Расчет материала для воздуховодов и фасонных элементов
Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий необходим при их производстве. Он делается для того, чтобы определить количество материала (жести) для изготовления участка трубы или какого-либо фасонного элемента.
Для расчета необходимо использовать лишь формулы из геометрии. Например, для круглого воздуховода находим диаметр окружности, умножением которого на длину участка получим площадь наружной поверхности трубы.
Для изготовления 1 метра трубопровода диаметром 100 мм потребуется: π·D·1=3.14·0.1·1=0.314 м² жести. Также необходимо учитывать от 10-15 мм запаса на соединение. Также рассчитывается и прямоугольный воздуховод.
Расчет фасонных частей воздуховодов осложнен тем, что для него не существует определенных формул, как для круглого или прямоугольного сечения. Для каждого элемента необходимо проводить раскрой и рассчитывать необходимое количество материалов. Это делается на производстве или в жестяных мастерских.
Современные блага цивилизации позволяют обустроить дом по своему желанию, оснастив жилище всеми необходимыми для комфортного проживания предметами, в том числе и сетями снабжения. Можно ли представить современный дом без вентиляционной системы и кондиционера? Сегодня это кажется нереальным, но ведь раньше людям не было известно о таких благах.
От того, насколько правильно спроектирована система вентиляции, зависит ее дальнейшее функционирование. Здесь важна каждая деталь. Ведь при допущении даже небольшой ошибки система может дать сбой и, к примеру, вместо холодного воздуха гнать внутрь помещения горячий. Система вентиляции состоит из множества элементов, которые соединяются между собой специальными деталями и фасонными изделиями.
Главный фактор, влияющий на производительность вентиляционной системы, — правильность проектирования. Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий необходим для слаженной работы всей системы. Проведение вычислений — дело трудоемкое и требующее определенных затрат. Хотя сегодня этот процесс легко провести с применением специальных формул или целых компьютерных программ.
Расчет площади воздуховодов и фасонных изделий согласно формуле выглядит следующим образом:
- Sc — площадь сечения;
- L — расход циркулируемого потока;
- V — скорость потока в определенном месте (м/с);
- 2,778 — фиксированное значение (коэффициент).
Расчет нормального воздухообмена для эффективной вентиляции квартиры или дома
Итак, при нормальной работе вентиляции в течение часа воздух в помещениях должен постоянно меняться. Действующими руководящими документами (СНиП и СанПиН) установлены нормы притока свежего воздуха в каждое из помещений жилой зоны квартиры, а также минимальные объемы его вытяжки через каналы, расположенные на кухне, в ванной в санузле, иногда – и в некоторых других специальных помещениях.
Эти нормативы, опубликованные в нескольких документах, для удобства читателя объединены в одну таблицу, показанную ниже:
Тип помещения | Минимальные нормы воздухообмена (кратность в час или кубометров в час) | |
---|---|---|
ПРИТОК | ВЫТЯЖКА | |
Требования по Своду Правил СП 55.13330.2011 к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома» | ||
Жилые помещения с постоянным пребыванием людей | Не менее однократного обмена объема в течение часа | – |
Кухня | – | 60 м³/час |
Ванная, туалет | – | 25 м³/час |
Остальные помещения | Не менее 0,2 объема в течение часа | |
Требования по Своду Правил СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» | ||
Минимальный расход наружного воздуха на одного человека: жилые помещения с постоянным пребыванием людей, в условиях естественного проветривания: | ||
При общей жилой площади более 20 м² на человека | 30 м³/час, но при этом не менее 0,35 от общего объема воздухообмена квартиры в час | |
При общей жилой площади менее 20 м² на человека | 3 м³/час на каждый 1 м² площади помещения | |
Требования по Своду Правил СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» | ||
Спальная, детская, гостиная | Однократный обмен объема в час | |
Кабинет, библиотека | 0,5 от объема в час | |
Бельевая, кладовка, гардеробная | 0,2 от объема в час | |
Домашний спортзал, биллиардная | 80 м³/час | |
Кухня с электрической плитой | 60 м³/час | |
Помещения с газовым оборудованием | Однократный обмен + 100 м³/час на газовую плиту | |
Помещение с твёрдотопливным котлом или печью | Однократный обмен + 100 м³/час на котел или печь | |
Домашняя прачечная, сушилка, гладильная | 90 м³/час | |
Душевая, ванная, туалет или совмещенный санузел | 25 м³/час | |
Домашняя сауна | 10 м³/час на каждого человека |
Пытливый читатель наверняка заметит, что нормативы по разным документам несколько отличаются. Причем, в одном случае нормы устанавливаются исключительно по размерам (объему) помещения, а другом – по количеству людей постоянно пребывающих в этом помещении. (Под понятием постоянного пребывания имеется в виду нахождение в комнате 2 часа и более).
Поэтому при проведении расчетов вычисления минимального объема воздухообмена желательно проводить по всем доступным нормативам. А затем – выбрать результат с максимальным показателем – тогда ошибки точно не будет.
Провести быстро и точно расчет притока воздуха для всех помещений квартиры или дома поможет первый предлагаемый калькулятор.
Калькулятор расчета требуемых объемов притока воздуха для нормальной вентиляции
Как видите, калькулятор позволяет провести вычисления и от объёмов помещений, и от количества постоянно пребывающих в них людей. Повторимся, желательно провести оба расчета, а затем выбрать из двух получившихся результатов, если они будут различаться, максимальный.
Проще будет действовать, если заранее составить небольшую таблицу, в которой перечислены все помещения квартиры или дома. А затем в нее вносить полученные значения притока воздуха – для комнат жилой зоны, и вытяжки – для помещений, где предусмотрены вытяжные вентиляционные каналы.
К примеру, это может выглядеть так:
Помещение и его площадь | Нормы притока | Нормы вытяжки | ||
---|---|---|---|---|
1 способ – по объему комнаты | 2 способ – по количеству людей | 1 способ | 2 способ | |
Гостиная, 18 м² | 50 | – | – | |
Спальная, 14 м² | 39 | – | – | |
Детская, 15 м² | 42 | – | – | |
Кабинет, 10 м² | 14 | – | – | |
Кухня с газовой плитой, 9 м² | – | – | 60 | |
Санузел | – | – | – | |
Ванная | – | – | – | |
Гардероб-кладовая, 4 м² | – | |||
Суммарное значение | 177 | |||
Принимаемое общее значение воздухообмена |
Затем суммируются максимальные значения (они в таблице для наглядности выделены подчёркиванием), отдельно для притока и для вытяжки воздуха. А так как при работе вентиляции должно соблюдаться равновесие, то есть сколько воздуха в единицу времени поступило в помещения – столько же должно и выйти, итоговым выбирается также максимальное значение из полученных двух суммарных. В приведенном примере – это 240 м³/час.
Этот значение и должно быть показателем суммарной производительности вентиляции в доме или квартире.
Расчет воздухообмена
движение потоков воздуха при разных схемах вентиляции
Если в помещении нет ядовитых выделений или их объем находится в допустимых пределах, воздухообмен или нагрузка на вентиляцию рассчитывается по формуле:
R=n * R1,
здесь R1 — потребность в воздухе одного сотрудника, в куб.м\час, n — количество постоянных сотрудников в помещении.
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\(k2-k1),
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=Gизб\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 диффузоров и решеток
диффузор в промышленной вентиляции 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 габаритов воздухопровода
Сначала необходимо определиться с количеством приточного или вытяжного воздуха, которое требуется доставить по каналу в помещение. Когда эта величина известна, площадь сечения (м2) рассчитывают по формуле:
S = L / 3600ϑ
Установка воздуховода.
В этой формуле:
- ϑ – скорость воздуха в канале, м/с;
- L – расход воздуха, м3/ч;
- S – площадь поперечного сечения канала, м2;
Для того чтобы связать единицы времени (секунды и часы), в расчете присутствует число 3600.
Диаметр воздуховода круглого сечения в метрах можно высчитать исходя из площади его сечения по формуле:
S = π D2 / 4, D2 = 4S / π, где D – величина диаметра канала, м.
Схема вентиляции частного дома.
Порядок расчета размера воздухопровода следующий:
- Зная расход воздуха на данном участке, определяют скорость его движения в зависимости от назначения канала. В качестве примера можно принять L = 10 000 м3/ч и скорость 8 м/с, так как ветка системы – магистральная.
- Вычисляют площадь сечения: 10 000 / 3600 х 8 = 0.347 м2, диаметр будет – 0,665 м.
- По нормали принимают ближайший из двух размеров, обычно берут тот, который больше. Рядом с 665 мм есть диаметры 630 мм и 710 мм, следует взять 710 мм.
- В обратном порядке производят расчет действительной скорости воздушной смеси в воздухопроводе для дальнейшего определения мощности вентилятора. В данном случае сечение будет: (3.14 х 0.712 / 4) = 0.4 м2, а реальная скорость – 10 000 / 3600 х 0.4 = 6.95 м/с.
- В том случае если необходимо проложить канал прямоугольной формы, его габариты подбирают по рассчитанной площади сечения, эквивалентного круглому. То есть высчитывают ширину и высоту трубопровода так, чтобы площадь равнялась 0.347 м2 в данном случае. Это может быть вариант 700 мм х 500 мм или 650 мм х 550 мм. Такие воздухопроводы монтируют в стесненных условиях, когда место для прокладки ограничено технологическим оборудованием или другими инженерными сетями.
Расчет по кратности
Воздухообмен за кратностью определяется по формуле:
Lk=k•V (м3/час),
где k – нормированная кратность воздухообмена;
V- объем помещения, м3.
Показатель k для разных помещений и подробности расчета по кратности представлены выше.
Таблица кратностей воздухообмена:
Бытовые помещения | Кратность воздухообмена | |
Жилая комната (в квартире или общежитии) | 3 м3/ч на 1м2 жилых помещений | |
Кухня квартиры или общежития | 6-8 | |
Ванная комната | 7-9 | |
Душевая | 7-9 | |
Туалет | 8-10 | |
Прачечная (бытовая) | 7 | |
Гардеробная комната | 1,5 | |
Кладовая | 1 | |
Гараж | 4-8 | |
Погреб | 4-6 |
Промышленные помещения и помещения большого объема | Кратность воздухообмена | |
Театр, кинозал, конференц-зал | 20-40 м3 на чел. | |
Офисное помещение | 5-7 | |
Банк | 2-4 | |
Ресторан | 8-10 | |
Бар, кафе, пивной зал, бильярдная | 9-11 | |
Кухонное помещение в кафе, ресторане | 10-15 | |
Универсальный магазин | 1,5-3 | |
Аптека (торговый зал) | 3 | |
Гараж и авторемонтная мастерская | 6-8 | |
Туалет (общественный) | 10-12 (или 100 м3 на 1 унитаз) | |
Танцевальный зал, дискотека | 8-10 | |
Комната для курения | 10 | |
Серверная | 5-10 | |
Спортивный зал | Не менее 80 м3 на 1 занимающегося и не менее 20 м3 на 1 зрителя | |
Парикмахерская (до 5 рабочих мест) | 2 | |
Парикмахерская (более 5 рабочих мест) | 3 | |
Склад | 1-2 | |
Прачечная | 10-13 | |
Бассейн | 10-20 | |
Промышленный красильный цех | 25-40 | |
Механическая мастерская | 3-5 | |
Школьный класс | 3-8 |
Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции
В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.
Расчет площади сечения воздуховодов
После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.
Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.
При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.
Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.
Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
Sс = L * 2,778 / V, где
Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;
L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;
V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;
2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).
Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.
Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:
S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,
S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где
S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;
D — диаметр круглого воздуховода, мм;
A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.
Расчет сопротивления сети воздуховодов
После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.
Для расчета сопротивления участка сети используется формула:
Где R – удельные потери давления на трение на участках сети
L – длина участка воздуховода (8 м)
Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода
V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)
Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).
Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.
В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:
Наши услуги
В нашей компании вы можете заказать отдельный проект на систему промышленной вентиляции, либо на любые другие виды строительных работ. Мы предлагаем:
- подготовку проектной документации на все типы объектов, от производств до торговых центров;
- помощь в обязательных согласованиях через надзорные и контролирующие ведомства;
- услуги по обследованию зданий, помещений, систем жизнедеятельности объекта;
- подготовка заключений о техническом состоянии объекта, его систем.
Условия сотрудничества вы можете уточнить у наших экспертов. Ориентировочные цены за некоторые услуги и работы смотрите в таблице ниже.
№ п/п | Услуга, документ | Предварительная стоимость |
1 | Разработка проекта промышленной вентиляции | от 30 000 руб. |
2 | Сопровождение согласований проекта | от 10 000 руб. |
3 | Обследования, инженерные изыскания | от 25 000 руб. |
4 | Оформление документов для кадастрового учета | от 10 000 руб. |
5 | Проектирование на все виды строительных работ и объектов | от 20000 руб. |
Очередность расчётов систем вентиляции
При определении противодействия движению воздуха принимается во внимание форма и свойства материала вентиляционных каналов, их суммарная длина, кинематическая схема, наличие разветвлений. Также выполняются дополнительные расчёты теплопотерь для сохранения благоприятных микроклиматических условий и сокращения расходов на обслуживание помещения в зимнее время
Площадь сечения рассчитывается согласно данным аэродинамического расчета воздуховодов. Учитывая полученные значения, выполняется:
- выбор наиболее приемлемого размера поперечного сечения вентиляционного канала в зависимости от скорости перемещения потока воздуха;
- установление максимально возможного снижения давления в вентиляционной системе.
Как рассчитать площадь воздуховодов через программу, вы увидите в этом видео:
Расчет квадратуры воздуховодов выполняется с помощью формул, но проще воспользоваться онлайн-калькулятором площади воздуховодов и фасонных изделий. В него уже включены все требуемые формулы и порядок вычислений. Другая положительная сторона программы расчета площади воздуховодов — это невозможность допустить ошибку по вине человека.
Явный плюс использования онлайн калькулятора – исключение человеческой ошибки
Чтобы корректно рассчитать площадь воздуховода с использованием формул, необходимо в первую очередь определить сечение фасонных частей. Чаще всего они выполняются круглой (реже в форме эллипса), квадратной или прямоугольной формы.
Места вытяжки
Вытяжные каналы отводят на улицу отработанный воздух, лишнюю влагу, запахи. Места оттока при естественной вентиляции частного дома оборудуются на кухне, в ванной, с/у, при необходимости и в других помещениях. Размещаются воздухозаборные решетки на высоте от 0 до 25 см от потолка.
Для кухонной вытяжки отводится отдельная шахта, которая не учитывается в общих расчетах (включается временно). Если канал единственный, то оборудование подключается через тройник с обратным клапаном. Лопасти открываются, когда вытяжка отключена, тогда помещение проветривается. Шахта считается рабочей, но при расчетах отнимается ее увеличенное сопротивление.
Несколько каналов могут объединяться в один только с установкой вентилятора выше всех примыканий, без него запахи будут перетекать между помещениями. По той же причине организуется индивидуальный приток/отток в технических помещениях (подвал, гараж, топочная). Двери закрываются герметично, чтобы потоки не смешивались с домашним воздухообменом.
Расчет системы вентиляции
При установке системы вентиляции нужно определить, сколько воздуха необходимо выводить из помещения и подавать. В профессиональной сфере это называется воздухообменом.
В зависимости от этого показателя устанавливаются трубопроводы вентиляционной системы различных размеров.
Существует несколько способов расчета воздухообмена, учитывающих теплообмен, загрязнения и другие параметры. Для использования таких методов нужны специальные знания.
Наиболее простым способом является расчет по кратностям. Все параметры, необходимые для вычислений, указаны в СНиП и ГОСТ.
Кратность – это параметр, показывающий, сколько раз произошла смена воздуха в помещении за 1 час. Например, кратность, равная 2 означает, что весь отработанный воздух ушел, а на его место пришел свежий, и такая замена произошла 2 раза за 1 час.
Каждый тип помещения имеет свой показатель кратности, который указан в таблицах СНиП и ГОСТ.
Воздухообмен вычисляется по формуле:
L = n × V (м3/ч)
n – кратность (/ч);
V – объем помещения (м3).
Если нет возможности получить показатель кратности для данного помещения, можно воспользоваться требованиями СНиП к минимальному расходу наружного воздуха на 1 человека (м3/час) (ссылка).
Для жилых помещений площадью до 20 м2 воздухообмен составит 1 м3/ч на 1 м2.
После вычисления воздухообмена необходимо определиться со значением скорости потока воздуха в канале вентиляции. В вентиляционных системах естественного типа средняя скорость составляет 1 м/с и может достигать 2 м/с в магистральном воздуховоде.
В системе принудительной вентиляции скорость значительно больше и зависит от мощности вентилятора.
Существуют нормативы по скорости воздуха для разных участков системы принудительной вентиляции:
Важно знать! Большая скорость воздуха в канале вызывает шум, который может доставлять дискомфорт.
На основе воздухообмена и скорости воздушного потока определяется важная характеристика канала вентиляции – размер сечения.
Планировка и расчет каналов
Сечение воздуховодов зависит от системы вентиляции и объема воздуха, который нужно обслужить. Параметры можно взять из таблицы, принимая за скорость естественной тяги значение 1-2 м/с, механической – 3-5 м/с:
Таблица 2 – подбор сечения воздуховода
Пример расчёта сечения воздуховода: 450 м3/час отводятся четырьмя каналами. Соответственно на каждый приходится 450/4=115 м3/час. Используя таблицу, представленную выше, получаем, что при скорости 2 м/с достаточно трубы Ø140 мм.
Хорошая естественная тяга идет только по вертикальным шахтам (допускается отклонение на 30° длиной до метра). Сужения, врезки замедляют поток, горизонтальные участки его практически останавливают. Механическое продвижение дает стабильную равномерную тягу, где все озвученные нюансы просто учитываются при выборе мощности вентилятора.
Расчет скорости воздуха в воздуховоде
ВоздуховодыОнлайн калькулятор расчета воздуховодов для вентиляции | Расчетвоздуховодов | |||
Онлайн калькулятор расчёта эквивалентного сечения прямоугольного воздуховода и пропускной способности воздуховода:
Определение оптимальной скорости движения воздуха в воздуховоде
Для прямоугольного или квадратного сечения воздуховода сначала необходимо по калькулятору эквивалентного сечения перевести в круглое сечение. Второй калькулятор (определение допустимого расхода воздуха) позволяет вычислить расход по оптимальной скорости воздуха в воздуховоде, либо по технически необходимой скорости. Системы вентиляции для помещений с высокий уровнем комфорта должны обеспечивать движение воздуха в диапазоне 3-5 метров в секунду, технические или магистральные воздуховоды в подсобных помещениях могут проектироваться под 6-8 метров в секунду. Это допустимо, но приводит к появлению избыточного шума.
г. Ядрин, Республика Чувашия Производство станков “Аксиома” и запорной арматуры высокого давления по вопросам приобретения: электронная почта на официальном сайте “Станки Аксиома” сделано в России |
. |