Quelle doit être la vitesse de l'air dans le conduit de ventilation selon les normes techniques ?

Le microclimat fourni par les systèmes de ventilation dans les locaux résidentiels ou industriels affecte le bien-être et les performances des personnes.Pour créer des conditions de vie confortables, des normes ont été élaborées pour déterminer la composition de l'air. D'accord, un échange d'air régulier est vital.

Nous vous dirons quelle doit être la vitesse de l'air dans le conduit. Nous vous conseillerons sur les mesures à prendre pour garantir que le flux d’air reste toujours frais et répond aux normes d’hygiène. Vous trouverez ici une description détaillée des méthodes de calcul et une liste de règles pour sélectionner le conduit d'air optimal.

Les informations proposées à l'examen sont basées sur les données provenant d'ouvrages de référence réglementaires. Des exemples sont donnés pour le développement pratique des méthodes de calcul. Le matériel textuel est complété par des illustrations visuelles et des vidéos qui facilitent la compréhension du sujet difficile.

L'importance de l'échange d'air pour l'homme

Selon les normes de construction et d'hygiène, toute installation résidentielle ou industrielle doit être dotée de système de ventilation.

Son objectif principal est de maintenir l'équilibre de l'air et de créer un microclimat favorable au travail et au repos. Cela signifie que dans l’atmosphère que les gens respirent, il ne devrait pas y avoir d’excès de chaleur, d’humidité ou de pollution de toutes sortes.

Les violations dans l'organisation du système de ventilation entraînent le développement de maladies infectieuses et de maladies du système respiratoire, une diminution de l'immunité et une altération prématurée des aliments.

Dans un environnement excessivement humide et chaud, des micro-organismes pathogènes se développent rapidement et des poches de moisissures apparaissent sur les murs, les plafonds et même les meubles.

Schéma de ventilation dans une maison privée à deux étages. Le système de ventilation est équipé d'une unité d'économie d'énergie de soufflage et d'évacuation avec un récupérateur de chaleur, qui permet de réutiliser la chaleur de l'air extrait du bâtiment

L'une des conditions pour maintenir un équilibre aérien sain est la conception correcte du système de ventilation. Chaque partie du réseau d'échange d'air doit être choisie en fonction du volume de la pièce et des caractéristiques de l'air qui la contient.

Supposons que dans un petit appartement il y ait une ventilation d'alimentation et d'extraction suffisamment bien établie, tandis que dans les ateliers de production, il est obligatoire d'installer un équipement d'échange d'air forcé.

Lors de la construction de maisons, d'institutions publiques et d'ateliers d'entreprises, ils sont guidés par les principes suivants :

• chaque pièce doit être dotée d'un système de ventilation ;
• il est nécessaire de respecter les paramètres hygiéniques de l'air ;
• les entreprises devraient installer des dispositifs qui augmentent et régulent le taux de renouvellement de l'air ; dans les locaux d'habitation - climatiseurs ou ventilateurs en cas de ventilation insuffisante ;
• dans des pièces à des fins différentes (par exemple, dans les chambres des patients et une salle d'opération, ou dans un bureau et un fumoir), il est nécessaire d'équiper différents systèmes.

Pour que la ventilation réponde aux conditions énumérées, vous devez effectuer des calculs et sélectionner des équipements - dispositifs d'alimentation en air et conduits d'air.

Aussi quand conception de système de ventilation Il est nécessaire de choisir les bons emplacements de prises d’air pour éviter que les flux contaminés ne reviennent dans les locaux.

Lors de l'élaboration d'un projet de ventilation pour une maison privée, un immeuble d'habitation à plusieurs étages ou des locaux industriels, le volume d'air est calculé et les emplacements d'installation des équipements de ventilation sont indiqués : échangeurs d'eau, climatiseurs et conduits d'air.

L'efficacité de l'échange d'air dépend de la taille des conduits d'air (y compris les gaines de la maison). Découvrons quelles sont les normes de vitesse du flux d'air en ventilation, précisées dans la documentation sanitaire.

Règles pour déterminer la vitesse de l'air

La vitesse de déplacement de l'air est étroitement liée à des concepts tels que le niveau de bruit et le niveau de vibration dans le système de ventilation. L'air traversant les canaux crée un certain bruit et une certaine pression, qui augmentent avec le nombre de tours et de virages.

Plus la résistance dans les tuyaux est grande, plus la vitesse de l’air est faible et plus les performances du ventilateur sont élevées. Considérons les normes des facteurs associés.

N°1 - normes sanitaires pour les niveaux de bruit

Les normes spécifiées dans le SNiP s'appliquent aux locaux résidentiels (immeubles privés et collectifs), publics et industriels.

Dans le tableau ci-dessous, vous pouvez comparer les normes pour différents types de locaux, ainsi que pour les zones adjacentes aux bâtiments.

Une partie du tableau du n°1 SNiP-2-77 du paragraphe « Protection contre le bruit ». Les normes maximales admissibles liées à la nuit sont inférieures aux valeurs diurnes et les normes pour les zones adjacentes sont plus élevées que pour les locaux d'habitation.

L'une des raisons de l'augmentation des normes acceptées peut simplement être une conception incorrecte. système de conduits d'air.

Les niveaux de pression acoustique sont présentés dans un autre tableau :

Lors de la mise en service d'une ventilation ou d'autres équipements destinés à assurer un microclimat favorable et sain dans la pièce, seul un excès à court terme des paramètres de bruit désignés est autorisé

N°2 - niveau de vibration

La puissance des ventilateurs est directement liée au niveau de vibration.

Le seuil de vibration maximum dépend de plusieurs facteurs :

• dimensions des conduits ;
• qualité des joints qui réduisent les niveaux de vibrations ;
• matériel de fabrication de tuyaux;
• vitesse du flux d'air traversant les canaux.

Les normes à respecter lors du choix des appareils de ventilation et lors des calculs concernant les conduits d'air sont présentées dans le tableau suivant :

Valeurs maximales admissibles de vibrations locales. Si lors de l'inspection, les valeurs réelles sont supérieures aux normes, cela signifie que le système de conduits d'air est conçu avec des défauts techniques qui doivent être corrigés ou que la puissance du ventilateur est trop élevée.

La vitesse de l'air dans les puits et les canaux ne doit pas affecter l'augmentation des indicateurs de vibration, ainsi que les paramètres de vibrations sonores associés.

N°3 - taux de renouvellement d'air

La purification de l'air se produit par le processus d'échange d'air, qui est divisé en naturel ou forcé.

Dans le premier cas, elle est réalisée en ouvrant les portes, les impostes, les bouches d'aération, les fenêtres (et est appelée aération) ou simplement par infiltration à travers les fissures au niveau des joints des murs, des portes et des fenêtres, dans le second - à l'aide de climatiseurs et équipement de ventilation.

L'air d'une pièce, d'une buanderie ou d'un atelier doit être changé plusieurs fois par heure pour que le degré de pollution de l'air soit acceptable. Le nombre de passages est une multiplicité, valeur également nécessaire pour déterminer la vitesse de l'air dans les conduits de ventilation.

La multiplicité est calculée à l'aide de la formule suivante :

N = V/W,

Où:

• N – fréquence de renouvellement de l'air, une fois toutes les 1 heure ;
• V – volume d'air pur remplissant la pièce en 1 heure, m³/h ;
• W – volume de la pièce, m³.

Afin d'éviter des calculs supplémentaires, les indicateurs de multiplicité moyenne sont rassemblés dans des tableaux.

Par exemple, le tableau de taux de renouvellement d'air suivant convient aux locaux d'habitation :

À en juger par le tableau, des changements fréquents de masses d'air dans une pièce sont nécessaires si elle est caractérisée par une humidité ou une température de l'air élevée - par exemple dans une cuisine ou une salle de bain. Ainsi, si la ventilation naturelle est insuffisante, des dispositifs à circulation forcée sont installés dans ces pièces

Que se passe-t-il si les normes en matière de taux de renouvellement de l’air ne sont pas respectées ou le sont, mais de manière insuffisante ?

L’une des deux choses suivantes se produira :

• La multiplicité est inférieure à la normale. L'air frais cesse de remplacer l'air pollué, ce qui entraîne une augmentation de la concentration de substances nocives dans la pièce : bactéries, agents pathogènes, gaz dangereux. La quantité d'oxygène, importante pour le système respiratoire humain, diminue et le dioxyde de carbone, au contraire, augmente. L'humidité atteint un maximum, ce qui entraîne l'apparition de moisissures.
• La multiplicité est supérieure à la normale. Se produit si la vitesse de déplacement de l'air dans les canaux dépasse la norme. Cela affecte négativement la température : la pièce n'a tout simplement pas le temps de se réchauffer. L'air excessivement sec provoque des maladies de la peau et du système respiratoire.

Pour que le taux de renouvellement d'air soit conforme aux normes sanitaires, des dispositifs de ventilation doivent être installés, retirés ou ajustés et, si nécessaire, les conduits d'air doivent être remplacés.

Algorithme de calcul de la vitesse de l'air

Compte tenu des conditions ci-dessus et des paramètres techniques d'une pièce particulière, il est possible de déterminer les caractéristiques système de ventilation, et calculez également la vitesse de l'air dans les tuyaux.

Il faut se fier au taux de renouvellement de l'air, qui est la valeur déterminante pour ces calculs.

Pour clarifier les paramètres de débit, le tableau est utile :

Le tableau montre les dimensions des conduits d'air de section rectangulaire, c'est-à-dire que leur longueur et leur largeur sont indiquées. Par exemple, en utilisant des canaux de 200 mm x 200 mm à une vitesse de 5 m/s, le débit d'air sera de 720 m³/h.

Pour faire vos propres calculs, vous devez connaître le volume de la pièce et le taux de renouvellement d'air pour une pièce ou un hall d'un type donné.

Par exemple, vous devez connaître les paramètres d'un studio avec cuisine d'un volume total de 20 m³. Prenons la valeur de multiplicité minimale pour la cuisine - 6.Il s'avère qu'en 1 heure, les canaux d'air doivent se déplacer d'environ L = 20 m³ * 6 = 120 m³.

Il faut aussi savoir superficie de la section transversale des conduits d'airinstallé dans le système de ventilation. Il est calculé selon la formule suivante :

S = πr² = π/4*D²,

Où:

• S — surface de la section transversale du conduit d'air ;
• π — le nombre « pi », constante mathématique égale à 3,14 ;
• r — rayon de la section du conduit d'air ;
• D - diamètre de la section transversale du conduit d'air.

Supposons que le diamètre du conduit rond soit de 400 mm, substituons-le dans la formule et obtenons :

S = (3,14*0,4²)/4 = 0,1256 m²

Connaissant la section transversale et le débit, nous pouvons calculer la vitesse. Formule de calcul de la vitesse du flux d'air :

V = L/3600*S,

Où:

• V — vitesse du flux d'air, (m/s);
• L — débit d'air, (m³/h);
• S — section transversale des canaux d'air (conduit d'air), (m²).

On substitue les valeurs connues, on obtient : V = 120/(3600*0.1256) = 0.265 m/s

Par conséquent, afin d'assurer le taux de renouvellement d'air requis (120 m³/h) lors de l'utilisation d'un conduit rond d'un diamètre de 400 mm, vous devrez installer un équipement permettant d'augmenter la vitesse du flux d'air à 0,265 m/s.

Il convient de rappeler que les facteurs décrits précédemment - paramètres du niveau de vibration et du niveau de bruit - dépendent directement de la vitesse de déplacement de l'air.

Si le bruit dépasse la norme, il faudra réduire la vitesse, et donc augmenter la section des conduits d'air. Dans certains cas, il suffit d'installer des tuyaux constitués d'un matériau différent ou de remplacer un fragment de canal incurvé par un fragment droit.

Normes de taux de renouvellement d’air recommandées

Lors de l'élaboration d'un projet de construction, des calculs sont effectués pour chaque section individuelle.En production, il s'agit d'ateliers, dans des immeubles résidentiels - des appartements, dans une maison privée - des immeubles ou des pièces séparées.

Avant d'installer un système de ventilation, on sait quels sont les tracés et les dimensions des conduites principales, quelle géométrie est nécessaire conduits de ventilation, quelle taille de tuyau est optimale.

Ne soyez pas surpris par les dimensions globales des conduits d'air dans les établissements de restauration ou autres institutions - ils sont conçus pour évacuer de grandes quantités d'air vicié.

Les calculs liés au mouvement des flux d'air à l'intérieur des bâtiments résidentiels et industriels sont considérés comme les plus complexes, c'est pourquoi des spécialistes expérimentés et qualifiés doivent s'en occuper.

La vitesse de l'air recommandée dans les conduits d'air est indiquée dans la documentation réglementaire de l'État SNiP, et lors de la conception ou de la mise en service d'objets, ils sont précisément guidés par celle-ci.

Le tableau montre les paramètres à suivre lors de l'installation d'un système de ventilation. Les chiffres indiquent la vitesse de déplacement des masses d'air sur les sites d'installation des canaux et des grilles en unités généralement acceptées - m/s

On estime que la vitesse de l’air intérieur ne doit pas dépasser 0,3 m/s.

Les exceptions sont des circonstances techniques temporaires (par exemple, travaux de réparation, installation d'équipements de construction, etc.), pendant lesquelles les paramètres peuvent dépasser les normes d'un maximum de 30 %.

Dans les grands locaux (garages, ateliers de production, entrepôts, hangars), au lieu d'un système de ventilation, il y en a souvent deux.

La charge est divisée en deux, par conséquent, la vitesse de l'air est sélectionnée de manière à fournir 50 % du volume total de mouvement d'air calculé (élimination de l'air contaminé ou apport d'air pur).

En cas de force majeure, un changement brusque de la vitesse de l'air ou une suspension complète du système de ventilation est nécessaire.

Par exemple, selon les exigences de sécurité incendie, la vitesse de déplacement de l'air est réduite au minimum afin d'éviter la propagation du feu et de la fumée dans les pièces adjacentes lors d'un incendie.

À cet effet, des vannes d'arrêt et des vannes sont installées dans les conduits d'air et les zones de transition.

Subtilités du choix d'un conduit d'air

Connaissant les résultats des calculs aérodynamiques, vous pouvez sélectionner correctement les paramètres des conduits d'air, ou plus précisément, le diamètre des sections rondes et les dimensions des sections rectangulaires. De plus, vous pouvez sélectionner un appareil en parallèle alimentation en air forcé (ventilateur) et déterminer la perte de pression lors du mouvement de l'air à travers le canal.

Connaissant la quantité de flux d'air et la vitesse de son mouvement, vous pouvez déterminer quelle section de conduits d'air sera nécessaire.

Pour ce faire, prenons la formule inverse de la formule de calcul du débit d'air :

S = L/3600*V.

En utilisant le résultat, vous pouvez calculer le diamètre :

ré = 1000*√(4*S/π),

Où:

• D — diamètre de la section du conduit d'air ;
• S — surface de la section transversale des canaux d'air (conduit d'air), (m²) ;
• π - le nombre « pi », constante mathématique égale à 3,14 ;.

Le nombre obtenu est comparé aux normes d'usine approuvées par GOST et les produits les plus proches en diamètre sont sélectionnés.

Si vous devez choisir des conduits d'air rectangulaires plutôt que ronds, vous devez déterminer la longueur/largeur des produits plutôt que le diamètre.

Lors du choix, concentrez-vous sur la section transversale approximative, en utilisant le principe une*b ≈S et tableaux de tailles fournis par les fabricants. Nous vous rappelons que selon les normes le rapport entre la largeur (b) et la longueur (a) ne doit pas dépasser 1 à 3.

Les conduits d'air de section rectangulaire ou carrée ont une forme ergonomique, ce qui permet de les installer au ras des murs. Ceci est utilisé lors de l'installation de hottes domestiques et de tuyaux de masquage au-dessus des structures de plafond suspendu ou au-dessus des armoires de cuisine (mezzanines).

Normes généralement acceptées pour les canaux rectangulaires : dimensions minimales - 100 mm x 150 mm, maximales - 2000 mm x 2000 mm. Les conduits d'air ronds sont bons car ils ont moins de résistance et, par conséquent, ont des niveaux de bruit minimes.

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Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Des vidéos utiles vous apprendront à travailler avec des grandeurs physiques et vous aideront à mieux comprendre le fonctionnement du système de ventilation.

Vidéo n°1. Calcul des paramètres de ventilation naturelle à l'aide d'un programme informatique :

Vidéo n°2. Informations utiles sur la conception du système de ventilation dans une maison privée en construction :

Les informations contenues dans cet article peuvent être utilisées à titre informatif et pour mieux comprendre le fonctionnement du système de ventilation.

Pour des calculs plus précis de la vitesse de l'air lors de la conception des communications domestiques, nous vous recommandons de contacter des ingénieurs qui connaissent les nuances des appareils de ventilation et vous aideront à choisir la bonne taille de conduits d'air..

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