Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Какие данные нужны для расчёта эксплуатационных характеристик воздуховодов?

Необходимо учитывать основные параметры здания, такие как режим использования, объем помещений, количество постоянно проживающих людей, рабочий поток (в промышленных зданиях) и т.д.

Проектирование систем вентиляции осуществляется в соответствии со следующими нормами:

• СП 60.13330.2016 (действующая редакция СНиП 41-01-2003);
• SP 7.13130.2013;
• ГОСТ 12.1.005-88 и др.

Цель выполнения расчетов

Конструктивные особенности и выбор вентиляционных каналов зависят от их типа и материала, из которого они изготовлены. Последняя особенность определяет нюансы, возникающие в результате движения воздуха, и особенности воздействия воздушной лавины на стены.

Воздуховоды могут быть:

• металл — это может быть черная сталь, оцинкованная сталь или нержавеющая сталь;
• Алюминиевые гибкие гофрированные воздуховоды;
• Пластиковые воздуховоды — гибкие и жесткие;
• ткань.

В зависимости от геометрии поперечного сечения изготавливают круглые, прямоугольные и овальные воздуховоды. Последние не так популярны, как первые два.

Даже при самом правильном проектировании системы вентиляции ошибка в выборе сечения воздуховодов может привести к плохой циркуляции воздуха.

Следствием таких ошибок является повышенная влажность, а затем появление в помещении плесени и грибка. Без правильного расчета площади поверхности всех элементов невозможно правильно подобрать компоненты системы вентиляции.

От этого параметра зависит следующее:

• скорость движения воздушной массы и ее объем;
• степень тугоподвижности суставов;
• уровень шума вентиляционной системы;
• потребление электроэнергии.

Правильно выполненный расчет позволит сэкономить деньги, так как количество материала будет точно определено. Но помимо экономических соображений, самое главное — это параметры вентиляции, которые обеспечивают комфортные условия для людей.

Основные требования к расчету

При определении окончательных размеров воздуховода необходимо убедиться, что

1. Обеспечивается температурный режим в помещении. Там, где есть избыток тепла, оно отводится, а там, где его не хватает, потери тепла сводятся к минимуму.
2. Скорость движения воздуха ни в коей мере не нарушает комфорт жильцов. Очистка воздуха является необходимостью на рабочих местах.
3. Вредные химические соединения и взвешенные частицы, присутствующие в воздухе, соответствуют ГОСТ 12.1.005-88.

В случае отдельных помещений площадь воздуховода должна быть рассчитана таким образом, чтобы воздуховод был постоянно заглушен и приток наружного воздуха был исключен.

При расчете сопротивления воздуховода необходимо учитывать потери давления. Для того чтобы воздушная масса могла преодолеть сопротивление при движении, она должна иметь достаточное давление.

К помещениям, где требуется отрицательное давление, относятся подвалы, а также помещения, где могут накапливаться опасные вещества.

Общие сведения для вычисления площади сечения

Площади поперечного сечения труб рассчитываются с использованием различных значений:

1. Соответствием санитарно-гигиеническим параметрам (СанПиН).
2. В зависимости от количества жильцов в помещении.
3. В зависимости от размера помещения.

Этот эффект может быть получен как для отдельной комнаты, так и для всего дома. Существуют специальные программы с алгоритмами для расчетов. Другой вариант — использовать формулы.

Расчетное сечение воздуховода выбирается таким образом, чтобы воздух двигался примерно с одинаковой скоростью по всей длине воздуховода. Объем воздуха изменяется по длине системы, поэтому площадь поперечного сечения воздуховода должна увеличиваться по мере увеличения объема воздушной массы.

Если рассматривать вытяжную вентиляцию, то площадь поперечного сечения увеличивается по мере приближения к вентилятору. Это единственный способ обеспечить более или менее одинаковую массовую скорость воздуха по всему воздуховоду.

При увеличении площади поперечного сечения скорость воздуха уменьшается. Аэродинамический шум также снижается. К недостаткам можно отнести большую громоздкость конструкции, что приводит к установке полого потолка и более высокой стоимости.

Если это невозможно, можно предпочесть прямоугольные воздуховоды, так как их высота меньше. Круглые диффузоры, с другой стороны, проще в установке и имеют много преимуществ.

Поскольку круглые воздуховоды не всегда легко интегрировать в интерьер, а более эстетичные прямоугольные воздуховоды стоят дорого, альтернативой являются овальные воздуховоды. Они эргономичны и эффективны.

Какой вариант выбрать, зависит от приоритетов пользователя. Если важнее всего экономия энергии, минимальный уровень шума и возможность установки сети больших размеров, круглые воздуховоды — лучший выбор.

Как рассчитать площадь воздуховода различных типов сечений?

Расчет поверхностей воздуховодов различного сечения имеет свои особенности, так как расход воздуха будет значительно отличаться даже при одинаковых параметрах скорости воздуха и площади поверхности. Кроме того, для длинных и/или разветвленных систем вентиляции необходимо учитывать влажность и температуру воздуха (если она выше +20°C). Учитывается также аэродинамическое сопротивление воздуховодов и арматуры, зависящее от формы и материала воздуховода (различные коэффициенты трения). Они учитываются с помощью различных поправочных коэффициентов, которые включаются в формулы.

Важное замечание! Значения сечения воздуховода и скорости воздуха обратно пропорциональны. Это означает, что если сечение воздуховода большое, то для обеспечения требуемого объема воздуха достаточно меньшей скорости воздуха.

Расчет квадратуры основан на двух параметрах из нормативных документов (в действительности эти параметры описывают скорость смены воздуха):

1. воздушный поток — R (м³/ч);
2. скорость движения воздуха — V (м/с).

Формула для площади воздуховода работает с расходом воздуха, полученным из стандартов:

S = R/k × V, где

K — коэффициент 3600.

Существуют также альтернативные формулы, использующие другие коэффициенты, напр:

S = R × 2,778/V.

При использовании воздуховодов большого сечения значительно снижается уровень шума воздушных потоков и затраты энергии на их перемещение. Однако материалоемкость таких конструкций гораздо выше, что увеличивает их первоначальную стоимость.

Круглые диффузоры на подвесных кронштейнах

Форма поперечного сечения оказывает значительное влияние на эффективность воздушного потока. При использовании прямоугольных диффузоров воздушный поток встречает большее сопротивление. Однако прямоугольные воздуховоды более удобны в монтаже, особенно при ограниченном пространстве, и могут быть расположены относительно основных конструкций здания. Круглые воздуховоды обладают лучшей аэродинамикой, но не всегда соответствуют интерьеру. Изделия с высокими эстетическими качествами стоят значительно дороже. Учитывая эти факты, альтернативой вышеупомянутым решениям могут стать круглые воздуховоды, которые сочетают в себе эргономичность и эффективность.

Заводские вентиляционные каналы

Как рассчитать площадь сечения воздуховода?

Формула для расчета площади поперечного сечения воздуховода: S (м2) = L / (3600 × V)

• L — кратность воздухообмена в помещении, м3/ч;
• V — скорость воздуха, м/с.

Формула для расчета стороны прямоугольного воздуховода (при A=B): A (мм) = 1000 × √S
D (мм) = 1000 × 2 × √(S / 3.14)

• L — площадь поперечного сечения, м2.

Нормативная скорость

Эти значения являются приблизительными, но позволяют создать систему с минимально возможным уровнем шума.

Как использовать эти значения? Они могут быть рассчитаны или использованы в соответствии с номограммой для различных форм и типов каналов.

Номограммы можно найти в нормативной литературе или в инструкциях и описаниях производителя воздуховодов. Например, все гибкие воздуховоды поставляются с такими схемами. Для воздуховодов из листового металла данные можно найти в документах и на сайте производителя.

В принципе, нет необходимости использовать номограмму, а достаточно найти необходимое сечение на основе скорости воздуха. А площади можно определить по диаметру или ширине и длине прямоугольного сечения.

Как посчитать площадь круглого воздуховода?

Нормативная площадь поперечного сечения используется для расчета диаметра круглых воздуховодов:

Фактическая площадь определяется по формуле:

Как рассчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения?

Для прямоугольных воздуховодов применяются те же формулы, что и для круглых воздуховодов. Вычисляем длину сторон по формуле:

Dn — диагональ прямоугольника, вписанного в окружность (фактически эквивалентный диаметр окружности);

a, b — стороны.

Фактическая площадь определяется по формуле:

Проектировщики также используют таблицы для расчета основных параметров.

Таблица основных параметров для площади и формы поперечных сечений

Расчёт площади овального воздуховода

Диаметры овальных каналов рассчитываются исходя из площади канала. Используются следующие формулы:

Диаметр:

P — окружность периметра овала,

Площадь поверхности овального канала рассчитывается по формуле:

a, b — большой и малый диаметры овала соответственно.

Овальные каналы сочетают в себе преимущества прямоугольных и круглых каналов.

Расчёт площади фасонных частей воздуховода

Правильный расчет сложен для человека, незнакомого с математическими формулами, а одна ошибка повлияет на производительность вентиляционной системы и, следовательно, на качество очистки воздуха.

Чтобы упростить процесс расчета площади воздуховода, можно воспользоваться онлайн-калькулятором и специальными программами, которые выполняют все алгоритмы; вам остается только ввести исходные значения.

Какие существуют программы для нахождения параметров фасонных частей воздуховода

Чтобы избежать человеческих ошибок и ускорить процесс, были разработаны компьютерные программы, помогающие инженерам и дизайнерам проводить расчеты, а также 3D-моделирование будущей конструкции.

Программа	Краткое описание
Vent-Calc	Программное обеспечение рассчитывает площадь поперечного сечения, тягу и сопротивление в различных сечениях.
GIDRV 3.093	Программа выполняет расчеты новых и контрольных каналов.
Канал 2.5	С помощью этой программы вы можете определить элементы системы воздуховодов и рассчитать сечения конструкции.
CADvent	Этот программный пакет основан на AutoCAD и имеет самую подробную библиотеку элементов и функций.

Для чего нужны геометрические вычисления

Прежде чем измерять или читать исходные размеры, важно понять, для каких целей можно использовать расчеты.

Существует несколько таких целей:

1. Расчет термодинамических параметров системы. Формула для площади трубы необходима при расчете тепловой мощности отдельной трубы, участка трубы или, например, системы напольного отопления. Чтобы узнать эти значения, необходимо рассчитать общую площадь поверхности изделия или системы, с которой тепло излучается в окружающую среду.
2. Расчет теплопотерь в направлении «источник тепла — радиатор». В этом случае наибольшие потери тепла происходят на самом длинном участке с наибольшей площадью контакта с окружающей средой, что опять же относится к трубам. Поэтому, как и в предыдущем случае, как только известна площадь поверхности теплопередачи, это значение и количество тепла, выделяемого в начальной точке, можно использовать для планирования количества и размера радиаторов в будущей установке.

Вычисление площади наружной поверхности трубы

Как и в предыдущем случае, площадь поверхности трубы можно найти через диаметр. Формула для расчета площади поверхности цилиндра также довольно проста, поскольку система площади поверхности представляет собой прямоугольник, для которого длина одной стороны равна длине окружности внешней секции, а другой — длине секции трубы.

Поэтому формула для площади трубы выглядит следующим образом:

где R — внешний радиус изделия, D — внешний диаметр, L — продольная длина трубы.

Как и в предыдущем случае, расчет следует производить в тех же единицах (например, если диаметр трубы составляет 15 мм, а ее длина — 1,5 м, при пересчете следует использовать значения 15 и 1500 мм или 0,015 и 1,5 м).

Исходя из размера внешней поверхности трубы, рассчитайте необходимое количество краски или теплоизоляционного материала.

Рекомендуемые значения скорости воздуха в системе вентиляции, м/с

Квартиры	Офисы	Промышленные здания
Приточные решетки	2.0-2.5	2.0-2.5	2.5-6.0
Первичные воздушные каналы	3.5-5.0	3.5-6.0	6.0-11.0
Ответвление воздуховодов	3.0-5.0	3.0-6.5	4.0-9.0
Воздушные фильтры	1.2-1.5	1.5-1.8	1.5-1.8
Теплообменники	2.2-2.5	2.5-3.0	2.5-3.0

Этапы выполнения расчета

Расчетная работа включает в себя несколько этапов:

1. Составление общей схемы системы вентиляции. Здесь необходимо указать длины прямых участков, вращающихся частей и их тип, места изменения поперечного сечения.
2. Выбор коэффициента воздухообмена, идентичного гигиеническим требованиям.
3. Вычислите скорость воздушных масс, движущихся по воздуховоду. Этот параметр зависит от типа вентиляции, она может быть естественной или принудительной.
4. Рассчитайте площадь воздуховодов и другие параметры.

Для выполнения таких расчетов существует ряд программ.

Расчет по формулам для сложной системы — непростая задача. Для небольшого дома рассчитать площадь отдельных компонентов и сечение воздуховодов несложно.

Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Для расчета поперечного сечения воздуховода необходимо определить размер воздуховода по расходу воздуха. Расчет выполняется в 4 этапа:

1. Преобразование расхода воздуха в м3/с
2. Определение скорости в воздуховоде
3. Определение площади поперечного сечения воздуховода
4. Определение диаметра круглых воздуховодов или ширины и высоты прямоугольных воздуховодов.

Первым шагом в расчетах воздуховодов является преобразование расхода воздуха G, обычно в м3 /ч, в м3 /с. Это значение получается путем деления на 3600:

• G [м3/с] = G [м3/ч] / 3600

Вторым шагом является определение скорости воздуха в воздуховоде. Необходимо определить скорость, а не рассчитать ее. Это означает, что расход воздуха должен быть выбран в соответствии с тем, что лучше всего подходит для конкретного применения.

Высокая скорость потока в воздуховоде позволяет использовать небольшие сечения воздуховодов. Однако, если бы мы это сделали, поток воздуха был бы шумным, а воздуховоды увеличили бы аэродинамическое сопротивление.

Низкая скорость потока в воздуховоде обеспечивает бесшумную работу и низкое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общей вентиляции оптимальная скорость в воздуховоде составляет 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и больше) скорость воздуха может быть увеличена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Таким образом, на втором этапе расчета воздуховода задается скорость воздуха v [м/с].

Третий шаг — определение необходимой площади поперечного сечения вентиляционного канала путем деления расхода воздуха на его скорость:

• S [м2] = G [м3 /с] / v [м/с].

На четвертом и последнем этапе мы выбираем диаметр воздуховода или длину сторон прямоугольника, чтобы получить требуемую площадь поперечного сечения.

Определение фактической площади воздуховода

Для круглых воздуховодов рассчитайте фактическую площадь вентиляции по формуле:

S = (π x D2) : 400,

Где:

• S — фактическая площадь поверхности;
• D — диаметр.

Для труб с прямоугольным сечением:

S = (A x B) : 100,

где:

• S — фактическая площадь;
• D — диаметр;
• A — высота воздуховода;
• B — ширина конструкции.

Площадь поперечного сечения для трубы с овальным сечением рассчитывается по формуле:

S = π × A × B : 4,

где:

• A — больший диаметр овала;
• B — соответственно меньший диаметр.

Существуют и другие формулы для расчета площади канала.

Используя такой нормативный документ, как СНиП, можно сравнить размеры поперечного сечения воздуховода с требуемыми значениями. Это еще больше облегчает определение правильного размера воздуховода.

Некоторые производители приводят номограммы в описаниях воздуховодов. Их также можно найти в нормативной литературе.

Номограмма для металлических круглых воздуховодов. Мы используем в формуле значения, приведенные там. Все гибкие воздуховоды дополнены этими схемами (+).

Площадь поперечного сечения можно определить по номограммам. Это приблизительное значение, но оно подходит для малошумной системы.

Чтобы найти размеры воздуховода для конкретной ветви, которая транспортирует заданное количество воздуха, сделайте следующее

1. Определите точку пересечения на номограмме между объемом воздуха, перемещаемого в час, и линией максимальной скорости для расчетного участка.
2. Рядом с этой точкой найдите значение наиболее подходящего диаметра.

Кроме того, используя номограмму, легче рассчитать размеры участков воздуховодов и фитингов, а также определить падение давления в участке воздуховода при заданной скорости.

Нет необходимости использовать номограмму, площадь поперечного сечения может быть отрегулирована в соответствии с массовой скоростью воздуха.

Расчет скорости воздуха

Скорость в воздуховоде рассчитывается по формулам или специальным таблицам. Ключевым параметром является скорость движения воздуха, которая определяет объем воздуха, при котором 1 м3 помещения адекватно вентилируется в течение 1 часа.

Для определения скорости движения воздуха эксперты рекомендуют исследовать конкретные условия на существующих промышленных объектах, где имеются данные о выбросах газов, токсичных испарений и т.д. Расчет лучше всего производить самостоятельно, используя формулы.

Для упрощения расчетов существуют специальные таблицы, из которых можно взять готовые значения для коэффициентов частоты, но учтите, что это округленные параметры

Формула для расчета частоты такова

N = V : W,

где:

• N — требуемая кратность;
• V — объем свежего воздуха, поступающего в помещение за один час;
• W — объем помещения.

Единицей кратности является количество раз/час, V измеряется в мᶾ/ч, объем в мᶾ.

Рассмотрим конкретный пример определения необходимого объема воздуха путем умножения.

Гостиная имеет объем 22 м ᶾ. Потребность в воздухе составляет L = 22 x 6 = 132 м3 , где 6 — скорость смены воздуха из таблицы.

Массовая скорость (V) измеряется в м/с и определяется по формуле:

V=L : 3600 x S,

Где:

• L — потребляемый воздух (мᶾ/ч);
• S — площадь поперечного сечения воздуховода (мᶾ).

Кроме того, на скорость движения воздуха влияют еще 2 параметра: уровень шума, коэффициент вибрации. Их следует учитывать при проектировании системы.

Пример расчета для небольшого коттеджа

Для расчетов мы приняли односемейный дом с внутренней площадью 108,8 м2 и высотой от пола до пола 3 м. Внутри дома есть гостиная, спальня, детская комната, кухня, ванная комната. Коэффициент умножения принимается равным 1.

Система вентиляции позволяет избавить помещение от вредных для здоровья загрязняющих веществ — потенциально опасных и вызывающих аллергические реакции, ухудшающих самочувствие

Первым шагом является расчет объемов вытяжного и приточного воздуха для всего здания.

Для этого используется метод SNiP:

1. Поскольку спальня и гостиная имеют одинаковые размеры, объем вытяжного воздуха из них составляет 21 x 3 x 1 = 63 мᶾ/ч.
2. Для детской комнаты 24 x 3 x 1 = 72 мᶾ/ч.
3. Для кухни 22 x 3 x 1 + 100 = 166 мᶾ/ч.
4. Для унитаза — 10 x 3 x 1 = 30 мᶾ/ч.
5. Всего: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 мᶾ/ч.

Коридор и прихожая не включены. 100 мᶾ — это объем, который выходит через вытяжку.

Правильное распределение воздушных потоков в доме также очень важно. В домах такого типа чаще всего используется система естественной вентиляции. Элемент, создающий поток воздуха, — кухонная вытяжка — по-прежнему присутствует.

Далее необходимо определить диаметр вентиляционных каналов. Поскольку 100 м3 извлекается через экстрактор, 294 м3 остается распределить. Вытяжка будет осуществляться естественным путем через 2 воздуховода. Для каждого из них он будет иметь: 294 : 2 = 147 mᶾ.

Поскольку скорость движения воздуха в шахтах естественной вентиляции колеблется в пределах от 0,5 до 1,5 м/с, обычно принимается среднее значение 1 м/с. Подставив известные значения в формулу S = L : k × V, получим: S = 147 : 3600 × 1 = 0,0408 м².

Теперь можно определить диаметр круглого канала в поперечном сечении по формуле: S = (π x D2) : 400 или 0,0408 = (3,14 x D2) : 400.

Решив это уравнение с одним неизвестным, вычисляем, что диаметр круглого канала равен 2,28 мм. Для этого значения выбирается следующий по величине стандартный размер трубы.

Эта таблица преобразования может быть использована для выбора эквивалентного диаметра круглого воздуховода. Это значительно упрощает расчет.

При установке прямоугольных воздуховодов мы выбираем размер в зависимости от площади воздуховода согласно таблице. Следующее по величине значение — 200 x 250 мм.

Используя ту же формулу, рассчитайте площадь поперечного сечения вентиляционных отверстий кухонной вытяжки с той разницей, что скорость движения воздуха здесь составляет 3 м/с. S = 100 : 3600 x 3 = 0,083 м² или диаметр 107 мм.

Таблица преобразования нужна, если вы хотите рассчитать круглые воздуховоды с прямоугольным сечением и использовать таблицу для круглых воздуховодов. Здесь показаны диаметры круглых воздуховодов, где падение давления из-за трения такое же, как и для прямоугольных воздуховодов.

Существует три способа определения эквивалентной стоимости:

• по скорости;
• при превышении;
• по скорости потока.

Эти значения связаны с различными параметрами канала. Для каждого из них существует индивидуальная методика использования таблиц. Важно то, что, независимо от используемой методики, значение потери давления на трение должно быть одинаковым.

Наконец, выполняется проверка скорости: V = 147 : (3600 x 0,0408) = 1,0 м/с. Это соответствует допустимому пределу.

Фасонные изделия и их расчет

При сборке воздуховодов прямые участки разных размеров соединяются с помощью фитингов.

При изготовлении воздуховодов и фитингов нам необходимо рассчитать площадь поверхности воздуховодов. Без этого расчета мы не сможем определить правильное количество материала, необходимого для производства деталей.

Специальное оборудование включает:

1. Изгибы. Они используются для изменения направления воздушных каналов под любым углом. Выпускаются в круглом, прямоугольном или овальном исполнении.
2. Переходы. Используется для соединения воздуховодов разного сечения. Все формы от круглых до комбинированных.
3. Муфты и ниппели. Соедините прямые участки труб.
4. Тройники. Соединяет ветвь или две ветви воздуховода.
5. Колпачки. Выдуйте поток воздуха.
6. Крестовые тройники. Разделяет или соединяет воздушные потоки.
7. Утки. Обеспечивает двухуровневый переход между воздуховодами.

Для расчета соответствующих формирователей необходимы математические навыки.

Все фитинги играют определенную роль в системе вентиляции. Производители разрабатывают каждый из них отдельно. Они поставляются с основными компонентами

Ошибка в одном из коэффициентов приведет к снижению производительности системы. Готовых формул для таких расчетов не существует.

В таблице ниже приведены стандартные размеры воздуховодов. Даже профессионалы используют эту и подобные специальные таблицы вместо сложных расчетов.

Многие планировщики используют специальные программы, например, онлайн-калькуляторы. Все, что им нужно сделать, это ввести исходные значения, и конечным результатом будут размеры канала.

Программа позволяет не только определить размеры для всех конструкций, но и изготовить развертку. Напечатанное на 3D-принтере сечение позволяет идеально подогнать воздуховод.

Таблица сечений воздуховодов

Было создано несколько таблиц сечений воздуховодов, чтобы помочь проектировщикам адаптировать сечение воздуховода к заданной площади.

Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода при расходе воздуха 1000 м3/ч:

1. G = 1000/3600 = 0,28 м3/с
2. v = 4 м/с
3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м2
4. Для круглых воздуховодов диаметр будет равен D = корень из (4-S/π) ≈ 0,3 м = 300 мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода составляет 315 мм.

Для прямоугольных воздуховодов нужно выбрать A и B так, чтобы их произведение было около 0,07. Рекомендуется, чтобы A и B не отличались более чем в три раза, т.е. 700×100 — не лучший выбор. Лучшие варианты: 300×250, 350×200.

Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей

Расчет вентиляционных каналов следует начинать с планировки помещений.

Используя все стандарты, определяется необходимое количество воздуха для каждой зоны и составляется схема подключения. На нем показаны все решетки, диффузоры, смены секций и розетки. Расчеты производятся для самой удаленной точки вентиляционной системы, разделенной на участки, ограниченные ответвлениями или решетками.

Схема разводки системы вентиляции.

Расчет вентиляционных каналов заключается в выборе необходимого сечения по их длине и определении потерь давления для подбора вентилятора или вентиляционной установки. Исходными данными являются объемы воздуха, проходящие через вентиляционную сеть. Используя график, рассчитаем диаметр воздуховода. Для этого нам понадобится график перепада давления.
График падения давления отличается для каждого типа воздуховода. Обычно производители предоставляют эту информацию для своей продукции или ее можно найти в справочниках. Давайте рассчитаем круглые воздуховоды из листового металла, график для которых показан на нашем рисунке.

Номограмма для выбора размеров

При использовании этого метода необходимо определить скорость движения воздуха в каждой секции. Эти скорости должны быть в пределах стандартов для зданий и помещений выбранного применения. Рекомендуемые значения для приточных и вытяжных воздуховодов составляют.

• Жилые помещения — 3,5-5,0 м/с;
• Производство — 6,0-11,0 м/с;
• Офисы: 3,5-6,0 м/с.

Для подопечных:

• Офисы — 3,0-6,5 м/с;
• Жилые помещения — 3,0-5,0 м/с;
• производство — 4,0-9,0 м/с.

Когда скорость превышает допустимую, уровень шума возрастает до некомфортного для человека уровня.

После определения скорости (4,0 м/с в примере), сечение воздуховода рассчитывается по диаграмме. Для расчета также необходимо знать перепад давления на 1 м магистрали. Общий перепад давления в паскалях рассчитывается путем умножения перепада давления на длину канала:

Подбор вентилятора

Составной частью метода допустимых скоростей является расчет потерь давления в сети воздуховодов для выбора вентилятора с требуемой производительностью и напором.

Потери давления на прямых участках

В принципе, необходимую производительность вентилятора можно получить, сложив требуемые расходы воздуха для всех помещений в здании и выбрав соответствующую модель из каталога производителя. Проблема, однако, заключается в том, что максимальный объем воздуха, указанный в документации вентилятора, можно обеспечить только без сети воздуховодов. А после подключения воздуховода его пропускная способность будет снижаться в зависимости от потери давления в сети.

Для этого в документации к каждому вентилятору приводится график производительности в зависимости от перепада давления в сети. Но как рассчитать этот перепад давления? Для этого необходимо определить:

• перепад давления на ровных участках воздуховодов;
• потери в решетках, поворотах, тройниках и других фитингах, а также препятствиях в сети (местное сопротивление).

Для нашего примера с воздуховодами диаметром 100 мм и скоростью около 4 м/с потеря давления составит около 2 Па/м.

Потери давления на местных сопротивлениях

Расчет потерь давления на изгибах, поворотах, тройниках, изменениях сечения воздуховода и переходах значительно сложнее, чем для прямых воздуховодов. Для этого все элементы, которые могут помешать потоку, отмечены на той же схеме выше.

Затем необходимо найти коэффициент местного сопротивления (к.м.с.), который обозначается ζ (zette), для каждого такого местного сопротивления в нормативной литературе. Потери давления на каждом таком элементе определяются по формуле:

Rm.s.=ζ×Pd

где Pd=V2×ρ/2 — динамическое давление (V — скорость, ρ — плотность воздуха).

Например, если на рассматриваемом нами участке диаметром 100 мм при скорости движения воздуха 4 м/с имеется кольцевой отвод (поворот на 90 градусов) со скоростью 0,21 (по таблице), то потери давления на нем составят

Рм. с.=0.21 — 42-(1.2/2) = 2.0 Па.

Вентилятор выбирается в пределах найденных параметров.

Дополнительная информация

Значения для арматуры, фитингов и воздуховодов обычно рассчитываются инженерами вентиляционных систем. Но они также используют таблицы со всеми необходимыми коэффициентами, формулами и значениями.

• На основе скорости;
• По сечению;
• По скорости потока.

В Интернете можно легко найти таблицы, программы, каталоги, необходимые для расчета площади и других параметров конструкции, самих креплений. Самый простой способ — использовать специальные программы. В этом случае вам нужно ввести только необходимые значения. В этом случае вы получите достаточно точные результаты.

При создании вентиляционной системы важно правильно выбрать и параметрировать все компоненты системы. Вам необходимо определить необходимый объем воздуха, подобрать оборудование, рассчитать воздуховоды, фитинги и другие компоненты вентиляционной системы.

Как рассчитываются вентиляционные каналы? Что влияет на их размер и поперечное сечение? Давайте рассмотрим этот вопрос более подробно.

Размеры воздуховодов должны быть определены с двух точек зрения. Сначала определяется требуемое сечение и форма. Необходимо учитывать объем воздуха и другие параметры сети. Кроме того, в процессе производства рассчитывается количество материала, например, листового металла, необходимого для воздуховодов и фитингов. Такой расчет воздуховодов позволяет заранее определить необходимое количество материалов и затраты.

Подводя итоги

Проектирование и последующий монтаж систем вентиляции — это трудоемкий процесс, который не всегда можно выполнить самостоятельно. Такая работа требует специальных знаний и навыков. Конечно, сегодня существует множество программ, которые помогают в проектировании вентиляционных каналов, но они не заменят инженерных разработок. Лучший вариант — доверить всю работу, от начала до конца, настоящим профессионалам. Проблема в том, что в настоящее время стали появляться проектные бюро, сотрудники которых совершенно не знакомы с инженерным делом. Хотя подобную ситуацию можно наблюдать и в других отраслях. По этой причине, прежде чем доверить какой-либо компании проектирование вентиляционной системы для вашего дома, постарайтесь узнать о ней как можно больше. В идеале, поговорите с их клиентами, чьи дома уже заселены. Только в этом случае вы можете рассчитывать на ожидаемый результат.

Редакция Seti.guru надеется, что эта статья была интересной и полезной для наших уважаемых читателей. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете задать их в обсуждении ниже, и наша команда будет рада ответить на них в кратчайшие сроки.

Если у вас есть опыт установки вентиляционных систем или их проектирования (положительный или отрицательный), пожалуйста, поделитесь им с другими читателями. Она будет полезна новичкам, делающим первые шаги в вентиляции.

И, наконец, предлагаем посмотреть короткое видео на сегодняшнюю тему, которое, мы уверены, покажется вам интересным.