Qual deve ser a velocidade do ar no duto de ventilação de acordo com as normas técnicas?

O microclima proporcionado pelos sistemas de ventilação em instalações residenciais ou industriais afeta o bem-estar e o desempenho das pessoas.Para criar condições de vida confortáveis, foram desenvolvidos padrões que determinam a composição do ar. Concordo, a troca aérea regular é vital.

Diremos qual deve ser a velocidade do ar no duto. Iremos aconselhá-lo sobre o que precisa ser feito para garantir que o fluxo de ar permaneça sempre fresco e atenda aos padrões de higiene. Aqui você encontrará uma descrição detalhada dos métodos de cálculo e uma lista de regras para selecionar o duto de ar ideal.

As informações oferecidas para revisão baseiam-se em dados de livros de referência regulatória. São dados exemplos para o desenvolvimento prático de métodos de cálculo. O material de texto é complementado com ilustrações visuais e vídeos que facilitam a compreensão do tema difícil.

A importância da troca de ar para os humanos

De acordo com as normas de construção e higiene, todas as instalações residenciais ou industriais devem ser dotadas de sistema de ventilação.

Seu principal objetivo é manter o equilíbrio do ar e criar um microclima favorável ao trabalho e ao descanso. Isso significa que na atmosfera que as pessoas respiram não deve haver excesso de calor, umidade ou poluição de vários tipos.

As violações na organização do sistema de ventilação levam ao desenvolvimento de doenças infecciosas e do aparelho respiratório, diminuição da imunidade e deterioração prematura dos alimentos.

Num ambiente excessivamente húmido e quente, os microrganismos patogénicos desenvolvem-se rapidamente e surgem bolsas de bolor e bolor nas paredes, tectos e até nos móveis.

Diagrama de ventilação em uma casa particular de dois andares. O sistema de ventilação está equipado com uma unidade economizadora de energia de alimentação e exaustão com recuperador de calor, que permite reaproveitar o calor do ar retirado do edifício

Uma das condições para manter um equilíbrio de ar saudável é o projeto correto do sistema de ventilação. Cada parte da rede de troca de ar deve ser selecionada com base no volume da sala e nas características do ar nela contida.

Suponhamos que em um apartamento pequeno haja abastecimento e ventilação de exaustão suficientemente bem estabelecidos, enquanto nas oficinas de produção é obrigatória a instalação de equipamentos para troca forçada de ar.

Na construção de casas, instituições públicas e oficinas de empreendimentos, eles se orientam pelos seguintes princípios:

• cada cômodo deve ser dotado de sistema de ventilação;
• é necessário observar os parâmetros higiênicos do ar;
• as empresas devem instalar dispositivos que aumentem e regulem a taxa de troca de ar; em instalações residenciais - aparelhos de ar condicionado ou ventiladores se houver ventilação insuficiente;
• em salas para diferentes fins (por exemplo, em quartos de pacientes e numa sala de cirurgia, ou num escritório e numa sala para fumadores), é necessário equipar diferentes sistemas.

Para que a ventilação atenda às condições listadas, é necessário fazer cálculos e selecionar equipamentos - dispositivos de fornecimento de ar e dutos de ar.

Também quando projeto de sistema de ventilação É necessário escolher os locais corretos de entrada de ar para evitar que fluxos contaminados retornem às instalações.

No processo de elaboração de um projeto de ventilação para uma casa particular, edifício residencial de vários andares ou instalações industriais, calcula-se o volume de ar e delineiam-se os locais de instalação dos equipamentos de ventilação: unidades de troca de água, condicionadores de ar e dutos de ar

A eficiência da troca de ar depende do tamanho dos dutos de ar (incluindo os poços das casas). Vamos descobrir quais são os padrões de velocidade do fluxo de ar na ventilação, especificados na documentação sanitária.

Regras para determinar a velocidade do ar

A velocidade do movimento do ar está intimamente relacionada a conceitos como nível de ruído e nível de vibração no sistema de ventilação. O ar que passa pelos canais cria um certo ruído e pressão, que aumenta com o número de voltas e curvas.

Quanto maior for a resistência nas tubulações, menor será a velocidade do ar e maior será o desempenho do ventilador. Consideremos as normas dos fatores associados.

Nº 1 - padrões sanitários para níveis de ruído

Os padrões especificados no SNiP aplicam-se a instalações residenciais (edifícios privados e de apartamentos), públicas e industriais.

Na tabela abaixo você pode comparar padrões para diferentes tipos de instalações, bem como áreas adjacentes a edifícios.

Parte da tabela do nº 1 SNiP-2-77 do parágrafo “Proteção contra ruído”. As normas máximas permitidas relacionadas ao período noturno são inferiores aos valores diurnos, e as normas para áreas adjacentes são superiores às de instalações residenciais

Uma das razões para o aumento dos padrões aceitos pode ser apenas o design incorreto sistema de duto de ar.

Os níveis de pressão sonora são apresentados em outra tabela:

Ao colocar em funcionamento ventilação ou outro equipamento relacionado com a garantia de um microclima favorável e saudável na sala, apenas é permitido exceder a curto prazo os parâmetros de ruído designados

Nº 2 - nível de vibração

A potência dos ventiladores está diretamente relacionada ao nível de vibração.

O limite máximo de vibração depende de vários fatores:

• tamanhos de dutos;
• qualidade das juntas que reduzem os níveis de vibração;
• material para fabricação de tubos;
• velocidade do fluxo de ar que passa pelos canais.

As normas que devem ser seguidas na escolha dos dispositivos de ventilação e nos cálculos dos dutos de ar são apresentadas na tabela a seguir:

Valores máximos permitidos de vibração local. Se durante a inspeção os valores reais forem superiores às normas, significa que o sistema de dutos de ar foi projetado com falhas técnicas que precisam ser corrigidas ou a potência do ventilador está muito alta

A velocidade do ar nos eixos e canais não deve afetar o aumento dos indicadores de vibração, bem como os parâmetros associados de vibrações sonoras.

Nº 3 - taxa de câmbio aéreo

A purificação do ar ocorre através do processo de troca de ar, que se divide em natural ou forçado.

No primeiro caso, é realizada por abertura de portas, travessas, respiros, janelas (e é chamada de aeração) ou simplesmente por infiltração através de frestas nas juntas de paredes, portas e janelas, no segundo - com auxílio de condicionadores de ar e equipamento de ventilação.

O ar de uma sala, despensa ou oficina deve ser trocado várias vezes por hora para que o grau de poluição do ar seja aceitável. O número de turnos é uma multiplicidade, valor também necessário para determinar a velocidade do ar nos dutos de ventilação.

A multiplicidade é calculada usando a seguinte fórmula:

N=V/W,

Onde:

• N – frequência de troca aérea, uma vez a cada 1 hora;
• V – volume de ar limpo que enche a sala em 1 hora, m³/h;
• C – volume da sala, m³.

Para evitar cálculos adicionais, os indicadores de multiplicidade média são coletados em tabelas.

Por exemplo, a seguinte tabela de taxas de câmbio de ar é adequada para instalações residenciais:

A julgar pela tabela, são necessárias mudanças frequentes nas massas de ar em uma sala se ela for caracterizada por alta umidade ou temperatura do ar - por exemplo, em uma cozinha ou banheiro. Assim, se a ventilação natural for insuficiente, são instalados dispositivos de circulação forçada nessas salas.

O que acontece se os padrões de taxas de câmbio aéreo não forem cumpridos ou forem cumpridos, mas de forma insuficiente?

Uma de duas coisas acontecerá:

• A multiplicidade está abaixo do normal. O ar fresco deixa de substituir o ar poluído, o que aumenta a concentração de substâncias nocivas na sala: bactérias, patógenos, gases perigosos. A quantidade de oxigênio, importante para o sistema respiratório humano, diminui, e o dióxido de carbono, ao contrário, aumenta. A umidade sobe ao máximo, o que pode causar o aparecimento de mofo.
• A multiplicidade é maior que o normal. Ocorre se a velocidade do movimento do ar nos canais exceder a norma. Isto afeta negativamente a temperatura: a sala simplesmente não tem tempo para aquecer. O ar excessivamente seco provoca doenças da pele e do aparelho respiratório.

Para que a taxa de troca de ar atenda às normas sanitárias, devem ser instalados, removidos ou ajustados dispositivos de ventilação e, se necessário, substituídos os dutos de ar.

Algoritmo para calcular a velocidade do ar

Tendo em conta as condições anteriores e os parâmetros técnicos de uma determinada divisão, é possível determinar as características sistema de ventilação, e também calcule a velocidade do ar nos tubos.

Você deve se basear na taxa de câmbio aéreo, que é o valor determinante para esses cálculos.

Para esclarecer os parâmetros de fluxo, a tabela é útil:

A tabela mostra as dimensões dos dutos de ar com seção retangular, ou seja, são indicados seu comprimento e largura. Por exemplo, ao utilizar canais de 200 mm x 200 mm a uma velocidade de 5 m/s, o fluxo de ar será de 720 m³/h

Para fazer seus próprios cálculos, você precisa saber o volume da sala e a taxa de troca de ar de uma sala ou hall de um determinado tipo.

Por exemplo, você precisa conhecer os parâmetros de um estúdio com cozinha com volume total de 20 m³. Tomemos o valor mínimo da multiplicidade para a cozinha - 6.Acontece que dentro de 1 hora os canais de ar devem movimentar cerca de L = 20 m³ * 6 = 120 m³.

Você também precisa saber área da seção transversal dos dutos de arinstalado no sistema de ventilação. É calculado usando a seguinte fórmula:

S = πr² =π/4*D²,

Onde:

• S — área da seção transversal do duto de ar;
• π — o número “pi”, uma constante matemática igual a 3,14;
• R — raio da seção do duto de ar;
• D - diâmetro da seção transversal do duto de ar.

Suponhamos que o diâmetro do duto redondo seja 400 mm, substitua na fórmula e obtenha:

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Conhecendo a área da seção transversal e a vazão, podemos calcular a velocidade. Fórmula para calcular a velocidade do fluxo de ar:

V = L/3600*S,

Onde:

• V — velocidade do fluxo de ar, (m/s);
• eu — fluxo de ar, (m³/h);
• S — área da seção transversal dos canais de ar (dutos de ar), (m²).

Substituímos os valores conhecidos, obtemos: V = 120/(3600*0,1256) = 0,265 m/s

Portanto, para garantir a taxa de troca de ar necessária (120 m³/h) ao utilizar uma conduta redonda com diâmetro de 400 mm, será necessário instalar equipamento que permita aumentar a velocidade do fluxo de ar para 0,265 m/s.

Deve-se lembrar que os fatores descritos anteriormente - parâmetros do nível de vibração e nível de ruído - dependem diretamente da velocidade do movimento do ar.

Se o ruído ultrapassar o normal, será necessário reduzir a velocidade e, portanto, aumentar a seção transversal dos dutos de ar. Em alguns casos, basta instalar tubos de material diferente ou substituir um fragmento de canal curvo por outro reto.

Padrões de taxa de câmbio aéreo recomendados

Na elaboração de um projeto de construção, os cálculos são feitos para cada seção individual.Na produção são oficinas, em edifícios residenciais - apartamentos, em casas particulares - blocos de piso ou salas separadas.

Antes de instalar um sistema de ventilação, sabe-se quais são os percursos e tamanhos das linhas principais, qual a geometria necessária dutos de ventilação, qual tamanho de tubo é ideal.

Não se surpreenda com as dimensões gerais dos dutos de ar em estabelecimentos de restauração ou outras instituições - eles são projetados para remover grandes quantidades de ar usado

Os cálculos relacionados à movimentação dos fluxos de ar no interior de edifícios residenciais e industriais são considerados os mais complexos, por isso devem ser tratados por especialistas experientes e qualificados.

A velocidade do ar recomendada nos dutos de ar é indicada no SNiP - documentação regulatória do estado, e ao projetar ou comissionar objetos eles são guiados precisamente por ela.

A tabela mostra os parâmetros que devem ser seguidos na instalação de um sistema de ventilação. Os números indicam a velocidade de movimento das massas de ar nos locais de instalação de canais e grades em unidades geralmente aceitas - m/s

Acredita-se que a velocidade do ar interior não deve exceder 0,3 m/s.

As exceções são circunstâncias técnicas temporárias (por exemplo, trabalhos de reparação, instalação de equipamentos de construção, etc.), durante as quais os parâmetros podem exceder os padrões em no máximo 30%.

Em grandes instalações (garagens, oficinas de produção, armazéns, hangares), em vez de um sistema de ventilação, muitas vezes existem dois.

A carga é dividida ao meio, portanto, a velocidade do ar é selecionada de forma que forneça 50% do volume total calculado de movimentação de ar (remoção de ar contaminado ou fornecimento de ar limpo).

Em caso de força maior, é necessária uma mudança brusca na velocidade do ar ou uma suspensão completa do sistema de ventilação.

Por exemplo, de acordo com os requisitos de segurança contra incêndio, a velocidade do movimento do ar é reduzida ao mínimo para evitar a propagação do fogo e da fumaça para salas adjacentes durante um incêndio.

Para tanto, válvulas de corte e válvulas são instaladas em dutos de ar e áreas de transição.

Sutilezas de escolher um duto de ar

Conhecendo os resultados dos cálculos aerodinâmicos, é possível selecionar corretamente os parâmetros dos dutos de ar, ou mais precisamente, o diâmetro das seções redondas e as dimensões das seções retangulares. Além disso, você pode selecionar um dispositivo em paralelo fornecimento de ar forçado (ventilador) e determine a perda de pressão durante o movimento do ar através do canal.

Conhecendo a quantidade de fluxo de ar e a velocidade de seu movimento, você pode determinar qual seção transversal dos dutos de ar será necessária.

Para fazer isso, siga a fórmula inversa da fórmula de cálculo do fluxo de ar:

S = L/3600*V.

Usando o resultado, você pode calcular o diâmetro:

D = 1000*√(4*S/π),

Onde:

• D — diâmetro da seção do duto de ar;
• S — área da seção transversal dos canais de ar (dutos de ar), (m²);
• π - o número “pi”, uma constante matemática igual a 3,14;.

O número resultante é comparado com os padrões de fábrica aprovados pelo GOST e os produtos com diâmetro mais próximo são selecionados.

Se você precisar escolher dutos de ar retangulares em vez de redondos, determine o comprimento/largura dos produtos em vez do diâmetro.

Ao escolher, concentre-se na seção transversal aproximada, usando o princípio a*b ≈ S e tabelas de tamanho fornecidas pelos fabricantes. Lembramos que de acordo com as normas a proporção entre largura (b) e comprimento (a) não deve exceder 1 para 3.

Os dutos de ar de seção retangular ou quadrada possuem formato ergonômico, o que permite sua instalação rente às paredes. É usado ao instalar exaustores domésticos e mascarar tubos acima de estruturas de teto suspenso ou acima de armários de cozinha (mezaninos)

Padrões geralmente aceitos para canais retangulares: dimensões mínimas - 100 mm x 150 mm, máximas - 2.000 mm x 2.000 mm. Os dutos de ar redondos são bons porque têm menos resistência e, portanto, apresentam níveis mínimos de ruído.

Recentemente, conveniente, seguro e caixas plásticas leves.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeos úteis ensinarão como trabalhar com quantidades físicas e ajudarão você a entender melhor como funciona o sistema de ventilação.

Vídeo nº 1. Cálculo dos parâmetros de ventilação natural por meio de programa de computador:

Vídeo nº 2. Informações úteis sobre o projeto do sistema de ventilação em uma casa particular em construção:

As informações deste artigo podem ser utilizadas para fins informativos e para melhor compreensão do funcionamento do sistema de ventilação.

Para cálculos mais precisos da velocidade do ar ao projetar comunicações domésticas, recomendamos entrar em contato com engenheiros que conheçam as nuances dos dispositivos de ventilação e o ajudarão a escolher o tamanho correto dos dutos de ar..

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