Milline peaks olema õhu kiirus ventilatsiooni õhukanalis vastavalt tehnilistele normidele

Mikrokliima, mille tagavad ventilatsioonisüsteemid elamu- või tootmisruumis, mõjutab inimeste enesetunnet ja töövõimet. Mugavate elutingimuste loomiseks on välja töötatud normid, mis määravad õhu koostise. Nõustuge, regulaarne õhuvahetus on eluliselt vajalik.

Räägime teile, milline peaks olema õhu kiirus õhukanalis. Soovitame, mida tuleb teha, et õhuvool jääks alati värskeks ja vastaks hügieeninormidele. Meilt leiate üksikasjaliku kirjelduse arvutusmeetoditest ja optimaalse õhukanali valimise reeglite loetelu.

Tutvumiseks pakutav teave tugineb normatiivsete teatmike andmetele. Praktiliseks arvutusmeetodite omandamiseks on toodud näited. Tekstmaterjali täiendavad selgitavad illustratsioonid ja videod, mis hõlbustavad keerulise teema mõistmist.

Õhuvahetuse tähtsus inimesele

Ehitus- ja hügieeninormide kohaselt tuleb iga elamu- või tootmisobjekt varustada ventilatsioonisüsteemiga.

Selle peamine eesmärk on õhutasakaalu säilitamine, tööks ja puhkuseks soodsa mikrokliima loomine. See tähendab, et atmosfääris, mida inimesed hingavad, ei tohi esineda liigset soojust, niiskust ega mitmesuguseid saasteaineid.

Ventilatsioonisüsteemi korralduse rikkumised viivad nakkushaiguste ja hingamisteede haiguste tekkeni, immuunsuse languseni, toiduainete enneaegse riknemiseni.

Liiga niiskes ja soojas keskkonnas arenevad kiiresti haigustekitajad mikroorganismid, seintel, lagedel ja isegi mööblil ilmnevad hallituse ja seenekolded.

Ventilatsiooni skeem kahekorruselises eramajas. Ventilatsioonisüsteem on varustatud sissepuhke-väljatõmbe energiasäästliku seadmega soojusrekuperaatoriga, mis võimaldab korduvkasutada hoonest väljajuhitava õhu soojust.

Üheks tervisliku õhutasakaalu säilitamise tingimuseks on ventilatsioonisüsteemi õige projekteerimine. Iga õhuvahetusvõrgu osa tuleb valida ruumi mahtude ja selles oleva õhu omaduste põhjal.

Oletame, et väikeses korteris piisab hästi korraldatud sissepuhke-väljatõmbe ventilatsioonist, samas kui tootmistöökodades on kohustuslik paigaldada sundõhuvahetuse seadmed.

Majade, ühiskondlike asutuste ja ettevõtete töökodade ehitamisel juhindutakse järgmistest põhimõtetest:

• iga ruum tuleb varustada ventilatsioonisüsteemiga;
• tuleb järgida õhu hügieeniparameetreid;
• ettevõtetes tuleb paigaldada seadmed, mis suurendavad ja reguleerivad õhuvahetuse kiirust; eluruumides – konditsioneerid või ventilaatorid, kui ventilatsioon on ebapiisav;
• erineva otstarbega ruumides (näiteks haiglate palatites ja operatsioonitoas või kontoris ja suitsetamisruumis) tuleb varustada erinevad süsteemid.

Et ventilatsioon vastaks loetletud tingimustele, tuleb teha arvutused ja valida varustus – õhu väljastamise seadmed ja õhukanalid.

Samuti tuleb ventilatsioonisüsteemi seadistamisel valida õhu sisselaskekohad õigesti, et vältida saastunud voogude tagasipääsemist ruumidesse.

Eramaja, mitmekorruselise elamu või tootmisruumi ventilatsiooniprojekti koostamise käigus arvutatakse õhuhulk ja määratakse ventilatsiooniseadmete paigalduskohad: õhuvahetusseadmed, konditsioneerid ja õhukanalid.

Õhukanalite (sh majakaevude) mõõtmetest sõltub õhuvahetuse tõhusus. Uurime, millised on ventilatsiooni õhuvoolu kiiruse normid, mis on sätestatud sanitaardokumentatsioonis.

Õhu kiiruse määramise reeglid

Õhu liikumise kiirus on tihedalt seotud selliste mõistetega nagu müratase ja vibratsioonitase ventilatsioonisüsteemis. Kanalites liikuv õhk tekitab teatud müra ja rõhku, mis suurenevad pöörete ja painde arvu kasvades.

Mida suurem on takistus torudes, seda madalam on õhu kiirus ja seda suurem on ventilaatori võimsus. Vaatleme kaasnevate tegurite norme.

Nr 1 – mürataseme sanitaarnormid

SNiP-is sätestatud normid kehtivad elu- (era- ja kortermajade), avalike ja tootmisruumide kohta.

Allpool esitatud tabelis saate võrrelda erinevat tüüpi ruumide ning hoonetega külgnevate alade norme.

Osa tabelist nr 1 SNiP-2-77 paragrahvist „Mürakaitse“. Ööajale kehtivad maksimaalsed lubatud normid on madalamad päevaväärtustest ning naaberterritooriumite normid on kõrgemad kui eluruumide omad.

Üks vastuvõetud normide suurenemise põhjustest võib olla valesti projekteeritud õhukanalisüsteem.

Helirõhutasemed on esitatud teises tabelis:

Ventilatsiooni- või muu siseruumi soodsa ja tervisliku mikrokliima tagamisega seotud seadme kasutuselevõtul on lubatud vaid lühiajaline määratud müraparameetrite ületamine.

Nr 2 – vibratsiooni tase

Ventilaatorite töövõimsus on otseselt seotud vibratsioonitasemega.

Maksimaalne vibratsioonilävi sõltub mitmest tegurist:

• õhukanali mõõtmetest;
• vibratsioonitaset vähendavate tihendite kvaliteedist;
• torude valmistamise materjalist;
• kanaleid läbiva õhuvoolu kiirusest.

Normid, millest tuleks kinni pidada ventilatsiooniseadmete valikul ja õhukanalite arvutustel, on esitatud järgmises tabelis:

Lokaalse vibratsiooni piirväärtused. Kui kontrollimisel on tegelikud näitajad normidest kõrgemad, siis on õhukanalisüsteem projekteeritud tehniliste vigadega, mida tuleb parandada, või on ventilaatori võimsus liiga suur.

Õhu kiirus šahtides ja kanalites ei tohiks mõjutada vibratsiooninäitajate suurenemist, nagu ka nendega seotud helivõnkeparameetreid.

Nr 3 – õhuvahetuse kordsus

Õhu puhastamine toimub õhuvahetusprotsessi kaudu, mis jaguneb loomulikuks või sundventilatsiooniks.

Esimesel juhul toimub see uste, tuulutusluukide, akende avamisel (ja seda nimetatakse aeratsiooniks) või lihtsalt infiltratsiooni teel läbi seinte, uste ja akende vuukide pragude, teisel juhul aga konditsioneeride ja ventilatsiooniseadmete abil.

Õhuvahetus toas, abiruumis või töökojas peaks toimuma mitu korda tunnis, et õhumasside saastatuse aste oleks lubatud. Vahetuste arv on kordsus – suurus, mis on vajalik ka õhu kiiruse määramiseks ventilatsioonikanalites.

Kordsus arvutatakse järgmise valemiga:

N=V/W,

kus:

• N – õhuvahetuse kordsus, korda 1 tunni jooksul;
• V – ruumi 1 tunni jooksul täitva puhta õhu maht, m³/h;
• W – ruumi maht, m³.

Et mitte teha täiendavaid arvutusi, on keskmised kordsuse näitajad koondatud tabelitesse.

Näiteks eluruumide jaoks sobib järgmine õhuvahetuse kordsuse tabel:

Tabeli järgi on ruumis sage õhuvahetus vajalik, kui seda iseloomustab kõrge niiskus või õhutemperatuur – näiteks köögis või vannitoas. Seega paigaldatakse nendesse ruumidesse ebapiisava loomuliku ventilatsiooni korral sundtsirkulatsiooni seadmed.

Mis juhtub, kui õhuvahetuskordsuse norme ei järgita või järgitakse, kuid ebapiisaval määral?

Juhtub üks kahest:

• Kordsus alla normi. Värske õhk lakkab saastatud õhku asendamast, mistõttu suureneb ruumis kahjulike ainete kontsentratsioon: bakterid, haigustekitajad mikroorganismid, ohtlikud gaasid. Inimese hingamissüsteemi jaoks olulise hapniku hulk väheneb, süsinikdioksiidi hulk seevastu suureneb. Õhuniiskus tõuseb maksimumini, mis ähvardab hallituse teket.
• Kordsus üle normi. Tekib, kui õhu liikumise kiirus kanalites ületab normi. See mõjutab negatiivselt temperatuurirežiimi: ruum lihtsalt ei jõua soojeneda. Liiga kuiv õhk provotseerib naha- ja hingamisteede haigusi.

Selleks et õhuvahetuskordsus vastaks sanitaarnormidele, tuleks paigaldada, eemaldada või reguleerida ventilatsiooniseadmeid ning vajadusel ka vahetada õhukanalid.

Õhu kiiruse arvutamise algoritm

Võttes arvesse eeltoodud tingimusi ja konkreetse ruumi tehnilisi parameetreid, saab määrata ventilatsioonisüsteemi omadused ning arvutada õhu kiiruse torudes.

Tuleb tugineda õhuvahetuskordsusele, mis on nende arvutuste jaoks määrav väärtus.

Vooluhulga parameetrite täpsustamiseks tuleb kasuks tabel:

Tabelis on toodud ristkülikulise ristlõikega õhukanalite mõõtmed, st on näidatud nende pikkus ja laius. Näiteks kanalite 200 mm x 200 mm kasutamisel kiirusel 5 m/s on õhu vooluhulk 720 m³/h.

Et iseseisvalt arvutusi teha, peab teadma ruumi mahtu ja õhuvahetuskordsuse normi antud tüüpi toa või saali jaoks.

Näiteks tuleb teada saada parameetrid köögiga stuudio jaoks, mille kogumaht on 20 m³. Võtame köögi minimaalseks kordsuse väärtuseks 6. Selgub, et 1 tunni jooksul peavad õhukanalid liigutama umbes L = 20 m³ * 6 = 120 m³.

Samuti tuleb teada õhukanalite ristlõikepindala, mis on paigaldatud ventilatsioonisüsteemi. See arvutatakse järgmise valemi abil:

S = πr² = π/4*D²,

kus:

• S – õhukanali ristlõikepindala;
• π – arv "pi", matemaatiline konstant, mis võrdub 3,14;
• r – õhukanali ristlõike raadius;
• D – õhukanali ristlõike diameeter.

Oletame, et ümmarguse õhukanali läbimõõt on 400 mm, asendame selle valemisse ja saame:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Ristlõikepindala ja läbivoolu teades saame arvutada kiiruse. Õhuvoolu kiiruse arvutusvalem:

V = L/3600*S,

kus:

• V — õhuvoolu kiirus (m/s);
• L — õhukulu (m³/h);
• S — õhukanalite (õhutorustike) ristlõike pindala (m²).

Asendame teadaolevad väärtused, saame: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

Seega, et tagada vajalik õhuvahetuse kordsus (120 m³/h) 400 mm läbimõõduga ümmargust õhutorustikku kasutades, tuleb paigaldada seade, mis võimaldab suurendada õhuvoolu kiirust 0,265 m/s-ni.

Tuleb meeles pidada, et eelnevalt kirjeldatud tegurid – vibratsioonitaseme ja mürataseme parameetrid – sõltuvad otseselt õhu liikumise kiirusest.

Kui müra ületab normväärtusi, tuleb kiirust vähendada ja seega suurendada õhukanalite ristlõiget. Mõnel juhul piisab teisest materjalist torude paigaldamisest või kõvera kanaliosa asendamisest sirgega.

Soovitatud õhuvahetuse kiiruse normid

Hoone projekti koostamise käigus tehakse iga üksiku osa arvutus. Tootmises on selleks töökojad, elamutes korterid, eramajas korrusplokid või üksikud toad.

Enne ventilatsioonisüsteemi paigaldamist on teada, millised on peamiste magistraalide marsruudid ja mõõtmed, millise geomeetriaga on vaja ventilatsioonikanaleid, milline torude suurus on optimaalne.

Ei tasu imestada õhutorustike gabariitmõõtmete üle toitlustusasutustes või muudes asutustes – need on ette nähtud suure koguse kasutatud õhu väljajuhtimiseks

Arvutused, mis on seotud õhuvoolude liikumisega elu- ja tootmishoonetes, liigitatakse kõige keerukamate hulka, seetõttu peavad nendega tegelema kogenud kvalifitseeritud spetsialistid.

Soovitatav õhu kiirus õhutorustikes on märgitud SNiP-is – riiklikus normdokumendis, ja projekteerimisel või objektide üleandmisel juhindutakse just sellest.

Tabelis on toodud parameetrid, millest tuleks ventilatsioonisüsteemi rajamisel kinni pidada. Arvudes on näidatud õhumasside liikumise kiirus kanalite ja restide paigalduskohtades üldtunnustatud ühikutes – m/s

Arvatakse, et ruumides ei tohiks õhu kiirus ületada väärtust 0,3 m/s.

Erandiks on ajutised tehnilised asjaolud (näiteks remonditööd, ehitustehnika paigaldus jne), mille ajal võivad parameetrid ületada norme maksimaalselt 30%.

Suuremates ruumides (garaažides, tootmistsehides, ladudes, angaarides) töötab sageli ühe ventilatsioonisüsteemi asemel kaks.

Koormus jagatakse pooleks, seega valitakse õhu kiirus nii, et see tagaks 50% üldisest arvutuslikust õhu liikumise mahust (saastunud õhu eemaldamine või puhta õhu sissepuhumine).

Vääramatu jõu asjaolude ilmnemisel tekib vajadus õhu kiiruse järsuks muutmiseks või ventilatsioonisüsteemi töö täielikuks peatamiseks.

Näiteks vähendatakse tuleohutusnõuete kohaselt õhu liikumise kiirus miinimumini, et vältida tule ja suitsu levikut naaberruumidesse tulekahju ajal.

Sel eesmärgil paigaldatakse õhukanalitesse ja üleminekuosadele sulgurid ja klapid.

Õhukanali valiku nüansid

Teades aerodünaamiliste arvutuste tulemusi, saab õhukanalite parameetrid õigesti valida, täpsemalt – ümmarguste läbimõõdu ja ristkülikukujuliste ristlõigete mõõtmed. Lisaks saab paralleelselt valida sundõhuvarustuse seade (ventilaator) ja määrata rõhukaod õhu liikumisel kanalis.

Teades õhuvoolu hulka ja selle liikumiskiiruse väärtust, saab määrata, millise ristlõikega õhukanalid on vajalikud.

Selleks võetakse valem, mis on pöördvõrdeline õhuvoolu hulga arvutamise valemiga:

S = L/3600*V.

Tulemust kasutades saab arvutada läbimõõdu:

D = 1000*√(4*S/π),

kus:

• D — õhukanali ristlõike läbimõõt;
• S  — õhukanalite ristlõike pindala (m²);
• π — arv «pii», matemaatiline konstant, mis on võrdne 3,14;.

Saadud arvu võrreldakse GOST-iga lubatud tehase standarditega ja valitakse läbimõõdult kõige lähedasemad tooted.

Kui on vaja valida ristkülikukujulised, mitte ümmargused õhukanalid, siis tuleks läbimõõdu asemel määrata toodete pikkus/laius.

Valikul lähtutakse ligikaudsest ristlõikest, kasutades põhimõtet a*b ≈ S ja tootjate esitatud tüüpsuuruste tabeleid. Tuletame meelde, et normide kohaselt ei tohi laiuse (b) ja pikkuse (a) suhe ületada 1:3.

Ristkülikukujulise või ruudukujulise ristlõikega õhukanalid on ergonoomilise kujuga, mis võimaldab paigaldada need vastu seinu. Seda kasutatakse kodukubu paigaldamisel ja torude peitmisel lae rippkonstruktsioonide või köögikappide (vahelagede) kohale.

Ristkülikukujuliste kanalite üldtunnustatud standardid: minimaalsed mõõtmed – 100 mm x 150 mm, maksimaalsed – 2000 mm x 2000 mm. Ümmargused õhukanalid on head selle poolest, et neil on väiksem takistus, seega on neil minimaalsed mürataseme näitajad.

Viimasel ajal toodetakse spetsiaalselt korterisiseseks kasutamiseks mugavaid, ohutuid ja kergeid plastkaste.

Järeldused ja kasulik video teemal

Kasulikud videod õpetavad teid töötama füüsikaliste suurustega ja aitavad paremini mõista, kuidas ventilatsioonisüsteem toimib.

Video #1. Loomuliku ventilatsiooni parameetrite arvutamine arvutiprogrammi abil:

Video #2. Kasulik teave ventilatsioonisüsteemi rajamise kohta ehitatavas eramajas:

Artikli teavet saab kasutada tutvumiseks ja selleks, et paremini ette kujutada ventilatsioonisüsteemi tööd.

Koduste kommunikatsioonide projekteerimisel soovitame õhu liikumise kiiruse täpsemateks arvutusteks pöörduda inseneride poole, kes teavad ventilatsiooni ülesehituse nüansse ja aitavad õigesti valida õhukanalite mõõtmed.

Need, kes soovivad jagada isiklikke kogemusi, mis on saadud õhukanalite paigaldamisel, ning huvitavaid fakte ja spetsiifilist teavet, kirjutage palun kommentaarid allpool asuvasse välja. Esitage küsimusi vaidlusaluste punktide kohta. Meie või saidi külastajad osaleme hea meelega arutelus.