Комментариев:

• Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов
• Расчет габаритов воздухопровода
• Подбор габаритов под реальные условия

Для передачи приточного или вытяжного воздуха от вентиляционных установок в гражданских или производственных зданиях применяются воздухопроводы различной конфигурации, формы и размера. Зачастую их приходится прокладывать по существующим помещениям в самых неожиданных и загроможденных оборудованием местах. Для таких случаев правильно рассчитанное сечение воздуховода и его диаметр играют важнейшую роль.

Факторы, оказывающие влияние на размеры воздухопроводов

На проектируемых или вновь строящихся объектах удачно проложить трубопроводы вентиляционных систем не составляет большой проблемы – достаточно согласовать месторасположение систем относительно рабочих мест, оборудования и других инженерных сетей. В действующих промышленных зданиях это сделать гораздо сложнее в силу ограниченного пространства.

Этот и еще несколько факторов оказывают влияние на расчет диаметра воздуховода:

1. Один из главных факторов – это расход приточного или вытяжного воздуха за единицу времени (м 3 /ч), который должен пропустить данный канал.
2. Пропускная способность также зависит от скорости воздуха (м/с). Она не может быть слишком маленькой, тогда по расчету размер воздухопровода выйдет очень большим, что экономически нецелесообразно. Слишком высокая скорость может вызвать вибрации, повышенный уровень шума и мощности вентиляционной установки . Для разных участков приточной системы рекомендуется принимать различную скорость, ее значение лежит в пределах от 1.5 до 8 м/с.
3. Имеет значение материал воздуховода. Обычно это оцинкованная сталь, но применяются и другие материалы: различные виды пластмасс, нержавеющая или черная сталь. У последней самая высокая шероховатость поверхности, сопротивление потоку будет выше, и размер канала придется принять больше. Значение диаметра следует подбирать согласно нормативной документации.

В Таблице 1 представлена нормаль размеров воздуховодов и толщина металла для их изготовления.

Таблица 1

Примечание: Таблица 1 отражает нормаль не полностью, а только самые распространенные размеры каналов.

Воздуховоды производят не только круглой, но и прямоугольной и овальной формы. Их размеры принимаются через значение эквивалентного диаметра. Также новые методы изготовления каналов позволяют использовать металл меньшей толщины, при этом повышать в них скорость без риска вызвать вибрации и шум. Это касается спирально-навивных воздухопроводов, они имеют высокую плотность и жесткость.

Вернуться к оглавлению

Расчет габаритов воздухопровода

Сначала необходимо определиться с количеством приточного или вытяжного воздуха, которое требуется доставить по каналу в помещение. Когда эта величина известна, площадь сечения (м 2) рассчитывают по формуле:

В этой формуле:

• ϑ – скорость воздуха в канале, м/с;
• L – расход воздуха, м 3 /ч;
• S – площадь поперечного сечения канала, м 2 ;

Для того чтобы связать единицы времени (секунды и часы), в расчете присутствует число 3600.

Диаметр воздуховода круглого сечения в метрах можно высчитать исходя из площади его сечения по формуле:

S = π D 2 / 4, D 2 = 4S / π, где D – величина диаметра канала, м.

Порядок расчета размера воздухопровода следующий:

1. Зная расход воздуха на данном участке, определяют скорость его движения в зависимости от назначения канала. В качестве примера можно принять L = 10 000 м 3 /ч и скорость 8 м/с, так как ветка системы – магистральная.
2. Вычисляют площадь сечения: 10 000 / 3600 х 8 = 0.347 м 2 , диаметр будет – 0,665 м.
3. По нормали принимают ближайший из двух размеров, обычно берут тот, который больше. Рядом с 665 мм есть диаметры 630 мм и 710 мм, следует взять 710 мм.
4. В обратном порядке производят расчет действительной скорости воздушной смеси в воздухопроводе для дальнейшего определения мощности вентилятора. В данном случае сечение будет: (3.14 х 0.71 2 / 4) = 0.4 м 2 , а реальная скорость – 10 000 / 3600 х 0.4 = 6.95 м/с.
5. В том случае если необходимо проложить канал прямоугольной формы , его габариты подбирают по рассчитанной площади сечения, эквивалентного круглому. То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м 2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.

Когда известны параметры воздуховодов (их длина, сечение, коэффициент трения воздуха о поверхность), можно рассчитать потери давления в системе при проектируемом расходе воздуха.

Общие потери давления (в кг/кв.м.) рассчитываются по формуле:

P = R*l + z,

где R - потери давления на трение в расчете на 1 погонный метр воздуховода, l z - потери давления на местные сопротивления (при переменном сечении).

1. Потери на трение:

В круглом воздуховоде потери давления на трение Pтр считаются так:

Pтр = (x*l/d) * (v*v*y)/2g,

где x - коэффициент сопротивления трения, l - длина воздуховода в метрах, d - диаметр воздуховода в метрах, v y g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2).

Замечание: Если воздуховод имеет не круглое, а прямоугольное сечение, в формулу надо подставлять эквивалентный диаметр, который для воздуховода со сторонами А и В равен: dэкв = 2АВ/(А + В)

2. Потери на местные сопротивления:

Потери давления на местные сопротивления считаются по формуле:

z = Q* (v*v*y)/2g,

где Q - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке воздуховода, для которого производят расчет, v - скорость течения воздуха в м/с, y - плотность воздуха в кг/куб.м., g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2). Значения Q содержатся в табличном виде.

Метод допустимых скоростей

При расчете сети воздуховодов по методу допустимых скоростей за исходные данные принимают оптимальную скорость воздуха (см. таблицу). Затем считают нужное сечение воздуховода и потери давления в нем.

Порядок действий при аэродинамическом расчете воздуховодов по методу допустимых скоростей:

1. Начертить схему воздухораспределительной системы. Для каждого участка воздуховода указать длину и количество воздуха, проходящего за 1 час.
2. Расчет начинаем с самых дальних от вентилятора и самых нагруженных участков.
3. Зная оптимальную скорость воздуха для данного помещения и объем воздуха, проходящего через воздуховод за 1 час, определим подходящий диаметр (или сечение) воздуховода.
4. Вычисляем потери давления на трение Pтр.
5. По табличным данным определяем сумму местных сопротивлений Q и рассчитываем потери давления на местные сопротивления z.
6. Располагаемое давление для следующих ветвлений воздухораспределительной сети определяется как сумма потерь давления на участках, расположенных до данного ветвления.

В процессе расчета нужно последовательно увязать все ветви сети, приравняв сопротивление каждой ветви к сопротивлению самой нагруженной ветви. Это делают с помощью диафрагм. Их устанавливают на слабо нагруженные участки воздуховодов, повышая сопротивление.

Таблица максимальной скорости воздуха в зависимости от требований к воздуховоду

Назначение	Основное требование
	Бесшумность	Мин. потери напора
	Магистральные каналы	Главные каналы		Ответвления
		Приток	Вытяжка	Приток	Вытяжка
Жилые помещения	3	5	4	3	3
Гостиницы	5	7.5	6.5	6	5
Учреждения	6	8	6.5	6	5
Рестораны	7	9	7	7	6
Магазины	8	9	7	7	6

Примечание: скорость воздушного потока в таблице дана в метрах в секунду.

Метод постоянной потери напора

Данный метод предполагает постоянную потерю напора на 1 погонный метр воздуховода. На основе этого определяются размеры сети воздуховодов. Метод постоянной потери напора достаточно прост и применяется на стадии технико-экономического обоснования систем вентиляции.

1. В зависимости от назначения помещения по таблице допустимых скоростей воздуха выбирают скорость на магистральном участке воздуховода.
2. По определенной в п.1 скорости и на основании проектного расхода воздуха находят начальную потерю напора (на 1 м длины воздуховода). Для этого служит нижеприведенная диаграмма.
3. Определяют самую нагруженную ветвь, и ее длину принимают за эквивалентную длину воздухораспределительной системы. Чаще всего это расстояние до самого дальнего диффузора.
4. Умножают эквивалентную длину системы на потерю напора из п.2. К полученному значению прибавляют потерю напора на диффузорах.
5. Теперь по приведенной ниже диаграмме определяют диаметр начального воздуховода, идущего от вентилятора, а затем диаметры остальных участков сети по соответствующим расходам воздуха. При этом принимают постоянной начальную потерю напора.

Диаграмма определения потерь напора и диаметра воздуховодов

Использование прямоугольных воздуховодов

В диаграмме потерь напора указаны диаметры круглых воздуховодов. Если вместо них используются воздуховоды прямоугольного сечения , то необходимо найти их эквивалентные диаметры с помощью приведенной ниже таблицы.

Замечания:

1. Если позволяет пространство, лучше выбирать круглые или квадратные воздуховоды.
2. Если места недостаточно (например, при реконструкции), выбирают прямоугольные воздуховоды . Как правило, ширина воздуховода в 2 раза больше высоты). В таблице по горизонтальной указана высота воздуховода в мм, по вертикальной - его ширина, а в ячейках таблицы содержатся эквивалентные диаметры воздуховодов в мм.

Таблица эквивалентных диаметров воздуховодов

Размеры	150	200	250	300	350	400	450	500
250	210	245	275
300	230	265	300	330
350	245	285	325	355	380
400	260	305	345	370	410	440
450	275	320	365	400	435	465	490
500	290	340	380	425	455	490	520	545
550	300	350	400	440	475	515	545	575
600	310	365	415	460	495	535	565	600
650	320	380	430	475	515	555	590	625
700		390	445	490	535	575	610	645
750		400	455	505	550	590	630	665
800		415	470	520	565	610	650	685
850			480	535	580	625	670	710
900			495	550	600	645	685	725
950			505	560	615	660	705	745
1000			520	575	625	675	720	760
1200				620	680	730	780	830
1400					725	780	835	880
1600						830	885	940
1800						870	935	990

Параметры показателей микроклимата определяются положениями ГОСТ 12.1.2.1002-00, 30494-96, СанПин 2.2.4.548, 2.1.2.1002-00. На основании существующих государственных нормативных актов разработан Свод правил СП 60.13330.2012. Скорость воздуха в должна обеспечивать выполнение существующих норм.

Что учитывается при определении скорости движения воздуха

Для правильного выполнения расчетов проектировщики должны выполнять несколько регламентируемых условий, каждое из них имеет одинаково важное значение. Какие параметры зависят от скорости движения воздушного потока?

Уровень шума в помещении

В зависимости от конкретного использования помещений санитарные нормы устанавливают следующие показатели максимального звукового давления.

Таблица 1. Максимальные значения уровня шума.

Превышение параметров допускается только в кратковременном режиме во время пуска/остановки вентиляционной системы или дополнительного оборудования.
Уровень вибрации в помещении Во время работы вентиляторов продуцируется вибрация. Показатели вибрации зависят от материала изготовления воздуховодов, способов и качества виброгасящих прокладок и скорости движения воздушного потока по воздуховодам. Общие показатели вибрации не могут превышать установленные государственными организациями предельные значения.

Таблица 2. Максимальные показатели допустимой вибрации.

При расчетах подбирается оптимальная скорость воздуха, не усиливающая вибрационные процессы и связанные с ними звуковые колебания. Система вентиляции должна поддерживать в помещениях определенный микроклимат.

Значения по скорости движения потока, влажности и температуре содержатся в таблице.

Таблица 3. Параметры микроклимата.

Еще один показатель, принимаемый во внимание во время расчета скорости потока – кратность обмена воздуха в системах вентиляции. С учетом их использования санитарные нормы устанавливают следующие требования по воздухообмену.

Таблица 4. Кратность воздухообмена в различных помещениях.

Бытовые
Бытовые помещения	Кратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или в общежитии)	3м 3 /ч на 1м 2 жилых помещений
Кухня квартиры или общежития	6-8
Ванная комната	7-9
Душевая	7-9
Туалет	8-10
Прачечная (бытовая)	7
Гардеробная комната	1,5
Кладовая	1
Гараж	4-8
Погреб	4-6
Промышленные
Промышленные помещения и помещения большого объема	Кратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал	20-40 м 3 на человека
Офисное помещение	5-7
Банк	2-4
Ресторан	8-10
Бар, Кафе, пивной зал, бильярдная	9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане	10-15
Универсальный магазин	1,5-3
Аптека (торговый зал)	3
Гараж и авторемонтная мастерская	6-8
Туалет (общественный)	10-12 (или 100 м 3 на один унитаз)
Танцевальный зал, дискотека	8-10
Комната для курения	10
Серверная	5-10
Спортивный зал	не менее 80 м 3 на 1 занимающегося и не менее 20 м 3 на 1 зрителя
Парикмахерская (до 5 рабочих мест)	2
Парикмахерская (более 5 рабочих мест)	3
Склад	1-2
Прачечная	10-13
Бассейн	10-20
Промышленный красильный цел	25-40
Механическая мастерская	3-5
Школьный класс	3-8

Алгоритм расчетов Скорость воздуха в воздуховоде определяется с учетом всех вышеперечисленных условий, технические данные указываются заказчиком в задании на проектирование и монтаж вентиляционных систем. Главный критерий при расчетах скорости потока – кратность обмена. Все дальнейшие согласования делаются за счет изменения формы и сечения воздуховодов. Расход в зависимости от скорости и диаметра воздуховода можно взять из таблицы.

Таблица 5. Расход воздуха в зависимости от скорости потока и диаметра воздуховода.

Самостоятельный расчет

К примеру, в помещении объемом 20 м 3 согласно требованиям для эффективной вентиляции нужно обеспечить трехкратную смену воздуха. Это значит, что за один час сквозь воздуховод должно пройти не менее L = 20 м 3 ×3= 60 м 3 . Формула расчета скорости потока V= L / 3600× S, где:

V – скорость потока воздуха в м/с;

L – расход воздуха в м 3 /ч;

S – площадь сечения воздуховодов в м 2 .

Возьмем круглый воздуховод Ø 400 мм, площадь сечения равняется:

В нашем примере S = (3.14×0,4 2 м)/4=0,1256 м 2 . Соответственно, для обеспечения нужной кратности обмена воздуха (60 м 3 /ч) в круглом воздуховоде Ø 400 мм (S = 0,1256 м 3) скорость воздушного потока равняется: V= 60/(3600×0,1256) ≈ 0,13 м/с.

С помощью этой же формулы при заранее известной скорости можно рассчитать объем воздуха, перемещающийся по воздуховодам в единицу времени.

L = 3600×S (м 3)×V(м/с). Объем (расход) получается в квадратных метрах.

Как уже описывалось ранее, от скорости воздуха зависят и показатели шумности вентиляционных систем. Для минимизации негативного влияния этого явления инженеры сделали расчеты максимально допустимых скоростей воздуха для различных помещений.

По такому же алгоритму определяется скорость воздуха в воздуховоде при расчете подачи тепла, устанавливаются поля допусков для минимизации потерь на содержание зданий в зимний период времени, подбираются вентиляторы по мощности. Данные по воздушному потоку требуются и для уменьшения потерь давления, а это позволяет повышать коэффициент полезного действия вентиляционных систем и сокращает потребление электрической энергии.

Расчет выполняется по каждому отдельному участку, с учетом полученных данных подбираются параметры главных магистралей по диаметру и геометрии. Они должны успевать пропускать откачанный воздух из всех отдельных помещений. Диаметр воздуховодов выбирается таким образом, чтобы минимизировать шумность и потери на сопротивление. Для расчетов кинематической схемы важны все три показатели вентиляционной системы: максимальный объем нагнетаемого/удаляемого воздуха, скорость передвижения воздушных масс и диаметр воздуховодов. Работы по расчету вентиляционных систем относятся к категории сложных с инженерной точки зрения, выполнять их могут только профессиональные специалисты со специальным образованием.

Для обеспечения постоянных значений скорости воздуха в каналах с различным сечением используются формулы:

После расчета за окончательные данные принимаются ближайшие значения стандартных трубопроводов. За счет этого уменьшается время монтажа оборудования и упрощается процесс его периодического обслуживания и ремонта. Еще один плюс – уменьшение сметной стоимости вентиляционной системы.

Для воздушного обогрева жилых и производственных помещений скорости регулируются с учетом температуры теплоносителя на входе и выходе, для равномерного рассеивания потока теплого воздуха продумывается схема монтажа и размеры вентиляционных решеток . Современные системы воздушного обогрева предусматривают возможность автоматической регулировки скорости и направления потоков. Температура воздуха не может превышать +50°С на выходе, расстояние до рабочего места не менее 1,5 м. Скорость подачи воздушных масс нормируется действующими государственными стандартами и отраслевыми актами.

Во время расчетов по требованию заказчиков может учитываться возможность монтажа дополнительных ответвлений, с этой целью предусматривается запас производительности оборудования и пропускной способности каналов. Скорости потока рассчитываются таким образом, чтобы после увеличения мощности вентиляционных систем они не создавали дополнительную звуковую нагрузку на присутствующих в помещении людей.

Выбор диаметров выполняется от минимально приемлемого, чем меньше габариты – тем универсальное система вентиляции, тем дешевле обходится ее изготовление и монтаж. Системы местных отсосов рассчитываются отдельно, могут работать как в автономном режиме, так и подключаться к существующим вентиляционным системам.

Государственные нормативные документы устанавливают рекомендованные скорости движения в зависимости от расположения и назначения воздуховодов. При расчетах нужно придерживаться этих параметров.

Тип и место установки воздуховода и решетки	Вентиляция
	Естественная	Механическая
Воздухоприемные жалюзи	0,5-1,0	2,0-4,0
Каналы приточных шахт	1,0-2,0	2,0-6,0
Горизонтальные сборные каналы	0,5-1,0	2,0-5,0
Вертикальные каналы	0,5-1,0	2,0-5,0
Приточные решетки у пола	0,2-0,5	0,2-0,5
Приточные решетки у потолка	0,5-1,0	1,0-3,0
Вытяжные решетки	0,5-1,0	1,5-3,0
Вытяжные шахты	1,0-1,5	3,0-6,0

Внутри помещений воздух не может двигаться со скоростью более 0,3 м/с, допускается кратковременное превышение параметра не более чем 30%. Если в помещении имеется две системы, то скорость воздуха в каждой из них должна обеспечивать не менее 50% расчетного объема подачи или удаления воздуха.

Пожарные организации выдвигают свои требования по скорости перемещения воздушных масс в воздуховодах в зависимости от категории помещения и особенностей технологического процесса . Нормативы направлены на уменьшение скорости распространения дыма или огня по воздуховодам. В случае необходимости на вентиляционных системах должны устанавливаться клапаны и отсекатели. Срабатывание устройств происходит после сигнала датчика или выполняется вручную ответственным лицом. В одну систему вентиляции можно подключать только определенные группы помещений.

В холодный период времени в отапливаемых зданиях температура воздуха в результате функционирования вентиляционной системы не может понижаться ниже нормируемых. Нормируемая температура обеспечивается до начала рабочей смены. В теплый период времени эти требования не актуальны. Движение воздушных масс не должно ухудшать предусмотренные СанПин 2.1.2.2645 нормативы. Для достижения нужных результатов во время проектирования систем изменяется диаметр воздуховодов, мощность и количество вентиляторов и скорости потока.

Принимаемые расчетные данные по параметрам движения в воздуховодах должны обеспечивать:

1. Выполнение параметров микроклимата в помещениях, поддержку качества воздуха в регламентируемых пределах. При этом принимаются меры по снижению непродуктивных тепловых потерь. Данные берутся как из существующих нормативных документов , так и из технического задания заказчиков.
2. Скорость движения воздушных масс в рабочих зонах не должна вызывать сквозняки, обеспечивать приемлемую комфортность пребывания в помещении. Механическая вентиляция предусматривается только в тех случаях, когда добиться желаемых результатов за счет естественной невозможно. Кроме этого, механическая вентиляция обязательно монтируется в цехах с вредными условиями труда.

Во время расчетов показателей движения воздуха в системах с естественной вентиляцией берется среднегодовое значение разности плотности внутреннего и наружного воздуха. Минимальные фактические данные по производительности должны обеспечивать допустимые нормативные значения кратности обмена воздуха.

Создание комфортных условий пребывания в помещениях невозможно без аэродинамического расчета воздуховодов. На основе полученных данных определяется диаметр сечения труб, мощность вентиляторов, количество и особенности ответвлений. Дополнительно может рассчитываться мощность калориферов, параметры входных и выходных отверстий. В зависимости от конкретного назначения комнат учитывается максимально допустимая шумность, кратность обмена воздуха, направление и скорость потоков в помещении.

Современные требования к прописаны в Своде правил СП 60.13330.2012. Нормированные параметры показателей микроклимата в помещениях различного назначения даны в ГОСТ 30494, СанПиН 2.1.3.2630, СанПиН 2.4.1.1249 и СанПиН 2.1.2.2645. Во время расчета показателей вентиляционных систем все положения должны в обязательном порядке учитываться.

Аэродинамический расчет воздуховодов – алгоритм действий

Работы включают в себя несколько последовательных этапов, каждый из которых решает локальные задачи. Полученные данные форматируются в виде таблиц, на их основании составляются принципиальные схемы и графики. Работы разделяются на следующие этапы:

1. Разработка аксонометрической схемы распределения воздуха по системе. На основе схемы определяется конкретная методика расчетов с учетом особенностей и задач вентиляционной системы.
2. Выполняется аэродинамический расчет воздуховодов как по главным магистралям, так и по всем ответвлениям.
3. На основании полученных данных выбирается геометрическая форма и площадь сечения воздуховодов, определяются технические параметры вентиляторов и калориферов. Дополнительно принимается во внимание возможность установки датчиков пожаротушения, предупреждения распространения дыма, возможность автоматической регулировки мощности вентиляции с учетом составленной пользователями программы.

Разработка схемы системы вентиляции

В зависимости от линейных параметров схемы выбирается масштаб, на схеме указывается пространственное положение воздуховодов, точки присоединения дополнительных технических устройств, существующие ответвления, места подачи и забора воздуха.

На схеме указывается главная магистраль, ее расположение и параметры, места подключения и технические характеристики ответвлений. Особенности расположения воздуховодов учитывают архитектурные характеристики помещений и здания в целом. Во время составления приточной схемы порядок расчета начинается с самой удаленной от вентилятора точки или с помещения, для которого требуется обеспечить максимальную кратность обмена воздуха. Во время составления вытяжной вентиляции главным критерием принимаются максимальные значения по расходу воздушного потока. Общая линия во время расчетов разбивается на отдельные участки, при этом каждый участок должен иметь одинаковые сечения воздуховодов, стабильное потребление воздуха, одинаковые материалы изготовления и геометрию труб.

Отрезки нумеруются в последовательности от участка с наименьшим расходом и по возрастающей к наибольшему. Далее определяется фактическая длина каждого отдельного участка, суммируются отдельные участки и определяется общая длина системы вентиляции.

Во время планирования схемы вентиляции их допускается принимать общими для таких помещений:

• жилых или общественных в любых сочетаниях;
• производственных, если они по противопожарной категории относятся к группе А или Б и размещаются не более чем на трех этажах;
• одной из категорий производственных зданий категории В1 – В4;
• категории производственных зданий В1 м В2 разрешается подключать к одной системе вентиляции в любых сочетаниях.

Если в системах вентиляции полностью отсутствует возможность естественного проветривания, то схема должна предусматривать обязательное подключение аварийного оборудования. Мощности и место установки дополнительных вентиляторов рассчитываются по общим правилам. Для помещений, имеющих постоянно открытые или открывающиеся в случае надобности проемы, схема может составляться без возможности резервного аварийного подключения.

Системы отсосов загрязненного воздуха непосредственно из технологических или рабочих зон должны иметь один резервный вентилятор, включение устройства в работу может быть автоматическим или ручным. Требования касаются рабочих зон 1-го и 2-го классов опасности. Разрешается не предусматривать на схеме монтажа резервного вентилятора только в случаях:

1. Синхронной остановки вредных производственных процессов в случае нарушения функциональности системы вентиляции.
2. В производственных помещениях предусмотрена отдельная аварийная вентиляция со своими воздуховодами. Параметры такой вентиляции должны удалять не менее 10% объема воздуха, обеспечивающего стационарными системами.

Схема вентиляции должна предусматривать отдельную возможность душирования на рабочее место с повышенными показателями загрязненности воздуха. Все участки и места подключения указываются на схеме и включаются в общий алгоритм расчетов.

Запрещается размещение приемных воздушных устройств ближе восьми метров по линии горизонтали от мусорных свалок, мест автомобильной парковки, дорог с интенсивным движением, вытяжных труб и дымоходов. Приемные воздушные устройства подлежат защите специальными приспособлениями с наветренной стороны. Показатели сопротивления защитных устройств принимаются во внимание во время аэродинамических расчетов общей системы вентиляции.
Расчет потерь давления воздушного потока Аэродинамический расчет воздуховодов по потерям воздуха делается с целью правильного выбора сечений для обеспечения технических требований системы и выбора мощности вентиляторов. Потери определяются по формуле:

R yd — значение удельных потерь давления на всех участках воздуховода;

P gr – гравитационное давление воздуха в вертикальных каналах;

Σ l – сумма отдельных участков системы вентиляции.

Потери давления получают в Па, длина участков определяется в метрах. Если движение воздушных потоков в системах вентиляции происходит за счет естественной разницы давления, то расчетное снижение давления Σ = (Rln + Z) по каждому отдельному участку. Для расчета гравитационного напора нужно использовать формулу:

P gr – гравитационный напор, Па;

h – высота воздушного столба, м;

ρ н – плотность воздуха снаружи помещения, кг/м 3 ;

ρ в – плотность воздуха внутри помещения, кг/м 3 .

Дальнейшие вычисления для систем естественной вентиляции выполняются по формулам:

Определение поперечного сечения воздуховодов

Определение скорости движения воздушных масс в газоходах

Расчет на потери по местным сопротивлениям системы вентилирования

Определение потери на преодоление трения

Определение скорости воздушного потока в каналах
Расчет начинается с наиболее протяженного и удаленного участка системы вентиляции. В результате аэродинамических расчетов воздуховодов должен обеспечиваться требуемый режим вентиляции в помещении.

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

F P = L P /V T .

F P – площадь сечения воздушного канала;

L P – фактический расход воздуха на рассчитываемом участке вентиляционной системы;

V T – скорость движения воздушных потоков для обеспечения требуемой кратности обмена воздуха в нужном объеме.

С учетом полученных результатов определяется потери давления при принудительном перемещении воздушных масс по воздуховодам.

Для каждого материала изготовления воздуховодов применяются поправочные коэффициенты, зависящие от показателей шероховатости поверхностей и скорости перемещения воздушных потоков. Для облегчения аэродинамических расчетов воздуховодов можно пользоваться таблицами.

Табл. №1. Расчет металлических воздуховодов круглого профиля.

Таблица №2. Значения поправочных коэффициентов с учетом материала изготовления воздуховодов и скорости воздушного потока.

Используемые для расчетов коэффициенты шероховатости по каждому материалу зависят не только от его физических характеристик, но и от скорости движения воздушных потоков. Чем быстрее перемещается воздух, тем большее сопротивление он испытывает. Эту особенность обязательно нужно принимать во внимание во время подбора конкретного коэффициента.

Аэродинамический расчет по расходу воздуха в квадратных и круглых воздуховодах показывает различные показатели скорости передвижения потока при одинаковой площади сечения условного прохода. Объясняется это отличиями в природе завихрений, их значения и способности оказывать сопротивление движению.

Основное условие расчетов – скорость движения воздуха постоянно возрастает по мере приближения участка к вентилятору. С учетом этого предъявляются требования к диаметрам каналов. При этом обязательно учитываются параметры обмена воздуха в помещениях. Места расположения притока и выхода потоков подбираются с таким условием, чтобы пребывающие в помещении люди не ощущали сквозняков. Если прямым сечением не удается достичь регламентируемого результата, то в воздуховоды вставляются диафрагмы со сквозными отверстиями. За счет изменения диаметра отверстий достигается оптимальная регулировка воздушных потоков. Сопротивление диафрагмы рассчитывается по формуле:

Общий расчет вентиляционных систем должен учитывать:

1. Динамическое давление воздушного потока во время передвижения. Данные согласовываются с техническим заданием и служат главным критерием во время выбора конкретного вентилятора, места его расположения и принципа действия. При невозможности обеспечить планируемые режимы функционирования системы вентиляции одним агрегатом, предусматривается монтаж нескольких. Конкретное место их установки зависит от особенностей принципиальной схемы воздуховодов и допустимых параметров.
2. Объем (расход) перемещаемых воздушных масс в разрезе каждого ответвления и помещения в единицу времени. Исходные данные – требования санитарных органов по чистоте помещения и особенности технологического процесса промышленных предприятий.
3. Неизбежные потери давления, возникающие в результате вихревых явлений во время движения воздушных потоков на различных скоростях. Кроме этого параметра в расчет принимается во внимание фактическое сечение воздуховода и его геометрическая форма.
4. Оптимальная скорость передвижения воздуха в главном канале и отдельно по каждому ответвлению. Показатель влияет на выбор мощности вентиляторов и мест их установки.

Для облегчения производства расчетов допускается использовать упрощенную схему, она применяется для всех помещений с некритическими требованиями. Для гарантирования нужных параметров подбор вентиляторов по мощности и количеству делается с запасом до 15%. Упрощенный аэродинамический расчет систем вентиляции производится по следующему алгоритму:

1. Определение площади сечения канала в зависимости от оптимальной скорости движения потока воздуха.
2. Выбор приближенного к расчетному стандартного сечения канала. Конкретные показатели всегда следует подбирать в сторону увеличения. Воздушные каналы могут иметь увеличенные технические показатели, уменьшать их возможности запрещается. При невозможности подобрать стандартные каналы в технических условиях предусматривается их изготовление по индивидуальным эскизам.
3. Проверка показателей скорости движения воздуха с учетом реальных значений условного сечения основного канала и всех ответвлений.

Задача аэродинамического расчета воздуховодов – обеспечить планируемые показатели вентилирования помещений с минимальными потерями финансовых средств. При этом одновременно следует добиваться снижения трудоемкости и металлоемкости строительно-монтажных работ, обеспечения надежности функционирования установленного оборудования в различных режимах.

Специальное оборудование должно монтироваться в доступных местах, к нему обеспечивается беспрепятственный доступ для производства регламентных технических осмотров и иных работ для поддержания системы в рабочем состоянии.

Согласно положениям ГОСТ Р ЕН 13779-2007 для расчета эффективности вентиляции ε v нужно применять формулу:

с ЕНА – показатели концентрации вредных соединений и взвешенных веществ в удаляемом воздухе;

с IDA – концентрация вредных химических соединений и взвешенных веществ в помещении или рабочей зоне;

c sup – показатели загрязнений, поступающих с приточным воздухом.

Эффективность систем вентиляции зависит не только от мощности подключенных вытяжных или нагнетающих устройств, но и от места расположения источников загрязнения воздуха. Во время аэродинамического расчета должны приниматься во внимания минимальные показатели по эффективности функционирования системы.

Удельная мощность (P Sfp > Вт∙с / м 3) вентиляторов рассчитывается по формуле:

де Р – мощность электрического двигателя, установленного на вентиляторе, Вт;

q v – расход воздуха, подаваемого вентиляторов при оптимальном функционировании, м 3 /с;

∆ р – показатель перепада давления на входе и выходе воздуха из вентилятора;

η tot – общий коэффициент полезного действия для электрического двигателя, воздушного вентилятора и воздуховодов.

Во время расчетов имеются в виду следующие типы воздушных потоков согласно нумерации на схеме:

Схема 1. Типы потоков воздуха в системе вентиляции.

1. Наружный, поступает в систему кондиционирования помещений из внешней среды.
2. Приточный. Потоки воздуха, подающиеся в систему воздуховодов после предварительной подготовки (подогрева или очистки).
3. Воздух, находящийся в помещении.
4. Перетекающие воздушные потоки. Воздух, переходящий из одного в другое помещение.
5. Вытяжной. Воздух, отводящийся из помещения наружу или в систему.
6. Рециркуляционный. Часть потока, возвращаемого в систему для поддержания внутренней температуры в заданных значениях.
7. Удаляемый. Воздух, выводящийся из помещений бесповоротно.
8. Вторичный воздух. Возвращается обратно в помещение после очистки, нагрева, охлаждения и т. д.
9. Потери воздуха. Возможные утечки из-за негерметичности соединений воздуховодов.
10. Инфильтрация. Процесс поступления в воздух в помещения естественным путем.
11. Эксфильтрация. Естественная утечка воздуха из помещения.
12. Смесь воздуха. Одновременное пресечение нескольких потоков.

По каждому типу воздуха имеются свои государственные стандарты. Все расчеты вентиляционных систем должны их учитывать.

От автора: здравствуйте, уважаемые читатели! Система вентиляции - это очень важная составляющая обустройства любого дома. Ведь именно благодаря ей вы дышите свежим, а не застоявшимся воздухом. Это оказывает значительное положительное влияние как на здоровье проживающих в доме людей, так и на уровень их комфорта.

Но все эти преимущества актуальны, конечно, для тех случаев, когда работает корректно. В частности, очень важна ее производительность, которая должна быть достаточной для конкретного здания. Для обеспечения необходимого показателя важно правильно выбрать оборудование нужной мощности, а также сделать расчет сечения воздуховода вентиляции.

Необходимость расчетов

Все расчеты для обустройства вентиляции как в частном доме, так и в квартире должны быть выполнены максимально тщательно. Это связано с тем, что некачественный воздухообмен способен привести к довольно тяжелым последствиям. Среди них можно выделить:

• дискомфорт проживающих в доме людей. В душном помещении тяжело находиться. К тому же, все неприятные запахи застаиваются, поскольку у них просто нет шанса выйти наружу. В итоге ими пропитывается и мебель, и отделка комнат. Понятно, что такое жилище не вызывает приятных ощущений;
• вред для здоровья. В отработанном воздухе содержится большое количество углекислого газа. Если долго находиться в такой атмосфере, то на организме это сказывается не лучшим образом. У людей возникает быстрая утомляемость, начинает часто болеть голова. Да и общее состояние здоровья рано или поздно ухудшается;
• повышенный уровень влажности. Для его регулировки необходим качественный воздухообмен, а когда с последним проблемы, результат становится очевиден. Следствием такого положения вещей является неприятный конденсат на окнах, да и дышать в помещении с повышенным уровнем влажности тяжелее, чем обычно. Кроме того, такая ситуация приведет к появлению плесени и грибка на стенах. Избавиться от таких «соседей» очень и очень непросто. А не избавляться нельзя - споры, выделяемые плесенью, попадают в легкие проживающих в доме людей. Это провоцирует развитие различных инфекций, некоторые из них являются опасными для жизни.

Проведение расчетов

Теперь, когда вы убедились в крайней необходимости расчетов, можно поговорить о том, как они производятся. Но прежде всего стоит разобраться, какие факторы влияют на конечный показатель. Собственно, все они относятся к типу самого воздуховода.

Разновидности воздуховодов

Воздуховоды различаются по двум параметрам. Первый - это материал, из которого изготовлен данный элемент конструкции. Существует довольно много современных вариантов. Воздуховоды могут быть:

• стальными (из черного или нержавеющего металла);
• пластиковыми;
• алюминиевыми;
• тканевыми;
• жестяными.

При этом важное значение имеет структура материала. Чем более шершавая поверхность внутри трубы, тем больше усилий приходится прилагать воздуху для прохождения по соответствующему маршруту, поскольку сопротивление возрастает. Этот фактор напрямую влияет на требуемый показатель сечения.

Вторым параметром является форма воздуховода. Он может быть круглым, квадратным, овальным или прямоугольным. Каждая форма обладает определенными преимуществами и недостатками. Например, для круглых разновидностей необходимо меньше материала на изготовления, что выгодно с экономической точки зрения. Прямоугольные воздуховоды могут быть не слишком габаритными как в высоту, так и в ширину - все равно площадь их сечения будет выдержана на уровне необходимой.

Способы расчетов

Строго говоря, проведением расчетов, необходимых для обустройства и других видов вентиляции, должны заниматься специализированные организации, имеющие соответствующую лицензию. У профессионалов есть полный набор необходимых знаний и опыта. Обычному же человеку зачастую сложно понять, как правильно рассчитать тот или иной параметр.

Но стремление к экономии и любовь к самостоятельным работам никуда не делись, поэтому многие предпочитают все же разобраться в этом вопросе. Если вы относитесь именно к такой категории людей, то запаситесь терпением и блокнотом с ручкой.

Для расчета поперечного сечения воздуховода есть два способа. Один из них основан на допустимых скоростях, другой - на постоянной потере давления. оба они дают необходимый параметр, но более простым является первый. Так что лучше начать именно с него.

Все здания и помещения подразделяются на различные категории. В зависимости от типа строения, для него предусмотрено определенное нормированное значение максимально допустимой скорости, причем как для основного воздуховода, так и для идущих от него ответвлений.

Соответственно, для проведения расчетов вам понадобятся эти стандартные показатели. А также необходимо иметь под рукой план с указанием всех входящих в нее маршрутов и типов установленного оборудования. Именно на этих заготовках и будет основан процесс дальнейшей работы.

Что касается нормированных показателей максимально допустимой скорости, то их можно свести в следующий список:

• производственные помещения - для основной магистрали допустима скорость от 6 до 11 метров в секунду, для ответвлений от 4 до 9 метров в секунду;
• офисные помещения - для основной магистрали от 3,5 до 6 м/с, для ответвлений от 3 до 6,5 м/с;
• жилые помещения - для основной магистрали от 3,5 до 5 м/с, для ответвлений от 3 до 5 м/с.

Эти нормы обусловлены тем, что превышающая их скорость воздушного потока будет создавать высокий уровень шума, который сделает нахождение людей в помещении весьма некомфортным.

Итак, процесс расчета сводится к следующим шагам.

1. Составляется схема вентиляционной системы. На ней указывается каждая магистраль и идущие от нее ответвления. Также обозначается все оборудование, которое установлено в воздуховодах. К нему относятся диффузоры, клапаны, решетки и тому подобное. Также следует обозначить все повороты воздуховода.
2. Далее необходимо рассчитать, какой объем воздуха должен поступать в помещение ежечасно. Этот параметр зависит в первую очередь от количества людей, находящихся в комнате в течение длительного времени. Объем воздуха на каждого человека утвержден нормами СНиП. В них указано, что в помещении, где не производится естественное проветривание, расход воздуха на одного человека составляет не менее 60 м 3 /ч. Если речь идет о спальне, то там показатель меньше - всего 30 м 3 /ч. Это обусловлено тем, что во время сна человек перерабатывает меньшее количество кислорода. В общем, для расчета необходимо учесть количество человек, подолгу пребывающих в доме, и умножить это число на установленный нормами показатель. Если у вас регулярно собираются большие компании, то на них ориентироваться не нужно - нормативы актуальны только для длительного пребывания. На такой случай вы можете обзавестись VAV-системой, которая поможет регулировать воздухообменные процессы между помещениями во время приема гостей.
3. После того как вы получили оба показателя - то есть максимально допустимую скорость и необходимый объем поступающего в помещение воздуха - можно браться за вычисление расчетной площади воздуховода. Для этого можно использовать схему, называемую номограммой. Как правило, она идет в комплекте к гибкой трубе воздуховода. Если ее нет в бумажном варианте, то можно поискать на сайте компании, которая выпустила данную продукцию. Помимо номограммы, можно высчитать необходимый показатель и вручную. Для этого нужно подставить имеющиеся параметры в формулу: Sс=L*2,778/V. Под Sc подразумевается, собственно, та самая площадь воздуховода. Она будет выражена в квадратных сантиметрах, поскольку с таким значением наиболее удобно работать. Буква L означает рассчитанный ранее необходимый объем воздуха, поступающего в помещение через воздуховод. Буква V - это скорость потока воздуха в конкретной магистрали. Число 2,778 является коэффициентом, необходимым для согласования различных типов единиц измерения: м 3 /ч, м/с и см 2 .
4. Теперь можно браться за вычисление фактической площади сечения воздуховода. Для этого существует две формулы. То, какую из них использовать, зависит от формы трубы. Для круглого воздуховода: S=π*D²/400. Под S подразумевается вычисляемая площадь сечения, под D - диаметр трубы. Для прямоугольного варианта формула выглядит следующим образом: S=A*B/100. При этом буква А означает ширину трубы, а буква В - высоту. Размеры сторон прямоугольника и диаметр круга указываются в миллиметрах.

Таким образом необходимо рассчитать соответствующий показатель для каждого участка вентиляционной системы: как для основных магистралей, так и для дополнительных маршрутов. На основании этих показателей можно перейти к вычислению необходимой мощности оборудования, устанавливаемого для принудительного притока или оттока воздуха.

Для грамотного подбора встраиваемого вентилятора вам понадобится знать еще и показатель падения давления в вентиляционной системе. Этот параметр можно высчитать все по той же номограмме, которой вы пользовались для определения объема воздуха.

Уважаемые читатели! Все расчеты, необходимые для обустройства любого типа вентиляционной системы, в принципе, не так уж сложны. Но они требуют довольно большого количества времени, а также внимательного отношения. Просчет может привести к тому, что вы установите слишком узкий или широкий воздуховод, или же подберете вентиляционное оборудование с мощностью, не соответствующей потребностям помещения.

Поэтому, если вы не уверены в своих силах или твердо знаете об имеющихся проблемах с физикой и математикой, то лучше все же обратиться к специалистам. Это не слишком сильно ударит по бюджету, а взамен даст гарантию того, что вентиляционная система будет работать с должной функциональностью.

Если вы все же решительно настроены на самостоятельное проведение расчетов, то посмотрите еще и видео-инструкцию, ссылка на которую оставлена чуть ниже. Подходите к делу аккуратно и внимательно, тогда у вас все прекрасно получится. Успехов вам, комфорта вашему дому! До новых встреч!

Перед установкой вентиляционной коммуникации необходимо провести расчет площади воздуховодов и фасонных изделий. От этого мероприятия зависит производительность системы, поэтому все вычисления требуют серьезного подхода. На сегодняшний день существует два основных способа, позволяющих рассчитать все необходимые значения будущей воздухоносной конструкции. О них и пойдет речь в этой статье.

Вентиляционная коммуникация – это сложная конструкция, которая включает в себя не только трубы, но и большое количество вспомогательных соединительных элементов. Многие потребители перед покупкой и установкой коммуникации интересуются вопросом о том, как найти площадь трубы.

Обратите внимание! Проведение правильных вычислений позволяет определить необходимое количество материала для организации воздухораспределительной сети. Это позволяет сэкономить финансы и смонтировать оптимальную систему для конкретного помещения, учитывая его особенности.

Рассмотрим, на какие еще параметры влияет площадь воздуховодов:

• количество транспортируемого воздуха;
• скорость перемещения воздушных масс;
• герметичность;
• уровень шума;
• затраты электроэнергии.

Для определения значений, необходимых для монтажа вентиляции, рекомендуется обратиться к специалистам. Они помогут составить оптимальный проект воздухораспределительной сети, однако, это требует определенных затрат. При желании подсчет материала и другие вычисления можно произвести самостоятельно. Для этого существует несколько способов.

Способы расчета воздуховодов: формулы и онлайн-калькуляторы

Воздухораспределительная сеть влияет на качество микроклимата в комнате. Основная функция такой системы – удаление несвежего воздуха, отрицательно влияющего на здоровье человека. Перед тем как приступить к установке данной коммуникации, необходимо создать подробный ее проект. Так как же посчитать площадь трубы?

Одного расчета площади, как правило, недостаточно для того, чтобы спроектировать оптимальную воздухораспределительную сеть. Существуют и другие важные параметры, требующие внимания, а именно: форма труб, количество соединительных элементов, показатель сечения и т. д.

Для самостоятельного составления проекта необходимо воспользоваться одним из двух популярных способов:

• использование формул;
• расчет на онлайн-калькуляторе.

Перед покупкой всех частей вентиляции, необходимо рассчитать площади по формулам, для экономии своих средств

Первый метод является более сложным, так как не каждый человек сможет правильно воспользоваться формулой. Второй популярный вариант – использование онлайн-калькулятора для расчета воздуховодов вентиляции. Такой способ отличается простотой, потому что для проведения вычислений потребуется просто указать параметры конкретной сети, и программа сделает все за вас.

Расчет периметра прямоугольника с помощью формул

Специальные формулы применяются для максимально точного определения необходимых значений. Но этот способ подходит далеко не всем, так как является довольно трудным, и занимает много времени. Для исчисления площади сечения необходимо знать две важные цифры. Первая из них должна соответствовать минимальному количеству транспортируемого воздуха, а вторая – его скорости.

Полезная информация! Важно запомнить, что площадь сечения является ключевым параметром. Он определяет то, с какой скоростью будут передвигаться по коммуникации воздушные массы. В этом случае прослеживается такая закономерность: чем больше габариты сечения, тем меньше скорость воздуха в сети. Для расчета квадратуры воздуховода также можно использовать несколько способов сразу, вследствие чего появляется возможность сравнить результаты.

Воздухораспределительные конструкции, имеющие большую площадь сечения, также влияют на общий уровень шума, снижая его. Электрические расходы в этом случае тоже уменьшаются. Однако для установки вентиляции крупных размеров необходимо больше материала, времени и сил.

При расчете сечения воздуховода немаловажную роль играет форма конструкции. В зависимости от этого показателя выделяют прямоугольные и круглые изделия. Первые обладают не такими высокими пропускными показателями, как вторые, потому что оказывают большее сопротивление на воздушный поток. Однако в некоторых ситуациях их использование более оправдано. Например, они неплохо вписываются в интерьер (их монтируют встык к рабочим поверхностям, а также предметам мебели).

Формула площади сечения коммуникации прямоугольной формы вычисляется следующим образом:

S = L х 2,778/V , где:

S – площадь (см²);

L – количество затрачиваемого воздуха (м³/ч);

V – скорость перемещения воздушной массы (м/с);

2,778 – необходимый коэффициент.

А также посредством формулы можно определить фактическую площадь сечения воздушно-транспортной сети этого типа:

S = A х B /100 , где:

A – высота;

B – ширина.

В интернете можно найти и другие формулы, позволяющие провести расчеты площади прямоугольника. При таких расчетах специалисты рекомендуют быть очень внимательными и указывать все значения в соответствии с требованиями.

Вычисление площади круга с помощью формул

Круглые воздушно-транспортные линии отличаются простотой монтажа и высокой пропускной способностью. Такая форма труб позволяет минимизировать сопротивление на перемещающиеся воздушные потоки. Выбор параметров коммуникации производится в зависимости от индивидуальных предпочтений потребителей, особенностей планировки помещений и самой системы.

При расчете воздухораспределительной сети необходимо учесть одно важное правило. В целях экономии материалов протяженность линий должна быть как можно меньшей, но при этом система обязана справляться с поставленными перед нею задачами. Площадь круглого канала зависит от количества транспортируемого воздуха и его скорости. Формула расчета площади в этом случае выглядит таким же образом, как и для прямоугольных систем (S = L х 2,778/V).

В свою очередь, фактическая площадь определяется так:

S = 3,14 х D² /400 , где:

S – показатель, соответствующий фактической площади;

D – диаметр коммуникации;

3,14 – математическая постоянная (число Пи).

Полезная информация! Существуют специальные нормативные документы, позволяющие выполнить сравнение габаритов сечений труб с необходимыми показателями. Благодаря этому можно без труда определить подходящий размер воздуховода. Самый известный из таких документов – строительные нормы и правила (СНиП).

При проведении последних этапов расчета площади круга рекомендуется учесть некоторые условия. Например, размеры сечения для каждого прямого участка необходимо примечать отдельно. Обязательно нужно использовать в расчетах сопротивление, оказываемое на воздушный поток. Специалисты также советуют начинать составлять проект от главного (магистрального) канала.

Нередко показатель скорости перемещения воздушных масс превышает рекомендуемые параметры, что влияет на показатель шума при работе системы. Чтобы справиться с этой проблемой, как правило, увеличивают диаметр фланцевого элемента главного канала. Также можно приобрести специальные приспособления – шумоглушители.

В случае возникновения проблем при самостоятельном вычислении, рекомендуется обратиться за инженерной помощью. Расчет площади воздуховода лучше всего поручить компетентной организации.

Расчет площади воздуховодов: калькулятор

Онлайн-калькулятор является бесплатным приложением, которое можно без труда найти в интернет-сети, воспользовавшись поисковой системой браузера. Существуют некоторые инструкции, позволяющие вам разобраться в нюансах использования данной программы.

В первую очередь стоит запомнить, что все необходимые геометрические параметры обязательно указываются в миллиметрах. Это позволяет выполнить максимально точное вычисление площади воздуховода. Онлайн-калькулятор также используется для определения габаритов соединительных элементов (например, переходников) и дефлекторов.

В некоторых случаях проект составляется с учетом количества швов. Для этого в специальном окошке, которое, как правило, находится в конце списка, требуется поставить галочку и ввести соответствующую цифру. Для вычисления параметров воздушно-транспортной сети можно воспользоваться дробными значениями. Тогда не стоит забывать о точке, которая играет роль разделительного знака.

После заполнения всех полей остается нажать на кнопку «Рассчитать». Программа должна моментально выдать значение, соответствующее заданным параметрам. Таким образом, использование онлайн-калькулятора является простым и быстрым способом определения квадратуры коммуникации.

С помощью таких нехитрых программ можно определить не только параметры сечения канала, но и другие показатели. Калькулятор позволяет найти скорость перемещения воздушных масс, сопротивление и потери давления в системе, а также выполнить расчет теплоизоляции воздуховода.

Алгоритм расчета скорости воздуха в воздуховоде

Вычислить скорость воздухообмена можно с помощью специальных таблиц или с использованием формул. Важно заранее узнать показатель кратности. Он определяет количество воздуха, необходимого для обеспечения нормального проветривания 1 м³ помещения за 1 час. В этом случае также существуют специальные таблицы, однако значения в них нередко округляются. Поэтому специалисты рекомендуют определять эту цифру самостоятельно посредством формул.

Рассмотрим формулу, по которой вычисляется кратность воздуха:

N=V/W , где:

N – кратность (к-во раз/ч);

V – количество свежего воздуха, поступающего в комнату за 1 час (м³/ч);

W – объем помещения (м³).

Статья по теме:

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

Рассмотрим на примере, как кратность воздуха позволяет определить его необходимое количество для конкретного помещения. Для кухни, объем которой составляет 12 м³, потребуется количество воздуха равное 72 м³ (L = 12 м³ х 6 =72 м³). Цифра 6 в этом случае обозначает кратность воздухообмена.

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=L/3600 х S , где:

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

L – количество используемого воздуха (м³/ч);

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.

Точное определение сопротивления – довольно сложная задача. Это связано с тем, что оно требует отдельных расчетов для каждого элемента в конструкции. В таких случаях рекомендуется обращаться за инженерной помощью к специалистам. Проектный отдел способен довольно быстро определить все необходимые значения. Это связано с тем, что вычисления проводятся не людьми, а специальным программным комплексом.

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.

Обратите внимание! Стандартные значения сопротивления в воздухораспределительной коммуникации составляют 75-100 Па для квартир, площадь которых колеблется от 50 до 150 м². Эти данные учитывают типичную скорость воздуха (3-4 м/с).

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

Определение потерь давления после расчета площади воздуховодов

После расчета площади труб, скорости воздуха и сопротивления в инженерной конструкции появляется возможность несложного вычисления потерь давления. Этот показатель влияет на выбор мощности вентилятора. Исчисляется он в паскалях (Па). Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:

P = R х L + Ei х V2 х Y/2 , где:

R – удельное снижение давления из-за трения, возникающего в процессе взаимодействия воздушных потоков со стенками канала (Па/м);

L – длина участка воздушно-транспортной коммуникации (м);

V – скорость движения воздушных масс в том месте системы, для которого производится расчет (м/с);

Y – плотность воздуха (кг/м³);

Ei – числовой показатель местных потерь давления в сумме.

Потерю давления на трение (R) можно без труда определить, воспользовавшись профильной справочной литературой. Коэффициент Ei находится в прямой зависимости от характеристик участка, для которого производится вычисление.

Как рассчитать площадь трубы: фасонные изделия

Для определения необходимых значений фасонных элементов коммуникации предпочтительнее воспользоваться онлайн-калькулятором. Этот способ является наиболее быстрым, не требующим никаких профессиональных знаний. От количества и геометрических характеристик вспомогательных изделий зависит производительность системы в целом. Выполнить ручной подсчет для каждого из них – очень сложная задача, справиться с которой под силу разве что человеку с инженерным образованием.

Стоит отметить, что даже инженеры при выполнении подобных вычислений используют специальные таблицы и значения. Для расчета фасонных изделий воздуховодов используются специальные программы, с которыми работают проектировщики.

Рассмотрим наиболее распространенные фасонные изделия, которые используются в воздушно-транспортных коммуникациях:

• отвод;
• переходник для диаметра;
• переходник для формы;
• тройник (прямоугольный или круглый);
• отвод в виде буквы S (утка);
• зонт.

Каждый из вышеперечисленных элементов играет очень важную роль в системе и требует отдельного расчета. В интернете нетрудно найти онлайн-калькулятор, который поможет выполнить расчет фасонных частей воздухораспределительной системы. Основное, что требуется от человека, производящего такие вычисления, – внимательность.

Расчет воздуховодов и фасонных частей включает в себя несколько основных геометрических и физических параметров. Такая операция должна выполняться в обязательном порядке перед установкой вентиляционной системы. Разобравшись в формулах, вы сможете определить все необходимые значения будущей коммуникации без денежных затрат. Помните, что специалисты способны справиться с этой задачей гораздо быстрее, причем в этом случае вероятность допущения ошибок будет минимальной.

Хотя для расчетов вентиляции существует множество программ, многие параметры все еще определяются по старинке, с помощью формул. Расчет нагрузки на вентиляцию, площади, мощности и параметров отдельных элементов производят после составления схемы и распределения оборудования.

Это сложная задача, которая под силу лишь профессионалам. Но если необходимо подсчитать площадь некоторых элементов вентиляции или сечение воздуховодов для небольшого коттеджа, реально справиться самостоятельно.

Расчет воздухообмена

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

R = n * R 1,

здесь R1 – потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, n – количество постоянных сотрудников в помещении.

Если объем помещения на одного сотрудника составляет больше 40 кубометров и работает естественная вентиляция, не нужно рассчитывать воздухообмен.

Для помещений бытового, санитарного и подсобного назначения расчет вентиляции по вредностям производится на основании утвержденных норм кратности воздухообмена:

• для административных зданий (вытяжка) – 1,5;
• холлы (подача) – 2;
• конференц-залы до 100 человек вместимостью (по подаче и вытяжке) – 3;
• комнаты отдыха: приток 5, вытяжка 4.

Для производственных помещений, в которых постоянно или периодически в воздух выделяются опасные вещества, расчет вентиляции производится по вредностям.

Воздухообмен по вредностям (парам и газам) определяют по формуле:

Q = K \(k 2- k 1),

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

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

Для помещений с выделением избыточного тепла воздухообмен рассчитывается по формуле:

Q = G изб\ c (tyx – tn ),

здесь Gизб – избыточное тепло, вытягиваемое наружу, измеряется в Вт, с – удельная теплоемкость по массе, с=1 кДж, tyx – температура удаляемого из помещения воздуха, tn – температура приточки.

Расчет тепловой нагрузки

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Q в= V н * k * p * C р(t вн – t нро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию Vн – внешний объем строения в кубометрах, k – кратность воздухообмена, tвн – температура в здании средняя, в градусах Цельсия, tнро – температура воздуха снаружи, используемая при расчетах отопления, в градусах Цельсия, р – плотность воздуха, в кг\кубометр, Ср – теплоемкость воздуха, в кДж\кубометр Цельсия.

Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной Qв , постоянной величиной.

Если при расчете тепловой нагрузки на вентиляцию невозможно уменьшить кратность воздухообмена, расход тепла рассчитывают по температуре отопления.

Расход тепла на вентиляцию

Удельный годовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается так:

Q= * b * (1-E),

в формуле для расчета расхода тепла на вентиляцию Qo – общие теплопотери строения за сезон отопления, Qb – поступления тепла бытовые, Qs – поступления тепла снаружи (солнце), n – коэффициент тепловой инерции стен и перекрытий, E – понижающий коэффициент. Для индивидуальных отопительных систем 0,15 , для центральных 0,1 , b – коэффициент теплопотерь:

• 1,11 – для башенных строений;
• 1,13 – для строений многосекционных и многоподъездных;
• 1,07 – для строений с теплыми чердаками и подвалами.

Расчет диаметра воздуховодов

Диаметры и сечения воздуховодов вентиляции рассчитывают после того, как составлена общая схема системы. При расчетах диаметров воздуховодов вентиляции учитывают следующие показатели:

• Объем воздуха (приточного или вытяжного), который должен пройти через трубу за заданный промежуток времени, куб.м\ч;
• Скорость движения воздуха. Если при расчетах вентиляционных труб скорость движения потока занижена, установят воздуховоды слишком большого сечения, что влечет дополнительные расходы. Завышенная скорость приводит к появлению вибраций, усилению аэродинамического гула и повышению мощности оборудования. Скорость движения на притоке 1,5 – 8 м\сек, она меняется в зависимости от участка;
• Материал вентиляционной трубы. При расчете диаметра этот показатель влияет на сопротивление стенок. Например, наиболее высокое сопротивление оказывает черная сталь с шероховатыми стенками. Поэтому расчетный диаметр воздуховода вентиляции придется немного увеличить по сравнению с нормами для пластика или нержавейки.

Таблица 1 . Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

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

S = R \3600 v ,

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

Число 3600 – временной коэффициент.

здесь: D – диаметр вентиляционной трубы, м.

Расчет площади элементов вентиляции

Расчет площади вентиляции необходим в том случае, когда элементы изготавливаются из листового металла и нужно определить количество и стоимость материала.

Площадь вентиляции рассчитывают электронные калькуляторы или специальные программы, их во множестве можно найти в интернете.

Мы приведем несколько табличных значений наиболее популярных элементов вентиляции.

Диаметр, мм	Длина, м
	1	1,5	2	2,5
100	0,3	0,5	0,6	0,8
125	0,4	0,6	0,8	1
160	0,5	0,8	1	1,3
200	0,6	0,9	1,3	1,6
250	0,8	1,2	1,6	2
280	0,9	1,3	1,8	2,2
315	1	1,5	2	2,5

Таблица 2 . Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

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

Диаметр, мм		Угол, град
	15	30	45	60	90
100	0,04	0,05	0,06	0,06	0,08
125	0,05	0,06	0,08	0,09	0,12
160	0,07	0,09	0,11	0,13	0,18
200	0,1	0,13	0,16	0,19	0,26
250	0,13	0,18	0,23	0,28	0,39
280	0,15	0,22	0,28	0,35	0,47
315	0,18	0,26	0,34	0,42	0,59

Таблица 3 . Расчет площади отводов и полуотводов круглого сечения.

Расчет диффузоров и решеток

Диффузоры используются для подачи или удаления воздуха из помещения. От правильности расчета количества и расположения диффузоров вентиляции зависит чистота и температура воздуха в каждом уголке помещения. Если установить диффузоров больше, увеличится давление в системе, а скорость падает.

Количество диффузоров вентиляции рассчитывается так:

N = R \(2820 * v * D * D ),

здесь R – пропускная способность, в куб.м\час, v – скорость воздуха, м\с, D – диаметр одного диффузора в метрах.

Количество вентиляционных решеток можно рассчитать по формуле:

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

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

Расчет канального нагревателя

Расчет калорифера вентиляции электрического типа производится так:

P = v * 0,36 * ∆ T

здесь v – объем пропускаемого через калорифер воздуха в куб.м.\час, ∆T – разница между температурой воздуха снаружи и внутри, которую необходимо обеспечить калориферу.

Этот показатель варьирует в пределах 10 – 20, точная цифра устанавливается клиентом.

Расчет нагревателя для вентиляции начинается с вычисления фронтальной площади сечения:

Аф= R * p \3600 * Vp ,

здесь R – объем расхода приточки, куб.м.\ч, p – плотность атмосферного воздуха, кг\куб.м, Vp – массовая скорость воздуха на участке.

Размер сечения необходим для определения габаритов нагревателя вентиляции. Если по расчету площадь сечения получается чересчур большой, необходимо рассмотреть вариант из каскада теплобменников с суммарной расчетной площадью.

Показатель массовой скорости определяется через фронтальную площадь теплообменников:

Vp = R * p \3600 * A ф.факт

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

Q =0,278 * W * c (T п- T у),

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

Так как в приточных системах вентиляторы размещаются перед теплообменником, расход теплого воздуха вычисляем так:

W = R * p

Рассчитывая калорифер вентиляции, следует определить поверхность нагрева:

Апн=1,2 Q \ k (T с.т- T с.в),

здесь k – коэффициент отдачи калорифером тепла, Tс.т – средняя температура теплоносителя, в градусах Цельсия, Tс.в – средняя температура приточки, 1,2 – коэффициент остывания.

Расчет вытесняющей вентиляции

При вытесняющей вентиляции в помещении оборудуются рассчитанные восходящие потоки воздуха в местах повышенного выделения тепла. Снизу подается прохладный чистый воздух, который постепенно поднимается и в верхней части помещения удаляется наружу вместе с избытком тепла или влаги.

При грамотном расчете вытесняющая вентиляция намного эффективнее перемешивающей в помещениях следующих типов:

• залы для посетителей в заведениях общепита;
• конференц-залы;
• любые залы с высокими потолками;
• ученические аудитории.

Рассчитанная вентиляция вытесняет менее эффективно если:

• потолки ниже 2м 30 см;
• главная проблема помещения – повышенное выделение тепла;
• необходимо понизить температуру в помещениях с низкими потолками;
• в зале мощные завихрения воздуха;
• температура вредностей ниже, температуры воздуха в помещении.

Вытесняющая вентиляция рассчитывается исходя из того, что тепловая нагрузка на помещение составляет 65 – 70 Вт\кв.м, при расходе до 50 л на кубометр воздуха в час. Когда тепловые нагрузки выше, а расход ниже, необходимо организовывать перемешивающую систему, комбинированную с охлаждением сверху.