Питате која би требало да буде брзина ваздуха у каналу, ја ћу одговорити – од 0,3 до 30,0 м/сВредност зависи од врсте вентилације, компоненти и оперативних фактора.
У овом чланку ћу размотрити утицај попречног пресека канала на проток ваздуха. Истражићу природне и механичке системе вентилације за стамбене, јавне и индустријске зграде. Такође ћу одговорити на често постављана питања.
- Утицај попречног пресека канала на брзину ваздуха
- Правоугаони ваздушни канали
- Кружни ваздушни канали
- Ваздушни канали са природном и механичком индукцијом
- Канали за природну вентилацију
- Механички вентилациони канали
- Ваздушни канали за зграде различитих намена
- Стамбене и јавне зграде
- Складишта и производња
- Локални системи и тежње
- Вентилација дима
- Како је брзина повезана са перформансама вентилације?
- Одговори на често постављана питања
- Видео материјали
Утицај попречног пресека канала на брзину ваздуха
Величина и облик канала утичу на брзину протока ваздуха у вентилационим системима. Ови параметри вентилационих канала се често заједнички називају њиховим попречним пресеком.
Инжењери који развијају пројекат вентилације прво разматрају распоред унутрашњег ожичења унутар простора зграде и израчунавају дужину сваког дела.
Дужина канала и број кривине са разликама у пречнику утичу на проток ваздуха у каналу комуналне мреже. Инжењери одређују попречни пресек канала помоћу дијаграма и наведених брзина протока за сваки део.
Вентилациони канали су округли и правоугаони фитинги. Поцинковани лим је уобичајени материјал који се користи. Произвођачи такође производе канале од нерђајућег челика и пластике.
У старијим високим зградама, уобичајени комунални канали су направљени од цигле, блокова шљаке, малтера и голог зида. Гумени канали се користе у специфичним применама.
Коришћење различитих материјала омогућава прилагођавање вентилационих канала условима рада. Пластична цев која иде од кухињске напе је естетски пријатна.
Метални канали су погодни за подручја са високим оперативним и спољним механичким оптерећењима.
Пластика, поцинковани челик, нерђајући челик и други материјали имају своју оцену храпавости површине. Ова оцена утиче на брзину кретања ваздуха.
Инжењери узимају у обзир храпавост унутрашњих зидова вентилационог канала. Табеларни подаци за прорачуне су слободно доступни.
| Материјал ваздушних канала | Коефицијент храпавости (K, mm) |
| Метал | 0,1 |
| Пластика, винил | 0,1 |
| Гипс од згуре | 1 |
| Шљакасти бетон | 1,5 |
| Зидање од цигле без малтера | 5-10 |
| Зидање од цигле са малтером | 3-6 |
| Гипс нанет на мрежу | 10 |
| Гума | 0,006-0,01 |
Правоугаони ваздушни канали
Правоугаони канали су дизајнирани за специфичне примене. Њихова ограничена употреба је због два фактора:
- Правоугаони канал има ниске аеродинамичке карактеристике.
- У поређењу са округлим каналом, правоугаони канал је тежи и скупљи за производњу.
Правоугаона кутија може да издржи мањи притисак од округле цеви. Предност је у томе што равни зидови омогућавају провођење канала испод плафонске облоге или унутар уских вентилационих шахтова.
Стандардна величина обликованих делова је регулисана ГОСТ Р 70349-2022Приликом пројектовања вентилационих система коришћењем правоугаоних канала са нестандардним попречним пресецима, однос ширине и висине ваздушних канала не би требало да прелази 1:4. За природне системе вентилације, однос ширине и висине правоугаоних канала је ограничен на 1:2.
Приликом пројектовања вентилације, инжењери одређују дозвољену брзину ваздуха на основу следећих фактора:
- дозвољени ниво аеродинамичке буке према СП 51.13330.2011;
- дозвољени индикатор губитка радног притиска у вентилационој мрежи.
Брзина ваздуха у правоугаоном каналу се израчунава помоћу формуле: В = Д x 1.000.000 / (3600 x Ш x В).
Под значењем Л заменити брзину протока ваздуха наведену пројектом за одређену површину, мерено у м²3/сат. Вредност З, В – ширина и висина зидова правоугаоног канала (мм).
Кружни ваздушни канали
Округли ваздушни канали су већи од правоугаоних, што инсталацију чини изазовнијом. Комунални систем заузима више простора, али нуди побољшане аеродинамичке перформансе.
Ниво буке протока ваздуха је нижи у поређењу са правоугаоним каналом. Округли канал може да издржи већи унутрашњи притисак и спољашња механичка оптерећења од правоугаоног канала.
Технологија цилиндричних канала је јефтинија за производњу. Цеви се лакше инсталирају причвршћивањем на грађевинске конструкције. Ове оперативне предности учиниле су округле компоненте популарним за вентилационе системе.
Када се прорачуни вентилације врше за правоугаоне канале, али је дозвољена употреба округлих цеви, користи се термин еквивалентног пречника.
Заменљивост ваздушних канала различитих облика и пречника одређена је: D = 2AB/(A + B)Вредности А и Б су странице правоугаоне кутије (ширина и висина).
За правоугаони канал, еквивалент се односи на номинални пречник ваздушног канала где су губици радног притиска услед трења једнаки. Да би се избегли сложени прорачуни заменљивости, у пракси се при развоју вентилационих пројеката пожељније користе кружне цеви.
Аеродинамички параметри комуналних мрежа израчунавају се помоћу специјализованог софтвера, користећи табеларне податке из референтне литературе. Прорачуни динамичког притиска заснивају се на дијаграмима са маргином грешке од 3-5%.
Математичка формула за брзину ваздуха у кружном каналу је следећа: V = L x 4 x 1.000.000 / (3600 x 3,14 x d2).
Вредност L је проток ваздуха одређени пројектом за деоницу цевовода, мерено у m3/сат. Вредност d се односи на унутрашњи пречник цеви.
Ваздушни канали са природном и механичком индукцијом
Вентилационе мреже имају брзине протока ваздуха у распону од 0,3 до 30,0 м/с. Ваздух се транспортује механички или природним путем. Стандарди вентилације су развијени на основу специфичног простора, површине и броја станара.
Регулаторни документи не пружају прецизне бројке за одржавање препоручене брзине вентилационе мреже.
Параметар одређују инжењери током развоја пројекта и зависи од:
- категорије архитектонских структура;
- намена зграде и посебних просторија;
- попречни пресек и материјал вентилационих канала;
- присуство изолације вентилационих канала;
- број обликованих елемената;
- присуство, количина јединица за подешавање и гас.
Узимају се у обзир секундарни фактори специфични за објекат вентилације.
Канали за природну вентилацију
Природни вентилациони системи померају ваздушне струје у складу са законима физике без употребе вентилатора. Циркулација се ствара разликама у температури и притиску.
Топли ваздух унутар просторије се усмерава нагоре и испушта кроз издувни канал напоље. Хладни ваздух улази у просторију кроз усисни отвор који се налази на доњем делу зида.
Природно вентилисани ваздушни канали су раније били инсталирани у старијим стамбеним зградама. Сада се користе у приватним кућама и помоћним просторијама.
Брзина кретања ваздуха више зависи од природних фактора него од људског утицаја. У времену без ветра, промаја може бити одсутна или обрнута.
Нису развијени регулаторни документи. Постоје референтне књиге које дају препоруке за стандарде брзине ваздуха у каналима са природним усисавањем:
- Ветроводне мреже са дефлектором и притиском од 5-6 Па имају распон брзине од 1-1,5 м/с.
- Гравитационе мреже на температурним разликама 5ОC и притисак од 3-4 Pa имају распон брзине од 0,5-1,5 m/s.
Унутар заједничких издувних шахтова зграда са 4-12 спратова, при притиску од 6 Па, природна брзина ваздуха у каналу достиже 2 м/с. Распони брзина за остале вентилационе делове приказани су у табели.
| Вентилациона јединица | Препоручена брзина протока (м/с) |
| Вентилационе решетке | 0,3-0,6 |
| Вертикални ваздушни канали | 0,5-1 |
| Хоризонтални сабирни канали | 0,6-0,8 |
| Капуљаче | 1-1,5 |
Приручници не садрже препоруке за проток ваздуха за високе зграде са више од 12 спратова и температурном разликом од 6ОC. Инжењери израчунавају индикатор појединачно користећи проширену шему.
Механички вентилациони канали
Систем комуналних услуга у коме се ваздух помера силом вентилатора назива се присилни или механички. Брзина протока ваздуха зависи од снаге мотора и попречног пресека ваздушних канала. Околина има мали утицај на интензитет механичког кретања ваздуха.
Комуналне мреже су тражене за нове стамбене зграде са више станова и приватне куће. Механичка вентилација је намењена предузећима, јавним зградама и пољопривредним газдинствима.
- Инжењери користе метод дозвољене брзине током фазе пројектовања вентилације. Оптимална брзина се користи као основа. Да би се одредио радни параметар, попречни пресек канала и пад притиска се одређују за сваки део мреже.
- Метода динамичког притиска се користи у фази пројектовања или током студије изводљивости вентилационе мреже. Заснива се на губитку притиска по линеарном метру деонице система. Након одређивања оптималне брзине протока ваздуха, израчунава се попречни пресек канала.
Од две методе за одређивање брзине ваздуха, једноставна метода динамичког притиска се сматра приближном.
Ваздушни канали за зграде различитих намена
Намена архитектонског објекта није дефинисана његовим општим називом. Стамбена зграда се сматра приватном или вишестамбеном зградом.
Јавна зграда може да укључује канцеларију, продавницу или библиотеку. Инжењери пројектују вентилационе системе за сваку зграду на основу њене специфичне намене.
Стамбене и јавне зграде
Аеродинамички ниво буке је пропорционалан брзини ваздуха у каналима. Ниво звучне снаге се израчунава помоћу формуле: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). Вредност v је брзина ваздуха (m/s). Вредност A је површина попречног пресека вентилационог канала.
Задатак пројектанта је да одреди брзине протока унутар канала тако да систем вентилације обезбеди потребну размену ваздуха без прекорачења дозвољеног нивоа аеродинамичке буке. Узима се у обзир локација система вентилације.
Узмимо за пример стамбени простор. Препоручена брзина протока ваздуха унутар правоугаоних кутија испод спуштеног плафона је 5 м/сАко су канали положени по целој просторији, индикатор се смањује на 2 м/сЗа округле ваздушне канале препоручују се друге вредности брзине – 3 и 4 м/с респективно.
Користећи јавну зграду као пример, размотрите продавницу, школску учионицу или конференцијску салу. Препоручена брзина протока ваздуха унутар правоугаоних канала испод спуштеног плафона је 8 м/сЗа канале положене по целом објекту, вредност се смањује на 7 м/сЗа округле ваздушне канале, препоручене вредности брзине су: 8 и 6 м/с респективно.
Складишта и производња
Вентилација складишних и производних објеката је пројектована да буде механичка. Нема ограничења брзине ваздуха.
Аеродинамички ниво звука који генеришу протоци, у комбинацији са индустријском буком, не сме прећи утврђене стандарде. Препоручени примери су слободно доступни и могу се наћи у табели.
| Назив објекта | Препоручена брзина протока (м/с) |
| Складиште без сталног људског присуства | 16-20 |
| Складиште у коме људи стално раде | 10-14 |
| Радионица са радним станицама | 14-22 |
| Секундарне просторије | 10-12 |
| Свлачионица, просторија за одмор особља | 8-10 |
Локални системи и тежње
Када концентрације прашине у локалним системима и системима за аспирацију прелазе 0,01 кг/кг, инжењери израчунавају ваздушне канале користећи методу динамичког притиска. У другим случајевима користи се метода дозвољене брзине ваздуха, на основу оптималне брзине ваздуха.
Локални системи и системи за усисавање обично одржавају кретање ваздуха великом брзином. Кратке мреже имају ограничен број чворова који стварају отпор.
Брзина ваздуха се одржава изнад брзине честица транспортованог материјала, спречавајући накупљање седимента на зидовима канала. Просечан распон брзине ваздуха је 15-30 m/s.
Да би добили тачне прорачуне, инжењери користе одељењске приручнике и табеле.
| Сврха система и тежња | Брзина протока (m/s) |
| За расуте чврсте материје | 12-20 |
| За влагу и топли ваздух | 12-16 |
| За прашину и гасовите материје | 14-16 |
| За станицу за заваривање | 8-14 |
| За опрему за обраду дрвета | 16-20 |
| За опрему за брушење | 18-22 |
| За хемијске купке | 6-8 |
Вентилација дима
Просечна брзина протока ваздуха за вентилацију дима је 15-20 м/с. Ова бројка се израчунава за смешу ваздуха и дима.
Температура димних гасова на сваком делу мреже се узима у обзир. Инжењери користе приручнике и готове табеле за израчунавање масених протока.
| Део мреже са температуром димних гасова од 300ОСА | Индекс масене брзине (кг/(с*м2)) |
| Тело вентила | 8-10 |
| Вертикални канал | 14-15 |
| Хоризонтални канал | 10-14 |
| Канал после вентилатора | 15-16 |
Како је брзина повезана са перформансама вентилације?
Вентилациона мрежа мора да обезбеди адекватну размену ваздуха унутар зграде без стварања нелагодности за станаре због прекомерног нивоа буке. Санитарни стандарди су развијени како би се осигурале високе перформансе комуналне мреже.
Препоручена брзина ваздуха у затвореном простору је 0,3 м/с. Прекорачење овог стандарда до 30% је дозвољено током реновирања. Велика складишта, производни погони и гараже обично имају два система вентилације, чиме се оптерећење равномерно распоређује.
Пример минималног и максималног нивоа буке за болнице: током дана – 35-50 дБ, а ноћу – 25-40 dB. За стамбене просторије, постављени су други прагови: током дана – 40-55 дБ, ноћу – 30-45 дБ.
Поред бучних таласа, вибрације из вентилационих канала такође могу изазвати нелагодност. То се може десити због лабавих веза, сужених канала и других фактора.
Како се брзина кретања ваздуха повећава, вибрације система се повећавају ако је конструкција неправилно пројектована или инсталирана.
Стандарди за дозвољене вредности локалних вибрација садржани су у приручницима за стручњаке који пројектују и пуштају у рад готове вентилационе мреже.
Брзина протока ваздуха утиче на брзину размене ваздуха у просторији по јединици времена. Овај параметар се израчунава помоћу формуле: N=V/WВредност V је запремина чистог ваздуха која улази у просторију за 1 сат. Вредност W је запремина саме просторије.
Готови стандарди мултиплицитета за различите типове објеката су лако доступни у табелама. Узмимо комбиновано купатило као пример. 50 м се замењује на сат.3 ваздух, а проток у ваздушним каналима обезбеђује постизање стандардног параметра.
Одговори на често постављана питања
Препоручени параметар за стамбене просторије је 0,3 м/с.
Препоручена вредност: ветроводне мреже са дефлектором и притиском од 5-6 Pa – 1-1,5 m/s. Гравитационе мреже са температурном разликом од 5 °C и притиском од 3-4 Pa – 0,5-1,5 m/s.
За мерења користите анемометар.
Поставите сензор анемометра близу отвора за вентилацију на растојању које препоручује произвођач. Екран ће приказати резултат.
Познавајући брзину протока ваздуха (L) и површину попречног пресека (S) вентилационог канала, израчунајте брзину протока (V) користећи формулу: V = L / 3600× S. За мерење без математичких прорачуна користите анемометар.
