Die Aufgabe des organisierten Luftaustauschs in den Räumen eines Hauses oder einer Wohnung besteht darin, überschüssige Feuchtigkeit und Abgase durch Ersetzen durch Frischluft zu entfernen. Dementsprechend ist es für die Abgas- und Zuflussvorrichtung erforderlich, die Menge der entfernten Luftmassen zu bestimmen, um die Belüftung für jeden Raum separat zu berechnen. Berechnungsmethoden und Luftverbrauchsnormen werden ausschließlich nach SNiP akzeptiert.
Hygieneanforderungen von Regulierungsdokumenten
Die Mindestmenge an Luft, die vom Lüftungssystem zugeführt und aus den Häuschen entfernt wird, wird durch zwei Hauptdokumente geregelt:
- „Mehrfamilienhäuser“ - SNiP 31-01-2003, Absatz 9.
- „Heizung, Lüftung und Klimaanlage“ - SP 60.13330.2012, obligatorischer Anhang „K“.
Das erste Dokument enthält die hygienischen und hygienischen Anforderungen für den Luftaustausch in Wohngebäuden von Mehrfamilienhäusern. Die Lüftungsberechnung sollte auf diesen Daten basieren. Es werden zwei Arten von Dimensionen verwendet - Luftmassenstrom pro Zeiteinheit (m³ / h) und stündliche Multiplizität.
Referenz. Die Vielzahl des Luftaustauschs wird durch eine Zahl ausgedrückt, die angibt, wie oft innerhalb einer Stunde die Luftumgebung des Raums vollständig aktualisiert wird.
Je nach Raumzweck muss die Zu- und Abluft die folgende Durchflussmenge oder die Anzahl der Aktualisierungen des Luftgemisches (Vielzahl) liefern:
- Wohnzimmer, Kinderzimmer, Schlafzimmer - 1 Mal pro Stunde;
- Küche mit Elektroherd - 60 m³ / h;
- Bad, Bad, WC - 25 m³ / h;
- Für einen Ofen mit einem Festbrennstoffkessel und eine Küche mit einem Gasherd ist während des Betriebs der Anlage eine Vielzahl von 1 plus 100 m³ / h erforderlich.
- ein Heizraum mit einem Wärmeerzeuger, der Erdgas verbrennt - eine dreifache Erneuerung plus die für die Verbrennung erforderliche Luftmenge;
- Speisekammer, Ankleidezimmer und andere Hauswirtschaftsräume - Vielzahl 0,2;
- Trocknen oder Waschen - 90 m³ / h;
- Bibliothek, Studie - 0,5 mal pro Stunde.
Hinweis. SNiP sorgt für eine Verringerung der Belastung der allgemeinen Belüftung mit nicht genutzten Geräten oder ohne Personen. In Wohngebäuden sinkt das Verhältnis auf 0,2, technisch - auf 0,5. Die Anforderungen an Räume, in denen sich gasbetriebene Anlagen befinden, bleiben unverändert - eine stündliche einmalige Lufterneuerung.
Gemäß Absatz 9 des Dokuments entspricht das Volumen der Haube dem Zufluss. Die Anforderungen von SP 60.13330.2012 sind etwas einfacher und hängen von der Anzahl der Personen ab, die sich 2 Stunden oder länger im Raum aufhalten:
- Wenn pro 1 Einwohner mindestens 20 m² Wohnfläche vorhanden sind, wird ein neuer Zufluss von 30 m³ / h pro Person in die Zimmer bereitgestellt.
- Das Volumen der Zuluft wird flächenmäßig berücksichtigt, wenn weniger als 20 Quadrate auf einen Mieter fallen. Das Verhältnis beträgt: 3 m³ Zufluss werden pro 1 m² Wohnraum geliefert.
- Wenn in der Wohnung keine Belüftung vorhanden ist (es gibt keine Fensterscheiben und Fenster, die nicht geöffnet werden können), muss jedem Bewohner unabhängig von der Quadratur 60 m³ / h sauberes Gemisch zugeführt werden.
Die aufgeführten regulatorischen Anforderungen zweier unterschiedlicher Dokumente widersprechen sich überhaupt nicht. Die Leistung des allgemeinen Lüftungssystems wird zunächst gemäß SNiP 31-01-2003 "Wohngebäude" berechnet.
Die Ergebnisse werden anhand der Anforderungen des Verhaltenskodex „Lüftung und Klimatisierung“ überprüft und gegebenenfalls angepasst. Im Folgenden analysieren wir den Berechnungsalgorithmus am Beispiel eines einstöckigen Hauses in der Zeichnung.
Bestimmung des Luftdurchsatzes
Diese typische Berechnung der Zu- und Abluft wird für jeden Raum einer Wohnung oder eines Landhauses separat durchgeführt. Um den Massenstrom des gesamten Gebäudes zu ermitteln, werden die Ergebnisse zusammengefasst. Eine ziemlich einfache Formel wird verwendet:
Erklärung der Symbole:
- L ist das gewünschte Zu- und Abluftvolumen, m³ / h;
- S - die Quadratur des Raumes, in dem die Belüftung berechnet wird, m²;
- h - Deckenhöhe, m;
- n - die Anzahl der Aktualisierungen der Luftumgebung des Raums innerhalb von 1 Stunde (reguliert durch SNiP).
Berechnungsbeispiel. Die Wohnfläche eines einstöckigen Gebäudes mit einer Deckenhöhe von 3 m beträgt 15,75 m². Gemäß den Anforderungen von SNiP 31-01-2003 ist die Multiplizität n für Wohnräume gleich eins. Dann beträgt die stündliche Durchflussrate des Luftgemisches L = 15,75 × 3 × 1 = 47,25 m³ / h.
Ein wichtiger Punkt. Die Bestimmung des Volumens des mit einem Gasherd aus der Küche entfernten Luftgemisches hängt von der installierten Lüftungsanlage ab. Ein gängiges Schema sieht so aus: Ein einmaliger Austausch gemäß den Standards wird durch ein natürliches Belüftungssystem gewährleistet, und zusätzliche 100 m³ / h werden durch eine Haushaltsküchenhaube weggeworfen.
Ähnliche Berechnungen werden für alle anderen Räume durchgeführt, ein Schema zur Organisation des Luftaustauschs (natürlich oder erzwungen) wird entwickelt und die Abmessungen der Lüftungskanäle werden bestimmt (siehe das folgende Beispiel). Die Automatisierung und Beschleunigung des Prozesses hilft dem Berechnungsprogramm.
Online-Rechner zu helfen
Das Programm berücksichtigt die erforderliche Luftmenge gemäß der von SNiP regulierten Vielzahl. Wählen Sie einfach den Zimmertyp und geben Sie dessen Abmessungen ein.
Hinweis. Bei Kesselhäusern mit Gaswärmeerzeuger berücksichtigt der Rechner nur den dreifachen Austausch. Die für die Kraftstoffverbrennung verwendete Zuluftmenge muss zusätzlich zum Ergebnis addiert werden.
Den Luftaustausch ermitteln wir anhand der Einwohnerzahl
Anhang "K" SP 60.13330.2012 schreibt vor, die Belüftung des Raumes nach der einfachsten Formel zu berechnen:
Entschlüsseln Sie die Notation der dargestellten Formel:
- L ist der gewünschte Wert des Zuflusses (Abgas), m³ / h;
- m ist das in der Tabelle in Anhang „K“ angegebene Volumen des Luftreinigungsgemisches pro 1 Person, m³ / h;
- N - die Anzahl der Personen, die sich 2 Stunden am Tag oder länger ständig in dem betreffenden Raum befinden.
Ein anderes Beispiel. Es ist anzunehmen, dass sich zwei Familienmitglieder lange im selben Wohnzimmer eines einstöckigen Hauses aufhalten. Da die Belüftung organisiert ist und jeder Mieter mehr als 20 Flächenquadrate hat, wird der Parameter m mit 30 m³ / h angenommen. Wir betrachten die Menge des Zuflusses: L = 30 x 2 = 60 m³ / h.
Wichtig. Beachten Sie, dass das erhaltene Ergebnis größer ist als der durch die Multiplizität bestimmte Wert (47,25 m³ / h). Für weitere Berechnungen sollte der Wert 60 m³ / h angegeben werden.
Wenn die Anzahl der in der Wohnung lebenden Personen so groß ist, dass jeder Person weniger als 20 m² (im Durchschnitt) zugewiesen werden, kann die obige Formel nicht verwendet werden. Die Regeln besagen: In diesem Fall sollte die Fläche des Wohnzimmers und anderer Räume mit 3 m³ / h multipliziert werden. Da die Gesamtquadratur des Hauses 91,5 m² beträgt, beträgt das berechnete Volumen der Lüftungsluft 91,5 x 3 = 274,5 m³ / h.
In geräumigen Räumen mit hohen Decken (ab 3 m) kann die Atmosphäre auf zwei Arten aktualisiert werden:
- Wenn sich häufig eine große Anzahl von Personen im Raum befindet, berechnen Sie die Kubikkapazität der Luft, die durch den spezifischen Indikator von 30 m³ / h pro 1 Person zugeführt wird.
- Wenn sich die Besucherzahl ständig ändert, wird das Konzept eines Servicebereichs 2 Meter über dem Boden eingeführt. Bestimmen Sie das Volumen dieses Raums (multiplizieren Sie die Fläche mit 2) und geben Sie die erforderliche Multiplizität an, wie im vorherigen Abschnitt beschrieben.
Beispiel für die Berechnung und Anordnung der Belüftung
Als Grundlage nehmen wir den Grundriss eines Privathauses mit einer Innenfläche von 91,5 m² und Decken von 3 m Höhe, wie oben in der Zeichnung gezeigt. So berechnen Sie die Menge an Abgas / Zufluss zum gesamten Gebäude gemäß der SNiP-Methode:
- Das Volumen der entfernten Luft aus dem Wohn- und Schlafzimmer, das die gleiche Quadratur aufweist, beträgt 15,75 x 3 x 1 = 47,25 m³ / h.
- Im Kinderzimmer: 21 x 3 x 1 = 63 m³ / h.
- Küche: 21 x 3 x 1 + 100 = 163 m³ / h.
- Badezimmer - 25 m³ / h.
- Gesamt 47,25 + 47,25 + 63 + 163 + 25 = 345,5 m³ / h.
Hinweis. Der Luftaustausch im Flur und im Korridor ist nicht standardisiert.
Jetzt überprüfen wir die Ergebnisse auf Übereinstimmung mit dem zweiten Regulierungsdokument. Da die Familie eine Familie mit 4 Personen hat (2 Erwachsene + 2 Kinder), befinden sich 2 Personen lange Zeit im Wohnzimmer, Schlafzimmer und Kinderzimmer.Wir berechnen den Luftaustausch in den angegebenen Räumen entsprechend der Anzahl der Personen neu: 2 x 30 = 60 m³ / h (in jedem Raum).
Das Volumen der Extrakte aus dem Kinderzimmer entspricht den Anforderungen (63 Kubikmeter pro Stunde), die Werte für Schlafzimmer und Wohnzimmer müssen jedoch angepasst werden. 47,25 m³ / h reichen nicht für zwei Personen, wir nehmen 60 Kubikmeter und berechnen erneut die Gesamtmenge des Luftaustauschs neu: 60 + 60 + 63 + 163 + 25 = 371 m³ / h.
Ebenso wichtig ist es, den Luftstrom im Gebäude richtig zu verteilen. In privaten Hütten ist es üblich, natürliche Lüftungssysteme einzurichten - es ist viel billiger und einfacher, elektrische Lader mit Luftkanälen zu installieren. Fügen Sie nur ein Element der erzwungenen Entfernung schädlicher Gase hinzu - eine Dunstabzugshaube.
So organisieren Sie die natürliche Bewegung von Flüssen:
- Wir versorgen alle Wohnräume durch automatische Ventile, die in das Fensterprofil oder direkt in die Außenwand integriert sind. Immerhin sind Standard-Metall-Kunststoff-Fenster dicht.
- In der Trennwand zwischen Küche und Bad werden wir einen Block mit drei vertikalen Schächten zum Dach hin anordnen.
- Unter den Innentüren sorgen bis zu 1 cm breite Lücken für den Luftdurchgang.
- Wir installieren eine Dunstabzugshaube und verbinden sie mit einem separaten vertikalen Kanal. Sie wird an der Ladung teilnehmen - sie wird während des Kochvorgangs in 1 Stunde 100 Kubikmeter Abgas entfernen. Bleibt 371 - 100 = 271 m³ / h.
- Wir werden zwei Minen mit Bars in Bad und Küche bringen. Rohrgrößen und -höhen werden im letzten Abschnitt dieses Handbuchs berechnet.
- Aufgrund des natürlichen Luftzuges in zwei Kanälen strömt Luft aus dem Kinderzimmer, dem Schlafzimmer und dem Flur in den Korridor und dann zu den Auspuffgittern.
Bitte beachten Sie: Die auf dem Layout gezeigten frischen Ströme werden von Räumen mit sauberer Luft in stärker verschmutzte Bereiche geleitet und dann durch die Minen weggeworfen.
Berechnen Sie die Durchmesser der Lüftungskanäle
Weitere Berechnungen sind etwas komplizierter, daher werden wir jede Phase mit Beispielen für Berechnungen begleiten. Das Ergebnis ist der Durchmesser und die Höhe der Lüftungsschächte unseres einstöckigen Gebäudes.
Wir haben das gesamte Abluftvolumen auf 3 Kanäle verteilt: 100 Kubikmeter. Während des Einschaltens des Ofens wird die Dunstabzugshaube in der Küche gewaltsam entfernt. Die restlichen 271 Kubikmeter verbleiben natürlich in zwei identischen Schächten. Die Durchflussmenge durch 1 Kanal beträgt 271/2 = 135,5 m³ / h. Die Querschnittsfläche des Rohres wird durch die Formel bestimmt:
- F - Querschnittsfläche des Lüftungskanals, m²;
- L - Abgasstrom durch die Welle, m³ / h;
- ʋ - Strömungsgeschwindigkeit, m / s.
Referenz. Die Luftgeschwindigkeit in den Kanälen der natürlichen Belüftung liegt im Bereich von 0,5 bis 1,5 m / s. Als berechneten Wert nehmen wir den Durchschnittsindikator - 1 m / s.
So berechnen Sie den Querschnitt und den Durchmesser eines Rohrs im Beispiel:
- Wir finden den Durchmesser in Quadratmetern F = 135,5 / 3600 x 1 = 0,0378 m².
- Aus der Schulformel für die Fläche des Kreises bestimmen wir den Durchmesser des Kanals D = 0,22 m. Wir wählen den nächstgrößeren Kanal aus der Standardserie - Ø225 mm.
- Wenn es sich um einen in die Wand verlegten Ziegelschacht handelt, passt die Größe des Lüftungskanals 140 x 270 mm zum gefundenen Abschnitt (eine gute Übereinstimmung, F = 0,0378 m²).
Der Durchmesser des Auspuffrohrs für eine Haushaltshaube wird in ähnlicher Weise berücksichtigt, nur die vom Ventilator gepumpte Durchflussmenge wird mit mehr als 3 m / s gemessen. F = 100/3600 x 3 = 0,009 m² oder Ø 110 mm.
Wir wählen die Höhe der Rohre
Der nächste Schritt besteht darin, die Zugkraft zu bestimmen, die in der Auspuffeinheit bei einer bestimmten Höhe auftritt. Der Parameter wird als verfügbarer Gravitationsdruck bezeichnet und in Pascal (Pa) ausgedrückt. Abrechnungsformel:
- p ist der Gravitationsdruck im Kanal Pa;
- H - Höhenunterschied zwischen dem Auslass des Lüftungsgitters und dem über dem Dach geschnittenen Lüftungskanal, m;
- ρvozd - Luftdichte des Raumes, wir akzeptieren 1,2 kg / m³ bei Heimtemperatur +20 ° С.
Die Berechnungsmethode basiert auf der Auswahl der gewünschten Höhe. Stellen Sie zunächst fest, um wie viel Sie bereit sind, die Auspuffrohre über das Dach zu heben, ohne das Erscheinungsbild des Gebäudes zu beeinträchtigen, und ersetzen Sie dann den Höhenwert in der Formel.
Beispiel. Wir nehmen einen Höhenunterschied von 4 m und erhalten einen Schubdruck p = 9,81 x 4 (1,27 - 1,2) = 2,75 Pa.
Jetzt kommt die schwierigste Phase - die aerodynamische Berechnung der Verzweigungskanäle. Die Aufgabe besteht darin, den Widerstand des Kanals gegen den Gasstrom herauszufinden und das Ergebnis mit dem verfügbaren Druck (2,75 Pa) zu vergleichen. Wenn der Druckverlust größer ist, muss das Rohr den Bohrungsdurchmesser vergrößern oder vergrößern.
Der aerodynamische Widerstand des Kanals wird nach folgender Formel berechnet:
- Δp - Gesamtdruckverlust in der Mine;
- R ist der spezifische Reibungswiderstand des vorbeiströmenden Stroms Pa / m;
- H - Kanalhöhe, m;
- ∑ξ ist die Summe der lokalen Widerstandskoeffizienten;
- Pv - dynamischer Druck, Pa.
Wir zeigen anhand eines Beispiels, wie der Widerstandswert berücksichtigt wird:
- Wir finden den Wert des dynamischen Drucks nach der Formel Pv = 1,2 x 1² / 2 = 0,6 Pa.
- Wir finden den Reibungswiderstand R gemäß der Tabelle, wobei wir uns auf die dynamischen Druckindikatoren von 0,6 Pa, eine Strömungsgeschwindigkeit von 1 m / s und einen Luftkanaldurchmesser von 225 mm konzentrieren. R = 0,078 Pa / m (angezeigt durch einen grünen Kreis).
- Der lokale Widerstand der Abgaswelle ist ein Lamellengitter und eine 90 ° -Biegung nach oben. Die Koeffizienten ξ dieser Teile sind konstante Werte von 1,2 bzw. 0,4. Die Summe ξ = 1,2 + 0,4 = 1,6.
- Endberechnung: Δp = 0,078 Pa / m × 4 m + 1,6 × 0,6 Pa = 1,27 Pa.
Nun vergleichen wir den berechneten Druck im Luftkanal und den daraus resultierenden Widerstand. Die Zugkraft p = 2,75 Pa ist viel größer als der Druckverlust (Widerstand) Δp = 1,27 Pa, eine 4 Meter hohe Welle ist zu hoch, es macht keinen Sinn, eine solche zu bauen.
Da sich die Zahlen (ungefähr) um die Hälfte unterscheiden, verkürzen wir den Lüftungskanal auf 2 m und berechnen neu:
- Verfügbarer Druck p = 9,81 x 2 (1,27 - 1,2) = 1,37 Pa.
- Der spezifische Widerstand R und die lokalen Koeffizienten ξ bleiben gleich.
- Δp = 0,078 Pa / m × 2 m + 1,6 × 0,6 Pa = 1,15 Pa.
Der natürliche Zugdruck von 1,37 Pa übersteigt den Systemwiderstand Δp = 1,15 Pa, was bedeutet, dass eine zwei Meter hohe Welle für natürliche Abgase ordnungsgemäß funktioniert und die erforderliche Durchflussrate der entfernten Gase liefert.
Kommentar. Es ist nicht notwendig, den Kanal auf 1 m zu kürzen, das Verhältnis ändert sich in die andere Richtung: p = 0,69 Pa, Δp = 1,04 Pa, die Zugkraft reicht nicht aus.
Der Lüftungskanal Ø225 mm kann in 2 kleinere Rohre unterteilt werden, jedoch nicht nach Durchmesser, sondern nach Abschnitt. Wir erhalten 2 runde Lüftungskanäle von 150-160 mm, wie auf dem Foto gezeigt. Die Höhe beider Schächte bleibt unverändert - 2 m.
So vereinfachen Sie die Aufgabe - Tipps
Sie könnten sicherstellen, dass die Berechnungen und die Organisation des Luftaustauschs im Gebäude ziemlich komplizierte Themen sind. Wir haben versucht, die Technik in der am besten zugänglichen Form zu erklären, aber die Berechnungen sehen für den durchschnittlichen Benutzer immer noch umständlich aus. Wir geben einige Empfehlungen für eine vereinfachte Lösung des Problems:
- Die ersten drei Stufen müssen in jedem Fall durchlaufen werden - um das Volumen der ausgestoßenen Luft herauszufinden, ein Strömungsmuster zu entwickeln und die Durchmesser der Abluftkanäle zu berechnen.
- Nehmen Sie eine Strömungsgeschwindigkeit von nicht mehr als 1 m / s und bestimmen Sie den Querschnitt der Kanäle daraus. Die Aerodynamik muss nicht überwunden werden - berechnen Sie die Durchmesser korrekt und bringen Sie die Luftkanäle einfach auf eine Höhe von mindestens 2 Metern über den Einlassgittern.
- Versuchen Sie, Kunststoffrohre im Inneren des Gebäudes zu verwenden - dank der glatten Wände widerstehen sie praktisch nicht der Bewegung von Gasen.
- Auf einem kalten Dachboden verlegte Entlüftungskanäle müssen isoliert sein.
- Blockieren Sie die Ausgänge der Minen nicht mit Ventilatoren, wie es in den Toiletten von Wohnungen üblich ist. Das Laufrad lässt die natürliche Haube nicht richtig funktionieren.
Installieren Sie für den Zufluss verstellbare Wandventile in den Räumen und beseitigen Sie alle Risse, in denen kalte Luft unkontrolliert in das Haus eindringen kann.