Перед установкой вентиляционной коммуникации необходимо провести расчет площади воздуховодов и фасонных изделий. От этого мероприятия зависит производительность системы, поэтому все вычисления требуют серьезного подхода. На сегодняшний день существует два основных способа, позволяющих рассчитать все необходимые значения будущей воздухоносной конструкции. О них в этой статье расскажет мастер сантехник.
Для чего нужен расчет площади воздуховодов и фасонных изделий
Вентиляционная коммуникация – это сложная конструкция, которая включает в себя не только трубы, но и большое количество вспомогательных соединительных элементов. Особенности расчета и выбора воздуховодов зависят от их типа и материала, из которого они изготовлены. Последняя характеристика обуславливает нюансы, возникающие при движении воздуха и особенности взаимодействия лавины воздуха со стенками.
Воздуховоды бывают:
По геометрии сечения изготавливают воздуховоды круглые, прямоугольные, овальные. Последние не столь популярны, как два первых.
Даже если имеется самый правильный проект вентиляционной системы, ошибка в подборе сечений воздуховодов может привести к нарушению циркуляции воздуха. Следствием ошибок в расчетах будет повышенная влажность, а дальше плесень и грибок в помещении.
Без правильного расчета площади всех деталей невозможно подобрать подходящие элементы вентиляционного комплекса. От этого параметра зависит:
Скорость протекания воздушной массы и ее объем;
Степень герметичности соединений;
Шумность вентиляционной системы;
Электропотребление.
Вычисления, выполненные правильно, дадут возможность сэкономить средства, поскольку количество материала будет определено точно. Но помимо экономических вопросов, главными являются все-таки параметры вентиляции, обеспечивающие комфортные условия жизнедеятельности людей.
Общие сведения для вычисления площади сечения
Площадь труб для воздуховода рассчитывают по разным значениям:
На соответствие санитарно-гигиеническим параметрам (СанПиН);
По количеству проживающих;
По площади комнат.
Результат можно получить как для отдельного помещения, так и для дома в целом. Для расчета есть специальные программы с заложенными в них алгоритмами. Еще один вариант расчета — использование формул.
Площадь сечения воздуховодов при их проектировании выбирается так, чтобы воздух по всех длине двигался с примерно одинаковой скоростью. По всей протяженности системы количество воздуха разное, поэтому площадь сечения воздуховода должна изменяться в большую сторону с ростом объема воздушной массы.
Обратите внимание! Если рассматривать вытяжную вентиляцию, то квадратура сечения растет по мере приближения к вентилятору. Только так можно гарантировать более-менее одинаковую скорость массы воздуха на всем протяжении воздухопровода
С ростом круглого сечения уменьшается скорость потока воздуха. Снизится при этом и аэродинамический шум. Минус таких воздуховодов в громоздкости конструкции, из-за чего невозможна их установка в пространство между черновым и навесным потолком, а также в увеличенной стоимости.
Если такой возможности нет, можно отдать предпочтение прямоугольной геометрии, поскольку высота прямоугольного сечения меньше. С другой стороны круглые изделия легче устанавливать, да и свои эксплуатационные преимущества у них имеются.
Поскольку круглые воздуховоды не всегда можно вписать в интерьер, а более эстетичные прямоугольные дорогие, как альтернативу, стоит рассмотреть овальные изделия. Они и эргономичны, и эффективны.
Выбор того или иного варианта зависит от приоритетов пользователя. Если во главе угла экономия электроэнергии, минимальный шум и есть все возможности монтажа габаритной сети, лучший выбор — круглая форма воздуховода.
Этапы выполнения расчета
Расчетные работы состоят из нескольких этапов:
Составления общей схемы системы вентиляции. Здесь должны быть отмечены длины прямых участков, поворотные части и их тип, места изменения сечения;
Выбора кратности воздухообмена, идентичного санитарно-гигиеническим требованиям;
Расчета скорости движения масс воздуха по трубопроводу. Зависит этот параметр от вида вентиляции, а она может быть естественной или принудительной;
Расчета площади воздуховодов и других параметров.
Существует много программ для выполнения подобных расчетов.
Обратите внимание! Вычисления при помощи формул для сложной системы — задача непростая. Для дома небольших габаритов подсчет площади отдельных элементов, сечения воздуховодов вполне возможен
Расчет сечения воздуховода
Выражение, используемое для расчета квадратуры фасонных элементов и воздуховодов, выглядит так:
Sc = (L х 2.778) : V
где:
Sc — площадь в поперечном разрезе;
L — расход потока воздуха, циркулирующего в системе;
2.778 — коэффициент, согласовывающий различные размерности;
V — скорость воздушной лавины в конкретном месте, измеряется в метрах за секунду.
Итогом расчета будет величина, измеряющаяся в см².
Есть и альтернативная формула:
S = L : k × V
Коэффициент К в этом случае равен 3600.
Определение фактической площади воздуховода
Регулярную площадь вентиляции для круглых вентканалов высчитывают по формуле:
S = (π x D2) : 400
где:
S — фактическая площадь;
D — диаметр.
Для трубопроводов прямоугольного сечения:
S = (А х В) : 100
где:
S — фактическая площадь;
D — диаметр;
А — высота воздуховода;
В — ширина конструкции.
Площадь сечения для трубы с овальным сечением высчитывают по формуле:
S = π × А × В : 4
где:
А — больший диаметр овала;
В — меньший диаметр соответственно.
Есть и другие формулы для высчитывания площади воздуховода.
Используя такой нормативный документ, как СНиП, можно сравнить размеры сечений воздуховодов с требуемыми показателями. Таким образом, подходящий размер воздушного трубопровода определяется еще проще.
Некоторые производители в описании воздуховодов дают номограммы. Есть они и в нормативной литературе.
Номограмма для металлического воздуховода с сечением в форме круга. Значения из нее подставляют в формулу. Все гибкие воздуховоды дополняют такими схемами
Из номограмм можно взять значение площади сечения. Оно приблизительное, но для создания системы с минимальным уровнем шума.
Чтобы найти размеры воздуховода для определенного ответвления трубопровода, по которому транспортируется заданный объем воздуха, нужно выполнить следующие действия:
Определить на номограмме точку пересечения объема воздуха, перемещаемого за 1 час и линии наибольшей скорости для расчетного участка;
Рядом с этой точкой найти значение наиболее подходящего диаметра.
Кроме этого, имея номограмму, можно не только облегчить расчет сечения воздуховодов и фасонных частей, но и конкретизировать потери давления на отрезке воздушной магистрали при установленной скорости.
Номограмму применять необязательно, можно определить нужную площадь сечения в зависимости от скорости воздушной массы.
Расчет скорости воздуха
Используя формулы или специальные таблицы, вычисляют скорость воздуховода. Ключевым параметром здесь является показатель кратности, определяющий объем воздуха, при котором происходит полноценное проветривание помещения объемом 1 м3 в течение 1 часа.
Специалисты рекомендуют для определения показателя кратности исследовать конкретные условия на действующих промышленных объектах, по которым есть фактические данные о выделении газов, токсических паров и др.
Для упрощения расчетов существуют специальные таблицы, откуда можно взять готовое значение показателя кратности, но нужно иметь в виду, что в них приводят округленные параметры.
Формула для вычисления кратности выглядит так:
N = V : W
где:
N — искомая кратность;
V — объем свежей воздушной массы, поступающей в помещение в течение часа;
W — объем комнаты.
Единица кратности — число раз/час, V измеряется в мᶾ/ч, объем — в мᶾ.
Рассмотрим конкретный пример определения необходимого количества воздуха по кратности.
Имеется жилая комната объемом 22 мᶾ. Для нее потребуется воздуха: L = 22 х 6 = 132 м3, здесь 6 — кратность воздухообмена, взятая из таблицы.
Скорость перемещения массы (V) измеряют в м/с и определяют по формуле:
V=L : 3600 х S
где:
L — используемый воздух (мᶾ/ч);
S — площадь воздуховода в разрезе (мᶾ).
Дополнительно еще 2 параметра влияют на скорость перемещения воздуха: уровень шума, коэффициент вибрации. При проектировании системы их нужно обязательно учитывать.
Определение потерь давления после расчета площади воздуховодов
После расчета площади труб, скорости воздуха и сопротивления в инженерной конструкции появляется возможность несложного вычисления потерь давления. Этот показатель влияет на выбор мощности вентилятора. Исчисляется он в паскалях (Па). Для его расчета можно воспользоваться следующей формулой:
P = R х L + Ei х V2 х Y/2
где:
R – удельное снижение давления из-за трения, возникающего в процессе взаимодействия воздушных потоков со стенками канала (Па/м);
L – длина участка воздушно-транспортной коммуникации (м);
V – скорость движения воздушных масс в том месте системы, для которого производится расчет (м/с);
Y – плотность воздуха (кг/м³);
Ei – числовой показатель местных потерь давления в сумме.
Потерю давления на трение (R) можно без труда определить, воспользовавшись профильной справочной литературой. Коэффициент Ei находится в прямой зависимости от характеристик участка, для которого производится вычисление.
Пример расчета для небольшого коттеджа
Для расчета взят коттедж с внутренней площадью 108,8 м2 и высотой от пола до перекрытия 3 м. Внутри имеется гостиная, спальня, детская, кухня, санузел. Показатель кратности принимаем равным 1.
Обратите внимание! Вентиляционная система позволяет избавить помещение от примесей, приносящих вред здоровью — потенциально опасных и провоцирующих аллергические реакции, ухудшить самочувствие
Сначала рассчитывают количество удаленного и поступаемого воздуха в целом на здание.
Применяют для этого методику СНиП:
Поскольку спальня и гостиная одинаковые по площади, количество удаленного воздуха из них равно 21 х 3 х 1 = 63 мᶾ/ч.
Для детской — 24 х 3 х 1 = 72 мᶾ/ч.
Для кухни — 22 х 3 х 1 + 100 = 166 мᶾ/ч.
Для санузла — 10 х 3 х 1 = 30 мᶾ/ч.
В итоге: 63 х 2 + 48 + 166 + 30 = 394 мᶾ/ч.
Коридор и прихожую в расчет не брали. 100 мᶾ — это тот объем, что уходит через вытяжку на кухне.
Правильное распределение потоков воздуха в доме также очень важный момент. В постройках такого типа обычно устраивают систему естественной вентиляции. Принудительный элемент здесь все-таки присутствует — кухонная вытяжка.
Далее определяют диаметры вентиляционных каналов. Так как 100 м3 удаляет вытяжка принудительно, то остается распределить оставшиеся 294 м3. Они уйдут естественным образом через 2 шахты. На каждую придется: 294 : 2 = 147 мᶾ.
Поскольку в шахтах естественной вентиляции скорость воздуха колеблется в пределах от 0,5 до 1,5 м/с, обычно в расчетах берут среднее значение — 1 м/с. Подставив известные величины в формулу S = L : k × V, находят: S = 147 : 3600 х 1 = 0,0408 м².
Продолжить чтение вы сможете по ссылке:
vamehrrels
dmavast
