Розрахунок вентиляції з механічним спонуканням
(розрахунок примусової вентиляції)

Примусова вентиляція, вона ж вентиляція з механічним спонуканням передбачає у своїй системі наявність певних пристроїв для транспортування повітряного потоку. Ці пристрої називаються вентилятори, підбір яких і є кінцевою метою, яку передбачає розрахунок примусової вентиляції, тобто розрахунок вентиляції з механічним спонуканням.

Основні етапи розрахунку

Розрахунок вентиляції з механічним спонуканням (примусової вентиляції) умовно можна розбити на кілька етапів. Перший з них, як передбачає і розрахунок природної вентиляції, - визначення необхідного повітрообміну в приміщенні. СНиП 2.04.05-91 у додатку 17 визначає методику розрахунку кількості припливного повітря. Згідно неї, витрату припливного повітря, L, м³/год, для системи вентиляції та кондиціонування слід визначати розрахунком і приймати більшу з витрат, необхідних для забезпечення санітарно-гігієнічних норм і (або) норм вибухопожежної безпеки.
Необхідна витрата припливного повітря визначається окремо для теплого, перехідного і холодного періоду року за наступними умовами:

• за надлишками явної теплоти:
  L = L_WZ + [3,6Q - cL_WZ  (t_WZ - t_in )] / [c(t_i - t_in)] , де
  L_WZ - витрата повітря, що видаляється з зони, що обслуговується або робочої зони приміщення системами місцевих відсмоктувачів та на технологічні потреби, м³/год;
  Q - надлишковий явний тепловий потік в приміщенні, Вт;
  t_WZ - температура повітря, що видаляється з зони, що обслуговується або робочої зони приміщення системами місцевих відсмоктувачів та на технологічні потреби, ^о С;
  t_in - температура повітря, що подається в приміщення, ^о С;
  t_i - температура повітря, що видаляється з приміщення за  межами зони, що обслуговується або робочої зони, ^о С;
  c = 1,2 кДж/ м^{3 о} С - теплоємність повітря.
• за масою шкідливих та вибухонебезпечних речовин, що виділяються:
  L = L_WZ + [m_РО - L_WZ (q_WZ - q_in)] / (q_i - q_in), где
  m_РО - маса кожної із шкідливих або вибухонебезпених речовин,  що поступають з повітря приміщення, мг/год;
  q_WZ q_i - концентрація шкідливої або вибухонебезпечної речовини у повітрі, що видаляється відповідно з зони, що обслуговується або робочої зони приміщення та за її межами, мг/ м³;
  q_in - концентрація шкідливої або вибухонебезпечної речовини в повітрі, що подається в приміщення, мг/ м³;
  При одночасному виділенні в приміщенні декількох шкідливих речовин, що мають ефект сумарної дії, повітрообмін слід визначати, підсумовуючи витрати повітря, розраховані по кожному з цих речовин.
• за надлишками вологи (водяної пари):
  L = L + [W - 1,2(d_WZ - d_in)] / [1,2(d_i - d_in)], де
  W - надлишки вологи в приміщенні, г/год;
  d_WZ - вологовміст повітря, що видаляється з 
  робочої, або зони, що обслуговується системами місцевих відсмоктувачів  та  на технологічні потреби, г/кг;
  d_i - вологовміст повітря, що видаляється з приміщення поза межами робочої або зони, що обслуговується, г/кг;
  d_in  - вологовміст повітря, що подається в приміщення, г/кг;
  Для приміщень з надлишком вологи слід перевіряти достатність повітрообміну для попередження утворення конденсату на внутрішній поверхні зовнішніх огороджувальних конструкцій при розрахункових параметрах Б зовнішнього повітря в холодний період року.
• за надлишками повної теплоти:
  L = L_WZ + [3,6Q_HF - 1,2L_WZ  (I_WZ - I_in)] / [1,2(I_i - I_in)], де Q_HF - надлишковий повний тепловий потік в приміщенні, Вт;
  I_WZ - питома ентальпія повітря, що видаляється з робочої або зони, що обслуговується приміщення системами місцевих відсмоктувачів та на технологічні потреби, кДж/кг;
  I_in - ентальпія повітря, що подається в приміщення, кДж/кг;
  I_i - питома ентальпія повітря, що видаляється з приміщення за межами зони, що обслуговується або з робочої зони, кДж/кг.;
• за нормованою кратністю повітрообміну:
  L = V_Р n, де
  V_Р - об'єм приміщення, м³; для приміщень висотою 6 м  и  більше слід приймати V_Р = 6 A, де A  - площа приміщення м²;
  n - нормована кратність повітрообміну, год ^-1.
• за нормованою питомою витратою приточного повітря:
  L = Ak;
  L = Nm, де
  k  - нормована витрата приточного повітря на 1 м² площі підлоги приміщення, м³ /(год м²); m  - нормована витрата приточного повітря на 1 людину, на 1 робоче місце, на 1 відвідувача або одиницю обладнання, м³/год.

Визначивши тип будівлі, в якій знаходиться приміщення, керуючись відповідним нормативним документом для даної будівлі і техзавданням на проектування системи вентиляції, проводять відповідні розрахунки. З отриманих розрахункових величин повітрообмінів для подальших розрахунків приймається максимальна. Якщо, що часто буває на практиці, техзавдання на проектування не містить повної інформації, або відсутнє взагалі, керуються рекомендованими кратностями повітрообмінів для відповідних типів приміщень. Це початкова стадія розрахунку примусової вентиляціі.

На наступному етапі, керуючись техзавданням та будівельними кресленнями будівлі, приступають до побудови аксонометричних схем вентсистем. На даних схемах позначають розподіл повітряного потоку по приміщеннях, напрямок і кількість повітря в кожному з них.
Далі, встановивши кількість повітря по магістралях і відгалуженням систем, кількість повітророзподільних пристроїв, роблять розрахунок розмірів перерізів вентканалів і підбір решіток, анемостатів або дифузорів відповідно їх живих січень. При цьому беруться до уваги рекомендовані швидкості руху повітря в каналах і на виході із решіток для різних типів будинків. Приміром, для виробничих приміщень швидкість в сталевих повітроводах не повинна перевищувати 8 м / с, на виході з решіток - 3 м / с, для громадських будівель ці величини відповідно 5 i 1,5 м / с, житлових - 4 i 1 м / с. Проводять розрахунок і підбір відповідних комплектуючих, - нагрівачів, фільтрів, різних клапанів і т.п. Це можна рахувати третім етапом розрахунку вентиляції з механічним спонуканням.

На четвертому етапі розрахунку примусової вентиляції виконується аеродинамічний розрахунок вентсистеми. Береться найдовша і найбільш навантажена гілка повітряної мережі. З урахуванням матеріалу повітроводів, їх протяжності, кількості та видів місцевих опорів (відводи, конфузори і дифузори, трійники і т.п.), враховуючи падіння тиску на решітках, в комплектуючих системи визначається аеродинамічний опір вентиляційної мережі.

І накінець, завершальна фаза розрахунку вентиляції з механічним спонуканням - власне вибір вентилятора. Величини необхідної витрати, опору мережі, а також деякі конструктивні особливості обслуговуваного приміщення є вирішальними факторами при виборі вентилятора або вентустановки для даної вентсистеми.