Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий: правила и примеры расчётов

Для бесперебойной и эффективной работы вентиляции важен точный расчет площади воздуховодов и фасонных изделий. От него зависят выбор отдельных элементов системы и оборудования. Расчет направлен на поддержание оптимальной частоты обновления воздуха в помещениях, соответствующей их назначению.

Статья содержит подробный разбор каждого обязательного этапа вычислений: определения сечения и фактической площади воздуховодов, расчёта скорости воздуха и подбора параметров фасонных изделий. В тексте обозначены главные требования к величине вентканалов, а также приведён пример расчёта воздуховодов для частного дома.

Цель выполнения расчетов

Особенности расчета и выбора воздуховодов Зависит от типа и материала изготовления. Последнее определяет особенности воздушного потока и взаимодействия с поверхностями.

Воздуховоды бывают:

• Из металла — возможно чёрная сталь, оцинковка или нержавеющая сталь.
• алюминиевыми гибкими гофрированными;
• пластиковые вентканалы — гибкие и жесткие;
• тканевыми.

Для изготовления воздуховодов применяют сечения различной формы: круглую, прямоугольную и овальную. Последние пользуются меньшей популярностью по сравнению с двумя первыми.

Неправильно выбранные сечения воздуховодов могут нарушить циркуляцию воздуха, даже при наличии хорошо продуманного проекта вентиляционной системы.

От этого параметра зависит:

• Скорость движения воздушных масс и их объём.
• степень герметичности соединений;
• шумность вентиляционной системы;
• электропотребление.

Правильные вычисления позволят сэкономить, так как количество материала будет рассчитано точно. Главным остается обеспечение параметров вентиляции, создающих комфортные условия жизни.

Информация о расчете площади поперечного сечения.

Площадь труб для воздуховода определяется с учётом разных показателей.

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

Результат можно получить как по отдельному помещению, так и по всему дому. Для расчёта существуют специальные программы с алгоритмами. Ещё один способ расчёта — применение формул.

Площадь поперечного сечения воздуховодов при проектировании определяется таким образом, чтобы воздух по всей длине перемещался со скоростью, близкой к одинаковой. Поскольку объем воздуха на протяжении системы не постоянный, площадь сечения воздуховода должна увеличиваться с ростом объема подаваемой воздушной массы.

Уменьшение сечения круглой формы приводит к снижению скорости воздуха и аэродинамического шума. Однако такие воздуховоды громоздки, поэтому не подходят для установки между черновой и навесным потолками, и стоят дороже.

В отсутствие иной возможности стоит выбрать прямоугольную форму из-за меньшей высоты сечения. С другой стороны, круглые изделия проще монтировать и обладают собственными эксплуатационными достоинствами.

При выборе подходящего варианта следует руководствоваться личными потребностями.
В случае если главной задачей является снижение потребления электричества, минимизация шума и возможность установки крупного вентиляционного канала, лучшим решением станет установка круглого воздуховода.

Этапы выполнения расчета

Этапы расчётных работ многочисленны.

1. Составления общей схемы системы вентиляцииВажно зафиксировать длину прямых отрезков, типы поворотных участков и места, где меняется поперечное сечение.
2. Выбор частоты воздухообмена, отвечающего санитарно-гигиеническим нормам.
3. Определение скорости потока воздуха по трубам. Данный показатель зависит от… вида вентиляции, а она может быть естественной или принудительной.
4. Вычисление площади воздуховодов и прочих характеристик.

Для подобных вычислений доступно множество программ.

Расчет сечения воздуховода

Формула для вычисления площади фигурных элементов и воздуховодов представлена следующим образом:

Sc = (L х 2.778) : V,

где:

• Sc — площадь в поперечном разрезе;
• L — объем воздуха, перемещающегося по системе.
• 2.778 — коэффициент, согласовывающий различные размерности;
• V Скорость воздушной лавины в определенном месте выражается в метрах в секунду.

Результат вычисления выразится в квадратных сантиметрах.

Есть и альтернативная формула:

S = L : k × V,

Коэффициент К в этом случае равен 3600.

Определение фактической площади воздуховода

Площадь вентиляционного отверстия для круглых воздуховодов рассчитывается 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.

Чтобы вычислить площадь поперечного сечения трубы овальной формы, применяют следующую формулу.

S = π × А × В : 4,

где:

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

Существуют иные формулы расчета площади воздуховода.

СНиП позволяет сопоставить размеры сечений воздуховодов с необходимыми параметрами, благодаря чему выбор оптимального размера воздушного трубопровода упрощается.

В описаниях некоторых воздуховодов производители приводят номограммы. Такой материал также содержится в нормативных документах.

Из номограмм можно определить площадь сечения. Оценка получается приблизительная, но для формирования системы с низким уровнем шума вполне применима.

Для определения размеров воздуховода необходимых для конкретного ответвления трубопровода, обеспечивающего транспорт заданного объема воздуха, необходимо выполнить ряд действий.

1. На номограмме найти точку, где перекрещиваются объем воздуха, перемещаемого за один час, и линия максимальной скорости для рассматриваемого участка.
2. Определите диаметр поблизости данной точки, наилучшим образом соответствующий контексту.

Номограмма позволяет не только упростить расчет сечений воздуховодов и фасонных деталей, но и определить потери давления на участке воздухопровода при заданной скорости.

Применение номограммы не обязательно, площадь сечения можно рассчитать исходя из скорости воздушной массы.

Расчет скорости воздуха

Для определения скорости воздуховода применяются формулы и таблицы. Главным значением является коэффициент кратности, указывающий объем воздуха для полноценного проветривания помещения площадью 1 м. ³ в течение 1 часа.

Для вычисления коэффициента полезного действия рекомендуется изучить реальные условия работы существующих производственных объектов с известными данными о выбросах газов, вредных испарений и прочего. Самостоятельный расчет по используемым формулам является наиболее точным методом.

Формула для вычисления кратности выглядит так:

N = V : W,

где:

• N — искомая кратность;
• V Протяжённость притока свежего воздуха в комнату за час.
• W — объем комнаты.

Единица измерения скорости — количество раз за час, скорость измеряется в метрах в час, объем — в кубических метрах.

Определим нужное количество воздуха с помощью кратности на примере.

Требуемый объем воздуха для жилой комнаты, площадью 22 кубометра, составит 132 кубических метра. ³В данном случае крaтность воздухообмена равна 6, значение полученное из таблицы.

Измеряют скорость перемещения массы (V) в метрах в секунду (м/с) 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 воздухаПри разработке системы следует принимать во внимание уровень шума и коэффициент вибрации.

Пример расчета для небольшого коттеджа

В расчетах использовался коттедж площадью 108,8 квадратных метров внутри. ² Высота потолков составляет 3 метра. Внутри расположены гостиная, спальня, детская комната, кухня и санузел. Коэффициент компактности равен 1.

Первоначально определяют общую величину воздушного потока, поступающего в здание и выводящегося из него.

Применяют для этого методику СНиП:

1. Так как площадь спальни и гостиной совпадает, объем удаляемого воздуха из них составит 63 кубических метра в час.
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.

В расчёт коридор и прихожая не шли. Сто квадратных метров – именно столько воздуха забирает вентиляция на кухне.

Правильная циркуляция воздушных потоков в доме — тоже важный фактор. В подобных строениях обычно организуют естественную вентиляционную систему. При этом принудительный компонент всё же присутствует. кухонная вытяжка.

Затем рассчитывают диаметры воздуховодов. Поскольку 100 м… ³ Если вытяжка работает принудительно, то остаётся распределить оставшиеся 294 метра. ³Через две шахты пройдёт отток естественным образом, на каждую приходится 147 квадратных метров (294 / 2 = 147).

Так как скорость воздуха в шахтах естественной вентиляции варьируется от 0,5 до 1,5 м/с, обычно при расчётах используют среднее значение – 1 м/с. Подставляя известные величины в формулу S = L : k × V, получают: S = 147 : 3600 х 1 = 0,0408 м².

Чтобы вычислить диаметр воздуховода с круглым сечением, можно воспользоваться формулой: S = (π x D2) / 400 или 0,0408 = (3,14 x D2) / 400.

Вычислив данное уравнение с одним неизвестным, получают, что диаметр воздуховода равен 2,28 мм. Подбирают наиближайший к этому значению стандартный размер трубы.

При монтаже прямоугольных воздуховодов размер определяется по таблице, руководствуясь площадью. Ближайшим большим размером будет 200 х 250 мм.

Площадь сечения отвода под кухонную вытяжку определяют по такой же схеме, но скорость воздуха здесь равна 3 м/с. Получается S = 100 : 3600 х 3 = 0,083 м² или диаметр 107 мм.

Таблица перевода нужна при расчете воздуховодов прямоугольного сечения с помощью таблицы для круглых изделий. В ней указаны диаметры воздуховодов круглой формы, где падение давления из-за трения такое же, как и у прямоугольных конструкций.

Существуют три метода, позволяющие установить эквивалентность значений.

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

Эти величины коррелируют с различными характеристиками воздуховодов. Для каждой из них существует отдельная инструкция по применению таблиц. Важно, чтобы результат расчёта потерь давления на трение совпадал вне зависимости от выбранной методики.

В конце проверяют скорость: V = 147 : (3600 x 0,0408) = 1,0 м/с. Это находится в пределах нормы.

Фасонные изделия и их расчет

При монтаже воздуховодов Разные по длине отрезки объединяются с помощью элементов специальной формы.

К фасонным изделиям относятся:

1. ОтводыИспользуют их для поворота воздушных труб под разными углами. Могут быть круглой, прямоугольной, овальной формы.
2. ПереходыС помощью этих изделий соединяют воздуховоды разной формы и сечения. Геометрия может быть любой — 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.

Для расчета параметров фасонных изделий требуются математические знания.

Погрешность в каком-либо показателе понизит работоспособность системы. Для подобных вычислений нет готовых формул.

Многие проектировщики применяют программы, онлайн-калькуляторы для расчётов. Достаточно внести начальные данные, чтобы получить готовые характеристики.

Программы вычисляют необходимые размеры всех деталей и создают для них развёртку. Напечатанная на 3D-принтере развёртка обеспечивает идеальную стыковку вентиляционных каналов.

Основные требования к расчету

При установлении конечных характеристик воздуховодов следует учитывать следующее: размер поперечного сечения воздуховодов должен обеспечивать…

1. Поддерживается заданная температура в помещении: излишки тепла выводятся, а потери при дефиците сведены к минимуму.
2. Скорость движения воздуха никак не влияет на комфорт людей в помещении. В зонах работы всегда есть очистка воздуха.
3. В составе воздуха содержатся вредные химические соединения и взвешенные частицы по норме ГОСТ 12.1.005-88.

Выбор площади воздуховодов для отдельных комнат должен обеспечивать постоянную подпорную подачу воздуха и предотвращать попадание внешнего воздуха.

К помещениям, требующим устройства подпора, относятся подвалы и места скопления опасных веществ.

Выводы и полезное видео по теме

Онлайн-программа в помощь инженеру-проектировщику:

Тема организации вентиляции в частном доме.

Площадь сечения, форма и длина воздуховодов — параметры, влияющие на производительность вентиляционной системы. точный расчет этих показателей имеет значение, так как от него зависят воздухопропускная способность, скорость потока и эффективность работы конструкции.

При работе с онлайн-калькулятором расчеты будут более точными по сравнению с ручным подсчетом. Программа самостоятельно корректирует значения с большей точностью.

Есть ли у вас личный опыт проектирования, обустройства и расчета систем воздуховодов? Поделитесь накопленными знаниями или задавайте вопросы по теме. Оставляйте комментарии и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов размещена ниже.