Коэффициент разрыхления грунта.

Понятие коэффициента разрыхления грунта при разработке котлована и правила его расчета

Любое строительство начинается с разработки котлована под возведение фундамента. Прочное основание жилого дома является залогом его долговечности.

На это влияет множество факторов: качество используемых стройматериалов, грамотное проектирование, анализ геологических проб почвы на близость протекания грунтовых вод и прочее.

А при определении конструкции фундамента и глубины его залегания необходимо брать во внимание разновидность и свойства грунта.

Поэтому мало нанести разметку, надо еще знать особенности грунта. Базовой его характеристикой выступает коэффициент разрыхления. Он позволяет установить увеличение объема земли при извлечении из котлована. От этого будет зависеть стоимость земляных работ.

Какие есть типы почвы с точки зрения строительства?

Если подразделять грунт с точки зрения строительства, то он бывает следующих типов:

• Сцементированный (скальный) – камнеобразные горные породы, которые поддаются разработке только путем взрыва (по специальной технологии) либо дробления. Это обусловлено их повышенной плотностью и водостойкостью.
• Несцементированный – отличается меньшей дисперсностью и проще поддается обработке. Поэтому разработка может вестись с привлечением спецтехники (бульдозеров, экскаваторов) или вручную. К подобной категории грунта относятся чернозем, песок, суглинки, смешанные почвосмеси.

Грунты скального происхождения – это горные породы высокой плотности, выпучивающиеся на поверхность либо покрытые небольшим слоем почвы. К таким относят: гранит, известь, песчаник, доломит, базальт.

Благодаря высоким прочностным показателям, они устойчивы к негативным внешним факторам:

• температурным скачкам,
• воздействию влаги.

По сравнению с другими видами грунта, данный тип самый надежный в плане строительства оснований.

Крупнообломочный грунт – это результат раскола скальных пород. Он не подвержен сжатию, равномерно оседает и не пучнится. Благодаря своим природным свойствам он идеально подходит для оснований. Но рекомендуется поверх него укладывать песчаник и глину.

Стоит отметить еще один вид грунта – песчаный. Он включает жесткие частицы в виде зерен.

В зависимости от их величины, песок бывает:

• гравелистый;
• крупный;
• средний;
• мелкий;
• пылеобразный.

От крупности частиц зависит уровень проседания песка, следовательно, и фундамента. Крупнозернистый песок лучше всего. Он меньше подвергается уплотнению и не размывается водой, а также практически не подвержен вспучиванию.

Наиболее опасными считаются пылеобразные песчаники с гравийным включением. Их еще называют «плывунами», потому что они сильно подвижны и для основания мало подходят.

Глинистая почвосмесь состоит из мельчайших чешуйчатых частиц, за счет чего они крепко сцепляются между собой. Промежуточным видом грунта (между песком и глиной) считается супесчаник. В нем содержится до 10% глинистых частиц и до 30% суглинок. Свойства такой почвы зависят от места добычи, состава и влажности. Чем больше она насыщена влагой, тем выше текучесть.

Органогенные разновидности:

• растительная прослойка;
• органический ил;
• грунт с болот и торфяники.

Подобный вариант мало пригоден для возведения фундамента. Это потому, что в таком грунте имеются соли, которые разрушают строительный материал.

Свойства, влияющие на сложность работ по копке ямы

Сложность проведения работ по разработке котлована зависит от определенных свойств грунта:

• Влажность – пропорции масс воды, содержащейся в почве, и твердых включений. Выводится в процентном соотношении: меньше 5% — грунт сухой, свыше 30% — влажный, 5-30% — нормальный. Чем мокрее земля, тем труднее ее вынимать. Исключением из правил будет глина – ее проблематичней извлекать в сухом виде.
• Разрыхляемость – свойство грунта увеличиваться в объеме в процессе выемки и разработки.
• Плотность – масса одного кубометра в обычном состоянии. Наиболее плотный и тяжелый грунт – это скальный, легкий – песчаники и супеси.
• Сцепление – степень противодействия сдвигу. Супесчаный и песчаный грунт имеет показатель от 3 до 50 кПа, суглинки – от 5 до 200 кПа. Отсюда следует, что первый вид легче поддается разработке.

Что обозначает понятие коэффициент разрыхления?

С коэффициентом разрыхления грунта приходится иметь дело не только проектировщикам, но и строителям в ходе работы. Данную характеристику используют для сравнения действительной плотности почвы на стройплощадке с номинальной.

Разумеется, для учета надежнее было бы применить взвешивание материала, но это часто невозможно осуществить по ряду причин. Тогда приходится прибегать к объемному учету, где не требуется специальное оборудование.

Такой способ позволяет выявить разницу между количеством грунта добытого в карьере, имеющегося на складе и используемого на строительной площадке.

Поскольку объемы земли до и после извлечения различаются, то расчеты с участием коэф. придется перевозить грунта.

Коэффициент первоначального разрыхления (Кp) – это значение, обозначающее увеличение количества почвосмеси в результате разработки и складирования в насыпях, по сравнению с ее изначальным состоянием в уплотненном виде.

Характеристики почв представлены в таблице:

Из таблицы видно, что коэффициент первоначального рыхления напрямую зависит от плотности. Так что, чем тяжелее грунт в естественном состоянии, тем больше он займет места после выборки. Данный показатель учитывается при вывозке извлеченной земли.

Также существует коэф. остаточного разрыхления (Кop) – показатель степени усадки грунта, уложенного в насыпь, под воздействием определенных факторов:

1. слеживания,
2. контакта с влагой,
3. утрамбовки механизмами.

Данное значение учитывают при определении количества необходимого материала, который требуется доставить на стройплощадку, а также при ссыпании для хранения и уничтожения земли.

Чтобы подсчитать стоимость земляных работ, необходимо сделать соответствующие подсчеты. Зная размер планируемого котлована, высчитывают объем грунта. Его перемножают на коэффициент первоначального рыхления.

Полученное значение и будет фактически подвергнуто разработке с помощью спецтехники и потом вывезено со строительного объекта. Полученную цифру и надо умножить на стоимость разработки, погрузки и транспортировки для 1 м3 грунта.

Коэффициенты разрыхления до и после разработки грунта различны. Они приведены в таблице в процентах:

Таблица первоначального на основании СНиП

Согласно строительным нормам СНИП, коэффициент рыхления грунтовой спеси (первоначальный) и значение плотности по соответствующим категориям, будут следующими:

Категория	Наименование	Плотность, тонн /м3	Коэффициент разрыхления
І	Влажный песок, супесчаник, суглинки	1,5–1,7	1,1–1,25
І	Рыхлый сухой песок	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, гравий средне- и мелкодисперсный, сухая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотная суглинистая почва	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Влажная глина, сланцы, смесь суглинка с щебенкой и гравием, скальные породы	1,9–2,0	1,35–1,5

Таблица остаточного на основании СНиП

Коэффициенты остаточного разрыхления по СНИП для разного типа грунта, приведены в таблице:

Разновидность грунта	Изначальное превышение объема грунта после разработки, %	Остаточное рыхление, %
Ломовая глина	28-32	От 6 до 9
Гравий+галька	16-20	От 5 до 8
Растительного происхождения	20-25	От 3 до 4
Мягкий лесс	18-24	От 3 до 6
Плотный лесс	24-30	От 4 до 7
Песчаник	10-15	От 2 до 5
Скальные породы	Около 50	От 20 до 30
Солончак (солонец) мягкий/твердый	20-26/28-32	От 3 до 6/от 5 до 9
Суглинок легкий/тяжелый	18-24/24-30	От 3 до 6/от 5 до 8
Супесчаная почвосмесь	12-17	От 3 до 5
Торфяник	24-30	От 8 до 10
Чернозем	21-27	От 5 до 7

Пример расчета

Если отталкиваться от школьного курса геометрии, то для подсчета количества рейсов грузового автомобиля, вывозимого извлеченный грунт, достаточно трех действий:

• рассчитать объем земли;
• рассчитать объем кузова самосвал;
• поделить первую величину на вторую.

Отсюда станет ясно, сколько по финансам придется потратиться на перевозку.

К примеру, проектируется дом с площадью основания 7х9 метров и двухметровой глубиной фундамента, с учетом настеленного пола и обустроенного подвала.

Тогда достаточно перемножить данные показатели, чтобы вывести количество почвы: 7х9х2 = 126 м3. Средний объем кузова машины составляет 12-13 м3. Исходя из этого определяется число рейсов: 126:12 = около 10.

Такие расчеты ошибочны, поскольку в реальности объем транспортируемого грунта явно отличен от расчетного. Это объясняется тем, что ему свойственно разрыхляться. За счет этого изначальный объем увеличивается. Вот для чего существует коэффициент разрыхления, которые учитывает подобные изменения.

Предположим, что требуется разработать определенный участок земли, отведенный под строительство какого-либо объекта. Стоит задача – выяснить, какой будет объем земли после завершения подготовительных мероприятий.

Известны следующие параметры:

• ширина ямы под фундамент – 1 метр;
• длина фундамента – 45 метров;
• углубление котлована – 1,5 метра;
• толщина подушки из гравия после уплотнения – 0,3 метра;
• тип почвы – влажный песчаник.

Принцип расчета будет следующим:

1. Сначала определяют объем котлована (Vк): Vк = 45х1х1,5 = 67,5 м3.
2. Теперь смотрят средний показатель первоначального разрыхления по влажному песку (в таблице). Он равен 1,2. Формула, по которой высчитывается количество грунта после его извлечения: V1 = 1,2х67,5 = 81 м3. Отсюда следует, что вывезти нужно 81 м3 выкопанной земли.
3. Потом выясняют конечный объем земляного пласта после трамбовки под подушку по формуле: Vп = 45х1х0,3 = 13,5 м3.
4. По таблице смотрят максимальный начальный и остаточный коэффициент рыхления гравия и гальки, переводят их в доли. Так, первый коэффициент kр = 20% или 1,2, а второй kор = 8% или 1,08. Считают объем гравия, который потребуется для укладки основания: V2 = Vп х kр/kор = 13,5х1,2/1,8 = 15 м3. Значит, понадобится для отсыпки такое количество гравия.

Подобный расчет приблизительный, но дает ориентировочное представление о том, что такое коэффициент разрыхления и для чего он нужен в строительстве. При составлении проекта возведения жилого строения задействуется более усложненная методика. А при строительстве небольшого объекта (например, гаража), подобная схема подойдет.

Заключение

Из всего изложенного материала ясно, что при разработке котлована под фундамент возводимого здания извлекаемый грунт меняется в объеме за счет формирования пустоты между кусками. Под этим подразумевается увеличение количества земли по отношению к той, что была вначале.

Такое явление характеризуется первичным коэффициентом разрыхления. Его значение варьируется в зависимости от типа грунта. А после укладки почвы в отвалы и после принудительной утрамбовки она вновь становится плотнее. Здесь уже имеет место остаточный коэффициент разрыхления.

Эти значения нужны для составления строительной сметы при подсчете земляных работ. А именно, во сколько обойдется аренда грузового автотранспорта и спецтехники. Если предварительная смета будет неверной, встанет необходимость в сверхурочном задействовании ТС, что обойдется дороже, поскольку услуга будет считаться сверхурочной.

Как рассчитать коэффициент разрыхления грунта – Обзор

Таблица разрыхления грунта.

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Категория	Наименование	Плотность, тонн / м3	Коэффициент разрыхления
І	Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный	1,4–1,7	1,1–1,25
І	Песок рыхлый, сухой	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотный суглинок	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт	1,9–2,0	1,35–1,5

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Вся необходимая информация представлена далее в статье:

Наименование	Первоначальное увеличение объема после разработки, %	Остаточное разрыхление, %
Глина ломовая	28–32	6–9
Гравийно-галечные	16–20	5–8
Растительный	20–25	3–4
Лесс мягкий	18–24	3–6
Лесс твердый	24–30	4–7
Песок	10–15	2–5
Скальные	45–50	20–30
Солончак, солонец
мягкий	20–26	3–6
твердый	28–32	5–9
Суглинок
легкий, лессовидный	18–24	3–6
тяжелый	24-30	5-8
Супесь	12-17	3-5
Торф	24-30	8-10
Чернозем, каштановый	22-28	5-7

КР по СНИП.

Коэффициент разрыхления грунта по СНИП:

• КР рыхлой супеси, влажного песка или суглинка при плотности 1.5 составляет 1,15 (категория первая).
• КР сухого неуплотненного песка при плотности 1,4 составляет 1,11 (категория первая).
• КР легкой глины или очень мелкого гравия при плотности 1,75 составляет 1,25 (третья вторая).
• КР плотного суглинка или обычной глины при плотности 1,7 составляет 1,25 (категория третья).
• КР сланцев или тяжелой глины при плотности 1,9 составляет 1,35. Плотность оставляем по умолчанию, т/м3.

Рассчитываем самостоятельно.

Допустим, вы хотите разработать участок. Задача — узнать какой объем грунта получится после проведенных подготовительных работ.

Известны следующие данные:

1. ширина котлована — 1,1 м;
2. вид почвы — влажный песок;
3. глубина котлована — 1,4 м.

Вычисляем объем котлована (Xk):

Xk = 41*1,1*1,4 = 64 м3.

Теперь смотрим первоначальное разрыхление (по влажному песку) по таблице и считаем объем, который получим уже после работ:

Xr = 64*1,2 = 77 м3.

Таким образом, 77 кубов — это тот объем пласта, который подлежит вывозу по окончанию работ.

Для чего определяют разрыхления грунта?

Объемы почвы до разработки и после выемки существенно различаются. Именно расчеты позволяют подрядчику понять, какое количество грунта придется вывезти. Для составления сметы этой части работ учитываются: плотность почвы, уровень ее влажности и разрыхление.

В строительстве виды почвы условно делят на два основные вида:

Первый вид — называют скальным. Это преимущественно горные породы (магматические, осадочные и т.д.). Они водоустойчивы, с высокой плотностью. Для их разработки (разделения) применяют специальные технологии взрыва.

Второй вид — породы несцементированные. Они отличаются дисперсностью, проще обрабатываются. Их плотность гораздо ниже, поэтому разработку можно вести ручным способом, с применением специальной техники (бульдозеров, экскаваторов). К несцементированному виду относят пески, суглинки, глину, чернозем, смешанные грунтовые смеси.

При некоторых строительных работах происходит разработка грунта для закладки фундамента.Для планирования работ, связанных с выемкой и вывозом земли, следует учитывать некоторые особенности: разрыхление, влажность, плотность.

Представленная ниже таблица коэффициента разрыхления грунта поможет вам определить увеличение объема почвы при ее выемке из котлована.

• Скальные, каменные, горные и сцементированные породы – разработка возможна лишь с применением дробления или с использованием технологии взрыва.
• Глина, песок, смешанные типы пород – выборка производится вручную или механизировано с помощью бульдозеров, экскаваторов или другой специализированной техники.

Как уплотнить щебень своими руками?

Ручная трамбовка актуальна при выполнении небольших объемов работ, поскольку требует значительных физических усилий. Варианты простейших приспособлений:

• Брус 100х100 мм и длиной, зависящей от роста человека. Оптимальный вариант – длина бруса до груди. Величина сечения может быть увеличена до 150х150 мм. Вверху монтируют ручки из металлического прута или деревянных брусков. Нижний край бруса подбивают оцинкованным листом. Принцип работы очень прост: брус поднимают на максимально возможную высоту и с силой опускают на трамбуемую поверхность. Площадь трамбовки не слишком большая, но этот вариант уплотнения – наиболее экономичный и простой.
• Более эффективный вариант – металлический оголовок, прикрепленный к деревянному брусу, выполняющему роль ручки.
• Наиболее прочной является конструкция, выполненная полностью из металла. Работа с таким инструментом эффективна, но осложняется вибрациями, которые металл, в отличие от древесины, погасить не в состоянии.

Свойства

• Разрыхление – увеличение объема земли при выемке и разработке.
• Влажность – соотношение массы воды, которая содержится в земле, к массе твердых частиц. Определяется в процентах: грунт считается сухим при влажности менее 5%, превышающий отметку 30% – мокрый, в диапазоне от 5 до 30% – нормальная влажность. Чем более влажный состав, тем более трудоемкий процесс его выемки, исключением является глина (чем более сухая – тем сложнее ее разрабатывать, слишком влажная – приобретает вязкость, липкость).
• Плотность – масса 1 м3 грунта в плотном (естественном) состоянии. Самые плотные и тяжелые скальные породы, наиболее легкие – песчаные, супесчаные почвы.
• Сцепление – величина сопротивления к сдвигу, песчаные и супесчаные почвы имеют показатель – 3–50 кПа, глины, суглинки — 5–200 кПа.

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), коэффициент разрыхления грунта (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Категория	Наименование	Плотность, тонн / м3	Коэффициент разрыхления
І	Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный	1,4–1,7	1,1–1,25
І	Песок рыхлый, сухой	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотный суглинок	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт	1,9–2,0	1,35–1,5

Проанализировав таблицу, можно сказать, что первоначальный коэффициент разрыхления грунта прямо пропорционален диапазону плотности, проще говоря, чем более плотная и тяжелая почва в природных условиях, тем больший ее объем при разработке.

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Наименование	Первоначальное увеличение объема после разработки, %	Остаточное разрыхление, %
Глина ломовая	28–32	6–9
Гравийно-галечные	16–20	5–8
Растительный	20–25	3–4
Лесс мягкий	18–24	3–6
Лесс твердый	24–30	4–7
Песок	10–15	2–5
Скальные	45–50	20–30
Солончак, солонец
мягкий	20–26	3–6
твердый	28–32	5–9
Суглинок
легкий, лессовидный	18–24	3–6
тяжелый	24-30	5-8
Супесь	12-17	3-5
Торф	24-30	8-10
Чернозем, каштановый	22-28	5-7

Общие сведения

Свойства земли

На сложность работ по разработке и цену земляных работ воздействуют такие свойства земли:

1. Влажность – отношение веса воды, которая содержится в грунте, к массе частиц твердого типа.
2. Сцепление – это сопротивление различным сдвигам.
3. Плотность, а именно масса одного метра кубического земли в естественном виде.
4. Разрыхляемость – способность увеличится в объеме при вынимании и разработке.

Влажность земли – это его мера насыщения посредством воды, которая выражена в процентном соотношении. Нормальный уровень влажности будет лежать в пределах от 5 до 25%, а виды земли, которые имеют влажность больше 30%, можно считать мокрыми. При влажности до 5% землю можно называть сухой. Именно сцепление будет воздействовать на сопротивление земли сдвигу, у песков и супесей данный показатель будет лежать в диапазоне от 3 до 50 кПа, а у глины и суглинков – от 5 до 200 кПа.

Технические параметры разных видов земли приведены в этой таблице.

Коэффициент разрыхления грунта при разработке котлована: что это такое, таблица первоначального и остаточного на основании СНиП, порядок расчета и пример

Показатели разрыхления грунтов и пород для пересчета объема, замеренного в отвале или насыпи, в объем, соответствующий естественной плотности грунта или породы

Расчет несущей способности грунта

Определение несущей способности грунта – это достаточно трудоемкий процесс, который можно выполнить подручными средствами (вручную/онлайн) или же воспользоваться услугами геолого-геодезических агенств. Если вы хотите сэкономить и выполнить расчет самостоятельно – поможет вам в этом нелегком деле!

Мы предлагаем вам воспользоваться нашим удобным онлайн-калькулятором расчета сопротивления грунта на сжатие/сдвиг. По окончанию вычисления вы получите значение расчетного сопротивления в четырех разных единицах измерения (кПа, kH/m2, тс/м2, кгс/см2). Для того чтобы получить результат расчета, вам необходимо заполнить несколько полей:

• Тип расчета. На основании лабораторных испытаний или при неизвестных характеристиках грунта.
• Характеристики грунта. Тип, коэффициент пористости и показатель текучести, а также осредненное расчетное значение удельного веса грунтов.
• Параметры фундамента. Ширина основания и глубина заложения.

Последние две характеристики грунта определяются только для глинистых грунтов.

Калькулятор расчетного сопротивления грунта основания

Для начала нам необходимо выбрать тип расчета. Первый вариант подразумевает, что вы получите отдадите образец грунта в специализированную лабораторию на исследование. Данный способ занимает большое количество времени и средств. Поэтому если у вас не сложный участок и вы уверены, что сможете сделать все своими силами, мы предлагаем воспользоваться вторым вариантом и выполнить расчет на основании табличных данных.

Классификация грунтов

Следующий этап работ связан с определением типа грунта. Согласно СНиП 11-15—74, все виды грунтов делятся на две основные группы:

• скальные;
• нескальные.

Первые, представлены горными породами, метаморфического или гранитного происхождения. Встречаются в горных областях и в местах выхода основания тектонической платформы на поверхность (щиты). В нашей стране это территория Карелии и Мурманской области. Горные системы Урала, Кавказа, Алтая, Камчатки, плоскогорья Сибири и Дальнего Востока.

Сопротивление скальных грунтов настолько высоко, что вы можете не производить никаких предварительных расчетов.

Нескальные грунты встречаются повсеместно на равнинах. Они подразделяются на несколько видов, а те в свою очередь на фракции:

Как определить тип грунта самостоятельно?

Существует простой дедовский способ определения типа грунта, которым пользовались ваши родители и родители ваших родителей – он заключается в выявлении физико-механических свойств породы.

Для этого необходимо провести отбор проб почвы в крайних точках и в середине участка. Выкопайте ямы на глубину, предполагаемого уровня заложения фундамента и возьмите образецы грунта с каждой контрольной точки.

Подготовьте рабочую поверхность, для того чтобы провести научный эксперимент.

• Намочите почву до состояния, когда из нее можно будет сформировать шар.
• Попробуйте раскатать шар в продолговатое тело (шнур).
  • Если у вас не получилось этого сделать, то перед вами песчаная почва.
  • Если немного схватывается, но все равно разрушается – это супесь.
  • Если шнур удается свернуть в кольцо, но наблюдаются разрывы/трещины – это суглинок.
  • Если кольцо замкнулось, а тело осталось невредимым – это глина.

Для наглядности можно посмотреть иллюстрацию ниже:

Если вам не удалось ничего сделать из образца грунта, то для вас расчет несущей способности песчаного грунта закончился. Выберите соответствующий пункт в калькуляторе и нажмите “Рассчитать“.

Коэффициент разрыхления грунта: пример расчета при использовании и его в строительстве

Строительные работы начинаются с разметки участка и разработки грунта под фундамент. Земляные работы занимают также первую строчку в строительной смете, и немалая сумма приходится на оплату техники, производящей выемку и вывоз грунта с участка. Для составления сметы и оценки стоимости работ мало знать габариты котлована, необходимо также учитывать особенности грунта. Одной из таких характеристик является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при выемке его из котлована

Коэффициент разрыхления грунта

Все грунты с точки зрения строительства можно разделить на две группы:

• Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;
• Несцементированные, выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

• Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;
• Сцепление – сопротивление сдвигу;
• Плотность, то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;
• Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Влажность грунт – это мера его насыщения водой, выраженная в процентах. Нормальная влажность лежит в пределах 5-25%,а грунты, имеющие влажность более 30%, считаются мокрыми. При влажности до 5% грунты принято называть сухими.

Образец влажного грунта

Сцепление влияет на сопротивление грунта сдвигу, у песков и супесей этот показатель лежит в диапазоне 3-50 кПа, у глин и суглинков – в пределах 5-200 кПа.

Плотность зависит от качественного и количественного состава грунта, а также от его влажности. Самыми плотными, и, соответственно, тяжелыми являются скальные грунты, наиболее легкие категории грунта – пески и супеси. Характеристики грунтов приведены в таблице:

Таблица — различные категории грунта

Как видно из таблицы, коэффициент первоначального разрыхления грунта прямо пропорционален плотности грунта, иными словами, чем плотнее и тяжелее грунт в естественных условиях, тем больше объема он займет в выбранном состоянии. Этот параметр влияет на объемы вывозки грунта после его разработки.

Существует также такой показатель, как остаточное разрыхление грунта, он показывает, насколько грунт поддается осадке в процессе слеживания, при контакте с водой, при трамбовке механизмами. Для частного строительства этот показатель имеет значение при заказе гравия для выполнения подушки под фундамент и других работ, связанных с расчетом привозного грунта. Также он важен для складирования и утилизации грунтов.

Таблица — наименование грунта и его остаточное разрыхление %

Пример расчета коэффициента разрыхления грунта

Применение коэффициентов первоначального и остаточного разрыхления грунтов на практике можно рассмотреть на примере расчета. Предположим, что есть необходимость выполнить разработку грунта под котлован заглубленного ленточного фундамента с последующей отсыпкой гравийной подушки. Грунт на участке – влажный песок. Ширина котлована – 1 метр, общая длина ленты фундамента 40 метров, глубина котлована – 1,5 метров, толщина гравийной подушки после трамбовки – 0,3 метра.

• Находим объем котлована, а, следовательно, и грунта в естественном состоянии:

Vк = 40 · 1 · 1,5 = 60 м3.

• Применяя коэффициент первоначального разрыхления грунта, определяем его объем после разработки:

V1 = kр · Vк = 1,2 · 60 = 72 м3;

где kр= 1,2 – коэффициент первоначального разрыхления грунта для влажного песка, принятый по среднему значению (таблица 1).

Следовательно, объем вывоза грунта составит 72м3.

• Находим конечный объем гравийной подушки после трамбовки:

Vп = 40 · 1 · 0,3 = 12 м3.

• Находим по таблице 2 максимальные значения первоначального и остаточного коэффициента разрыхления для гравийных и галечных грунтов и выражаем их в долях.

Первоначальный коэффициент разрыхления kр = 20% или 1,2; остаточный коэффициент разрыхления kор = 8% или 1,08.

• Вычисляем объем гравия для выполнения гравийной подушки конечным объемом 12 м3.

V2 = Vп ·kр/kор=12 · 1,2/1,08 = 13,33 м3.

Следовательно, объем необходимого для отсыпки гравия составит 13,3м3.

Конечно, такой расчет является весьма приблизительным, но он даст вам представление о том, что такое коэффициент разрыхления грунта, и для чего он используется. При проектировании коттеджа или жилого дома применяется более сложная методика, но для предварительного расчета стройматериалов и трудозатрат на строительство гаража или дачного домика вы можете ее использовать.

Раздел НАСЫПИ НА БОЛОТАХ

Таблица 1-140. Удаление растительно-корневого покрова и торфа

Состав работ: 01. Разработка растительно-корневого покрова и торфа. 02. Перекидка и разравнивание грунта. 03. Устройство, содержание и перекладка щитов под экскаваторы.

Функциональный код	Строительно-монтажные процессы	Материалы
наименование	измеритель	наименование	ед. изм.	расход
Удаление растительно-корневого покрова и торфа: в траншеях на болотах:
Е1-140.1	1 типа	1000 м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	4,54
Болты диам. 6 мм, ГОСТ 7798-70	т	0,081
Поковки строительные массой 1,8 кг	кг	17,2
Е1-140.2	2 типа	1000 м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	7,40
Болты диам. 6 мм, ГОСТ 7798-70	т	0,118
Поковки строительные массой 1,8 кг	кг	21,4
Е1-140.3	в продольных водоотводных канавах	1000 м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	17,10
Болты диам. 6 мм, ГОСТ 7798-70	т	0,304
Поковки строительные массой 1,8 кг	кг	64,6
Е1-140.4	в канавах-торфоприемниках	1000 м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	16,50
Болты диам. 6 мм, ГОСТ 7798-70	т	0,262
Поковки строительные массой 1,8 кг	кг	47,6

Таблица 1-142. Перемещение грунта автомобилями-самосвалами для отсыпки насыпей в пределах болота.

Состав работ: 01. Содержание землевозных дорог на болоте.

Функциональный код	Строительно-монтажные процессы	Материалы
наименование	измеритель	наименование	ед. изм.	расход
Перемещение грунта автомобилями-самосвалами для отсыпки насыпей в пределах болота на расстояние до 0,25 км
Е1-142.1	грунты 1 группы	1000 м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	3,2
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	14,5
Е1-142.2	грунты 2-3 группы	1000м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	3,6
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	15,4
Е1-142.3	грунты 4 группы	1000м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	3,8
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	17,0
Е1-142.4	грунты 6 группы	1000м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	5,3
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	22,4
Добавлять на каждые последующие 0,25 км:
Е1-142.5	грунты 1 группы	1000м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	1,0
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	4,6
Е1-142.6	грунты 2-3 группы	1000м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	1,2
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	5,1
Е1-142.7	грунты 4 группы	1000м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	1,4
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	5,8
Е1-142.8	грунты 6 группы	1000м3 грунта	Бревна диам. 14-24 см	м3	1,8
Гравий Др 16, фр. свыше 20 до 40 мм, ГОСТ 8268-82	м3	7,5

Расчет объемов грунта при выполнении траншей для въезда в котлован

Для обеспечения въезда в котлован и выезда из него устраивают как минимум две траншеи (съезда-выезда). Ширина траншеи (Вr, м) принимается в зависимости от ширины планируемых для заезда в нее строительных и транспортных машин.

При одностороннем движении ширину траншеи по низу принимают равной Вт = Вт1 = 4,5 м, а при двухстороннем движении ширину траншеи по низу, принимают равной: Вт = ВТ2 =6 м.

Объем земляных работ (VТВ, м 3), при устройстве траншеи съезда определяют по формуле:

VТВ = (Н2 ( 3Вт + 2mН(m? – m)/ m?) * (m? – m) / 6(16)

Н – глубина котлована, м

Вт – (Вт1 и Вт2) ширина траншеи по низу, м

m – коэффициент заложения откоса котлована

m? – коэффициент заложения откоса траншеи.

VТВ = (4(3 * 6 + 2 * 0,98) * 9,75) / 6 = 130 м3

Земляные работы

После завершения подготовительных действий спецтехника приступает к основным земляным работам на котловане. Высокоэффективная механизированная разработка котлована экскаватором позволяет выполнить выемку на полный объём котлована в кратчайшие сроки. Вынутый грунт частично остаётся в пределах строительной площадки для обратной засыпки пазух на этапе строительства здания. Объём оставляемой породы известен из ранее проведённых по проекту расчётов. По остальному объёму производится вывоз грунта самосвалами на площадку утилизации.

Земляные работы и шпунтирование стен выемки трубами с забиркой из доски

Коэффициент Разрыхления Грунта | Таблица СНИП

Для составления сметы и оценки стоимости работ мало знать габариты котлована, необходимо также учитывать особенности грунта. Одной из таких характеристик является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при выемке его из котлована.

Все грунты с точки зрения строительства можно разделить на две группы:

1. Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;
2. Несцементированные — выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

• Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;
• Сцепление – сопротивление сдвигу;
• Плотность — то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;
• Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Таблица Разрыхления Грунта

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Категория	Наименование	Плотность, тонн / м3	Коэффициент разрыхления
І	Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный	1,4–1,7	1,1–1,25
І	Песок рыхлый, сухой	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотный суглинок	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт	1,9–2,0	1,35–1,5

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Вся необходимая информация представлена далее в таблице:

Наименование	Первоначальное увеличение объема после разработки, %	Остаточное разрыхление, %
Глина ломовая	28–32	6–9
Гравийно-галечные	16–20	5–8
Растительный	20–25	3–4
Лесс мягкий	18–24	3–6
Лесс твердый	24–30	4–7
Песок	10–15	2–5
Скальные	45–50	20–30
Солончак, солонец
мягкий	20–26	3–6
твердый	28–32	5–9
Суглинок
легкий, лессовидный	18–24	3–6
тяжелый	24-30	5-8
Супесь	12-17	3-5
Торф	24-30	8-10
Чернозем, каштановый	22-28	5-7

КР по СНИП

Коэффициент разрыхления грунта по СНИП:

• КР рыхлой супеси, влажного песка или суглинка при плотности 1.5 составляет 1,15 (категория первая).
• КР сухого неуплотненного песка при плотности 1,4 составляет 1,11 (категория первая).
• КР легкой глины или очень мелкого гравия при плотности 1,75 составляет 1,25 (третья вторая).
• КР плотного суглинка или обычной глины при плотности 1,7 составляет 1,25 (категория третья).
• КР сланцев или тяжелой глины при плотности 1,9 составляет 1,35. Плотность оставляем по умолчанию, т/м3.

Рассчитываем самостоятельно

Допустим, вы хотите разработать участок. Задача — узнать какой объем грунта получится после проведенных подготовительных работ.

Известны следующие данные:

1. ширина котлована — 1,1 м;
2. вид почвы — влажный песок;
3. глубина котлована — 1,4 м.

Вычисляем объем котлована (Xk):

Xk = 41*1,1*1,4 = 64 м3.

Теперь смотрим первоначальное разрыхление (по влажному песку) по таблице и считаем объем, который получим уже после работ:

Xr = 64*1,2 = 77 м3.

Таким образом, 77 кубов — это тот объем пласта, который подлежит вывозу по окончанию работ.

Для чего определяют разрыхления грунта?

Объемы почвы до разработки и после выемки существенно различаются. Именно расчеты позволяют подрядчику понять, какое количество грунта придется вывезти. Для составления сметы этой части работ учитываются: плотность почвы, уровень ее влажности и разрыхление.

В строительстве виды почвы условно делят на два основные вида:

1. сцементированный;
2. несцементированный.

Первый вид — называют скальным. Это преимущественно горные породы (магматические, осадочные и т.д.). Они водоустойчивы, с высокой плотностью. Для их разработки (разделения) применяют специальные технологии взрыва.

Второй вид — породы несцементированные. Они отличаются дисперсностью, проще обрабатываются. Их плотность гораздо ниже, поэтому разработку можно вести ручным способом, с применением специальной техники (бульдозеров, экскаваторов). К несцементированному виду относят пески, суглинки, глину, чернозем, смешанные грунтовые смеси.

Как рассчитать диаметр и длину вентиляционных труб

Одним из условий создания комфортного микроклимата в жилых и производственных помещениях является наличие инженерной системы, благодаря которой осуществляется циркуляция воздуха. Чтобы обеспечить ее эффективное функционирование, необходимо правильно рассчитать длину и диаметр вентиляционной трубы. Для этого пользуются несколькими методиками, в зависимости от характеристик инженерной системы.

Схема вентиляции частного дома

Последствия плохой вентиляции

При неправильной организации системы притока свежего воздуха в помещениях будет ощущаться нехватка кислорода и повышенная влажность. Ошибки в конструировании вытяжки чреваты появлением копоти на стенах кухни, запотеванием окон и появлением грибка на поверхности стен.

Запотевание окон при недостаточной вытяжке

При этом нужно учитывать, что для монтажа системы вентиляции могут использоваться трубы круглого или квадратного сечения. При удалении воздуха без применения специальных устройств целесообразно устанавливать круглые воздуховоды, так как они прочнее, герметичнее и отличаются хорошими аэродинамическими характеристиками. Квадратные трубы лучше использовать для принудительной вентиляции.

Расчет системы вентиляции

Нормативный объем приточного воздуха

Обычно в жилых зданиях используются системы естественной вентиляции. В этом случае наружный воздух поступает внутрь помещений через фрамуги, форточки и специальные клапаны, а его удаление происходит с помощью вентиляционных каналов. Они могут быть приставными или располагаться во внутренних стенах. Возведение вентиляционных каналов во внешних ограждающих конструкциях не допускается из-за возможного образования конденсата на поверхности и последующего повреждения сооружений. Кроме того, охлаждение может снижать скорость воздухообмена.

Обеспечение естественного притока воздуха с помощью проветривания

Определение параметров вентиляционных труб для жилых зданий осуществляется на основании требований, регламентируемых СНиП, и другими нормативными документами. Кроме того, важен и показатель кратности обмена, который отражает эффективность функционирования вентиляционной системы. Согласно ему объем притока воздуха в помещение зависит от его назначения и составляет:

• Для жилых зданий —3 м 3 /час на 1 м 2 площади, независимо от числа людей, пребывающих на территории. По санитарным нормам для временно находящихся достаточно 20 м 3 /час, а для постоянных жителей — 60 м 3 / час.
• Для подсобных сооружений (гараж и т.п.) —не менее 180 м 3 /час.

Чтобы рассчитать диаметр труб для вентиляции, в качестве основы берут систему с естественным притоком воздуха, без установки специальных устройств. Самый простой вариант — воспользоваться соотношением площади помещения и сечения вентиляционного отверстия.

В жилых зданиях на 1 м 2 необходимо 5,4 м 2 сечения воздуховода, а в подсобных — около 17,6 м 2 . Однако менее 15 м 2 его диаметр быть не может, иначе не обеспечивается циркуляция воздуха. Более точные данные получаются при помощи сложных расчетов.

Алгоритм определения диаметра вентиляционной трубы

На основании таблицы, приведенной в СНиП, производится определение параметров вентиляционной трубы на основании кратности воздухообмена. Она представляет собой величину, которая показывает, сколько раз в течение часа происходит замена воздуха в помещении, и зависит от его объема. Прежде чем определить диаметр трубы для вентиляции, выполняют следующее:

1. Вычисляют объем каждого помещения, путем перемножения трех его размеров.
2. Определяют необходимый объем воздуха согласно формуле (отдельно для каждого помещения)
3. Обычно для большинства комнат нормируется или вытяжка, или приток. В некоторых помещениях нужно обеспечить и поступление воздуха, и его своевременное удаление.
4. Все значения L нужно округлить в сторону увеличения таким образом, чтобы получить цифру, кратную 5.
5. Для тех помещений, где необходим только приток или вытяжка, расчетный объем воздуха суммируют отдельно.
6. Составляют баланс, в котором суммарные объема притока и вытяжки должны совпадать.
7. Определив необходимый объем воздуха для всего жилья, по диаграмме находят диаметр трубы для вытяжки. При этом необходимо учитывать, что скорость в центральном воздуховоде не должна превышать 5 м/с, а в его ответвлениях — 3 м/с.

Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы

Особенности определения длины вентиляционных труб

Еще одним важным параметром при проектировании систем вентиляции является длина наружной трубы. Она объединяет все находящиеся в доме каналы, по которым осуществляется циркуляция воздуха, и служит для его вывода наружу.

Расчет по таблице

Высота вентиляционной трубы зависит от ее диаметра и определяется по таблице. В ее ячейках указано сечение воздуховодов, а в столбце слева — ширина труб. Их высота указывается в верхней строке и обозначается в мм.

Подбор высоты трубы вентиляции по таблице

При этом нужно учитывать:

• Если вентиляционная труба находится рядом с дымовой, то их высота должна совпадать, чтобы избежать проникновения дыма внутрь помещений во время отопительного сезона.
• При расположении воздуховода от конька или парапета на расстоянии, которое не превышает 1,5 м, его высота должна быть больше 0,5 м. Если труба находится в пределах от 1,5 до 3 м от конька крыши, то она не может быть ниже его.
• Высота вентиляционной трубы над крышей плоской формы не может быть меньше 0,5 м.

Расположение вентиляционных труб относительно конька крыши

Использование программного обеспечения

Пример расчета естественной вентиляции с помощью специальных программ

Расчет естественной вентиляции менее трудоемок, если воспользоваться для этого специальной программой. Для этого сначала определяется оптимальный объем притока воздуха, в зависимости от назначения помещения. Затем на основании полученных данных и особенностей проектируемой системы делают расчет вентиляционной трубы. При этом программа позволяет учитывать:

• среднюю температуру внутри и снаружи;
• геометрическую форму воздуховодов;
• шероховатость внутренней поверхности, которая зависит от материала труб;
• сопротивление движению воздуха.

Система вентиляции с трубами круглого сечения

В результате получают необходимые размеры вентиляционных труб для сооружения инженерной системы, которая должна обеспечивать циркуляцию воздуха в определенных условиях.

Правильный расчет параметров вентиляционных труб позволит спроектировать и построить эффективную систему, которая даст возможность контролировать уровень влажности в помещениях и обеспечит комфортные условия для проживания.

Калькуляторы расчета площади сечения вытяжной отдушины вентиляции

Если вентиляция в доме или квартире не справляется со своими задачами, то это чревато очень серьёзными последствиями. Да, проблемы в работе этой системы проявляются на так быстро и чувствительно, как, скажем неполадки с отоплением, и не все хозяева уделяют им адекватное внимание. Но результаты могут быть весьма печальными. Это — спертый переувлажненный воздух в помещениях, то есть идеальная среда для развития болезнетворных микроорганизмов. Это — запотевшие окна и сырые стены, на которых вскорости могут появиться очаги плесени. Наконец, это — попросту снижение комфорта из-за распространяющихся от санузла, ванной, кухни в жилую зону запахов.

Калькуляторы расчета площади сечения вытяжной отдушины вентиляции

Чтобы избежать застойных явлений, в помещениях в течение отрезка времени должен происходить обмен воздуха с определённой кратностью. Приток осуществляется через жилую зону квартиры или дома, вытяжка – через кухню, ванную, санузел. Именно для этого там и располагаются окна (отдушины) вытяжных вентиляционных каналов. Нередко хозяева жилья, затевающие ремонт, спрашивают, можно ли заделать эти отдушины или уменьшить их в размерах, чтобы, например, установить на стенах те или иные предметы мебели. Так вот — полностью перекрывать их однозначно нельзя, а перенос или изменение в размерах возможны, но не только с условием, что будет обеспечена необходимая производительность, то есть способность пропустить требуемый объем воздуха. А как это определить? Надеемся, читателю помогут предлагаемые калькуляторы расчета площади сечения вытяжной отдушины вентиляции.

Калькуляторы будут сопровождаться необходимыми пояснениями по проведению вычислений.

Расчет нормального воздухообмена для эффективной вентиляции квартиры или дома

Итак, при нормальной работе вентиляции в течение часа воздух в помещениях должен постоянно меняться. Действующими руководящими документами (СНиП и СанПиН) установлены нормы притока свежего воздуха в каждое из помещений жилой зоны квартиры, а также минимальные объемы его вытяжки через каналы, расположенные на кухне, в ванной в санузле, иногда – и в некоторых других специальных помещениях.

Эти нормативы, опубликованные в нескольких документах, для удобства читателя объединены в одну таблицу, показанную ниже:

Тип помещения	Минимальные нормы воздухообмена (кратность в час или кубометров в час)
ПРИТОК	ВЫТЯЖКА
Требования по Своду Правил СП 55.13330.2011 к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома»
Жилые помещения с постоянным пребыванием людей	Не менее однократного обмена объема в течение часа	–
Кухня	–	60 м³/час
Ванная, туалет	–	25 м³/час
Остальные помещения	Не менее 0,2 объема в течение часа
Требования по Своду Правил СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»
Минимальный расход наружного воздуха на одного человека: жилые помещения с постоянным пребыванием людей, в условиях естественного проветривания:
При общей жилой площади более 20 м² на человека	30 м³/час, но при этом не менее 0,35 от общего объема воздухообмена квартиры в час
При общей жилой площади менее 20 м² на человека	3 м³/час на каждый 1 м² площади помещения
Требования по Своду Правил СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»
Спальная, детская, гостиная	Однократный обмен объема в час
Кабинет, библиотека	0,5 от объема в час
Бельевая, кладовка, гардеробная	0,2 от объема в час
Домашний спортзал, биллиардная	80 м³/час
Кухня с электрической плитой	60 м³/час
Помещения с газовым оборудованием	Однократный обмен + 100 м³/час на газовую плиту
Помещение с твёрдотопливным котлом или печью	Однократный обмен + 100 м³/час на котел или печь
Домашняя прачечная, сушилка, гладильная	90 м³/час
Душевая, ванная, туалет или совмещенный санузел	25 м³/час
Домашняя сауна	10 м³/час на каждого человека

Пытливый читатель наверняка заметит, что нормативы по разным документам несколько отличаются. Причем, в одном случае нормы устанавливаются исключительно по размерам (объему) помещения, а другом – по количеству людей постоянно пребывающих в этом помещении. (Под понятием постоянного пребывания имеется в виду нахождение в комнате 2 часа и более).

Поэтому при проведении расчетов вычисления минимального объема воздухообмена желательно проводить по всем доступным нормативам. А затем – выбрать результат с максимальным показателем – тогда ошибки точно не будет.

Провести быстро и точно расчет притока воздуха для всех помещений квартиры или дома поможет первый предлагаемый калькулятор.

Калькулятор расчета требуемых объемов притока воздуха для нормальной вентиляции

Как видите, калькулятор позволяет провести вычисления и от объёмов помещений, и от количества постоянно пребывающих в них людей. Повторимся, желательно провести оба расчета, а затем выбрать из двух получившихся результатов, если они будут различаться, максимальный.

Проще будет действовать, если заранее составить небольшую таблицу, в которой перечислены все помещения квартиры или дома. А затем в нее вносить полученные значения притока воздуха – для комнат жилой зоны, и вытяжки – для помещений, где предусмотрены вытяжные вентиляционные каналы.

К примеру, это может выглядеть так:

Помещение и его площадь	Нормы притока	Нормы вытяжки
1 способ – по объему комнаты	2 способ – по количеству людей	1 способ	2 способ
Гостиная, 18 м²	50	–	–
Спальная, 14 м²	39	–	–
Детская, 15 м²	42	–	–
Кабинет, 10 м²	14	–	–
Кухня с газовой плитой, 9 м²	–	–	60
Санузел	–	–	–
Ванная	–	–	–
Гардероб-кладовая, 4 м²	–
Суммарное значение	177
Принимаемое общее значение воздухообмена

Затем суммируются максимальные значения (они в таблице для наглядности выделены подчёркиванием), отдельно для притока и для вытяжки воздуха. А так как при работе вентиляции должно соблюдаться равновесие, то есть сколько воздуха в единицу времени поступило в помещения – столько же должно и выйти, итоговым выбирается также максимальное значение из полученных двух суммарных. В приведенном примере – это 240 м³/час.

Этот значение и должно быть показателем суммарной производительности вентиляции в доме или квартире.

Распределение объемов вытяжки по помещениям и определение площади поперечного сечения каналов

Итак, найден объем воздуха, который должен поступить помещения квартиры в течение часа и, соответственно, выведен за это же время.

Далее, исходят их количества вытяжных каналов, имеющихся (или планируемых к организации – при проведении самостоятельного строительства) в квартире или доме. Полученный объем необходимо распределить между ними.

Для примера, вернемся к таблице выше. Через три вентиляционных канала (кухня, санузел и ванная) необходимо отвести 240 кубометров воздуха в час. При этом из кухни по расчетам должно отводиться не менее 125 м³, из ванной и туалета по нормативам – не менее, чем по 25 м³. Больше – пожалуйста.

Поэтому напрашивается такое решение: кухне «отдать» 140 м³/час, а оставшееся — разделить поровну между ванной и санузлом, то есть по 50 м³/час.

Ну а зная объем, который необходимо отвести в течение определённого времени – несложно подсчитать ту площадь вытяжного канала, которая гарантированно справится с задачей.

Правда, для расчетов требуется еще и значение скорости воздушного потока. А она тоже подчиняется определённым правилам, связанным с допустимыми уровнями шума и вибрации. Так, скорость потока воздуха на вытяжных вентиляционных решетках при естественной вентиляции должна быть в пределах диапазона 0,5÷1,0 м/с.

Приводить формулу расчета здесь не будем – сразу предложим читателю воспользоваться онлайн-калькулятором, который определит требуемую минимальную площадь сечения вытяжного канала (отдушины).

Калькулятор расчета минимальной площади сечения вентиляционной отдушины

Обладая элементарными знаниями в геометрии, полученную площадь несложно привести к размерам прямоугольника. Правда, при этом должно соблюдаться условие – соотношение длинной и короткой стороны – не более, чем 3:1.

Нередко вентиляционные решетки имеют и круглое окно. Значит, необходимо пересчитать площадь сечения в диаметр. Или же требуется сделать переход от прямоугольного сечения на круглое. В обоих случаях будет полезен третий калькулятор, предназначенный специально для такой цели.

Калькулятор расчета диаметра круглого канала, эквивалентного площади прямоугольного

Полученное значение будет ориентиром при приобретении стандартных деталей с круглым сечением. Естественно, округление при этом делается в бо́льшую сторону.

Правильная организации естественной вентиляции

Объем данной статьи не позволяет рассмотреть все нюансы организации вентиляции жилого дома или квартиры. Но в этом и нет особой нужды, так как на страницах нашего портала уже имеется специальная публикация, в которой проблемы естественной вентиляции рассматриваются со всеми подробностями.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Расчет системы вентиляции и ее отдельных элементов: площади, диаметров труб, параметров нагревателей и диффузоров

вентиляция необходима любому зданию

Хотя для расчетов вентиляции существует множество программ, многие параметры все еще определяются по старинке, с помощью формул. Расчет нагрузки на вентиляцию, площади, мощности и параметров отдельных элементов производят после составления схемы и распределения оборудования.

Это сложная задача, которая под силу лишь профессионалам. Но если необходимо подсчитать площадь некоторых элементов вентиляции или сечение воздуховодов для небольшого коттеджа, реально справиться самостоятельно.

1. Расчет воздухообмена
2. Расчет тепловой нагрузки
3. Расход тепла на вентиляцию
4. Расчет диаметра воздуховодов
5. Расчет площади элементов вентиляции
6. Расчет диффузоров и решеток
7. Расчет канального нагревателя
8. Расчет вытесняющей вентиляции

Расчет воздухообмена

движение потоков воздуха при разных схемах вентиляции

Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:

R=n * R1,

здесь R1 — потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.мчас, n — количество постоянных сотрудников в помещении.

Если объем помещения на одного сотрудника составляет больше 40 кубометров и работает естественная вентиляция, не нужно рассчитывать воздухообмен.

Для помещений бытового, санитарного и подсобного назначения расчет вентиляции по вредностям производится на основании утвержденных норм кратности воздухообмена:

• для административных зданий (вытяжка) — 1,5;
• холлы (подача) — 2;
• конференц-залы до 100 человек вместимостью (по подаче и вытяжке) — 3;
• комнаты отдыха: приток 5, вытяжка 4.

Для производственных помещений, в которых постоянно или периодически в воздух выделяются опасные вещества, расчет вентиляции производится по вредностям.

Воздухообмен по вредностям (парам и газам) определяют по формуле:

Q=K(k2-k1),

здесь К — количество пара или газа, появляющееся в здании, в мгч, k2 — содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 — содержание газа или пара в приточке.

Разрешается концентрация вредностей в приточке до 13 от ПДК.

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q=Gизбc(tyx — tn),

здесь Gизб — избыточное тепло, вытягиваемое наружу, измеряется в Вт, с — удельная теплоемкость по массе, с=1 кДж, tyx — температура удаляемого из помещения воздуха, tn — температура приточки.

Расчет тепловой нагрузки

диаграмма тепловой нагрузки от общеобменной вентиляции

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Qв= Vн * k * p * Cр(tвн — tнро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию Vн — внешний объем строения в кубометрах, k — кратность воздухообмена, tвн — температура в здании средняя, в градусах Цельсия, tнро — температура воздуха снаружи, используемая при расчетах отопления, в градусах Цельсия, р — плотность воздуха, в кгкубометр, Ср — теплоемкость воздуха, в кДжкубометр Цельсия.

Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной Qв, постоянной величиной.

Если при расчете тепловой нагрузки на вентиляцию невозможно уменьшить кратность воздухообмена, расход тепла рассчитывают по температуре отопления.

Расход тепла на вентиляцию

Удельный годовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается так:

Q=[Qo — (Qb + Qs) * n * E] * b * (1-E),

в формуле для расчета расхода тепла на вентиляцию Qo — общие теплопотери строения за сезон отопления, Qb — поступления тепла бытовые, Qs — поступления тепла снаружи (солнце), n — коэффициент тепловой инерции стен и перекрытий, E — понижающий коэффициент. Для индивидуальных отопительных систем 0,15, для центральных 0,1, b — коэффициент теплопотерь:

• 1,11 — для башенных строений;
• 1,13 — для строений многосекционных и многоподъездных;
• 1,07 — для строений с теплыми чердаками и подвалами.

Расчет диаметра воздуховодов

воздуховоды различного диаметра и формы сечения

Диаметры и сечения воздуховодов вентиляции рассчитывают после того, как составлена общая схема системы. При расчетах диаметров воздуховодов вентиляции учитывают следующие показатели:

• Объем воздуха (приточного или вытяжного), который должен пройти через трубу за заданный промежуток времени, куб.мч;
• Скорость движения воздуха. Если при расчетах вентиляционных труб скорость движения потока занижена, установят воздуховоды слишком большого сечения, что влечет дополнительные расходы. Завышенная скорость приводит к появлению вибраций, усилению аэродинамического гула и повышению мощности оборудования. Скорость движения на притоке 1,5 — 8 мсек, она меняется в зависимости от участка;
• Материал вентиляционной трубы. При расчете диаметра этот показатель влияет на сопротивление стенок. Например, наиболее высокое сопротивление оказывает черная сталь с шероховатыми стенками. Поэтому расчетный диаметр воздуховода вентиляции придется немного увеличить по сравнению с нормами для пластика или нержавейки.

Вид участка	Скорость потока, мс
Магистральные трубопроводы	От 6 до 8
Боковые отводки	От 4 до 5
Распределительные трубопроводы	От 1,5 до 2
Верхние приточки	От 1 до 3
Вытяжки	От 1,5 до 3

Таблица 1. Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:

S=R3600v,

здесь v — скорость движения воздушного потока, в мс, R — расход воздуха, кубометрыч.

Число 3600 — временной коэффициент.

Зная площадь сечения, можно рассчитать диаметр круглого воздуховода вентиляции:

здесь: D — диаметр вентиляционной трубы, м.

Если необходимо рассчитать диаметр вентиляционной трубы прямоугольного сечения, ее показатели подбирают исходя из полученной площади сечения круглой трубы.

Расчет площади элементов вентиляции

Расчет площади вентиляции необходим в том случае, когда элементы изготавливаются из листового металла и нужно определить количество и стоимость материала.

Площадь вентиляции рассчитывают электронные калькуляторы или специальные программы, их во множестве можно найти в интернете.

Мы приведем несколько табличных значений наиболее популярных элементов вентиляции.

Диаметр, мм	Длина, м
	1	1,5	2	2,5
100	0,3	0,5	0,6	0,8
125	0,4	0,6	0,8	1
160	0,5	0,8	1	1,3
200	0,6	0,9	1,3	1,6
250	0,8	1,2	1,6	2
280	0,9	1,3	1,8	2,2
315	1	1,5	2	2,5

Таблица 2. Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

Значение площади в м. кв. на пересечении горизонтальной и вертикальной строчки.

Диаметр, мм	Угол, град
	15	30	45	60	90
100	0,04	0,05	0,06	0,06	0,08
125	0,05	0,06	0,08	0,09	0,12
160	0,07	0,09	0,11	0,13	0,18
200	0,1	0,13	0,16	0,19	0,26
250	0,13	0,18	0,23	0,28	0,39
280	0,15	0,22	0,28	0,35	0,47
315	0,18	0,26	0,34	0,42	0,59

Таблица 3. Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

диффузор в промышленной вентиляции

Диффузоры используются для подачи или удаления воздуха из помещения. От правильности расчета количества и расположения диффузоров вентиляции зависит чистота и температура воздуха в каждом уголке помещения. Если установить диффузоров больше, увеличится давление в системе, а скорость падает.

Количество диффузоров вентиляции рассчитывается так:

N=R(2820 * v * D * D),

здесь R — пропускная способность, в куб.мчас, v — скорость воздуха, мс, D — диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N=R(3600 * v * S),

здесь R — расход воздуха в куб.мчас, v — скорость воздуха в системе, мс, S — площадь сечения одной решетки, кв.м.

Расчет канального нагревателя

электрический канальный нагреватель

Расчет калорифера вентиляции электрического типа производится так:

P=v * 0,36 * ∆T

здесь v — объем пропускаемого через калорифер воздуха в куб.м.час, ∆T — разница между температурой воздуха снаружи и внутри, которую необходимо обеспечить калориферу.

Этот показатель варьирует в пределах 10 — 20, точная цифра устанавливается клиентом.

Расчет нагревателя для вентиляции начинается с вычисления фронтальной площади сечения:

Аф=R * p3600 * Vp,

здесь R — объем расхода приточки, куб.м.ч, p — плотность атмосферного воздуха, кгкуб.м, Vp — массовая скорость воздуха на участке.

Размер сечения необходим для определения габаритов нагревателя вентиляции. Если по расчету площадь сечения получается чересчур большой, необходимо рассмотреть вариант из каскада теплобменников с суммарной расчетной площадью.

Показатель массовой скорости определяется через фронтальную площадь теплообменников:

Vp=R * p3600 * Aф.факт

Для дальнейшего расчета калорифера вентиляции определяем нужное для согрева потока воздуха количества теплоты:

Q=0,278 * W * c (Tп-Tу),

здесь W — расход теплого воздуха, кгчас, Тп — температура приточного воздуха, градусы Цельсия, Ту — температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c — удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.

Так как в приточных системах вентиляторы размещаются перед теплообменником, расход теплого воздуха вычисляем так:

W=R * p

Рассчитывая калорифер вентиляции, следует определить поверхность нагрева:

Апн=1,2Qk(Tс.т-Tс.в),

здесь k — коэффициент отдачи калорифером тепла, Tс.т — средняя температура теплоносителя, в градусах Цельсия, Tс.в — средняя температура приточки, 1,2 — коэффициент остывания.

Расчет вытесняющей вентиляции

При вытесняющей вентиляции в помещении оборудуются рассчитанные восходящие потоки воздуха в местах повышенного выделения тепла. Снизу подается прохладный чистый воздух, который постепенно поднимается и в верхней части помещения удаляется наружу вместе с избытком тепла или влаги.

При грамотном расчете вытесняющая вентиляция намного эффективнее перемешивающей в помещениях следующих типов:

• залы для посетителей в заведениях общепита;
• конференц-залы;
• любые залы с высокими потолками;
• ученические аудитории.

Рассчитанная вентиляция вытесняет менее эффективно если:

• потолки ниже 2м 30 см;
• главная проблема помещения — повышенное выделение тепла;
• необходимо понизить температуру в помещениях с низкими потолками;
• в зале мощные завихрения воздуха;
• температура вредностей ниже, температуры воздуха в помещении.

Вытесняющая вентиляция рассчитывается исходя из того, что тепловая нагрузка на помещение составляет 65 — 70 Вткв.м, при расходе до 50 л на кубометр воздуха в час. Когда тепловые нагрузки выше, а расход ниже, необходимо организовывать перемешивающую систему, комбинированную с охлаждением сверху.

Видеоролик расскажет о компактной вентиляционной установке, работающей по принципу вытеснения: