Расчет вентиляции помещения и площади сечения труб по формулам

Расчет

Сложив площадь помещений и увеличив полученную величину втрое, можно вычислить общий объем для воздухообмена в течение 1 часа (площадь кухни гостиной принимается с учетом трехкратного воздухообмена – 162.0 кв. м.)

Суммарная площадь помещений 1-го этажа – 564.0 кв. м., 2-го – 165.5 кв. м.

Произведя расчет по формуле

Sвент. общ=Vсум/(3600*1.5) , где

Sвент. общ – суммарная площадь сечения всех требуемых вентиляционных каналов,

Vсум – суммарный объем воздуха, подлежащего замене, равный площади всех помещений, умноженной на коэффициент 3,0 м, с учетом кратности воздухообмена, который можно определить по таблице,

3600 – переводной коэффициент, учитывающий количество секунд в часе,

1,5 – максимальная скорость потока воздуха в вентиляционном канале в м/с,

можно получить минимальную суммарную площадь сечения вентканалов:

  1. Для первого этажа S = 564.0 / (3600*1.5) = 0.1044 кв. м.
  2. Для второго этажа S = 165.5 / (3600*1.5) = 0.0306 кв. м.

Суммарно, для первого и второго этажа – 0.135 кв. м. или 1350 кв. см.

Глубину вентиляционных каналов можно условно принять:

  • в стенах толщиной 38 см из кирпича – 130 мм;
  • в стенах толщиной 37,5 см из газобетонных блоков – 175 мм;
  • в каналах из досок 30 х 150 мм – 150 мм

Общая ширина отверстий вентиляционных каналов составит:

  • в стенах толщиной 38 см из кирпича – 103 см;
  • в стенах толщиной 37,5 см из газобетонных блоков –77 см;
  • в каналах из досок – 90 см.

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.

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

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

Как посчитать площадь круглого воздуховода?

Для расчёта диаметра круглого вентканала используется нормативная площадь сечения:

Фактическую площадь получают из формулы:

Как рассчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения?

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

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

a, b – стороны.

Фактическая площадь узнаётся из формулы:

Также для вычисления основных параметров проектировщики используют таблицы.

Таблица основных параметров площади и формы сечений

Расчёт площади овального воздуховода

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

Диаметр:

Р – периметр окружности овалоида,

Площадь овального воздуховода вычисляется по формуле:

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

Овальные воздушные каналы сочетают в себе преимущества прямоугольных и круглых

Расчет воздуховодов

Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции

В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.

Расчет площади сечения воздуховодов

После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.

Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.

При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.

Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

— расчетная площадь сечения воздуховода, см²;

L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,

S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где

S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

D — диаметр круглого воздуховода, мм;

A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

Расчет сопротивления сети воздуховодов

После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.

Для расчета сопротивления участка сети используется формула:

Где R – удельные потери давления на трение на участках сети

L – длина участка воздуховода (8 м)

Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)

Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).

Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.

В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:

Расчет системы вентиляции

Нормативный объем приточного воздуха

Обычно в жилых зданиях используются системы естественной вентиляции. В этом случае наружный воздух поступает внутрь помещений через фрамуги, форточки и специальные клапаны, а его удаление происходит с помощью вентиляционных каналов. Они могут быть приставными или располагаться во внутренних стенах. Возведение вентиляционных каналов во внешних ограждающих конструкциях не допускается из-за возможного образования конденсата на поверхности и последующего повреждения сооружений. Кроме того, охлаждение может снижать скорость воздухообмена.

Обеспечение естественного притока воздуха с помощью проветривания

Определение параметров вентиляционных труб для жилых зданий осуществляется на основании требований, регламентируемых СНиП, и другими нормативными документами. Кроме того, важен и показатель кратности обмена, который отражает эффективность функционирования вентиляционной системы. Согласно ему объем притока воздуха в помещение зависит от его назначения и составляет:

  • Для жилых зданий —3 м 3 /час на 1 м 2 площади, независимо от числа людей, пребывающих на территории. По санитарным нормам для временно находящихся достаточно 20 м 3 /час, а для постоянных жителей — 60 м 3 / час.
  • Для подсобных сооружений (гараж и т.п.) —не менее 180 м 3 /час.

Чтобы рассчитать диаметр труб для вентиляции, в качестве основы берут систему с естественным притоком воздуха, без установки специальных устройств. Самый простой вариант — воспользоваться соотношением площади помещения и сечения вентиляционного отверстия.

В жилых зданиях на 1 м 2 необходимо 5,4 м 2 сечения воздуховода, а в подсобных — около 17,6 м 2 . Однако менее 15 м 2 его диаметр быть не может, иначе не обеспечивается циркуляция воздуха. Более точные данные получаются при помощи сложных расчетов.

Алгоритм определения диаметра вентиляционной трубы

На основании таблицы, приведенной в СНиП, производится определение параметров вентиляционной трубы на основании кратности воздухообмена. Она представляет собой величину, которая показывает, сколько раз в течение часа происходит замена воздуха в помещении, и зависит от его объема. Прежде чем определить диаметр трубы для вентиляции, выполняют следующее:

  1. Вычисляют объем каждого помещения, путем перемножения трех его размеров.
  2. Определяют необходимый объем воздуха согласно формуле (отдельно для каждого помещения)
  3. Обычно для большинства комнат нормируется или вытяжка, или приток. В некоторых помещениях нужно обеспечить и поступление воздуха, и его своевременное удаление.
  4. Все значения L нужно округлить в сторону увеличения таким образом, чтобы получить цифру, кратную 5.
  5. Для тех помещений, где необходим только приток или вытяжка, расчетный объем воздуха суммируют отдельно.
  6. Составляют баланс, в котором суммарные объема притока и вытяжки должны совпадать.
  7. Определив необходимый объем воздуха для всего жилья, по диаграмме находят диаметр трубы для вытяжки. При этом необходимо учитывать, что скорость в центральном воздуховоде не должна превышать 5 м/с, а в его ответвлениях — 3 м/с.

Диаграмма для определения диаметра вентиляционной трубы

Круглые воздуховоды

При сопоставимой площади поперечного сечения круглые воздуховоды занимают больше места по высоте, чем прямоугольные, но если строительная высота объекта позволяет, то лучше использовать воздуховоды с круглым сечением. Меньше шума, меньше сопротивление и вся вентиляционная система будет более энергоэффективна

Это важно для снижения эксплутационных расходов, да и первоначальных капитальных затрат (меньшие типоразмеры вентиляторов)

К предъявляемым требованиям в выборе системы вентиляции можно ещё добавить и интерьер. И этот критерий может стать решающим выборе сечения воздуховода.

Ведь чтобы скрыть круглый воздуховод, необходимо значительно больше места, что может потребовать изменения дизайна помещения, что не всегда приемлемо. Это уже не говоря о том, чтобы расположить их снаружи, что окончательно испортит вид здания. В этом случае Вам помогут воздуховоды прямоугольного сечения. Рекомендации: Доверьте проектирование профессиональным инженерам и пригласите специалиста, который в силу своего опыта, предложит проверенные решения.

Отличия кухонной вытяжки от вентиляции

Вентиляция в доме обеспечивает естественный воздухообмен и циркуляцию воздуха во всех помещениях. Она рассчитана на стандартно невысокий уровень загрязненности воздуха и не может полноценно обеспечить очистку кухни от дыма, пара и сильных запахов.

Вытяжка с воздуховодом является дополнительной воздухоочистной системой обычно принудительного типа. Она производительна и способна удалить большое количество задымленного и загрязненного воздуха, а также устранить большинство сильных кухонных запахов.

То есть, вытяжка – это второй уровень вентиляции, которая гарантированно обеспечит в вашей кухне требуемые санитарные условия и чистый воздух при любых нагрузках.

Гибкие алюминиевые воздуховоды

Основная сфера применения гибких воздуховодов — соединительный участок между оцинкованным воздуховодом и адаптером решетки, своеобразная гибкая подводка. Дело в том, что воздуховод и входное отверстие адаптера решетки сложно подогнать строго друг под друга. И здесь приходят на помощь гибкие воздуховоды (см. рисунок 4). Они выполняются из тонкой алюминиевой фольги и позволяют решить проблему несоосности этих элементов.

Ещё одна сфера применения гибких воздуховодов — для соединения кухонной вытяжки с вентиляционной шахтой в квартирах и частных домах. Их применение позволяет избежать сложной подгонки жестких воздуховодов, сэкономить на отводах и существенно сократить время монтажа кухонной вентиляции.

Рисунок 4. Внешний вид гибких воздуховодов из алюминиевой фольги без теплоизоляцией (сверху) и с теплоизоляцией (снизу).

Обычно длина соединительных гибких воздуховодов не превышает одного-двух метров. Исключением являются системы кондиционирования с внутренним блоком канального типа. Здесь вся разводка может быть выполнена гибкими воздуховодами. Впрочем, в любом случае при длинных трассах рекомендуется применять оцинкованные воздуховоды — их аэродинамическое сопротивление в 10 и более раз меньше, чем у гибких.

Гибкие воздуховоды из алюминиевой фольги выпускаются в теплоизоляции и без неё. Для приточных систем с секцией охлаждения, а также на подающих воздуховодах канального кондиционера следует применять утеплённые гибкие воздуховоды. Толщина изоляции у утеплённых гибких воздуховодов обычно составляет 25 миллиметров. Поэтому при их применении следует помнить о фактическом увеличении диаметра воздуховода на 50 миллиметров.

Подбор воздуховода

При определении размеров сечения нужно учитывать и скорость движения воздуха. Вентиляционный трубопровод, расположенный в квартире, не должен быть источником постоянного шума, а скорость потока воздуха, поступающего в квартиру (касается и приточных, и вытяжных каналов) не должна стать причиной дискомфорта.

По этой причине для разных участков вентиляционной системы вводятся свои рекомендованные показатели скорости движения воздуха, что сильно влияет на воздухообмен. Например, вентиляционная труба 200 мм диаметром при скорости движения воздуха 1,0 м/с сможет обеспечить воздухообмен на уровне 113 м3/час. При увеличении скорости до 1,5 м/с воздухообмен вырастет в 1,5 раза – до 169,5 м3/час.

Зависимость воздухообмена от скорости воздушного потока и диаметра

При этом многое зависит от способа циркуляции воздуха (естественная или принудительная). Так, для систем с естественной циркуляцией максимальная скорость воздушного потока может доходить до 2 м/с (в шахтах), в воздуховодах в квартирах воздушный поток движется с меньшей скоростью.

А вот если вентиляционная труба в частном доме дополнена канальным вентилятором, то скорость потока возрастает.

  • на уровне приточной решетки скорость не должна превышать 1 – 3 м/с;
  • вытяжная решетка – 1,5 – 3,0 м/с;
  • распределитель воздуха – 1,5 – 2,0 м/с;
  • боковой канал – 4,0 – 5,0 м/с;
  • магистральный вентканал – 6,0 – 8,0 м/с.

Ориентировочные значения скоростей на разных участках вентсистемы

Порядок подбора сечения воздуховода

Инструкция по самостоятельному подбору сечения состоит всего из нескольких пунктов:

  • сперва нужно определиться с нормой воздухообмена в помещении;
  • затем, задавшись определенной скоростью движения воздуха, рассчитывается площадь вентканала. Расчет ведется по формуле

Для того, чтобы определить диаметр вентиляционной трубы используется формула.

так как при подборе типового размера пришлось полученный результат округлять, то нужно проверить насколько изменилась скорость движения воздушного потока. Просто из предыдущих формул нужно вывести выражения для определения скорости

где а и b – размеры прямоугольного сечения, м.

Что касается воздухообмена, то можно использовать 2 подхода для его определения, но когда расчеты выполняются своими руками, то часто просто задаются нормой 30 м3/час на 1 человека. В общем случае возможны такие варианты:

с учетом кратности замены воздуха в помещении, в таком случае величина воздухообмена определяется по формуле

где V – объем помещения, м3/час;

n – норма кратности воздухообмена (как правило, для жилых домов принимается в пределах 1-3).

с учетом нормы воздухообмена на 1-го человека в здании (величина воздухообмена в этом случае рассмотрена в начале статьи).

Пример подбора размеров воздуховода

Пусть нужно подобрать размеры вентканала для обеспечения вытяжки в комнате размером 4х5х3 м. В комнате планируется нахождение только 1-го человека в течение долгого времени.

Расчет проводится в такой последовательности:

  • определяется воздухообмен – в нашем случае можно задаться значением 60 м3/час (из расчета 3,0 м3/час на каждый 1,0 м2 площади);
  • принимается скорость движения воздуха в канале – можно остановиться на значении 1,0 м/с;
  • определяется площадь сечения A = 60/(3600∙1,0) = 166,67 см2;
  • подбирается соответствующий типоразмер. В нашем случае можно выбрать либо круглый воздуховод 140 мм (площадь сечения 154 см2), либо прямоугольное сечение 100х200 мм (площадь 200 см2);

Воздухообмен в зависимости от скорости и диаметра для профильных труб

проверяется скорость. Для круглого канала она составит v = 60/(3600∙0,0154) = 1,08 м/с, а для прямоугольного сечения – v = 60/(3600∙0,0200) = 0,83 м/с. Оба значения находятся в допустимых пределах, так что решающим фактором при выборе может стать цена и способ монтажа труб.

На что нужно обратить внимание при выборе воздуховода

При выборе воздуховода нужно учитывать не только расчетную часть, но и сразу задуматься об удобстве монтажа. В приведенном примере расчета подобран воздуховод с примерно одинаковой производительностью, но в случае с круглым сечением его диаметр составляет 160 мм, а в случае с прямоугольным высота сечения лишь 100 мм

Когда будет выполняться монтаж вентиляционных труб, экономия 60 мм по высоте может быть очень важной

С точки зрения монтажа профильный воздуховод предпочтительнее

Помимо этого, внимание стоит обратить на такие мелочи как:

защита от шума и утепление. Иногда лучше приобрести воздуховоды с заводским шумо- и теплоизоляционным слоем;

Гибкий трубопровод может изгибаться в любом направлении

Правила использования измерительных устройств

При измерении скорости потока воздуха и его расхода в системе вентиляции и кондиционирования нужен правильный подбор приборов и соблюдение следующих правил их эксплуатации.

Это позволит получить точные результаты расчета воздуховода, а также составить объективную картину системы вентиляции.

Соблюдайте режим температур, который обозначен в паспорте прибора. Также следите за положением сенсора зонда. Он должен быть всегда ориентирован точно навстречу потоку воздуха.

Если не соблюдать это правило, результаты измерений будут искажены. Чем больше будет отклонение сенсора от идеального положения, тем выше будет погрешность.

Алгоритм расчета скорости воздуха в воздуховоде

Рассмотрим формулу, по которой вычисляется кратность воздуха:

N — кратность (к-во раз/ч);

W — объем помещения (м³).

Пластиковая вентиляция своими руками, ПВХ, полиуретан, полипропилен, вентиляция для пластиковых окон.

Полезная информация! Оптимальный показатель скорости для большинства бытовых систем составляет 3-4 м/с.

Для проведения аэродинамического расчета воздуховода необходимо несколько значений, как то: показатель кратности, объем помещения и площадь сечения канала. Формула в этом случае будет иметь следующий вид:

V — скорость перемещения воздушных масс (м/с);

S — площадь сечения трубы (см² или м²).

Стоит сказать, что скорость транспортировки воздуха находится в зависимости от еще двух параметров: уровня шума и коэффициента вибрации. При расчете скорости в воздуховоде необходимо учесть эти показатели и проектировать систему в соответствии со СНиП.

Воздух, который перемещается по вентиляционным трубам, ощущает на себе сопротивление. Особенно это касается прямоугольных коммуникаций. Для сохранения нормальной скорости транспортировки воздушного потока вентилятор, установленный в системе, должен нагнетать большое давление. При его падении в линии коэффициент производительности вентилятора снижается. Таким образом, вычисление показателя сопротивления в воздухоносном канале необходимо для выбора вентиляционного устройства.

Самостоятельное определение сопротивления воздушно-транспортной коммуникации занимает слишком много времени. Оно требует применения специальных графиков и таблиц. К тому же человеческий фактор способен повлиять на точность конечных результатов. Калькуляторы воздуховодов и фасонных изделий не рекомендуются в этом случае, но их использование является более предпочтительным, чем ручной расчет.

Коэффициент сопротивления не зависит от количества помещений, обслуживаемых вентиляционной сетью. На него оказывают влияние конструктивные особенности коммуникации. Особенно важным параметром является протяженность системы.

Основные формулы аэродинамического расчета

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.

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.

Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор. 

Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки  необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.

Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам

Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.

Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов, приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.

Пример расчета

Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида

Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:

Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.

  • Записываем длину каждого участка.
  • Рекомендуемая максимальнаяскорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с. Поэтому подбираем такой размер воздуховода, чтобы скорость увеличивалась по мере приближения к вентиляционному оборудованию и не превышала максимальную. Это делается для избежанияшума в вентиляции. Возьмем для первого участка берем воздуховод 150х150, а для последнего 800х250. 

    V1=L/3600F =100/(3600*0,023)=1,23 м/с. 

    V11= 3400/3600*0,2= 4,72 м/с

    Нас результат устраивает. Определяем размеры воздуховодов и скорость по этой формуле на каждом участке и вносим в таблицу.

  • Начинаем расчеты потерь давления. Определяем эквивалентный диаметр для каждого участка, например первого dэ=2*150*150/(150 150)=150.  Затем заполняем все данные необходимые для расчета из справочной литературы или вычисляем: Re=1,23*0,150/(15,11*10^-6)=12210.  λ=0,11(68/12210 0,1/0,15)^0,25=0,0996 Шероховатость разных материалов разная.
  • Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
  • Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м  и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
  • Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
  • Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
  • Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35 1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид

Далее производится по тому же методу расчет остальных ветвей и их увязка. Но об этом поговорим отдельно.

Технические характеристики и размеры

Воздуховоды на основе ПВХ изготавливаются из специального ABS-пластика. В его отношении допустимо провисание 4%. В числе прочих положительных характеристик находятся:

  • отсутствие необходимости в добавочной теплоизоляции кровли;
  • доступность самостоятельной регулировки;
  • малая вероятность коррозии;
  • гладкая внутренняя поверхность, благодаря которой отсутствует вероятность статического сопротивления при прохождении воздуха;
  • уменьшенные потери шума и воздуха;
  • срок службы — от 20 лет и более.

Пластик не отличается устойчивостью к горению, поэтому размещать его поблизости от дымохода не рекомендуется. Если требуется увеличенная огнезащита, надо отдавать предпочтение оцинкованным изделиям. Что касается размеров, то выделяют следующее особенности:

  • Чаще всего покупатели приобретают круглые воздуховоды с диаметром 1, 1,25, 1,5 см. В соответствии с ГОСТом, их сечение должно составлять 200 см.
  • Пластиковый воздуховод прямоугольного сечения имеет стандартные размеры 55 на 110, 60 на 120 и 50 на 204 мм.
  • 20 м составляет длина гибких воздуховодов.

Кухонная вытяжка содержит элементы, которые чаще всего изготовлены из пластика. Специалисты настоятельно рекомендуют проводить установку пластика на вытяжные вентиляционные каналы. Здесь каких-либо ограничений не предусмотрено. Но на приток требуются изделия, сделанные из особого вида пластика, способные противостоять термическому воздействию. Особенно это актуально, если имеется рекуперация или подогрев.

Выбирая пластиковые воздуховоды, надо смотреть на характеристики отдельно взятого помещения. Иногда из-за потенциальных проблем с пожарной службой не рекомендуется их использовать. Это актуально, допустим, если вентиляция изготовлена из пластика. Следует быть осторожным и с каркасным домом.

Расчет скорости воздуха в воздуховоде по сечению: таблицы, формулы

При расчете и установке вентиляции большое внимание уделяется количеству свежего воздуха, поступающего по этим каналам. Для вычислений используются стандартные формулы, которые хорошо отражают зависимость между габаритами вытяжных устройств, скоростью движения и расходом воздуха. Некоторые нормы прописаны в СНиПах, но в большинстве своем имеют рекомендательный характер

Некоторые нормы прописаны в СНиПах, но в большинстве своем имеют рекомендательный характер.

Общие принципы расчета

Воздуховоды могут быть изготовлены из различных материалов (пластик, металл) и иметь разные формы (круглые, прямоугольные). СНиП регулирует только габариты вытяжных устройств, но не нормирует количество притяжного воздуха, т. к. его потребление в зависимости от типа и назначения помещения может сильно различаться. Этот параметр высчитывается по специальным формулам, которые подбираются отдельно.

Нормы установлены только для социальных объектов: больниц, школ, дошкольных учреждений. Они прописаны в СНиПах для таких зданий. При этом отсутствуют четкие правила по скорости движения воздуха в воздуховоде. Есть только рекомендуемые значения и нормы для принудительной и естественной вентиляции в зависимости от ее типа и назначения, их можно посмотреть в соответствующих СНиПах. Это отражено в таблице, приведенной ниже.

Скорость движения воздуха измеряется в м/с.

Рекомендуемые скорости воздуха

Дополнить данные в таблице можно следующим образом: при естественной вентиляции скорость движения воздуха не может превышать 2 м/с независимо от ее назначения, минимальная допустимая – 0,2 м/с. В противном случае обновление газовой смеси в помещении будет недостаточным. При принудительной вытяжке максимально допустимым считается значение 8 -11 м/с для магистральных воздуховодов. Превышать данные нормы не следует, т. к. это создаст слишком большое давление и сопротивление в системе.

Формулы для расчета

Для проведения всех необходимых вычислений необходимо обладать некоторыми данными. Чтобы вычислить скорость воздуха, понадобится следующая формула:

ϑ= L / 3600*F, где

ϑ – скорость потока воздуха в трубопроводе вентиляционного устройства, измеряется в м/с;

L – расход воздушных масс (данная величина измеряется в м3/ч) на том участке вытяжной шахты, для которого производится вычисление;

F – площадь поперечного сечения трубопровода, измеряется в м2.

По данной формуле и производится расчет скорости воздуха в воздуховоде, причем его фактическое значение.

Из этой же формулы можно вывести и все остальные недостающие данные. Например, чтобы рассчитать расход воздуха, формулу необходимо преобразовать следующим образом:

L = 3600 x F x ϑ.

В некоторых случаях подобные вычисления производить сложно или не хватает времени. В этом случае можно использовать специальный калькулятор. Встречается множество подобных программ в интернете. Для инженерных бюро лучше установить специальные калькуляторы, которые обладают большей точностью (вычитают толщину стенки трубы при расчете ее площади поперечного сечения, ставят большее количество знаков в число пи, высчитывают более точный расход воздуха и т. д.).

Знать скорость движения воздуха необходимо для того, чтобы вычислить не только объем подачи газовой смеси, но и для определения динамического давления на стенки каналов, потерь на трение и сопротивление и т.д.

Несколько полезных советов и замечаний

Как можно понять из формулы (или при проведении практических расчетов на калькуляторах), скорость воздуха увеличивается при уменьшении размеров трубы. Их этого факта можно извлечь ряд преимуществ:

  • не возникнет потерь или необходимости в прокладке дополнительного вентиляционного трубопровода для обеспечения необходимого расхода воздуха, если габариты помещения не позволяют провести каналы больших размеров;
  • можно прокладывать трубопроводы меньших размеров, что в большинстве случаев проще и удобней;
  • чем меньше диаметр канала, тем дешевле его стоимость, снизится цена и на доборные элементы (заслонки, клапаны);
  • меньший размер труб расширяет возможности монтажа, их можно расположить так, как нужно, практически не подстраиваясь под внешние стесняющие факторы.

Однако при прокладке воздуховодов меньшего диаметра необходимо помнить, что при повышении скорости воздуха повышается динамическое давление на стенки труб, увеличивается и сопротивление системы, соответственно потребуется более мощный вентилятор и дополнительные расходы. Поэтому до монтажа необходимо тщательно провести все расчеты, чтобы экономия не обернулась большими затратами или даже убытками, т.к. постройку, не соответствующую нормам СНиП могут не допустить до эксплуатации.

Пример расчета эквивалентного диаметра воздуховодов и некоторые выводы

В качестве примера определим эквивалентный диаметр воздуховода 600×300:

Dэкв_600_300 = 2·600·300 / (600+300) = 400 мм.

Интересно отметить, что площадь сечения круглого воздуховодам диаметром 400 мм составляет 0,126 м 2 , а площадь сечения воздуховода 600×300 составляет 0,18 м 2 , что на 42% больше. Расход стали на 1 метр круглого воздуховода сечением 400 мм составляет 1,25 м 2 , а на 1 метр воздуховода сечением 600×300 — 1,8 м 2 , что на 44% больше.

Таким образом, любой аналогичный круглому прямоугольный воздуховод значительно проигрывает ему как в компактности, так и в металлоемкости.

Рассмотрим ещё один пример — определим эквивалентный диаметр воздуховода 500×100 мм:

Dэкв_500_100 = 2·500·100 / (500+100) = 167 мм.

Здесь разница в площади сечения и в металлоемкости достигает 2,5 раз. Таким образом, формула эквивалентного диаметра для прямоугольного воздуховода объясняет тот факт, что чем больше «расплющен» воздуховод (чем больше разница между значениями А и В), тем менее эффективен этот воздуховод с аэродинамической точки зрения.

Это одна из причин, по которой в вентиляционной технике не рекомендуется применять воздуховоды, в сечении которых одна сторона превышает другую более чем в три раза.

Источник

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Коммуникации
Добавить комментарий

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

Adblock
detector