Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий вентиляции

Как сделать правильный расчет площади воздуховодов

Калькулятор предназначен для расчета площади воздуховодов при построении различных зданий.

Методика самостоятельного расчета сечения воздуховодов

1. Определение аэродинамических характеристик воздушного канала с естественным движением воздуха.

Pгр – гравитационное давление в каналах вытяжной вентиляции, Па;

L – расчетная длина участка, м.

При естественном побуждении необходимо увязать показатели гравитационных давлений в проходных каналах помещений с показателями трения и местными сопротивлениями, которые возникают по пути движения воздуха от вытяжки до устья вытяжной шахты, а именно по равенству 1, где ∑(Rln+Z) – расчетное снижение давления на местные сопротивления и трение на отрезках воздуховодов в расчетном направлении движения воздушных масс.

1. Определение значения гравитационного подпора

h – высота столба воздуха, м;

pn – плотность воздушных масс снаружи помещения, кг/м3,

pb – плотность воздушных масс в помещении.

1. Площадь сечения воздуховода определяется по формуле

S – расчетная площадь сечения воздуховода см2

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила выполнения вычислений + примеры расчетов по формулам — Электромонтаж Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий без калькулятора Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: разные способы

L – расход воздуха через воздуховод, м3/час

V – скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с,

2,788 – коэффициент для согласования размерностей.

1. Фактическая площадь сечения воздуховодов определяется по формулам:

S = π * D / 400 – для круглых воздуховодов

S = A * B / 100 – для прямоугольных воздуховодов

S – фактическая площадь сечения, см2

D – диаметр круглого воздуховода, мм

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

1. Для расчета сопротивления сети воздуховодов используется формула:

P = R * L + Ei * V2 * Y/2 где:

R – удельные потери на трение на конкретном участке вентиляционной сети

L – длина участка воздуховода.

Ei – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V2 – скорость движения воздуха на участке воздуховода

Y – плотность воздуха.

Расчет площади воздуховодов с помощью онлайн-калькулятора

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.

Как рассчитать площадь воздуховодов через программу, вы увидите в этом видео:

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.

Явный плюс использования онлайн калькулятора – исключение человеческой ошибки

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 — площадь сечения (м2);
• L — потребление воздуха (м3/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).

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.

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.

Воздуховоды делаются из огнеупорных материалов или 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 использованы рекомендации строительных норм

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.

Расчет аэродинамических сопротивлений.

После выбора диаметра или размеров сечения уточняется скорость воздуха:

, м/с, гдеfф– фактическая площадь сечения, м 2 . Для круглых воздуховодов

м 2 . Кроме того, для прямоугольных воздуховодов вычисляется эквивалентный диаметр

, мм. У квадратных эквивалентный диаметр равен стороне квадрата.

Далее по величине vфиd(илиdэкв) определяются удельные потери давления на трениеR, Па/м. Это можно сделать по таблице [1] или по следующей номограмме (промежуточные диаметры не подписаны):

Можно также воспользоваться приближенной формулой

. Ее погрешность не превышает 3 – 5%, что достаточно для инженерных расчетов. Полные потери давления на трение для всего участкаRl, Па, получаются умножением удельных потерьRна длину участкаl. Если применяются воздуховоды или каналы из других материалов, необходимо ввести поправку на шероховатость βш. Она зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости материала воздуховода Кэи величиныvф.

Элементы сети и местные сопротивления

Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:

Где Рд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).

К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.

Сумма всех давлений будет приемлимой для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:

где Ризб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор выбрав у производителей по своим критериям. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.

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

Потери давления на местных сопротивлениях

В сети воздуховодов есть места наибольшего сопротивления потоку воздуха: повороты, изгибы, тройники, места изменения сечения на переходниках. Расчёт их аэродинамических потерь производится отдельно, так как каждый тип фасонного изделия имеет индивидуальные коэффициенты сопротивления.

Таблица коэффициентов местного сопротивления (КМС) для различных фасонных изделий

Формула потери давления на каждом участке местного сопротивления с учётом коэффициентов:

где S – скорость, ρ – плотность воздуха.

Важно! Плотность воздуха зависит от его температуры. К примеру, при 20°С плотность воздуха будет составлять 1,2 кг/м³. Данный параметр также берётся из таблиц в соответствующих нормативных источниках.

Общая формула потери давления в фасонных изделиях:

Σξ – сумма параметров местных сопротивлений.

Звуко- и теплоизоляция вентиляционных коробов

Вытяжная вентиляция

Предназначение вентиляции вытяжного типа — это проветривание. Иными словами, такое конструктивное сооружение способствует качественному выводу из помещений уже отработанных воздушных потоков, и обеспечивает замену их на свежие потоки с улицы. Современное техническое развитие позволяет наряду с решением основной задачи устанавливать в таких системах оборудование кондиционирования, подогрева-охлаждения, фильтрации. Однако насколько это необходимо и целесообразно следует решать в каждом отдельном случае.

Соблюдение санитарных и гигиенических условий в помещении может обеспечить только лишь постоянная вентиляция атмосферы помещения. Правильно рассчитать вытяжную вентиляцию – значит создать в здании благоприятную для самочувствия и здоровья человека среду, которая будет отвечать всем имеющимся санитарным требованиям. Вытяжная вентиляция необходима для борьбы с вредными выделениями внутри помещения. Эти выделения в жилом здании можно определить так:

• пыль;
• избыток влаги (не только ванная комната, туалет, кухня, столовая, но и жилые комнаты зачастую отличаются высокой влажностью);
• избыток тепла;
• пары вредных веществ и скопления разных газов.

Вентиляция вытяжного типа может представлять собой целую систему разных конструктивных элементов, общей целью которых является полноценное удаление использованного (отработанного) воздуха из любых помещений. Проверить ее функциональность очень просто: если после прогулки вы заходите в квартиру, а ощущение свежести в ней ни чем не отличается от тех ощущений, которые вы испытывали на улице, значит, вытяжная вентиляция вашего дома работает просто идеально.

Конечно же, такой метод проверки действенен там, где воздух вокруг дома чист, что невозможно в условиях загазованности городской среды или вблизи от промышленных предприятий. Таким образом, если при входе в квартиру вы ощущаете даже небольшое присутствие неприятного запаха или спертости, то вентиляционную систему нужно проверить на эффективность работы. В случае обнаружения каких-то неполадок, их следует исправить в обязательном порядке. Помните, что организму человека свойственно привыкать к окружающим его запахам и атмосфере. Однако даже если вы не будете ощущать явного дискомфорта от потребления несвежего воздуха, на вашем самочувствии он будет продолжать сказываться максимально отрицательно.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий: правила выполнения вычислений + примеры расчетов по формулам

Залогом безупречной и эффективной работы вентиляции является грамотный расчет площади воздуховодов и фасонных изделий, от которого зависит подбор как отдельных элементов, так и оборудования. Цель расчета — обеспечение оптимальной кратности перемены воздуха в помещениях в соответствии с их назначением.

В статье мы подробно разобрали каждый из обязательных этапов вычислений: определение сечения и фактической площади воздуховодов, расчет скорости воздуха и подбор параметров фасонных изделий. Кроме того, мы обозначили главные требования, предъявляемые к величине вентканалов, а также привели пример расчета воздуховодов для частного дома.

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.

• металлическими — это может быть черная сталь, оцинкованная, нержавейка;
• алюминиевыми гибкими гофрированными; — 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.

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.

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.

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.

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.

Вычисления при помощи формул для сложной системы — задача непростая. Для дома небольших габаритов подсчет площади отдельных элементов, сечения воздуховодов вполне возможен

Расчет сечения воздуховода

Выражение, используемое для расчета квадратуры фасонных элементов и воздуховодов, выглядит так:

Sc = (L х 2.778) : V,

• Sc — площадь в поперечном разрезе;
• L — расход потока воздуха, циркулирующего в системе;
• 2.778 — коэффициент, согласовывающий различные размерности;
• V — скорость воздушной лавины в конкретном месте, измеряется в метрах за секунду.

Итогом расчета будет величина, измеряющаяся в см².

Есть и альтернативная формула:

S = L : k × V,

Коэффициент К в этом случае равен 3600.

Определение фактической площади воздуховода

Регулярную площадь вентиляции для круглых вентканалов высчитывают по формуле:

S = (π x D2) : 400,

Для трубопроводов прямоугольного сечения:

S = (А х В) : 100,

Площадь сечения для трубы с овальным сечением высчитывают по формуле:

S = π × А × В : 4,

• 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 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.

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 м 3 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.

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,

• 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 м 3 , здесь 6 — кратность воздухообмена, взятая из таблицы.

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

V=L : 3600 х S,

• 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.

Пример расчета для небольшого коттеджа

Для расчета взят коттедж с внутренней площадью 108,8 м 2 и высотой от пола до перекрытия 3 м. Внутри имеется гостиная, спальня, детская, кухня, санузел. Показатель кратности принимаем равным 1.

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 м 3 удаляет вытяжка принудительно, то остается распределить оставшиеся 294 м 3 . 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.

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.

Фасонные изделия и их расчет

При монтаже воздуховодов прямые участки различных размеров соединяют при помощи фасонных изделий.

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.

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.

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.

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.

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.

Выводы и полезное видео по теме

Онлайн-программа в помощь инженеру-проектировщику:

Сюжет об организации вентиляции частного дома в целом:

Площадь сечения, форма, длина воздуховода — одни из параметров, определяющих производительность вентсистемы. Правильный расчет крайне важен, т.к. от него зависит воздухопропускная способность, а также скорость потока и эффективная работа конструкции в целом.

При использовании онлайн-калькулятора, степень точности расчета будет выше, чем при подсчете ручном. Такой результат объясняется тем, что программа автоматически сама округляет величины к более точным.

У вас есть личный опыт проектирования, обустройства и расчета системы воздуховодов? Хотите поделиться накопленными знаниями или задать вопросы по теме? Пожалуйста, оставляйте комментарии и участвуйте в обсуждениях – форма для отзывов расположена ниже.

Определение гидравлического диаметра воздуховода

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.

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:

Читайте также: Терморегулятор для радиатора отопления: фото, видео, принцип действия, правила установки

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);

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:

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

Общие данные для подбора

Факторы, оказывающие влияние на диаметр воздуховода:

Таблица для расчета гидравлического диаметра воздуховода.

1. Величина диаметра не может приниматься какой угодно, она строго нормируется. Линейка размеров прописана в СНиП: «Отопление, вентиляция и кондиционирование» (приложение Н).
2. Скорость движения воздуха – главный фактор подбора диаметра, от нее зависит пропускная способность трубопровода. Существует ряд рекомендуемых скоростей (см. таблицу 1) для воздуховодов различного назначения.
3. Неразрывно со скоростью движения связан и другой фактор, влияющий на размер канала, это расход воздушной смеси в куб.м за 1 час.
4. Материал, из которого изготовлена труба. Шероховатость ее поверхности в металлических изделиях оказывает дополнительное сопротивление воздушному потоку, пропускная способность магистрали уменьшается. Сопротивление пластмассовых трубопроводов меньше, так как его стенки гладкие.
5. Затрудненные или стесненные условия прокладки зачастую диктуют уменьшение диаметра воздуховода с увеличением скорости движения воздуха. Это случается в производственных помещениях, насыщенных технологическим оборудованием и инженерными сетями либо в помещениях гражданских зданий с высокими эстетическими требованиями к интерьеру.
6. Экономическая целесообразность не позволит принимать воздуховоды увеличенных диаметров ввиду повышения стоимости изделий и монтажа.
7. Форма сечения самого воздуховода может быть круглой, прямоугольной и плоскоовальной. Влияние на диаметры воздуховодов это не оказывает, так как гидравлика рассчитывается для круглого канала, а трубы другой формы принимают по величине эквивалентного поперечного сечения.

Рекомендуемые величины скорости движения воздуха в трубопроводах в зависимости от их назначения представлены в таблице 1.

В силу того, что современные технологии позволяют изготавливать воздуховоды с более высокими показателями по аэродинамике, плотности и жесткости, для расчета принимают верхние границы рекомендуемых скоростей либо превышают их. Современный спирально-навивной трубопровод круглого или овального сечения из оцинкованной стали может спокойной пропускать воздух со скоростью до 15 м/с без превышения допустимого уровня шума.

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.

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;

— расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

— скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

— 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

— фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

— диаметр круглого воздуховода, мм;

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:

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.

Способы как рассчитать площадь воздуховода и фасонного изделия

Короба вентиляционных каналов выполняются круглого, прямоугольного сечения, применяется сталь, пластмасса или металлизированная фольга. На этапе проектирования делается расчет площади воздуховодов и фасонных изделий, чтобы гарантировать нормативные показатели давления и скорости воздуха, обеспечить оптимальные акустические характеристики.

Необходимость и цели выполнения расчета площади воздуховодов

Схема вентиляционных каналов является важной частью воздухораспределительной системы. Расчет сечения воздуховода играет роль для определения необходимого расхода материала с целью экономии средств. От правильного расчета рабочей площади и конфигурации зависит микроклимат в помещении.

Безошибочное вычисление пропускной способности и диаметра труб оказывает влияние на характеристики:

• чистоты воздуха;
• кратности воздухообмена;
• риска появления плесени и грибка;
• температуры в комнате.

В результате подсчета индексов вентиляции должна получиться конструкция, которая пропускает нужный объем свежих потоков для оздоровления внутренней атмосферы. При этом потери давления в магистрали сводятся к минимуму, а микроклимат соответствует санитарным нормам по влажности, загрязненности воздуха и уровню шума от работы воздуховодов.

Общие сведения для вычисления

К ключевым показателям относится площадь сечения короба, которая определяет скорость передвижения потоков. Закономерность проявляется в том, что при увеличении габаритов снижается давление и наоборот. Расчет квадратуры воздуховодов ведется несколькими способами, чтобы иметь возможность для сравнения итогов.

Показатели для выбора труб можно рассчитать по значениям:

• в соответствии с гигиеническими и санитарными нормами, приведенными в СанПиН;
• по числу находящихся в помещении людей;
• по площади и объему комнаты.

Подсчет проводится для отдельного помещения или строения в целом. Количество материала определяется на основе конфигурации и габаритов системы. Для круглых труб нужен диаметр и общая протяженность, а прямоугольные рассчитываются с применением ширины, высоты и длины магистрали.

Площадь поверхности фасонных деталей воздуховодов определяется с учетом отводов, переходников разной формы, принимается во внимание их ширина, угол поворота и высота.

Способы и этапы расчета площади воздуховодов

Размер короба вентиляции зависит от объема нагнетаемого потока, скорости передвижения и давления на внутренние стенки.

Расчет параметров вентиляционной магистрали проводится в несколько этапов:

• определяется кратность воздухообмена в соответствии с техническими требованиями, строительными и санитарными нормативами;
• делается аэродинамический подбор трубопроводного сечения;
• определяется уровень создаваемого шума (акустический расчет);
• вычерчивается на бумаге схема прокладки с привязкой к планировке;
• чертеж согласовывается с заказчиком, вносятся изменения;
• составляются расчетные документы по электроснабжению;
• вычерчиваются отдельные узлы воздухопровода с деталировкой.

Вентиляционное оборудование подбирается только после технического расчета воздуховодов и фасонных частей, приобретаются калориферы, приточные и вытяжные установки, автоматические приборы.

Расчет сечения

Шумовые эффекты снижаются при расширении каналов, но на практике увеличение сечения не всегда оправдывается. Этому могут препятствовать ограниченные размеры комнаты по высоте, поэтому расчету периметра уделяется внимание.

Делается расчет поперечной площади воздуховодов по формуле S_c = L · 2.788 / V, где:

• S_c — расчетная площадь короба (см2);
• L — объем потока, проходящего по каналу за час (м3/ч);
• V — скорость воздуха в магистрали (м/с);
• 2,788 — коэффициент перевода единиц.

Площадь получается в квадратных сантиметрах, такие единицы наиболее удобны для анализа. Скорость потока в канале принимается на уровне 3 – 4 м/с для жилых помещений. Уменьшить диаметр круглой трубы можно, заменив ее прямоугольной, которая имеет аналогичную площадь в поперечнике.

Расчет квадратных метров воздуховодов делается для каждого участка отдельно, начиная с центрального канала, где скорость достигает 6 – 8 м/с. Поперечник основного воздуховода часто бывает больше, чем диаметр отводов, при этом каналы соединяются переходниками.

Расчет периметра прямоугольника и площади круга

Площади вентиляционных каналов принимаются после подсчета требуемой производительности. Поперечное сечение труб относится к расчетным характеристикам, по которым определяется оптимальная конфигурация короба (прямоугольна или круглая). Протяженность магистрали делается как можно меньше для экономии материалов, но система должна обеспечивать требуемую кратность обмена.

Площадь круглого сечения считается по формуле S = π · D2 / 400, а прямоугольного — S = a · b / 100, где:

• S — площадь;
• π — число 3,14;
• D — диаметр окружности;
• a — длина прямоугольника;
• b — ширина прямоугольника.

Соотношения площади с диаметром, длиной и шириной сведены для удобства в специальной таблице СНиП, где можно проанализировать и выяснить параметры в зависимости от размера сечения. В быту наиболее распространены короба с сечением 40 х 20 или 10 х 10 см, применяются круглые каналы диаметром 20 и 10 см.

Расчет скорости воздуха

Скорость потока в вентиляции определяется после вычисления кратности воздухообмена, которую можно высчитать самостоятельно или посмотреть в таблицах. Кратность показывает интенсивность смены воздуха. Показатель определяется количеством обменов атмосферы за час и равен отношению кубатуры потока к объему комнаты, где ставится вентиляция.

Кратность воздухообмена находится по формуле N = V / W, где:

• N — кол-во замен воздуха (раз/ч);
• V — кубатура свежего воздуха за час (м3/ч);
• W — объем комнаты (м3).

После этого вычисляется фактическая скорость потока (аэродинамический расчет) в канале находится по формуле £ = L / 3600 · F, где:

• £ — скорость потока (м/с);
• L — кратность обмена воздуха (м3/ч);
• F — площадь сечения трубы (м2).

Скорость влияет на уровень шума, поэтому при выборе параметров трубопровода следует сравнивать эту характеристику со взятой из нормативных таблиц.

Фасонные изделия и их расчет

Размер фигурных элементов в составе магистрали определяется с помощью онлайн-калькулятора или с применением специальных таблиц в сборниках. Изделия отличаются сложной формой, для вычисления нужно иметь специальные знания.

К фасонным звеньям относятся элементы:

• круглые, овальные, квадратные и прямоугольные отводы ставятся для поворота трубопровода под углом;
• переходы применяются для стыковки коробов разного сечения, отличаются сложной геометрией сечения;
• ниппели и муфты соединяют прямые участки воздуховода;
• тройники применяются для разветвления канала;
• заглушки прерывают поступление потока;
• крестовины служат для разделения или объединения соседних потоков;
• утки ставят для перевода оси трубопровода в другое положение по вертикали или горизонтали.

От параметров фасонных деталей зависит скорость воздуха, его объем, герметичность системы и затраты электричества.

Фактическая площадь воздуховода

Кроме расчетной обязательно нужно посчитать фактическую площадь уже установленного канала. Для каждого сечения существуют специальные формулы расчета. Размеры диаметра, ширины и длины берутся не методом подбора из нормативных документов, для правильного определения нужно замерить расстояния, периметр и длины на месте. Формулы для расчета фактической площади поперечного сечения прямоугольной формы используются аналогично тем, что применяются для расчетного показателя. Для площади круглого воздуховода также нужно замерить диаметр.

Площадь поперечного овального сечения рассчитывается по формуле S = π · A · B / 400, где:

• π — число 3,14;
• A — диаметр по большой оси овала;
• B — диаметр по меньшей оси овала.

Фактические показатели воздуховода сравниваются с нормативными показателями и определяется соответствие.

Методы расчета фасонных изделий

Ошибка в выборе сечений фигурных частей может привести к неправильной циркуляции воздушного потока даже при безошибочно разработанном проекте. Многие производители в пояснительной записке к проекту дают номограммы. Это графические выкладки функции по нескольким переменным, представленные в нормативной литературе.

Инженерная помощь расчета воздуховодов говорит, что существует способ прикладывания линейки, с помощью которого прорабатываются функциональные зависимости без использования формул. Из монограмм берется площадь поперечного сечения фасонных деталей воздуховода, которая способна уравновесить уровень шума в системе.

Выполняются следующие действия, чтобы определить размеры трубы для ответвления или поворота:

• найти на монограмме точку пересечения воздушного потока, перемещаемого за час и линии оптимальной скорости для заданного участка;
• недалеко от этой точки обнаружить значение подходящего диаметра.

С помощью номограммы облегчается расчет площади фасонных частей воздуховодов, конкретизируется убывание напора в системе при установленной скорости потока.

Основные требования к расчету

Местоположение вентиляционного трубопровода определяется на этапе составления проекта, при этом готовятся участки для установки инженерного оборудования, закладывается количество отводов, переходов, тройников и крестовин.

Расчет воздуховодов должен гарантировать условия:

• в здании обеспечивается требуемый температурный режим с переброской тепла в требуемые помещения;
• скорость воздуха в каналах не уменьшает уровень комфорта человека;
• вредные химические частицы и взвешенные примеси присутствуют в атмосфере в объеме, который допускается санитарными нормами.

На отдельных участках должно поддерживаться постоянное давление и не допускаться попадание наружного воздуха. Для правильного функционирования анализируется сопротивление внутренней поверхности воздуховода.

Определение потери давления после расчета площади воздуховода

Потери давления высчитываются после подсчета площади трубопроводов, скорости обмена воздуха и сопротивления инженерной коммуникации. Такой показатель влияет на подбор вентилятора по мощности.

Используется формула P = R · L + E · V · Y / 2, где:

• P — потери давления (Па);
• R — удельный показатель давления трением при взаимодействии воздуха с внутренними стенками (Па/м);
• L — длина расчетного участка (м);
• E — числовой индекс потерь напора на участке в сумме;
• V — скорость потока в искомом месте (м/с);
• Y — плотность атмосферы (кг/м3).

Потеря давления определяется с применением справочника. Коэффициент E имеет прямую зависимость от параметров участка, где делается вычисление.

Использование автоматического онлайн-калькулятора повышает точность расчета по сравнению с ручным методом.

Для чего и как правильно провести расчеты площади сечения воздуховодов и фасонных изделий

Вентиляционные системы нередко представляют собой многоуровневые или разветвленные сети из контуров, соединительных элементов, переходников и прочих приспособлений. Для того чтобы коммуникации эффективно справлялись с поставленными задачами длительное время, необходимо грамотно провести расчет площади воздуховодов. Рассмотрим детально, как можно выполнить вычисления с помощью различных формул. Ознакомимся вкратце с другими способами, которые актуальны для разработки сложных проектов.

Важность правильного определения сечения

Вентиляционная система представлена сетью каналов того или иного сечения, по которым проходят воздушные потоки. Дополнительно могут быть установлены различные переходники, запорная арматура, фильтры, устройства для принудительной циркуляции воздуха. Но первые являются базовой основой, так как от выбора комплектующих зависят:

• объем проходящего потока за конкретный промежуток времени;
• эффективность воздухообновления в обслуживаемом помещении;
• герметичность всей конструкции;
• уровень шума по мере протекания воздушных масс в работающем режиме сети;
• степень энергопотребления встроенных в контуры приспособлений.

На инженерные расчеты площади воздуховодов и фасонных изделий оказывают влияние несколько важных моментов:

• Тип объекта. Выбор комплектующих нужно делать с учетом количества обслуживаемых помещений, санитарных требований для конкретных помещений. Например, для кабинета и кухни за идентичный промежуток времени нужен разный объем свежего воздуха. Также обращается внимание на площадь или кубатуру объекта, постоянное число людей, которые проживают или находятся внутри здания. Здесь по нормам СанПиН принято учитывать 60 кубометров на человека. Для временно находящегося – 20 куб.м.

• Условия для монтажа. В поперечном сечении готовые к установке каналы могут быть круглыми, овальными, квадратными и прямоугольными. На одних объектах низкие потолки и нужны плоские воздуховоды, на других отталкиваться можно от дизайна. Второй вариант предусматривает использование любых образцов, включая комбинирование.
• Материал воздуховодов. По исполнению на торговых площадках можно найти стальные (в различной обработке), алюминиевые (в виде гибкой гофры), пластиковые с разной жесткостью и тканевые вентканалы. Здесь критерий рассматривается с точки зрения сил трения, сопротивления между стенками и воздушной массой. Также имеются различия по внешнему виду и возникающему уровню шума в рабочем режиме системы.

Во время проведения расчетов сечения воздуховодов важно учитывать все нюансы. Любая ошибка может привести к неисправной работе системы в целом, к снижению эффективности вентиляции. То есть очистка воздуха в том или ином помещении будет происходить полноценно, уровень влажности будет повышенным. Последнее приводит часто к образованию участков пораженных плесенью, грибками и бактериями.

Проведение необходимых вычислений

На этапе проектирования инженерные расчеты площади воздуховодов проводятся как для отдельного помещения, так для всего обслуживаемого объекта в целом. Для вычислений используются специальные программы, калькуляторы и готовые формулы. В любом случае результаты максимально сводятся к тому, чтобы в каждом из каналов развивалась одинаковая скорость воздушного потока.

Конструктивные моменты

Перед тем, как посчитать площадь воздуховода прямоугольного или иного сечения, нужно разработать схему расположения вентканалов для всего объекта. На чертеже указываются протяженность прямых магистралей, узлы с поворотными соединениями и переходниками между отрезками с разным сечением. Например, в области вентилятора размер контура превышает параметры в дальних каналах и в ответвлениях от основной трассы.

Далее выполняются вычисления на соответствие воздухообмена для конкретного объекта санитарно-гигиеническим требованиям. По результатам определяется необходимая интенсивность перемещения воздушных масс по вентиляционной системе. После этого становится понятно – понадобятся ли дополнительные приспособления для обеспечения принудительной циркуляции воздуха, на каких именно участках нужно установить оборудование той или иной мощности. После решения конструктивных задач можно приступать к вычислениям оптимальной площади системы и сечения каналов на каждом отдельном участке.

Определение площади по формулам

Такой подход проведения расчета воздуховодов актуален только для проектирования малогабаритных систем. К ним относятся практически любые постройки, которые характерны для частного сектора. Это могут быть как гараж или кузница, так дачный домик или двухэтажный коттедж. Рассмотрим детальнее формулы для каждого типа используемых элементов.

Квадратура вентканалов и фасонных изделий определяется по следующей формуле: S = (L * 2,778) / V. Здесь под условными обозначениями подразумеваются:

• S – площадь изделия в поперечном сечении;
• L – расход воздушной массы за конкретное время (куб.м/час), который протекает внутри вентиляционной системы;
• V – скорость потока воздуха на конкретном участке сети в м/сек.

Под 2,778 подразумевается коэффициент, который позволяет согласовать используемые в формуле расчетные часы и секунды, метры и получаемый результат искомой площади в кв. см. Также существует альтернативный вариант вычисления: S = L / k × V. Здесь k (согласующий коэффициент) будет равен 3600.

Для расчета воздуховодов вентиляции с тем или иным сечением используются следующие формулы:

Круглый вентканал: S = (π × D²) / 400. Здесь D – это диаметр контура.

Квадратные или прямоугольные образцы. Для вычислений нужны будут высота и ширина: S = (a + b) / 100.

Для овальных применяется формула, где понадобятся больший и меньший диаметр изделия: S = (π × d₁ × d₂) / 4.

В целях экономии нередко выбор вентканалов осуществляется в пользу образцов с небольшим сечением. Однако в этом случае повышается вероятность ускорения воздушного потока и усиления уровня шума, вибрации, потерям давления и увеличению энергозатрат. Поэтому правильно будет ориентироваться на рекомендуемые параметры. Например, оптимальной скоростью при комфортном шумовом эффекте для бытовых условий считается 3,5-5 или 3-4 м/с.

Кроме скорости протекания воздушных масс и площади сечения воздуховода рассчитывается также кратность воздухообмена (измеряется в раз/час). Под этим понимается оптимальный объем чистого воздуха, который требуется для проветривания кубометра помещения в течение одного часа. Получить данные можно из готовых таблиц с округленными значениями или вычислить их по формуле: N = V / W. Здесь поступающий в комнату свежий воздух (в куб.м/час) делится на общий объем обслуживаемого помещения (в кубометрах).

В таблице представлены рекомендуемые значения кратности воздухообмена для различных типов помещений в частном доме.

Рассмотрим на примере – сколько понадобится воздуха для обслуживания одного из помещений. Так, для спальни площадью в 16 кв.м в среднем требуется около 50 кубометров чистой массы в час. Для подвала исходя из рекомендаций при 40 кв.м нужно обеспечить поступление минимум 320 куб.м/час.

После определения необходимого количества чистого воздуха в час можно вычислить площадь сечения воздуховода в кв.м. Для этого понадобится формула: S = L / 3600 / V.

То есть, для спальни понадобится контур с сечением 50/3600/4 = 0,003472 кв.м или около 35 кв.см. Для подвала тот же параметр будет составлять при скорости воздушного потока не менее 220 кв.см.

Ниже представлена сводная таблица значений расхода воздуха в куб.м при той или иной скорости потока в м/сек. с учетом физических параметров круглого, прямоугольного или квадратного сечения вентканала.

В следующей таблице приведены примеры размеров поперечного сечения круглых и прямоугольных вентканалов в условиях расхода воздуха в 1000 куб.м/час и предельной скорости потока в 4 м/с. Также представлены показатели фактического скоростного режима, потери давления на погонный метр при эксплуатации системы, предложены альтернативные диаметры четырехугольным контурам.

При необходимости можно рассчитать эквивалентный диаметр воздуховода прямоугольному или квадратному аналогу. Для этого существует такая формула: D = 2 × a × b / (a+b).

Например, для контура с сечением 500*300 мм подходит диаметр в 375 мм, а вентканал 300*300 мм можно заменить на алюминиевую гофру с аналогичным диаметром в 300 мм.

Видео описание

В этом видео детально рассказывается об эквивалентном диаметре воздуховодов:

Обзор других методик

В сопроводительной документации либо специализированной нормативной литературе можно встретить графические нонограммы. Здесь имеются несколько осей, на которых обозначена шкала для давления, скорости, воздухообмена и поперечного сечения вентканала. Зная первые показатели можно сопоставить их и на пересечении рассмотреть искомый вариант размера контура. Значение будет приблизительным, но на него можно будет ориентироваться с учетом минимального уровня шума.

Инженеры и проектировщики для расчета квадратуры воздуховода используют специальные программы. Здесь имеются громоздкие таблицы, в которых учитывается максимальное количество нюансов. Они связаны как с типов выбранного комплекта для устройства вентиляционной системы, так с особенностями обслуживаемого помещения или объекта в целом.

Альтернативой специализированным программам является онлайн-калькулятор. Такой подход позволяет определить необходимые типоразмеры вентканалов и фасонных изделий с приблизительной точностью. Но с учетом стандартизированных параметров предлагаемого ассортимента на торговых площадках такие результаты могут быть применимы для составления проекта для частного сектора.

Видео описание

В этом видео преподаватель университета демонстрирует процесс выбора сечения воздуховода по специальной программе:

Коротко о главном

Вентиляционную систему перед сборкой необходимо правильно рассчитать, чтобы исключить образование конденсата, обеспечить поступление свежего воздуха в помещения в полном объеме.

Для вычисления площади поперечного сечения воздуховодов и фасонных изделий можно пользоваться готовыми формулами, таблицами, специальными программами, схемами либо онлайн-калькуляторами.

Чтобы получить искомый результат, нужно знать площадь помещения, минимальную кубатуру свежего воздуха в час с учетом количество постоянно или временно находящихся в помещениях людей, скорость протекания воздушной массы по контурам.

На практике проверено, что в круглых каналах с большим диаметром воздух протекает с меньшими потерями давления и тише, в узких и четырехугольных каналах масса проходит быстрее и шумнее.

Специалисты нередко заменяют имеющиеся прямоугольные воздуховоды на круглые с эквивалентным диаметром.

Калькулятор расчета площади воздуховодов и фасонных изделий для системы вентиляции онлайн

Вычисление количества и площади воздуховодов, которые являются составной частью вентиляционной системы, – это один из главных этапов монтажа. Все процедуры основаны на определении размерных характеристик с учетом расхода воздуха, который будет проходить через воздуховод. Нередко также требуется заранее рассчитать всю площадь воздуховодов. Эти процессы стоит рассмотреть более подробно.

Какие данные используются при расчете вентиляции?

• СНиП 41-01-2003.
• СП 7.13130.2013
• ГОСТ 12.1.005-88 и пр.

Как рассчитывается площадь воздуховодов с разным сечением?

• Расход воздушных масс (R). Параметр измеряется в м3/час.
• Скорость движения воздушных масс (V). Параметр измеряется в м/с.

S = R/k × V

Здесь k является коэффициентом, который равен 3600.

Есть большое количество и альтернативных формул, где оперируются другие коэффициенты, но ключевые параметры остаются неизменными. Пример:

S = R × 2,778/V

Если запланировано использовать воздуховоды с большим сечением, вы можете рассчитывать на значительное снижение шума при движении воздушных потоков. Также существенно снижаются затраты на электроэнергию, которая необходима для организации перемещения. В этом случае материалоемкость будет существенно больше, поэтому увеличивается итоговая стоимость комплектующих деталей для вентиляционных систем. На эффективность передвижения воздушных масс может повлиять и форма сечения воздуховодов. При прохождении прямоугольных конструкций воздушные потоки сталкиваются с большим сопротивлением, но монтировать такие воздуховоды значительно проще. Особенно это актуально при необходимости создания системы вентиляции в стесненных условиях, так как прямоугольные воздуховоды можно закрепить впритык со стенами и иными конструкциями. Круглые изделия отличаются оптимальными аэродинамическими качествами, но не всегда способны вписаться в интерьер помещения. Имеются в продаже конструкции с хорошими эстетическими свойствами, но их покупка приведет к значительным расходам. В качестве альтернативного варианта потребителям предлагаются воздуховоды с овальной формой. Именно они сочетают в себе оптимальную эффективность эксплуатации эргономичность.

Использование калькуляторов для расчета площади воздуховодов

Если углубиться в тематику расчета системы вентиляции, разобраться со всеми нюансами не составит труда. Но есть и более простой, альтернативный вариант – использование наших калькуляторов для расчета площади воздуховодов и фасонных элементов системы вентиляции. Они позволят исключить вероятность совершения ошибки, которая по итогу может обойтись дорого. Пользоваться специальными калькуляторами весьма просто. Достаточно указать требуемые параметры и буквально через долю секунды вы получите показатели. Если самостоятельно разбираться в особенностях расчета системы вентиляции нет времени, лучше обратиться к специалистам компании «ВИНТЭЛ». Они имеют большой опыт в этом направлении.
Грамотный расчёт площади воздуховода и параметров системы вентилирования, каналов для воздушных потоков позволяет создавать максимально эффективные комплексы. Правильные результаты заметно снижают расходы, связанные с приобретением материалов, закупкой электроустановок, а также последующим техобслуживанием. Ведь вычисления способствуют бесперебойному функционированию климатического спецоборудования, включающего и вентиляторы.

Методика постоянных скоростей для определения необходимых воздуховодов

Предварительно формируется план помещений. Основываясь на нормативах, выясняется требующийся в каждой зоне объём воздуха. После этого разрабатывается схема разводки. В чертеже отмечаются места установки решёток и диффузоров. Обязательно отображение изменений сечений, а также расположение отводов. Расчёт воздуховодов осуществляется для наиболее удалённой точки вентиляционной системы, которая подразделяется на фрагменты, ограниченные разветвлениями либо решётками.
Вычисления сводятся к подбору необходимого сечения канала по всей его длине. Важно определить и потери давления, чтобы выбрать вентилятор либо подобрать приточную электроустановку. К изначальным сведениям относится объём воздушных масс, проходящих через комплекс вентиляции. Используя сделанный чертёж, производится расчёт диаметра воздуховода. С этой целью задействуется графическая зависимость потери давления.
Каждая разновидность каналов нуждается в собственном графике. Изготовители такие сведения не скрывают, предоставляя их вместе с продукцией. Если информация отсутствует, то придётся воспользоваться справочными данными при расчете воздуховодов.

Выбор размера по номограмме

• 3,6. 5 м/с в жилых помещениях;
• ..11 м/с на промышленном объекте;
• 3,5. 6 м/с на офисном пространстве.

• ..6,5 м/с в офисах;
• ..5 м/с в жилых комнатах;
• ..9 м/с на производстве.

Основные требования к расчету площади отвода

• Обеспечение в помещении заданного температурного режима. В пространствах с избыточным количеством тепловой энергии должно предусматриваться её отведение. При этом надлежит минимизировать тепловые потери в местах, испытывающих дефицит тепла.
• Скорость движения воздушных потоков не должна приводить к дискомфорту. Возле рабочих мест следует организовывать фильтрацию воздуха от загрязнений.
• Вредные для человеческого здоровья химические вещества, взвеси обязаны соответствовать требованиям, указанным в ГОСТ 12.1.005-88.

Что еще нужно знать при расчёте площади отводов?

Производительность системы вентилирования зависит от таких параметров воздуховодов как площадь поперечного сечения, длина и форма рукавов и шахты.
Правильные вычисления площади отводов позволяют обеспечивать требуемые скоростные показатели воздушных потоков, пропускную способность, общую эффективность вентиляции.
Чтобы повысить точность расчёта воздуховодов в м2, целесообразнее воспользоваться онлайн-калькулятором. Компьютерная программа точнее осуществляет вычисления, если сравнивать её с ручным способом, потому что она оперирует высокоточными числами, округлёнными до заданного разработчиком знака после запятой.
Расчёты воздуховодов в м2, осуществлённые правильно, позволяют сэкономить финансы, ведь выясняется точное количество компонентов. Также грамотные вычисления способствуют созданию комфортных условий для работы и отдыха людей.