Расчет трубопровода вентиляции. Расчет вентиляционных коробов. Как рассчитать сечение и диаметр воздуховода. Калькулятор расчёта сечений прямоугольных и круглых воздуховодов через воздухообмен и скорость потока

Комментариев:

• Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?
• Как посчитать площадь используемого материала?
• Вычисление площади воздуховодов

Возможная концентрация в закрытых помещениях воздуха, загрязненного пылью, водными парами и газами, продуктами термической переработки пищи, заставляет устанавливать системы вентиляции. Чтобы эти системы были эффективными, приходится делать серьезные расчеты, в том числе и расчет площади воздуховодов.

Выяснив ряд характеристик строящегося объекта, в том числе площади и объемы отдельных помещений , особенности их эксплуатации и количество людей, которые будут там находиться, специалисты, применяя специальную формулу, могут установить проектную производительность вентиляции. После этого появляется возможность рассчитать площадь сечения воздуховода, которое обеспечит оптимальный уровень проветривания внутренних помещений.

Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?

Вентиляция помещений - достаточно сложная система. Одной из важнейших частей воздухораспределительной сети является комплекс воздуховодов. От качественного расчета ее конфигурации и рабочей площади (как трубы, так и суммарного материала, необходимого для изготовления воздуховода) зависит не только правильное расположение в помещении или экономия средств, но самое главное - оптимальные параметры вентиляции, гарантирующие человеку комфортные условия жизнедеятельности.

Рисунок 1. Формула для определения диаметра рабочей магистрали.

В частности, посчитать площадь необходимо таким образом, чтобы в результате получилась конструкция, способная пропускать требуемый объем воздуха при соблюдении других требований, предъявляемых к современным системам вентиляции. Следует понимать, что правильный расчет площади ведет к устранению потерь воздушного давления, соблюдению санитарных норм по скорости и уровню шума воздуха, протекающего по каналам воздуховодов.

Вместе с тем, точное представление о занимаемой трубами площади дает возможность при проектировании отводить под систему проветривания самое подходящее место в помещении.

Вернуться к оглавлению

Как посчитать площадь используемого материала?

Расчет оптимальной площади воздуховода находится в прямой зависимости от таких факторов, как объем воздуха, подаваемого в одну или несколько комнат, скорость его движения и потери давления воздуха.

В то же время расчет количества материала, необходимого для его изготовления, зависит как от площади сечения (габаритов канала вентиляции), так и от количества помещений, в которые необходимо нагнетать свежий воздух , и от особенностей конструкции системы проветривания.

Проводя расчеты величины сечения, следует иметь в виду, что чем оно больше, тем меньшей будет скорость прохождения воздуха по трубам воздуховода.

Одновременно в такой магистрали будет меньше аэродинамического шума, для работы систем принудительной вентиляции потребуются меньшие затраты электроэнергии. Чтобы высчитать площадь воздуховодов, необходимо применить специальную формулу.

Для расчета суммарной площади материала, который необходимо взять для сборки воздуховодов, нужно знать конфигурацию и базовые габариты проектируемой системы. В частности, для вычисления по круглым воздухораспределительным трубам потребуются такие величины, как диаметр и общая длина всей магистрали. В то же время объем используемого материала по прямоугольным конструкциям исчисляется на основе ширины, высоты и суммарной длины воздуховода.

При общих подсчетах потребности материала для всей магистрали необходимо учитывать также отводы и полуотводы различной конфигурации. Так, правильные расчеты круглого элемента невозможны без знания его диаметра и угла поворота. В вычислении площади материала для отвода прямоугольной формы участвуют такие составляющие, как ширина, высота и угол поворота отвода.

Стоит отметить, что для каждого такого расчета используется своя формула. Чаще всего трубы и фасонные элементы изготавливаются из оцинкованной стали согласно техническим требованиям СНиП 41-01-2003 (приложение Н).

Вернуться к оглавлению

Вычисление площади воздуховодов

На размер трубы вентиляции влияют такие характеристики, как массив воздуха, нагнетаемого внутрь помещений, скорость движения потока и уровень его давления на стенки и другие элементы магистрали.

Достаточно, не рассчитав всех последствий, уменьшить диаметр магистрали, как сразу же возрастет скорость воздушного потока, что приведет к увеличению давления по всей протяженности системы и в местах сопротивления. Кроме появления излишнего шума и неприятной вибрации трубы, электрические зафиксируют также рост расхода электроэнергии.

Однако далеко не всегда в погоне за устранением указанных недостатков можно и нужно увеличивать сечение вентиляционной магистрали. Прежде всего, этому могут воспрепятствовать ограниченные габариты помещений. Поэтому следует особенно тщательно подойти к процессу расчета площади трубы.

Для определения данного параметра необходимо применить следующую специальную формулу:

Sc = L х 2,778/V, где

Sc - площадь канала расчетная (см 2);

L - расход воздуха, движущегося по трубе (м 3 /час);

V - скорость движения воздуха по вентиляционной магистрали (м/сек);

2,778 - коэффициент согласования разномерностей (например, метров и сантиметров).

Результат вычислений - расчетная площадь трубы - выражается в квадратных сантиметрах, так как в данных единицах измерения он рассматривается специалистами как самый удобный для анализа.

Кроме расчетной площади сечения трубопровода важно установить фактическую площадь сечения трубы. При этом надо иметь в виду, что для каждого из основных профилей сечения - круглого и прямоугольного - принята своя отдельная схема вычисления. Итак, для фиксации фактической площади трубопровода круглого сечения применяется следующая специальная формула.

Чтобы воздухообмен в доме был «правильным», еще на стадии составления проекта вентиляции нужен аэродинамический расчет воздуховодов.

Воздушные массы, движущиеся по каналам вентиляционной системы , при проведении расчетов принимаются в качестве несжимаемой жидкости. И подобное вполне допускается, ибо слишком большое давление в воздуховодах не образуется. По сути, давление образуется в результате трения воздуха о стенки каналов, а еще при появлении сопротивлений локального характера (к таковым можно отнести его – давления – скачки на местах изменения направления, при соединении/разъединении воздушных потоков, на участках, где установлены регулирующие приборы или же там, где изменяется диаметр вентиляционного канала).

Обратите внимание! В понятие аэродинамического расчета входит определение сечения каждого из участков сети вентиляции, обеспечивающих движение потоков воздуха. Более того, определяется также нагнетание, образующееся вследствие этих движений.

В соответствии с многолетним опытом можно смело заявить, что порой некоторые из данных показателей во время проведения расчета уже известны. Ниже приведены ситуации, которые нередко встречаются в подобного рода случаях.

1. Показатель сечения поперечных каналов в вентиляционной системе уже известен, требуется определить давление, которое может потребоваться для того, чтобы нужное количество газа перемещалось. Это зачастую случается в тех магистралях кондиционирования, где размеры сечения были основаны на характеристиках технического или же архитектурного характера.
2. Давление мы уже знаем, но нужно определить поперечное сечение сети для обеспечения вентилируемого помещения требуемым объемом кислорода. Данная ситуация присуща сетям естественной вентиляции , в которых уже наличествующий напор невозможно изменить.
3. Неизвестно ни об одном из показателей, следовательно, нам необходимо определить и напор в магистрали, и поперечное сечение. Такая ситуация и встречается в большинстве случаев в строительстве домов.

Особенности аэродинамических расчетов

Ознакомимся с общей методикой проведения такого рода расчетов при условии, если и сечение, и давление нам неизвестны. Сразу оговоримся, что аэродинамический расчет следует проводить исключительно после того, как будет определено требуемые объемы воздушных масс (они будут проходить по системе воздушного кондиционирования) и спроектировано приблизительное месторасположение каждого из воздуховодов в сети.

И дабы провести расчет, необходимо вычертить аксонометрическую схему, в которой будет присутствовать перечень всех элементов сети, а также их точные габариты. В соответствии с планом вентиляционной системы рассчитывается суммарная длина воздухопроводов. После этого всю систему следует разбить на отрезки с однородными характеристиками, по которым (только по отдельности!) и будет определен расход воздуха. Что характерно, для каждого из однородных участков системы следует провести отдельный аэродинамический расчет воздуховодов, потому что в каждом из них имеется своя скорость перемещения воздушных потоков, а также перманентный расход. Все полученные показатели необходимо внести в уже упомянутую выше аксонометрическую схему, а потом, как вы уже наверняка догадались, необходимо выбрать главную магистраль.

Как определить скорость в вентиляционных каналах?

Как можно судить из всего, сказанного выше, в качестве главной магистрали необходимо выбирать ту цепь последовательных отрезков сети, которая является самой протяженной; при этом нумерация должна начинаться исключительно с самого удаленного участка. Что же касается параметров каждого из участков (а к таковым относится расход воздуха, длина участка, его порядковый номер и проч.), то их также следует занести в таблицу проведения расчетов. Затем, когда с внесением будет покончено, подбирается форма поперечного сечения и определяются его – сечения – габариты.

LP/VT = FP.

Что обозначают эти аббревиатуры? Попытаемся разобраться. Итак, в нашей формуле:

• LP – это конкретный расход воздуха на выбранном участке;
• VT – это скорость, с которой воздушные массы по этому участку движутся (измеряется в метрах за секунду);
• FP – это и есть нужная нам площадь поперечного сечения канала.

Что характерно, во время определения скорости движения необходимо руководствоваться, в первую очередь, соображениями экономии и шумности всей вентиляционной сети.

Обратите внимание! По полученному таким образом показателю (речь идет о поперечном сечении) необходимо подобрать воздуховод со стандартными величинами , а фактическое его сечение (обозначается аббревиатурой FФ) должно быть максимально близким к рассчитанному ранее.

LP/ FФ = VФ.

Получив показатель требуемой скорости, необходимо рассчитать, насколько будет уменьшаться давление в системе вследствие трения о стенки каналов (для этого необходимо использовать специальную таблицу). Что же касается локального сопротивления для каждого из участков, то их следует рассчитывать по отдельности, после чего суммировать в общий показатель. Затем, суммировав локальное сопротивление и потери по причине трения, можно получить общий показатель потерь в системе кондиционирования воздуха. В дальнейшем это значение будет использоваться для того, чтобы вычислить требуемое количество газовых масс в каналах вентиляции.

Воздушно-отопительный агрегат

Ранее мы рассказывали о том что из себя представляет воздушно-отопительный агрегат, говорили о его приемуществах и сферах применения, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

Как рассчитать давление в вентиляционной сети

Для того чтобы определить предполагаемое давление для каждого отдельного участка, необходимо воспользоваться приведенной ниже формулой:

Н х g (РН – РВ) = DPE.

Теперь попытаемся разобраться, что обозначает каждая из этих аббревиатур. Итак:

• Н в данном случае обозначает разницу в отметках шахтного устья и заборной решетки;
• РВ и РН – это показатель плотности газа, как снаружи, так и изнутри вентиляционной сети, соответственно (измеряется в килограммах на кубический метр);
• наконец, DPE – это показатель того, каким должно быть естественное располагаемое давление.

Продолжаем разбирать аэродинамический расчет воздуховодов. Для определения внутренней и наружной плотности необходимо воспользоваться справочной таблицей, при этом должен быть учтен и температурный показатель внутри/снаружи. Как правило, стандартная температура снаружи принимается как плюс 5 градусов, причем вне зависимости от того, в каком конкретном регионе страны планируются строительные работы . А если температура снаружи будет более низкой, то в результате увеличится нагнетание в вентиляционную систему, из-за чего, в свою очередь, объемы поступающих воздушных масс будут превышены. А если температура снаружи, напротив, будет более высокой, то давление в магистрали из-за этого снизится, хотя данную неприятность, к слову, вполне можно компенсировать посредством открывания форточек/окон.

Что же касается главной задачи любого описываемого расчета, то она заключается в выборе таких воздуховодов, где потери на отрезках (речь идет о значении?(R*l*?+Z)) будут ниже текущего показателя DPE либо, как вариант, хотя бы равняться ему. Для пущей наглядности приведем описанный выше момент в виде небольшой формулы:

DPE ? ?(R*l*?+Z).

Теперь более детально рассмотрим, что обозначают использованные в данной формуле аббревиатуры. Начнем с конца:

• Z в данном случае – это показатель, обозначающий снижение скорости движения воздуха вследствие местного сопротивления;
• ? – это значение, точнее, коэффициент того, какова шероховатость стенок в магистрали;
• l – еще одно простое значение, которое обозначает длину выбранного участка (измеряется в метрах);
• наконец, R – это показатель потерь на трение (измеряется в паскалях на один метр).

Что же, с этим разобрались, теперь еще выясним немного о показателе шероховатости (то есть?). Этот показатель зависит только от того, какие материалы были использованы при изготовлении каналов. Стоит отметить, что скорость перемещения воздуха также может быть разной, поэтому следует учитывать и этот показатель.

Скорость – 0,4 метра за секунду

В таком случае показатель шероховатости будет следующим:

• у штукатурки с применением армирующей сетки – 1,48;
• у шлакогипса – около 1,08;
• у обычного кирпича – 1,25;
• а у шлакобетона, соответственно, 1,11.

Скорость – 0,8 метра за секунду

Здесь описываемые показатели будут выглядеть следующим образом:

• для штукатурки с применением армирующей сетки – 1,69;
• для шлакогипса – 1,13;
• для обыкновенного кирпича – 1,40;
• наконец, для шлакобетона – 1,19.

Немного увеличим скорость воздушных масс.

Скорость – 1,20 метра за секунду

Для этого значения показатели шероховатости будут такими:

• у штукатурки с применением армирующей сетки – 1,84;
• у шлакогипса – 1,18;
• у обычного кирпича – 1,50;
• и, следовательно, у шлакобетона – где-то 1,31.

И последний показатель скорости.

Скорость – 1,60 метра за секунду

Здесь ситуация будет выглядеть следующим образом:

• для штукатурки с применением армирующей сетки шероховатость будет составлять 1,95;
• для шлакогипса – 1,22;
• для обыкновенного кирпича – 1,58;
• и, наконец, для шлакобетона – 1,31.

Обратите внимание! С шероховатостью разобрались, но стоит отметить еще один важный момент : при этом желательно учитывать и незначительный запас, колеблющийся в пределах десяти-пятнадцати процентов.

Разбираемся с общим вентиляционным расчетом

Производя аэродинамический расчет воздуховодов, вы обязаны учитывать все характеристики шахты вентиляции (эти характеристики приведены ниже в виде списка).

1. Динамическое давление (для его определения используется формула – DPE?/2 = Р).
2. Расход воздушных масс (он обозначается буквой L и измеряется в метрах кубических за час).
3. Потери давления в результате трения воздуха о внутренние стенки (обозначаются буквой R, измеряются в паскалях на метр).
4. Диаметр воздуховодов (для расчета данного показателя используется следующая формула: 2*а*b/(а+b); в этой формула значения а, b являются размерами сечения каналов и измеряются в миллиметрах).
5. Наконец, скорость – это V, измеряется в метрах за секунду, о чем мы уже упоминали ранее.

>

Что же касается непосредственно последовательности действий при вычислении, то она должна выглядеть примерно следующим образом.

Шаг первый. Вначале следует определить требуемую площадь канала, для чего используется приведенная ниже формула:

I/(3600xVpek) = F.

Разбираемся со значениями:

• F в данном случае – это, разумеется, площадь, которая измеряется в квадратных метрах ;
• Vpek – это желательная скорость движения воздуха, которая измеряется в метрах за секунду (для каналов принимается скорость в 0,5-1,0 метр за секунду, для шахт – около 1,5 метра).

Шаг третий. Следующим шагом считается определение соответствующего диаметра воздуховода (обозначается буквой d).

Шаг четвертый. Затем определяются остальные показатели: давление (обозначается как Р), скорость движения (сокращенно V) и, следовательно, уменьшение (сокращенно R). Для этого необходимо использовать номограммы согласно d и L, а также соответствующие таблицы коэффициентов.

Шаг пятый . Используя уже другие таблицы коэффициентов (речь идет о показателях местного сопротивления), требуется определить, насколько уменьшится воздействие воздуха вследствие локального сопротивления Z.

Шаг шестой. На последнем этапе расчетов нужно определить общие потери на каждом отдельном отрезке вентиляционной магистрали.

Обратите внимание на один важный момент! Так, если общие потери ниже уже наличествующего давления, то такую систему вентиляции вполне можно считать эффективной. А вот если потери превышают показатель давления, то может потребоваться установка специальной дроссельной диафрагмы в вентиляционной системе. Благодаря этой диафрагме будет гаситься избыточный напор.

Также отметим, что если вентиляционная система рассчитывается на обслуживание сразу нескольких помещений, для которых давление воздуха обязано быть разным, то во время произведения расчетов требуется учитывать и показатель разряжения либо подпора, которое необходимо добавить к общему показателю потерь.

Видео – Как производить расчеты с помощью программы «ВИКС-СТУДИЯ»

Аэродинамический расчет воздуховодов считается обязательной процедурой, важной составляющей планирования вентиляционных систем. Благодаря данному расчету можно узнать, насколько эффективно вентилируются помещения при том или ином сечении каналов. А эффективное функционирование вентиляции, в свою очередь, обеспечивает максимальный комфорт вашего проживания в доме.

Пример проведения расчетов. Условия в данном случае следующие: здание административного характера, имеет три этажа.

Хотя для 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.

Расчет воздухообмена

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

R = n * R 1,

здесь R1 - потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, 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 \(k 2- k 1),

здесь К - количество пара или газа, появляющееся в здании, в мг\ч, k2 - содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 - содержание газа или пара в приточке.

Разрешается концентрация вредностей в приточке до 1\3 от ПДК.

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q = G изб\ c (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

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Q в= V н * k * p * C р(t вн - t нро),

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 кг\кубометр, Ср - теплоемкость воздуха, в кДж\кубометр 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= * 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

Диаметры и сечения 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.м\ч;
• 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 м\сек, 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.

Таблица 1 . Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

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

S = R \3600 v ,

здесь v - скорость движения воздушного потока, в м\с, R - расход воздуха, кубометры\ч.

Число 3600 - временной коэффициент.

здесь: D - диаметр вентиляционной трубы, м.

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.

Таблица 2 . Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

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

Таблица 3 . Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

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.м\час, v - скорость воздуха, м\с, D - диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N = R \(3600 * v * S ),

здесь R - расход воздуха в куб.м\час, v - скорость воздуха в системе, м\с, S - площадь сечения одной решетки, кв.м.

Расчет канального нагревателя

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 * p \3600 * Vp ,

здесь R - объем расхода приточки, куб.м.\ч, p - плотность атмосферного воздуха , кг\куб.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 * p \3600 * A ф.факт

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

Q =0,278 * W * c (T п- T у),

здесь W - расход теплого воздуха , кг\час, Тп - температура приточного воздуха , градусы Цельсия, Ту - температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c - удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.

Для создания благоприятного микроклимата в производственных и жилых помещениях необходимо установка качественной вентиляционной системы. Особое внимание требуется обращать на длину и диаметр трубы для естественной вентиляции, так как от правильных расчетов зависит эффективность, производительность и надежность воздуховодов.

Какие предъявляются требования к вентиляционным трубам?

Основное назначение воздуховода для естественной вентиляции заключается в отводе отработанного воздуха из помещения.

При прокладке систем в домах, офисах и других объектах требуется учитывать следующие пункты:

• диаметр трубы для естественной вентиляции должен быть не меньше 15 см;
• при монтаже в жилых помещениях и на объектах пищевой промышленности важны антикоррозийные характеристики, в противном случае под воздействием повышенной влажности металлические поверхности поржавеют;
• чем меньше вес конструкции, тем легче монтаж и обслуживание;
• производительность зависит также от толщины воздуховода, чем тоньше, тем больше пропускная способность;
• уровень пожарной безопасности – при горении не должно выделяться вредных веществ.

Если не соблюдать стандарты (нормы) при проектировании, монтаже и выборе материала изготовления и диаметра ПВХ труб вентиляции или из оцинкованной стали, то в помещениях воздух будет «тяжелым» из-за повышенной влажности и нехватки кислорода. В квартирах и домах с плохой вытяжкой часто запотевают окна, коптятся стены на кухне и образуется грибок.

Из какого материала выбрать воздуховод?

На рынке представлено несколько видов труб, отличающиеся между собой материалом изготовления:

Преимущества пластиковых труб:

• низкая себестоимость, если сравнивать с воздуховодами из других материалов;
• антикоррозийные поверхности не нуждаются в дополнительной защите или обработке;
• простота в обслуживании, при чистке можно использовать любые моющие средства;
• большой выбор диаметров труб ПВХ труб вентиляции;
• простая установка, также, при необходимости, легко проводится демонтаж конструкции;
• на поверхности не скапливаются загрязнения за счет гладкости;
• при нагревании не происходит выделения вредных и токсичных веществ для здоровья человека.

Металлические воздуховоды изготавливаются из оцинковки или нержавеющей стали , при рассмотрении характеристик можно выделить следующие достоинства:

• оцинкованные и нержавеющие трубы разрешается использовать на объектах с повышенной влажностью и частыми перепадами температур;
• влагостойкость – конструкции не подвержены образованию коррозии и ржавчины;
• высокие показатели термостойкости;
• относительно небольшой вес;
• простой монтаж – необходимы базовые знания.

В качестве материала для изготовления гофрированных воздуховодов применяется алюминиевая фольга . Основные плюсы:

• при установке образуется минимальное число соединений;
• легкость демонтажа;
• при необходимости трубопровод размещается под любым углом.

Преимущества тканевых конструкций:

• мобильность – легко устанавливаются и демонтируются;
• не возникает проблем при транспортировке;
• отсутствие конденсата при любых условиях эксплуатации;
• маленькая масса облегчает процесс крепежа;
• не нужно проводить дополнительную изоляцию.

Какие бывают формы воздуховодов?

В зависимости от сферы и направления использования выбирается не только диаметров труб ПВХ труб, но и форма:

1. Спиральные формы отличаются повышенными показателями жесткости и привлекательным внешним видом . При монтаже соединения выполняются с применением картонного или резинного уплотнителя и фланцев. Системы не нуждаются в изоляции.

Совет! Если нет опыта в этой сфере, то для экономии собственных средств и времени лучше сразу обратиться к специалистам, так как рассчитать диаметр трубы для вентиляции с учетом воздушного потока, и провести самостоятельно монтаж будет весьма проблематично.

1. Для жилых объектов (загородных и дачных домов) идеальным вариантом будут плоские формы за счет следующих достоинств:

• при необходимости круглые и плоские трубы легко комбинируются;
• если размеры не совпали, то параметры легко корректируются с использованием строительного ножа;
• конструкции отличаются относительно небольшой массой;
• в качестве соединительных элементов применяются тройники и фланцы.

1. Установка гибких конструкций происходит без дополнительных элементов для соединения (фланцев и т. д.), что в значительной степени упрощает монтажный процесс. Для материала изготовления используется ламинированная полиэфирная пленка, натканное полотно или фольга из алюминия.
2. Более востребованы круглые воздуховоды , спрос объясняется следующими достоинствами:

• минимальное число соединительных элементов;
• простая эксплуатация;
• хорошо распределяется воздух;
• высокие показатели жесткости;
• несложные установочные работы.

Материал изготовления и формы труб определяются еще на стадии разработки проектной документации, здесь учитывается большой перечень пунктов.

Как определяется диаметр вентиляционной трубы?

На территории России имеется ряд нормативных документов СНиП, где говорится, как рассчитать диаметр трубы для вентиляции естественного типа . Выбор основывается на кратности воздухообмена – определяющий показатель, какой объем и сколько раз за час заменяется воздух в помещении.

Сначала необходимо провести следующие действия:

• выполняются вычисления объема каждой комнаты в здании – требуется перемножить длину, высоту и ширину;
• объем воздуха вычисляется по формуле: L=n (нормируемая кратность воздухообмена)*V (объем помещения);
• полученные показатели L округляются в большую сторону до цифры кратной 5;
• составление баланса происходит так, чтобы вытяжные и приточные воздушные потоки совпадали в суммарном объеме;
• учитывается также максимальная скорость в центральном воздуховоде, показатели не должны быть больше 5 м/с, а на ответвленных участках сети не более 3 м/с.

Диаметр ПВХ труб вентиляции и из других материалов выбирается по полученным данным по представленной таблице:

Как определить длину вентиляционной трубы?

При написании проекта кроме расчета диаметра трубы для естественной вентиляции важным пунктом считается определение длины наружной части воздуховода. В общую величину входит протяженность всех каналов в здании, по которым циркулирует воздух и выводится наружу.

Расчеты производятся по таблице:

При расчете учитываются следующие показатели:

• если используется плоский воздуховод на установке над крышей, то минимальная длина должна составлять 0,5 м;
• при установке трубы вентиляции рядом с дымовой высота делается одинаковой, чтобы предотвратить в сезон отопления попадания дыма в помещение.

Производительность, эффективность и бесперебойная работа вентиляционной системы во многом зависит от правильности расчетов и соблюдения требований монтажа. Лучше выбирать проверенные компании с положительной репутацией!

Промышленная вентиляция проектируется с учетом нескольких фактов, на все существенное влияние оказывает сечение воздухопроводов.

1. Кратность обмена воздуха. Во время расчетов принимаются во внимание особенности технологии, химический состав выделяемых вредных соединений, и габариты помещения.
2. Шумность. Системы вентиляции не должны ухудшать условия труда по параметру шумности. Сечение и толщина подбирается таким образом, чтобы минимизировать шум воздушных потоков.
3. Эффективность общей системы вентиляции. К одному магистральному воздухопроводу могут присоединяться несколько помещений. В каждом из них должны выдерживаться свои параметры вентиляции, а это во многом зависит от правильности выбора диаметров. Они выбираются с таким расчетом, чтобы размеры и возможности одного общего вентилятора могли обеспечивать регламентируемые режимы системы.
4. Экономичность. Чем меньше размеры потерь энергии в воздуховодах, тем ниже потребление электрической энергии. Одновременно нужно принимать во внимание стоимость оборудования, выбирать экономически обоснованные габариты элементов.

Эффективная и экономичная система вентиляции требует сложных предварительных расчетов, заниматься этим могут только специалисты с высшим образованием. В настоящее время для промышленной вентиляции чаще всего используются пластиковые воздуховоды, они отвечают всем современным требованиям, дают возможность уменьшить не только габариты и себестоимость вентиляционной системы, но и затраты на ее обслуживание.

Расчет диаметра воздухопровода

Для расчетов габаритов нужно иметь исходные данные: максимально допустимую скорость движения воздушного потока и объем пропускаемого воздуха в единицу времени. Эти данные берутся из технических характеристик вентиляционной системы. Скорость движения воздуха оказывает влияние на шумность системы, а она строго контролируется санитарными государственными организациями. Объем пропускаемого воздуха должен отвечать параметрам вентиляторов и требуемой кратности обмена. Расчетная площадь воздухопровода определяется по формуле Sс = L × 2,778 / V, где:

Sс – площадь сечения воздуховода в квадратных сантиметрах; L – максимальная подача (расход) воздуха в м 3 /час;
V – расчетная рабочая скорость воздушного потока в метрах за секунду без пиковых значений;
2,778 – коэффициент для перевода различных метрических чисел к значениям диаметра в квадратных сантиметрах.

Проектировщики вентиляционных систем учитывают следующие важные зависимости:

1. При необходимости подачи одинакового объема воздуха уменьшение диаметра воздухопроводов приводит к возрастанию скорости воздушного потока. Такое явление имеет три негативных последствия. Первое – увеличение скорости движения воздуха увеличивает шумность, а этот параметр контролируются санитарными нормами и не может превышать допустимых значений. Второе – чем выше скорость движения воздуха, тем выше потери энергии, тем мощнее нужны вентиляторы для обеспечения заданных режимов функционирования системы, тем больше их размеры. Третье – небольшие габариты воздухопроводов не в состоянии правильно распределять потоки между различными помещениями.

1. Неоправданное увеличение диаметров воздуховодов повышает цену вентиляционной системы, создает сложности во время монтажных работ. Большие размеры оказывают негативное влияние на стоимость обслуживания системы и себестоимость изготавливаемой продукции.

Чем меньше диаметр воздухопровода, тем быстрее скорость движения воздуха. А это не только повышает шумность и вибрацию, но и увеличивает показатели сопротивления воздушного потока. Соответственно, для обеспечения необходимой расчетной кратности обмена требуется устанавливать мощные вентиляторы, что увеличивает их размеры и экономически невыгодно при современных ценах на электрическую энергию.

При увеличении диаметров вышеописанные проблемы исчезают, но появляются новые – сложность монтажа и высокая стоимость габаритного оборудования, включая различную запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, воздуховоды большого диаметра требуют много свободного места для установки, под них приходится проделывать отверстия в капитальных стенах и перегородках. Еще одна проблема – если они используются для обогрева помещений, то большие размеры воздуховода требуют увеличенных затрат на мероприятия по теплозащите, из-за чего дополнительно возрастает сметная стоимость системы.

В упрощенных вариантах расчетов принимается во внимание, что оптимальная скорость воздушных потоков должна быть в пределах 12–15 м/с, за счет этого удается несколько уменьшить их диаметр и толщину. В связи с тем, что магистральные воздуховоды в большинстве случаев прокладываются в специальных технических каналах, уровнем шумности можно пренебрегать. В ответвлениях, заходящих непосредственно в помещения, скорость воздуха уменьшается до 5–6 м/с, за счет чего уменьшается шумность. Объем воздуха берется из таблиц СаНиПина для каждого помещения в зависимости от его назначения габаритов.

Проблемы возникают с магистральными воздуховодами значительной протяженности на больших предприятиях или в системах с множеством ответвлений. К примеру, при нормируемом расходе воздуха 35000 м 3 /ч и скорости воздушного потока 8 м/с диаметр воздухопровода должен быть не менее 1,5 м толщиной более двух миллиметров, при увеличении скорости воздушного потока до 13 м/с габариты воздуховодов уменьшаются до 1 м.

Таблица потери давления

Диаметр ответвлений воздухопроводов рассчитывается с учетом требований к каждому помещению. Допускается использовать для них одинаковые размеры, а для изменения параметров воздуха устанавливать различные регулируемые дроссельные заслонки. Такие варианты вентиляционных систем позволяют в автоматическом режиме изменять показатели работы с учетом фактической ситуации. В помещениях не должно быть сквозняков, вызванных работой вентиляции. Создание благоприятного микроклимата достигается за счет правильного выбора места монтажа вентиляционных решеток и их линейных размеров.

Сами системы рассчитываются методом постоянных скоростей и методом потери давления. Исходя из этих данных, подбираются размеры, тип и мощность вентиляторов, рассчитывается их количество, планируются места установки, определяются размеры воздуховода.

Прежде чем начинать монтаж вентиляционных коммуникаций, необходимо выполнить расчет площади воздуховодов и фасонных частей. От корректности произведенных расчётов будет зависеть производительность всей системы в целом. Естественной и принудительной вентиляции требуется отдельный порядок действий в проектной работе, хотя они и имеют общее назначение.

Прежде чем монтировать систему вентиляции, необходимо рассчитать правильный размер воздуховода

Очередность расчётов систем вентиляции

При определении противодействия движению воздуха принимается во внимание форма и свойства материала вентиляционных каналов, их суммарная длина, кинематическая схема, наличие разветвлений. Также выполняются дополнительные расчёты теплопотерь для сохранения благоприятных микроклиматических условий и сокращения расходов на обслуживание помещения в зимнее время.

Площадь сечения рассчитывается согласно данным аэродинамического расчета воздуховодов. Учитывая полученные значения, выполняется:

• выбор наиболее приемлемого размера поперечного сечения вентиляционного канала в зависимости от скорости перемещения потока воздуха;
• установление максимально возможного снижения давления в вентиляционной системе.

Расчет квадратуры воздуховодов выполняется с помощью формул, но проще воспользоваться онлайн-калькулятором площади воздуховодов и фасонных изделий. В него уже включены все требуемые формулы и порядок вычислений. Другая положительная сторона программы расчета площади воздуховодов - это невозможность допустить ошибку по вине человека.

Чтобы корректно рассчитать площадь воздуховода с использованием формул, необходимо в первую очередь определить сечение фасонных частей. Чаще всего они выполняются круглой (реже в форме эллипса), квадратной или прямоугольной формы.

Вычисление площади воздуховодов по формулам

Неточность в подсчетах этого показателя вентиляционного комплекса может стать губительной. Снижение требуемого значения неминуемо вызовет повышение давления в вентшахтах, следовательно, спровоцирует появление постороннего гула. Посчитать площадь вентиляционного канала прямоугольной формы можно по формуле:

S = L * k / V, где:

• S - площадь сечения (м 2);
• L - потребление воздуха (м 3 /ч);
• k - требуемый коэффициент, равен 2,778;
• V - скорость потока воздушных масс.

Кроме того, используя математические вычисления, можно найти реальную площадь сечения вентиляционного канала. Для этого используется формула:

S = A х B /100 - для квадратных или прямоугольных коробов;

S = π * D² / 400 - для коробов круглой формы, где:

• A - высота короба (мм) ;
• B - ширина короба (мм) ;
• D - диаметр круглого короба (мм).

Чтобы получить более точные значения, можно сравнить данные, полученные с помощью инженерных расчётов и онлайн-калькулятора. Площадь воздуховодов не должна существенно отличаться.

Размеры вентиляционных каналов рассчитываются индивидуально для каждого участка. Следует отметить, что скорость воздушного потока может быть ≈ 8 м/с , так как габариты соединительного фланца вентиляционной системы лимитированы габаритами ее остова. Чтобы снизить скорость потока воздуха и уровень шумового загрязнения, габариты вентиляционных установок выполняются на несколько размеров больше, чем у фланца. В таких условиях центральный воздуховод соединяется с вентустановкой через переходное устройство.

Для систем вентиляции бытового назначения чаще всего применяют воздуховоды круглой или прямоугольной формы диаметром 100−250 мм.

Общие требования

В вентиляционных системах, предназначенных для удаления пожароопасных летучих веществ, воздуховоды должны производиться из огнеупорных материалов. Основные транзитные сегменты вентиляции необходимо выполнять из металла.

Рассчитывая окончательные параметры воздуховодов, необходимо предусмотреть:

1. Возможность установки противопожарных клапанов как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
2. Монтаж воздушных затворов на площадках между этажами. Функциональные возможности этих приборов должны соответствовать нормативным требованиям по аварийному блокированию выборочных сегментов системы.
3. На каждом поэтажном коллекторе возможно подключить максимально пять воздуховодов.
4. Монтаж системы автоматического пожарного оповещения.

Во всех проводимых расчетах были использованы рекомендации строительных норм и правил. Эти нормативные значения позволяют выяснить минимально возможную эффективность вентиляции, которая сможет обеспечить комфортный микроклимат в помещении. Иначе говоря, правила СНиП ориентированы прежде всего на минимизирование затрат на монтаж и эксплуатацию вентсистемы, что немаловажно при разработке систем вентиляции общественных и админзданий.

Для частных домов и квартир ситуация несколько иная, так как это личный проект, в котором можно строго не придерживаться указаний СНиП. Из-за этого продуктивность вентиляции может отклоняться от нормативных значений, так как индивидуальное представление о комфорте у каждого свое.

Для создания благоприятного микроклимата в производственных и жилых помещениях необходимо установка качественной вентиляционной системы . Особое внимание требуется обращать на длину и диаметр трубы для естественной вентиляции, так как от правильных расчетов зависит эффективность, производительность и надежность воздуховодов.

Какие предъявляются требования к вентиляционным трубам?

Основное назначение воздуховода для естественной вентиляции заключается в отводе отработанного воздуха из помещения.

При прокладке систем в домах, офисах и других объектах требуется учитывать следующие пункты:

• диаметр трубы для естественной вентиляции должен быть не меньше 15 см;
• при монтаже в жилых помещениях и на объектах пищевой промышленности важны антикоррозийные характеристики, в противном случае под воздействием повышенной влажности металлические поверхности поржавеют;
• чем меньше вес конструкции, тем легче монтаж и обслуживание;
• производительность зависит также от толщины воздуховода, чем тоньше, тем больше пропускная способность ;
• уровень пожарной безопасности – при горении не должно выделяться вредных веществ.

Если не соблюдать стандарты (нормы) при проектировании, монтаже и выборе материала изготовления и диаметра ПВХ труб вентиляции или из оцинкованной стали, то в помещениях воздух будет «тяжелым» из-за повышенной влажности и нехватки кислорода. В квартирах и домах с плохой вытяжкой часто запотевают окна, коптятся стены на кухне и образуется грибок.

Из какого материала выбрать воздуховод?

На рынке представлено несколько видов труб, отличающиеся между собой материалом изготовления:

Преимущества пластиковых труб:

• низкая себестоимость, если сравнивать с воздуховодами из других материалов;
• антикоррозийные поверхности не нуждаются в дополнительной защите или обработке;
• простота в обслуживании, при чистке можно использовать любые моющие средства;
• большой выбор диаметров труб ПВХ труб вентиляции;
• простая установка, также, при необходимости, легко проводится демонтаж конструкции;
• на поверхности не скапливаются загрязнения за счет гладкости;
• при нагревании не происходит выделения вредных и токсичных веществ для здоровья человека.

Металлические воздуховоды изготавливаются из оцинковки или нержавеющей стали, при рассмотрении характеристик можно выделить следующие достоинства:

• оцинкованные и нержавеющие трубы разрешается использовать на объектах с повышенной влажностью и частыми перепадами температур;
• влагостойкость – конструкции не подвержены образованию коррозии и ржавчины;
• высокие показатели термостойкости;
• относительно небольшой вес;
• простой монтаж – необходимы базовые знания.

В качестве материала для изготовления гофрированных воздуховодов применяется алюминиевая фольга. Основные плюсы:

• при установке образуется минимальное число соединений;
• легкость демонтажа;
• при необходимости трубопровод размещается под любым углом.

Преимущества тканевых конструкций:

• мобильность – легко устанавливаются и демонтируются;
• не возникает проблем при транспортировке;
• отсутствие конденсата при любых условиях эксплуатации;
• маленькая масса облегчает процесс крепежа;
• не нужно проводить дополнительную изоляцию.

Какие бывают формы воздуховодов?

В зависимости от сферы и направления использования выбирается не только диаметров труб ПВХ труб, но и форма:

1. Спиральные формы отличаются повышенными показателями жесткости и привлекательным внешним видом . При монтаже соединения выполняются с применением картонного или резинного уплотнителя и фланцев. Системы не нуждаются в изоляции.

Совет! Если нет опыта в этой сфере, то для экономии собственных средств и времени лучше сразу обратиться к специалистам, так как рассчитать диаметр трубы для вентиляции с учетом воздушного потока, и провести самостоятельно монтаж будет весьма проблематично.

1. Для жилых объектов (загородных и дачных домов) идеальным вариантом будут плоские формы за счет следующих достоинств:

• при необходимости круглые и плоские трубы легко комбинируются;
• если размеры не совпали, то параметры легко корректируются с использованием строительного ножа;
• конструкции отличаются относительно небольшой массой;
• в качестве соединительных элементов применяются тройники и фланцы.

1. Установка гибких конструкций происходит без дополнительных элементов для соединения (фланцев и т. д.), что в значительной степени упрощает монтажный процесс. Для материала изготовления используется ламинированная полиэфирная пленка, натканное полотно или фольга из алюминия.
2. Более востребованы круглые воздуховоды, спрос объясняется следующими достоинствами:

• минимальное число соединительных элементов;
• простая эксплуатация;
• хорошо распределяется воздух;
• высокие показатели жесткости;
• несложные установочные работы.

Материал изготовления и формы труб определяются еще на стадии разработки проектной документации , здесь учитывается большой перечень пунктов.

Как определяется диаметр вентиляционной трубы?

На территории России имеется ряд нормативных документов СНиП, где говорится, как рассчитать диаметр трубы для вентиляции естественного типа. Выбор основывается на кратности воздухообмена – определяющий показатель, какой объем и сколько раз за час заменяется воздух в помещении.

Сначала необходимо провести следующие действия:

• выполняются вычисления объема каждой комнаты в здании – требуется перемножить длину, высоту и ширину;
• объем воздуха вычисляется по формуле: L=n (нормируемая кратность воздухообмена)*V (объем помещения);
• полученные показатели L округляются в большую сторону до цифры кратной 5;
• составление баланса происходит так, чтобы вытяжные и приточные воздушные потоки совпадали в суммарном объеме;
• учитывается также максимальная скорость в центральном воздуховоде, показатели не должны быть больше 5 м/с, а на ответвленных участках сети не более 3 м/с.

Диаметр ПВХ труб вентиляции и из других материалов выбирается по полученным данным по представленной таблице:

При написании проекта кроме расчета диаметра трубы для естественной вентиляции важным пунктом считается определение длины наружной части воздуховода. В общую величину входит протяженность всех каналов в здании, по которым циркулирует воздух и выводится наружу.

Расчеты производятся по таблице:

При расчете учитываются следующие показатели:

• если используется плоский воздуховод на установке над крышей, то минимальная длина должна составлять 0,5 м;
• при установке трубы вентиляции рядом с дымовой высота делается одинаковой, чтобы предотвратить в сезон отопления попадания дыма в помещение.

Производительность, эффективность и бесперебойная работа вентиляционной системы во многом зависит от правильности расчетов и соблюдения требований монтажа. Лучше выбирать проверенные компании с положительной репутацией!

Комментариев:

• Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?
• Как посчитать площадь используемого материала?
• Вычисление площади воздуховодов

Возможная концентрация в закрытых помещениях воздуха, загрязненного пылью, водными парами и газами, продуктами термической переработки пищи, заставляет устанавливать системы вентиляции. Чтобы эти системы были эффективными, приходится делать серьезные расчеты, в том числе и расчет площади воздуховодов.

Выяснив ряд характеристик строящегося объекта, в том числе площади и объемы отдельных помещений, особенности их эксплуатации и количество людей, которые будут там находиться, специалисты, применяя специальную формулу, могут установить проектную производительность вентиляции. После этого появляется возможность рассчитать площадь сечения воздуховода, которое обеспечит оптимальный уровень проветривания внутренних помещений.

Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?

Вентиляция помещений - достаточно сложная система. Одной из важнейших частей воздухораспределительной сети является комплекс воздуховодов. От качественного расчета ее конфигурации и рабочей площади (как трубы, так и суммарного материала, необходимого для изготовления воздуховода) зависит не только правильное расположение в помещении или экономия средств, но самое главное - оптимальные параметры вентиляции, гарантирующие человеку комфортные условия жизнедеятельности.

Рисунок 1. Формула для определения диаметра рабочей магистрали.

В частности, посчитать площадь необходимо таким образом, чтобы в результате получилась конструкция, способная пропускать требуемый объем воздуха при соблюдении других требований, предъявляемых к современным системам вентиляции. Следует понимать, что правильный расчет площади ведет к устранению потерь воздушного давления, соблюдению санитарных норм по скорости и уровню шума воздуха, протекающего по каналам воздуховодов.

Вместе с тем, точное представление о занимаемой трубами площади дает возможность при проектировании отводить под систему проветривания самое подходящее место в помещении.

Вернуться к оглавлению

Как посчитать площадь используемого материала?

Расчет оптимальной площади воздуховода находится в прямой зависимости от таких факторов, как объем воздуха, подаваемого в одну или несколько комнат, скорость его движения и потери давления воздуха.

В то же время расчет количества материала, необходимого для его изготовления, зависит как от площади сечения (габаритов канала вентиляции), так и от количества помещений, в которые необходимо нагнетать , и от особенностей конструкции системы проветривания.

Проводя расчеты величины сечения, следует иметь в виду, что чем оно больше, тем меньшей будет скорость прохождения воздуха по трубам воздуховода.

Одновременно в такой магистрали будет меньше аэродинамического шума, для работы систем принудительной вентиляции потребуются меньшие затраты электроэнергии. Чтобы высчитать площадь воздуховодов, необходимо применить специальную формулу.

Для расчета суммарной площади материала, который необходимо взять для сборки воздуховодов, нужно знать конфигурацию и базовые габариты проектируемой системы. В частности, для вычисления по круглым воздухораспределительным трубам потребуются такие величины, как диаметр и общая длина всей магистрали. В то же время объем используемого материала по прямоугольным конструкциям исчисляется на основе ширины, высоты и суммарной длины воздуховода.

При общих подсчетах потребности материала для всей магистрали необходимо учитывать также отводы и полуотводы различной конфигурации. Так, правильные расчеты круглого элемента невозможны без знания его диаметра и угла поворота. В вычислении площади материала для отвода прямоугольной формы участвуют такие составляющие, как ширина, высота и угол поворота отвода.

Стоит отметить, что для каждого такого расчета используется своя формула. Чаще всего трубы и фасонные элементы изготавливаются из оцинкованной стали согласно техническим требованиям СНиП 41-01-2003 (приложение Н).

Вернуться к оглавлению

Вычисление площади воздуховодов

На размер трубы вентиляции влияют такие характеристики, как массив воздуха, нагнетаемого внутрь помещений, скорость движения потока и уровень его давления на стенки и другие элементы магистрали.

Достаточно, не рассчитав всех последствий, уменьшить диаметр магистрали, как сразу же возрастет скорость воздушного потока, что приведет к увеличению давления по всей протяженности системы и в местах сопротивления. Кроме появления излишнего шума и неприятной вибрации трубы, электрические зафиксируют также рост расхода электроэнергии.

Однако далеко не всегда в погоне за устранением указанных недостатков можно и нужно увеличивать сечение вентиляционной магистрали. Прежде всего, этому могут воспрепятствовать ограниченные габариты помещений. Поэтому следует особенно тщательно подойти к процессу расчета площади трубы.

Особенности современных конструкций

Изготовление отдельных деталей и сборочных единиц вентиляционных и кондиционирующих систем (стандартизированные по диаметру и длине воздушные трубы или каналы) осуществляется или на промышленных предприятиях или в условиях ремонтно-строительных организаций, осуществляющих монтаж воздуховодов вентиляции по индивидуальному проекту, привязанному к конкретному возведенному объекту. При этом проектанты стремятся к максимальному использованию стандартизированных элементов, чтобы снизить ассортимент и количество оригинальных деталей, трудоемкость и стоимость изготовления которых гораздо выше, чем у изделий, выпускаемых серийно.

По конструкции и способу монтажа воздуховоды для вентиляции делятся на:

• встроенные канальные трубопроводы (шахты);
• внешние воздушные трубопроводы.

Первая категория трубопроводов обычно предусматривается в конструкции здания при разработке архитектурно-строительного проекта. Они прокладываются внутри кирпичных или бетонных стен , а также могут быть встроены как отдельный элемент в сэндвич-панели сборных индивидуальных домов, складских помещений и торговых павильонов.

Внешние трубопроводы обустраиваются при реконструкции и капитальном ремонте зданий, а также при перепрофилировании производственных помещений под выпуск другой номенклатуры продукции. Внешние трубопроводы для подачи воздуха выполняются в виде подвесных или навешиваемых на стену коробов или труб, состоящих из сборных прямолинейных и фасонных участков, соединенных специальной фурнитурой или при помощи фланцевых соединений.

Внешние воздуховоды классифицируются и по материалу изготовления. Сегодня для бытовых целей, в промышленности, складском хозяйстве и торговой деятельности широко используются следующие виды воздушных трубопроводов:

• металлические коробчатые конструкции, изготавливаемые из оцинкованной или нержавеющей стали и алюминия;
• пластиковые конструкции, при изготовлении которых используется полипропилен или армированный поливинилхлорид;
• гибкие (гофрированные) трубопроводы, изготавливаемые из алюминиевой, профилированной ленты или армированного термопластика.

В современном строительстве, при ремонте и реконструкции промышленных сооружений широкое распространение получили пластиковые воздуховоды для вентиляции, которые по сравнению с металлическими конструкциями имеют меньшую стоимость, вес и трудоемкость монтажа.

Расчет воздуховодов

На первом этапе выполнения расчетных работ составляется общая схема вентиляционной системы с указанием на ней длины прямолинейных участков, наличия и типа поворотных частей, а также мест изменения сечения трубопроводов. Исходя из санитарно-гигиенических требований к помещению и специфики производственного процесса назначается необходимый воздухообмен (кратность воздухообмена). После этого рассчитывается скорость движения воздуха внутри трубопровода, которая зависит от типа вентиляции – естественная или принудительная.

Хотя для 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.

Расчет воздухообмена

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

R = n * R 1,

здесь R1 - потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, 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 \(k 2- k 1),

здесь К - количество пара или газа, появляющееся в здании, в мг\ч, k2 - содержание пара или газа в оттоке, обычно величина равна ПДК, k1 - содержание газа или пара в приточке.

Разрешается концентрация вредностей в приточке до 1\3 от ПДК.

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q = G изб\ c (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

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Q в= V н * k * p * C р(t вн - t нро),

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 кг\кубометр, Ср - теплоемкость воздуха, в кДж\кубометр 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= * 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

Диаметры и сечения 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.м\ч;
• 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 м\сек, 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.

Таблица 1 . Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

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

S = R \3600 v ,

здесь v - скорость движения воздушного потока, в м\с, R - расход воздуха, кубометры\ч.

Число 3600 - временной коэффициент.

здесь: D - диаметр вентиляционной трубы, м.

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.

Таблица 2 . Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

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

Таблица 3 . Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

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.м\час, v - скорость воздуха, м\с, D - диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

N = R \(3600 * v * S ),

здесь R - расход воздуха в куб.м\час, v - скорость воздуха в системе, м\с, S - площадь сечения одной решетки, кв.м.

Расчет канального нагревателя

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 * p \3600 * Vp ,

здесь R - объем расхода приточки, куб.м.\ч, p - плотность атмосферного воздуха, кг\куб.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 * p \3600 * A ф.факт

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

Q =0,278 * W * c (T п- T у),

здесь W - расход теплого воздуха , кг\час, Тп - температура приточного воздуха , градусы Цельсия, Ту - температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c - удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.

При устройстве системы вентиляции важно правильно подобрать и определить параметры всех элементов системы. Необходимо найти требуемое количество воздуха, подобрать оборудование, рассчитать воздуховоды, фасонные элементы и другие комплектующие вентиляционной сети. Как проводится расчет воздуховодов вентиляции? Что влияет на их размер и сечение? Разберем этот вопрос подробнее.

Воздуховоды необходимо рассчитывать с двух точек зрения. Во-первых, подбирается необходимое сечение и форма. При этом необходимо учитывать количество воздуха и другие параметры сети. Также уже при изготовлении рассчитывается количество материала, например, жести, для изготовления труб и фасонных элементов. Такой расчет площади воздуховодов позволяет заранее определить количество и стоимость материала.

Типы воздуховодов

Для начала пару слов скажем и материалах и типах воздуховодов. Это важно из-за того, что в зависимости от формы воздуховодов существуют особенности его расчета и выбора площади поперечного сечения. Также важно ориентироваться и на материал, так как от него зависит особенности движения воздуха и взаимодействие потока со стенками.

Если коротко, то воздуховоды бывают:

• Металлические из оцинкованной или черной стали, нержавейки.
• Гибкие из алюминиевой или пластиковой пленки.
• Жесткие пластиковые.
• Тканевые.

По форме воздуховоды изготовливаются круглого сечения, прямоугольного и овального. Наиболее часто используются круглые и прямоугольные трубы.

Большая часть из описанных воздуховодов изготовливаются в заводских условиях, например, гибкие из пластика или тканевые, и изготовить их на объекте или в небольшой мастерской сложно. Большая часть изделий, которым требуется расчет, производят из оцинкованной стали или нержавейки.

Из оцинкованной стали изготовляются как прямоугольные, так и круглые воздуховоды, причем для производства не требуется особо дорогостоящее оборудование. В большинстве случаев достаточно гибочного станка и устройства для изготовления круглых труб. Не считая мелкого ручного инструмента.

Расчет поперечного сечения воздуховода

Основная задача, которая возникает при расчете воздуховодов - это выбор поперечного сечения и формы изделия. Этот процесс проходит при проектировании системы как в специализированных компаниях, так и при самостоятельном изготовлении. Необходимо провести расчет диаметра воздуховода или сторон прямоугольника, выбрать оптимальное значение площади поперечного сечения.

Расчет поперечного сечения проводят двумя способами:

• допустимых скоростей;
• постоянной потери давления.

Метод допустимых скоростей проще для неспециалистов, поэтому рассмотрим в общих чертах его.

Расчет сечения воздуховодов методом допустимых скоростей

Расчет сечения воздуховода вентиляции методом допустимых скоростей базируется на нормированной максимальной скорости. Скорость выбирается для каждого типа помещения и участка воздуховода в зависимости от рекомендуемых значений. Для каждого типа здания существуют максимально допустимые скорости в магистральных воздуховодах и ответвлениях, выше которых использование системы затруднено из-за шума и сильных потерь давления.

Рис. 1 (Схема сети для расчета)

В любом случае, перед началом расчета необходимо составить план системы. Для начала необходимо рассчитать требуемое количество воздуха, которое нужно подать и удалить из помещения. На этом расчете будет базироваться дальнейшая работа.

Сам процесс расчета сечения методом допустимых скоростей упрощенно состоит из таких этапов:

1. Создается схема воздуховодов, на которой отмечаются участки и расчетное количество воздуха, которое будет по ним транспортироваться. Лучше на ней же указать все решетки, диффузоры, изменения сечения, повороты и клапаны.
2. По подобранной максимальной скорости и количеству воздуха рассчитывается сечение воздуховода, его диаметр или размер сторон прямоугольника.
3. После того, как известны все параметры системы, можно подобрать вентилятор необходимой производительности и напора. Подбор вентилятора базируется на расчете падения давления в сети. Это существенно сложнее, чем просто подобрать сечение воздуховода на каждом участке. Этот вопрос мы рассмотрим в общих чертах. Так как иногда просто подбирают вентилятор с небольшим запасом.

Для расчета необходимо знать параметры максимальной скорости воздуха. Их берут из справочников и нормативной литературы. В таблице приведены значения для некоторых зданий и участков системы.

Нормативная скорость

Значения приблизительные, но позволяют создать систему с минимальным уровнем шума.

Рис, 2 (Номограмма круглого жестяного воздуховода)

Как использовать этих значения? Их необходимо подставить в формулу или использовать номограммы (схемы) для разных форм и типов воздуховодов.

Номограммы обычно даются в нормативной литературе или в инструкции и описании воздуховодов конкретного производителя. Например, такими схемами комплектуются все гибкие воздуховоды. Для труб из жести данные можно найти в документах и на сайте производителя.

В принципе, можно не использовать номограмму, а найти требуемую площадь сечения, исходя из скорости воздуха. А площади подобрать по диаметру или ширине и длине прямоугольного сечения.

Пример

Рассмотрим пример. На рисунке приведена номограмма для круглого воздуховода из жести. Номограмма полезна еще и тем, что на ней можно уточнить потери давления на участке воздуховода при заданной скорости. Эти данные потребуются в дальнейшем для подбора вентилятора.

Итак, какой воздуховод подобрать на участке сети (ответвлении) от решетки до магистрали, по которому будет прокачиваться 100 м³/ч? На номограмме находим пересечения заданного количества воздуха с линией максимальной скорости для ответвления 4 м/с. Также недалеко от этой точки находим ближайший (больший) диаметр. Это труба диаметром 100 мм.

Таким же образом находим сечение для каждого участка. Все подобрано. Теперь осталось провести подбор вентилятора и расчет воздуховодов и фасонных частей (если это необходимо для производства).

Подбор вентилятора

Составляющей частью метода допустимых скоростей является расчет потерь давления в сети воздуховодов для подбора вентилятора необходимой производительности и напора.

Потери давления на прямых участках

В принципе, требуемую производительность вентилятора можно узнать путем сложения необходимого количества воздуха для всех помещений здания и подбором подходящей модели в каталоге производителя. Но проблема в том, что максимальное количество воздуха, указанное в документации к вентилятору, он способен подать лишь без сети воздуховодов. А при подключении трубы его производительность будет падать в зависимости от потери давления в сети.

Для этого в документации каждому вентилятору дается диаграмма производительности в зависимости от падения давления в сети. А как же рассчитать это падение? Для этого необходимо определить:

• падение давления на ровных участках воздуховодов;
• потери на решетках, поворотах, тройниках и других фасонных элементах и препятствиях в сети (местных сопротивлениях).

Потери давления на участках воздуховодов рассчитываются по той же приведенной номограмме. От точки пересечения линии скорости движения воздуха в подобранном воздуховоде и его диаметра находим потери давления в паскалях на метр. Далее высчитываем полные потери давления на участке определенного диаметра умножением удельной потери на длину.

Для нашего примера с воздуховодом 100 мм и скоростью около 4 м/с потери давления будут составлять около 2 Па/м.

Потери давления на местных сопротивлениях

Расчет потерь давления на поворотах, изгибах, тройниках, изменения сечения и переходах существенно сложнее чем на прямых участках. Для такого на той же приведенной выше схеме указываются все элементы, которые могут препятствовать движению.

Рис 3 (Некоторые к. м. с.)

Далее необходимо для каждого такого местного сопротивления в нормативной литературе найти коэффициент местного сопротивления (к. м. с), который обозначается буквой ζ (дзетта). Потеря давления на каждом таком элементе находится по формуле:

Pм. с.=ζ×Pд

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

Например, если на уже рассматриваемом нами участке диаметром 100 мм со скоростью движения воздуха 4 м/с будет находиться круглый отвод (поворот 90 градусов) к. м. с. которого 0,21 (по таблице), потери давления на нем будут составлять

• Pм. с.=0,21 · 42·(1,2/2) = 2,0 Па.

Средняя плотность воздуха при температуре 20 градусов составляет 1,2 кг/м3.

Рис 4 (Пример таблицы)

По найденным параметрам подбирается вентилятор.

Расчет материала для воздуховодов и фасонных элементов

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий необходим при их производстве. Он делается для того, чтобы определить количество материала (жести) для изготовления участка трубы или какого-либо фасонного элемента.

Для расчета необходимо использовать лишь формулы из геометрии. Например, для круглого воздуховода находим диаметр окружности, умножением которого на длину участка получим площадь наружной поверхности трубы.

Для изготовления 1 метра трубопровода диаметром 100 мм потребуется: π·D·1=3.14·0.1·1=0.314 м² жести. Также необходимо учитывать от 10-15 мм запаса на соединение. Также рассчитывается и прямоугольный воздуховод.

Расчет фасонных частей воздуховодов осложнен тем, что для него не существует определенных формул, как для круглого или прямоугольного сечения. Для каждого элемента необходимо проводить раскрой и рассчитывать необходимое количество материалов. Это делается на производстве или в жестяных мастерских.