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.

При устройстве системы вентиляции важно правильно подобрать и определить параметры всех элементов системы. Необходимо найти требуемое количество воздуха, подобрать оборудование, рассчитать воздуховоды, фасонные элементы и другие комплектующие вентиляционной сети. Как проводится расчет воздуховодов вентиляции? Что влияет на их размер и сечение? Разберем этот вопрос подробнее.

Воздуховоды необходимо рассчитывать с двух точек зрения. Во-первых, подбирается необходимое сечение и форма. При этом необходимо учитывать количество воздуха и другие параметры сети. Также уже при изготовлении рассчитывается количество материала, например, жести, для изготовления труб и фасонных элементов. Такой расчет площади воздуховодов позволяет заранее определить количество и стоимость материала.

Типы воздуховодов

Для начала пару слов скажем и материалах и типах воздуховодов. Это важно из-за того, что в зависимости от формы воздуховодов существуют особенности его расчета и выбора площади поперечного сечения. Также важно ориентироваться и на материал, так как от него зависит особенности движения воздуха и взаимодействие потока со стенками.

Если коротко, то воздуховоды бывают:

• Металлические из оцинкованной или черной стали, нержавейки.
• Гибкие из алюминиевой или пластиковой пленки.
• Жесткие пластиковые.
• Тканевые.

По форме воздуховоды изготовливаются круглого сечения, прямоугольного и овального. Наиболее часто используются круглые и прямоугольные трубы.

Большая часть из описанных воздуховодов изготовливаются в заводских условиях, например, гибкие из пластика или тканевые, и изготовить их на объекте или в небольшой мастерской сложно. Большая часть изделий, которым требуется расчет, производят из оцинкованной стали или нержавейки.

Из оцинкованной стали изготовляются как прямоугольные, так и круглые воздуховоды, причем для производства не требуется особо дорогостоящее оборудование. В большинстве случаев достаточно гибочного станка и устройства для изготовления круглых труб. Не считая мелкого ручного инструмента.

Расчет поперечного сечения воздуховода

Основная задача, которая возникает при расчете воздуховодов - это выбор поперечного сечения и формы изделия. Этот процесс проходит при проектировании системы как в специализированных компаниях, так и при самостоятельном изготовлении. Необходимо провести расчет диаметра воздуховода или сторон прямоугольника, выбрать оптимальное значение площади поперечного сечения.

Расчет поперечного сечения проводят двумя способами:

• допустимых скоростей;
• постоянной потери давления.

Метод допустимых скоростей проще для неспециалистов, поэтому рассмотрим в общих чертах его.

Расчет сечения воздуховодов методом допустимых скоростей

Расчет сечения воздуховода вентиляции методом допустимых скоростей базируется на нормированной максимальной скорости. Скорость выбирается для каждого типа помещения и участка воздуховода в зависимости от рекомендуемых значений. Для каждого типа здания существуют максимально допустимые скорости в магистральных воздуховодах и ответвлениях, выше которых использование системы затруднено из-за шума и сильных потерь давления.

Рис. 1 (Схема сети для расчета)

В любом случае, перед началом расчета необходимо составить план системы. Для начала необходимо рассчитать требуемое количество воздуха, которое нужно подать и удалить из помещения. На этом расчете будет базироваться дальнейшая работа.

Сам процесс расчета сечения методом допустимых скоростей упрощенно состоит из таких этапов:

1. Создается схема воздуховодов, на которой отмечаются участки и расчетное количество воздуха, которое будет по ним транспортироваться. Лучше на ней же указать все решетки, диффузоры, изменения сечения, повороты и клапаны.
2. По подобранной максимальной скорости и количеству воздуха рассчитывается сечение воздуховода, его диаметр или размер сторон прямоугольника.
3. После того, как известны все параметры системы, можно подобрать вентилятор необходимой производительности и напора. Подбор вентилятора базируется на расчете падения давления в сети. Это существенно сложнее, чем просто подобрать сечение воздуховода на каждом участке. Этот вопрос мы рассмотрим в общих чертах. Так как иногда просто подбирают вентилятор с небольшим запасом.

Для расчета необходимо знать параметры максимальной скорости воздуха. Их берут из справочников и нормативной литературы. В таблице приведены значения для некоторых зданий и участков системы.

Нормативная скорость

Значения приблизительные, но позволяют создать систему с минимальным уровнем шума.

Рис, 2 (Номограмма круглого жестяного воздуховода)

Как использовать этих значения? Их необходимо подставить в формулу или использовать номограммы (схемы) для разных форм и типов воздуховодов.

Номограммы обычно даются в нормативной литературе или в инструкции и описании воздуховодов конкретного производителя. Например, такими схемами комплектуются все гибкие воздуховоды. Для труб из жести данные можно найти в документах и на сайте производителя.

В принципе, можно не использовать номограмму, а найти требуемую площадь сечения, исходя из скорости воздуха. А площади подобрать по диаметру или ширине и длине прямоугольного сечения.

Пример

Рассмотрим пример. На рисунке приведена номограмма для круглого воздуховода из жести. Номограмма полезна еще и тем, что на ней можно уточнить потери давления на участке воздуховода при заданной скорости. Эти данные потребуются в дальнейшем для подбора вентилятора.

Итак, какой воздуховод подобрать на участке сети (ответвлении) от решетки до магистрали, по которому будет прокачиваться 100 м³/ч? На номограмме находим пересечения заданного количества воздуха с линией максимальной скорости для ответвления 4 м/с. Также недалеко от этой точки находим ближайший (больший) диаметр. Это труба диаметром 100 мм.

Таким же образом находим сечение для каждого участка. Все подобрано. Теперь осталось провести подбор вентилятора и расчет воздуховодов и фасонных частей (если это необходимо для производства).

Подбор вентилятора

Составляющей частью метода допустимых скоростей является расчет потерь давления в сети воздуховодов для подбора вентилятора необходимой производительности и напора.

Потери давления на прямых участках

В принципе, требуемую производительность вентилятора можно узнать путем сложения необходимого количества воздуха для всех помещений здания и подбором подходящей модели в каталоге производителя. Но проблема в том, что максимальное количество воздуха, указанное в документации к вентилятору, он способен подать лишь без сети воздуховодов. А при подключении трубы его производительность будет падать в зависимости от потери давления в сети.

Для этого в документации каждому вентилятору дается диаграмма производительности в зависимости от падения давления в сети. А как же рассчитать это падение? Для этого необходимо определить:

• падение давления на ровных участках воздуховодов;
• потери на решетках, поворотах, тройниках и других фасонных элементах и препятствиях в сети (местных сопротивлениях).

Потери давления на участках воздуховодов рассчитываются по той же приведенной номограмме. От точки пересечения линии скорости движения воздуха в подобранном воздуховоде и его диаметра находим потери давления в паскалях на метр. Далее высчитываем полные потери давления на участке определенного диаметра умножением удельной потери на длину.

Для нашего примера с воздуховодом 100 мм и скоростью около 4 м/с потери давления будут составлять около 2 Па/м.

Потери давления на местных сопротивлениях

Расчет потерь давления на поворотах, изгибах, тройниках, изменения сечения и переходах существенно сложнее чем на прямых участках. Для такого на той же приведенной выше схеме указываются все элементы, которые могут препятствовать движению.

Рис 3 (Некоторые к. м. с.)

Далее необходимо для каждого такого местного сопротивления в нормативной литературе найти коэффициент местного сопротивления (к. м. с), который обозначается буквой ζ (дзетта). Потеря давления на каждом таком элементе находится по формуле:

Pм. с.=ζ×Pд

где Pд=V2×ρ/2 - динамическое давление (V - скорость, ρ - плотность воздуха).

Например, если на уже рассматриваемом нами участке диаметром 100 мм со скоростью движения воздуха 4 м/с будет находиться круглый отвод (поворот 90 градусов) к. м. с. которого 0,21 (по таблице), потери давления на нем будут составлять

• Pм. с.=0,21 · 42·(1,2/2) = 2,0 Па.

Средняя плотность воздуха при температуре 20 градусов составляет 1,2 кг/м3.

Рис 4 (Пример таблицы)

По найденным параметрам подбирается вентилятор.

Расчет материала для воздуховодов и фасонных элементов

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий необходим при их производстве. Он делается для того, чтобы определить количество материала (жести) для изготовления участка трубы или какого-либо фасонного элемента.

Для расчета необходимо использовать лишь формулы из геометрии. Например, для круглого воздуховода находим диаметр окружности, умножением которого на длину участка получим площадь наружной поверхности трубы.

Для изготовления 1 метра трубопровода диаметром 100 мм потребуется: π·D·1=3.14·0.1·1=0.314 м² жести. Также необходимо учитывать от 10-15 мм запаса на соединение. Также рассчитывается и прямоугольный воздуховод.

Расчет фасонных частей воздуховодов осложнен тем, что для него не существует определенных формул, как для круглого или прямоугольного сечения. Для каждого элемента необходимо проводить раскрой и рассчитывать необходимое количество материалов. Это делается на производстве или в жестяных мастерских.

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!

Эффективность функционирования вентиляционных систем зависит от правильного подбора отдельных элементов и оборудования. Расчет площади воздуховода производится с целью обеспечения требуемой кратности смены воздуха в каждом помещении в зависимости от его назначения. Принудительная и естественная вентиляция требует отдельных алгоритмов проектных работ, но имеет общие направления. Во время определения сопротивления воздушному потоку учитывается геометрия и материал изготовления воздуховодов, их общая длина, кинематическая схема, наличие ответвлений. Дополнительно выполняется расчет потерь тепловой энергии для обеспечения благоприятного микроклимата и снижения затрат на содержание здания в зимний период времени.

Расчет площади сечения выполняется на основе данных по аэродинамическому расчету воздуховодов. С учетом полученных значений производится:

1. Подбор оптимальных размеров поперечных сечений воздуховодов с учетом нормативных допустимых скоростей движения воздушного потока.
2. Определение максимальных потерь давления в системе вентиляции в зависимости от геометрии, скорости движения и особенностей схемы воздуховода.

Последовательность расчета вентиляционных систем

1.Определение расчетных показателей отдельных участков общей системы. Участки ограничиваются тройниками или технологическими заслонками, расход воздуха по длине всего участка стабильный. Если от участка есть ответвления, то их расход по воздуху суммируется, а для участка определяется общий. Полученные значения отображаются на аксонометрической схеме.

2.Выбор магистрального направления системы вентиляции или отопления. Магистральный участок имеет самый большой расход воздуха среди всех выделенных во время расчетов. Он должен быть наиболее протяженным из всех последовательно расположенных отдельных участков и отводов. Согласно нормативным документам нумерация участков начинается с наименее нагруженного и продолжается по возрастанию воздушного потока.

Примерная схема системы вентиляции с обозначениями ответвлений и участков

3.Параметры сечений расчетных участков системы вентиляции подбираются с учетом рекомендованных стандартами скоростей в воздуховодах и жалюзийных решетках. Согласно государственным стандартам скорость воздуха в магистральных трубопроводах ≤ 8 м/с, в ответвлениях ≤ 5 м/с, в решетках жалюзи ≤ 3 м/с.

С учетом имеющихся предварительных условий выполняются расчеты по вентиляционной системе.

Общие потери давления в воздуховодах:

Расчет прямоугольных воздуховодов по потере давления:

R – удельные потери на трение о поверхность воздуховода;

L – длина воздуховода;

n – поправочный коэффициент в зависимости от показателей шероховатости воздуховодов.

Удельные потери давления для круглых сечений определяются по формуле:

λ – коэффициент величины гидравлического сопротивления трения;

d – диаметр сечения воздуховода;

Р д – фактическое давление.

Для расчета коэффициента сопротивления трения для круглого сечения трубы применяется формула:

Во время расчетов допускается использование таблиц, в которых на основании вышеизложенных формул определены практические потери на трение, показатели динамического давления и расход воздуха для различных скоростей потока для .

Нужно иметь в виду, что показатели фактического расхода воздуха в прямоугольном и круглом воздуховодах с одинаковой площадью сечений неодинаковы даже при полном равенстве скоростей движения воздушного потока. Если температура воздуха превышает +20°С, то нужно пользоваться поправочными коэффициентами на трение и местное сопротивление.

Расчет системы вентиляции состоит из расчета основной магистрали и всех ответвлений, подключенных к ней. При этом нужно добиваться положения, чтобы скорость движения воздуха постоянно возрастала по мере приближения к всасывающему или нагнетающему вентилятору. Если схема воздуховода не позволяет учесть потери ответвлений, а их значения не превышают 10% общего потока, то разрешается использовать диаграмму для гашения избыточного давления. Коэффициент сопротивления воздушным потокам диафрагмы рассчитывается по формуле:

Приведенные выше расчеты воздуховодов пригодны для использования следующих типов вентиляции:

1. Вытяжной. Используется для удаления из производственных, торговых, спортивных и жилых помещений отработанного воздуха. Дополнительно может иметь специальные фильтры для очистки выбрасываемого наружу воздуха от пыли или вредных химических соединений, могут монтироваться внутри или снаружи помещений.
2. Приточной. В помещения подается подготовленный (нагретый или очищенный) воздух, может иметь специальные приспособления для понижения уровня шума, автоматизации управления и т. д.
3. Приточно/вытяжной. Комплекс оборудования и устройств для подачи/удаления воздуха из помещений различного назначения, может иметь установки рекуперации тепла, что значительно сокращает затраты на поддержание в помещениях благоприятного микроклимата.

Движение воздушных потоков по воздуховодам может быть горизонтальным, вертикальным или угловым. С учетом архитектурных особенностей помещений, их количества и размеров воздуховоды могут монтироваться в несколько ярусов в одном помещении.

Расчет площади сечения трубопровода

После того как определена скорость движения воздуха по воздуховодам с учетом требуемой кратности обмена, можно рассчитывать параметры сечения воздуховодов по формуле S=R\3600v, где S – площадь сечения воздуховода, R – расход воздуха в м 3 /час, v – скорость движения воздушного потока, 3600 – временной поправочный коэффициент. Площадь сечения позволяет определить диаметр круглого воздуховода по формуле:

Если в помещении смонтирован воздуховод квадратного сечения, то его рассчитывают по формуле d e = 1.30 x ((a x b) 0.625 / (a + b) 0.25).

d e – эквивалентный диаметр для круглого воздуховода в миллиметрах;

a и b длина сторон квадрата или прямоугольника в миллиметрах. Для упрощения расчетов пользуйтесь переводной таблицей № 1.

Таблица № 1

Для вычисления эквивалентного диаметра овальных воздуховодов используется формула d = 1.55 S 0.625 /P 0.2

S – площадь сечения воздуховода овального воздуховода;

P ­– периметр трубы.

Площадь сечения овальной трубы вычисляется по формуле S = π×a×b/4

S – площадь сечения овального воздуховода;

a = большой диаметр овального воздуховода;

b = меньший диаметр овального воздуховода.
Подбор овального или квадратного воздуховодов по скорости движения воздушного потока Для облегчения подбора оптимального параметра проектировщики рассчитали готовые таблицы. С их помощью можно выбрать оптимальные размеры воздуховодов любого сечения в зависимости от кратности обмена воздуха в помещениях. Кратность обмена подбирается с учетом объема помещения и требований СанПин.

Расчет параметров воздуховодов и систем естественной вентиляции В отличие от принудительной подачи/удаления воздуха для естественной вентиляции важны показания разницы давления снаружи и внутри помещений. Расчет сопротивления и выбор направления надо делать таким способом, чтобы гарантировать минимальную потерю давления потока.

При расчетах выполняется увязка существующих гравитационных давлений с фактическими потерями давления в вертикальных и горизонтальных воздуховодах.

Классификаций исходных данных во время проведения расчетов сечения воздуховодов Во время расчетов нужно принимать во внимание требования действующего СНиПа 2.04.05-91 и СНиПа 41-01-2003. Расчет систем вентиляции по диаметру воздуховодов и используемому оборудованию должен обеспечивать:

1. Нормируемые показатели по чистоте воздуха, кратности обмена и показателям микроклимата в помещениях. Выполняется расчет мощности монтируемого оборудования. При этом уровень шума и вибрации не может превышать установленных пределов для зданий и помещений с учетом их назначения.
2. Системы должны быть ремонтнопригодными, во время проведения плановых регламентных работ технологический цикл функционирования предприятий не должен нарушаться.
3. В помещениях с агрессивной средой предусматриваются только специальные воздуховоды и оборудование, исключающее искрообразование. Горячие поверхности должны дополнительно изолироваться.

Нормативы расчетных условий для определения сечения воздуховодов

Расчет площади воздуховодов должен обеспечивать:

1. Надлежащие условия по чистоте и температурному режиму в помещениях. Для помещений с избытком теплоты обеспечивать его удаление, а в помещениях с недостатком теплоты минимизировать потери теплого воздуха. При этом следует придерживаться экономической целесообразности выполнения названных условий.
2. Скорость движения воздуха в помещениях не должна ухудшать комфортность пребывания в помещениях людей. При этом принимается во внимание обязательная очистка воздуха в рабочих зонах. В струе входящего в помещение воздуха скорость движения Nх определяется по формуле Nх = Кn × n. Максимальная температура входящего воздуха определяется по формуле tx = tn + D t1, а минимальная по формуле tcx = tn + D t2. Где: nn, tn – нормируемая скорость воздушного потока в м/с и температура воздуха на рабочем месте в градусах Цельсия, К =6 (коэффициент перехода скорости воздуха на выходе из воздуховода и в помещении), D t1, D t2 – максимально допустимое отклонение температуры.
3. Предельную концентрацию вредных для здоровья химических соединений и взвешенных частиц согласно ГОСТ 12.1.005-88. Дополнительно нужно учитывать последние постановления Госнадзора.
4. Параметры наружного воздуха. Регулируются в зависимости от технологических особенностей производственного процесса, конкретного назначения сооружения и зданий. Показатели концентрации взрывоопасных соединений и веществ должны отвечать требованиями противопожарных государственных органов.

Монтаж вентиляционных систем с принудительной подачей/удалением воздуха нужно делать только в тех случаях, когда характеристики естественной вентиляции не могут обеспечивать требуемых параметров по чистоте и температурному режиму в помещениях или здания имеют отдельные зоны с полным отсутствием естественного притока воздуха. Для некоторых помещений площадь воздуховодов подбирается с таким условием, чтобы в помещениях постоянно поддерживался подпор и исключалась подача наружного воздуха. Это касается приямков, подвалов и иных помещений, в которых есть вероятность скапливания вредных веществ. Дополнительно воздушное охлаждение должно присутствовать на рабочих местах, которые имеют тепловое облучение более 140 Вт/м 2 .
Требования к системам вентиляции Если расчетные данные по системам вентиляции понижают температуру в помещениях до +12°С, то в обязательном порядке нужно предусматривать одновременное отопление. К системам присоединяются отопительные агрегаты соответствующей мощности с целью доведения температурных значений до нормированных государственными стандартами. Если вентиляция монтируется в производственных зданиях или общественных помещениях, в которых постоянно пребывают люди, то нужно предусматривать не менее двух приточных и двух вытяжных постоянно действующих агрегатов. Размер площади воздуховодов должен обеспечивать расчетную величину воздушных потоков. Для соединенных или смежных помещений допускается иметь две системы вытяжки и одну систему притока или наоборот.

Если помещения должны вентилироваться в круглосуточном режиме, то к смонтированным воздуховодам обязательно нужно подключать резервное (аварийное) оборудование. Дополнительные ответвления должны учитываться, по ним делается отдельный расчет площади. Резервный вентилятор можно не устанавливать лишь в случаях если:

1. После выхода из строя системы вентиляции есть возможность быстро остановить рабочий процесс или вывести людей из помещения.
2. Технические параметры аварийной вентиляции полностью обеспечивают требования по чистоте и температуре воздуха в помещениях.

Общие требования к воздуховодам Расчет окончательных параметров воздуховодов должен предусматривать возможность:

1. Монтажа противопожарных клапанов вертикальном или горизонтальном положении.
2. Установки на межэтажных площадках воздушных затворов. Конструктивные особенности устройств должны гарантировать выполнение нормативных требований по аварийному перекрытию отдельных ответвлений вентиляционной системы и предотвращению распространения дыма или огня по всему зданию. При этом длина участка, на котором присоединяются затворы, не должна быть менее двух метров.
3. К каждому поэтажному коллектору может присоединяться не более пяти воздуховодов. Узел соединения создает дополнительное сопротивление воздушному потоку, эту особенность нужно учитывать во время расчета размеров.
4. Установку систем автоматической противопожарной сигнализации. Если привод сигнализации монтируется внутри воздуховода, то при определении его оптимального диаметра следует принимать во внимание уменьшение эффективного диаметра и появление дополнительного сопротивления воздушному потоку из-за завихрений. Такие же требования выдвигаются при установке обратных клапанов, предупреждающих протекание вредных химических соединений из одного производственного помещения в другое.

Воздуховоды из негорючих материалов должны устанавливаться для систем вентиляции с отсосом пожароопасных продуктов или с температурой более +80°С. Главные транзитные участки вентиляции должны быть металлическими. Кроме того, металлические воздуховоды монтируются на чердачных помещениях, в технических комнатах, в подвалах и подпольях.

Общие потери воздуха для фасонных изделий определяются по формуле:

Где р – удельные потери давления на квадратный метр развернутого сечения воздуховода, ∑Ai – обща развернутая площадь. В пределах одной схемы монтажа системы вентиляции потери можно принимать по таблице.

Во время расчетов размеров воздуховодов в любом случае понадобится инженерная помощь, сотрудники нашей компании имеют достаточно знаний для решения всех технических вопросов.