Kolika bi trebala biti brzina zraka u zračnom kanalu ventilacije prema tehničkim normama

Mikroklima koju osiguravaju ventilacijski sustavi u stambenim ili proizvodnim prostorijama utječe na dobrobit i radnu sposobnost ljudi. Za stvaranje ugodnih životnih uvjeta razvijene su norme koje određuju sastav zraka. Složit ćete se, redovita izmjena zraka od vitalne je važnosti.

Reći ćemo vam kakva bi trebala biti brzina zraka u zračnom kanalu. Savjetovat ćemo što treba učiniti kako bi strujanje zraka uvijek ostalo svježe i u skladu s higijenskim normama. Kod nas ćete pronaći detaljan opis metoda izračuna i popis pravila za odabir optimalnog zračnog kanala.

Informacija koja se nudi na uvid temelji se na podacima iz normativnih priručnika. Za praktično svladavanje metoda izračuna navedeni su primjeri. Tekstualni materijal popraćen je jasnim ilustracijama i videozapisima koji olakšavaju razumijevanje ove složene teme.

Važnost izmjene zraka za čovjeka

Prema građevinskim i higijenskim normama, svaki stambeni ili proizvodni objekt potrebno je opremiti ventilacijskim sustavom.

Njegova glavna namjena je održavanje zračne ravnoteže, stvaranje povoljne mikroklime za rad i odmor. To znači da u atmosferi koju ljudi udišu ne smije biti viška topline, vlage i raznih vrsta onečišćenja.

Poremećaji u organizaciji ventilacijskog sustava dovode do razvoja zaraznih bolesti i bolesti dišnog sustava, do smanjenja imuniteta, do preranog kvarenja hrane.

U pretjerano vlažnom i toplom okruženju brzo se razvijaju patogeni mikroorganizmi, na zidovima, stropovima, pa čak i na namještaju pojavljuju se žarišta plijesni i gljivica.

Shema ventilacije u dvokatnoj privatnoj kući. Ventilacijski sustav opremljen je dovodno-odsisnim energetski učinkovitim uređajem s rekuperatorom topline koji omogućuje ponovno korištenje topline zraka koji se odvodi iz zgrade.

Jedan od uvjeta za očuvanje zdrave zračne ravnoteže je pravilo projektiranje ventilacijskog sustava. Svaki dio mreže za izmjenu zraka mora biti odabran na temelju volumena prostorije i karakteristika zraka u njoj.

Pretpostavimo da je u malom stanu dovoljna dobro uređena dovodno-odsisna ventilacija, dok je u proizvodnim pogonima obvezna ugradnja opreme za prisilnu izmjenu zraka.

Pri gradnji kuća, javnih ustanova, proizvodnih pogona rukovodi se sljedećim načelima:

• Svaku prostoriju treba opremiti ventilacijskim sustavom;
• Potrebno je poštivati higijenske parametre zraka;
• U poduzećima treba ugraditi uređaje koji povećavaju i reguliraju brzinu izmjene zraka; u stambenim prostorijama – klima-uređaje ili ventilatore ako je ventilacija nedovoljna;
• U prostorijama različite namjene (npr. u bolesničkim sobama i operacijskoj dvorani ili u uredu i prostoriji za pušenje) potrebno je opremiti različite sustave.

Da bi ventilacija odgovarala navedenim uvjetima, potrebno je izvršiti proračune i odabrati opremu – uređaje za dovod zraka i zračne kanale.

Također pri uređenju ventilacijskog sustava potrebno je pravilno odabrati mjesta zahvata zraka kako bi se spriječio ulazak onečišćenih strujanja natrag u prostorije.

Tijekom izrade projekta ventilacije za privatnu kuću, višekatnu stambenu zgradu ili proizvodni prostor izračunava se volumen zraka i određuju mjesta ugradnje ventilacijske opreme: uređaja za izmjenu zraka, klima-uređaja i zračnih kanala.

O veličini zračnih kanala (uključujući kućne šahtove) ovisi učinkovitost izmjene zraka. Doznajmo koje su norme brzine protoka zraka u ventilaciji navedene u sanitarnoj dokumentaciji.

Pravila za određivanje brzine zraka

Brzina kretanja zraka usko je povezana s pojmovima kao što su razina buke i razina vibracija u ventilacijskom sustavu. Zrak koji prolazi kroz kanale stvara određenu buku i tlak, koji rastu s povećanjem broja zavoja i pregiba.

Što je veći otpor u cijevima, to je niža brzina zraka i veća je učinkovitost ventilatora. Razmotrimo norme popratnih čimbenika.

Br. 1 – sanitarne norme razine buke

Normativi navedeni u SNiP-u odnose se na prostorije stambenog (privatne i višestambene zgrade), javnog i proizvodnog tipa.

U tablici prikazanoj ispod možete usporediti norme za prostorije različitog tipa, kao i za područja koja su uz zgrade.

Dio tablice iz №1 SNiP-2-77 iz odjeljka „Zaštita od buke". Maksimalno dopuštene norme koje se odnose na noćno vrijeme niže su od dnevnih vrijednosti, a norme za susjedna područja više su nego za stambene prostorije.

Jedan od razloga povećanja prihvaćenih normi upravo može biti pogrešno projektiran sustav zračnih kanala.

Razine zvučnog tlaka prikazane su u drugoj tablici:

Prilikom puštanja u rad ventilacijske ili druge opreme povezane s osiguranjem povoljne, zdrave mikroklime u prostoriji, dopušteno je samo kratkotrajno prekoračenje navedenih parametara buke.

Br. 2 – razina vibracija

Snaga rada ventilatora izravno je povezana s razinom vibracije.

Maksimalni prag vibracije ovisi o nekoliko čimbenika:

• veličine zračnog kanala;
• kvalitete brtvila koja osiguravaju smanjenje razine vibracije;
• materijala izrade cijevi;
• brzine protoka zraka koji prolazi kroz kanale.

Norme kojih se treba pridržavati pri odabiru ventilacijskih uređaja i pri proračunima koji se tiču zračnih kanala, prikazane su u sljedećoj tablici:

Granično dopuštene vrijednosti lokalne vibracije. Ako su pri provjeri stvarne vrijednosti više od normi, to znači da je sustav zračnih kanala projektiran s tehničkim nedostacima koje je potrebno ispraviti ili je snaga ventilatora prevelika.

Brzina zraka u oknima i kanalima ne smije utjecati na povećanje pokazatelja vibracije, kao ni na s njima povezane parametre zvučnih oscilacija.

Br. 3 – stupanj izmjene zraka

Pročišćavanje zraka odvija se zahvaljujući procesu izmjene zraka, koji se dijeli na prirodnu ili prisilnu.

U prvom slučaju provodi se otvaranjem vrata, nadvratnika, prozorčića, prozora (i naziva se aeracijom) ili jednostavno infiltracijom kroz pukotine na spojevima zidova, vrata i prozora, u drugom – pomoću klima-uređaja i ventilacijske opreme.

Izmjena zraka u sobi, pomoćnoj prostoriji ili radionici treba se odvijati nekoliko puta na sat kako bi stupanj onečišćenja zračnih masa bio dopušten. Broj izmjena – to je višestrukost, veličina također potrebna za određivanje brzine zraka u ventilacijskim kanalima.

Višestrukost se izračunava prema sljedećoj formuli:

N=V/W,

gdje:

• N – višestrukost izmjene zraka, puta u 1 satu;
• V – volumen čistog zraka koji ispunjava prostoriju za 1 h, m³/h;
• W – volumen prostorije, m³.

Kako ne biste izvodili dodatne izračune, prosječni pokazatelji višestrukosti prikupljeni su u tablice.

Na primjer, za stambene prostorije prikladna je sljedeća tablica višestrukosti izmjene zraka:

Prema tablici, česta izmjena zračnih masa u prostoriji potrebna je ako je za nju karakteristična visoka vlažnost ili temperatura zraka – primjerice, u kuhinji ili kupaonici. Sukladno tome, pri nedovoljnoj prirodnoj ventilaciji u tim se prostorijama ugrađuju uređaji za prisilnu cirkulaciju.

Što će se dogoditi ako se norme kratnosti izmjene zraka ne budu poštivale ili se budu poštivale, ali u nedovoljnoj mjeri?

Dogodit će se jedno od dvoje:

• Kratnost niža od norme. Svježi zrak prestaje zamjenjivati zagađeni, zbog čega se u prostoriji povećava koncentracija štetnih tvari: bakterija, patogenih mikroorganizama, opasnih plinova. Količina kisika, važnog za dišni sustav čovjeka, smanjuje se, a ugljičnog dioksida, naprotiv, povećava. Vlažnost raste do maksimuma, što prijeti pojavom plijesni.
• Kratnost viša od norme. Javlja se ako brzina kretanja zraka u kanalima premašuje normu. To negativno utječe na temperaturni režim: prostorija jednostavno ne stigne zagrijati se. Pretjerano suh zrak izaziva bolesti kože i dišnog sustava.

Da bi kratnost izmjene zraka odgovarala sanitarnim normama, treba instalirati, ukloniti ili podesiti ventilacijske uređaje, a po potrebi i zamijeniti zračne kanale.

Algoritam izračuna brzine zraka

Uzimajući u obzir gore navedene uvjete i tehničke parametre konkretno uzete prostorije, moguće je odrediti karakteristike ventilacijskog sustava te izračunati brzinu zraka u cijevima.

Treba se osloniti na kratnost izmjene zraka, koja je za ove izračune odlučujuća vrijednost.

Za preciziranje parametara protoka korisna je tablica:

U tablici su prikazane dimenzije zračnih kanala s pravokutnim presjekom, odnosno navedene su njihova dužina i širina. Na primjer, pri korištenju kanala 200 mm x 200 mm pri brzini 5 m/s protok zraka iznosit će 720 m³/h.

Da biste samostalno proveli izračune, potrebno je znati volumen prostorije i normu kratnosti izmjene zraka za sobu ili dvoranu zadanog tipa.

Na primjer, potrebno je saznati parametre za studio s kuhinjom ukupnog volumena 20 m³. Uzmimo minimalnu vrijednost kratnosti za kuhinju – 6. Proizlazi da u roku od 1 sata zračni kanali trebaju premjestiti otprilike L = 20 m³ * 6 = 120 m³.

Također je potrebno saznati površinu presjeka zračnih kanala ugrađenih u ventilacijski sustav. Izračunava se prema sljedećoj formuli:

S = πr² = π/4*D²,

gdje:

• S — površina presjeka zračnog kanala;
• π — broj 'pi', matematička konstanta, jednaka 3,14;
• r — radijus presjeka zračnog kanala;
• D — promjer presjeka zračnog kanala.

Pretpostavimo da je promjer okruglog zračnog kanala 400 mm, ubacimo ga u formulu i dobijemo:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Znajući površinu presjeka i protok, možemo izračunati brzinu. Formula za izračun brzine zračnog toka:

V = L/3600*S,

gdje:

• V — brzina zračnog toka, (m/s);
• L — protok zraka, (m³/h);
• S — površina presjeka zračnih kanala (ventilacijskih kanala), (m²).

Uvrštavamo poznate vrijednosti, dobivamo: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

Dakle, kako bi se osigurala potrebna izmjena zraka (120 m³/h) pri korištenju okruglog zračnog kanala promjera 400 mm, bit će potrebno instalirati opremu koja omogućuje povećanje brzine zračnog toka do 0,265 m/s.

Treba imati na umu da ranije opisani čimbenici – parametri razine vibracija i razine buke – izravno ovise o brzini kretanja zraka.

Ako buka premaši normativne vrijednosti, morat će se smanjiti brzina, a time i povećati presjek zračnih kanala. U nekim slučajevima dovoljno je postaviti cijevi od drugog materijala ili zamijeniti zakrivljeni dio kanala ravnim.

Preporučene norme brzine izmjene zraka

Tijekom izrade projekta zgrade provodi se proračun svakog pojedinog dijela. U proizvodnji su to radionice, u stambenim zgradama – stanovi, u privatnoj kući – etažni blokovi ili pojedinačne sobe.

Prije instalacije ventilacijskog sustava poznati su trase i dimenzije glavnih vodova, kakve geometrije su potrebni ventilacijski kanali, koja je veličina cijevi optimalna.

Ne treba se čuditi dimenzijama zračnih kanala u ugostiteljskim objektima ili drugim ustanovama – oni su predviđeni za odvod velike količine iskorištenog zraka

Proračuni povezani s kretanjem zračnih tokova unutar stambenih i proizvodnih zgrada smatraju se jednim od najsloženijih, stoga se njima moraju baviti iskusni kvalificirani stručnjaci.

Preporučena brzina zraka u zračnim kanalima navedena je u SNiP-u – normativnoj državnoj dokumentaciji, i pri projektiranju ili predaji objekata oslanjaju se upravo na nju.

U tablici su navedeni parametri kojih se treba pridržavati pri uređenju ventilacijskog sustava. Brojke označavaju brzinu kretanja zračnih masa na mjestima postavljanja kanala i rešetaka u uobičajenim jedinicama – m/s

Smatra se da brzina zraka u prostorijama ne smije prelaziti 0,3 m/s.

Iznimke su privremene tehničke okolnosti (npr. popravci, postavljanje građevinske opreme i sl.), tijekom kojih parametri mogu premašiti normative za najviše 30 %.

U velikim prostorima (garaže, proizvodne hale, skladišta, hangari) često umjesto jednog ventilacijskog sustava djeluju dva.

Opterećenje se dijeli na pola, stoga se brzina zraka odabire tako da osigurava 50% ukupnog izračunatog volumena premještanja zraka (uklanjanje onečišćenog ili dovod čistog).

U slučaju više sile javlja se potreba za naglom promjenom brzine zraka ili potpunim zaustavljanjem rada ventilacijskog sustava.

Na primjer, prema zahtjevima zaštite od požara, brzina kretanja zraka smanjuje se na minimum kako bi se spriječilo širenje vatre i dima u susjedne prostorije tijekom požara.

U tu svrhu, u zračnim kanalima i na prijelaznim dijelovima ugrađuju se prekidači i ventili.

Nijanse odabira zračnog kanala

Znajući rezultate aerodinamičkih proračuna, možete pravilno odabrati parametre zračnih kanala, točnije – promjer okruglih i dimenzije pravokutnih presjeka. Osim toga, paralelno možete odabrati uređaj prisilnog dovoda zraka (ventilator) i odrediti gubitke tlaka u procesu kretanja zraka kroz kanal.

Znajući vrijednost protoka zraka i brzinu njegovog kretanja, može se odrediti koji presjek zračnih kanala će biti potreban.

Za to se uzima formula obrnuta formuli za izračun protoka zraka:

S = L/3600*V.

Koristeći rezultat, može se izračunati promjer:

D = 1000*√(4*S/π),

gdje:

• D — promjer presjeka zračnog kanala;
• S — površina presjeka zračnih kanala (zračnih kanala), (m²);
• π — broj "pi", matematička konstanta, jednaka 3,14;.

Dobiveni broj uspoređuje se s tvorničkim standardima dopuštenim prema GOST-u i odabiru se proizvodi najbližeg promjera.

Ako je potrebno odabrati pravokutne umjesto okruglih zračnih kanala, tada umjesto promjera treba odrediti duljinu/širinu proizvoda.

Pri odabiru se orijentira na približni presjek, koristeći princip a*b ≈ S i tablice tipskih dimenzija koje pružaju proizvođači. Podsjećamo da prema normama omjer širine (b) i dužine (a) ne smije prelaziti 1 prema 3.

Zračni kanali s pravokutnim ili kvadratnim presjekom imaju ergonomski oblik koji omogućuje postavljanje uz zidove. To se koristi pri uređenju kućnih napa i skrivanju cijevi iznad spuštenih stropova ili iznad kuhinjskih ormara (mezanina).

Općeprihvaćeni standardi pravokutnih kanala: minimalne dimenzije – 100 mm x 150 mm, maksimalne – 2000 mm x 2000 mm. Okrugli zračni kanali su dobri jer imaju manji otpor, odnosno minimalne razine buke.

U posljednje vrijeme, posebno za uporabu unutar stana, proizvode se praktične, sigurne i lagane plastične kutije.

Zaključci i koristan video na temu

Korisni videozapisi naučit će vas raditi s fizičkim veličinama i pomoći vam da bolje shvatite kako djeluje ventilacijski sustav.

Video #1. Proračun parametara prirodne ventilacije pomoću računalnog programa:

Video #2. Korisne informacije o uređaju ventilacijskog sustava u privatnoj kući u izgradnji:

Informacije iz članka mogu se koristiti u informativne svrhe i za bolje razumijevanje rada ventilacijskog sustava.

Za preciznije izračune brzine strujanja zraka pri projektiranju kućnih komunikacija preporučujemo da se obratite inženjerima koji poznaju nijanse uređaja ventilacije i pomoći će vam odabrati ispravne dimenzije zračnih kanala.

Oni koji žele podijeliti osobno iskustvo stečeno pri izradi zračnih kanala, zanimljive činjenice i specifične informacije, molimo napišite komentare u bloku ispod. Postavljajte pitanja o spornim točkama. Mi ili posjetitelji web stranice rado ćemo sudjelovati u raspravi.