площадь поверхности отвода формула

Площадь поверхности отвода формула

Уважаемые пользователи. Калькулятор «Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий» претерпел ряд изменений. В частности появились такие фукции:

• возможность проставлять сечения изделий вручную путем нажатия на кнопку с аббривиатурой соответствующего параметра;
  
• адаптивность под мобильные приложения (планшеты, мобильные телефоны);
• возможность регулировать длины припусков для соединений;
• проставлять количество изделий;
• добавилась кнопка «Расчет»

Почему получилась такая площадь?

Калькулятор «Площадь воздуховодов» рассчитывает чистую площадь поверхности изделия, без припусков на замки и без учета отходов производства.

Наша компания не занимается ни производством, ни монтажом систем вентиляции, поэтому нам нет смысла, да не интересно завышать или занижать результаты расчета. Мы за точность расчета и за прозрачные отношения!

Если Вы профессионально занимаетесь производством воздуховодов и вентиляционных изделий рекомендуем обратить внимание на программу «СВ: Вентиляция» от нашей компании «СофтВент». Точный расчет площадей изделий с учетом припусков на замки, отходов производства, а так же точечные настройки продукции позволяют вести учет материалов с минимальной погрешностью и формировать готовые счета «на лету».

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий: формулы, калькулятор

Какие данные нужны для расчёта эксплуатационных характеристик воздуховодов?

Прежде всего, во внимание принимаются основные параметры сооружения, такие как назначение самого здания, объём помещений, количество постоянно пребывающего персонала и посетителей, особенности производственного процесса (для промышленных зданий) и т.п.

Проектирование систем вентиляции осуществляется в соответствии со следующими нормативными документами:

• СП 60.13330.2016 (актуальная редакция СНиП 41-01-2003);
• СП 7.13130.2013;
• ГОСТ 12.1.005-88 и некоторые другие.

Как рассчитать площадь воздуховода различных типов сечений?

Расчёт квадратуры воздуховодов разных сечений имеет свои особенности, так как расход воздуха у них будет значительно отличаться даже при одинаковых параметрах скорости перемещения воздушных масс и площади. Кроме того, при расчёте вентиляционных сетей большой протяжённости и/или разветвленности учитывается влажность и температура воздуха (если она превышает +20°С). А также аэродинамическое сопротивление воздуховодов и фасонных изделий, зависящее от формы и материала изготовления (различные коэффициенты трения). Учёт этих параметров выражается в использовании различных поправочных коэффициентов в расчётных формулах.

Важная информация! Параметры квадратуры канала и скорость перемещения воздушных потоков обратно пропорциональны. То есть, при большом сечении воздуховода для обеспечения необходимого объёма перемещаемого воздуха достаточно меньшей скорости.

Расчёт квадратуры производится по двум параметрам, взятым из нормативов (фактически эти параметры описывают кратность воздухообмена):

1. расход воздуха – R (м³/час);
2. скорость воздушного потока – V (м/с).

Формула площади воздуховодов оперирует параметрами расхода воздуха, взятыми из нормативов:

S = R/k × V, где

K – коэффициент, равный 3600.

Существуют альтернативные формулы, оперирующие другими коэффициентами, к примеру:

S = R × 2,778/V.

При использовании воздуховодов большого сечения существенно снижается уровень шума воздушных потоков и затраты электроэнергии на их перемещение. Однако материалоёмкость таких конструкций значительно выше, что увеличивает их первоначальную стоимость.

Круглый воздуховод декоративного типа на подвесных держателях

Значительное влияние на эффективность перемещение воздушных потоков оказывает форма сечения. В прямоугольных воздуховодах воздушный поток получает большее сопротивление. Однако прямоугольная форма более удобна для монтажа, особенно при недостатке места, и может размещаться впритык к основным строительным конструкциям. Круглые воздуховоды имеют лучшую аэродинамичность, но не всегда вписываются в интерьер. А изделия с высокими эстетическими показателями имеют гораздо большую стоимость. Учитывая приведённые факты, в качестве альтернативы рекомендуется обратить внимание на овальные воздуховоды, сочетающее в себе эргономичность и эффективность.

Вентиляционные каналы на предприятии

Как посчитать площадь круглого воздуховода?

Для расчёта диаметра круглого вентканала используется нормативная площадь сечения:

Фактическую площадь получают из формулы:

Как рассчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения?

Для прямоугольных коробов используются те же формулы, что и для круглых. Длину сторон вычисляют по формуле:

Dп – диагональ прямоугольника, вписанного в круг (фактически эквивалентный диаметр круга);

Фактическая площадь узнаётся из формулы:

Также для вычисления основных параметров проектировщики используют таблицы.

Таблица основных параметров площади и формы сечений

Расчёт площади овального воздуховода

Диаметры овального воздуховода вычисляются по его площади. Используются следующие формулы:

Р – периметр окружности овалоида,

Площадь овального воздуховода вычисляется по формуле:

a, b – большой и малый диаметр овала, соответственно.

Овальные воздушные каналы сочетают в себе преимущества прямоугольных и круглых

Расчёт сечения воздуховодов

Задача расчёта сечения воздуховодов вентиляции может звучать по-разному:

• расчёт воздуховодов вентиляции
• расчёт воздуха в воздуховоде
• расчёт сечения воздуховодов
• формула расчёта воздуховодов
• расчёт диаметра воздуховода

Следует понимать, что все вышеперечисленные расчёты — по сути, одна и та же задача, которая сводится к определению площади сечения воздуховода, по которому протекает расход воздуха G [м3/час].

Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:

1. Пересчет расхода воздуха в м3/с
2. Выбор скорости воздуха в воздуховоде
3. Определение площади сечения воздуховода
4. Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.

На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м3/час, переводится в м3/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:

На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.

Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.

Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].

На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:

На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.

Таблица сечений воздуховодов

В помощь проектировщикам разработано несколько таблиц сечений воздуховодов, которые позволяют быстро подобрать сечение в зависимости от полученной площади.

Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода с расходом воздуха 1000 м3/час:

1. G = 1000/3600 = 0,28 м3/c
2. v = 4 м/с
3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м2
4. В случае круглого воздуховода его диаметр составил бы D = корень (4·S/ π) ≈ 0,3 м = 300мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода — 315 мм.

В случае прямоугольного воздуховода необходимо подобрать такие А и В, чтобы их произведение было равно примерно 0,07. При этом рекомендуется, чтобы А и В не отличались друг от друга более чем в три раза, то есть воздуховод 700×100 — не лучший вариант. Более хорошие варианты: 300×250, 350×200.

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий

Прямой участок воздуховода

Площадь воздуховода круглого сечения

	Диаметр Длина d 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм L м
	Площадь S м2

Площадь воздуховода прямоугольного сечения

	Ширина Высота Длина a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм L м
	Площадь S м2

Отвод

Площадь отвода круглого сечения Диаметр Угол D 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм α 1530456090 ° Площадь S м2

Площадь отвода прямоугольного сечения Ширина Высота Угол a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм α 1530456090 ° Площадь S м2

Переход

Площадь перехода круглого сечения Диаметр Диаметр Длина D1 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм D2 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм L мм Площадь S м2

Площадь перехода прямоугольного сечения Ширина Высота Диаметр Длина a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм D 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм L мм Площадь S м2

Площадь перехода с прямоугольного сечения на прямоугольное Ширина Высота Ширина Высота Длина A 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм B 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм L мм Площадь S м2

Тройник

Площадь тройника круглого сечения Диаметр Длина Диаметр Длина D1 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм L мм D2 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм l мм Площадь S= м2

Площадь тройника круглого сечения Диаметр Длина Ширина Высота Длина D 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм L мм a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм l мм Площадь S= м2

Площадь тройника прямоугольного сечения Ширина Высота Длина Диаметр Длина a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм L мм d 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм l мм Площадь S= м2

Площадь тройника прямоугольного сечения Ширина Высота Длина Ширина Высота Длина A 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм B 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм L мм a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм l мм Площадь S= м2

Заглушка

Площадь заглушки круглого сечения Диаметр d 100125160200250280315355400450500560630710800900100011201250140016001800200022402500 мм Площадь S м2

Площадь заглушки прямоугольного сечения Ширина Высота a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм Площадь S м2

Утка прямоугольного сечения

Площадь утки со смещением в 1-ой плоскости Ширина Высота Длина Сдвиг a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм l мм h мм Площадь S м2

Площадь утки со смещением в 2-х плоскостях Ширина Высота Длина Сдвиг Сдвиг a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм l мм h1 мм h2 мм Площадь S м2

Зонты

Площадь зонта островного типа Длина Ширина Длина Ширина Высота A 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм B 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм h мм Площадь S м2

Площадь зонта пристенного типа Длина Ширина Высота Полка a 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм b 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм h мм c 5010015020025030035040045050055060065070075080085090095010001100120013001400150016001700180019002000 мм Площадь S м2

Расчёт площади фасонных частей воздуховода

Человеку, не связанному с математическими формулами, будет сложно выполнить подсчёты правильно, ошибка в одном показателе повлияет на эксплуатационные характеристики вентиляционной системы, соответственно,и на качество очистки воздуха.

Для упрощения процесса расчёта площади поверхности воздуховода можно использовать онлайн-калькулятор и специальные программы, которые выполняют все алгоритмы, для этого потребуется лишь ввести первичные показатели.

Программа подсчёта и подбора элементов

Какие существуют программы для нахождения параметров фасонных частей воздуховода

В помощь инженерным работникам для исключения ошибок, связанных с человеческим фактором, а также для ускорения процесса были созданы специальные программы, с помощью которых можно не только выполнить грамотно расчёты, но и 3D моделирование будущей конструкции.

Программа	Краткое описание
Vent-Calc	Программа рассчитывает площадь сечения, тягу, сопротивление на разных отрезках.
GIDRV 3.093	Программа выполнит новый и контрольный подсчётданных воздуховода.
Ducter 2.5	В программе можно подобрать элементы вентсистемы, рассчитать площади сечений конструкции.
CADvent	Данный комплекс создан на базе AutoCAD, имеет самую подробную библиотеку элементов и возможностей.

Программный расчёт и проектирование вентиляции

Расчёт квадратных метров (площади сечения) воздуховода

На размер вентиляционной трубы влияет много факторов:скорость потока,напор на стенки, объём воздуха. Если выполнить расчёты с ошибкой, например, уменьшить сечение магистральной сети, возрастёт скорость воздушных масс, появится шум, увеличится давление и потребление электроэнергии.

Расчёт площади сечения воздуховода рассчитывается по следующей формуле:

S = L × κ / ω, где:

• L – расход воздуха, м³/ч;
• ω – скорость движения воздушных потоков, м/с;
• κ – расчётный коэффициент, равный 2,778.

Что такое эквивалентный диаметр воздуховода

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода — это диаметр воображаемого круглого воздуховода, в котором потеря давления на трение была бы равна потере давления на трение в исходном прямоугольном воздуховоде при одинаковой длине обоих воздуховодов.

В книгах и учебниках В. Н. Богословского такой диаметр называется «Эквивалентный по скорости диаметр», в литературе П. Н. Каменева — «Равновеликий диаметр по потерям на трение».

Расчет эквивалентного диаметра воздуховодов

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода вычисляется по формуле:

• Dэкв_пр = 2·А·В / (А+В), где А и В — ширина и высота прямоугольного воздуховода.

Например, эквивалентный диаметр воздуховода 500×300 равен 2·500·300 / (500+300) = 375 мм. Это означает, что круглый воздуховод диаметром 375 мм будет иметь такое же аэродинамическое сопротивление, что и прямоугольный воздуховод 500×300 мм.

Эквивалентный диаметр квадратного воздуховода равен стороне квадрата:

И этот факт весьма интересен, ведь обычно чем больше площадь сечения воздуховода, тем ниже его сопротивление. Однако круглая форма сечения воздуховода имеет наилучшие аэродинамические показатели. Именно поэтому сопротивление квадратного и круглого воздуховодов равны, хотя площадь сечния квадратного воздуховода на 27% больше площади сечения круглого воздуховода.

В общем случае формула для эквивалентного диаметра воздуховода выглядит следующим образом:

• Dэкв = 4·S / П, где S и П — соответственно, площадь и периметр воздуховода.

Используя эту формулу можно подтвердить правильность вышеприведённых формул для прямоугольного и квадратного воздуховодов, а также убедиться в том, что эквивалентный диаметр круглого воздуховода равен диаметру этого воздуховода:

Кроме того, для расчета может помочь таблица эквивалентного диаметра воздуховодов

Расчёт материалов для воздуховодов и фасонных частей

Имея площадь прямых участков, количество и тип фасонных изделий можем легко определить объём материала, который будет использован при их изготовлении. К примеру, для изготовления секции воздуховода круглого сечения диаметром 100 мм и длиной 1 м будет необходимо 0.314 м² жести.

Это легко вычислить по формуле:

π × D (100 мм = 0,1 м) × L (1 м) = 3,14 × 0,1 × 1 = 0,314 м².

Аналогичным образом вычисляется количество материала для прямых участков воздуховодов прямоугольного сечения.

Для расчёта фасонных изделий не существует определённых формул. Точнее, они есть: для каждой части фасонного изделия определённой формы отдельная формула. Но осуществлять их ручной расчёт нецелесообразно. Как правило, требуемое количество материала вычисляется эмпирически после изготовления лекал раскроя.

Процесс создания воздуховода круглого сечения методом намотки стальной спиральной ленты

Пример расчета эквивалентного диаметра воздуховодов и некоторые выводы

В качестве примера определим эквивалентный диаметр воздуховода 600×300:

Dэкв_600_300 = 2·600·300 / (600+300) = 400 мм.

Интересно отметить, что площадь сечения круглого воздуховодам диаметром 400 мм составляет 0,126 м2, а площадь сечения воздуховода 600×300 составляет 0,18 м2, что на 42% больше. Расход стали на 1 метр круглого воздуховода сечением 400 мм составляет 1,25 м2, а на 1 метр воздуховода сечением 600×300 — 1,8 м2, что на 44% больше.

Таким образом, любой аналогичный круглому прямоугольный воздуховод значительно проигрывает ему как в компактности, так и в металлоемкости.

Рассмотрим ещё один пример — определим эквивалентный диаметр воздуховода 500×100 мм:

Dэкв_500_100 = 2·500·100 / (500+100) = 167 мм.

Здесь разница в площади сечения и в металлоемкости достигает 2,5 раз. Таким образом, формула эквивалентного диаметра для прямоугольного воздуховода объясняет тот факт, что чем больше «расплющен» воздуховод (чем больше разница между значениями А и В), тем менее эффективен этот воздуховод с аэродинамической точки зрения.

Это одна из причин, по которой в вентиляционной технике не рекомендуется применять воздуховоды, в сечении которых одна сторона превышает другую более чем в три раза.

Расчёт мощности нагревания в сети

Температура воздуха, поступающего в помещения, строго регламентируется. К примеру, для жилых сооружений минимальное значение составляет +18°С. Для расчёта мощности используемого нагревательного оборудования необходимо из нормативов узнать минимальное значение температуры той климатической зоны, где расположено здание. Разница этих температур является основным фактором определения мощности нагревательного устройства. При этом, совсем не обязательно использовать максимально мощный калорифер, способный обеспечить нагрев помещения при минимальной внешней температуре. Если вентиляция имеет систему регулировки производительности, то во время максимальной нагрузки на калорифер просто снижается интенсивность подачи воздуха.

Расчёт мощности нагревательного устройства осуществляется по формуле:

Р — расчётная мощность устройства нагрева (рекуператор или калорифер), (кВт);

Δt — разница значений температуры воздуха на входе в систему вентиляции и на подаче в помещение, (°С);

Q — производительность вентиляционной системы, (м³/ч);

τv— объёмная теплоёмкость воздуха, зависит от совокупности значений влажности, температуры и давления, но принимается в качестве коэффициента 0,336 Вт × (ч/м³/°С).

Примеры использования воздуховодов в качестве декоративного элемента помещений

Расчёт скорости воздуха в воздуховоде

При расчёте системы вентиляции один из основных показателей – кратность воздухообмена. Иными словами,какое количество воздушных масс необходимо для комфортного проветривания 1 м³ комнаты за 1 час. В данном случае также можно обратиться к разработочным таблицам, но следует знать, что все показатели в них округлены, поэтому более точные данные получаются при самостоятельных расчётах. Рассчитать кратность воздухообмена можно по формуле:

N = V / W, где

• V – количество свежих воздушных масс, которые поступают в помещение за 60 минут (м³/час);
• W – объём комнаты, м³.

Это следует знать! Комфортная скорость воздухообмена для большинства вентсистем бытового характера равна 3−4 м/с.

Провести аэродинамические расчёты и вычислить скорость перемещения воздуха можно по следующей формуле:

ω = L / 3600 × S, где

• L – объём используемого воздуха за 1 час;
• S – площадь сечения воздуховода.

Нормы воздухообмена для квартиры

Потери давления на местных сопротивлениях

В сети воздуховодов есть места наибольшего сопротивления потоку воздуха: повороты, изгибы, тройники, места изменения сечения на переходниках. Расчёт их аэродинамических потерь производится отдельно, так как каждый тип фасонного изделия имеет индивидуальные коэффициенты сопротивления.

Таблица коэффициентов местного сопротивления (КМС) для различных фасонных изделий

Формула потери давления на каждом участке местного сопротивления с учётом коэффициентов:

где S – скорость, ρ – плотность воздуха.

Важно! Плотность воздуха зависит от его температуры. К примеру, при 20°С плотность воздуха будет составлять 1,2 кг/м³. Данный параметр также берётся из таблиц в соответствующих нормативных источниках.

Общая формула потери давления в фасонных изделиях:

Σξ – сумма параметров местных сопротивлений.

Звуко- и теплоизоляция вентиляционных коробов

Формула расчёта площади воздуховодов

Площадь воздуховодов определяется путём перемножения периметра сечения воздуховода на длину воздуховода:

• S = П·L, где П и L — соответственно, периметр и длина воздуховода в метрах.

Важно помнить о размерности величин в формуле, приведённой выше. Обычно сечение воздуховода задаётся в миллиметрах (например, диаметр 250 или сечение 500×250), а длина — в метрах (например, 5 метров). Но в формулу необходимо подставлять все величины, выраженные в метрах. Причем, предварительно следует вычислить длину периметра сечения воздуховода.

Для упрощения задачи по расчету площади воздуховодов применяют готовые формулы для круглых и прямоугольных воздуховодов.

Рекомендуемые значения скорости воздуха в системе вентиляции, м/с

Квартиры	Офисы	Производственные помещения
Приточные решетки	2.0-2.5	2.0-2.5	2.5-6.0
Магистральные воздуховоды	3.5-5.0	3.5-6.0	6.0-11.0
Ответвления	3.0-5.0	3.0-6.5	4.0-9.0
Воздушные фильтры	1.2-1.5	1.5-1.8	1.5-1.8
Теплообменники	2.2-2.5	2.5-3.0	2.5-3.0

Заключение

При необходимости можно разобраться во всех расчётах, однако, с помощью программы исключается возможность ошибки, которая в процессе эксплуатации будет стоить довольно дорого. В программу достаточно только ввести первичные параметры и через доли секунд анализировать полученные показатели. А также можно обратиться за инженерной помощью в расчёте площади воздуховодов в профессиональные проектные мастерские.

Мы постарались максимально подробно описать весь процесс самостоятельного расчёта, а также рассказали о программных продуктах. В комментариях можно уточнить непонятные моменты, команда нашего журнала с удовольствием на них ответит.

С принципом работы вентиляции можно ознакомиться на видео

Watch this video on YouTube

Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий

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.

Какие данные нужны для расчёта параметров воздуховода

Для расчёта воздуховода следует в первую очередь определить два показателя:

• нормы, установленные для подачи свежих потоков на 1 м² помещения в час или кратность воздухообмена, сведения берут из нормативных источников. По этим данным, зная объём комнаты, можно легко определить значение производительности вентсистемы. Соответственно, объём воздуха рассчитывается путём умножения кратности на объём комнаты;
• по санитарным нормам. В данном случае на каждого постоянно находящегося в помещении человека следует принимать 60 м³, на временно пребывающего – 20 м³.

Эффективность очистки воздуха на производстве зависит от правильных подсчётов

Как рассчитать площадь сечения воздуховода?

Формула расчета площади сечения воздуховода: S (м2) = L / (3600 × V)

• L – воздухообмен в помещении, м3/ч;
• V – скорость потока воздуха, м/с.

Формула расчета стороны прямоугольного воздуховода (при A=B): A (мм) = 1000 × √S
Формула расчета диаметра круглого воздуховода: D (мм) = 1000 × 2 × √(S / 3.14)

Алгоритм расчета сечения воздуховодов

Расчет сечения воздуховодов подразумевает определение размеров воздуховодов в зависимости от расхода пропускаемого воздуха. Он выполняется в 4 этапа:

1. Пересчет расхода воздуха в м3/с
2. Выбор скорости воздуха в воздуховоде
3. Определение площади сечения воздуховода
4. Определение диаметра круглого или ширины и высоты прямоугольного воздуховода.

На первом этапе расчёта воздуховода расход воздуха G, выраженный, как правило, в м3/час, переводится в м3/с. Для этого его необходимо разделить на 3600:

На втором этапе следует задать скорость движения воздуха в воздуховоде. Скорость следует именно задать, а не рассчитать. То есть выбрать ту скорость движения воздуха, которая представляется оптимальной.

Высокая скорость воздуха в воздуховоде позволяет использовать воздуховоды малого сечения. Однако при этом поток воздуха будет шуметь, а аэродинамическое сопротивление воздуховода сильно возрастёт.

Малая скорость воздуха в воздуховоде обеспечивает тихий режим работы системы вентиляции и малое аэродинамическое сопротивление, но делает воздуховоды очень громоздкими.

Для систем общеобменной вентиляции оптимальной скоростью воздуха в воздуховоде считается 4 м/с. Для больших воздуховодов (600×600 мм и более) скорость воздуха может быть повышена до 6 м/с. В системах дымоудаления скорость воздуха может достигать и превышать 10 м/с.

Итак, на втором этапе расчета воздуховодов задаётся скорость движения воздуха v [м/с].

На третьем этапе определяется требуемая площадь сечения воздуховода путем деления расхода воздуха на его скорость:

На четвёртом, заключительном, этапе под полученную площадь сечения воздуховода подбирается его диаметр или длины сторон прямоугольного сечения.

Таблица сечений воздуховодов

В помощь проектировщикам разработано несколько таблиц сечений воздуховодов, которые позволяют быстро подобрать сечение в зависимости от полученной площади.

Пример расчёта воздуховода

В качестве примера рассчитаем сечение воздуховода с расходом воздуха 1000 м3/час:

1. G = 1000/3600 = 0,28 м3/c
2. v = 4 м/с
3. S = 0,28 / 4 = 0,07 м2
4. В случае круглого воздуховода его диаметр составил бы D = корень (4·S/ π) ≈ 0,3 м = 300мм. Ближайший стандартный диаметр воздуховода — 315 мм.

В случае прямоугольного воздуховода необходимо подобрать такие А и В, чтобы их произведение было равно примерно 0,07. При этом рекомендуется, чтобы А и В не отличались друг от друга более чем в три раза, то есть воздуховод 700×100 — не лучший вариант. Более хорошие варианты: 300×250, 350×200.

Что такое эквивалентный диаметр воздуховода

Эквивалентный диаметр прямоугольного воздуховода — это диаметр воображаемого круглого воздуховода, в котором потеря давления на трение была бы равна потере давления на трение в исходном прямоугольном воздуховоде при одинаковой длине обоих воздуховодов.

В книгах и учебниках В. Н. Богословского такой диаметр называется «Эквивалентный по скорости диаметр», в литературе П. Н. Каменева — «Равновеликий диаметр по потерям на трение».

Формула расчёта площади воздуховодов

Площадь воздуховодов определяется путём перемножения периметра сечения воздуховода на длину воздуховода:

• S = П·L, где П и L — соответственно, периметр и длина воздуховода в метрах.

Важно помнить о размерности величин в формуле, приведённой выше. Обычно сечение воздуховода задаётся в миллиметрах (например, диаметр 250 или сечение 500×250), а длина — в метрах (например, 5 метров). Но в формулу необходимо подставлять все величины, выраженные в метрах. Причем, предварительно следует вычислить длину периметра сечения воздуховода.

Для упрощения задачи по расчету площади воздуховодов применяют готовые формулы для круглых и прямоугольных воздуховодов.

Расчет площади круглого воздуховода

Расчет площади круглого воздуховода выполняется по формуле:

• S = π·D·L, где D и L — диаметр и длина воздуховода в метрах.

Например, воздуховод диаметром 250 мм и длиной 5 метров будет иметь следующую площадь:

• S = π·(250/1000)·5 ≈ 4 м2 — это и есть м2 воздуховода (метраж/квадратура).

Расчет площади прямоугольного воздуховода

Расчет площади прямоугольного воздуховода выполняется по формуле:

• S = 2·(A+B)·L, где A и B — длины сторон воздуховода (в метрах), а L — длина воздуховода в метрах.

Например, воздуховод диаметром сечением 500×300 (то есть со сторонами 0,5м и 0,3м) и длиной 10 метров будет иметь следующую площадь:

Расчёт квадратных метров (площади сечения) воздуховода

На размер вентиляционной трубы влияет много факторов:скорость потока,напор на стенки, объём воздуха. Если выполнить расчёты с ошибкой, например, уменьшить сечение магистральной сети, возрастёт скорость воздушных масс, появится шум, увеличится давление и потребление электроэнергии.

Расчёт площади сечения воздуховода рассчитывается по следующей формуле:

• L – расход воздуха, м³/ч;
• ω – скорость движения воздушных потоков, м/с;
• κ – расчётный коэффициент, равный 2,778.

Расчёт скорости воздуха в воздуховоде

При расчёте системы вентиляции один из основных показателей – кратность воздухообмена. Иными словами,какое количество воздушных масс необходимо для комфортного проветривания 1 м³ комнаты за 1 час. В данном случае также можно обратиться к разработочным таблицам, но следует знать, что все показатели в них округлены, поэтому более точные данные получаются при самостоятельных расчётах. Рассчитать кратность воздухообмена можно по формуле:

• V – количество свежих воздушных масс, которые поступают в помещение за 60 минут (м³/час);
• W – объём комнаты, м³.

Это следует знать! Комфортная скорость воздухообмена для большинства вентсистем бытового характера равна 3−4 м/с.

Провести аэродинамические расчёты и вычислить скорость перемещения воздуха можно по следующей формуле:

ω = L / 3600 × S, где

• L – объём используемого воздуха за 1 час;
• S – площадь сечения воздуховода.

Нормы воздухообмена для квартиры

Расчёт сопротивления сети воздуховода

Воздушные потоки при транспортировке по трубам испытывают сопротивление, особенно это касается труб с сечением в виде прямоугольника. Чтобы обеспечить нормальную производительность системы, необходимо подобрать вентилятор соответствующей мощности. Самостоятельно вручную определить эти параметры сложно, в проектной группе все вычисления выполняются при помощи программы.

Это следует знать! Для квартир площадью 50−150 м² стандартные параметры сопротивления воздухоотводящей системы составляют от 75 до 100 Па для скорости потока 3−4 м/с.

На сопротивление не влияет количество комнат, которое обслуживает вентсистема, значение коэффициента зависит от структуры и протяжённости коммуникации.

Скорость потока в прямой зависимости от сопротивления

Потери давления на прямых участках

Для расчёта производительности вентиляционного оборудования можно просто сложить требуемое количество воздушных масс и подобрать модель, которая подходит по этим параметрам. Однако в паспорте на изделие не учтена сеть воздуховодов. Поэтому при подключении его в систему производительность значительно упадёт в зависимости от параметра сопротивления в трубопроводе. Чтобы определить падение давления в системе, необходимо уточнить его снижение на ровных участках, поворотных и соединительных элементах. Падение давления на ровных участках определяется по формуле:

Р = R × L + Еi × V2 × Y / 2, где

• R – удельное потери напора, вызванные силой трения во время перемещения воздуха, Па/м;
• L – длина прямого участка воздуховода, м;
• ω –скорость движения воздуха, м/с
• Y– плотность воздушных масс, кг/м³;
• Еi– сумма потерь напора на местные сопротивления (отводы, переходы, решетки и т.п.), данные можно взять из справочника.

Прямолинейный участок вентиляции

Рекомендуемые значения скорости воздуха в системе вентиляции, м/с

Квартиры	Офисы	Производственные помещения
Приточные решетки	2.0-2.5	2.0-2.5	2.5-6.0
Магистральные воздуховоды	3.5-5.0	3.5-6.0	6.0-11.0
Ответвления	3.0-5.0	3.0-6.5	4.0-9.0
Воздушные фильтры	1.2-1.5	1.5-1.8	1.5-1.8
Теплообменники	2.2-2.5	2.5-3.0	2.5-3.0

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 , 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).

Санитарные требования нормативных документов

Минимальное количество воздуха, подаваемое и удаляемое из комнат коттеджа вентиляционной системой, регламентируется двумя основными документами:

1. «Здания жилые многоквартирные» — СНиП 31-01-2003, пункт 9.
2. «Отопление, вентиляция и кондиционирование» — СП 60.13330.2012, обязательное Приложение «К».

В первом документе изложены санитарно-гигиенические требования к воздухообмену в жилых помещениях многоквартирных домов. Применяется 2 типа размерности – расход воздушной массы по объему за единицу времени (м³/ч) и часовая кратность.

Справка. Кратность воздухообмена выражается цифрой, обозначающей, сколько раз в течение 1 часа полностью обновится воздушная среда помещения.

Проветривание — примитивный способ обновления кислорода в жилище

В зависимости от назначения комнаты приточно-вытяжная вентиляция должна обеспечивать следующий расход либо количество обновлений воздушной смеси (кратность):

• гостиная, детская, спальня – 1 раз в час;
• кухня с электрической плитой – 60 м³/ч;
• санузел, ванная, туалет – 25 м³/ч;
• для топочной с твердотопливным котлом и кухни с газовой плитой требуется кратность 1 плюс 100 м³/ч в период работы оборудования;
• , сжигающим природный газ, — трехкратное обновление плюс объем воздуха, потребного для горения;
• кладовка, гардеробная и прочие подсобные помещения – кратность 0.2;
• сушильная либо постирочная – 90 м³/ч;
• библиотека, рабочий кабинет – 0.5 раз в течение часа.

Примечание. СНиП предусматривает снижение нагрузки на общеобменную вентиляцию при неработающем оборудовании либо отсутствии людей. В жилых помещениях кратность уменьшается до 0.2, технических – до 0.5. Неизменным остается требование к комнатам, где расположены газоиспользующие установки, — ежечасное однократное обновление воздушной среды.

Выброс вредных газов за счет природной тяги — самый дешевый и простой способ обновлять воздух

В п. 9 документа подразумевается, что объем вытяжки равен величине притока. Требования СП 60.13330.2012 несколько проще и зависят от числа людей, находящихся в помещении 2 часа и более:

1. Если на 1 проживающего приходится 20 м² и более площади квартиры, в комнаты обеспечивается свежий приток в объеме 30 м³/ч на 1 чел.
2. Объем приточного воздуха считается по площади, когда на 1 жильца приходится меньше 20 квадратов. Соотношение такое: на 1 м² жилища подается 3 м³ притока.
3. Если в квартире не предусмотрено проветривание (отсутствуют форточки и открывающиеся окна), на каждого проживающего необходимо подать 60 м³/ч чистой смеси независимо от квадратуры.

Перечисленные нормативные требования двух различных документов вовсе не противоречат друг другу. Изначально производительность вентиляционной общеобменной системы рассчитывается по СНиП 31-01-2003 «Жилые здания».

Результаты сверяются с требованиями Свода Правил «Вентиляция и кондиционирование» и при необходимости корректируются. Ниже мы разберем расчетный алгоритм на примере одноэтажного дома, показанного на чертеже.

Возможные ошибки и последствия

Сечение воздуховодов подбирается по таблицам, где указанны унифицированные размеры, зависящие от динамического давления и скорости движения. Часто неопытные проектировщики округляют параметры скорости/давления в меньшую сторону, отсюда следует изменение сечения в меньшую сторону. Это может привести к избыточному шуму или невозможности прохода требуемого объёма воздуха за единицу времени.

Ошибки допускаются и в определение длины отрезка воздуховода. Это ведёт к возможной неточности в подборе оборудования, а также к ошибке в расчёте скорости движения газа.

Пример проекта

Аэродинамическая часть, как и весь проект, требуют профессионального подхода и внимательного отношения к деталям конкретного объекта.