Sprašujete, kakšna naj bo hitrost zraka v kanalu, odgovoril vam bom – od 0,3 do 30,0 m/sVrednost je odvisna od vrste prezračevanja, komponent in obratovalnih dejavnikov.
V tem članku bom razpravljal o vplivu prečnega prereza zračnih kanalov na pretok zraka. Raziskal bom naravne in mehanske prezračevalne sisteme za stanovanjske, javne in industrijske stavbe. Odgovoril bom tudi na pogosto zastavljena vprašanja.
- Vpliv prečnega prereza kanala na hitrost zraka
- Pravokotni zračni kanali
- Okrogli zračni kanali
- Zračni kanali z naravno in mehansko indukcijo
- Naravni prezračevalni kanali
- Mehanski prezračevalni kanali
- Zračni kanali za stavbe različnih namenov
- Stanovanjske in javne stavbe
- Skladišča in proizvodnja
- Lokalni sistemi in ambicije
- Prezračevanje dima
- Kakšna je povezava med hitrostjo in učinkovitostjo prezračevanja?
- Odgovori na pogosto zastavljena vprašanja
- Video materiali
Vpliv prečnega prereza kanala na hitrost zraka
Velikost in oblika kanala vplivata na hitrost pretoka zraka v prezračevalnih sistemih. Ti parametri prezračevalnih kanalov se pogosto skupaj imenujejo njihov prečni prerez.
Inženirji, ki razvijajo projekt prezračevanja, najprej premislijo o postavitvi notranjega ožičenja znotraj stavbnega prostora in izračunajo dolžino vsakega odseka.
Dolžina kanalov in število ovinkov z različnimi premeri vplivata na pretok zraka v kanalu komunalnega omrežja. Inženirji z diagramom in določenimi pretoki za vsak odsek določijo prečni prerez kanala.
Prezračevalni kanali so okrogle in pravokotne oblike. Pogost material je pocinkana pločevina. Proizvajalci izdelujejo tudi kanale iz nerjavečega jekla in plastike.
V starejših visokih stavbah so običajni komunalni kanali izdelani iz opeke, betonskih blokov, ometa in golega zidu. Gumijasti kanali se uporabljajo v posebnih aplikacijah.
Uporaba različnih materialov omogoča prilagoditev prezračevalnih kanalov delovnim pogojem. Plastična cev, ki poteka iz kuhinjske nape, je estetsko privlačna.
Kovinski kanali so primerni za območja z visokimi obratovalnimi in zunanjimi mehanskimi obremenitvami.
Plastika, pocinkano jeklo, nerjaveče jeklo in drugi materiali imajo vsak svojo stopnjo hrapavosti površine. Ta stopnja vpliva na hitrost gibanja zraka.
Inženirji upoštevajo hrapavost notranjih sten prezračevalnega kanala. Tabelarični podatki za izračune so prosto dostopni.
| Material zračnih kanalov | Koeficient hrapavosti (K, mm) |
| Kovina | 0,1 |
| Plastika, vinil | 0,1 |
| Žlindra mavec | 1 |
| Pepelni beton | 1,5 |
| Zidarska dela brez ometa | 5–10 |
| Zidarska dela z ometom | 3–6 |
| Mavec nanesen na mrežico | 10 |
| Guma | 0,006–0,01 |
Pravokotni zračni kanali
Pravokotni kanali so zasnovani za specifične aplikacije. Njihova omejena uporaba je posledica dveh dejavnikov:
- Pravokotni kanal ima nizke aerodinamične lastnosti.
- V primerjavi z okroglo cevjo je pravokotni kanal težje in dražje izdelati.
Pravokotna omarica lahko prenese manjši pritisk kot okrogla cev. Prednost je, da ravne stene omogočajo napeljavo kanalov pod stropno oblogo ali znotraj ozkih prezračevalnih jaškov.
Standardna velikost oblikovanih delov je regulirana GOST R 70349-2022Pri načrtovanju prezračevalnih sistemov z uporabo pravokotnih kanalov z nestandardnimi prerezi razmerje stranic zračnih kanalov ne sme presegati 1:4. Pri naravnih prezračevalnih sistemih je razmerje stranic pravokotnih kanalov omejeno na 1:2.
Pri načrtovanju prezračevanja inženirji določijo dovoljeno hitrost zraka na podlagi naslednjih dejavnikov:
- dovoljena raven aerodinamičnega hrupa v skladu z SP 51.13330.2011;
- dovoljeni indikator izgube obratovalnega tlaka v prezračevalnem omrežju.
Hitrost zraka v pravokotnem kanalu se izračuna po formuli: V = D x 1.000.000 / (3600 x Š x V).
Pod pomenom L nadomestite pretok zraka, določen v projektu za določeno območje, merjen v m3/uro. Vrednost Z, V – širina in višina sten pravokotnega kanala (mm).
Okrogli zračni kanali
Okrogli zračni kanali so večji od pravokotnih, zaradi česar je namestitev zahtevnejša. Sistem zavzame več prostora, vendar ponuja izboljšane aerodinamične lastnosti.
Raven hrupa pretoka zraka je nižja v primerjavi s pravokotnim kanalom. Okrogli kanal lahko prenese večji notranji tlak in zunanje mehanske obremenitve kot pravokotni kanal.
Tehnologija valjastih kanalov je cenejša za izdelavo. Cevi je lažje namestiti, če jih pritrdite na gradbene konstrukcije. Zaradi teh operativnih prednosti so okrogle komponente priljubljene za prezračevalne sisteme.
Kadar se izračuni prezračevanja izvajajo za pravokotne kanale, vendar je dovoljena uporaba okroglih cevi, se uporablja izraz ekvivalentnega premera.
Zamenljivost zračnih kanalov različnih oblik in premerov je določena z: D = 2AB/(A + B)Vrednosti A in B sta stranici pravokotne škatle (širina in višina).
Pri pravokotnem kanalu se ekvivalent nanaša na nazivni premer zračnega kanala, kjer so izgube obratovalnega tlaka zaradi trenja enake. Da bi se izognili zapletenim izračunom zamenljivosti, se v praksi pri razvoju prezračevalnih načrtov daje prednost okroglim cevem.
Aerodinamični parametri komunalnih omrežij se izračunajo s specializirano programsko opremo, pri čemer se uporabljajo tabelarni podatki iz referenčnih knjig. Izračuni dinamičnega tlaka temeljijo na diagramih z mejo napake 3–5 %.
Matematična formula za hitrost zraka v krožnem kanalu je naslednja: V = L x 4 x 1.000.000 / (3600 x 3,14 x d2).
Vrednost L je pretok zraka, določen s projektom za odsek cevovoda, merjen v m3/uro. Vrednost d se nanaša na notranji premer cevi.
Zračni kanali z naravno in mehansko indukcijo
Prezračevalna omrežja imajo hitrosti pretoka zraka od 0,3 do 30,0 m/s. Zrak se prenaša mehansko ali naravno. Standardi prezračevanja so bili razviti glede na specifični prostor, površino in število stanovalcev.
Regulativni dokumenti ne zagotavljajo natančnih podatkov za vzdrževanje priporočene hitrosti prezračevalnega omrežja.
Parameter določijo inženirji med razvojem projekta in je odvisen od:
- kategorije arhitekturnih struktur;
- predvideni namen stavbe in ločenih prostorov;
- presek in material prezračevalnih kanalov;
- prisotnost izolacije prezračevalnih kanalov;
- število oblikovanih elementov;
- prisotnost, količina nastavitvenih in dušilnih enot.
Upoštevajo se sekundarni dejavniki, specifični za prezračevalni objekt.
Naravni prezračevalni kanali
Naravni prezračevalni sistemi premikajo zračne tokove v skladu z zakoni fizike brez uporabe ventilatorjev. Kroženje ustvarjajo temperaturne in tlačne razlike.
Topel zrak v prostoru se usmeri navzgor in se skozi izpušni kanal odvaja navzven. Hladen zrak vstopi v prostor skozi dovodno odprtino, ki se nahaja na spodnjem delu stene.
Naravno prezračevani zračni kanali so bili prej nameščeni v starejših stanovanjskih blokih. Zdaj se uporabljajo v zasebnih hišah in pomožnih prostorih.
Hitrost gibanja zraka je bolj odvisna od naravnih dejavnikov kot od človeškega vpliva. V brezvetrnem vremenu je prepih lahko odsoten ali pa je obrnjen.
Niso bili razviti nobeni regulativni dokumenti. Obstajajo referenčne knjige, ki dajejo priporočila za standarde hitrosti zraka v kanalih z naravnim sesanjem:
- Vetrna omrežja z deflektorjem in tlakom 5-6 Pa imajo hitrostni razpon 1-1,5 m/s.
- Gravitacijske mreže pri temperaturnih razlikah 5OC in tlak 3-4 Pa imata razpon hitrosti 0,5-1,5 m/s.
Znotraj skupnih izpušnih jaškov stavb s 4–12 nadstropji pri tlaku 6 Pa naravna hitrost zraka v kanalu doseže 2 m/s. Razponi hitrosti za druge prezračevalne odseke so prikazani v tabeli.
| Prezračevalna enota | Priporočena hitrost pretoka (m/s) |
| Prezračevalne rešetke | 0,3–0,6 |
| Vertikalni zračni kanali | 0,5–1 |
| Horizontalni zbiralni kanali | 0,6–0,8 |
| Nape | 1–1,5 |
Referenčni priročniki ne vsebujejo priporočil za pretok zraka za visoke stavbe z več kot 12 nadstropji in temperaturno razliko 6OC. Inženirji izračunajo kazalnik individualno z uporabo razširjene sheme.
Mehanski prezračevalni kanali
Sistem komunalnih storitev, kjer zrak premika sila ventilatorjev, se imenuje prisilni ali mehanski. Hitrost pretoka zraka je odvisna od moči motorja in prečnega prereza zračnih kanalov. Okolje ima le majhen vpliv na intenzivnost mehanskega gibanja zraka.
Komunalna omrežja so iskana za nove večstanovanjske stavbe in zasebne hiše. Mehansko prezračevanje je zasnovano za podjetja, javne stavbe in kmetijska gospodarstva.
- Inženirji v fazi načrtovanja prezračevanja uporabljajo metodo dovoljene hitrosti. Optimalna hitrost se uporablja kot osnova. Za določitev obratovalnega parametra se za vsak odsek omrežja določita presek kanala in padec tlaka.
- Metoda dinamičnega tlaka se uporablja v fazi načrtovanja ali med študijo izvedljivosti prezračevalnega omrežja. Temelji na izgubi tlaka na linearni meter odseka sistema. Po določitvi optimalnega pretoka zraka se izračuna prečni prerez kanala.
Od dveh metod za določanje hitrosti zraka se preprosta metoda dinamičnega tlaka šteje za približno.
Zračni kanali za stavbe različnih namenov
Namen arhitekturne strukture ni opredeljen z njenim splošnim imenom. Stanovanjska stavba se šteje za zasebno ali večstanovanjsko stavbo.
Javna stavba lahko vključuje pisarno, trgovino ali knjižnico. Inženirji načrtujejo prezračevalne sisteme za vsako stavbo glede na njen specifični namen.
Stanovanjske in javne stavbe
Aerodinamična raven hrupa je sorazmerna s hitrostjo zraka v kanalih. Raven zvočne moči se izračuna po formuli: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). Vrednost v je hitrost zraka (m/s). Vrednost A je površina prečnega prereza prezračevalnega kanala.
Naloga projektanta je določiti pretoke v kanalih, tako da prezračevalni sistem zagotavlja potrebno izmenjavo zraka, ne da bi pri tem presegel dovoljeno raven aerodinamičnega hrupa. Upošteva se lokacija prezračevalnega sistema.
Vzemimo za primer stanovanjski prostor. Priporočena hitrost pretoka zraka znotraj pravokotnih omaric pod spuščenim stropom je 5 m/sČe so kanali položeni po celotnem prostoru, se indikator zmanjša na 2 m/sZa okrogle zračne kanale so priporočljive druge vrednosti hitrosti – 3 in 4 m/s oziroma.
Na primeru javne stavbe si predstavljajte trgovino, šolsko učilnico ali konferenčno sobo. Priporočena hitrost pretoka zraka znotraj pravokotnih kanalov pod spuščenim stropom je 8 m/sZa kanale, položene po celotnih prostorih, se vrednost zmanjša na 7 m/sZa okrogle zračne kanale so priporočene vrednosti hitrosti: 8 in 6 m/s oziroma.
Skladišča in proizvodnja
Prezračevanje skladiščnih in proizvodnih prostorov je zasnovano mehansko. Ni omejitev hitrosti zraka.
Raven aerodinamičnega hrupa, ki ga povzročajo tokovi, v kombinaciji z industrijskim hrupom ne sme presegati ustaljenih standardov. Priporočeni primeri so prosto dostopni in jih najdete v tabeli.
| Ime predmeta | Priporočena hitrost pretoka (m/s) |
| Skladišče brez stalne človeške prisotnosti | 16–20 |
| Skladišče, kjer ljudje nenehno delajo | 10–14 |
| Delavnica z delovnimi postajami | 14–22 |
| Sekundarni prostori | 10–12 |
| Garderoba, soba za odmor osebja | 8–10 |
Lokalni sistemi in ambicije
Kadar koncentracije prahu v lokalnih sistemih in aspiracijskih sistemih presežejo 0,01 kg/kg, inženirji izračunajo zračne kanale z metodo dinamičnega tlaka. V drugih primerih se uporabi metoda dovoljene hitrosti zraka, ki temelji na optimalni hitrosti zraka.
Lokalni sistemi in aspiracijski sistemi običajno vzdržujejo visokohitrostno gibanje zraka. Kratka omrežja imajo omejeno število vozlišč, ki ustvarjajo upor.
Hitrost zraka se vzdržuje nad hitrostjo delcev prepeljanega materiala, kar preprečuje kopičenje usedlin na stenah kanala. Povprečno območje hitrosti zraka je 15–30 m/s.
Za natančne izračune inženirji uporabljajo oddelčne referenčne knjige in tabele.
| Namen sistema in ambicije | Hitrost pretoka (m/s) |
| Za razsute materiale | 12–20 |
| Za vlago in topel zrak | 12–16 |
| Za prah in plinaste snovi | 14–16 |
| Za varilno postajo | 8–14 |
| Za lesnoobdelovalno opremo | 16–20 |
| Za opremo za brušenje | 18–22 |
| Za kemične kopeli | 6–8 |
Prezračevanje dima
Povprečna hitrost pretoka zraka za prezračevanje dima je 15–20 m/s. Ta številka se izračuna za mešanico zraka in dima.
Upošteva se temperatura dimnih plinov na vsakem odseku omrežja. Inženirji uporabljajo priročnike in že pripravljene tabele za izračun masnih pretokov.
| Odsek omrežja s temperaturo dimnih plinov 300OZ | Indeks masne hitrosti (kg/(s*m)2)) |
| Ohišje ventila | 8–10 |
| Navpični kanal | 14–15 |
| Vodoravni kanal | 10–14 |
| Kanal za ventilatorjem | 15–16 |
Kakšna je povezava med hitrostjo in učinkovitostjo prezračevanja?
Prezračevalno omrežje mora zagotavljati ustrezno izmenjavo zraka v stavbi, ne da bi pri tem povzročalo nelagodje za stanovalce zaradi prekomerne ravni hrupa. Za zagotavljanje visoke učinkovitosti komunalnega omrežja so bili razviti sanitarni standardi.
Priporočena hitrost zraka v zaprtih prostorih je 0,3 m/s. Med prenovami je dovoljeno prekoračiti ta standard za do 30 %. Velika skladišča, proizvodni obrati in garaže imajo običajno dva prezračevalna sistema, ki enakomerno porazdelita obremenitev.
Primer minimalne in maksimalne ravni hrupa za bolnišnice: podnevi – 35–50 dB, ponoči pa – 25–40 dB. Za stanovanjske prostore so določeni drugi pragovi: podnevi – 40–55 dB, ponoči – 30–45 dB.
Poleg hrupnih valov lahko nelagodje povzročijo tudi vibracije iz prezračevalnih kanalov. Do tega lahko pride zaradi ohlapnih povezav, zoženih kanalov in drugih dejavnikov.
Z naraščanjem hitrosti gibanja zraka se povečajo vibracije sistema, če je konstrukcija nepravilno zasnovana ali nameščena.
Standardi za dovoljene vrednosti lokalnih vibracij so navedeni v referenčnih knjigah za strokovnjake, ki načrtujejo in naročajo končna prezračevalna omrežja.
Pretok zraka vpliva na hitrost izmenjave zraka v prostoru na časovno enoto. Ta parameter se izračuna po formuli: N=V/ZVrednost V je količina čistega zraka, ki vstopi v prostor v 1 uri. Vrednost W je prostornina samega prostora.
Pripravljeni standardi večkratnosti za različne vrste prostorov so na voljo v tabelah. Vzemimo za primer kombinirano kopalnico. Na uro se zamenja 50 m.3 zrak in pretok v zračnih kanalih zagotavljata doseganje standardnega parametra.
Odgovori na pogosto zastavljena vprašanja
Priporočeni parameter za stanovanjske prostore je 0,3 m/s.
Priporočena vrednost: vetrna omrežja z deflektorjem in tlakom 5-6 Pa – 1-1,5 m/s. Gravitacijska omrežja s temperaturno razliko 5 °C in tlakom 3-4 Pa – 0,5-1,5 m/s.
Za meritve uporabite anemometer.
Senzor anemometra namestite blizu prezračevalne odprtine na razdalji, ki jo priporoča proizvajalec. Rezultat se bo prikazal na zaslonu.
Če poznate pretok zraka (L) in površino prečnega prereza (S) prezračevalnega kanala, izračunajte hitrost pretoka (V) po formuli: V = L / 3600× S. Za merjenje brez matematičnih izračunov uporabite anemometer.
