Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Залог безупречной и эффективной работы вентиляции – грамотный расчет площади воздуховодов и арматуры, от которой зависит подбор отдельных элементов и оборудования. Цель расчета – обеспечить оптимальную кратность воздухообмена в помещениях по их назначению.

В статье мы подробно разобрали каждый из обязательных этапов расчетов: определение сечения и полезной площади воздуховодов, расчет скорости воздуха и выбор параметров арматуры. Кроме того, мы обозначили основные требования к размерам вентканалов, а также привели пример расчета воздуховодов для частного дома.

Цель проведения расчетов

Особенности расчета и выбора воздуховодов зависят от типа и материала, из которого они изготовлены. Эта последняя характеристика определяет нюансы движения воздуха и особенности взаимодействия лавины воздуха со стенами.

Воздуховоды бывают:

  • металл – может быть черная сталь, оцинковка, нержавеющая сталь;
  • гофрированный гибкий алюминий;
  • пластиковые вентиляционные каналы – гибкие и жесткие;
  • ткань.

Круглые, прямоугольные, овальные воздуховоды изготавливаются по геометрии сечения. Последние не так популярны, как первые два.

Даже при наиболее правильной конструкции вентиляционной системы ошибка в подборе сечений воздуховодов может привести к нарушению циркуляции воздуха.

Следствием ошибок в расчетах станет повышенная влажность, а значит, в помещении плесень и грибок. Без правильного расчета площади всех частей невозможно подобрать подходящие элементы вентиляционного комплекса

Этот параметр зависит от:

  • расход воздушной массы и ее объем;
  • степень герметичности соединений;
  • шум системы вентиляции;
  • потребление энергии.

Правильно выполненный расчет сэкономит деньги, так как количество материала будет определено точно. Но помимо экономических проблем, главными остаются параметры вентиляции, обеспечивающие комфортные условия проживания людей.

Общие сведения по расчету площади поперечного сечения

Площадь труб для воздуховода рассчитывается исходя из нескольких значений:

  1. На соответствие санитарно-гигиеническим параметрам (СанПиН).
  2. По количеству жителей.
  3. По площади комнат.

Результат может быть достигнут как для отдельной комнаты, так и для дома в целом. Для расчета существуют специальные программы со встроенными в них алгоритмами. Еще один вариант расчета – использование формул.

Площадь поперечного сечения воздуховодов при их проектировании выбирается так, чтобы воздух двигался по всей длине примерно с одинаковой скоростью. По всей длине системы количество воздуха разное, поэтому площадь поперечного сечения воздуховода должна изменяться в сторону увеличения с увеличением объема воздушной массы.

Если рассматривать вытяжную вентиляцию, то площадь сечения увеличивается по мере приближения к вентилятору. Это единственный способ обеспечить более или менее одинаковую скорость воздушной массы по всей длине воздуховода

По мере увеличения круглого сечения поток воздуха уменьшается. Это также снизит аэродинамический шум. Недостатком таких воздуховодов является загроможденность конструкции, не позволяющая установить их в пространстве между черновым потолком и натяжным потолком, а также увеличение затрат.

Если такой возможности нет, можно отдать предпочтение прямоугольной геометрии, так как высота прямоугольного сечения меньше. С другой стороны, круглые изделия проще в установке и имеют свои эксплуатационные преимущества.

Поскольку круглые воздуховоды не всегда могут поместиться в помещении, а более эстетичные прямоугольные – дорогие, в качестве альтернативы стоит рассмотреть изделия овальной формы. Они одновременно эргономичны и эффективны

Выбор любого из вариантов зависит от приоритетов пользователя. Если на первом плане стоит энергосбережение, минимум шума и есть все возможности для создания общей сети, лучшим выбором будет круглая форма воздуховода.

Этапы расчета

Расчетные работы состоят из нескольких этапов:

  1. Составление общей схемы системы вентиляции. Здесь должны быть отмечены длины прямых участков, вращающиеся части и их тип, места, где находятся изменения сечения.
  2. Выбор частоты воздухообмена, идентичный санитарно-гигиеническим требованиям.
  3. Расчет скорости движения воздушных масс по трубопроводу. Этот параметр зависит от типа вентиляции и может быть естественным или принудительным.
  4. Расчет площади воздуховодов и других параметров.

Для выполнения таких расчетов существует множество программ.

Расчет формул для сложной системы – непростая задача. Для небольшого дома расчет площади отдельных элементов, сечения воздуховодов вполне возможен

Расчет сечения воздуховода

Выражение, используемое для вычисления квадрата фитингов и воздуховодов, выглядит следующим образом:

Sc = (L x 2,778): V,

где это находится:

  • Sc – площадь поперечного сечения;
  • L – расход воздуха, циркулирующего в системе;
  • 2,778 – коэффициент, согласовывающий разные размеры;
  • V – скорость лавины воздуха в определенном месте, измеряемая в метрах в секунду.

Результатом расчета будет значение, измеренное в см².

Также существует альтернативная формула:

S = L: k × V,

Коэффициент К в данном случае равен 3600.

Определение полезной площади воздуховода

Обычная площадь вентиляции для круглых вентканалов рассчитывается по формуле:

S = (π x D2): 400,

где это находится:

  • S – реальная площадь;
  • D – диаметр.

Для прямоугольных труб:

S = (A x B): 100,

где это находится:

  • S – реальная площадь;
  • D – диаметр;
  • А – высота воздуховода;
  • B – ширина конструкции.

Площадь поперечного сечения трубы с овальным сечением рассчитывается по формуле:

S = π × A × B: 4,

где это находится:

  • А – больший диаметр овала;
  • Б – соответственно меньший диаметр.

Есть и другие формулы для расчета площади воздуховода.

С помощью нормативного документа типа СНиП можно сравнить размеры сечений воздуховода с требуемыми показателями. Это еще больше упрощает определение правильного размера воздуховода.

Некоторые производители предоставляют номограммы в описании воздуховодов. Они также встречаются в нормативной литературе.

Номограмма для металлического воздуховода круглого сечения. Значения из него заменяются в формуле. В эти схемы интегрированы все гибкие воздуховоды (+)

Из номограмм можно взять значение площади поперечного сечения. Он приблизительный, но подходит для создания системы с минимальным уровнем шума.

Чтобы найти размеры воздуховода для конкретной ветки трубопровода, по которому транспортируется определенный объем воздуха, нужно сделать следующее:

  1. Определите на номограмме точку пересечения вытесненного объема воздуха за 1 час и линию максимальной скорости для расчетного участка.
  2. Найдите наиболее подходящий диаметр около этой точки.

Кроме того, имея номограмму, можно не только упростить расчет сечения воздуховодов и фитингов, но также указать падение давления на участке воздуховода при заданной скорости.

Нет необходимости использовать номограмму, можно определить необходимую площадь поперечного сечения исходя из скорости воздушной массы.

Расчет скорости воздуха

По специальным формулам или таблицам рассчитывается скорость воздуховода. Ключевым параметром здесь является показатель кратности, определяющий объем воздуха, при котором происходит полная вентиляция помещения объемом 1 м3 за 1 час.

Специалисты рекомендуют исследовать конкретные условия на действующих промышленных предприятиях, для которых есть актуальные данные о выделении токсичных газов, паров и т.д., для определения показателя кратности. Лучше проводить самостоятельный расчет по формулам.

Для упрощения расчетов существуют специальные таблицы, из которых можно взять готовое значение индекса кратности, но при этом следует учитывать, что они предоставляют округленные параметры

Формула расчета изгиба выглядит так:

N = V: W,

где это находится:

  • N – требуемая кратность;
  • V – объем свежей воздушной массы, поступающей в комнату за один час;
  • W – объем помещения.

Единица кратности – это количество раз в час, V измеряется в мᶾ / ч, а объем – в мᶾ.

Рассмотрим конкретный пример определения количества воздуха, необходимого для кратности.

Имеется гостиная объемом 22 м2. Потребуется воздух: L = 22 x 6 = 132 м3, здесь 6 – коэффициент воздухообмена, взятый из таблицы.

Скорость движения массы (V) измеряется в м / с и определяется по формуле:

V = L: 3600 x S,

где это находится:

  • L – используемый воздух (м3 / ч);
  • S – площадь поперечного сечения воздуховода (м).

Кроме того, на скорость движения воздуха влияют еще 2 параметра: уровень шума, коэффициент вибрации. При проектировании системы их необходимо учитывать.

Пример расчета для небольшого коттеджа

Для расчета был взят коттедж внутренней площадью 108,8 м2 и высотой от пола до потолка 3 м. Внутри находится гостиная, спальня, детская, кухня и ванная. Коэффициент кратности принимается равным 1.

Система вентиляции позволяет освободить помещение от вредных для здоровья примесей – потенциально опасных и вызывающих аллергические реакции и ухудшающих самочувствие

Сначала рассчитайте количество удаляемого и подаваемого воздуха в целом для здания.

Для этого используется методика СНиП:

  1. Поскольку спальня и гостиная имеют одинаковые размеры, количество удаляемого из них воздуха составляет 21 х 3 х 1 = 63 м3 / ч.
  2. Для детской – 24 х 3 х 1 = 72 м2 / час.
  3. Для кухни – 22 х 3 х 1 + 100 = 166 м3 / час.
  4. Для ванной – 10 х 3 х 1 = 30 м2 / ч.
  5. Следовательно: 63 х 2 + 48 + 166 + 30 = 394 м3 / ч.

Коридор и коридор не учитывались. 100 м² – это объем, который проходит через вытяжку на кухне.

Правильное распределение воздушных потоков в доме тоже очень важный момент. В зданиях такого типа обычно предусматривается система естественной вентиляции. Обязательный элемент здесь по-прежнему присутствует: кухонная вытяжка.

Далее определяются диаметры вентканалов. Поскольку из вытяжки принудительно снимаются 100 м3, осталось распределить оставшиеся 294 м3. Они естественно уйдут через 2 мины. У каждого будет: 294: 2 = 147 м.

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

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

Решая это уравнение с неизвестным, с помощью простых вычислений находим, что диаметр воздуховода составляет 2,28 мм. Для этого значения выбирается ближайший к нему наибольший стандартный размер трубки.

С помощью этой таблицы преобразования можно выбрать эквивалентный диаметр круглого воздуховода. Это значительно упрощает расчет

Когда монтируется воздуховод прямоугольного сечения, его размер подбирается по таблице, ориентируясь на площадь. Ближайшее максимальное значение – 200 х 250 мм.

По этой же схеме определяется площадь сечения выпускного отверстия для кухонной вытяжки с той разницей, что скорость воздуха здесь составляет 3 м / с. S = 100: 3600 x 3 = 0,083 м² или диаметр 107 мм.

Таблица преобразования нужна, когда нужно рассчитать воздуховоды прямоугольного сечения и применить таблицу для круглых изделий. Вот диаметры воздуховодов с кружком в поперечном сечении, в которых падение давления на трение равно такой же величине в прямоугольной конструкции.

Есть три способа определить эквивалентное значение:

  • по скорости;
  • поперечное сечение;
  • для потребления.

Эти значения связаны с разными параметрами воздуховода. Для каждого из них существует индивидуальная методика использования таблиц. Главное, чтобы независимо от применяемого метода величина потери давления на трение была одинаковой.

В заключение проверяется скорость: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 м / с. Это в допустимых пределах.

Фасонные изделия и их расчет

При установке воздуховодов прямые участки различного размера соединяются арматурой.

При изготовлении как воздуховодов, так и арматуры необходимо рассчитать их площадь. Без этого невозможно определить правильное количество материала для изготовления деталей

Фурнитура включает:

  1. Трогать. Они используются для изменения направления воздуховода на всевозможные углы. Бывают как круглые, так и прямоугольные, овальные.
  2. Переходы. С их помощью соединяются воздуховоды различного сечения. Любая геометрия – от круглой до комбинированной.
  3. Суставы, соски. Отрезки прямых соединены.
  4. Футболка. Сочлените ветвь или две ветви протока.
  5. Шипы. Остановите воздушный поток.
  6. Траверс. Разделите или соедините воздушные потоки.
  7. Утки. Обеспечивает многоуровневый переход воздуховодов.

Расчет необходимых параметров фурнитуры требует математических навыков.

У любого фасонного изделия есть своя особая роль в системе вентиляции. Производители проектируют каждую из них отдельно. Поставляются вместе с основными элементами

Ошибка, допущенная в метрике, приведет к снижению производительности системы. Готовых формул для таких расчетов нет.

В таблице приведены стандартные размеры воздуховодов. Даже профессионалы вместо сложных расчетов используют такие-то и подобные специальные таблицы

Многие дизайнеры используют специальные программы, онлайн-калькуляторы. Вам просто нужно ввести первичные значения и получить на выходе готовые параметры.

Программы позволяют не только определять требуемые значения всех деталей, но и открывать их. Этот 3D-сканер позволяет идеально подогнать вентиляционные каналы.

Основные требования к расчету

При определении окончательных параметров воздуховода необходимо учитывать, что определение площади воздуховода должно гарантировать, что:

  1. Предусмотрен температурный режим в помещении. Там, где есть избыток тепла, предусматривается его отвод, а там, где есть недостаток, его потеря сводится к минимуму.
  2. Скорость движения воздуха никоим образом не снижает комфорт людей в помещении. Очистка воздуха в зонах работы является обязательной.
  3. Вредные химические соединения и взвешенные частицы в воздухе находятся в объеме, соответствующем ГОСТ 12.1.005-88.

Для отдельных помещений обязательным условием выбора площади воздуховодов является постоянное поддержание застоя и исключение подачи воздуха извне.

При расчете сопротивления линии учитывается потеря давления. Чтобы массовый поток воздуха преодолевал сопротивление при движении, требуется соответствующее давление

К категории помещений, где требуется резервирование, относятся подвалы и помещения, в которых могут накапливаться вредные вещества.

Выводы и полезные видео по теме

Онлайн-программа в помощь инженеру-проектировщику: 

Сюжет об организации вентиляции частного дома в целом:

Поперечное сечение, форма, длина воздуховода – вот некоторые из параметров, определяющих производительность системы вентиляции. Правильный расчет чрезвычайно важен, потому что от него зависит расход воздуха, а также расход и эффективное функционирование конструкции в целом.

При использовании онлайн-калькулятора степень точности расчета будет больше, чем при ручном расчете. Такой результат объясняется тем, что программа автоматически округляет значения до наиболее точных.

Есть ли у вас личный опыт проектирования, обустройства и расчета системы воздуховодов? Вы хотите поделиться своими знаниями или задать вопросы по теме? Пожалуйста, оставляйте комментарии и присоединяйтесь к обсуждениям – форму обратной связи можно найти ниже.

Источник – https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/raschet-ploshhadi-vozduxovodov-i-fasonnyx-izdelij.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: