Du spør hva lufthastigheten i kanalen skal være, jeg vil svare – fra 0,3 til 30,0 m/sVerdien avhenger av typen ventilasjon, komponenter og driftsfaktorer.
I denne artikkelen skal jeg diskutere virkningen av kanaltverrsnitt på luftstrømningshastigheter. Jeg skal utforske naturlige og mekaniske ventilasjonssystemer for boliger, offentlige bygninger og industribygninger. Jeg skal også svare på vanlige spørsmål.
- Innflytelsen av kanaltverrsnitt på lufthastighet
- Rektangulære luftkanaler
- Sirkulære luftkanaler
- Luftkanaler med naturlig og mekanisk induksjon
- Naturlige ventilasjonskanaler
- Mekaniske ventilasjonskanaler
- Luftkanaler for bygninger med ulike formål
- Bolig- og offentlige bygninger
- Lager og produksjon
- Lokale systemer og ambisjoner
- Røykventilasjon
- Hvordan forholder hastighet seg til ventilasjonsytelse?
- Svar på ofte stilte spørsmål
- Videomaterialer
Innflytelsen av kanaltverrsnitt på lufthastighet
Størrelsen og formen på kanalen påvirker luftstrømhastigheten i ventilasjonssystemer. Disse parameterne for ventilasjonskanalene blir ofte samlet referert til som tverrsnittet deres.
Ingeniører som utvikler et ventilasjonsprosjekt tenker først gjennom utformingen av den interne ledningen i bygningsrommet og beregner lengden på hver seksjon.
Lengden på kanalene og antall bend med diameterforskjeller påvirker luftstrømmen i kanalen i forsyningsnettet. Med et diagram og de spesifiserte strømningshastighetene for hver seksjon bestemmer ingeniørene kanalens tverrsnitt.
Ventilasjonskanaler er runde og rektangulære beslag. Galvanisert metallplate er et vanlig materiale som brukes. Produsenter produserer også kanaler laget av rustfritt stål og plast.
I eldre høyhus er vanlige ledningskanaler laget av murstein, betongblokker, gips og bart murverk. Gummikanaler brukes i spesifikke applikasjoner.
Bruk av forskjellige materialer gjør det mulig å tilpasse ventilasjonskanalene til driftsforholdene. Et plastrør som går fra kjøkkenviften er estetisk tiltalende.
Metallkanaler er egnet for områder med høy driftsmessig og ekstern mekanisk belastning.
Plast, galvanisert stål, rustfritt stål og andre materialer har hver sin egen overflateruhetsvurdering. Denne vurderingen påvirker luftbevegelseshastigheten.
Ingeniører tar hensyn til ruheten på ventilasjonskanalens innervegger. Tabelldata for beregningene er fritt tilgjengelige.
| Materiale for luftkanaler | Ruhetskoeffisient (K, mm) |
| Metall | 0,1 |
| Plast, vinyl | 0,1 |
| Slaggips | 1 |
| Slagbetong | 1,5 |
| Murverk uten gips | 5–10 |
| Murverk med gips | 3–6 |
| Gips påført netting | 10 |
| Gummi | 0,006–0,01 |
Rektangulære luftkanaler
Rektangulære kanaler er designet for spesifikke bruksområder. Deres begrensede bruk skyldes to faktorer:
- Den rektangulære kanalen har lave aerodynamiske egenskaper.
- Sammenlignet med et rundt rør er en rektangulær kanal vanskeligere og dyrere å produsere.
En rektangulær boks tåler mindre trykk enn et rundt rør. Fordelen er at de flate veggene gjør at kanalene kan føres under takkledning eller inne i smale ventilasjonssjakter.
Standardstørrelsen på formede deler er regulert GOST R 70349-2022Ved utforming av ventilasjonssystemer med rektangulære kanaler med ikke-standardiserte tverrsnitt, bør ikke sideforholdet mellom luftkanalene overstige 1:4. For naturlige ventilasjonssystemer er sideforholdet mellom rektangulære kanaler begrenset til 1:2.
Ved utforming av ventilasjon bestemmer ingeniører tillatt lufthastighet basert på følgende faktorer:
- tillatt nivå av aerodynamisk støy i henhold til SP 51.13330.2011;
- tillatt indikator for driftstrykktap i ventilasjonsnettverket.
Lufthastigheten i en rektangulær kanal beregnes ved hjelp av formelen: V = L x 1 000 000 / (3600 x B x H).
Under betydningen L erstatte luftstrømningshastigheten spesifisert av prosjektet for et bestemt område, målt i m3/time. Verdi B, H – bredde og høyde på veggene i en rektangulær kanal (mm).
Sirkulære luftkanaler
Runde luftkanaler er større enn rektangulære, noe som gjør installasjonen mer utfordrende. Forsyningssystemet tar opp mer plass, men gir forbedret aerodynamisk ytelse.
Støynivået fra luftstrømmen er lavere sammenlignet med en rektangulær kanal. En rund kanal tåler større indre trykk og ytre mekaniske belastninger enn en rektangulær kanal.
Sylindrisk kanalteknologi er billigere å produsere. Rør er enklere å installere ved å feste dem til bygningskonstruksjoner. Disse driftsfordelene har gjort runde komponenter populære for ventilasjonssystemer.
Når ventilasjonsberegninger gjøres for rektangulære kanaler, men bruk av runde rør er tillatt, brukes ekvivalent diameterbetegnelse.
Utskiftbarheten av luftkanaler med forskjellige former og diametre bestemmes av: D = 2AB/(A + B)Verdiene til A og B er sidene av en rektangulær boks (bredde og høyde).
For en rektangulær kanal refererer ekvivalent til den nominelle diameteren til luftkanalen der driftstrykktapene på grunn av friksjon er like. For å unngå komplekse utskiftbarhetsberegninger foretrekkes sirkulære rør i praksis når man utvikler ventilasjonsdesign.
De aerodynamiske parametrene til forsyningsnett beregnes ved hjelp av spesialisert programvare, med tabelldata fra referansebøker. Dynamiske trykkberegninger er basert på diagrammer med en feilmargin på 3–5 %.
Den matematiske formelen for lufthastighet i en sirkulær kanal er som følger: V = L x 4 x 1 000 000 / (3600 x 3,14 x d)2).
Verdien L er luftstrømningshastigheten spesifisert av prosjektet for en seksjon av rørledningen, målt i m3/time. Verdien d refererer til rørets indre diameter.
Luftkanaler med naturlig og mekanisk induksjon
Ventilasjonsnettverk har luftstrømningshastigheter fra 0,3 til 30,0 m/s. Luft transporteres mekanisk eller naturlig. Ventilasjonsstandarder er utviklet basert på det spesifikke rommet, arealet og antall beboere.
Reguleringsdokumenter gir ikke nøyaktige tall for å opprettholde den anbefalte hastigheten på ventilasjonsnettverket.
Parameteren bestemmes av ingeniører under prosjektutviklingen og avhenger av:
- kategorier av arkitektoniske strukturer;
- bygningens tiltenkte formål og separate lokaler;
- tverrsnitt og materiale av ventilasjonskanaler;
- tilstedeværelse av isolasjon av ventilasjonskanaler;
- antall formede elementer;
- tilstedeværelse, mengde justerings- og gassreguleringsenheter.
Sekundære faktorer som er spesifikke for ventilasjonsobjektet tas i betraktning.
Naturlige ventilasjonskanaler
Naturlige ventilasjonssystemer beveger luftstrømmer i henhold til fysikkens lover uten bruk av vifter. Sirkulasjon skapes av temperatur- og trykkforskjeller.
Varm luft inne i rommet ledes oppover og slippes ut gjennom avtrekkskanalen til utsiden. Kald luft kommer inn i rommet gjennom en inntaksventil som er plassert på den nedre delen av veggen.
Naturlig ventilerte luftkanaler ble tidligere installert i eldre leilighetsbygg. De brukes nå i private hjem og vaskerom.
Luftbevegelseshastigheten avhenger mer av naturlige faktorer enn av menneskelig påvirkning. I vindstille vær kan trekk være fraværende eller reversert.
Ingen regulatoriske dokumenter er utviklet. Det finnes oppslagsverk som gir anbefalinger for lufthastighetsstandarder i naturlig aspirerte kanaler:
- Vindnettverk med en deflektor og et trykk på 5–6 Pa har et hastighetsområde på 1–1,5 m/s.
- Gravitasjonsnettverk ved temperaturforskjeller 5ÅC og et trykk på 3–4 Pa har et hastighetsområde på 0,5–1,5 m/s.
Inne i fellesbygningers avtrekkssjakter i bygninger med 4–12 etasjer, når den naturlige lufthastigheten i kanalen 2 m/s ved et trykk på 6 Pa. Hastighetsområder for andre ventilasjonsseksjoner er vist i tabellen.
| Ventilasjonsenhet | Anbefalt strømningshastighet (m/s) |
| Ventilasjonsrister | 0,3–0,6 |
| Vertikale luftkanaler | 0,5–1 |
| Horisontale oppsamlingskanaler | 0,6–0,8 |
| Hetter | 1–1,5 |
Referansebøkene inneholder ikke anbefalinger for luftstrømningshastigheter for høyhus med mer enn 12 etasjer og en temperaturforskjell på 6ÅC. Ingeniører beregner indikatoren individuelt ved hjelp av et utvidet skjema.
Mekaniske ventilasjonskanaler
Et forsyningssystem der luft beveges av kraften fra vifter kalles tvungen eller mekanisk. Luftstrømningshastigheten avhenger av motoreffekten og tverrsnittet av luftkanalene. Miljøet har liten effekt på intensiteten av mekanisk luftbevegelse.
Det er etterspørsel etter strømnett for nye boligbygg med flere enheter og private hjem. Mekanisk ventilasjon er designet for bedrifter, offentlige bygninger og landbruksgårder.
- Ingeniører bruker metoden med tillatt hastighet i designfasen av ventilasjonen. Den optimale hastigheten brukes som grunnlag. For å bestemme driftsparameteren bestemmes kanaltverrsnittet og trykkfallet for hver seksjon av nettverket.
- Den dynamiske trykkmetoden brukes i designfasen eller under mulighetsstudien av et ventilasjonsnettverk. Den er basert på trykktapet per lineær meter av systemseksjonen. Etter å ha bestemt den optimale luftstrømningshastigheten, beregnes kanaltverrsnittet.
Av de to metodene for å bestemme lufthastighet, regnes den enkle dynamiske trykkmetoden som omtrentlig.
Luftkanaler for bygninger med ulike formål
Det tiltenkte formålet med en arkitektonisk struktur er ikke definert av dens generelle navn. En boligbygning regnes som en privat bygning eller en bygning med flere leiligheter.
En offentlig bygning kan inneholde et kontor, en butikk eller et bibliotek. Ingeniører designer ventilasjonssystemer for hver bygning basert på dens spesifikke formål.
Bolig- og offentlige bygninger
Det aerodynamiske støynivået er proporsjonalt med lufthastigheten i kanalene. Lydeffektnivået beregnes ved hjelp av formelen: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). Verdien av v er lufthastigheten (m/s). Verdien av A er tverrsnittsarealet til ventilasjonskanalen.
Designingeniørens oppgave er å bestemme strømningshastighetene i kanalene slik at ventilasjonssystemet gir nødvendig luftutskiftning uten å overskride det tillatte aerodynamiske støynivået. Ventilasjonssystemets plassering tas i betraktning.
La oss ta et boligrom som et eksempel. Den anbefalte luftstrømningshastigheten inne i rektangulære bokser under et himling er 5 m/sHvis kanalene legges gjennom hele rommet, reduseres indikatoren til 2 m/sFor runde luftkanaler anbefales andre hastighetsverdier – 3 og 4 m/s henholdsvis.
Bruk en offentlig bygning som eksempel, og tenk deg en butikk, et klasserom eller et konferanserom. Den anbefalte luftstrømningshastigheten i rektangulære kanaler under et himling er 8 m/sFor kanaler som legges i hele lokalet, reduseres verdien til 7 m/sFor runde luftkanaler er de anbefalte hastighetsverdiene: 8 og 6 m/s henholdsvis.
Lager og produksjon
Ventilasjon av lager- og produksjonsanlegg er utformet for å være mekanisk. Det er ingen begrensninger på lufthastigheten.
Det aerodynamiske lydnivået som genereres av strømningene, kombinert med industristøy, må ikke overstige etablerte standarder. Anbefalte eksempler er fritt tilgjengelige og finnes i tabellen.
| Navnet på objektet | Anbefalt strømningshastighet (m/s) |
| Lager uten permanent menneskelig tilstedeværelse | 16–20 |
| Et lager med folk som jobber konstant | 10–14 |
| Verksted med arbeidsstasjoner | 14–22 |
| Sekundære lokaler | 10–12 |
| Garderobe, pauserom for ansatte | 8–10 |
Lokale systemer og ambisjoner
Når støvkonsentrasjoner i lokale systemer og aspirasjonssystemer overstiger 0,01 kg/kg, beregner ingeniører luftkanaler ved hjelp av den dynamiske trykkmetoden. I andre tilfeller brukes metoden med tillatt lufthastighet, basert på optimal lufthastighet.
Lokale systemer og aspirasjonssystemer opprettholder vanligvis høyhastighets luftbevegelse. Korte nettverk har et begrenset antall noder som skaper motstand.
Lufthastigheten holdes over partikkelhastigheten til det transporterte materialet, noe som forhindrer sedimentopphopning på kanalveggene. Gjennomsnittlig lufthastighetsintervall er 15–30 m/s.
For å få nøyaktige beregninger bruker ingeniører avdelingens referansebøker og tabeller.
| Systemets formål og ambisjon | Strømningshastighet (m/s) |
| For bulkfaststoffer | 12–20 |
| For fuktighet og varm luft | 12–16 |
| For støv og gassformige stoffer | 14–16 |
| For sveisestasjonen | 8–14 |
| For trebearbeidingsutstyr | 16–20 |
| For slipeutstyr | 18–22 |
| For kjemiske bad | 6–8 |
Røykventilasjon
Gjennomsnittlig luftstrømningshastighet for røykventilasjon er 15–20 m/s. Dette tallet er beregnet for luft-røykblandingen.
Røykgasstemperaturen i hver seksjon av nettverket tas i betraktning. Ingeniører bruker oppslagsverk og ferdige tabeller for å beregne massestrømningshastigheter.
| Nettverksseksjon med røykgasstemperatur på 300ÅMED | Massehastighetsindeks (kg/(s*m)2)) |
| Ventilhus | 8–10 |
| Vertikal kanal | 14–15 |
| Horisontal kanal | 10–14 |
| Kanal etter viften | 15–16 |
Hvordan forholder hastighet seg til ventilasjonsytelse?
Ventilasjonsnettverket må sikre tilstrekkelig luftutskiftning i bygningen uten å skape ubehag for beboerne på grunn av for høye støynivåer. Sanitærstandarder er utviklet for å sikre høy ytelse i forsyningsnettverket.
Anbefalt innelufthastighet er 0,3 m/s. Det er tillatt å overskride denne standarden med opptil 30 % under renovering. Store lagerbygninger, produksjonsanlegg og garasjer har vanligvis to ventilasjonssystemer som fordeler belastningen likt.
Eksempel på minimums- og maksimumsstøynivåer for sykehus: på dagtid – 35–50 dB, og om natten – 25–40 dB. For boliger er det satt andre terskler: på dagtid – 40–55 dB, om natten – 30–45 dB.
I tillegg til støybølger kan vibrasjoner fra ventilasjonskanaler også forårsake ubehag. Dette kan oppstå på grunn av løse forbindelser, innsnevrede kanaler og andre faktorer.
Etter hvert som luftbevegelsens hastighet øker, øker systemets vibrasjon hvis konstruksjonen er feil utformet eller installert.
Standarder for tillatte verdier for lokal vibrasjon finnes i referansebøker for spesialister som designer og idriftsetter ferdige ventilasjonsnettverk.
Luftstrømningshastigheten påvirker luftutskiftningen i et rom per tidsenhet. Denne parameteren beregnes ved hjelp av formelen: N=V/WV-verdien er volumet av ren luft som kommer inn i rommet i løpet av 1 time. W-verdien er volumet av selve rommet.
Ferdige multiplisitetsstandarder for ulike typer fasiliteter er lett tilgjengelige i tabeller. La oss ta et kombinert bad som et eksempel. 50 m² byttes ut per time.3 luft, og strømningshastigheten i luftkanalene sikrer at standardparameteren oppnås.
Svar på ofte stilte spørsmål
Den anbefalte parameteren for boliger er 0,3 m/s.
Anbefalt verdi: vindnettverk med deflektor og et trykk på 5–6 Pa – 1–1,5 m/s. Gravitasjonsnettverk med en temperaturforskjell på 5 °C og et trykk på 3–4 Pa – 0,5–1,5 m/s.
For å ta målinger, bruk et anemometer.
Plasser vindmålersensoren nær ventilen i den avstanden som produsenten anbefaler. Displayet vil vise resultatet.
Når du kjenner luftstrømningshastigheten (L) og tverrsnittsarealet (S) til ventilasjonskanalen, beregner du strømningshastigheten (V) ved hjelp av formelen: V = L / 3600× S. For å måle uten matematiske beregninger, bruk et anemometer.
