Kakšna naj bo hitrost zraka v prezračevalnem kanalu po tehničnih normah

Mikroklima, ki ga zagotavljajo prezračevalni sistemi v stanovanjskem ali proizvodnem prostoru, vpliva na počutje in delovno sposobnost ljudi. Za ustvarjanje udobnih življenjskih pogojev so bile razvite norme, ki določajo sestavo zraka. Strinjate se, redna izmenjava zraka je življenjsko potrebna.

Povedali vam bomo, kakšna mora biti hitrost zraka v zračniku. Svetovali vam bomo, kaj je treba storiti, da zračni tok vedno ostane svež in ustreza higienskim normam. Pri nas boste našli podroben opis izračunskih metod in navedbo pravil za izbiro optimalnega zračnika.

Predlagane informacije za seznanitev temeljijo na podatkih normativnih priročnikov. Za praktično obvladovanje metod izračuna so navedeni primeri. Besedilno gradivo je dopolnjeno z nazornimi ilustracijami in videoposnetki, ki olajšajo razumevanje zahtevne teme.

Pomembnost izmenjave zraka za človeka

V skladu z gradbenimi in higienskimi normami je treba vsak stanovanjski ali proizvodni objekt opremiti s prezračevalnim sistemom.

Njen glavni namen je ohranjanje zračnega ravnovesja, ustvarjanje ugodne mikroklime za delo in počitek. To pomeni, da v ozračju, ki ga ljudje dihajo, ne sme biti preveč toplote, vlage ali različnih vrst onesnaženja.

Kršitve pri organizaciji prezračevalnega sistema vodijo v razvoj nalezljivih bolezni in bolezni dihal, v zmanjšanje imunosti, v prezgodnje kvarjenje živil.

V preveč vlažnem in toplem okolju se hitro razvijajo patogeni mikroorganizmi, na stenah, stropih in celo na pohištvu se pojavljajo žarišča plesni in gliv.

Shema prezračevanja v dvonadstropni zasebni hiši. Prezračevalni sistem je opremljen z dovodno-odvodno energetsko varčno napravo z rekuperatorjem toplote, ki omogoča ponovno uporabo toplote iz zraka, ki se odvaja iz stavbe.

Eden od pogojev za ohranjanje zdravega zračnega ravnovesja je pravilno načrtovanje prezračevalnega sistema. Vsak del zračne izmenjevalne mreže mora biti izbran glede na prostornino prostora in značilnosti zraka v njem.

Recimo, da je v majhnem stanovanju dovolj dobro vzpostavljeno dovodno-odvodno prezračevanje, medtem ko je v proizvodnih delavnicah obvezna namestitev opreme za prisilno izmenjavo zraka.

Pri gradnji hiš, javnih ustanov, obratov podjetij se ravnajo po naslednjih načelih:

• Vsak prostor je treba opremiti s prezračevalnim sistemom;
• Upoštevati je treba higienske parametre zraka;
• V podjetjih je treba namestiti naprave, ki povečujejo in uravnavajo hitrost izmenjave zraka; v stanovanjskih prostorih – klimatske naprave ali ventilatorje, če prezračevanje ni zadostno;
• V prostorih z različnimi namembnostmi (npr. v bolniških sobah in operacijski dvorani ali v pisarni in kadilnici) je treba namestiti ločene sisteme.

Da bi prezračevanje ustrezalo naštetim pogojem, je treba opraviti izračune in izbrati opremo – naprave za dovod zraka in zračnike.

Prav tako je treba pri namestitvi prezračevalnega sistema pravilno izbrati mesta za zajem zraka, da se prepreči vstop onesnaženih tokov nazaj v prostore.

Pri pripravi projekta prezračevanja za zasebno hišo, večstanovanjsko stavbo ali proizvodni prostor se izračuna količina zraka in določijo mesta namestitve prezračevalne opreme: naprav za izmenjavo zraka, klimatskih naprav in zračnikov.

Od velikosti zračnikov (vključno z domačimi jaški) je odvisna učinkovitost izmenjave zraka. Ugotovimo, kakšne so norme hitrosti zračnega toka v prezračevanju, navedene v sanitarni dokumentaciji.

Pravila za določanje hitrosti zraka

Hitrost gibanja zraka je tesno povezana s pojmoma, kot sta raven hrupa in raven vibracij v prezračevalnem sistemu. Zrak, ki teče skozi kanale, ustvarja določen hrup in tlak, ki naraščata s povečanjem števila zavojev in ovinkov.

Večji kot je upor v ceveh, nižja je hitrost zraka in višja je zmogljivost ventilatorja. Poglejmo norme spremljajočih dejavnikov.

Št. 1 – sanitarni normativi ravni hrupa

Normativi, navedeni v SNiP, se nanašajo na prostore stanovanjskega (zasebnih in večstanovanjskih hiš), javnega in proizvodnega tipa.

V spodnji tabeli lahko primerjate norme za prostore različnih tipov ter območja, ki mejijo na stavbe.

Del tabele iz št. 1 SNiP-2-77 iz odstavka 'Zaščita pred hrupom'. Maksimalno dovoljene norme, ki se nanašajo na nočni čas, so nižje od dnevnih vrednosti, norme za sosednja območja pa so višje kot za stanovanjske prostore.

Eden od razlogov za povečanje sprejetih norm je lahko napačno načrtovan sistem zračnikov.

Ravni zvočnega tlaka so predstavljene v drugi tabeli:

Pri zagonu prezračevalne ali druge opreme, povezane z zagotavljanjem ugodne, zdrave mikroklime v prostoru, je dovoljeno le kratkotrajno preseganje določenih parametrov hrupa.

Št. 2 – raven vibracij

Moč delovanja ventilatorjev je neposredno povezana z ravnijo vibracij.

Maksimalni prag vibracij je odvisen od več dejavnikov:

• velikosti zračnikov;
• kakovosti tesnil, ki zagotavljajo zmanjšanje ravni vibracij;
• materiala izdelave cevi;
• hitrosti pretoka zraka, ki poteka po kanalih.

Norme, ki se jih je treba držati pri izbiri prezračevalnih naprav in pri izračunih, ki zadevajo zračnike, so predstavljene v naslednji tabeli:

Mejno dovoljene vrednosti lokalne vibracije. Če so pri pregledu dejanski kazalniki višji od norm, to pomeni, da je sistem zračnikov načrtovan s tehničnimi pomanjkljivostmi, ki jih je treba odpraviti, ali pa je moč ventilatorja previsoka.

Hitrost zraka v jaških in kanalih ne sme vplivati na povečanje kazalnikov vibracij, prav tako ne na z njimi povezane parametre zvočnih nihanj.

Št. 3 – kratnost izmenjave zraka

Čiščenje zraka poteka s postopkom izmenjave zraka, ki se deli na naravno ali prisilno.

V prvem primeru se to izvaja z odpiranjem vrat, prečnih oken, odprtin in oken (in se imenuje aeracija) ali preprosto z infiltracijo skozi razpoke na stikih sten, vrat in oken, v drugem primeru pa s pomočjo klimatskih naprav in prezračevalne opreme.

Menjava zraka v sobi, pomožnem prostoru ali delavnici naj bi se zgodila večkrat na uro, da je stopnja onesnaženosti zraka dopustna. Število menjav je kratnost, vrednost, ki je potrebna tudi za določanje hitrosti zraka v prezračevalnih kanalih.

Kratnost se izračuna po naslednji formuli:

N=V/W,

kjer:

• N – kratnost izmenjave zraka, krat na 1 uro;
• V – prostornina čistega zraka, ki napolni prostor v 1 h, m³/h;
• W – prostornina prostora, m³.

Da ne bi izvajali dodatnih izračunov, so povprečni kazalniki kratnosti zbrani v tabelah.

Na primer, za stanovanjske prostore je primerna naslednja tabela kratnosti izmenjave zraka:

Sodeč po tabeli, je pogosta menjava zračnih mas v prostoru potrebna, če je zanj značilna visoka vlažnost ali temperatura zraka – na primer v kuhinji ali kopalnici. Skladno s tem se v teh prostorih ob nezadostnem naravnem prezračevanju vgradijo naprave za prisilno kroženje.

Kaj se bo zgodilo, če standardi stopnje izmenjave zraka ne bodo upoštevani ali bodo upoštevani, vendar v nezadostni meri?

Zgodilo se bo eno od dveh:

• Kratnost nižja od norme. Svež zrak preneha nadomeščati onesnaženega, zaradi česar se v prostoru poveča koncentracija škodljivih snovi: bakterij, patogenih mikroorganizmov, nevarnih plinov. Količina kisika, pomembnega za dihalni sistem človeka, se zmanjša, ogljikovega dioksida pa nasprotno poveča. Vlažnost se dvigne do maksimuma, kar lahko povzroči pojav plesni.
• Kratnost višja od norme. Pojavi se, če hitrost gibanja zraka v kanalih presega normo. To negativno vpliva na temperaturni režim: prostor enostavno ne uspe ogreti. Preveč suh zrak izzove bolezni kože in dihalnega aparata.

Da bi stopnja izmenjave zraka ustrezala sanitarnim normam, je treba namestiti, odstraniti ali prilagoditi prezračevalne naprave, po potrebi pa tudi zamenjati zračne kanale.

Algoritem za izračun hitrosti zraka

Ob upoštevanju zgornjih pogojev in tehničnih parametrov določenega prostora je mogoče določiti značilnosti prezračevalnega sistema ter izračunati hitrost zraka v kanalih.

Opirati se je treba na stopnjo izmenjave zraka, ki je za te izračune odločilna vrednost.

Za natančnejšo določitev parametrov pretoka bo uporabna tabela:

V tabeli so prikazane dimenzije zračnih kanalov s pravokotnim prerezom, torej sta navedeni njihova dolžina in širina. Na primer, pri uporabi kanalov 200 mm × 200 mm pri hitrosti 5 m/s bo pretok zraka znašal 720 m³/h.

Za samostojno izvajanje izračunov je treba poznati prostornino prostora in normo stopnje izmenjave zraka za sobo ali dvorano določenega tipa.

Na primer, treba je ugotoviti parametre za studio s kuhinjo skupne prostornine 20 m³. Vzemimo minimalno vrednost stopnje za kuhinjo – 6. Tako morajo zračni kanali v 1 uri premakniti približno L = 20 m³ × 6 = 120 m³.

Prav tako je treba ugotoviti površino prereza zračnih kanalov, nameščenih v prezračevalni sistem. Izračuna se po naslednji formuli:

S = πr² = π/4*D²,

kjer:

• S — površina prereza zračnega kanala;
• π — število pi, matematična konstanta, enaka 3,14;
• r — polmer prereza zračnega kanala;
• D — premer prereza zračnega kanala.

Predpostavimo, da je premer okroglega zračnega kanala enak 400 mm, ga vstavimo v formulo in dobimo:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Če poznamo površino prereza in pretok, lahko izračunamo hitrost. Formula za izračun hitrosti zračnega toka:

V = L/3600*S,

kjer:

• V — hitrost zračnega toka, (m/s);
• L — pretok zraka, (m³/h);
• S — površina prereza zračnih kanalov (zračnih vodov), (m²).

Vstavimo znane vrednosti, dobimo: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

Zato je za zagotovitev potrebne stopnje izmenjave zraka (120 m³/h) pri uporabi okroglega zračnega kanala s premerom 400 mm potrebno namestiti opremo, ki omogoča povečanje hitrosti zračnega toka na 0,265 m/s.

Ne smemo pozabiti, da opisani dejavniki – parametri ravni vibracij in ravni hrupa – neposredno vplivajo na hitrost gibanja zraka.

Če bo hrup presegal normalne vrednosti, bo treba zmanjšati hitrost, posledično povečati presek zračnih kanalov. V nekaterih primerih zadostuje namestitev cevi iz drugega materiala ali zamenjava ukrivljenega dela kanala z ravnim.

Priporočene norme hitrosti izmenjave zraka

Med pripravo načrta stavbe se izvede izračun vsakega posameznega odseka. V proizvodnji so to delavnice, v stanovanjskih hišah – stanovanja, v zasebni hiši – etažni bloki ali posamezne sobe.

Pred namestitvijo prezračevalnega sistema so znani poti in dimenzije glavnih vodov, kakšne geometrije so potrebni prezračevalni kanali, kakšna velikost cevi je optimalna.

Ne gre se čuditi velikim dimenzijam zračnih kanalov v gostinskih lokalih ali drugih ustanovah – namenjeni so odvajanju velike količine porabljenega zraka.

Izračuni, povezani s premikanjem zračnih tokov znotraj stanovanjskih in industrijskih stavb, spadajo med najzahtevnejše, zato se z njimi morajo ukvarjati izkušeni usposobljeni strokovnjaki.

Priporočena hitrost zraka v zračnih kanalih je določena v SNiP – normativni državni dokumentaciji, in pri načrtovanju ali predaji objektov se ravnajo prav po njej.

V tabeli so navedeni parametri, ki jih je treba upoštevati pri izdelavi prezračevalnega sistema. S številkami je prikazana hitrost premikanja zračnih mas po mestih namestitve kanalov in rešetk v običajnih enotah – m/s

Velja, da hitrost zraka v prostorih ne sme presegati vrednosti 0,3 m/s.

Izjeme so začasne tehnične okoliščine (npr. popravljalna dela, namestitev gradbene opreme ipd.), med katerimi lahko parametri presegajo normative za največ 30 %.

V prostorih z veliko prostornino (garažah, proizvodnih halah, skladiščih, hangarjih) pogosto namesto enega prezračevalnega sistema delujeta dva.

Obremenitev se razdeli na pol, zato tudi hitrost zraka izberejo tako, da zagotavlja 50 % skupnega izračunanega volumna premikanja zraka (odstranjevanja onesnaženega ali dovajanja čistega).

Ob nastanku višje sile se pojavi potreba po nenadni spremembi hitrosti zraka ali popolni ustavitvi delovanja prezračevalnega sistema.

Na primer, v skladu z zahtevami požarne varnosti hitrost gibanja zraka znižajo na minimum, da preprečijo širjenje ognja in dima v sosednje prostore med vžigom.

V ta namen v zračnih kanalih in na prehodnih odsekih vgradijo zaporne lopute in ventile.

Tankosti izbire zračnika

Če poznate rezultate aerodinamičnih izračunov, lahko pravilno izberete parametre zračnih kanalov, natančneje – premer okroglih in dimenzije pravokotnih prerezov. Poleg tega lahko sočasno izberete napravo za prisilno dovajanje zraka (ventilator) in določite izgube tlaka med premikanjem zraka po kanalu.

Če poznate količino pretoka zraka in vrednost hitrosti njegovega gibanja, lahko določite, kakšnega prereza bodo potrebni zračni kanali.

V ta namen se uporabi formula, ki je obratna formuli za izračun pretoka zraka:

S = L/3600*V.

Z uporabo rezultata lahko izračunate premer:

D = 1000*√(4*S/π),

kjer:

• D — premer prereza zračnega kanala;
• S — površina prereza zračnih kanalov, (m²);
• π — število »pi«, matematična konstanta, enaka 3,14;.

Dobljeno število primerjajo s tovarniškimi standardi, ki so dovoljeni po GOST, in izberejo izdelke, ki so najbližji po premeru.

Če je treba izbrati pravokotne in ne okrogle zračne kanale, potem je treba namesto premera določiti dolžino/širino izdelkov.

Pri izbiri se ravnajo po približnem prerezu, uporabljajo načelo a*b ≈ S in tabele tipskih dimenzij, ki jih zagotavljajo proizvajalci. Opozarjamo, da v skladu z normami razmerje med širino (b) in dolžino (a) ne sme preseči 1 proti 3.

Zračni kanali s pravokotnim ali kvadratnim prerezom imajo ergonomsko obliko, kar omogoča, da jih namestijo tesno ob stene. To uporabljajo pri urejanju domačih nap in maskiranju cevi nad stropnimi visečimi konstrukcijami ali nad kuhinjskimi omarami (mezanini).

Splošno sprejeti standardi za pravokotne kanale: minimalne dimenzije – 100 mm x 150 mm, maksimalne – 2000 mm x 2000 mm. Okrogli zračni kanali so dobri zato, ker imajo manjši upor, zato imajo minimalne vrednosti ravni hrupa.

V zadnjem času posebej za uporabo v stanovanjih izdelujejo priročne, varne in lahke plastične kanale.

Zaključki in koristen video na to temo

Koristni videoposnetki vas bodo naučili delati s fizikalnimi količinami in vam bodo pomagali bolje predstaviti, kako deluje prezračevalni sistem.

Video #1. Izračun parametrov naravnega prezračevanja s pomočjo računalniškega programa:

Video #2. Koristne informacije o strukturi prezračevalnega sistema v gradbenem zasebnem domu:

Informacijo iz članka lahko uporabite v informativne namene in za boljšo predstavo o delovanju prezračevalnega sistema.

Za natančnejše izračune hitrosti gibanja zraka pri načrtovanju domačih komunalnih naprav priporočamo, da se obrnete na inženirje, ki poznajo nianse ureditve prezračevanja in vam bodo pomagali pravilno izbrati dimenzije zračnih kanalov.

Tisti, ki želite deliti osebne izkušnje, pridobljene pri urejanju zračnih kanalov, zanimiva dejstva in specifične informacije, prosimo, napišite komentarje v spodnjem bloku. Postavljajte vprašanja o spornih točkah. Mi ali obiskovalci spletnega mesta se bomo z veseljem udeležili razprave.