Инженерная помощь вентиляция расчет воздуховодов. Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий. Основные требования к расчету

Вентиляция жилища играет очень важную роль, поддерживая необходимый для человека микроклимат. От того, насколько правильно она спроектирована и выполнена, зависит здоровье проживающих в доме. Однако не только проект имеет значение. Очень важно правильно высчитать параметры воздушных магистралей. Сегодня речь пойдёт о такой работе, как расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, что необходимо для правильного воздухообмена квартиры или частного дома. Мы узнаем, как вычислить скорость воздуха в шахтах, что на этот параметр влияет, а также разберём, какие программы можно использовать для более точных вычислений.

Читайте в статье:

Для чего производится расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий

Правильный проект систем вентиляции – это лишь полдела. Если ошибиться в расчёте квадратуры воздуховодов, то может получиться обратный эффект – идеальная план-схема есть, а оттока или притока воздуха нет. Подобные просчёты могут привести к тому, что в помещениях будет повышенная влажность, которая приведёт к появлению грибка, плесени и неприятному запаху.

Очень важно! Если домашний мастер не уверен в своих силах, боится не справиться с вычислениями, то лучше обратиться за инженерной помощью в расчёте воздуховодов. Лучше заплатить за работу профессионалу, чем впоследствии кусать локти.

Данные, необходимые для расчёта параметров воздуховода

• санитарно-гигиенические нормы (СанПиН);
• количество проживающих;
• площадь помещений.

При этом вычисления проводятся как для всего жилища в целом, так и для каждой комнаты в частности. Существуют различные способы вычислений. Можно воспользоваться формулами, которые мы обязательно рассмотрим в сегодняшней статье, однако, проще всего воспользоваться специальным онлайн-калькулятором площади поверхности воздуховодов. В нём уже заложены все необходимые алгоритмы и формулы. Ещё одним плюсом программы является отсутствие человеческого фактора – можно не волноваться, что в вычисления закрадётся ошибка.

Как рассчитать площадь воздуховода с использованием формул

Для того чтобы правильно выполнить все расчёты, нужно первым делом определиться с сечением фасонных изделий. Они могут быть:

• в форме квадрата или прямоугольника:
• круглые (реже овальные).

Рассмотрим, какие формулы применимы для тех или иных вычислений. Начнём с квадратных или прямоугольных изделий.

Как посчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения: формулы и расшифровки обозначений

Формула площади воздуховода, необходимой для правильного устройства вентиляции, довольно проста:

S = A × B , где

• S – площадь, м²;
• А – ширина короба, м;
• В – высота, м.

С круглым воздуховодом немного иная ситуация.

Расчёт площади круглого воздуховода: нюансы вычислений

Круглые вентиляционные шахты обладают лучшей пропускной способностью – воздух не встречает на своём пути никаких препятствий. К тому же монтаж круглых деталей намного проще, чем квадратных или прямоугольных. Вычисления площади производятся по формуле:

S = π × D 2 / 4 , где:

• S – площадь, м²;
• π – постоянная величина, равная 3,14;
• D – диаметр, м.

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ОВиК (отопление, вентиляция и кондиционирование) ООО "АСП Северо-Запад"

“Чем короче вентиляционные каналы, тем лучше система будет выполнять свою задачу. Следует учесть, что с увеличением размеров шахт снижается скорость потока воздуха и шум, производимый при передвижении воздушных масс. Расчёты прямых участков следует производить отдельно, не стоит забывать о потере давления в сети”.

Расчёт фасонных частей воздуховодов – как он производится и что следует учесть

Вычисления площади фасонных частей воздуховодов без специальной программы под силу только опытным инженерам-проектировщикам. Сегодня целые отделы различных институтов работают над усовершенствованием программ-калькуляторов, способных до миллиметра рассчитать площади воздуховодов и фасонных изделий, учитывая малейшие изменения углов изгибов и прочие нюансы.

В сети Интернет можно найти множество подобных программ, способных произвести вычисления с минимальными погрешностями. И подобные калькуляторы выходят практически ежедневно. Они позволяют не только высчитать необходимые параметры, но и сделать развёртку всех деталей воздуховода. Многие спросят – для чего это нужно? В наш век высоких технологий появилось такое новшество, как 3D-принтер. На него с компьютера отправляем развёртку нашей вентиляции и в результате получаем идеально подогнанные вентиляционные каналы с необходимыми параметрами.

Редакция сайт предлагает уважаемому читателю воспользоваться онлайн-калькулятором расчёта площади воздуховодов и фасонных изделий. Всё, что требуется от пользователя,− это верно внести запрашиваемые параметры в соответствующие поля и нажать кнопку «Рассчитать». Остальное программа выполнит за вас.

Как высчитать сечение воздуховода в квадратных метрах

Ошибка в вычислениях этого параметра вентиляционной системы может быть фатальной. Уменьшение необходимого показателя неизбежно приведёт к повышению давления в шахтах, а значит, появится посторонний гул, который довольно сильно раздражает. Это значит, что вычисления необходимо производить внимательно, не упуская ни малейшей детали, не округляя цифры. Расчёт квадратных метров производится по формуле:

S = L × k / w , где

• S – площадь сечения, м²;
• L – расход воздуха, м³/ч;
• k – скорость, с которой движется воздушный поток, м/с;
• w – коэффициент расчёта, который равен 2,778.

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

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.

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.

Комментариев:

• Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?
• Как посчитать площадь используемого материала?
• Вычисление площади воздуховодов

Возможная концентрация в закрытых помещениях воздуха, загрязненного пылью, водными парами и газами, продуктами термической переработки пищи, заставляет устанавливать системы вентиляции. Чтобы эти системы были эффективными, приходится делать серьезные расчеты, в том числе и расчет площади воздуховодов.

Выяснив ряд характеристик строящегося объекта, в том числе площади и объемы отдельных помещений , особенности их эксплуатации и количество людей, которые будут там находиться, специалисты, применяя специальную формулу, могут установить проектную производительность вентиляции. После этого появляется возможность рассчитать площадь сечения воздуховода, которое обеспечит оптимальный уровень проветривания внутренних помещений.

Для чего необходимо знать о площади воздуховодов?

Вентиляция помещений - достаточно сложная система. Одной из важнейших частей воздухораспределительной сети является комплекс воздуховодов. От качественного расчета ее конфигурации и рабочей площади (как трубы, так и суммарного материала, необходимого для изготовления воздуховода) зависит не только правильное расположение в помещении или экономия средств, но самое главное - оптимальные параметры вентиляции, гарантирующие человеку комфортные условия жизнедеятельности.

Рисунок 1. Формула для определения диаметра рабочей магистрали.

В частности, посчитать площадь необходимо таким образом, чтобы в результате получилась конструкция, способная пропускать требуемый объем воздуха при соблюдении других требований, предъявляемых к современным системам вентиляции. Следует понимать, что правильный расчет площади ведет к устранению потерь воздушного давления, соблюдению санитарных норм по скорости и уровню шума воздуха, протекающего по каналам воздуховодов.

Вместе с тем, точное представление о занимаемой трубами площади дает возможность при проектировании отводить под систему проветривания самое подходящее место в помещении.

Вернуться к оглавлению

Как посчитать площадь используемого материала?

Расчет оптимальной площади воздуховода находится в прямой зависимости от таких факторов, как объем воздуха, подаваемого в одну или несколько комнат, скорость его движения и потери давления воздуха.

В то же время расчет количества материала, необходимого для его изготовления, зависит как от площади сечения (габаритов канала вентиляции), так и от количества помещений, в которые необходимо нагнетать свежий воздух , и от особенностей конструкции системы проветривания.

Проводя расчеты величины сечения, следует иметь в виду, что чем оно больше, тем меньшей будет скорость прохождения воздуха по трубам воздуховода.

Одновременно в такой магистрали будет меньше аэродинамического шума, для работы систем принудительной вентиляции потребуются меньшие затраты электроэнергии. Чтобы высчитать площадь воздуховодов, необходимо применить специальную формулу.

Для расчета суммарной площади материала, который необходимо взять для сборки воздуховодов, нужно знать конфигурацию и базовые габариты проектируемой системы. В частности, для вычисления по круглым воздухораспределительным трубам потребуются такие величины, как диаметр и общая длина всей магистрали. В то же время объем используемого материала по прямоугольным конструкциям исчисляется на основе ширины, высоты и суммарной длины воздуховода.

При общих подсчетах потребности материала для всей магистрали необходимо учитывать также отводы и полуотводы различной конфигурации. Так, правильные расчеты круглого элемента невозможны без знания его диаметра и угла поворота. В вычислении площади материала для отвода прямоугольной формы участвуют такие составляющие, как ширина, высота и угол поворота отвода.

Стоит отметить, что для каждого такого расчета используется своя формула. Чаще всего трубы и фасонные элементы изготавливаются из оцинкованной стали согласно техническим требованиям СНиП 41-01-2003 (приложение Н).

Вернуться к оглавлению

Вычисление площади воздуховодов

На размер трубы вентиляции влияют такие характеристики, как массив воздуха, нагнетаемого внутрь помещений, скорость движения потока и уровень его давления на стенки и другие элементы магистрали.

Достаточно, не рассчитав всех последствий, уменьшить диаметр магистрали, как сразу же возрастет скорость воздушного потока, что приведет к увеличению давления по всей протяженности системы и в местах сопротивления. Кроме появления излишнего шума и неприятной вибрации трубы, электрические зафиксируют также рост расхода электроэнергии.

Однако далеко не всегда в погоне за устранением указанных недостатков можно и нужно увеличивать сечение вентиляционной магистрали. Прежде всего, этому могут воспрепятствовать ограниченные габариты помещений. Поэтому следует особенно тщательно подойти к процессу расчета площади трубы.

Для определения данного параметра необходимо применить следующую специальную формулу:

Sc = L х 2,778/V, где

Sc - площадь канала расчетная (см 2);

L - расход воздуха, движущегося по трубе (м 3 /час);

V - скорость движения воздуха по вентиляционной магистрали (м/сек);

2,778 - коэффициент согласования разномерностей (например, метров и сантиметров).

Результат вычислений - расчетная площадь трубы - выражается в квадратных сантиметрах, так как в данных единицах измерения он рассматривается специалистами как самый удобный для анализа.

Кроме расчетной площади сечения трубопровода важно установить фактическую площадь сечения трубы. При этом надо иметь в виду, что для каждого из основных профилей сечения - круглого и прямоугольного - принята своя отдельная схема вычисления. Итак, для фиксации фактической площади трубопровода круглого сечения применяется следующая специальная формула.

Чтобы воздухообмен в доме был «правильным», еще на стадии составления проекта вентиляции нужен аэродинамический расчет воздуховодов.

Воздушные массы, движущиеся по каналам вентиляционной системы , при проведении расчетов принимаются в качестве несжимаемой жидкости. И подобное вполне допускается, ибо слишком большое давление в воздуховодах не образуется. По сути, давление образуется в результате трения воздуха о стенки каналов, а еще при появлении сопротивлений локального характера (к таковым можно отнести его – давления – скачки на местах изменения направления, при соединении/разъединении воздушных потоков, на участках, где установлены регулирующие приборы или же там, где изменяется диаметр вентиляционного канала).

Обратите внимание! В понятие аэродинамического расчета входит определение сечения каждого из участков сети вентиляции, обеспечивающих движение потоков воздуха. Более того, определяется также нагнетание, образующееся вследствие этих движений.

В соответствии с многолетним опытом можно смело заявить, что порой некоторые из данных показателей во время проведения расчета уже известны. Ниже приведены ситуации, которые нередко встречаются в подобного рода случаях.

1. Показатель сечения поперечных каналов в вентиляционной системе уже известен, требуется определить давление, которое может потребоваться для того, чтобы нужное количество газа перемещалось. Это зачастую случается в тех магистралях кондиционирования, где размеры сечения были основаны на характеристиках технического или же архитектурного характера.
2. Давление мы уже знаем, но нужно определить поперечное сечение сети для обеспечения вентилируемого помещения требуемым объемом кислорода. Данная ситуация присуща сетям естественной вентиляции , в которых уже наличествующий напор невозможно изменить.
3. Неизвестно ни об одном из показателей, следовательно, нам необходимо определить и напор в магистрали, и поперечное сечение. Такая ситуация и встречается в большинстве случаев в строительстве домов.

Особенности аэродинамических расчетов

Ознакомимся с общей методикой проведения такого рода расчетов при условии, если и сечение, и давление нам неизвестны. Сразу оговоримся, что аэродинамический расчет следует проводить исключительно после того, как будет определено требуемые объемы воздушных масс (они будут проходить по системе воздушного кондиционирования) и спроектировано приблизительное месторасположение каждого из воздуховодов в сети.

И дабы провести расчет, необходимо вычертить аксонометрическую схему, в которой будет присутствовать перечень всех элементов сети, а также их точные габариты. В соответствии с планом вентиляционной системы рассчитывается суммарная длина воздухопроводов. После этого всю систему следует разбить на отрезки с однородными характеристиками, по которым (только по отдельности!) и будет определен расход воздуха. Что характерно, для каждого из однородных участков системы следует провести отдельный аэродинамический расчет воздуховодов, потому что в каждом из них имеется своя скорость перемещения воздушных потоков, а также перманентный расход. Все полученные показатели необходимо внести в уже упомянутую выше аксонометрическую схему, а потом, как вы уже наверняка догадались, необходимо выбрать главную магистраль.

Как определить скорость в вентиляционных каналах?

Как можно судить из всего, сказанного выше, в качестве главной магистрали необходимо выбирать ту цепь последовательных отрезков сети, которая является самой протяженной; при этом нумерация должна начинаться исключительно с самого удаленного участка. Что же касается параметров каждого из участков (а к таковым относится расход воздуха, длина участка, его порядковый номер и проч.), то их также следует занести в таблицу проведения расчетов. Затем, когда с внесением будет покончено, подбирается форма поперечного сечения и определяются его – сечения – габариты.

LP/VT = FP.

Что обозначают эти аббревиатуры? Попытаемся разобраться. Итак, в нашей формуле:

• LP – это конкретный расход воздуха на выбранном участке;
• VT – это скорость, с которой воздушные массы по этому участку движутся (измеряется в метрах за секунду);
• FP – это и есть нужная нам площадь поперечного сечения канала.

Что характерно, во время определения скорости движения необходимо руководствоваться, в первую очередь, соображениями экономии и шумности всей вентиляционной сети.

Обратите внимание! По полученному таким образом показателю (речь идет о поперечном сечении) необходимо подобрать воздуховод со стандартными величинами , а фактическое его сечение (обозначается аббревиатурой FФ) должно быть максимально близким к рассчитанному ранее.

LP/ FФ = VФ.

Получив показатель требуемой скорости, необходимо рассчитать, насколько будет уменьшаться давление в системе вследствие трения о стенки каналов (для этого необходимо использовать специальную таблицу). Что же касается локального сопротивления для каждого из участков, то их следует рассчитывать по отдельности, после чего суммировать в общий показатель. Затем, суммировав локальное сопротивление и потери по причине трения, можно получить общий показатель потерь в системе кондиционирования воздуха. В дальнейшем это значение будет использоваться для того, чтобы вычислить требуемое количество газовых масс в каналах вентиляции.

Воздушно-отопительный агрегат

Ранее мы рассказывали о том что из себя представляет воздушно-отопительный агрегат, говорили о его приемуществах и сферах применения, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

Как рассчитать давление в вентиляционной сети

Для того чтобы определить предполагаемое давление для каждого отдельного участка, необходимо воспользоваться приведенной ниже формулой:

Н х g (РН – РВ) = DPE.

Теперь попытаемся разобраться, что обозначает каждая из этих аббревиатур. Итак:

• Н в данном случае обозначает разницу в отметках шахтного устья и заборной решетки;
• РВ и РН – это показатель плотности газа, как снаружи, так и изнутри вентиляционной сети, соответственно (измеряется в килограммах на кубический метр);
• наконец, DPE – это показатель того, каким должно быть естественное располагаемое давление.

Продолжаем разбирать аэродинамический расчет воздуховодов. Для определения внутренней и наружной плотности необходимо воспользоваться справочной таблицей, при этом должен быть учтен и температурный показатель внутри/снаружи. Как правило, стандартная температура снаружи принимается как плюс 5 градусов, причем вне зависимости от того, в каком конкретном регионе страны планируются строительные работы . А если температура снаружи будет более низкой, то в результате увеличится нагнетание в вентиляционную систему, из-за чего, в свою очередь, объемы поступающих воздушных масс будут превышены. А если температура снаружи, напротив, будет более высокой, то давление в магистрали из-за этого снизится, хотя данную неприятность, к слову, вполне можно компенсировать посредством открывания форточек/окон.

Что же касается главной задачи любого описываемого расчета, то она заключается в выборе таких воздуховодов, где потери на отрезках (речь идет о значении?(R*l*?+Z)) будут ниже текущего показателя DPE либо, как вариант, хотя бы равняться ему. Для пущей наглядности приведем описанный выше момент в виде небольшой формулы:

DPE ? ?(R*l*?+Z).

Теперь более детально рассмотрим, что обозначают использованные в данной формуле аббревиатуры. Начнем с конца:

• Z в данном случае – это показатель, обозначающий снижение скорости движения воздуха вследствие местного сопротивления;
• ? – это значение, точнее, коэффициент того, какова шероховатость стенок в магистрали;
• l – еще одно простое значение, которое обозначает длину выбранного участка (измеряется в метрах);
• наконец, R – это показатель потерь на трение (измеряется в паскалях на один метр).

Что же, с этим разобрались, теперь еще выясним немного о показателе шероховатости (то есть?). Этот показатель зависит только от того, какие материалы были использованы при изготовлении каналов. Стоит отметить, что скорость перемещения воздуха также может быть разной, поэтому следует учитывать и этот показатель.

Скорость – 0,4 метра за секунду

В таком случае показатель шероховатости будет следующим:

• у штукатурки с применением армирующей сетки – 1,48;
• у шлакогипса – около 1,08;
• у обычного кирпича – 1,25;
• а у шлакобетона, соответственно, 1,11.

Скорость – 0,8 метра за секунду

Здесь описываемые показатели будут выглядеть следующим образом:

• для штукатурки с применением армирующей сетки – 1,69;
• для шлакогипса – 1,13;
• для обыкновенного кирпича – 1,40;
• наконец, для шлакобетона – 1,19.

Немного увеличим скорость воздушных масс.

Скорость – 1,20 метра за секунду

Для этого значения показатели шероховатости будут такими:

• у штукатурки с применением армирующей сетки – 1,84;
• у шлакогипса – 1,18;
• у обычного кирпича – 1,50;
• и, следовательно, у шлакобетона – где-то 1,31.

И последний показатель скорости.

Скорость – 1,60 метра за секунду

Здесь ситуация будет выглядеть следующим образом:

• для штукатурки с применением армирующей сетки шероховатость будет составлять 1,95;
• для шлакогипса – 1,22;
• для обыкновенного кирпича – 1,58;
• и, наконец, для шлакобетона – 1,31.

Обратите внимание! С шероховатостью разобрались, но стоит отметить еще один важный момент : при этом желательно учитывать и незначительный запас, колеблющийся в пределах десяти-пятнадцати процентов.

Разбираемся с общим вентиляционным расчетом

Производя аэродинамический расчет воздуховодов, вы обязаны учитывать все характеристики шахты вентиляции (эти характеристики приведены ниже в виде списка).

1. Динамическое давление (для его определения используется формула – DPE?/2 = Р).
2. Расход воздушных масс (он обозначается буквой L и измеряется в метрах кубических за час).
3. Потери давления в результате трения воздуха о внутренние стенки (обозначаются буквой R, измеряются в паскалях на метр).
4. Диаметр воздуховодов (для расчета данного показателя используется следующая формула: 2*а*b/(а+b); в этой формула значения а, b являются размерами сечения каналов и измеряются в миллиметрах).
5. Наконец, скорость – это V, измеряется в метрах за секунду, о чем мы уже упоминали ранее.

>

Что же касается непосредственно последовательности действий при вычислении, то она должна выглядеть примерно следующим образом.

Шаг первый. Вначале следует определить требуемую площадь канала, для чего используется приведенная ниже формула:

I/(3600xVpek) = F.

Разбираемся со значениями:

• F в данном случае – это, разумеется, площадь, которая измеряется в квадратных метрах ;
• Vpek – это желательная скорость движения воздуха, которая измеряется в метрах за секунду (для каналов принимается скорость в 0,5-1,0 метр за секунду, для шахт – около 1,5 метра).

Шаг третий. Следующим шагом считается определение соответствующего диаметра воздуховода (обозначается буквой d).

Шаг четвертый. Затем определяются остальные показатели: давление (обозначается как Р), скорость движения (сокращенно V) и, следовательно, уменьшение (сокращенно R). Для этого необходимо использовать номограммы согласно d и L, а также соответствующие таблицы коэффициентов.

Шаг пятый . Используя уже другие таблицы коэффициентов (речь идет о показателях местного сопротивления), требуется определить, насколько уменьшится воздействие воздуха вследствие локального сопротивления Z.

Шаг шестой. На последнем этапе расчетов нужно определить общие потери на каждом отдельном отрезке вентиляционной магистрали.

Обратите внимание на один важный момент! Так, если общие потери ниже уже наличествующего давления, то такую систему вентиляции вполне можно считать эффективной. А вот если потери превышают показатель давления, то может потребоваться установка специальной дроссельной диафрагмы в вентиляционной системе. Благодаря этой диафрагме будет гаситься избыточный напор.

Также отметим, что если вентиляционная система рассчитывается на обслуживание сразу нескольких помещений, для которых давление воздуха обязано быть разным, то во время произведения расчетов требуется учитывать и показатель разряжения либо подпора, которое необходимо добавить к общему показателю потерь.

Видео – Как производить расчеты с помощью программы «ВИКС-СТУДИЯ»

Аэродинамический расчет воздуховодов считается обязательной процедурой, важной составляющей планирования вентиляционных систем. Благодаря данному расчету можно узнать, насколько эффективно вентилируются помещения при том или ином сечении каналов. А эффективное функционирование вентиляции, в свою очередь, обеспечивает максимальный комфорт вашего проживания в доме.

Пример проведения расчетов. Условия в данном случае следующие: здание административного характера, имеет три этажа.

Хотя для 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 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.

Таблица 2 . Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

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

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.

Для создания благоприятного микроклимата в производственных и жилых помещениях необходимо установка качественной вентиляционной системы. Особое внимание требуется обращать на длину и диаметр трубы для естественной вентиляции, так как от правильных расчетов зависит эффективность, производительность и надежность воздуховодов.

Какие предъявляются требования к вентиляционным трубам?

Основное назначение воздуховода для естественной вентиляции заключается в отводе отработанного воздуха из помещения.

При прокладке систем в домах, офисах и других объектах требуется учитывать следующие пункты:

• диаметр трубы для естественной вентиляции должен быть не меньше 15 см;
• при монтаже в жилых помещениях и на объектах пищевой промышленности важны антикоррозийные характеристики, в противном случае под воздействием повышенной влажности металлические поверхности поржавеют;
• чем меньше вес конструкции, тем легче монтаж и обслуживание;
• производительность зависит также от толщины воздуховода, чем тоньше, тем больше пропускная способность;
• уровень пожарной безопасности – при горении не должно выделяться вредных веществ.

Если не соблюдать стандарты (нормы) при проектировании, монтаже и выборе материала изготовления и диаметра ПВХ труб вентиляции или из оцинкованной стали, то в помещениях воздух будет «тяжелым» из-за повышенной влажности и нехватки кислорода. В квартирах и домах с плохой вытяжкой часто запотевают окна, коптятся стены на кухне и образуется грибок.

Из какого материала выбрать воздуховод?

На рынке представлено несколько видов труб, отличающиеся между собой материалом изготовления:

Преимущества пластиковых труб:

• низкая себестоимость, если сравнивать с воздуховодами из других материалов;
• антикоррозийные поверхности не нуждаются в дополнительной защите или обработке;
• простота в обслуживании, при чистке можно использовать любые моющие средства;
• большой выбор диаметров труб ПВХ труб вентиляции;
• простая установка, также, при необходимости, легко проводится демонтаж конструкции;
• на поверхности не скапливаются загрязнения за счет гладкости;
• при нагревании не происходит выделения вредных и токсичных веществ для здоровья человека.

Металлические воздуховоды изготавливаются из оцинковки или нержавеющей стали , при рассмотрении характеристик можно выделить следующие достоинства:

• оцинкованные и нержавеющие трубы разрешается использовать на объектах с повышенной влажностью и частыми перепадами температур;
• влагостойкость – конструкции не подвержены образованию коррозии и ржавчины;
• высокие показатели термостойкости;
• относительно небольшой вес;
• простой монтаж – необходимы базовые знания.

В качестве материала для изготовления гофрированных воздуховодов применяется алюминиевая фольга . Основные плюсы:

• при установке образуется минимальное число соединений;
• легкость демонтажа;
• при необходимости трубопровод размещается под любым углом.

Преимущества тканевых конструкций:

• мобильность – легко устанавливаются и демонтируются;
• не возникает проблем при транспортировке;
• отсутствие конденсата при любых условиях эксплуатации;
• маленькая масса облегчает процесс крепежа;
• не нужно проводить дополнительную изоляцию.

Какие бывают формы воздуховодов?

В зависимости от сферы и направления использования выбирается не только диаметров труб ПВХ труб, но и форма:

1. Спиральные формы отличаются повышенными показателями жесткости и привлекательным внешним видом . При монтаже соединения выполняются с применением картонного или резинного уплотнителя и фланцев. Системы не нуждаются в изоляции.

Совет! Если нет опыта в этой сфере, то для экономии собственных средств и времени лучше сразу обратиться к специалистам, так как рассчитать диаметр трубы для вентиляции с учетом воздушного потока, и провести самостоятельно монтаж будет весьма проблематично.

1. Для жилых объектов (загородных и дачных домов) идеальным вариантом будут плоские формы за счет следующих достоинств:

• при необходимости круглые и плоские трубы легко комбинируются;
• если размеры не совпали, то параметры легко корректируются с использованием строительного ножа;
• конструкции отличаются относительно небольшой массой;
• в качестве соединительных элементов применяются тройники и фланцы.

1. Установка гибких конструкций происходит без дополнительных элементов для соединения (фланцев и т. д.), что в значительной степени упрощает монтажный процесс. Для материала изготовления используется ламинированная полиэфирная пленка, натканное полотно или фольга из алюминия.
2. Более востребованы круглые воздуховоды , спрос объясняется следующими достоинствами:

• минимальное число соединительных элементов;
• простая эксплуатация;
• хорошо распределяется воздух;
• высокие показатели жесткости;
• несложные установочные работы.

Материал изготовления и формы труб определяются еще на стадии разработки проектной документации, здесь учитывается большой перечень пунктов.

Как определяется диаметр вентиляционной трубы?

На территории России имеется ряд нормативных документов СНиП, где говорится, как рассчитать диаметр трубы для вентиляции естественного типа . Выбор основывается на кратности воздухообмена – определяющий показатель, какой объем и сколько раз за час заменяется воздух в помещении.

Сначала необходимо провести следующие действия:

• выполняются вычисления объема каждой комнаты в здании – требуется перемножить длину, высоту и ширину;
• объем воздуха вычисляется по формуле: L=n (нормируемая кратность воздухообмена)*V (объем помещения);
• полученные показатели L округляются в большую сторону до цифры кратной 5;
• составление баланса происходит так, чтобы вытяжные и приточные воздушные потоки совпадали в суммарном объеме;
• учитывается также максимальная скорость в центральном воздуховоде, показатели не должны быть больше 5 м/с, а на ответвленных участках сети не более 3 м/с.

Диаметр ПВХ труб вентиляции и из других материалов выбирается по полученным данным по представленной таблице:

Как определить длину вентиляционной трубы?

При написании проекта кроме расчета диаметра трубы для естественной вентиляции важным пунктом считается определение длины наружной части воздуховода. В общую величину входит протяженность всех каналов в здании, по которым циркулирует воздух и выводится наружу.

Расчеты производятся по таблице:

При расчете учитываются следующие показатели:

• если используется плоский воздуховод на установке над крышей, то минимальная длина должна составлять 0,5 м;
• при установке трубы вентиляции рядом с дымовой высота делается одинаковой, чтобы предотвратить в сезон отопления попадания дыма в помещение.

Производительность, эффективность и бесперебойная работа вентиляционной системы во многом зависит от правильности расчетов и соблюдения требований монтажа. Лучше выбирать проверенные компании с положительной репутацией!

Не всегда есть возможность пригласить специалиста для проектирования системы инженерных сетей. Что делать если во время ремонта или строительства вашего объекта потребовался расчет воздуховодов вентиляции? Можно ли его произвести своими силами?

Расчет позволит составить эффективную систему, которая будет обеспечивать бесперебойную работу агрегатов, вентиляторов и приточных установок. Если все подсчитано правильно, то это позволит уменьшить траты на закупку материалов и оборудования,а в последствии и на дальнейшее обслуживание системы.

Расчет воздуховодов системы вентиляции для помещений можно проводить разными методами. Например, такими:

• постоянной потери давления;
• допустимых скоростей.

Типы и виды воздуховодов

Перед расчетом сетей нужно определить из чего они будут изготовлены. Сейчас применяются изделия из стали, пластика, ткани, алюминиевой фольги и др. Часто воздуховоды изготовляют из оцинкованной или нержавеющей стали, это можно организовать даже в небольшом цеху. Такие изделия удобно монтировать и расчет такой вентиляции не вызывает проблем.

Кроме этого, воздуховоды могут различаться по внешнему виду. Они могут быть квадратного, прямоугольного и овального сечения. Каждый тип обладает своими достоинствами.

• Прямоугольные позволяют сделать системы вентиляции небольшой высоты или ширины, при этом сохраняется нужная площади сечения.
• В круглых системах меньше материала,
• Овальные совмещают плюсы и минусы других видов.

Для примера расчета выберем круглые трубы из жести. Это изделия, которые используют для вентиляции жилья, офисных и торговых площадей. Расчет будем проводить одним из методов, который позволяет точно подобрать сеть воздуховодов и найти ее характеристики.

Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей

Нужно начинать с плана помещений.

Используя все нормы определяют нужное количество воздуха в каждую зону и рисуют схему разводки. На ней показываются все решетки, диффузоры, изменения сечения и отводы. Расчет производится для самой удаленной точки системы вентиляции, поделенной на участки, ограниченные ответвлениями или решетками.

Расчет воздуховода для монтажа заключается в выборе нужного сечения по всей длине, а так же нахождение потери давления для подбора вентилятора или приточной установки. Исходными данными являются значения количества проходящего воздуха в сети вентиляции. Используя схему, проведём расчет диаметра воздуховода. Для этого понадобится график потери давления.
Для каждого типа воздуховодов график разный. Обычно, производители предоставляют такую информацию для своих изделий, либо можно найти ее в справочниках. Рассчитаем круглые жестяные воздуховоды, график для которых показан на нашем рисунке.

Номограмма для выбора размеров

По выбранному методу задаемся скоростью воздуха каждого участка. Она должна быть в пределах норм для зданий и помещений выбранного назначения. Для магистральных воздуховодов приточной и вытяжной вентиляции рекомендуются такие значения:

• жилые помещения – 3,5–5,0 м/с;
• производство – 6,0–11,0 м/с;
• офисы – 3,5–6,0 м/с.

Для ответвлений:

• офисы – 3,0–6,5 м/с;
• жилые помещения – 3,0–5,0 м/с;
• производство – 4,0–9,0 м/с.

Когда скорость превышает допустимую, уровень шума повышается до некомфортного для человека уровня.

После определения скорости (в примере 4,0 м/с) находим нужное сечение воздуховодов по графику. Там же есть потери давления на 1 м сети, которые понадобятся для расчета. Общие потери давления в Паскалях находим произведением удельного значения на длину участка:

Руч=Руч·Руч.

Элементы сети и местные сопротивления

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

Рм. с.=ζ·Рд.

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

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

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

ζ= 2Ризб/V2,

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

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

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