Промышленная вентиляция проектируется с учетом нескольких фактов, на все существенное влияние оказывает сечение воздухопроводов.

1. Кратность обмена воздуха. Во время расчетов принимаются во внимание особенности технологии, химический состав выделяемых вредных соединений, и габариты помещения.
2. Шумность. Системы вентиляции не должны ухудшать условия труда по параметру шумности. Сечение и толщина подбирается таким образом, чтобы минимизировать шум воздушных потоков.
3. Эффективность общей системы вентиляции. К одному магистральному воздухопроводу могут присоединяться несколько помещений. В каждом из них должны выдерживаться свои параметры вентиляции, а это во многом зависит от правильности выбора диаметров. Они выбираются с таким расчетом, чтобы размеры и возможности одного общего вентилятора могли обеспечивать регламентируемые режимы системы.
4. Экономичность. Чем меньше размеры потерь энергии в воздуховодах, тем ниже потребление электрической энергии. Одновременно нужно принимать во внимание стоимость оборудования, выбирать экономически обоснованные габариты элементов.

Эффективная и экономичная система вентиляции требует сложных предварительных расчетов, заниматься этим могут только специалисты с высшим образованием. В настоящее время для промышленной вентиляции чаще всего используются пластиковые воздуховоды, они отвечают всем современным требованиям, дают возможность уменьшить не только габариты и себестоимость вентиляционной системы, но и затраты на ее обслуживание.

Расчет диаметра воздухопровода

Для расчетов габаритов нужно иметь исходные данные: максимально допустимую скорость движения воздушного потока и объем пропускаемого воздуха в единицу времени. Эти данные берутся из технических характеристик вентиляционной системы. Скорость движения воздуха оказывает влияние на шумность системы, а она строго контролируется санитарными государственными организациями. Объем пропускаемого воздуха должен отвечать параметрам вентиляторов и требуемой кратности обмена. Расчетная площадь воздухопровода определяется по формуле Sс = L × 2,778 / V, где:

Sс – площадь сечения воздуховода в квадратных сантиметрах; L – максимальная подача (расход) воздуха в м 3 /час;
V – расчетная рабочая скорость воздушного потока в метрах за секунду без пиковых значений;
2,778 – коэффициент для перевода различных метрических чисел к значениям диаметра в квадратных сантиметрах.

Проектировщики вентиляционных систем учитывают следующие важные зависимости:

1. При необходимости подачи одинакового объема воздуха уменьшение диаметра воздухопроводов приводит к возрастанию скорости воздушного потока. Такое явление имеет три негативных последствия. Первое – увеличение скорости движения воздуха увеличивает шумность, а этот параметр контролируются санитарными нормами и не может превышать допустимых значений. Второе – чем выше скорость движения воздуха, тем выше потери энергии, тем мощнее нужны вентиляторы для обеспечения заданных режимов функционирования системы, тем больше их размеры. Третье – небольшие габариты воздухопроводов не в состоянии правильно распределять потоки между различными помещениями.

1. Неоправданное увеличение диаметров воздуховодов повышает цену вентиляционной системы, создает сложности во время монтажных работ. Большие размеры оказывают негативное влияние на стоимость обслуживания системы и себестоимость изготавливаемой продукции.

Чем меньше диаметр воздухопровода, тем быстрее скорость движения воздуха. А это не только повышает шумность и вибрацию, но и увеличивает показатели сопротивления воздушного потока. Соответственно, для обеспечения необходимой расчетной кратности обмена требуется устанавливать мощные вентиляторы, что увеличивает их размеры и экономически невыгодно при современных ценах на электрическую энергию.

При увеличении диаметров вышеописанные проблемы исчезают, но появляются новые – сложность монтажа и высокая стоимость габаритного оборудования, включая различную запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, воздуховоды большого диаметра требуют много свободного места для установки, под них приходится проделывать отверстия в капитальных стенах и перегородках. Еще одна проблема – если они используются для обогрева помещений, то большие размеры воздуховода требуют увеличенных затрат на мероприятия по теплозащите, из-за чего дополнительно возрастает сметная стоимость системы.

В упрощенных вариантах расчетов принимается во внимание, что оптимальная скорость воздушных потоков должна быть в пределах 12–15 м/с, за счет этого удается несколько уменьшить их диаметр и толщину. В связи с тем, что магистральные воздуховоды в большинстве случаев прокладываются в специальных технических каналах, уровнем шумности можно пренебрегать. В ответвлениях, заходящих непосредственно в помещения, скорость воздуха уменьшается до 5–6 м/с, за счет чего уменьшается шумность. Объем воздуха берется из таблиц СаНиПина для каждого помещения в зависимости от его назначения габаритов.

Проблемы возникают с магистральными воздуховодами значительной протяженности на больших предприятиях или в системах с множеством ответвлений. К примеру, при нормируемом расходе воздуха 35000 м 3 /ч и скорости воздушного потока 8 м/с диаметр воздухопровода должен быть не менее 1,5 м толщиной более двух миллиметров, при увеличении скорости воздушного потока до 13 м/с габариты воздуховодов уменьшаются до 1 м.

Таблица потери давления

Диаметр ответвлений воздухопроводов рассчитывается с учетом требований к каждому помещению. Допускается использовать для них одинаковые размеры, а для изменения параметров воздуха устанавливать различные регулируемые дроссельные заслонки. Такие варианты вентиляционных систем позволяют в автоматическом режиме изменять показатели работы с учетом фактической ситуации. В помещениях не должно быть сквозняков, вызванных работой вентиляции. Создание благоприятного микроклимата достигается за счет правильного выбора места монтажа вентиляционных решеток и их линейных размеров.

Сами системы рассчитываются методом постоянных скоростей и методом потери давления. Исходя из этих данных, подбираются размеры, тип и мощность вентиляторов, рассчитывается их количество, планируются места установки, определяются размеры воздуховода.

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.

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.

Расчёт сечения прямоугольного и/ли круглого воздуховода осуществляется с помощью двух известных параметров: воздухообмен по помещению и скорость потока воздуха.

Воздухообмен по помещению может быть заменён на производительность вентилятора. Производительность приточного или вытяжного вентиляторов указывается заводом изготовителем в паспортных данных изделия. При проектировании или предпроектной разработке, воздухообмен рассчитывается исходя из кратности. Кратность (количество раз замены полного объёма воздуха в помщении за 1 час) - это коэффициент из нормативной документации.

Скорость потока в воздуховоде необходимо измерить, если это . А если проект находится в стадии разработки, то скорость потока в воздуховоде задаётся самостоятельно. Скорость потока в воздуховоде не должна превышать 10 м/с.

Ниже приведены формулы и калькулятор на их основе, с помощью которых вы сможете рассчитать сечение прямоугольных и круглых воздуховодов.

Формула для расчёта круглого сечения (диаметра) воздуховода

Формула для расчёта прямоугольного сечения воздуховода

Калькулятор расчёта сечений прямоугольных и круглых воздуховодов через воздухообмен и скорость потока

Введите в поля параметры воздухообмена и требуемую скорость потока в воздуховоде

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.