Типы и виды воздуховодов
Перед расчетом сетей нужно определить из чего они будут изготовлены. Сейчас применяются изделия из стали, пластика, ткани, алюминиевой фольги и др. Часто воздуховоды изготовляют из оцинкованной или нержавеющей стали, это можно организовать даже в небольшом цеху. Такие изделия удобно монтировать и расчет такой вентиляции не вызывает проблем.
Кроме этого, воздуховоды могут различаться по внешнему виду. Они могут быть квадратного, прямоугольного и овального сечения. Каждый тип обладает своими достоинствами.
- Прямоугольные позволяют сделать системы вентиляции небольшой высоты или ширины, при этом сохраняется нужная площади сечения.
- В круглых системах меньше материала,
- Овальные совмещают плюсы и минусы других видов.
Для примера расчета вентиляции выберем круглые трубы из жести. Это изделия, которые используют для вентиляции жилья, офисных и торговых площадей. Расчет будем проводить одним из методов, который позволяет точно подобрать сеть воздуховодов и найти ее характеристики.
Рекомендации по монтажу
Монтаж системы вентиляции играет не менее важную роль, чем проектирование и выбор материала. Ошибки, допущенные при установке воздуховодов, могут свести к нулю все усилия, приложенные на стадии разработки.
Для того чтобы вентиляция работала правильно и без сбоев, при установке нужно учесть ряд правил:
- Следует избегать прогибов вентиляционных каналов. Если используется гофрированная труба, стоит добиваться ее максимального растяжения.
- Необходимо позаботиться об отводе статического электричества, для этого нужно использовать заземление.
- Для прокладки воздуховода через стены стоит использовать гильзы.
- Все стыки необходимо обработать герметиком.
- Стараться избегать сильных загибов при монтаже гофрированной трубы.
- Правильно смонтированная сеть вентиляционных каналов содержит минимум поворотов, острых углов, изгибов, а ее общая длина не должна превышать 3 м (к этому нужно стремиться);
- Для длинных гофрированных каналов следует устанавливать крепления через каждые 1,5 м. Это позволит избежать колебания воздуховода при работающей вытяжке.
- Если избежать острого угла загиба не получается, следует увеличить сечение воздуховода.
После монтажа воздуховода все элементы вентиляции следует замаскировать для того, чтобы портить интерьер помещения.
Для этого можно использовать:
- натяжные и подвесные потолки;
- гипсокартонные или пластиковые короба;
- навесные кухонные конструкции;
- фальшпанели.
Соединительные элементы — фитинги
Пластиковые фитинги помогут собрать магистраль нужной конфигурации. Для соединения труб или коробов, поворота магистрали под нужным углом используют следующие фитинги для вентиляции»
- Прямой угол под 90 градусов.
- Угол поворота на 45 градусов.
- Тройниковое ответвление под 90 или 45 градусов.
- Крестовина.
- Соединительная муфта.
В каталоге фитингов различных производителей имеются различные сборочные компоненты, позволяющие составить любую вентиляционную трассу. Например, для подключения вытяжки, расположенной над кухонной плитой, необходимо повернуть канал вентиляции под прямым углом, пользуясь угловым отводом. Далее прямой участок трубы нужно повернуть в сторону отверстия вытяжной шахты. Для этого используют поворотный соединительный элемент.
Виды воздуховодов из оцинковки
Разнообразие оцинкованных воздуховодов обусловлено рядом технических характеристик, которыми наделяются изделия в процессе производства. Так выделяют следующие виды изделий:
- По форме поперечного сечения: прямоугольные или круглые.
- По типу шва: сварные и фальцевые.
- По направлению шва: спирально-навивные и прямошовные.
Прямоугольные и круглые
| Стальной воздуховод круглый | Стальной воздуховод прямоугольный | |
| Аэродинамика | Равномерное распределение воздуха и, как следствие, улучшенная аэродинамика. | Высокое аэродинамическое сопротивление |
| Скорость перемещения воздушной массы | Высокая. | Низкая. При больших размерах контура требуется принудительная циркуляция воздуха. |
| Коэффициент шума | Хорошие шумопоглащающие свойства из-за отсутствия эффекта турбулентности. | Требуется качественная звукоизоляция. |
| Требования к уходу | Высокая скорость движения воздуха предотвращает оседание частиц грязи и пыли в трубопроводе. | Требует проведения периодической очистки трубопровода. |
| Расчётные данные | Форма сечения затрудняет проведение расчёта данных по площади конструкции. | Прямоугольная конфигурация облегчает проведение расчётов. |
| Монтаж | Изделия легче и не требуют усиленных креплений. Экономия времени и низкие трудозатраты. | Тяжесть конструкции требует обустройства надёжных фиксаторов. |
| Стоимость | Дешевле в среднем на 30%. Минимальные затраты на перевозку, хранение, монтаж и теплоизоляцию. | В виду высокой эстетичности отпадают затраты на маскировку и декорирование магистрали. |
Прямошовные и спирально-навивные
Прямошовные изготавливаются путём загиба листа оцинкованной стали в круглую или прямоугольную трубу. Такая технология удешевляет продукцию, но она же ограничивает её длину, что увеличивает количество соединительных элементов трубопровода.
Спирально-навивные (спирально-замковые или спирально-сварные) воздуховоды скручиваются из тонкой металлической ленты. При этом шов идёт по спирали и играет роль ребра жёсткости, что увеличивает прочность трубы, а при использовании метода сварки обеспечивает её герметичность.
Спирально-навивные воздуховоды характеризуются:
- меньшим весом;
- повышенной герметичностью;
- небольшим количеством стыковых элементов;
- увеличенной скоростью движения воздушной массы, т.к. спиральная форма создаёт дополнительное вращение в замкнутом контуре;
- пониженным уровнем шума.
Герметичность и плотность
Герметичность и давление — показатели, определяющие в итоге эффективность и стоимость вентиляционного контура. Негерметичная магистраль снижает качество воздухообмена и влечёт за собой необоснованное завышение мощности насосного оборудования, увеличение расходов на энергоносители, а также приводит к скапливанию конденсата внутри труб.
Выделяют 3 класса герметичности воздуховодов:
- A (низкий). Воздухопроницаемость от 1,35 до 0,45 л/сек/м².
- B (средний). Воздухопроницаемость от 0,45 до 0,15 л/сек/м².
- C (высокий). Воздухопроницаемость менее 0,15 л/сек/м².
По коэффициенту внутреннего давления (плотности) различают:
- Н-модели (нормальное давление). Предназначены для систем вентиляций и дымоотведения объектов, относящихся к категории пожароопасности класса «В» и «Г». Не требуют сильной герметизации, т.к. допускают определённый процент утечки. В качестве герметика обычно используются резиновые уплотнители.
- П-модели (плотные). Устанавливаются на объектах, оборудованных мощным насосным оборудованием и относящихся к категории пожаро- и взрывоопасных. Характеризуются 100%-ной герметичностью шовных соединений и наличием герметичного замка в местах стыка элементов между собой.
Классы плотности
Разбираясь с классами плотности воздуховодов, надо понимать, что эти транспортирующие элементы могут быть использованы в разных системах: вентиляции и кондиционирования, воздушного отопления и дымоотведения. То есть, в некоторых из этих категориях требуется повышенная плотность элементов и стопроцентная герметичность соединительных стыков, поэтому оцинкованные воздуховоды делятся на два класса.
Воздуховоды класса «П»
Система оцинкованных воздуховодов, обозначенных буквой «П», то есть плотные, устанавливаются в вентиляцию, где используется мощное насосное оборудование, создающее максимальное давление воздуха до 1,4 кПа. Воздуховоды класса «П» имеют определенные признаки:
- плотность соединения – высокая, для чего используются герметики или другие уплотняющие материалы;
- наличие в местах стыка двух воздуховодов герметичного замка.
Такие воздуховоды используются практически во всех системах, связанных с отводом воздуха и дыма, а также при транспортировке газов. К тому же СНиПами рекомендовано проводить монтаж данного вида в зданиях, которые относятся к категории взрыво- и пожароопасных.
Класса «Н»
Буква «Н» в маркировке оцинкованных воздуховодов обозначается слово нормальные. То есть, к их соединению предъявляются не самые строгие требования. Допускается определенная утечка. Поэтому воздуховоды класса «Н» можно использовать в помещениях категории пожароопасности «В» или «Г», то есть, с минимальными показателями.
Алгоритм определения диаметра вентиляционной трубы
Зная воздухообмен и скорость потока, можно вычислить площадь сечения воздуховода:
S = L / (3600×v) (м2)
S- площадь сечения воздуховода (м2);
L – воздухообмен (м3/ч);
3600 – количество секунд в часе;
v – скорость воздушного потока (м3/c)
Для воздуховодов круглой формы расчет диаметра проводится по формуле:
Полученное значение округляем в большую сторону и подбираем нужный типоразмер. Для этого используется таблица диаметров вентиляционных труб:
Для определения размеров сторон сечения для труб прямоугольной формы потребуется следующая таблица:
S = a × b
Сравнивая площади сечений труб различных размеров и требуемую площадь, рассчитанную исходя из воздухообмена и скорости потока, можно подобрать нужный типоразмер.
Пример:
Требуется установить систему естественной вентиляции на кухне размером 3×4×3 в жилом доме. Как рассчитать необходимый диаметр трубы для вентиляции?
Порядок действий:
- Рассчитывается объем помещения: V = 3×4×3 = 36 м3.
- С помощью таблицы находится кратность для данного типа помещения (кухня): n = 6.
- Определяется воздухообмен: L = n * V = 6 * 36 = 216 м3/ч.
- Выбирается нужная скорость воздушного потока. В данной случае вентиляция естественного типа, поэтому значение скорости v = 1 м/с.
- Определяется сечение: S = L / (3600 × v) = 216 / (3600 × 1) = 0,06 м.
- Рассчитывается диаметр: D = 2 * = 2 * (0,06 / 3,14) = 0,28 м = 280 мм.
- Используя таблицу, подбираем нужный типоразмер: 280 мм.
Монтаж
Монтаж металлических воздуховодов выполняют по следующей схеме:
- собирают воздуховоды в отдельные секции;
- выполняют разметку мест крепления на ограждающих конструкциях здания;
- устанавливают крепёжные элементы с помощью строительно — монтажного пистолета или сварочного оборудования;
- крепят секции в систему, используя для подвески траверсы или хомуты;
- стыкуют все части фальцевым или сварным способом соединения.
Крепление к стене и потолку
Воздуховоды крепят к стене или потолку, то есть в вертикальном или горизонтальном положении. В зависимости от положения участка системы, материала базовой конструкции и размеров канала при монтаже применяют разные крепёжные элементы: Z- образные и L — образные профили.
Например, для крепления к кирпичным стенам или к железобетонным поверхностям горизонтальных участков используют кронштейны угловой формы с отверстием на одном конце для подвески. Между выступающей частью кронштейна и стеной устанавливается резиновый уплотнитель, обеспечивающий плотность прилегания и снижающий шум от вибрации. Длина самого кронштейна зависит от размера и веса вентканала.
Установка вертикальных участков вентиляционной трубы с помощью монтажной траверсы или хомутов. Траверса является опорной деталью, а ограничение боковых перемещений обеспечивается специальными шпильками.
Как правильно собирать?
Перед монтажом воздуховоды собирают секциями длиной не более 15 м. Для стыковки круглых металлических труб используют разный тип соединений:
- фланцевый — крепят воздуховоды между собой способом отбортовки;
- бандажный — применяют полосы листовой стали, специальные мастики для герметизации;
- с помощью муфт и ниппелей — изготавливаются без уплотнительных прокладок и с уплотнителями из резины;
- раструбный — соединяются способом вхождения прямого конца одного воздуховода в раструбный конец другого.
Прямоугольные оцинкованные трубы для вентиляции стыкуют с помощью;
- фланцев — соединяют точечной или обычной сваркой, места сваривания окрашивают огнестойкой эмалью;
- шины — специальной детали из оцинковки в виде угловых вставок.
Теплоизоляция
Устройство теплоизоляции на участках воздуховодов, расположенных снаружи помещения или в неотапливаемых строениях, необходимо для обеспечения бесперебойной работы всей системы вентиляции в целом. В функции теплоизоляции входит:
- предупреждение появления конденсата на наружной и внутренней поверхности труб. Высокий уровень влажности при образовании конденсата приводит к коррозионному повреждению стенок трубопроводов и образованию на них плесени;
- обеспечение противопожарной безопасности. Использование негорючих материалов повышает огнестойкость вентиляционной системы в целом и особенно мест прохода труб для вентиляции через перекрытия и кровлю частного дома;
- ослабление шума и вибрации. Турбулентность воздушного потока, работа вентиляционного оборудования создают вибрацию и акустические эффекты. Слой утеплительного материала снизит уровень шума и вибрацию элементов системы вентиляции.
Теплоизоляцию всех видов воздуховодов, кроме сэндвич — труб, выполняют двумя способами: изнутри и снаружи трубопровода. Применяют для этих целей минеральную или стекловолоконную вату. Для упрочения поверхностных волокон используют термостойкие клеящие составы, не выделяющие токсичных газов при нагреве или возгорании.
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.
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.
Нужно ли ориентироваться на СНиП?
Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.
В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.
Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.
Материал взят с сайта: https://www.rfclimat.ru/htm/vent_ft.htm
По первому требованию будет удален в течении 24х часов.
Расчет диаметра воздуховодов
воздуховоды различного диаметра и формы сечения
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.
| Вид участка | Скорость потока, м\с |
| Магистральные трубопроводы | От 6 до 8 |
| Боковые отводки | От 4 до 5 |
| Распределительные трубопроводы | От 1,5 до 2 |
| Верхние приточки | От 1 до 3 |
| Вытяжки | От 1,5 до 3 |
Таблица 1. Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.
Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:
S=R\3600v,
здесь v — скорость движения воздушного потока, в м\с, R — расход воздуха, кубометры\ч.
Число 3600 — временной коэффициент.
Зная площадь сечения, можно рассчитать диаметр круглого воздуховода вентиляции:
здесь: D — диаметр вентиляционной трубы, м.
Если необходимо рассчитать диаметр вентиляционной трубы прямоугольного сечения, ее показатели подбирают исходя из полученной площади сечения круглой трубы.
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 воздухообмена
движение потоков воздуха при разных схемах вентиляции
Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:
R=n * R1,
здесь R1 потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, n количество постоянных сотрудников в помещении.
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\(k2-k1),
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=Gизб\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.
Алгоритм выполнения расчетов
При проектировании, настройке или модификации уже действующей вентиляционной системы обязательно выполняются расчеты воздуховода. Это необходимо для того, чтобы правильно определить его параметры с учетом оптимальных характеристик производительности и шума в актуальных условиях.
При выполнении расчетов большое значение имеют результаты замеров расхода и скорости движения воздуха в воздушном канале.
Расход воздуха – объем воздушной массы, поступающий в систему вентиляции за единицу времени. Как правило, этот показатель измеряется в м³/ч.
Скорость движения – величина, которая показывает, насколько быстро воздух перемещается в системе вентиляции. Этот показатель измеряется в м/с.
Если известны эти два показателя, можно рассчитать площадь круглых и прямоугольных сечений, а также давление, необходимое для преодоления локального сопротивления или трения.
Составляя схему, нужно выбрать угол зрения с того фасада здания, который расположен в нижней части планировки. Воздуховоды отображаются сплошными толстыми линиями
Чаще всего используется следующий алгоритм проведения вычислений:
- Составление аксонометрической схемы, в которой перечисляются все элементы.
- На базе этой схемы рассчитывается длина каждого канала.
- Измеряется расход воздуха.
- Определяется скорость потока и давление на каждом участке системы.
- Выполняется расчет потерь на трение.
- С использованием нужного коэффициента выполняется расчет потерь давления при преодолении локального сопротивления.
При выполнении расчетов на каждом участке сети воздухораспределения получаются разные результаты. Все данные нужно уравнять посредством диафрагм с веткой наибольшего сопротивления.
Вычисление площади сечения и диаметра
Правильный расчет площади круглых и прямоугольных сечений очень важен. Неподходящий размер сечения не позволит обеспечить нужный воздушный баланс.
Слишком большой воздуховод займет много места и уменьшит эффективную площадь помещения. Если выбрать слишком маленький размер каналов, будут появляться сквозняки, так как увеличится давление потока.
Для того, чтобы рассчитать необходимую площадь сечения (S), нужно знать значения расхода и скорости движения воздуха.
Для вычислений используется следующая формула:
S = L/3600*V,
при этом L – расход воздуха (м³/ч), а V – его скорость (м/с);
Используя следующую формулу, можно посчитать диаметр воздуховода (D):
D = 1000*√(4*S/π), где
S – площадь сечения (м²);
π – 3,14.
Если планируется установка прямоугольных, а не круглых воздуховодов, вместо диаметра определяют необходимую длину/ширину воздушного канала.
Все полученные значения сопоставляют со стандартами ГОСТ и выбирают изделия, наиболее близкие по диаметру или площади сечения
При выборе такого воздуховода в расчет берется примерное сечение. Используется принцип a*b ≈ S, где a – длина, b – ширина, а S – площадь сечения.
Согласно нормативам, соотношение ширины и длины не должно быть выше 1:3. Также следует пользоваться таблицей типовых размеров, предоставляемой заводом-изготовителем.
Чаще всего встречаются такие размеры прямоугольных каналов: минимальные габариты – 0,1 м х 0,15 м, максимальные – 2 м х 2 м. Преимущество круглых воздуховодов в том, что они отличаются меньшим сопротивлением и, соответственно, создают меньше шума при работе.
Расчет потери давления на сопротивление
По мере продвижения воздуха по магистрали создается сопротивление. Для его преодоления вентилятор приточной установки создает давление, которое измеряют в Паскалях (Па).
Потерю давления можно снизить, увеличив сечение воздуховода. При этом может быть обеспечена примерно одинаковая скорость потока в сети
Для того, чтобы подобрать подходящую приточную установку с вентилятором нужной производительности, необходимо рассчитать потерю давления на преодоление локального сопротивления.
Применяется эта формула:
P=R*L+Ei*V2*Y/2, где
R – удельная потеря давления на трение на определенном участке воздуховода;
L – длина участка (м);
Еi – суммарный коэффициент локальной потери;
V – скорость воздуха (м/с);
Y – плотность воздуха (кг/м3).
Значения R определяются по нормативам. Также этот показатель можно рассчитать.
Если сечение воздуховода круглое, потери давления на трение (R) рассчитываются следующим образом:
R = (X*D/В) * (V*V*Y)/2g, где
X – коэфф. сопротивления трения;
L – длина (м);
D – диаметр (м);
V – скорость воздуха (м/с), а Y – его плотность (кг/ м³);
g – 9,8 м/с².
Если же сечение не круглое, а прямоугольное, в формулу необходимо подставить альтернативный диаметр, равный D = 2АВ/(А + В), где А и В – стороны.
Естественная вентиляция расчет воздуховодов
Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:
В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:
- для шлакогипсовых — 1,1;
- для шлакобетонных — 1,15;
- для кирпичных — 1,3.
Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:
- где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
- v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.
Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.
Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.
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 диаметра воздуховодов
воздуховоды различного диаметра и формы сечения
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.
| Вид участка | Скорость потока, м\с |
| Магистральные трубопроводы | От 6 до 8 |
| Боковые отводки | От 4 до 5 |
| Распределительные трубопроводы | От 1,5 до 2 |
| Верхние приточки | От 1 до 3 |
| Вытяжки | От 1,5 до 3 |
Таблица 1. Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.
Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:
S=R\3600v,
здесь v скорость движения воздушного потока, в м\с, R расход воздуха, кубометры\ч.
Число 3600 временной коэффициент.
Зная площадь сечения, можно рассчитать диаметр круглого воздуховода вентиляции:
здесь: D диаметр вентиляционной трубы, м.
Если необходимо рассчитать диаметр вентиляционной трубы прямоугольного сечения, ее показатели подбирают исходя из полученной площади сечения круглой трубы.
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.
