Как посчитать квадратуру воздуховодов формула

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий, аэродинамических и других показателей

Основным параметром, характеризующим эффективность вентиляционной системы, является расход воздуха. Его определяют как сумму значений на отдельных участках воздуховодов со стабильным расходом, ограниченных ответвлениями или заслонками. На каждом таком участке осуществляется расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий. При определении формы вентканалов и их квадратуры основным параметром является скорость воздушного потока. Её указывают в нормативах и строительных правилах (СП). Для магистральных трубопроводов она не должна превышать 8 м/с, для ответвлений – не более 5 м/с. А в месте поступления в помещение скорость ограничена до 3 м/с.

Зачем нужен расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий?

Определение квадратуры воздуховодов необходимо для создания эффективно функционирующей вентиляционной системы и оптимизации её характеристик:

Кроме того, расчёт должен обеспечивать целый перечень дополнительных эксплуатационных характеристик. К примеру, надлежащий температурный режим в помещении. То есть вентиляционная система должна удалять избыток тепла и влажности или минимизировать теплопотери. При этом максимальная/минимальная температура и скорость поступающего в помещение воздуха приводятся к соответствующим нормативам.

Регулируются и качественные параметры поступающего воздуха, а именно: его химический состав, количество взвешенных частиц, наличие и концентрация взрывоопасных элементов и т.п.

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:

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):

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 площади фасонных частей воздуховодов

При создании разветвленных систем вентиляции используются различные фасонные изделия:

Каждое из представленных фасонных изделий рассчитывается по отдельным формулам, вследствие чего их общий расчёт является довольно сложным. Даже опытным проектировщикам требуется инженерная помощь в расчётах площади воздуховодов. Для этого они используют специальные программы.

Некоторые типы фасонных изделий воздуховодов

Какие существуют программы для определения параметров фасонных частей воздуховодов?

Было разработано множество программ для расчёта площади фасонных частей воздуховодов:

Существует несколько более простых программ и макросов, написанных на основе Microsoft Excel. В основном они выполняют расчёт аэродинамики воздуховодов различных сечений.

Также на некоторых сайтах можно встретить онлайн-калькуляторы площади поверхности воздуховодов, которые предлагают компании, занимающиеся оказанием соответствующих услуг.

Интерфейс программы Vent-calc v2.0.6.2011, закладка расчёта тепловой нагрузки калорифера

Калькулятор расчета необходимого сечения воздуховода

Расчёт скорости воздуха в воздуховоде

Расчёт производится на основе данных по воздухообмену, взятых из нормативной документации. Этот параметр выражается в кратности – количестве раз полного замещения воздуха в помещении за один час. В этом случае формула определения требуемого объема будет иметь вид:

V = K × W, где

V – объём поступившего воздуха (м³/час);

K – кратность (в час);

W – объём помещения.

Таким образом, получив требуемый объём воздуха для помещения, определяем скорость, с которой он должен поступить, по формуле:

S – скорость перемещения воздушных масс (м/с);

V – объём используемого воздуха (м³/ч);

P – площадь сечения трубы (см²).

Для бытовых вентиляционных систем скорость движения воздушных потоков не должна превышать 3-4 м/с. В противном случае необходимо увеличивать площадь воздуховода для предотвращения появления шума.

Внешний промышленный вентилятор с рекуператором для систем вентиляции

Расчёт сопротивления сети воздуховодов

При расчёте общего сопротивления системы вентиляции необходимо учитывать показатели потери давления как на прямых участках, так и в местах наибольшего сопротивления.

При этом необходимо учитывать как форму, так и материал изготовления воздуховодов. Наиболее распространёнными являются изделия из:

Фасонные изделия из полимеров

Потери давления на прямых участках

Для определения аэродинамического сопротивления на прямых участках вентканалов различного сечения используются следующие формулы:

ΔP = R x L x n, где

ΔP – общие потери давления в воздуховоде;

R – частные потери от трения;

L – длина прямого участка;

n – уточняющий коэффициент, зависящий от шероховатости материала.

λ – показатель трения для аэродинамического сопротивления;

d – диаметр сечения;

Pf – расчётное давление в системе.

K – показатель характеризующий шероховатость материала, из которого сделан воздуховод;

Re – критерий Рейнольдса;

v – скорость воздуха на прямом участке;

u – кинематическая вязкость воздушной среды.

Ответвление и переходники различных типов сечений являются основными причинами снижения давления

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

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

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

Выводы

Расчёт квадратных метров воздуховодов с использованием современного программного обеспечения является не таким уж сложным процессом. Однако при обустройстве сложных, разветвленных систем большое значение имеет опыт использование различных материалов и фасонных частей. Кроме этого следует учитывать возможности потери тепла, появление конденсата, изоляции от шума и вибрации. А также ряд других факторов, возникающих в результате эксплуатации.

Источник

Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий по формуле или с онлайн-калькулятором

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 Homius.ru 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.

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:

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:

Эффективность очистки воздуха на производстве зависит от правильных подсчётов

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:

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.

Максимальная точность в подсчётах

Как посчитать площадь воздуховода прямоугольного сечения

Чтобы правильно рассчитать площадь изделия прямоугольного сечения, необходимо знать два параметра:

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:

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

Это не единственные формулы, с помощью которых можно рассчитать площадь сечения в виде прямоугольника. Важно анализировать данные и применять только максимально проверенные показатели.

Воздуховод прямоугольного сечения практически незаметен над мебелью

Статья по теме:

Многие выбирают вытяжки для кухни с отводом в вентиляцию, так как они работают бесшумно и соответствуют всем необходимым нормативным показателям. В нашем обзоре мы расскажем об основных критериях выбора устройств и о характеристиках отдельных моделей.

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:

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:

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.

Изделие площади круглого сечения

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.

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:

Калькулятор расчета необходимого диаметра воздуховода

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

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

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

Прямолинейный участок вентиляции

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.

Во время расчёта нужно учесть все криволинейные соединения

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 материалов выполнен при помощи программы

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

Правильно произведённые расчёты – это залог многолетней эксплуатации оборудования

Статья по теме:

Виды вентиляции: преимущество и недостатки вентиляционных систем. В материале мы рассмотрим разновидности систем, как самостоятельно произвести расчет и обустройство вентиляции, советы и рекомендации специалистов.

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

Источник