- La importancia del intercambio de aire para una persona.
- Reglas para determinar la velocidad del aire.
- Algoritmo de cálculo de la velocidad del aire
- Tipos de cambio de aire recomendados
- Sutilezas de la elección del conducto.
- Conclusiones y video útil sobre el tema.
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El microclima provisto por los sistemas de ventilación en un área residencial o industrial afecta el bienestar y el desempeño de las personas. Para crear condiciones de vida cómodas, se desarrollaron estándares que determinan la composición del aire. De acuerdo, el intercambio regular de aire es vital.
Le diremos cuál debe ser la velocidad del aire en el conducto. Recomendamos qué hacer para garantizar que el flujo de aire se mantenga siempre fresco y cumpla con los estándares de higiene. Aquí encontrará una descripción detallada de los métodos de cálculo y una lista de las reglas para la selección del conducto óptimo.
La información que se ofrece para su revisión se basa en los datos de los libros de referencia reglamentarios. Se dan ejemplos para el desarrollo práctico de métodos de cálculo. El material de texto se complementa con ilustraciones visuales y videos que facilitan la percepción de un tema complejo.
La importancia del intercambio de aire para una persona.
Para los estándares de construcción e higiene, cada instalación residencial o de producción debe contar con un sistema de ventilación.
Su objetivo principal es preservar el equilibrio del aire y crear un microclima favorable para el trabajo y el descanso. Esto significa que en la atmósfera que respiran las personas, no debe haber un exceso de calor, humedad, contaminación de varios tipos.
Las infracciones en la organización del sistema de ventilación conducen al desarrollo de enfermedades infecciosas y enfermedades del sistema respiratorio, a una disminución de la inmunidad, al deterioro prematuro de los alimentos.
En un ambiente excesivamente húmedo y cálido, los microorganismos patógenos se desarrollan rápidamente, y en las paredes, los techos e incluso en los muebles aparecen bolsas de moho y hongos.
El esquema de ventilación en una casa particular de dos pisos. El sistema de ventilación está equipado con una instalación de aire forzado y de ahorro de energía con un recuperador de calor, que permite la reutilización del calor del aire expulsado del edificio.
Una de las condiciones para mantener un balance de aire saludable es el diseño correcto del sistema de ventilación. Cada parte de la red de intercambio de aire debe seleccionarse en función del volumen de la sala y las características del aire en ella.
Supongamos que, en un departamento pequeño, el suministro y la ventilación por extracción están bien establecidos, mientras que en los talleres de producción es obligatorio instalar equipos para el intercambio de aire forzado.
Al construir casas, instituciones públicas, talleres de empresas se guían por los siguientes principios:
- Cada habitación debe contar con un sistema de ventilación;
- Se deben observar los parámetros de higiene del aire;
- las empresas deberían instalar dispositivos que aumenten y regulen la tasa de intercambio de aire; en locales residenciales: los aires acondicionados o los ventiladores proporcionaron ventilación insuficiente;
- en instalaciones de diferentes propósitos (por ejemplo, en salas para pacientes y en la sala de operaciones o en la oficina y en la sala para fumar) es necesario equipar diferentes sistemas.
Para que la ventilación cumpla con las condiciones enumeradas, es necesario realizar cálculos y seleccionar equipos: dispositivos de suministro de aire y conductos de aire.
Además, cuando se construye un sistema de ventilación, es necesario elegir los lugares adecuados para la entrada de aire para evitar que las corrientes contaminadas regresen a las instalaciones.
En el proceso de redacción de un proyecto de ventilación para una casa particular, un edificio residencial de varios pisos o una sala de producción, se calcula el volumen de aire y se planean los lugares para la instalación de equipos de ventilación: plantas de intercambio de agua, acondicionadores de aire y conductos de aire.
El tamaño de los conductos de aire (incluidas las minas domésticas) determina la eficiencia del intercambio de aire. Averigüe cuál es la tasa de flujo del aire en la ventilación especificada en la documentación sanitaria.
La velocidad del movimiento del aire a través de los conductos de aire se calcula para sistemas de canales en los que el aire se suministra o se descarga a lo largo de los caminos construidos a partir de las tuberías 
La velocidad del flujo de aire se ve más afectada por la potencia del equipo utilizado en la construcción del sistema de ventilación mecánica. 
En los cálculos se requiere tener en cuenta el material con el que están hechos los conductos de aire, la forma y el tamaño de su sección. 
Los cálculos deben tener en cuenta las resistencias locales, incluidos los codos en ángulo, los cruces, los filtros de tees integrados en el canal y los dispositivos de distribución de aire.
Reglas para determinar la velocidad del aire.
La velocidad del aire está estrechamente relacionada con conceptos como el nivel de ruido y el nivel de vibración en el sistema de ventilación. Al pasar por el aire se genera un cierto ruido y presión, que aumentan con el número creciente de giros y curvas.
Cuanto mayor sea la resistencia en las tuberías, menor será la velocidad del aire y mayor será la capacidad del ventilador. Considerar las normas de factores relacionados.
No. 1 - Normas sanitarias de nivel de ruido.
Las normas especificadas en el SNiP se refieren a los locales residenciales (edificios privados y de apartamentos), públicos e industriales.
En la siguiente tabla, puede comparar los estándares para habitaciones de varios tipos, así como las áreas adyacentes a los edificios.
Parte de la tabla del número 1 SNiP-2-77 del párrafo "Protección contra el ruido". Las normas máximas permisibles relacionadas con la noche son más bajas que los valores diarios, y las normas para los territorios adyacentes son más altas que para los locales residenciales.
Una de las razones del aumento de las normas aceptadas puede ser un sistema de ductos diseñado incorrectamente.
Los niveles de presión sonora se presentan en otra tabla:
Con la introducción de ventilación u otros equipos asociados con el suministro de un clima interior favorable y saludable, solo se permite un exceso a corto plazo de los parámetros de ruido designados.
No. 2 - nivel de vibración
El poder de los ventiladores está directamente relacionado con el nivel de vibración.
El umbral máximo de vibración depende de varios factores:
- dimensiones del conducto;
- Calidad de las juntas para reducir la vibración.
- material de fabricación de tubos;
- El caudal de aire que pasa a través de los canales.
Los estándares que se deben cumplir al elegir los dispositivos de ventilación y en los cálculos relativos a los conductos se presentan en la siguiente tabla:
Valores máximos permisibles de vibración local. Si, al verificar, los indicadores reales son más altos que lo normal, entonces el sistema de ductos está diseñado con fallas técnicas que deben solucionarse, o la potencia del ventilador es demasiado alta.
La velocidad del aire en las minas y canales no debería afectar el aumento de los índices de vibración, así como los parámetros asociados de las vibraciones de sonido.
No. 3 - tipo de cambio de aire
La purificación del aire se produce a través del proceso de intercambio de aire, que se divide en natural o forzado.
En el primer caso, se realiza al abrir puertas, travesaños, ventanas, ventanas (y se denomina aireación) o simplemente por infiltración a través de los huecos en la unión de paredes, puertas y ventanas, en el segundo, con la ayuda de equipos de aire acondicionado y ventilación.
El cambio de aire en una habitación, cuarto de servicio o taller debe ocurrir varias veces por hora para que el grado de contaminación de las masas de aire sea permisible. El número de turnos es una multiplicidad, una cantidad que también es necesaria para determinar la velocidad del aire en los canales de ventilación.
La multiplicidad se calcula mediante la siguiente fórmula:
N = V / W
donde:
- N - tipo de cambio de aire, una vez por 1 hora;
- V es el volumen de aire limpio que llena la habitación durante 1 h, m³ / h;
- W - volumen de la habitación, m³.
Para no realizar cálculos adicionales, la multiplicidad promedio se recopila en tablas.
Por ejemplo, para instalaciones residenciales, la siguiente tabla de tasa de cambio de aire es adecuada:
A juzgar por la mesa, el cambio frecuente de masas de aire en la habitación es necesario si se caracteriza por la alta humedad o la temperatura del aire, por ejemplo, en la cocina o el baño. En consecuencia, en caso de ventilación natural insuficiente, se instalan dispositivos de circulación forzada en estas habitaciones.
¿Qué sucede si las normas para el tipo de cambio de aire no se respetarán o serán, pero no suficientes?
Una de dos cosas sucederá:
- La multiplicidad está por debajo de lo normal. El aire fresco deja de ser contaminado, por lo que la concentración de sustancias nocivas aumenta en la habitación: bacterias, patógenos, gases peligrosos. La cantidad de oxígeno, que es importante para el sistema respiratorio de una persona, disminuye y, por el contrario, aumenta el dióxido de carbono. La humedad se eleva al máximo, lo que está cargado con la aparición de moho.
- La multiplicidad está por encima de la norma. Ocurre si la velocidad del movimiento del aire en los canales supera la norma. Esto afecta negativamente a la temperatura: la habitación simplemente no tiene tiempo de calentarse. El aire excesivamente seco provoca enfermedades de la piel y del sistema respiratorio.
Para que la tasa de cambio de aire cumpla con los estándares sanitarios, debe instalar, quitar o ajustar los dispositivos de ventilación y, si es necesario, reemplazar los conductos de aire.
Algoritmo de cálculo de la velocidad del aire
Dadas las condiciones anteriores y los parámetros técnicos de una habitación en particular, puede determinar las características del sistema de ventilación, así como calcular la velocidad del aire en las tuberías.
Es necesario confiar en la tasa de intercambio de aire, que es un valor decisivo para estos cálculos.
Para aclarar los parámetros de flujo, una tabla es útil:
La tabla muestra las dimensiones de los conductos de aire con una sección rectangular, es decir, se indican su longitud y anchura. Por ejemplo, cuando se usan canales de 200 mm x 200 mm a una velocidad de 5 m / s, el consumo de aire será de 720 m³ / h
Para realizar cálculos de forma independiente, debe conocer el volumen de la habitación y la tasa de intercambio de aire para una habitación o sala de un tipo determinado.
Por ejemplo, necesita conocer los parámetros para un estudio con una cocina con un volumen total de 20 m³. Tome el valor mínimo de la multiplicidad para la cocina - 6. Resulta que dentro de 1 hora los canales de aire deben moverse alrededor de L = 20 m³ * 6 = 120 m³.
También debe conocer el área transversal de los conductos de aire instalados en el sistema de ventilación. Se calcula mediante la siguiente fórmula:
S = πr 2 = π / 4 * D 2,
donde:
- S es el área de la sección transversal del conducto;
- π es el número "pi", la constante matemática es 3.14;
- r es el radio de la sección del conducto;
- D es el diámetro de la sección del conducto.
Supongamos que el diámetro del conducto circular es de 400 mm, lo sustituimos en la fórmula y obtenemos:
S = (3.14 * 0.4²) / 4 = 0.1256 m²
Conociendo el área de sección y el flujo, podemos calcular la velocidad. La fórmula para calcular la velocidad del flujo de aire:
V = L / 3600 * S,
donde:
- V - velocidad del aire, (m / s);
- L - flujo de aire, (m³ / h);
- S es el área de la sección transversal de los conductos de aire (ductos de aire), (m²).
Sustituyendo los valores conocidos, obtenemos: V = 120 / (3600 * 0.1256) = 0.265 m / s
Por lo tanto, para poder proporcionar la tasa de intercambio de aire necesaria (120 m 3 / h) al usar un conducto circular con un diámetro de 400 mm, deberá instalar un equipo que le permita aumentar la velocidad del flujo de aire a 0.265 m / s.
Debe recordarse que los factores descritos anteriormente, los parámetros del nivel de vibración y el nivel de ruido, dependen directamente de la velocidad del movimiento del aire.
Si el ruido supera la norma, será necesario reducir la velocidad, por lo tanto, para aumentar la sección transversal de los conductos. En algunos casos, es suficiente instalar tuberías de otro material o reemplazar el fragmento curvo del canal con una línea recta.
Tipos de cambio de aire recomendados
Durante la redacción del edificio realizar el cálculo de cada área individual. En la producción de esta tienda, en edificios residenciales - apartamentos, en una casa privada - bloques de piso o habitaciones individuales.
Antes de instalar el sistema de ventilación, se sabe cuáles son las rutas y los tamaños de las líneas principales, qué geometría es necesaria para los conductos de ventilación, qué tamaño de tuberías es óptimo.
No debe sorprenderse por las dimensiones generales de los conductos de aire en establecimientos de restauración u otras instituciones, ya que están diseñados para la extracción de una gran cantidad de aire usado.
Los cálculos asociados con el movimiento del flujo de aire dentro de edificios residenciales e industriales se clasifican como los más complejos, por lo tanto, deben ser realizados por especialistas calificados y con experiencia.
La velocidad del aire recomendada en los conductos de aire se indica en la documentación de estado de regulación SNiP, y cuando se diseñan o ponen en servicio objetos, están orientados específicamente a ella.
La tabla enumera los parámetros que deben seguirse al construir un sistema de ventilación. Los números indican la velocidad de movimiento de las masas de aire en los lugares de instalación de canales y rejillas en las unidades generalmente aceptadas - m / s
Se cree que la velocidad del aire interior no debe superar los 0, 3 m / s.
Las excepciones son circunstancias técnicas temporales (por ejemplo, trabajos de reparación, instalación de equipos de construcción, etc.) durante los cuales los parámetros pueden exceder los estándares en un máximo del 30%.
En grandes instalaciones (garajes, talleres de producción, almacenes, hangares), en lugar de un sistema de ventilación, a menudo hay dos.
La carga se divide en la mitad, por lo tanto, la velocidad del aire se selecciona de manera que proporcione el 50% del volumen total estimado de movimiento de aire (eliminación de suministro contaminado o limpio).
En caso de fuerza mayor, es necesario un cambio brusco en la velocidad del aire o una suspensión completa del sistema de ventilación.
Por ejemplo, de acuerdo con los requisitos de seguridad contra incendios, la velocidad del movimiento del aire se reduce al mínimo para evitar que el fuego y el humo se propaguen a las habitaciones adyacentes durante un incendio.
Con este fin, en los conductos de aire y en las áreas de transición se montan las válvulas y las válvulas.
Sutilezas de la elección del conducto.
Al conocer los resultados de los cálculos aerodinámicos, es posible elegir los parámetros de los conductos de aire, o más bien el diámetro de la circular y las dimensiones de las secciones rectangulares. Además, en paralelo, puede seleccionar el dispositivo para el suministro de aire forzado (ventilador) y determinar la pérdida de presión en el proceso de movimiento de aire a través del canal.
Al conocer la cantidad de flujo de aire y el valor de su velocidad, puede determinar qué sección de los conductos de aire se requieren.
Para hacer esto, tome la fórmula, fórmula inversa para calcular el flujo de aire:
S = L / 3600 * V.
Usando el resultado, puedes calcular el diámetro:
D = 1000 * √ (4 * S / π),
donde:
- D es el diámetro de la sección del conducto;
- S es el área de la sección transversal de los conductos de aire (ductos de aire), (m²);
- π es el número "pi", una constante matemática igual a 3.14;
El número resultante se compara con los estándares de fábrica, aprobado por GOST, y elige los productos que tienen el diámetro más cercano.
Si es necesario elegir conductos rectangulares, en lugar de redondos, entonces en lugar del diámetro, determine la longitud / anchura de los productos.
Al elegir, se guían por una sección transversal aproximada, utilizando el principio de a * b ≈ S y las tablas de tamaños estándar proporcionadas por los fabricantes. Le recordamos que de acuerdo con las normas, la proporción de ancho (b) y longitud (a) no debe exceder de 1 a 3 .
Los conductos de aire con secciones rectangulares o cuadradas tienen una forma ergonómica que le permite instalarlos justo al lado de las paredes. Esto se usa para instalar capuchas y enmascarar las tuberías sobre las estructuras con bisagras del techo o sobre los armarios de la cocina (entresoles).
Los estándares generalmente aceptados de canales rectangulares: dimensiones mínimas - 100 mm x 150 mm, máxima - 2000 mm x 2000 mm. Los conductos redondos son buenos porque tienen menos resistencia, respectivamente, tienen niveles mínimos de ruido.
Recientemente, especialmente para uso en interiores, se producen cajas de plástico convenientes, seguras y livianas.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Los videos útiles le enseñarán cómo trabajar con cantidades físicas y lo ayudarán a comprender mejor cómo funciona el sistema de ventilación.
Video # 1. Cálculo de parámetros de ventilación natural mediante un programa informático:
Video # 2. Información útil sobre el sistema de ventilación del dispositivo en una casa privada de nueva construcción:
Los artículos de información se pueden utilizar con fines informativos y para imaginar mejor el trabajo del sistema de ventilación.
Para realizar cálculos más precisos de la velocidad del movimiento de aire al diseñar las comunicaciones domésticas, le recomendamos contactar a los ingenieros que conocen los matices del dispositivo de ventilación y lo ayudarán a elegir el tamaño correcto de los conductos .
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