguale, sarà di 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
- Nella stanza dei bambini: 21 x 3 x 1 = 63 m³ / h.
- Cucina: 21 x 3 x 1 + 100 = 163 m³ / h.
- Bagno: 25 m³ / h.
- Totale 47,25 + 47,25 + 63 + 163 + 25 = 345,5 m³ / h.
Nota. Lo scambio d'aria nel corridoio e nel corridoio non è standardizzato.
Ora controlliamo i risultati per la conformità con il secondo documento normativo. Poiché la famiglia ha una famiglia di 4 persone (2 adulti + 2 bambini), 2 persone rimangono a lungo nel soggiorno, nella camera da letto e nella camera dei bambini.Ricalcoliamo il ricambio d'aria nelle camere indicate in base al numero di persone: 2 x 30 = 60 m³ / h (in ogni camera).
Il volume degli estratti dal vivaio soddisfa i requisiti (63 metri cubi all'ora), ma i valori per la camera da letto e il soggiorno dovranno essere adeguati. 47.25 m³ / h non è sufficiente per due persone, prendiamo 60 metri cubi e di nuovo ricalcoliamo la quantità totale di scambio d'aria: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 m³ / h.
È altrettanto importante distribuire correttamente il flusso d'aria nell'edificio. Nei cottage privati è consuetudine predisporre sistemi di ventilazione naturale: è molto più economico e più semplice installare i compressori elettrici con condotti dell'aria. Aggiungi solo un elemento della rimozione forzata di gas nocivi: una cappa aspirante.
Come organizzare il movimento naturale dei flussi:
- Forniremo afflusso a tutti gli alloggi attraverso valvole automatiche integrate nel profilo della finestra o direttamente nella parete esterna. Dopotutto, le finestre standard in metallo-plastica sono strette.
- Nella partizione tra la cucina e il bagno, organizzeremo un blocco di tre alberi verticali rivolti verso il tetto.
- Sotto le porte interne forniamo spazi fino a 1 cm di larghezza per il passaggio dell'aria.
- Installiamo una cappa aspirante e la colleghiamo a un canale verticale separato. Prenderà parte del carico - rimuoverà 100 metri cubi di gas di scarico in 1 ora durante il processo di cottura. Resta 371 - 100 = 271 m³ / h.
- Tireremo fuori due miniere con bar in bagno e cucina. Le dimensioni e le altezze dei tubi sono calcolate nell'ultima sezione di questo manuale.
- A causa del tiraggio naturale che si manifesta in due canali, l'aria scorre dal vivaio, dalla camera da letto e dalla sala nel corridoio, e quindi verso le griglie di scarico.
Nota: i nuovi flussi mostrati sul layout sono diretti da stanze con aria pulita verso aree più inquinate, quindi vengono espulsi attraverso le miniere.
Calcola i diametri dei condotti di ventilazione
Ulteriori calcoli sono in qualche modo più complicati, quindi accompagneremo ogni fase con esempi di calcoli. Il risultato sarà il diametro e l'altezza degli assi di ventilazione del nostro edificio a un piano.
Abbiamo distribuito l'intero volume dell'aria di scarico su 3 canali: 100 metri cubi. rimuove forzatamente la cappa in cucina durante il periodo di accensione della stufa, i restanti 271 metri cubi lasciano naturalmente in due alberi identici. La portata attraverso 1 condotto risulterà 271/2 = 135,5 m³ / h. L'area della sezione trasversale del tubo è determinata dalla formula:
- F - sezione trasversale del condotto di ventilazione, m²;
- L - flusso di scarico attraverso l'albero, m³ / h;
- ʋ - velocità del flusso, m / s.
Riferimento. La velocità dell'aria nei canali di ventilazione naturale è compresa tra 0,5 e 1,5 m / s. Come valore calcolato, prendiamo l'indicatore medio - 1 m / s.
Come calcolare la sezione trasversale e il diametro di un tubo nell'esempio:
- Troviamo il diametro in metri quadrati F = 135,5 / 3600 x 1 = 0,0378 m².
- Dalla formula della scuola per l'area del cerchio, determiniamo il diametro del canale D = 0,22 m. Selezioniamo il condotto più grande più vicino dalla serie standard - Ø225 mm.
- Se stiamo parlando di un albero di mattoni posato all'interno del muro, la dimensione del condotto di ventilazione 140 x 270 mm si adatta alla sezione trovata (una buona corrispondenza, F = 0,0378 sq. M.).
Il diametro del tubo di scarico per una cappa domestica è considerato in modo simile, solo la portata pompata dalla ventola viene presa di più - 3 m / s. F = 100/3600 x 3 = 0,009 m² o Ø110 mm.
Selezioniamo l'altezza dei tubi
Il passo successivo è determinare la forza di trazione che si verifica all'interno dell'unità di scarico a una determinata elevazione. Il parametro è chiamato pressione gravitazionale disponibile ed è espresso in Pascal (Pa). Formula di regolamento:
- p è la pressione gravitazionale nel canale, Pa;
- H - differenza di elevazione tra l'uscita della griglia di ventilazione e il condotto di ventilazione tagliato sopra il tetto, m;
- ρvozd - densità dell'aria della stanza, accettiamo 1,2 kg / m³ a temperatura domestica +20 ° С.
Il metodo di calcolo si basa sulla selezione dell'altezza richiesta. Innanzitutto, determina quanto sei pronto a sollevare i tubi di scarico sopra il tetto senza influire sull'aspetto dell'edificio, quindi sostituisci il valore dell'altezza nella formula.
Esempio. Prendiamo una differenza di altezza di 4 m e otteniamo una pressione di spinta p = 9,81 x 4 (1,27 - 1,2) = 2,75 Pa.
Ora sta arrivando una fase difficile: il calcolo aerodinamico dei condotti di derivazione. Il compito è scoprire la resistenza del condotto al flusso di gas e confrontare il risultato con la pressione disponibile (2,75 Pa). Se la perdita di pressione è maggiore, il tubo dovrà aumentare o aumentare il diametro del foro.
La resistenza aerodinamica del condotto è calcolata dalla formula:
- Δp - perdita di carico totale nella miniera;
- R è la resistenza all'attrito specifica del flusso passante, Pa / m;
- H - altezza del canale, m;
- ∑ξ è la somma dei coefficienti di resistenza locali;
- Pv - pressione dinamica, Pa.
Mostriamo per esempio come viene considerato il valore di resistenza:
- Troviamo il valore della pressione dinamica secondo la formula Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Pa.
- Troviamo la resistenza all'attrito R secondo la tabella, concentrandosi sugli indicatori di pressione dinamica di 0,6 Pa, una velocità di flusso di 1 m / se un diametro del condotto dell'aria di 225 mm. R = 0,078 Pa / m (indicato da un cerchio verde).
- La resistenza locale dell'albero di scarico è la griglia della griglia e la curva a 90 ° verso l'alto. I coefficienti ξ di queste parti sono valori costanti rispettivamente 1,2 e 0,4. La somma ξ = 1,2 + 0,4 = 1,6.
- Calcolo finale: Δp = 0,078 Pa / mx 4 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,27 Pa.
Ora confrontiamo la pressione calcolata formata nel condotto dell'aria e la resistenza risultante. La forza di trazione p = 2,75 Pa è molto maggiore della perdita di pressione (resistenza) Δp = 1,27 Pa, un albero alto 4 metri è troppo alto, non ha senso costruirlo.
Poiché i numeri differiscono della metà (approssimativamente), accorciamo il condotto di ventilazione a 2 me ricalcoliamo di nuovo:
- Pressione disponibile p = 9,81 x 2 (1,27 - 1,2) = 1,37 Pa.
- La resistività R e i coefficienti locali ξ rimangono gli stessi.
- Δp = 0,078 Pa / mx 2 m + 1,6 x 0,6 Pa = 1,15 Pa.
La pressione di tiraggio naturale di 1,37 Pa supera la resistenza del sistema Δp = 1,15 Pa, il che significa che un albero alto due metri funzionerà correttamente per lo scarico naturale e fornirà la portata necessaria dei gas rimossi.
Commento. Non è necessario accorciare il condotto a 1 m, il rapporto cambierà nell'altra direzione: p = 0,69 Pa, Δp = 1,04 Pa, la forza di trazione non è sufficiente.
Il canale di ventilazione Ø225 mm può essere diviso in 2 tubi più piccoli, ma non per diametro, ma per sezione. Otteniamo 2 condotti di ventilazione rotondi da 150-160 mm, come nella foto. L'altezza di entrambi gli alberi rimane invariata - 2 m.
Come semplificare l'attività: suggerimenti
Potresti assicurarti che i calcoli e l'organizzazione del ricambio d'aria nell'edificio siano questioni piuttosto complicate. Abbiamo cercato di spiegare la tecnica nella forma più accessibile, ma i calcoli sembrano ancora ingombranti per l'utente medio. Diamo alcuni consigli per una soluzione semplificata al problema:
- Le prime 3 fasi dovranno comunque passare attraverso: per scoprire il volume dell'aria scaricata, sviluppare uno schema di flusso e calcolare i diametri dei condotti di scarico.
- Prendere una velocità di flusso non superiore a 1 m / se determinare da essa la sezione trasversale dei canali. L'aerodinamica non è necessaria da superare: calcolare correttamente i diametri e portare semplicemente i condotti dell'aria ad un'altezza di almeno 2 metri sopra le griglie di aspirazione.
- Cerca di usare tubi di plastica all'interno dell'edificio - grazie alle pareti lisce, praticamente non resistono al movimento dei gas.
- I condotti di ventilazione posti in una soffitta fredda devono essere isolati.
- Non bloccare le uscite delle miniere con i fan, come è consuetudine fare nei bagni degli appartamenti. La girante non consentirà al cofano naturale di funzionare normalmente.
Per l'afflusso, installare valvole a parete regolabili nelle stanze, eliminare tutte le crepe in cui l'aria fredda può entrare in modo incontrollato nella casa.