Wat moet de luchtsnelheid in het ventilatiekanaal zijn volgens technische normen

Het microklimaat dat wordt verzorgd door ventilatiesystemen in woon- of bedrijfsruimten beïnvloedt het welzijn en de prestaties van mensen. Voor het creëren van comfortabele levensomstandigheden zijn normen ontwikkeld die de samenstelling van de lucht bepalen. U zult het ermee eens zijn: regelmatige luchtverversing is van levensbelang.

We vertellen u hoe de luchtsnelheid in het luchtkanaal moet zijn. We adviseren u wat u moet doen om ervoor te zorgen dat de luchtstroom altijd fris blijft en voldoet aan hygiënische normen. Bij ons vindt u een gedetailleerde beschrijving van berekeningsmethoden en een opsomming van de regels voor het kiezen van het optimale luchtkanaal.

De ter kennismaking aangeboden informatie is gebaseerd op gegevens uit normatieve handboeken. Voor het praktisch onder de knie krijgen van de berekeningsmethoden zijn voorbeelden gegeven. Het tekstmateriaal wordt aangevuld met duidelijke illustraties en video's die het begrip van dit complexe onderwerp vergemakkelijken.

Belang van luchtverversing voor de mens

Volgens bouw- en hygiënenormen moet elk woon- of bedrijfsobject worden voorzien van een ventilatiesysteem.

De belangrijkste functie ervan is het handhaven van de luchtbalans en het creëren van een gunstig microklimaat voor werk en rust. Dit betekent dat in de atmosfeer die mensen inademen geen overmaat aan warmte, vocht of verschillende soorten verontreinigingen mag voorkomen.

Storingen in de organisatie van het ventilatiesysteem leiden tot de ontwikkeling van infectieziekten en aandoeningen van de luchtwegen, een verminderde immuniteit en vroegtijdige bederf van voedingsmiddelen.

In een te vochtige en warme omgeving ontwikkelen zich snel ziekteverwekkende micro-organismen; op muren, plafonds en zelfs op meubels verschijnen haarden van schimmel en zwam.

Ventilatieschema in een twee verdiepingen tellend woonhuis. Het ventilatiesysteem is uitgerust met een toevoer- en afvoer energiebesparende installatie met een warmteterugwinning, die de warmte van de uit het gebouw afgevoerde lucht opnieuw kan gebruiken.

Een van de voorwaarden voor het behoud van een gezonde luchtbalans is het correct ontwerpen van het ventilatiesysteem. Elk onderdeel van het luchtverversingsnetwerk moet worden gekozen op basis van de volumes van de ruimte en de kenmerken van de lucht daarin.

Stel dat in een klein appartement een goed functionerende toevoer- en afvoerventilatie voldoende is, terwijl in productiehallen installatie van apparatuur voor geforceerde luchtverversing verplicht is.

Bij de bouw van woningen, openbare instellingen en bedrijfshallen worden de volgende principes gehanteerd:

• U moet elke ruimte voorzien van een ventilatiesysteem;
• U moet de hygiënische luchtparameters naleven;
• In bedrijven dient u apparaten te installeren die de snelheid van de luchtverversing verhogen en regelen; in woonruimten – airconditioners of ventilatoren als de ventilatie onvoldoende is;
• In ruimten met verschillende functies (bijvoorbeeld in ziekenzalen en operatiekamers of in een kantoor en een rookruimte) moet u verschillende systemen installeren.

Om de ventilatie aan de genoemde voorwaarden te laten voldoen, moet u berekeningen maken en apparatuur selecteren – luchttoevoerapparaten en luchtkanalen.

Ook bij het installeren van een ventilatiesysteem moet u de locaties voor luchtaanzuiging correct kiezen om te voorkomen dat verontreinigde stromen terug in de ruimten komen.

Bij het opstellen van een ventilatieproject voor een particuliere woning, een meergezinswoning of een bedrijfsruimte berekent u het luchtvolume en geeft u de locaties aan voor de installatie van ventilatieapparatuur: luchtbehandelingsinstallaties, airconditioners en luchtkanalen.

De efficiëntie van de luchtverversing hangt af van de afmetingen van de luchtkanalen (waaronder huisschachten). U kunt nagaan wat de normen zijn voor de luchtsnelheid in ventilatie, zoals vermeld in de sanitaire documentatie.

Regels voor het bepalen van de luchtsnelheid

De luchtsnelheid is nauw verbonden met begrippen als geluidsniveau en trillingsniveau in het ventilatiesysteem. De lucht die door de kanalen stroomt, produceert een bepaald geluid en druk, die toenemen naarmate het aantal bochten en knikken toeneemt.

Hoe groter de weerstand in de buizen, hoe lager de luchtsnelheid en hoe hoger het ventilatorvermogen. Bekijk de normen van de bijbehorende factoren.

Nr. 1 - sanitaire normen voor geluidsniveau

De normen vermeld in SNiP hebben betrekking op woonruimten (particuliere en meergezinswoningen), openbare en bedrijfsruimten.

In de onderstaande tabel kunt u de normen vergelijken voor verschillende soorten ruimten, evenals voor de terreinen die aan de gebouwen grenzen.

Een deel van de tabel uit nr. 1 SNiP-2-77 uit de paragraaf 'Bescherming tegen geluid'. De maximaal toegestane normen voor de nachtelijke uren zijn lager dan de dagwaarden, en de normen voor aangrenzende gebieden zijn hoger dan die voor woonruimten.

Een van de oorzaken van de verhoogde aangenomen normen kan juist een verkeerd ontworpen luchtkanaalsysteem zijn.

De geluidsdrukniveaus worden weergegeven in een andere tabel:

Bij de ingebruikname van ventilatie- of andere apparatuur die bijdraagt aan een gunstig, gezond binnenklimaat, is slechts een kortstondige overschrijding van de aangegeven geluidsparameters toegestaan.

Nr. 2 - trillingsniveau

Het vermogen van de ventilatoren is direct gerelateerd aan het trillingsniveau.

De maximale trillingsdrempel is afhankelijk van verschillende factoren:

• afmetingen van het luchtkanaal;
• kwaliteit van de pakkingen die het trillingsniveau verminderen;
• materiaal van de leidingen;
• snelheid van de luchtstroom door de kanalen.

De normen die moeten worden nageleefd bij het kiezen van ventilatieapparaten en bij berekeningen met betrekking tot luchtkanalen, worden weergegeven in de volgende tabel:

Maximaal toelaatbare waarden voor lokale trillingen. Als bij controle de werkelijke waarden hoger zijn dan de normen, betekent dit dat het luchtkanaalsysteem is ontworpen met technische tekortkomingen die moeten worden verholpen, of dat het ventilatorvermogen te groot is.

De luchtsnelheid in schachten en kanalen mag geen invloed hebben op de toename van trillingsindicatoren, noch op de daarmee samenhangende parameters van geluidstrillingen.

Nr. 3 - luchtverversingsgraad

Luchtreiniging vindt plats door het proces van luchterversing, dat wordt onderverdeeld in natuurlijke of geforceerde ventilaie.

In het eerste geval gebeurt dit door het openen van deuren, bovenlichten, ramen (en wordt dit aëratie genoemd) of gewoon door infiltratie via kieren bij de aansluitingen van muren, deuren en ramen; in het tweede geval met behulp van airconditioners en ventilatieapparatuur.

De luchterversing in een kamer, bijkeuken of werkplats moet meerdere keren per uur platsvinden, zodat de mate van luchterontreiniging aanvaardbaar is. Het antal versingen is de frequentie, een grootheid die ook nodig is om de luchtsnelheid in ventilatiekanalen te bepalen.

De frequentie wordt berekend met de volgenden formule:

N=V/W,

waarbij:

• N – luchtwisselingsfrequentie, keer per uur;
• V – volume schone luch dat de ruime in 1 uur vult, m³/h;
• W – volume van de ruime, m³.

Om geen extra berekeningen uit te voeren, zijn de gemiddelde frequentiewaarden in tabellen verzameld.

Bijvoorbeeld, voor woonruimten is de volgende tabel voor luchtwisselingsfrequentie geschikt:

Volgens de tabel is frequente luchtverversing in een ruimte noodzakelijk als deze wordt gekenmerkt door een hoge luchtvochtigheid of luchttemperatuur – bijvoorbeeld in de keuken of het toilet. Bij onvoldoende natuurlijke ventilatie in deze ruimtes worden daarom geforceerde circulatieapparaten geplaatst.

Wat gebeurt er als de normen voor luchtwisselingsfrequentie niet worden nageleefd of wel worden nageleefd, maar in onvoldoende mate?

Er gebeurt een van twee dingen:

• Frequentie lager dan norm. Vervangt frisse lucht geen vervuilde lucht meer, waardoor de concentratie schadelijke stoffen toeneemt: bacteriën, ziekteverwekkende micro-organismen, gevaarlijke gassen. De hoeveelheid zuurstof, belangrijk voor het menselijk ademhalingssysteem, neemt af, terwijl koolstofdioxide toeneemt. De luchtvochtigheid stijgt tot het maximum, wat kan leiden tot schimmelvorming.
• Frequentie hoger dan norm. Dit treedt op wanneer de luchtsnelheid in de kanalen de norm overschrijdt. Dit heeft een negatief effect op de temperatuurregeling: de ruimte heeft simpelweg geen tijd om op te warmen. Te droge lucht veroorzaakt huid- en ademhalingsproblemen.

Om de luchtwisselingsfrequentie aan de sanitaire normen te laten voldoen, moeten ventilatieapparaten worden geïnstalleerd, verwijderd of afgesteld, en indien nodig de luchtkanalen worden vervangen.

Algoritme voor het berekenen van de luchtsnelheid

Rekening houdend met de bovengenoemde omstandigheden en technische parameters van een specifieke ruimte, kunnen de kenmerken van het ventilatiesysteem worden bepaald en de luchtsnelheid in de leidingen worden berekend.

Er moet worden uitgegaan van de luchtwisselingsfrequentie, die voor deze berekeningen de bepalende waarde is.

Voor het verfijnen van de stromingsparameters is een tabel nuttig:

In de tabel staan afmetingen van luchtkanalen met een rechthoekige doorsnede, namelijk hun lengte en breedte. Bij gebruik van kanalen van 200 mm x 200 mm met een snelheid van 5 m/s is het luchtdebiet bijvoorbeeld 720 m³/uur.

Om zelf berekeningen uit te voeren, moet u het volume van de ruimte en de norm voor de luchtwisselingsfrequentie voor een kamer of hal van een bepaald type kennen.

Bijvoorbeeld, u moet de parameters weten voor een studio met keuken met een totaal volume van 20 m³. Laten we de minimale frequentiewaarde voor de keuken nemen – 6. Dit betekent dat de luchtkanalen in 1 uur ongeveer L = 20 m³ * 6 = 120 m³ moeten verplaatsen.

Ook moet u de doorsnede van de luchtkanalen weten die in het ventilatiesysteem zijn geïnstalleerd. Deze wordt berekend met de volgende formule:

S = πr² = π/4*D²,

waarbij:

• S — doorsnede van het luchtkanaal;
• π — het getal 'pi', wiskundige constante, gelijk aan 3,14;
• r — straal van de doorsnede van het luchtkanaal;
• D — diameter van de doorsnede van het luchtkanaal.

Stel dat de diameter van een rond luchtkanaal gelijk is aan 400 mm, dan vullen we dat in de formule in en krijgen we:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Als we de doorsnede en het debiet weten, kunnen we de snelheid berekenen. De formule voor de berekening van de luchtsnelheid:

V = L/3600*S,

waarbij:

• V — luchtsnelheid, (m/s);
• L — luchtdebiet, (m³/h);
• S — dwarsdoorsnede van de luchtkanalen (luchtkanalen), (m²).

We vullen de bekende waarden in en krijgen: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

Bijgevolg, om de benodigde luchtverversingssnelheid (120 m³/h) te realiseren met een rond luchtkanaal met een diameter van 400 mm, is het nodig apparatuur te installeren die de luchtsnelheid kan verhogen tot 0,265 m/s.

Men moet bedenken dat de eerder beschreven factoren – de parameters van trillingsniveau en geluidsniveau – direct afhankelijk zijn van de luchtsnelheid.

Als het geluid de norm overschrijdt, zal de snelheid moeten worden verlaagd, en dus de doorsnede van de luchtkanalen vergroot. In sommige gevallen is het voldoende om buizen van een ander materiaal te installeren of een gebogen kanaaldeel te vervangen door een recht deel.

Aanbevolen normen voor de luchtverversingssnelheid

Tijdens het opstellen van het gebouwontwerp wordt voor elk afzonderlijk deel een berekening gemaakt. In productiefaciliteiten zijn dit werkplaatsen, in woongebouwen - appartementen, in een privéwoning - verdiepingblokken of individuele kamers.

Voordat het ventilatiesysteem wordt geïnstalleerd, is bekend wat de routes en afmetingen van de hoofdleidingen zijn, welke geometrie de ventilatiekanalen nodig hebben, en welke buismaat optimaal is.

Het is niet verwonderlijk dat de luchtkanalen in horecagelegenheden of andere instellingen grote afmetingen hebben – ze zijn ontworpen om een grote hoeveelheid gebruikte lucht af te voeren.

Berekeningen met betrekking tot de verplaatsing van luchtstromen in woningen en bedrijfsgebouwen behoren tot de meest complexe, daarom moeten ervaren, gekwalificeerde specialisten deze uitvoeren.

De aanbevolen luchtsnelheid in luchtkanalen is vastgelegd in SNiP — de normatieve staatsdocumentatie, en bij het ontwerp of de oplevering van objecten wordt hierop gestuurd.

In de tabel staan de parameters die moeten worden aangehouden bij het installeren van het ventilatiesysteem. De getallen geven de snelheid van de luchtbeweging op de plaatsen van kanalen en roosters in algemeen aanvaarde eenheden – m/s.

Er wordt aangenomen dat de luchtsnelheid in ruimtes niet hoger mag zijn dan 0,3 m/s.

Uitzonderingen zijn tijdelijke technische omstandigheden (bijvoorbeeld reparatiewerkzaamheden, installatie van bouwmachines, enz.), waarbij de parameters de normen maximaal met 30% mogen overschrijden.

In grote ruimtes (garages, productiehallen, magazijnen, hangars) functioneren er vaak twee ventilatiesystemen in plaats van één.

De belasting wordt gehalveerd, en de luchtsnelheid wordt zodanig gekozen dat deze voor 50% van het totale berekende luchtverplaatsingsvolume zorgt (afvoer van vervuilde lucht of aanvoer van schone lucht).

Bij overmacht is het noodzakelijk om de luchtsnelheid abrupt te wijzigen of de ventilatie volledig stil te leggen.

Volgens brandveiligheidsvoorschriften wordt de luchtsnelheid bijvoorbeeld tot een minimum beperkt om verspreiding van vuur en rook naar aangrenzende ruimtes tijdens een brand te voorkomen.

Om deze reden worden er in de luchtkanalen en op overgangsstukken afsluiters en kleppen gemonteerd.

Fijnheden bij het kiezen van een luchtkanaal

Met kennis van de resultaten van aerodynamische berekeningen kunt u de parameters van luchtkanalen correct kiezen, oftewel de diameter van ronde en de afmetingen van rechthoekige doorsneden. Bovendien kunt u tegelijkertijd een apparaat voor geforceerde luchttoevoer (ventilator) selecteren en het drukverlies tijdens de verplaatsing van lucht door het kanaal bepalen.

Als u de luchthoeveelheid en de waarde van de luchtsnelheid kent, kunt u bepalen welke doorsnede van luchtkanalen nodig is.

Hiervoor wordt de omgekeerde formule gebruikt van de formule voor het berekenen van de luchthoeveelheid:

S = L/3600*V.

Met behulp van het resultaat kunt u de diameter berekenen:

D = 1000*√(4*S/π),

waarbij:

• D — diameter van de doorsnede van het luchtkanaal;
• S  — doorsnedeoppervlakte van de luchtkanalen (m²);
• π — het getal pi, een wiskundige constante, gelijk aan 3,14;.

Het verkregen getal wordt vergeleken met de fabrieksnormen die zijn goedgekeurd volgens GOST, en er worden producten gekozen die qua diameter het dichtst in de buurt komen.

Als er rechthoekige in plaats van ronde luchtkanalen moeten worden gekozen, dan dient u in plaats van de diameter de lengte/breedte van de producten te bepalen.

Bij de keuze wordt uitgegaan van de geschatte doorsnede, met gebruik van het principe a*b ≈ S en de maattabellen van de fabrikanten. Wij herinneren u eraan dat volgens de normen de verhouding tussen breedte (b) en lengte (a) niet meer dan 1 op 3 mag bedragen.

Luchtkanalen met een rechthoekige of vierkante doorsnede hebben een ergonomische vorm, waardoor ze direct tegen de muren kunnen worden geplaatst. Hiervan wordt gebruik gemaakt bij het installeren van huishoudelijke afzuigkappen en het verbergen van leidingen boven plafondconstructies of boven keukenkastjes (tussenverdiepingen).

Algemene normen voor rechthoekige kanalen: minimale afmetingen – 100 mm x 150 mm, maximale – 2000 mm x 2000 mm. Ronde luchtkanalen zijn gunstig omdat ze minder weerstand hebben en daarmee minimale geluidsniveaus.

De laatste tijd worden er speciaal voor toepassing in woningen comfortabele, veilige en lichte plastic dozen geproduceerd.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Nuttige video's leren u om te werken met fysieke grootheden en helpen u beter voor te stellen hoe het ventilatiesysteem werkt.

Video #1. Berekening van parameters van natuurlijke ventilatie met behulp van een computerprogramma:

Video #2. Nuttige informatie over de opbouw van het ventilatiesysteem in een in aanbouw zijnd particulier huis:

De informatie in het artikel kan worden gebruikt voor oriënterende doeleinden en om een beter beeld te krijgen van de werking van het ventilatiesysteem.

Voor nauwkeurigere berekeningen van de luchtsnelheid bij het ontwerpen van huishoudelijke voorzieningen raden wij u aan contact op te nemen met ingenieurs die de nuances van ventilatie kennen en u kunnen helpen de juiste afmetingen van de luchtkanalen te kiezen.

Degenen die persoonlijke ervaring willen delen die is opgedaan bij het installeren van luchtkanalen, interessante feiten en specifieke informatie, schrijven alstublieft opmerkingen in het onderstaande blok. Stel vragen over controversiële punten. Wij of de bezoekers van de site zullen met plezier deelnemen aan de discussie.