Расчет площадь воздуховодов для вентиляции

Расчет выполняется отдельно для круглых и прямоугольных воздуховодов. Исходными данными являются:

• Длина воздуховода
• Диаметр круглого или стороны сечения прямоугольного воздуховода.

Представленный выше калькулятор позволяет быстро рассчитать площадь любого воздуховода онлайн. Вычисления производятся на основе введенных значений и не предусматривают запаса. Чтобы не ошибиться при изготовлении воздуховодов, рекомендуем полученную площадь увеличить на 10-20%.

Использование математических формул

Производительность работы вентиляционной системы базируется на правильном подборе определенных деталей и технического оснащения. Отрицательное воздействие на микроклиматические условия может оказать перепроектирование помещения, если не воспользоваться инженерной помощью в расчете площади воздуховодов.

Цель расчета заключается в обеспечении необходимого соотношения замещения воздуха во всех помещениях в соответствии с их предназначением. Для принудительной и естественной фильтровентиляции необходимы индивидуальные инструкции, но содержащие совокупную ориентированность. В ходе установления противодействия воздушному потоку принимают во внимание геометрическую форму и вещество, из которого изготавливаются воздуховоды.

Также принимается в расчет их суммарная длина, кинематическая схема и присутствие разветвлений. Отдельным пунктом рассчитываются теплопотери для поддержания благоприятных микроклиматических условий и сокращения расходов на техническое обслуживание зданий в холодное время.

Для того чтобы рассчитать площадь воздуховодов, пользуются коэффициентами аэродинамических вычислений. Учитывая полученные величины, подбирают приемлемые габариты латерального сечения воздушного канала в зависимости от нормативной величины быстроты перемещения воздушной струи. Затем определяют пиковые потери давления в вентиляционной системе, ориентируясь на геометрическую форму, темп передвижения и характеристики модели вентиляционного канала.

Как определить потери давления

Расчет сопротивления сети позволяет принять во внимание потери давления. Поток воздуха, во время движения, испытывает определенное сопротивление. Для его преодоления важно соответствующее давление. Давление это измеряется в Па.

Для того чтобы узнать нужный параметр, потребуется следующая формула:

P = R * L + Ei * V2 * Y/2

R здесь – удельные сокращения давления на трение в сети;
L – протяженность воздуховодов;
Ei – коэффициент местных потерь в сети в сумме;
V – скорость воздуха на рассматриваемом участке сети;
Y – плотность воздуха.
R можно узнать в соответствующем справочнике. Ei зависит от местного сопротивления.

Способы и этапы расчета площади воздуховодов

Вначале определяется тип вентиляции — естественная или принудительная

Размер короба вентиляции зависит от объема нагнетаемого потока, скорости передвижения и давления на внутренние стенки.

Расчет параметров вентиляционной магистрали проводится в несколько этапов:

• определяется кратность воздухообмена в соответствии с техническими требованиями, строительными и санитарными нормативами;
• делается аэродинамический подбор трубопроводного сечения;
• определяется уровень создаваемого шума (акустический расчет);
• вычерчивается на бумаге схема прокладки с привязкой к планировке;
• чертеж согласовывается с заказчиком, вносятся изменения;
• составляются расчетные документы по электроснабжению;
• вычерчиваются отдельные узлы воздухопровода с деталировкой.

Вентиляционное оборудование подбирается только после технического расчета воздуховодов и фасонных частей, приобретаются калориферы, приточные и вытяжные установки, автоматические приборы.

Расчет сечения

Формула расчета площади воздуховодов

Шумовые эффекты снижаются при расширении каналов, но на практике увеличение сечения не всегда оправдывается. Этому могут препятствовать ограниченные размеры комнаты по высоте, поэтому расчету периметра уделяется внимание.

Делается расчет поперечной площади воздуховодов по формуле S_c = L · 2.788 / V, где:

• S_c — расчетная площадь короба (см2);
• L — объем потока, проходящего по каналу за час (м3/ч);
• V — скорость воздуха в магистрали (м/с);
• 2,788 — коэффициент перевода единиц.

Площадь получается в квадратных сантиметрах, такие единицы наиболее удобны для анализа. Скорость потока в канале принимается на уровне 3 – 4 м/с для жилых помещений. Уменьшить диаметр круглой трубы можно, заменив ее прямоугольной, которая имеет аналогичную площадь в поперечнике.

Расчет квадратных метров воздуховодов делается для каждого участка отдельно, начиная с центрального канала, где скорость достигает 6 – 8 м/с. Поперечник основного воздуховода часто бывает больше, чем диаметр отводов, при этом каналы соединяются переходниками.

Расчет периметра прямоугольника и площади круга

Формулы для расчета прямоугольного и круглого сечения

Площади вентиляционных каналов принимаются после подсчета требуемой производительности. Поперечное сечение труб относится к расчетным характеристикам, по которым определяется оптимальная конфигурация короба (прямоугольна или круглая). Протяженность магистрали делается как можно меньше для экономии материалов, но система должна обеспечивать требуемую кратность обмена.

Площадь круглого сечения считается по формуле S = π · D2 / 400, а прямоугольного — S = a · b / 100, где:

• S — площадь;
• π — число 3,14;
• D — диаметр окружности;
• a — длина прямоугольника;
• b — ширина прямоугольника.

Соотношения площади с диаметром, длиной и шириной сведены для удобства в специальной таблице СНиП, где можно проанализировать и выяснить параметры в зависимости от размера сечения. В быту наиболее распространены короба с сечением 40 х 20 или 10 х 10 см, применяются круглые каналы диаметром 20 и 10 см.

Расчет скорости воздуха

Скорость потока в вентиляции определяется после вычисления кратности воздухообмена, которую можно высчитать самостоятельно или посмотреть в таблицах. Кратность показывает интенсивность смены воздуха. Показатель определяется количеством обменов атмосферы за час и равен отношению кубатуры потока к объему комнаты, где ставится вентиляция.

Кратность воздухообмена находится по формуле N = V / W, где:

• N — кол-во замен воздуха (раз/ч);
• V — кубатура свежего воздуха за час (м3/ч);
• W — объем комнаты (м3).

После этого вычисляется фактическая скорость потока (аэродинамический расчет) в канале находится по формуле £ = L / 3600 · F, где:

• £ — скорость потока (м/с);
• L — кратность обмена воздуха (м3/ч);
• F — площадь сечения трубы (м2).

Скорость влияет на уровень шума, поэтому при выборе параметров трубопровода следует сравнивать эту характеристику со взятой из нормативных таблиц.

Фасонные изделия и их расчет

Скорость воздуха в фасонных деталях обычно ниже

Размер фигурных элементов в составе магистрали определяется с помощью онлайн-калькулятора или с применением специальных таблиц в сборниках. Изделия отличаются сложной формой, для вычисления нужно иметь специальные знания.

К фасонным звеньям относятся элементы:

• круглые, овальные, квадратные и прямоугольные отводы ставятся для поворота трубопровода под углом;
• переходы применяются для стыковки коробов разного сечения, отличаются сложной геометрией сечения;
• ниппели и муфты соединяют прямые участки воздуховода;
• тройники применяются для разветвления канала;
• заглушки прерывают поступление потока;
• крестовины служат для разделения или объединения соседних потоков;
• утки ставят для перевода оси трубопровода в другое положение по вертикали или горизонтали.

От параметров фасонных деталей зависит скорость воздуха, его объем, герметичность системы и затраты электричества.

Фактическая площадь воздуховода

Расчет площади воздуховода исходя из сечения труб

Кроме расчетной обязательно нужно посчитать фактическую площадь уже установленного канала. Для каждого сечения существуют специальные формулы расчета. Размеры диаметра, ширины и длины берутся не методом подбора из нормативных документов, для правильного определения нужно замерить расстояния, периметр и длины на месте. Формулы для расчета фактической площади поперечного сечения прямоугольной формы используются аналогично тем, что применяются для расчетного показателя. Для площади круглого воздуховода также нужно замерить диаметр.

Площадь поперечного овального сечения рассчитывается по формуле S = π · A · B / 400, где:

• π — число 3,14;
• A — диаметр по большой оси овала;
• B — диаметр по меньшей оси овала.

Фактические показатели воздуховода сравниваются с нормативными показателями и определяется соответствие.

Пример расчета вентиляции с помощью калькулятора

На этом примере мы покажем, как рассчитать приточную вентиляцию для комнатной квартиры, в которой живет семья из трех человек (двое взрослых и ребенок). Днем к ним иногда приезжают родственники, поэтому в гостиной может длительное время находиться до 5 человек. Высота потолков квартиры — 2,8 метра. Параметры помещений:

Нормы расхода для спальни и детской зададим в соответствии с рекомендациями СНиП — по 60 м³/ч на человека. Для гостиной ограничимся 30 м³/ч, поскольку большое количество людей в этой комнате бывает нечасто. По СНиП такой расход воздуха допустим для помещений с естественным проветриванием (для проветривания можно открыть окно). Если бы мы и для гостиной задали расход воздуха 60 м³/ч на человека, то требуемая производительность для этого помещения составила бы 300 м³/ч. Стоимость электроэнергии для нагрева такого количества воздуха оказалась бы очень высокой, поэтому мы пошли на компромисс между комфортом и экономичностью. Для расчета воздухообмена по кратности для всех помещений выберем комфортный двукратный воздухообмен.

Магистральный воздуховод будет прямоугольным жестким, ответвления — гибкими шумоизолированными (такое сочетание типов воздуховодов не самое распространенное, но мы выбрали его в демонстрационных целях). Для дополнительной очистки приточного воздуха будет установлен фильтр тонкой очистки класса EU5 (расчет сопротивления сети будем вести при загрязненных фильтрах). Скорости воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума на решетках оставим равными рекомендуемым значениям, которые заданы по умолчанию.

Расчет начнем с составления схемы воздухораспределительной сети. Эта схема позволит нам определить длину воздуховодов и количество поворотов, которые могут быть как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости (нам нужно посчитать все повороты под прямым углом). Итак, наша схема:

Сопротивление воздухораспределительной сети равно сопротивлению самого длинного участка. Этот участок можно разделить на две части: магистральный воздуховод и самое длинное ответвление. Если у вас есть два ответвления примерно одинаковой длины, то нужно определить, какое из них имеет большее сопротивление. Для этого можно принять, что сопротивление одного поворота равно сопротивлению 2,5 метров воздуховода, тогда наибольшее сопротивление будет иметь ответвление, у которого значение (2,5* поворотов + длина воздуховода) максимально. Выделять из трассы две части необходимо для того, чтобы можно было задать разный тип воздуховодов и разную скорость воздуха для магистрального участка и ответвлений.

В нашей системе на всех ответвлениях установлены балансировочные , позволяющие настроить расходы воздуха в каждом помещении в соответствии с проектом. Их сопротивление (в открытом состоянии) уже учтено, поскольку это стандартный элемент вентиляционной системы.

Длина магистрального воздуховода (от воздухозаборной решетки до ответвления в помещение № 1) — 15 метров, на этом участке есть 4 поворота под прямым углом. Длину приточной установки и воздушного фильтра можно не учитывать (их сопротивление будет учтено отдельно), а сопротивление шумоглушителя можно принять равным сопротивлению воздуховода той же длины, то есть просто посчитать его частью магистрального воздуховода. Длина самого длинного ответвления составляет 7 метров, на нем есть 3 поворота под прямым углом (один — в месте ответвления, один — в воздуховоде и один — в адаптере). Таким образом, мы задали все необходимые исходные данные и теперь можем приступать к расчетам (скриншот). Результаты расчета сведены в таблицы:

Результаты расчета по помещениям

Результаты расчета общих параметров

Расчет воздухопроводной сети

• Для каждого помещения (подраздел 1.2) рассчитывается производительность, определяется сечение воздуховода и подбирается подходящий воздуховод стандартного диаметра. По каталогу Арктос определяются размеры распределительных решеток с заданным уровнем шума (используются данные для серий АМН, АДН, АМР, АДР). Вы можете использовать и другие решетки с такими же размерами — в этом случае возможно незначительное изменение уровня шума и сопротивления сети. В нашем случае решетки для всех помещений оказались одинаковыми, поскольку при уровне шума в 25 дБ(А) допустимый расход воздуха через них составляет 180 м³/ч (решеток меньшего размера в этих сериях нет).
• Сумма расходов воздуха по всем трем помещениям дает нам общую производительность системы (подраздел 1.3). При использовании производительность системы будет на треть ниже за счет раздельной регулировки расхода воздуха в каждом помещении. Далее рассчитывается сечение магистрального воздуховода (в правой колонке — для VAV системы) и подбираются подходящие по размерам воздуховоды прямоугольного сечения (обычно дается несколько вариантов с разным соотношением размеров сторон). В конце раздела рассчитывается сопротивление воздухопроводной сети, которое получилось весьма большим — это связано с использованием в вентсистеме фильтра тонкой очистки, который имеет высокое сопротивление.
• Мы получили все необходимые данные для комплектации воздухораспределительной сети, за исключением размера магистрального воздуховода между ответвлениями 1 и 3 (в калькуляторе этот параметр не рассчитывается, поскольку конфигурация сети заранее неизвестна). Однако площадь сечение этого участка можно легко рассчитать вручную: из площади сечения магистрального воздуховода нужно вычесть площадь сечения ответвления №3. Получив площадь сечения воздуховода, его размер можно определить по таблице.

Расчет мощности калорифера и выбор приточной установки

Далее по производительности системы и разности температур воздуха определяется максимальная мощность калорифера. После этого на основании всех полученных данных подбирается приточная установка.

Рекомендуемая модель Breezart 550 Lux имеет программно настраиваемые параметры (производительность и мощность калорифера), поэтому в скобках указана производительность, которая должна быть выбрана при настройке ПУ. Можно заметить, что максимально возможная мощность калорифера этой ПУ на 11% ниже расчетного значения. Недостаток мощность будет заметен только при температуре наружного воздуха ниже -22°С, а это бывает не часто. В таких случаях приточная установка будет автоматически переключаться на меньшую скорость для поддержания заданной температуры на выходе (функция «Комфорт»).

В результатах расчета помимо требуемой производительности системы вентиляции указывается максимальная производительность ПУ при заданном сопротивлении сети. Если эта производительность оказывается заметно выше требуемого значения, можно воспользоваться возможностью программного ограничения максимальной производительности, которая доступна для всех вентустановок Breezart. Для максимальная производительность указывается для справки, поскольку регулировка ее производительности производится автоматически в процессе работы системы.

Расчет стоимости эксплуатации

В этом разделе рассчитывается стоимость электроэнергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодный период года. Затраты для зависят от ее конфигурации и режима работы, поэтому принимаются равными среднему значению: 60% от затрат обычной системы вентиляции. В нашем случае можно сэкономить снижая расход воздуха ночью в гостиной, а днем — в спальне.

Расчёт скорости воздуха в воздуховоде: как его выполнить

Для этих вычислений используем формулу:

w = L / 3600 × S, где

• L – расход воздуха, м³/час;
• S– сечение вентиляционного короба, м².

Однако при этом стоит знать ещё и кратность воздухообмена, которая является одним из важнейших параметров. Если говорить простым языком, то это количество воздуха, которое должно пройти через 1 м 3 за 1 час. Можно воспользоваться существующими таблицами, но данные в них усреднены, поэтому самостоятельные вычисления по формуле будут куда как точнее. Для расчёта необходимо знать объём комнаты в м 3 (W) и высчитанный объём воздуха, попадающий в помещение в течение часа (V). В этом случае используется формула:N = V / W.

Ещё каких-то 20−25 лет назад схемы были такими – о компьютерных программах можно было лишь мечтать

Онлайн-калькулятор расчёта необходимого сечения воздуховода

Специальные условия

Для всех заказчиков возможно обсуждение индивидуальных условий сотрудничества. Постоянные покупатели имеют специальные скидки и предложения. Кроме того, для отдельных заказов могут применяться специальные условия по форме и срокам оплаты. Крупные заказы могут быть оплачены в рассрочку. Все организационные вопросы могут быть обговорены непосредственно с руководством предприятия. Предприятие «ВентСистемс» всегда готово к любым конструктивным предложениям и заинтересовано в плодотворном сотрудничестве со всеми контрагентами.

Руководство компании приглашает представителей организаций и заинтересованных лиц посетить производственный комплекс, осмотреть цеха завода, ознакомиться с образцами продукции и провести переговоры с руководством. Офис и производственный комплекс расположены в селе Ям Домодедовского района Московской области.

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.

Общие требования

В вентиляционных системах, предназначенных для удаления пожароопасных летучих веществ, воздуховоды должны производиться из огнеупорных материалов. Основные транзитные сегменты вентиляции необходимо выполнять из металла.

Воздуховоды делаются из огнеупорных материалов или из металла

Рассчитывая окончательные параметры воздуховодов, необходимо предусмотреть:

1. Возможность установки противопожарных клапанов как в горизонтальном, так и в вертикальном положении.
2. Монтаж воздушных затворов на площадках между этажами. Функциональные возможности этих приборов должны соответствовать нормативным требованиям по аварийному блокированию выборочных сегментов системы.
3. На каждом поэтажном коллекторе возможно подключить максимально пять воздуховодов.
4. Монтаж системы автоматического пожарного оповещения.

Во всех проводимых расчетах использованы рекомендации строительных норм

Во всех проводимых расчетах были использованы рекомендации строительных норм и правил. Эти нормативные значения позволяют выяснить минимально возможную эффективность вентиляции, которая сможет обеспечить комфортный микроклимат в помещении. Иначе говоря, правила СНиП ориентированы прежде всего на минимизирование затрат на монтаж и эксплуатацию вентсистемы, что немаловажно при разработке систем вентиляции общественных и админзданий.

Для частных домов и квартир ситуация несколько иная, так как это личный проект, в котором можно строго не придерживаться указаний СНиП. Из-за этого продуктивность вентиляции может отклоняться от нормативных значений, так как индивидуальное представление о комфорте у каждого свое.