Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий производится до монтажа вентиляционной коммуникации. От правильности их выполнения зависит эффективность работы всей системы вентиляции. На практике опытные мастера используют два основных способа измерений: по формуле и с помощью онлайн-калькулятора. Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий – дело трудоёмкое и ответственное. Редакция онлайн-журнала 365NEWS специально для своих читателей подготовила обзор на эту тему, используя все современные возможности и знания опытных мастеров. В этой статье вы найдёте полезные рекомендации для расчёта данных, а также удобный онлайн-калькулятор.
Содержание статьи
- 1 Зачем нужен расчёт площади воздуховода и фасонных частей
- 2 Какие данные нужны для расчёта параметров воздуховода
- 3 Как рассчитать площадь воздуховода по формулам
- 4 Расчёт площади фасонных частей воздуховода
- 5 Расчёт квадратных метров (площади сечения) воздуховода
- 6 Расчёт скорости воздуха в воздуховоде
- 7 Расчёт сопротивления сети воздуховода
- 8 Потери давления на прямых участках
- 9 Потери давления на местных сопротивлениях
- 10 Расчёт материалов для воздуховода и фасонных частей
- 11 Расчёт мощности нагревателя в сети
- 12 Заключение
Зачем нужен расчёт площади воздуховода и фасонных частей
Вентиляционный комплекс состоит из разных элементов. Чтобы правильно подобрать все детали, необходимо рассчитать их площадь, на которую влияют следующие параметры:
- объём и скорость воздушных масс;
- герметичность соединений;
- шум по время эксплуатации вентиляционной системы;
- потребление электроэнергии.
Это важно! Благодаря правильно выполненным расчётам можно определить оптимальное количество фасонных частей для организации системы вентилирования для конкретного помещения. Это предупредит ненужные траты на приобретение элементов, которые впоследствии не подойдут.
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.
Как рассчитать площадь воздуховода по формулам
Основная задача вентиляционной системы – улучшение микроклимата в помещении и очищение воздушных масс путём удаления отработанного воздуха наружу. Для качественной производительности в первую очередь необходимо выполнить проектные работы и рассчитать квадратуру воздуховодов. Во время планирования также будет определена форма труб, количество элементов, необходимых для соединения участков, размер сечения.
Расчёты можно выполнить двумя способами:
- самостоятельно при помощи формул;
- с помощью онлайн-калькулятора.
Первый случай − это самый сложный вариант, важно понимать все значения, которые используются в подсчётах. Для онлайн-калькулятора достаточно ввести исходные данные, программный комплекс самостоятельно выполнит все расчёты. Один из основных параметров для проектирования воздуховода и фасонных элементов – его конструкция. Можно подобрать трубы прямоугольного или круглого сечения. Пропускная способность круглых изделий значительно выше, чем у прямоугольных.
Как посчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения
Чтобы правильно рассчитать площадь изделия прямоугольного сечения, необходимо знать два параметра:
- наименьшее количество перемещаемых воздушных масс;
- скорость транспортировки воздуха.
Это следует знать! Площадь сечения влияет на скорость движения воздуха по вентканалу, это обратная зависимость:чем больше площадь сечения, тем ниже скорость транспортировки.
А также ещё несколько параметров напрямую зависит от размеров сечения:
- чем больше сечение, тем с меньшим шумом двигаются потоки;
- соответственно, снижаются затраты на электрическую энергию.
С другой стороны,на такую систему потребуется больше материала, соответственно, и стоимость будет намного выше. Благодаря расчётной формуле можно определить фактическую площадь сечения воздуховода:
S = А × В / 100, где
- А и В – соответственно, высота и ширина сечения.
Это не единственные формулы, с помощью которых можно рассчитать площадь сечения в виде прямоугольника. Важно анализировать данные и применять только максимально проверенные показатели.
Как рассчитать площадь сечения круглого воздуховода
Воздуховод с сечением в виде круга не вызывает сложности при монтаже и обладает отличной пропускной способностью воздушных потоков, так как внутреннее сопротивление сведено к минимуму. Выбирать форму коммуникаций следует из личных предпочтений потребителей и внешнего оформления помещения.
Это следует знать! Важно с целью экономии материала спланировать систему вентиляции минимальной длины, но при этом она должна выполнять возложенные на неё задачи.
Фактическая площадь рассчитывается следующим образом:
S = π × D²/400, где:
- π – константа, равная 3,14;
- D – длина элемента.
Разработаны специальные методики, например, СНиПы, в которых сравнивают расчётные фактические площади с необходимыми показателями. С их помощью можно легко подобрать оптимальный размер коммуникации.
Во время проведения расчётов нужно учитывать следующие факторы:
- площадь сечения для прямых отрезков воздуховода следует рассчитывать отдельно;
- обязательно следует учитывать сопротивление, которое будет оказываться на воздушные массы во время их транспортировки;
- проектирование должно начинаться от центральной магистрали.
Если скорость транспортировки воздушного потока превышает требуемые значения, а это напрямую влияет на шум во время эксплуатации, необходимо дополнительно приобрести специальные шумоглушители или увеличить сечение фланцевого элемента центрального канала.
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.
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. |
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.
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.
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.
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.
Потери давления на местных сопротивлениях
Для расчёта потерь на поворотных элементах необходимо в первую очередь определить все участки, которые будут мешать прямому движению потоков. Можно использовать формулу, но все данные в зависимости от элемента воздуховода и материала изготовления уже определены и являются справочной информацией. Так, постепенно участок за участком следует пройти по всей его длине, затем сложить все показатели. Нельзя забывать и об отрезке, который находится за вентилятором, ведь на отвод потоков также должно хватать напора.
Расчёт материалов для воздуховода и фасонных частей
Чтобы подобрать размеры и элементы конструкции, например, тройники, отводы, переходы, нет необходимости выполнять это вручную, тем более что номенклатура довольно большая. Всё можно сделать в специальной программе, в том числе и площадь фасонных частей воздуховодов, для этого нужно всего лишь ввести первичные данные. Результат готов будет через несколько секунд.А также можно при необходимости воспользоваться табличной формой эквивалентных сечений воздуховодов круглого диаметра, в которых снижение напора на трение равно снижению давления в сечениях прямоугольной формы.
Расчёт мощности нагревателя в сети
Для расчёта приточной вентиляционной системы необходимо в первую очередь учесть мощность нагревателя, подогревающего входящие массы в прохладное время года. По утверждённым нормам температура потока, который попадает в комнату, должна быть не менее 18°C, показатели наружного воздуха зависят от месторасположения региона. В современном оборудовании есть возможность регулировать скорость циркуляции воздушных масс, таким образом, можно сэкономить в зимнее время электроэнергию. Перед выбором модели температуру нагрева воздуха, который поступает снаружи, рассчитывают по формуле:
ΔТ = 2,98 × Р / L, где
- Р – мощность оборудования, Вт;
- L – расход воздушных масс.
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:
