Hava kanalındaki hava hızı: formüller, hesaplamalar, standartlar

Kanaldaki hava hızının ne olması gerektiğini soruyorsunuz, ben de cevap vereceğim – 0,3 ile 30,0 m/s arasındaDeğer, havalandırma türüne, bileşenlere ve işletme faktörlerine bağlıdır.

Bu yazıda, havalandırma kanallarının kesit alanının hava akış hızları üzerindeki etkisini ele alacağım. Konut, kamu ve sanayi binaları için doğal ve mekanik havalandırma sistemlerini inceleyeceğim. Ayrıca sık sorulan soruları da yanıtlayacağım.

Kanal kesitinin hava hızı üzerindeki etkisi

Havalandırma sistemlerinde hava akış hızını etkileyen faktörlerden biri de kanalın boyutu ve şeklidir. Bu havalandırma kanalı parametrelerine genellikle topluca kesit alanı denir.

Havalandırma projesi geliştiren mühendisler öncelikle bina içindeki kablolamanın düzenini düşünür ve her bir bölümün uzunluğunu hesaplarlar.

Kanalların uzunluğu ve çap farklılıklarına sahip kıvrımların sayısı, şebeke hava akışını etkiler. Mühendisler, bir diyagram ve her bölüm için belirtilen akış hızları ile kanal kesitini belirler.

Havalandırma kanalları yuvarlak ve dikdörtgen şekilli bağlantı parçalarıdır. Galvanizli sac yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Üreticiler ayrıca paslanmaz çelik ve plastikten yapılmış kanallar da üretmektedir.

Eski yüksek binalarda, ortak tesisat kanalları tuğla, bims blok, sıva ve çıplak duvarcılık malzemelerinden yapılır. Kauçuk kanallar ise belirli uygulamalarda kullanılır.

Farklı malzemeler kullanmak, havalandırma kanallarının çalışma koşullarına göre uyarlanmasına olanak tanır. Mutfak davlumbazından çıkan plastik bir boru estetik açıdan hoş görünür.

Metal profiller, yüksek işletme ve dış mekanik yüklere maruz kalan alanlar için uygundur.

Plastik, galvanizli çelik, paslanmaz çelik ve diğer malzemelerin her birinin kendine özgü bir yüzey pürüzlülüğü derecesi vardır. Bu derece, hava hareket hızını etkiler.

Mühendisler, havalandırma kanalının iç duvarlarının pürüzlülüğünü dikkate alırlar. Hesaplamalar için tablo verileri ücretsiz olarak mevcuttur.

Dikdörtgen hava kanalları

Dikdörtgen kanallar belirli uygulamalar için tasarlanmıştır. Kullanımlarının sınırlı olmasının iki nedeni vardır:

1. Dikdörtgen şeklindeki kanalın aerodinamik özellikleri düşüktür.
2. Dikdörtgen bir boruya kıyasla, dikdörtgen bir borunun üretimi daha zor ve daha pahalıdır.

Dikdörtgen bir kutu, yuvarlak bir boruya göre daha az basınca dayanabilir. Avantajı ise düz duvarları sayesinde kanalların tavan kaplamasının altından veya dar havalandırma boşluklarının içinden geçirilmesine olanak sağlamasıdır.

Dikdörtgen kanal düzeni

Şekillendirilmiş parçaların standart boyutu düzenlenmiştir. GOST R 70349-2022Standart dışı kesitlere sahip dikdörtgen kanallar kullanılarak havalandırma sistemleri tasarlanırken, hava kanallarının en boy oranı 1:4'ü geçmemelidir. Doğal havalandırma sistemlerinde ise dikdörtgen kanalların en boy oranı 1:2 ile sınırlıdır.

Havalandırma sistemleri tasarlanırken, mühendisler izin verilen hava hızını aşağıdaki faktörlere göre belirlerler:

• izin verilen aerodinamik gürültü seviyesi, SP 51.13330.2011;
• Havalandırma şebekesindeki izin verilen işletme basıncı kaybı göstergesi.

Dikdörtgen bir kanaldaki hava hızı şu formül kullanılarak hesaplanır: V = L x 1.000.000 / (3600 x G x Y).

Anlamı altında L Proje tarafından belirtilen hava akış hızını, metrekare cinsinden ölçülen belirli bir alan için kullanın.³/saat. Değer W, H – Dikdörtgen kesitli bir kanalın duvarlarının genişliği ve yüksekliği (mm).

Dairesel hava kanalları

Yuvarlak hava kanalları dikdörtgen olanlardan daha büyüktür, bu da kurulumu daha zor hale getirir. Yardımcı sistem daha fazla yer kaplar ancak daha iyi aerodinamik performans sunar.

Yuvarlak bir kanal, dikdörtgen bir kanala kıyasla hava akışı gürültü seviyesi daha düşüktür. Yuvarlak bir kanal, dikdörtgen bir kanala göre daha yüksek iç basınca ve dış mekanik yüklere dayanabilir.

Silindirik kanal teknolojisinin üretimi daha ucuzdur. Borular, bina yapılarına bağlanarak daha kolay monte edilebilir. Bu operasyonel avantajlar, yuvarlak şekilli bileşenleri havalandırma sistemlerinde popüler hale getirmiştir.

Dikdörtgen kanallar için havalandırma hesaplamaları yapılırken, yuvarlak boruların kullanılmasına izin verildiğinde, eşdeğer çap terimi kullanılır.

Farklı şekil ve çaplardaki hava kanallarının birbirinin yerine kullanılabilirliği şu faktörlere bağlıdır: D = 2AB/(A + B)A ve B değerleri, dikdörtgen bir kutunun kenar uzunluklarını (genişlik ve yükseklik) temsil eder.

Ayrıca okuyun:

Özel konutlarda havalandırma sistemi: hesaplamalar, özellikler, kurulum

Havalandırma odaları ne sıklıkla temizlenmelidir?

Dikdörtgen bir kanal için eşdeğer, sürtünmeden kaynaklanan çalışma basıncı kayıplarının eşit olduğu hava kanalının nominal çapını ifade eder. Karmaşık değiştirilebilirlik hesaplamalarından kaçınmak için, pratikte havalandırma tasarımları geliştirilirken dairesel borular tercih edilir.

Altyapı şebekelerinin aerodinamik parametreleri, referans kitaplarındaki tablo verileri kullanılarak özel bir yazılım aracılığıyla hesaplanır. Dinamik basınç hesaplamaları, %3-5 hata payı ile diyagramlara dayanmaktadır.

Dairesel bir kanaldaki hava hızının matematiksel formülü aşağıdaki gibidir: V = L x 4 x 1.000.000 / (3600 x 3,14 x d²).

L değeri, proje tarafından boru hattının bir bölümü için belirtilen ve metreküp cinsinden ölçülen hava akış hızını ifade eder.³/saat. d değeri borunun iç çapını ifade eder.

Doğal ve mekanik indüksiyonlu hava kanalları

Havalandırma ağlarında hava akış hızları 0,3 ile 30,0 m/s arasında değişmektedir. Hava mekanik veya doğal yollarla taşınır. Havalandırma standartları, belirli mekan, alan ve kişi sayısına göre geliştirilmiştir.

Yasal düzenlemeler, önerilen havalandırma ağı hızının korunması için kesin rakamlar vermemektedir.

Bu parametre, proje geliştirme sürecinde mühendisler tarafından belirlenir ve şunlara bağlıdır:

• mimari yapıların kategorileri;
• Binanın ve ayrı bölümlerin amaçlanan kullanım amacı;
• Havalandırma kanallarının kesiti ve malzemesi;
• Havalandırma kanallarının yalıtımının varlığı;
• Şekillendirilmiş eleman sayısı;
• Varlığı, ayarlama miktarı ve gaz kelebeği üniteleri.

Havalandırma nesnesine özgü ikincil faktörler de dikkate alınır.

doğal havalandırma kanalları

Doğal havalandırma sistemleri, fan kullanmadan fizik yasalarına göre hava akımlarını hareket ettirir. Sirkülasyon, sıcaklık ve basınç farklarından kaynaklanır.

İki katlı bir evin havalandırma sistemi

Odanın içindeki sıcak hava yukarı doğru yönlendirilir ve egzoz borusu aracılığıyla dışarı atılır. Soğuk hava ise duvarın alt kısmında bulunan bir giriş menfezinden odaya girer.

Doğal havalandırmalı hava kanalları eskiden apartman binalarında kullanılıyordu. Şimdi ise özel evlerde ve yardımcı odalarda kullanılıyorlar.

Hava hareket hızı, insan etkisinden çok doğal faktörlere bağlıdır. Rüzgarsız havalarda, hava akımı olmayabilir veya tersine dönebilir.

Henüz herhangi bir düzenleyici belge geliştirilmemiştir. Doğal emişli kanallarda hava hızı standartları için öneriler sunan referans kitaplar mevcuttur:

1. Saptırıcıya sahip ve 5-6 Pa basınca sahip rüzgar şebekelerinin hız aralığı 1-1,5 m/s'dir.
2. Sıcaklık farklarında yerçekimi ağları 5^OC değeri ve 3-4 Pa basınç altında, hız aralığı 0,5-1,5 m/s'dir.

4-12 katlı binaların ortak havalandırma bacalarının içinde, 6 Pa basınçta, kanaldaki doğal hava hızı 2 m/s'ye ulaşır. Diğer havalandırma bölümlerine ait hız aralıkları tabloda gösterilmiştir.

Referans kitaplarında, 12 kattan fazla katı olan ve 6 derecelik sıcaklık farkına sahip yüksek binalar için hava akış hızlarına ilişkin öneriler bulunmamaktadır.^OC. Mühendisler, genişletilmiş bir şema kullanarak göstergeyi bireysel olarak hesaplarlar.

Mekanik havalandırma kanalları

Hava akışının fanların gücüyle sağlandığı bir sisteme cebri veya mekanik sistem denir. Hava akış hızı, motor gücüne ve hava kanallarının kesit alanına bağlıdır. Çevre koşullarının mekanik hava hareketinin yoğunluğu üzerinde çok az etkisi vardır.

Yeni çok katlı konut binaları ve özel evler için altyapı şebekelerine talep yüksektir. Mekanik havalandırma sistemleri ise işletmeler, kamu binaları ve tarım işletmeleri için tasarlanmıştır.

Hava hızını belirlemek için kullanılan iki yöntemden basit dinamik basınç yöntemi yaklaşık bir yöntem olarak kabul edilir.

Çeşitli amaçlara yönelik binalar için havalandırma kanalları

Bir mimari yapının kullanım amacı, genel adıyla tanımlanmaz. Konut binası, özel veya çok daireli bina olarak kabul edilir.

Bir kamu binası ofis, mağaza veya kütüphane içerebilir. Mühendisler, her binanın özel amacına göre havalandırma sistemleri tasarlarlar.

Konut ve kamu binaları

Aerodinamik gürültü seviyesi, kanallardaki hava hızıyla orantılıdır. Ses gücü seviyesi şu formülle hesaplanır: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). v değeri hava hızıdır (m/s). A değeri ise havalandırma kanalının kesit alanıdır.

Tasarım mühendisinin görevi, havalandırma sisteminin izin verilen aerodinamik gürültü seviyesini aşmadan gerekli hava değişimini sağlaması için kanallar içindeki akış hızlarını belirlemektir. Havalandırma sisteminin konumu da dikkate alınır.

Konut alanını örnek alalım. Asma tavan altındaki dikdörtgen kutuların içindeki önerilen hava akış hızı şöyledir: 5 m/sKanallar odanın her yerine yerleştirilirse, gösterge değeri azalır. 2 m/sYuvarlak hava kanalları için farklı hız değerleri önerilir. 3 ve 4 m/s sırasıyla.

Örnek olarak bir mağaza, okul sınıfı veya konferans salonu gibi bir kamu binasını ele alalım. Asma tavan altındaki dikdörtgen hava kanallarının içindeki önerilen hava akış hızı şöyledir: 8 m/sTesis genelinde döşenen kanallar için değer düşürülür. 7 m/sYuvarlak hava kanalları için önerilen hız değerleri şunlardır: 8 ve 6 m/s sırasıyla.

Depolar ve üretim

Depo ve üretim tesislerinin havalandırması mekanik olarak tasarlanmıştır. Hava hızı kısıtlaması yoktur.

Akışların oluşturduğu aerodinamik ses seviyesi, endüstriyel gürültüyle birlikte, belirlenmiş standartları aşmamalıdır. Önerilen örnekler ücretsiz olarak mevcuttur ve tabloda bulunabilir.

Yerel sistemler ve beklentiler

Yerel sistemlerde ve aspirasyon sistemlerinde toz konsantrasyonu 0,01 kg/kg'ı aştığında, mühendisler hava kanallarını dinamik basınç yöntemi kullanarak hesaplarlar. Diğer durumlarda ise, optimum hava hızına dayalı olarak izin verilen hava hızı yöntemi kullanılır.

Yerel sistemler ve emme sistemleri genellikle yüksek hızlı hava hareketini sağlar. Kısa ağlarda direnç oluşturan sınırlı sayıda düğüm bulunur.

Hava hızı, taşınan malzemenin parçacık hızının üzerinde tutularak kanal duvarlarında tortu birikmesi önlenir. Ortalama hava hızı aralığı 15-30 m/s'dir.

Mühendisler, doğru hesaplamalar elde etmek için bölüm referans kitaplarını ve tablolarını kullanırlar.

Duman tahliyesi

Ortalama duman tahliye hava akış hızı 15-20 m/s'dir. Bu değer, hava-duman karışımı için hesaplanmıştır.

Şebekenin her bir bölümündeki baca gazı sıcaklığı dikkate alınır. Mühendisler kütle akış hızlarını hesaplamak için referans kitaplarından ve hazır tablolardan yararlanırlar.

Hızın havalandırma performansı ile ilişkisi nedir?

Havalandırma sistemi, aşırı gürültü seviyeleri nedeniyle bina sakinlerinde rahatsızlık yaratmadan, bina içinde yeterli hava değişimini sağlamalıdır. Sistemin yüksek performans göstermesi için hijyen standartları geliştirilmiştir.

Tavsiye edilen iç mekan hava hızı 0,3 m/s'dir. Yenileme çalışmaları sırasında bu standardın %30'a kadar aşılmasına izin verilir. Büyük depolar, üretim tesisleri ve garajlar genellikle yükü eşit olarak dağıtan iki havalandırma sistemine sahiptir.

Hastaneler için minimum ve maksimum gürültü seviyelerine örnek: gün boyunca – 35-50 dB ve geceleyin – 25-40 dB. Konutlar için farklı eşikler belirlenmiştir: gündüz boyunca – 40-55 dB, geceleyin – 30-45 dB.

Gürültü dalgalarına ek olarak, havalandırma kanallarından kaynaklanan titreşimler de rahatsızlığa neden olabilir. Bu durum gevşek bağlantılar, daralmış kanallar ve diğer faktörler nedeniyle ortaya çıkabilir.

Hava hareket hızının artmasıyla birlikte, yapının yanlış tasarlanması veya kurulması durumunda sistemin titreşimi de artar.

Yerel titreşimin izin verilen değerlerine ilişkin standartlar, bitmiş havalandırma ağlarının tasarımını ve devreye alınmasını yapan uzmanlar için hazırlanan referans kitaplarında yer almaktadır.

Hava akış hızı, bir odadaki hava değişim hızını birim zamanda etkiler. Bu parametre şu formül kullanılarak hesaplanır: N=V/WV değeri, 1 saat içinde odaya giren temiz havanın hacmini ifade eder. W değeri ise odanın kendi hacmini ifade eder.

Çeşitli tesis türleri için hazır çokluk standartları tablolarda kolayca bulunabilir. Birleşik bir banyoyu örnek alalım. Saatte 50 m³ yenileniyor.³ Hava ve hava kanallarındaki akış hızı, standart parametrenin elde edilmesini sağlar.

Sıkça sorulan soruların cevapları

Video materyalleri