Расчет системы вентиляции. Расчёт площади воздуховодов и фасонных изделий Площадь сечения воздуха

Залогом безупречной и эффективной работы вентиляции является грамотный расчет площади воздуховодов и фасонных изделий, от которого зависит подбор как отдельных элементов, так и оборудования. Цель расчета - обеспечение оптимальной кратности перемены воздуха в помещениях в соответствии с их назначением.

В статье мы подробно разобрали каждый из обязательных этапов вычислений: определение сечения и фактической площади воздуховодов, расчет скорости воздуха и подбор параметров фасонных изделий. Кроме того, мы обозначили главные требования, предъявляемые к величине вентканалов, а также привели пример расчета воздуховодов для частного дома.

Далее определяют диаметры вентиляционных каналов. Так как 100 м 3 удаляет вытяжка принудительно, то остается распределить оставшиеся 294 м 3 . 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.

Теперь появилась возможность определить диаметр воздуховода с кругом в сечении по формуле: S = (π x D2) : 400 или 0,0408 = (3,14 х D2) : 400.

Решив это уравнение с одним неизвестным, путем несложных вычислений, находят, что диаметр воздуховода равен 2,28 мм. Под это значение подбирают ближайший больший стандартный размер трубы.

Когда монтируют воздуховод прямоугольного сечения, выбирают его размер по таблице, ориентируясь на площадь. Ближайшее большее значение - 200 х 250 мм.

По такой же схеме определяют площадь сечения отвода под кухонную вытяжку с той разницей, что скорость воздуха здесь равна 3 м/с. S = 100: 3600 х 3 = 0,083 м² или диаметр 107 мм.

Переводная таблица необходима тогда, когда нужно выполнить расчет воздуховодов с прямоугольным сечением и применить при этом таблицу для круглых изделий. Здесь представлены диаметры воздуховодов с кругом в сечении, в которых снижение давления за счет трения равно аналогичному значению в прямоугольной конструкции.

Существует три способа определения эквивалентного значения:

• по скорости;
• по поперечному разрезу;
• по расходу.

Эти величины связаны с разными параметрами воздуховода. Для каждого из них есть индивидуальная методика использования таблиц. Главное, чтобы вне зависимости от примененной методики, величина утраты давления на трение получилась одинаковой.

В заключение проводится проверка скорости: V = 147: (3600 х 0,0408) = 1,0 м/с. Это соответствует допустимому пределу.

Фасонные изделия и их расчет

При прямые участки различных размеров соединяют при помощи фасонных изделий.

При производстве и воздуховодов, и фасонных изделий необходим подсчет их площади. Без этого невозможно определить правильно нужное количество материала для изготовления деталей

К фасонным изделиям относятся:

1. Отводы . Их используют для изменения направления воздушного трубопровода под всевозможным углом. Бывают как круглыми, так и прямоугольными, овальными.
2. Переходы . С их помощью соединяют воздуховоды различного сечения. Геометрия любая - от круглой до комбинированной.
3. Муфты, ниппели . Соединяют прямые отрезки магистрали.
4. Тройники . Сочленяют разветвления или две ветки воздуховода.
5. Заглушки . Перекрывают воздушный поток.
6. Крестовины . Разделяют или соединяют воздушные потоки.
7. Утки . Обеспечивают разноуровневый переход воздуховода.

Любому фасонному изделию отведена своя особая роль в вентиляционной системе. Производители каждое из них проектируют отдельно. Поставляются они совместно с основными элементами

В таблице представлены стандартные типоразмеры воздуховодов. Даже профессионалы вместо сложных вычислений применяют такие и подобные специальные таблицы

Многие проектировщики пользуются специальными программами, онлайн-калькуляторами. Потребуется только ввести первичные величины и получить на выходе готовые параметры.

Программы позволяют не только определить нужные величины всех деталей, но и сделать их развертку. Такая развертка, отпечатанная на 3D-принтере, позволяет выполнить идеальную подгонку вентиляционных каналов.

Основные требования к расчету

При определении итоговых параметров воздуховодов необходимо учесть, что определение площади воздуховодов должно гарантировать, что:

1. Обеспечивается температурный режим в помещении. Там, где существует избыток тепла, предусмотрено его удаление, а там, где наблюдается недостаток, сведены к минимуму его потери.
2. Скорость перемещения воздуха никаким образом не снижает уровень комфорта людей, находящихся в помещении. В районах рабочих зон обязательно присутствует очистка воздуха.
3. Вредные химсоединения и взвешенные частицы, присутствующие в воздухе, находятся в объеме, соответствующем ГОСТу 12.1.005-88.

Для отдельных помещений обязательным условием подбора площади воздуховодов является постоянное поддержание подпора и исключение подачи воздуха снаружи.

При расчете сопротивления магистрали принимают к учету потери давления. Чтобы во время движения поток воздушной массы смог преодолеть сопротивление, необходимо соответствующее давление

Выводы и полезное видео по теме

Онлайн-программа в помощь инженеру-проектировщику:

Сюжет об организации вентиляции частного дома в целом:

Площадь сечения, форма, длина воздуховода - одни из параметров, определяющих производительность вентсистемы. Правильный расчет крайне важен, т.к. от него зависит воздухопропускная способность, а также скорость потока и эффективная работа конструкции в целом.

При использовании онлайн-калькулятора, степень точности расчета будет выше, чем при подсчете ручном. Такой результат объясняется тем, что программа автоматически сама округляет величины к более точным.

Оснащение жилья всеми благами цивилизации является необходимостью для любого хозяина. Нельзя не включить в список инженерных систем дома вентиляцию и кондиционер. К обустройству этих комплексов необходимо подходить с максимальной ответственностью, что невозможно без расчёта площади воздуховодов и фасонных изделий. При малейшей ошибке микроклимат в помещении будет нарушен, что скажется на комфорте всех членов семьи.

Показать всё

Причины проблем с вентиляцией

Если вычисления произведены правильно, то поступление чистого воздуха нормальной влажности, а также удаление неприятных запахов будет максимально допустимым. В противоположном случае гарантировано образование плесени, грибка в ванных и туалетах, постоянная духота в кухнях и комнатах. Ситуация усугубляется тем, что практически все помещения оборудуются герметичными пластиковыми окнами без щелевой вентиляции. Приходится компенсировать недостаток свежего воздуха принудительно.

Ещё одной причиной проблем с ликвидацией отработанных масс, неприятных ароматов и избыточных водяных паров являются засоры и разгерметизация вентиляционных труб. Негативное влияние на микроклимат может оказать перепланировка помещений в том случае, если не прибегнуть к инженерной помощи при расчёте площади воздуховодов при модернизации вентиляции в соответствии с новыми параметрами.



Проще всего зафиксировать проблемы в этой системе с помощью проверки присутствия тяги. Для этого к вытяжному каналу надо поднести лист бумаги или горящую спичку. Применение открытого огня в помещениях с газовым нагревательным оборудованием не рекомендуется. Если отклонение явно заметно, то о проблемах говорить не приходится. В случае обратного результата следует выяснить причины отсутствия притока свежего воздуха и приступить к их устранению, что может потребовать заново пересчитать все параметры.

Площадь воздуховодов



Основания для определения площадей

Система вентиляционных коммуникаций является сложной конструкцией. При её проектировании необходимо вычислить квадратуру прямоугольных и сечение круглых участков сети, перевести их в кв. м, посчитать площади врезок, переходов. Сделать это можно с помощью особых математических выражений или специальной программы - онлайн-калькулятора для расчёта воздуховодов.



Вычисление по формулам

Существует несколько определений для произведения подсчётов. Основными из них являются:



Площадь воздуховодов MagiCAD



Последовательность операций

Чтобы не ошибиться в проектируемых показателях, нужно разбить весь рабочий цикл на этапы. Примерно получится такая последовательность:

• Расчёт отдельных зон, ограниченных тройниками или заслонками. Если есть ответвления, то они прибавляются к этому отрезку. Расход кислорода по всей длине считается стабильным.
• Определение главной магистрали, имеющей максимальные затраты воздуха. Это будет самый протяжённый элемент схемы.
• Сечения на рассчитываемых отрезках подбираются в соответствии с рекомендациями госстандарта - ≤ 8 м/с в магистралях, ≤ 8 м/с в ответвлениях, ≤ 3 м/с в жалюзи и решётках.
• Все участки маркируются от наименее нагруженных по возрастанию давления.

Учитывая предварительные условия, можно выполнить подсчёт показателей систем вентиляции. Формулы, которые следует использовать, таковы:





Предполагается, что во время вычислений будут использованы специальные справочники. В них указаны практические потери из-за трения, расход воздуха при различных скоростях потока:



Для гашения избыточного давления применяется диафрагма. Коэффициент её сопротивления определяется таким образом:



Данные из этих таблиц используются для нескольких видов вентиляционных установок. Среди них:

• Вытяжные, устанавливаемые на промышленных, торговых, спортивных площадках и в жилых домах, смонтированных как внутри, так и снаружи здания.
• Приточные, снабжающие подготовленным воздухом комнаты различных типов.
• Комбинированные с установкой рекуперации.

Расчет падения давления в воздуховодах

Расчёт поперечника каналов

Определив быстроту хода воздушных масс внутри трассы, можно переходить к вычислению следующего параметра. Он определяется формулой S=R\3600v, где S - площадь сечения магистрали, R - затраты кислорода в м3/час, v - скорость движения воздушного потока, 3600 - временной поправочный коэффициент. Узнав его, подчитывается диаметр:



Определяя размер магистральных трубопроводов, нужно выполнение некоторых условий. Проект должен подходить по следующим критериям:

• Обеспечивать необходимый подогрев смеси и удаление излишнего тепла при экономической их целесообразности.
• Скоростные показатели передвижения воздушных потоков не должны нарушать комфорта нахождения в помещениях.
• Предельная концентрация вредных веществ, не превышающая определённых ГОСТом 12.1.005–88 значений.

Основные понятия аэродинамического расчета УРОК 1 (всего 10 уроков)

Типы каналов

Прежде чем начать расчёт воздуховодов и фасонных частей, нужно знать, из какого материала они изготовлены. От этого зависит пересчёт площади поперечника и манера передвижения воздушных масс внутри. Каналы для вентиляции бывают:

• Металлическими (оцинкованная, нержавеющая или чёрная сталь).
• Из гибкой плёнки (пластмасса или алюминий).
• Жёсткого пластика.
• Ткани.

Форма их в основном прямоугольная или круглая, реже - овальная. Изготавливаются они на промышленных предприятиях, так как организовать производство непосредственно на объекте довольно сложно.

Определение поперечника

Эта задача становится основной при создании проектной документации на вентиляционную систему. Процесс может быть осуществлён как специалистами-монтажниками, так и самостоятельно, с помощью калькулятора воздуховодов и фасонных изделий. Сделать это можно двумя способами.

Вариант с применением допустимых скоростей основан на нормированной быстроте передвижения внутри трубы. Показатели отбираются по отдельному типу помещений и отрезку магистрали по рекомендованным значениям.

Каждое здание характеризуется максимально разрешёнными темпам распространения воздуха, превышать которые недопустимо. Для регулярного использования стоит взять такую схему:

• Составление плана с указанием необходимого количества подаваемого или удаляемого воздуха. Это базисный показатель, на котором строится вся работа по проектированию.
• Пометки на схеме отдельных участков с данными о количестве кислорода, перемещаемого по ним. Надо указать решётки, перепады сечения, изгибы и клапаны.
• После подбора максимальной скорости производится расчёт калибра, диаметра или размера сторон канала.

Простой расчет вентиляции с рекуператором.

А также подобрать эти параметры можно по методу определения потерь давления, просуммировав их на непрямых участках и изгибах, решётках и тройниках. Для этого потребуются геометрические формулы и специальные таблицы.

Подбор материала

Эта процедура производится на предприятии, где изготавливаются воздуховод и дополнительные принадлежности. При этом определяется количество сырья для выпуска необходимого количества продукции. В таких целях создаётся развёртка профиля и используются формулы из геометрии. Для круглых участков это будет диаметр трубы, умноженный на длину окружности.

Фасонные изделия рассчитываются сложнее, так как для них нет готовых формул. Приходится производить для каждого элемента по отдельности. Осуществить операцию на стройплощадке невозможно, поэтому все дополнительные детали поставляются изготовителем вместе с основными конструкционными элементами.

Самыми распространёнными комплектующими для систем вентиляции и кондиционирования являются:

• Отводы обычные и S-образные (утки).
• Переходники по диаметру и геометрической форме.
• Тройники.
• Зонты.



Для любого из этих компонентов отведена особая роль в комплексе вентиляционной системы, поэтому каждый из них проектируется отдельно. Подсчитать как фасонные изделия, так и площадь воздуховодов онлайн-калькулятором несложно.

Программы для помощи

Для исключения человеческих факторов в расчётах, а также уменьшения сроков проектирования разработано несколько продуктов, позволяющих грамотно определить параметры будущей системы вентиляции. Кроме того, некоторые из них допускают построение 3D-модели создаваемого комплекса. Среди них есть такие разработки:

• Vent-Calc для расчёта площади сечения, тяги и сопротивления на участках.
• GIDRV 3.093 обеспечивает контроль подсчёта параметров каналов.
• Ducter 2.5 подбирает элементы системы по определённым характеристикам.
• CADvent, созданный на основе AutoCAD с максимальной базой данных по элементам.

Каждый решает проблему подбора габаритов будущей вентиляции самостоятельно. Для неопытного монтажника произвести проектирование и установку всех компонентов будет предпочтительнее с помощью специалистов, имеющих опыт по созданию таких магистралей и соответствующее оборудование и оснастку.

Мечтаете, чтобы в доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не пахло затхлостью и сыростью? Чтобы дом был по-настоящему комфортным, еще на стадии проектирования необходимо провести грамотный расчет вентиляции.

Если во время строительства дома упустить этот важный момент, в дальнейшем придется решать целый ряд проблем: от удаления плесени в ванной комнате до нового ремонта и установки системы воздуховодов. Согласитесь, не слишком приятно видеть на кухне на подоконнике или в углах детской комнаты рассадники черной плесени, да и заново погружаться в ремонтные работы.

В представленной нами статье собраны полезные материалы по расчету систем вентилирования, справочные таблицы. Приведены формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, продемонстрированный в видеосюжете.

При правильных расчетах и грамотном монтаже вентилирование дома осуществляется в подходящем режиме. Это означает, что воздух в жилых помещениях будет свежий, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.

Если же наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, в ванной комнате или другие негативные явления, то нужно проверить состояние вентиляционной системы.

Галерея изображений

Выводы и полезное видео по теме

Ролик #1. Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования:

Ролик #2. Вместе с отработанным воздухом жилище покидает и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:

Правильный расчет вентиляции - основа ее благополучного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире . Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования во время строительства, но и откорректировать ее состояние, если обстоятельства изменятся.

Задача организованного воздухообмена комнат жилого дома либо квартиры – вывести лишнюю влагу и отработанные газы, заместив свежим воздухом. Соответственно, для устройства вытяжки и притока нужно определить количество удаляемых воздушных масс – произвести расчет вентиляции отдельно по каждому помещению. Методики вычислений и нормы расхода воздуха принимаются исключительно по СНиП.

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. На этих данных и должен базироваться расчет вентиляции. 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.

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 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.

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.

Определение расхода воздуха по кратности

Данный типовой расчет приточно-вытяжной вентиляции выполняется отдельно для каждой комнаты квартиры либо загородного коттеджа. Чтобы выяснить расход воздушных масс по зданию в целом, полученные результаты суммируются. Используется довольно простая формула:

Расшифровка обозначений:

• L – искомый объем приточного и вытяжного воздуха, м³/ч;
• S – квадратура помещения, где рассчитывается вентиляция, м²;
• h – высота потолков, м;
• n – число обновлений воздушной среды комнаты в течение 1 часа (регламентируется СНиП).

Пример вычисления. Площадь гостиной одноэтажного здания с высотой потолков 3 м составляет 15.75 м². Согласно предписаниям СНиП 31-01-2003, кратность n для жилых помещений равна единице. Тогда часовой расход воздушной смеси составит L = 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.

Важный момент. Определение объема воздушной смеси, удаляемой из кухни с газовой плитой, зависит от устанавливаемого вентиляционного оборудования. Распространенная схема выглядит так: однократный обмен согласно нормативам обеспечивает система естественной вентиляции, а дополнительные 100 м³/ч выбрасывает бытовая .

Аналогичные расчеты делаются по всем остальным комнатам, разрабатывается схема организации воздухообмена (естественной или принудительной) и определяются размеры вентиляционных каналов (смотрим пример ниже). Автоматизировать и ускорить процесс поможет расчетная программа.

Онлайн-калькулятор в помощь

Программа считает требуемое количество воздуха по кратности, регламентируемой СНиП. Просто выберите разновидность помещения и введите его габариты.

Если вентиляция в доме или квартире не справляется со своими задачами, то это чревато очень серьёзными последствиями. Да, проблемы в работе этой системы проявляются на так быстро и чувствительно, как, скажем неполадки с отоплением, и не все хозяева уделяют им адекватное внимание. Но результаты могут быть весьма печальными. Это - спертый переувлажненный воздух в помещениях, то есть идеальная среда для развития болезнетворных микроорганизмов. Это - запотевшие окна и сырые стены, на которых вскорости могут появиться очаги плесени. Наконец, это - попросту снижение комфорта из-за распространяющихся от санузла, ванной, кухни в жилую зону запахов.

Чтобы избежать застойных явлений, в помещениях в течение отрезка времени должен происходить обмен воздуха с определённой кратностью. Приток осуществляется через жилую зону квартиры или дома, вытяжка – через кухню, ванную, санузел. Именно для этого там и располагаются окна (отдушины) вытяжных вентиляционных каналов. Нередко хозяева жилья, затевающие ремонт, спрашивают, можно ли заделать эти отдушины или уменьшить их в размерах, чтобы, например, установить на стенах те или иные предметы мебели. Так вот - полностью перекрывать их однозначно нельзя, а перенос или изменение в размерах возможны, но не только с условием, что будет обеспечена необходимая производительность, то есть способность пропустить требуемый объем воздуха. А как это определить? Надеемся, читателю помогут предлагаемые калькуляторы расчета площади сечения вытяжной отдушины вентиляции.

Калькуляторы будут сопровождаться необходимыми пояснениями по проведению вычислений.

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.

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