Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила вычислений и примеры

Содержание   

  1. Какие данные нужны для расчёта эксплуатационных характеристик воздуховодов?
    1. Цель выполнения расчетов
    2. Основные требования к расчету
    3. Общие сведения для вычисления площади сечения
  2. Как рассчитать площадь воздуховода различных типов сечений?
    1. Как рассчитать площадь сечения воздуховода?
    2. Как посчитать площадь круглого воздуховода?
    3. Как рассчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения?
    4. Расчёт площади овального воздуховода
    5. Расчёт площади фасонных частей воздуховода
    6. Для чего нужны геометрические вычисления
    7. Вычисление площади наружной поверхности трубы
    8. Рекомендуемые значения скорости воздуха в системе вентиляции, м/с
  3. Этапы выполнения расчета
    1. Алгоритм расчета сечения воздуховодов
    2. Определение фактической площади воздуховода
    3. Расчет скорости воздуха
    4. Пример расчета для небольшого коттеджа
    5. Фасонные изделия и их расчет
    6. Таблица сечений воздуховодов
    7. Пример расчёта воздуховода
  4. Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей
    1. Схема разводки системы вентиляции.
    2. Номограмма для выбора размеров
  5. Подбор вентилятора
    1. Потери давления на прямых участках
    2. Потери давления на местных сопротивлениях
  6. Дополнительная информация
  7. Подводя итоги

1 Какие данные нужны для расчёта эксплуатационных характеристик воздуховодов?

Прежде всего, во внимание принимаются основные параметры сооружения, такие как назначение самого здания, объём помещений, количество постоянно пребывающего персонала и посетителей, особенности производственного процесса (для промышленных зданий) и т.п.

Проектирование систем вентиляции осуществляется в соответствии со следующими нормативными документами:

  • СП 60.13330.2016 (актуальная редакция СНиП 41-01-2003);
  • СП 7.13130.2013;
  • ГОСТ 12.1.005-88 и некоторые другие.

к меню ↑

1.1 Цель выполнения расчетов

Особенности расчета и выбора воздуховодов зависят от их типа и материала, из которого они изготовлены. Последняя характеристика обуславливает нюансы, возникающие при движении воздуха и особенности взаимодействия лавины воздуха со стенками.

Воздуховоды бывают:

  • металлическими – это может быть черная сталь, оцинкованная, нержавейка;
  • алюминиевыми гибкими гофрированными;
  • пластиковые вентканалы – гибкие и жесткие;
  • тканевыми.

По геометрии сечения изготавливают воздуховоды круглые, прямоугольные, овальные. Последние не столь популярны, как два первых.

Даже если имеется самый правильный проект вентиляционной системы, ошибка в подборе сечений воздуховодов может привести к нарушению циркуляции воздуха.

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

От этого параметра зависит:

  • скорость протекания воздушной массы и ее объем;
  • степень герметичности соединений;
  • шумность вентиляционной системы;
  • электропотребление.

Вычисления, выполненные правильно, дадут возможность сэкономить средства, поскольку количество материала будет определено точно. Но помимо экономических вопросов, главными являются все-таки параметры вентиляции, обеспечивающие комфортные условия жизнедеятельности людей.

к меню ↑

1.2 Основные требования к расчету

При определении итоговых параметров воздуховодов необходимо учесть, что определение площади воздуховодов должно гарантировать, что:

  1. Обеспечивается температурный режим в помещении. Там, где существует избыток тепла, предусмотрено его удаление, а там, где наблюдается недостаток, сведены к минимуму его потери.
  2. Скорость перемещения воздуха никаким образом не снижает уровень комфорта людей, находящихся в помещении. В районах рабочих зон обязательно присутствует очистка воздуха.
  3. Вредные химсоединения и взвешенные частицы, присутствующие в воздухе, находятся в объеме, соответствующем ГОСТу 12.1.005-88.

Для отдельных помещений обязательным условием подбора площади воздуховодов является постоянное поддержание подпора и исключение подачи воздуха снаружи.
Сопротивление воздуховодов
При расчете сопротивления магистрали принимают к учету потери давления. Чтобы во время движения поток воздушной массы смог преодолеть сопротивление, необходимо соответствующее давление

К категории помещений, где необходим подпор, относятся подвалы, а также помещения, в которых могут скапливаться вредные вещества.

к меню ↑

1.3 Общие сведения для вычисления площади сечения

Площадь труб для воздуховода рассчитывают по разным значениям:

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

Результат можно получить как для отдельного помещения, так и для дома в целом. Для расчета есть специальные программы с заложенными в них алгоритмами. Еще один вариант расчета — использование формул.

Площадь сечения воздуховодов при их проектировании выбирается так, чтобы воздух по всех длине двигался с примерно одинаковой скоростью. По всей протяженности системы количество воздуха разное, поэтому площадь сечения воздуховода должна изменяться в большую сторону с ростом объема воздушной массы.
Вытяжная вентиляция
Если рассматривать вытяжную вентиляцию, то квадратура сечения растет по мере приближения к вентилятору. Только так можно гарантировать более-менее одинаковую скорость массы воздуха на всем протяжении воздухопровода

С ростом круглого сечения уменьшается скорость потока воздуха. Снизится при этом и аэродинамический шум. Минус таких воздуховодов в громоздкости конструкции, из-за чего невозможна их установка в пространство между черновым и навесным потолком, а также в увеличенной стоимости.

Если такой возможности нет, можно отдать предпочтение прямоугольной геометрии, поскольку высота прямоугольного сечения меньше. С другой стороны круглые изделия легче устанавливать, да и свои эксплуатационные преимущества у них имеются.
Овальный воздуховод
Поскольку круглые воздуховоды не всегда можно вписать в интерьер, а более эстетичные прямоугольные дорогие, как альтернативу, стоит рассмотреть овальные изделия. Они и эргономичны, и эффективны

Выбор того или иного варианта зависит от приоритетов пользователя. Если во главе угла экономия электроэнергии, минимальный шум и есть все возможности монтажа габаритной сети, лучший выбор — круглая форма воздуховода.

к меню ↑

2 Как рассчитать площадь воздуховода различных типов сечений?

Расчёт квадратуры воздуховодов разных сечений имеет свои особенности, так как расход воздуха у них будет значительно отличаться даже при одинаковых параметрах скорости перемещения воздушных масс и площади. Кроме того, при расчёте вентиляционных сетей большой протяжённости и/или разветвленности учитывается влажность и температура воздуха (если она превышает +20°С). А также аэродинамическое сопротивление воздуховодов и фасонных изделий, зависящее от формы и материала изготовления (различные коэффициенты трения). Учёт этих параметров выражается в использовании различных поправочных коэффициентов в расчётных формулах.

Важная информация! Параметры квадратуры канала и скорость перемещения воздушных потоков обратно пропорциональны. То есть, при большом сечении воздуховода для обеспечения необходимого объёма перемещаемого воздуха достаточно меньшей скорости.

Расчёт квадратуры производится по двум параметрам, взятым из нормативов (фактически эти параметры описывают кратность воздухообмена):

  1. расход воздуха – R (м³/час);
  2. скорость воздушного потока – V (м/с).

Формула площади воздуховодов оперирует параметрами расхода воздуха, взятыми из нормативов:

S = R/k × V, где

K – коэффициент, равный 3600.

Существуют альтернативные формулы, оперирующие другими коэффициентами, к примеру:

S = R × 2,778/V.

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

Круглый воздуховод декоративного типа на подвесных держателях
Круглый воздуховод декоративного типа на подвесных держателях

Значительное влияние на эффективность перемещение воздушных потоков оказывает форма сечения. В прямоугольных воздуховодах воздушный поток получает большее сопротивление. Однако прямоугольная форма более удобна для монтажа, особенно при недостатке места, и может размещаться впритык к основным строительным конструкциям. Круглые воздуховоды имеют лучшую аэродинамичность, но не всегда вписываются в интерьер. А изделия с высокими эстетическими показателями имеют гораздо большую стоимость. Учитывая приведённые факты, в качестве альтернативы рекомендуется обратить внимание на овальные воздуховоды, сочетающее в себе эргономичность и эффективность.

Вентиляционные каналы на предприятии
Вентиляционные каналы на предприятии

к меню ↑

2.1 Как рассчитать площадь сечения воздуховода?

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

  • L – воздухообмен в помещении, м3/ч;
  • V – скорость потока воздуха, м/с.

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

  • L – площадь сечения, м2.

Нормативная скорость

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

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.

к меню ↑

2.2 Как посчитать площадь круглого воздуховода?

Для расчёта диаметра круглого вентканала используется нормативная площадь сечения:

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

Фактическую площадь получают из формулы:

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

к меню ↑

2.3 Как рассчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения?

Для прямоугольных коробов используются те же формулы, что и для круглых. Длину сторон вычисляют по формуле:

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

Dп – диагональ прямоугольника, вписанного в круг (фактически эквивалентный диаметр круга);

a, b – стороны.

Фактическая площадь узнаётся из формулы:

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

Также для вычисления основных параметров проектировщики используют таблицы.

Таблица основных параметров площади и формы сечений
Таблица основных параметров площади и формы сечений

к меню ↑

2.4 Расчёт площади овального воздуховода

Диаметры овального воздуховода вычисляются по его площади. Используются следующие формулы:

Диаметр:

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

Р – периметр окружности овалоида,

Площадь овального воздуховода вычисляется по формуле:

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

a, b – большой и малый диаметр овала, соответственно.

Овальные воздушные каналы сочетают в себе преимущества прямоугольных и круглых
Овальные воздушные каналы сочетают в себе преимущества прямоугольных и круглых

к меню ↑

2.5 Расчёт площади фасонных частей воздуховода

Человеку, не связанному с математическими формулами, будет сложно выполнить подсчёты правильно, ошибка в одном показателе повлияет на эксплуатационные характеристики вентиляционной системы, соответственно,и на качество очистки воздуха.

Для упрощения процесса расчёта площади поверхности воздуховода можно использовать онлайн-калькулятор и специальные программы, которые выполняют все алгоритмы, для этого потребуется лишь ввести первичные показатели.

Какие существуют программы для нахождения параметров фасонных частей воздуховода

В помощь инженерным работникам для исключения ошибок, связанных с человеческим фактором, а также для ускорения процесса были созданы специальные программы, с помощью которых можно не только выполнить грамотно расчёты, но и 3D моделирование будущей конструкции.

Программа Краткое описание
Vent-Calc Программа рассчитывает площадь сечения, тягу, сопротивление на разных отрезках.
GIDRV 3.093 Программа выполнит новый и контрольный подсчётданных воздуховода.
Ducter 2.5 В программе можно подобрать элементы вентсистемы, рассчитать площади сечений конструкции.
CADvent Данный комплекс создан на базе AutoCAD, имеет самую подробную библиотеку элементов и возможностей.

к меню ↑

2.6 Для чего нужны геометрические вычисления

Прежде чем начать замерять или узнавать исходные размеры, необходимо осознать, для каких целей послужат произведённые вычисления.

Таких целей несколько:

  1. Вычисление термодинамических параметров системы. Формула площади поверхности трубы необходима при расчёте теплоотдачи отдельной трубы, участка трубопровода или, к примеру, тёплого пола. Для того, чтобы узнать эти параметры, необходимо высчитать общую площадь изделия или системы, с которой в окружающую среду происходит теплоотдача.
  2. Расчёт теплопотерь по направлению «источник тепла-отопительный прибор». В этом случае наибольшая потеря тепловой энергии происходит на самом длинном участке с наибольшей площадью контакта с окружающей средой, то есть опять-таки в трубах. Поэтому, как и в предыдущем случае, узнав площадь поверхности теплоотдачи, можно, основываясь на этом значении и количестве выделяемого тепла в исходной точке, спланировать число и размер отопительных приборов в будущей системе.

к меню ↑

2.7 Вычисление площади наружной поверхности трубы

Как и в предыдущем случае, можно найти площадь трубы через диаметр. Формула расчёта также довольно проста, ведь развёртка площади цилиндра представляет собой прямоугольник, для которого длина одной стороны равна длине окружности наружного сечения, второй – длине отрезка трубы.

Соответственно, формула площади трубы имеет вид:

где R – наружный радиус изделия, D – наружный диаметр, L – продольная длина трубы.

Как и в предыдущем случае, расчёт необходимо вести в одинаковых единицах (например, если диаметр трубы равен 15 мм, а длина – 1,5 м, то при перерасчёте нужно использовать или значения 15 и 1500 мм, или 0,015 и 1,5 м).

Основываясь на величине площади внешней поверхности трубы, рассчитывают необходимое количество красящих материалов или теплоизоляционных веществ.

к меню ↑

2.8 Рекомендуемые значения скорости воздуха в системе вентиляции, м/с

Квартиры Офисы Производственные помещения
Приточные решетки 2.0-2.5 2.0-2.5 2.5-6.0
Магистральные воздуховоды 3.5-5.0 3.5-6.0 6.0-11.0
Ответвления 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

к меню ↑

3 Этапы выполнения расчета

Расчетные работы состоят из нескольких этапов:

  1. Составления общей схемы системы вентиляции. Здесь должны быть отмечены длины прямых участков, поворотные части и их тип, места изменения сечения.
  2. Выбора кратности воздухообмена, идентичного санитарно-гигиеническим требованиям.
  3. Расчета скорости движения масс воздуха по трубопроводу. Зависит этот параметр от вида вентиляции, а она может быть естественной или принудительной.
  4. Расчета площади воздуховодов и других параметров.

Существует много программ для выполнения подобных расчетов.
Вентиляция в коттедже
Вычисления при помощи формул для сложной системы — задача непростая. Для дома небольших габаритов подсчет площади отдельных элементов, сечения воздуховодов вполне возможен

к меню ↑

3.1 Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:

  1. Пересчет расхода воздуха в м3/с
  2. Выбор скорости воздуха в воздуховоде
  3. Определение площади сечения воздуховода
  4. Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.

На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м3/час, переводится в м3/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:

  • G [м3/c] = G [м3/час] / 3600

На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.

Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.

Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].

На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:

  • S [м2] = G [м3/c] / v [м/с]

На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.

к меню ↑

3.2 Определение фактической площади воздуховода

Регулярную площадь вентиляции для круглых вентканалов высчитывают по формуле:

S = (π x D2) : 400,

где:

  • S — фактическая площадь;
  • D — диаметр.

Для трубопроводов прямоугольного сечения:

S = (А х В) : 100,

где:

  • S — фактическая площадь;
  • D — диаметр;
  • А — высота воздуховода;
  • В — ширина конструкции.

Площадь сечения для трубы с овальным сечением высчитывают по формуле:

S = π × А × В : 4,

где:

  • А — больший диаметр овала;
  • В — меньший диаметр соответственно.

Есть и другие формулы для высчитывания площади воздуховода.

Используя такой нормативный документ, как СНиП, можно сравнить размеры сечений воздуховодов с требуемыми показателями. Таким образом, подходящий размер воздушного трубопровода определяется еще проще.

Некоторые производители в описании воздуховодов дают номограммы. Есть они и в нормативной литературе.
Номограмма лоя круглого воздуховода
Номограмма для металлического воздуховода с сечением в форме круга. Значения из нее подставляют в формулу. Все гибкие воздуховоды дополняют такими схемами (+)

Из номограмм можно взять значение площади сечения. Оно приблизительное, но для создания системы с минимальным уровнем шума подходят.

Чтобы найти размеры воздуховода для определенного ответвления трубопровода, по которому транспортируется заданный объем воздуха, нужно выполнить следующие действия:

  1. Определить на номограмме точку пересечения объема воздуха, перемещаемого за 1 час и линии наибольшей скорости для расчетного участка.
  2. Рядом с этой точкой найти значение наиболее подходящего диаметра.

Кроме этого, имея номограмму, можно не только облегчить расчет сечения воздуховодов и фасонных частей, но и конкретизировать потери давления на отрезке воздушной магистрали при установленной скорости.

Номограмму применять необязательно, можно определить нужную площадь сечения в зависимости от скорости воздушной массы.

к меню ↑

3.3 Расчет скорости воздуха

Используя формулы или специальные таблицы, вычисляют скорость воздуховода. Ключевым параметром здесь является показатель кратности, определяющий объем воздуха, при котором происходит полноценное проветривание помещения объемом 1 м3 в течение 1 часа.

Специалисты рекомендуют для определения показателя кратности исследовать конкретные условия на действующих промышленных объектах, по которым есть фактические данные о выделении газов, токсических паров и др. Лучше всего делать самостоятельный расчет с применением формул.
Специальная таблица
Для упрощения расчетов существуют специальные таблицы, откуда можно взять готовое значение показателя кратности, но нужно иметь в виду, что в них приводят округленные параметры

Формула для вычисления кратности выглядит так:

N = V : W,

где:

  • N — искомая кратность;
  • V — объем свежей воздушной массы, поступающей в помещение в течение часа;
  • W — объем комнаты.

Единица кратности — число раз/час, V измеряется в мᶾ/ч, объем — в мᶾ.

Рассмотрим конкретный пример определения необходимого количества воздуха по кратности.

Имеется жилая комната объемом 22 мᶾ. Для нее потребуется воздуха: L = 22 х 6 = 132 м3, здесь 6 — кратность воздухообмена, взятая из таблицы.

Скорость перемещения массы (V) измеряют в м/с и определяют по формуле:

V=L : 3600 х S,

где:

  • L — используемый воздух (мᶾ/ч);
  • S — площадь воздуховода в разрезе (мᶾ).

Дополнительно еще 2 параметра влияют на скорость перемещения воздуха: уровень шума, коэффициент вибрации. При проектировании системы их нужно обязательно учитывать.

к меню ↑

3.4 Пример расчета для небольшого коттеджа

Для расчета взят коттедж с внутренней площадью 108,8 м2 и высотой от пола до перекрытия 3 м. Внутри имеется гостиная, спальня, детская, кухня, санузел. Показатель кратности принимаем равным 1.
Параметры воздуховодов для коттеджа
Вентиляционная система позволяет избавить помещение от примесей, приносящих вред здоровью — потенциально опасных и провоцирующих аллергические реакции, ухудшить самочувствие

Сначала рассчитывают количество удаленного и поступаемого воздуха в целом на здание.

Применяют для этого методику СНиП:

  1. Поскольку спальня и гостиная одинаковые по площади, количество удаленного воздуха из них равно 21 х 3 х 1 = 63 мᶾ/ч.
  2. Для детской — 24 х 3 х 1 = 72 мᶾ/ч.
  3. Для кухни — 22 х 3 х 1 + 100 = 166 мᶾ/ч.
  4. Для санузла — 10 х 3 х 1 = 30 мᶾ/ч.
  5. В итоге: 63 х 2 + 48 + 166 + 30 = 394 мᶾ/ч.

Коридор и прихожую в расчет не брали. 100 мᶾ — это тот объем, что уходит через вытяжку на кухне.

Правильное распределение потоков воздуха в доме также очень важный момент. В постройках такого типа обычно устраивают систему естественной вентиляции. Принудительный элемент здесь все-таки присутствует — кухонная вытяжка.

Далее определяют диаметры вентиляционных каналов. Так как 100 м3 удаляет вытяжка принудительно, то остается распределить оставшиеся 294 м3. Они уйдут естественным образом через 2 шахты. На каждую придется: 294 : 2 = 147 мᶾ.

Поскольку в шахтах естественной вентиляции скорость воздуха колеблется в пределах от 0,5 до 1,5 м/с, обычно в расчетах берут среднее значение — 1 м/с. Подставив известные величины в формулу S = L : k × V, находят: S = 147 : 3600 х 1 = 0,0408 м².

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

Решив это уравнение с одним неизвестным, путем несложных вычислений, находят, что диаметр воздуховода равен 2,28 мм. Под это значение подбирают ближайший больший стандартный размер трубы.
Переводная таблица
При помощи этой переводной таблицы можно выбрать эквивалентный диаметр воздуховода с сечением в форме круга. Это значительно упрощает расчет

Когда монтируют воздуховод прямоугольного сечения, выбирают его размер по таблице, ориентируясь на площадь. Ближайшее большее значение — 200 х 250 мм.

По такой же схеме определяют площадь сечения отвода под кухонную вытяжку с той разницей, что скорость воздуха здесь равна 3 м/с. S = 100 : 3600 х 3 = 0,083 м² или диаметр 107 мм.

Переводная таблица необходима тогда, когда нужно выполнить расчет воздуховодов с прямоугольным сечением и применить при этом таблицу для круглых изделий. Здесь представлены диаметры воздуховодов с кругом в сечении, в которых снижение давления за счет трения равно аналогичному значению в прямоугольной конструкции.

Существует три способа определения эквивалентного значения:

  • по скорости;
  • по поперечному разрезу;
  • по расходу.

Эти величины связаны с разными параметрами воздуховода. Для каждого из них есть индивидуальная методика использования таблиц. Главное, чтобы вне зависимости от примененной методики, величина утраты давления на трение получилась одинаковой.

В заключение проводится проверка скорости: V = 147 : (3600 х 0,0408) = 1,0 м/с. Это соответствует допустимому пределу.

к меню ↑

3.5 Фасонные изделия и их расчет

При монтаже воздуховодов прямые участки различных размеров соединяют при помощи фасонных изделий.
Фасонные изделия
При производстве и воздуховодов, и фасонных изделий необходим подсчет их площади. Без этого невозможно определить правильно нужное количество материала для изготовления деталей

К фасонным изделиям относятся:

  1. Отводы. Их используют для изменения направления воздушного трубопровода под всевозможным углом. Бывают как круглыми, так и прямоугольными, овальными.
  2. Переходы. С их помощью соединяют воздуховоды различного сечения. Геометрия любая — от круглой до комбинированной.
  3. Муфты, ниппели. Соединяют прямые отрезки магистрали.
  4. Тройники. Сочленяют разветвления или две ветки воздуховода.
  5. Заглушки. Перекрывают воздушный поток.
  6. Крестовины. Разделяют или соединяют воздушные потоки.
  7. Утки. Обеспечивают разноуровневый переход воздуховода.

Чтобы рассчитать нужные параметры фасонных изделий, необходимы математические навыки.
Роль фасонных изделий в вентиляционной системе
Любому фасонному изделию отведена своя особая роль в вентиляционной системе. Производители каждое из них проектируют отдельно. Поставляются они совместно с основными элементами

Ошибка, допущенная в одном показателе, повлечет за собой ухудшение эксплуатационных характеристик системы. Готовых формул для таких расчетов не существует.
Таблица стандартных типоразмеров
В таблице представлены стандартные типоразмеры воздуховодов. Даже профессионалы вместо сложных вычислений применяют такие и подобные специальные таблицы

Многие проектировщики пользуются специальными программами, онлайн-калькуляторами. Потребуется только ввести первичные величины и получить на выходе готовые параметры.

Программы позволяют не только определить нужные величины всех деталей, но и сделать их развертку. Такая развертка, отпечатанная на 3D-принтере, позволяет выполнить идеальную подгонку вентиляционных каналов.

к меню ↑

3.6 Таблица сечений воздуховодов

В помощь проектировщикам разработано несколько таблиц сечений воздуховодов, которые позволяют быстро подобрать сечение в зависимости от полученной площади.

к меню ↑

3.7 Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода с расходом воздуха 1000 м3/час:

  1. G = 1000/3600 = 0,28 м3/c
  2. v = 4 м/с
  3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м2
  4. В случае круглого воздуховода его диаметр составил бы D = корень (4·S/ π) ≈ 0,3 м = 300мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода — 315 мм.

В случае прямоугольного воздуховода необходимо подобрать такие А и В, чтобы их произведение было равно примерно 0,07. При этом рекомендуется, чтобы А и В не отличались друг от друга более чем в три раза, то есть воздуховод 700×100 — не лучший вариант. Более хорошие варианты: 300×250, 350×200.

к меню ↑

4 Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей

Расчет воздуховодов вентиляции нужно начинать с плана помещений.

Используя все нормы определяют нужное количество воздуха в каждую зону и рисуют схему разводки. На ней показываются все решетки, диффузоры, изменения сечения и отводы. Расчет производится для самой удаленной точки системы вентиляции, поделенной на участки, ограниченные ответвлениями или решетками.

к меню ↑

4.1 Схема разводки системы вентиляции.

Расчет воздуховода для монтажа системы вентиляции заключается в выборе нужного сечения по всей длине, а так же нахождение потери давления для подбора вентилятора или приточной установки. Исходными данными являются значения количества проходящего воздуха в сети вентиляции. Используя схему, проведём расчет диаметра воздуховода. Для этого понадобится график потери давления.
Для каждого типа воздуховодов график разный. Обычно, производители предоставляют такую информацию для своих изделий, либо можно найти ее в справочниках. Рассчитаем круглые жестяные воздуховоды, график для которых показан на нашем  рисунке.

к меню ↑

4.2 Номограмма для выбора размеров

По выбранному методу задаемся скоростью воздуха каждого участка. Она должна быть в пределах норм для зданий и помещений выбранного назначения. Для магистральных воздуховодов приточной и вытяжной вентиляции рекомендуются такие значения:

  • жилые помещения – 3,5–5,0 м/с;
  • производство – 6,0–11,0 м/с;
  • офисы – 3,5–6,0 м/с.

Для ответвлений:

  • 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 повышается до некомфортного для человека уровня.

После определения скорости (в примере 4,0 м/с) находим нужное сечение воздуховодов по графику. Там же есть потери давления на 1 м сети, которые понадобятся для расчета. Общие потери давления в Паскалях находим произведением удельного значения на длину участка:

к меню ↑

5 Подбор вентилятора

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

к меню ↑

5.1 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).

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

к меню ↑

5.2 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.

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.

По найденным параметрам подбирается вентилятор.

к меню ↑

6 Дополнительная информация

Рассчитываются значения креплений, фасонных частей, воздуховодов обычно инженерами, занимающимися проектированием систем вентиляции. Но и они применяют таблицы, в которых имеются все требуемые коэффициенты, формулы, значения.

  • Ориентируясь на скорость;
  • По поперечному сечению;
  • По расходу.

В интернете вы легко сможете найти таблицы, программы, справочники, необходимые для подсчета площади и иных параметров самих конструкций, креплений. Самое простое – воспользоваться специальными программами. В этом случае от вас требуется только ввод нужных значений. При этом результаты вы получите довольно точные.

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.

к меню ↑

7 Подводя итоги

Проектирование и последующий монтаж систем вентиляции – процесс трудоёмкий и не всегда выполнимый самостоятельно. Такая работа требует особых знаний и навыков. Конечно, сегодня существует множество программ, помогающих спроектировать вентиляционные магистрали, однако они не могут заменить инженерной мысли. Оптимальным вариантом будет доверить всю работу, от начала до конца, настоящим профессионалам. Но проблема в том, что в наши дни начали появляться проектные конторы, работники в которых совершенно не знакомы с инженерным делом. Хотя подобная ситуация наблюдается и в других отраслях. По этой причине прежде чем доверить какой-либо фирме разработку проекта вентиляционной системы для своего дома, постарайтесь узнать о ней как можно больше. В идеале будет пообщаться с их клиентами, дома которых уже обжиты. Только в этом случае можно надеяться на тот результат, которого вы ожидаете.

Редакция Seti.guru надеется, что сегодняшняя статья была интересна и полезна нашему уважаемому читателю. Если у вас остались вопросы, их можно задать в обсуждениях ниже, наша команда с удовольствием на них ответит в максимально короткие сроки

Если у вас есть опыт в монтаже вентиляционных систем или их проектировании (неважно, положительный или отрицательный), просим вас поделиться им с другими читателями. Это будет полезно начинающим домашним мастерам, делающим первые шаги в области устройства вентиляции

А мы напоследок, по уже сложившейся доброй традиции, предлагаем посмотреть короткий видеоролик по сегодняшней теме, который вам точно будет интересен.

Источники


  • https://VentingInfo.ru/sistemyventilyacii/raschyot-ploshhadi-vozduhovodov-i-fasonnyh-izdelij-formuly-kalkulyator
  • https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/raschet-ploshhadi-vozduxovodov-i-fasonnyx-izdelij.html
  • https://kalk.pro/ventilation/raschet-vozduhovodov/
  • https://melt-spb.ru/ventilyacionnye/raschet-secheniya-vozduhovoda.html
  • https://odstroy.ru/rascet-plosadi-vozduhovodov-i-fasonnyh-izdelij-ventilacii/
[свернуть]

Рассчитайте утепление своего дома

Перейти к расчёту
Adblock
detector