Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Какой воздуховод лучше

Содержание

Элементы сети и местные сопротивления

Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:

Рм. с.=ζ·Рд.

Где Рд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).

К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.

Расчетная таблица.

Сумма всех давлений будет приемлимой для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:

ζ= 2Ризб/V2,

где Ризб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор выбрав у производителей по своим критериям. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.

Для поддержания оптимального микроклимата в жилом помещении необходимо организовать непрерывную циркуляцию воздуха. С этой задачей помогают справиться воздуховоды – вентиляционные каналы особой конструкции, подающие потоки воздуха в заданном направлении.

Классификация вентиляционных воздуховодов

Циркуляция воздуха в помещении может быть основана на различных принципах:

  • Естественная вентиляция. Приток воздуха происходит через технологические отверстия, щели, открытые окна и т.п. Отток отработанных воздушных масс идет через вентиляционную шахту.

    Естественная и принудительная вентиляция

  • Принудительная вентиляция. Отличается от естественной тем, что приток и вытяжка воздуха идут посредством вращающегося вентилятора.
  • Приточно-вытяжная система. Сложная конструкция, использующая два отдельных воздуховода: один для притока воздуха, другой – для отвода.

    Вытяжная-приточная вентиляция

Широкая область применения систем вентиляции определяет большой ассортимент воздуховодов, которые различают по следующим признакам.

По способу монтажа

Здесь существует два варианта:

  • Внутренние воздушные каналы (вентиляционные шахты).
  • Внешние воздуховоды, закрепляемые на стенах зданий.

Это важно! Вентиляционные шахты должны иметь гладкую внутреннюю поверхность, поскольку даже незначительные препятствия будут мешать нормальной циркуляции воздуха.

По материалу производства

Материал изготовления определяет область применения, стоимость, долговечность и ряд других параметров воздуховода. Современная промышленность предлагает такие варианты:

  • Оцинкованная сталь. Изделия обладают хорошей защитой от ржавчины и агрессивных химических воздействий. Устойчивы к влажности, что делает их отличным вариантом для санузлов, ванных комнат, бассейнов и т.п.
  • Нержавейка. Отличаются устойчивостью к высоким температурам (до 500°С). Это качество делает их незаменимыми в металлургии, тяжелой промышленности, на горнодобывающих предприятиях.
  • Полимерные материалы. Легкие, недорогие и практичные изделия. Хорошо переносят воздействие влаги, кислотных и щелочных сред. Уязвимы к механическим повреждениям и высокотемпературным воздействиям.
  • Металлопластик. Сочетают достоинства полимерных и металлических изделий. Имеют привлекательный дизайн и отличные эксплуатационные характеристики. Единственный недостаток – большая стоимость.

По форме сечения

Самыми востребованными традиционно считаются воздуховоды круглого или прямоугольного сечения. В некоторых проектах встречаются изделия эллиптической формы.

Круглые воздуховоды экономичны при производстве, обеспечивают высокую скорость перемещения воздушных масс при низком уровне шума. Такие изделия проще монтировать, также они выигрывают в эстетическом плане.

Серьезное преимущество прямоугольных конструкций – оптимальное размещение в пространстве. Воздуховод легко конструируется даже в самых непростых помещениях. При этом прямоугольные элементы тяжелее и дороже.

По технологии изготовления

Существует несколько вариантов конструктивного исполнения элементов воздуховодов:

  • Прямошовные. Изделия выполняются из цельного листа стали длиной 1,25 м. Концы сводятся и соединяются сварным швом. В прямоугольных элементах для сообщения дополнительной жесткости шов располагается на сгибе.
  • Спирально-сварные. Производятся из длинных металлических лент, скручивающихся внахлест и закрепляющихся сварным швом.
  • Спирально-навивные. Для изготовления применяется стальная оцинкованная лента шириной 13 см, которая навивается в кольцо или в ленту.

По жесткости

Различают 3 уровня жесткости изделий для воздуховодов:

  • Гибкие (спиральные, гофрированные). Легкие изделия с каркасом из стальной проволоки и стенками из фольги или полиэфира. Такой воздуховод просто монтировать, перевозить и соединять с другими типами изделий. Гофрированная труба многократно сжимается и растягивается, легко изгибается под любым углом. Из недостатков выделим малую шумоизоляцию, низкую прочность и задержки в проходе воздуха по гофрированной внутренней поверхности.
  • Полужесткие. Производятся из алюминиевых или стальных лент, скрепляемых спиральным швом. Представляют разумное сочетание гибкости и прочности. Растянуть такой элемент воздуховода можно лишь один раз.
  • Жесткие. Имеют максимальные показатели прочности и шумоизоляции. Стоимость, вес и сложность монтажа также выше, чем у иных категорий.

Обратите внимание! Нередко в сложных системах вентиляции используют различные разновидности воздуховодов. Из них составляется разветвленная сеть с большим количеством шахт, рукавов и ответвлений.

Нюансы монтажа

Трасса прокладки воздуховода по возможности должна иметь наименьшую протяженность и минимальное число соединений. До начала сборки вентиляционная система разбивается на отдельные блоки длиной не более 15 метров.

Каждый такой узел собирается отдельно, с использованием следующего алгоритма:

  • На элементах конструкции отмечаются места креплений, при необходимости просверливаются отверстия.
  • Отдельные элементы собираются в укрупненные узлы, места стыков тщательно герметизируются.
  • Монтируется крепеж.
  • Готовый узел поднимается на место и закрепляется.
  • Производится стыковка с предыдущим установленным узлом.

Для полужестких и гибких воздуховодов при монтаже учитываются некоторые особенности. Так, проход через стены выполняется только с применением вспомогательных элементов – специальных гильз. Радиус изгиба не должен превышать двух диаметров, а направление движения воздуха должно совпадать с маркировкой на воздуховоде. Крепление производится на расстоянии не менее 1 метра, а допустимое провисание составлять не более 5 см на каждый метр длины.

Монтаж металлического воздуховода:

Монтаж пластикового воздуховода:

Способы крепления

Соединение соседних элементов воздуховода производится двумя способами: фланцевым и бесфланцевым (бандажным).

В первом варианте на краях элементов воздуховода расположены фланцы, которые соединяются между собой саморезами, клепками или клипсами (расстояние между соседними элементами крепежа – не менее 20 см). При необходимости шов может быть заварен.

Техническое обслуживание

Эффективность готовой вентиляционной системы зависит не только от грамотных расчетов и правильной сборки, но и от регулярной очистки воздуховодов. Эта процедура не отличается значительной сложностью и не требует демонтажа отдельных участков канала.

Различают два способа очистки:

  • Механический. Не подходит для гибких воздуховодов, поскольку можно легко повредить тонкие стенки каналов. Здесь применяются вакуумные насосы и гидромеханические приспособления.
  • Химический. Чаще используется для удаления жировых отложений, скапливающихся в воздуховодах домашних кухонь и предприятий общественного питания. Метод подразумевает использование специальных спреев или микрогранул, способных разрушать органику.

Это важно! Химический способ очистки может представлять опасность для людей и домашних животных, требует полной герметичности воздуховода.

Помимо регулярной очистки, воздуховоды нуждаются в дезинфекционных мероприятиях. Это необходимо для ликвидации болезнетворных бактерий, клещей и т.п. Дезинфекция производится при помощи порошковых, аэрозольных составов, либо жидкостей на основе перекиси водорода.

Реализацию мероприятий по очистке и дезинфекции воздуховодов осуществляют специализированные организации, имеющие необходимый инструмент и достаточный опыт работы.

Как выглядит аэродинамический расчет вентиляции? Вообще, какие именно параметры рассчитываются? Насколько сложные формулы предстоит использовать? В этом материале мы постараемся дать на поставленные вопросы максимально простые ответы, по возможности сопроводив их примерами.

Что предстоит рассчитать

Для типичной городской квартиры или небольшого коттеджа типичное решение — принудительная вытяжная вентиляция с естественным притоком воздуха через негерметичные окна, двери или вентиляционные решетки в ограждающих конструкциях.

Такая схема имеет несколько преимуществ по сравнению с альтернативными вариантами:

  • Цена всех необходимых для ее монтажа материалов обычно укладывается в 2-5 тысяч рублей. В сущности, покупать приходится лишь несколько метров , разветвителями и решетками, канальный вентилятор и дефлектор-зонтик для защиты вывода трубы от осадков.

  • Монтаж такой системы не в пример проще, чем приточно-вытяжной. Уже потому, что в прокладке нуждается один канал, а не два.
  • Наконец, от любой системы с естественной циркуляцией эта выгодно отличается постоянством расхода воздуха. На производительность схемы с естественным побуждением влияют и дельта температур с улицей, и направление ветра, и его сила. Здесь же расход всегда с минимальной погрешностью равен производительности установленных вами канальных вентиляторов.

Заметьте: при желании никто не мешает гибко регулировать их обороты, уменьшая или увеличивая скорость воздухообмена. Инструкция до смешного проста: достаточно разомкнуть цепь питания диммером.

Очевидно, что для небольшого помещения придется рассчитать всего два параметра:

  1. Расход воздуха . В соответствии с ним предстоит подобрать один или несколько вентиляторов.
  2. Кроме того, необходим расчет сечения воздуховода вентиляции . Его завышение будет означать ничем не оправданные расходы и ухудшение внешнего вида помещения; заниженное сечение либо ограничит расход через вентканал, либо сделает движение потока воздуха чрезмерно шумным.

В помещениях с большим внутренним объемом, большим количеством посетителей либо специфическими требованиями к вентиляции в силу большого количества источников загрязнения воздуха вентиляция делается приточной или приточно-вытяжной.

При этом приточный канал не просто подает свежий воздух с улицы: он распределяет его в объеме помещения через систему воздуховодов и распределительных решеток, что подразумевает определенное избыточное давление. Оно требуется и для преодоления сопротивления воздуховода.

Мало того: согласно действующим СНиП, температура приточного воздуха в общественных помещениях не должна быть ниже +15С. В летнюю жару приток перегретого уличного воздуха тоже, очевидно, не прибавит комфорта. Отсюда — повсеместное использование приточных установок с калориферами и канальными кондиционерами.

В этом случае расчет систем вентиляции будет включать, помимо упомянутых, еще два пункта:

  1. Создаваемое вентилятором избыточное давление.
  2. Тепловую мощность калорифера или кондиционера.

Итак, приступим.

Расход воздуха

Как правило, потребность в воздухообмене рассчитывается двумя способами с последующим выбором большего из значений.

Расчет возможен:

  • По кубатуре помещения с учетом его функциональности и наличия в нем разнообразных источников загрязнения воздуха.
  • По максимальному количеству находящихся в нем людей.

Расчет по объему помещения

В этом случае используется несложная формула вида L=NV, где L — потребность в производительности вентиляции, V — объем помещения, а N — кратность воздухообмена. К значению L могут прибавляться фиксированные величины для тех или иных подсобных помещений или типов оборудования.

Приведем некоторые значения кратности воздухообмена и потребности в воздухе для бытовых устройств.

Как пользоваться этими значениями?

Вот пример расчета системы вентиляции для офиса площадью 150 м2 с трехметровыми потолками, снабженного уборной с тремя унитазами.

  1. Суммарный объем помещения равен 150*3=450 м3.
  2. При кратности воздухообмена, равной 1,5, и с учетом оборудования уборной расчетный расход воздуха составит 450*1,5+50*3=825 м3/час.

Расчет по количеству людей

Базовые значения таковы:

  • 60 м3/час для бодрствующего человека, занимающегося активной деятельностью;
  • 40 м3/час для бодрствующего человека в состоянии покоя;
  • 30 м3/час для спящего человека.

Предположим, что в нашем офисе одновременно присутствует 15 человек. Поскольку они едва ли будут заниматься тяжелым физическим трудом, в расчетах можно использоваться расход воздуха в 40 м3/час на человека. 40х15=600.

Поскольку 825 кубометров в час, полученные первым способом, больше, чем 600, именно первое значение и будет использоваться в качестве базового при дальнейших расчетах.

Особый случай

Особой статьей идет расчет аварийной вентиляции. Ее функция сводится к нейтрализации превышения предельно допустимой концентрации вредных веществ при их выбросе. Типовые значения кратности воздухообмена — 5-10.

Однако: точное значение кратности могут выдать лишь технологи предприятия с учетом содержания возможного выброса и предельно допустимых концентраций соответствующих веществ.

На фото — приточная решетка аварийной вентиляции.

Воздуховоды для вентиляции: классификация, особенности + советы по обустройству

Увеличив скорость, можно обойтись вентканалом меньшего размера. Однако при скорости свыше 4 м/с воздух начинает ощутимо шуметь, поэтому на практике для обитаемых помещений параметр V берется в диапазоне 3…4 м/с.

Нормальный для вентиляции жилого помещения уровень шума — до 25 дБ.

Как будет выглядеть расчет воздуховодов вентиляции для нашего 150-метрового офиса?

  1. Расход воздуха нами уже рассчитан: 825 м3/час.
  2. Скорость потока воздуха возьмем равной максимальным 4 м/с.
  3. Минимально допустимое сечение воздуховода, таким образом, будет равно 2,778*825/4=572,9625 см2.

Поскольку производители указывают не площадь сечения, а диаметр для круглых воздуховодов и размеры стенок для прямоугольных, нам придется вспомнить формулы площади круга и прямоугольника.

Напомним:

  • Площадь круга равна произведению числа «пи» и квадрата радиуса.
  • Площадь прямоугольника равна произведению его сторон.

Несложный подсчет покажет, что минимальный диаметр круглого воздуховода в нашем случае составит 27 см (с учетом реальных размеров вентиляционных труб — 280 мм). Прямоугольный воздуховод может иметь размер, к примеру, 600х100 мм.

Тепловая мощность

И для калорифера, и для охладителя любого типа она рассчитывается по формуле P=0,336*Dt*L.

В ней:

  1. P — искомое значение тепловой мощности в ваттах.
  2. 0,336 Вт*ч/м3 — теплоемкость воздуха.
  3. Dt — максимальная дельта температур между улицей и приточным потоком в градусах.

Напомним: минимальная температура приточного воздуха для обитаемого помещения — +15С, оптимальная — +18.

  1. L — расход воздуха в кубометрах в час.

Так, при минимальной уличной температуре в -38С, температуре приточного воздуха в +18С и расхода в 825 м3/час расчетная мощность калорифера составит 0,336*(38+18)*825=15523,2 ватта.

Надеемся, что приведенные методики и формулы окажутся полезными читателю. Видео в этой статье предложит ему дополнительную информацию о том, как может выполняться расчет вентиляции в разных случаях.

Создание комфортных условий пребывания в помещениях невозможно без аэродинамического расчета воздуховодов. На основе полученных данных определяется диаметр сечения труб, мощность вентиляторов, количество и особенности ответвлений. Дополнительно может рассчитываться мощность калориферов, параметры входных и выходных отверстий. В зависимости от конкретного назначения комнат учитывается максимально допустимая шумность, кратность обмена воздуха, направление и скорость потоков в помещении.

Современные требования к прописаны в Своде правил СП 60.13330.2012. Нормированные параметры показателей микроклимата в помещениях различного назначения даны в ГОСТ 30494, СанПиН 2.1.3.2630, СанПиН 2.4.1.1249 и СанПиН 2.1.2.2645. Во время расчета показателей вентиляционных систем все положения должны в обязательном порядке учитываться.

Аэродинамический расчет воздуховодов – алгоритм действий

Работы включают в себя несколько последовательных этапов, каждый из которых решает локальные задачи. Полученные данные форматируются в виде таблиц, на их основании составляются принципиальные схемы и графики. Работы разделяются на следующие этапы:

  1. Разработка аксонометрической схемы распределения воздуха по системе. На основе схемы определяется конкретная методика расчетов с учетом особенностей и задач вентиляционной системы.
  2. Выполняется аэродинамический расчет воздуховодов как по главным магистралям, так и по всем ответвлениям.
  3. На основании полученных данных выбирается геометрическая форма и площадь сечения воздуховодов, определяются технические параметры вентиляторов и калориферов. Дополнительно принимается во внимание возможность установки датчиков пожаротушения, предупреждения распространения дыма, возможность автоматической регулировки мощности вентиляции с учетом составленной пользователями программы.

Разработка схемы системы вентиляции

В зависимости от линейных параметров схемы выбирается масштаб, на схеме указывается пространственное положение воздуховодов, точки присоединения дополнительных технических устройств, существующие ответвления, места подачи и забора воздуха.

На схеме указывается главная магистраль, ее расположение и параметры, места подключения и технические характеристики ответвлений. Особенности расположения воздуховодов учитывают архитектурные характеристики помещений и здания в целом. Во время составления приточной схемы порядок расчета начинается с самой удаленной от вентилятора точки или с помещения, для которого требуется обеспечить максимальную кратность обмена воздуха. Во время составления вытяжной вентиляции главным критерием принимаются максимальные значения по расходу воздушного потока. Общая линия во время расчетов разбивается на отдельные участки, при этом каждый участок должен иметь одинаковые сечения воздуховодов, стабильное потребление воздуха, одинаковые материалы изготовления и геометрию труб.

Отрезки нумеруются в последовательности от участка с наименьшим расходом и по возрастающей к наибольшему. Далее определяется фактическая длина каждого отдельного участка, суммируются отдельные участки и определяется общая длина системы вентиляции.

Во время планирования схемы вентиляции их допускается принимать общими для таких помещений:

  • жилых или общественных в любых сочетаниях;
  • производственных, если они по противопожарной категории относятся к группе А или Б и размещаются не более чем на трех этажах;
  • одной из категорий производственных зданий категории В1 – В4;
  • категории производственных зданий В1 м В2 разрешается подключать к одной системе вентиляции в любых сочетаниях.

Если в системах вентиляции полностью отсутствует возможность естественного проветривания, то схема должна предусматривать обязательное подключение аварийного оборудования. Мощности и место установки дополнительных вентиляторов рассчитываются по общим правилам. Для помещений, имеющих постоянно открытые или открывающиеся в случае надобности проемы, схема может составляться без возможности резервного аварийного подключения.

Системы отсосов загрязненного воздуха непосредственно из технологических или рабочих зон должны иметь один резервный вентилятор, включение устройства в работу может быть автоматическим или ручным. Требования касаются рабочих зон 1-го и 2-го классов опасности. Разрешается не предусматривать на схеме монтажа резервного вентилятора только в случаях:

  1. Синхронной остановки вредных производственных процессов в случае нарушения функциональности системы вентиляции.
  2. В производственных помещениях предусмотрена отдельная аварийная вентиляция со своими воздуховодами. Параметры такой вентиляции должны удалять не менее 10% объема воздуха, обеспечивающего стационарными системами.

Схема вентиляции должна предусматривать отдельную возможность душирования на рабочее место с повышенными показателями загрязненности воздуха. Все участки и места подключения указываются на схеме и включаются в общий алгоритм расчетов.

Запрещается размещение приемных воздушных устройств ближе восьми метров по линии горизонтали от мусорных свалок, мест автомобильной парковки, дорог с интенсивным движением, вытяжных труб и дымоходов. Приемные воздушные устройства подлежат защите специальными приспособлениями с наветренной стороны. Показатели сопротивления защитных устройств принимаются во внимание во время аэродинамических расчетов общей системы вентиляции.
Расчет потерь давления воздушного потока Аэродинамический расчет воздуховодов по потерям воздуха делается с целью правильного выбора сечений для обеспечения технических требований системы и выбора мощности вентиляторов. Потери определяются по формуле:

R yd — значение удельных потерь давления на всех участках воздуховода;

P gr – гравитационное давление воздуха в вертикальных каналах;

Σ l – сумма отдельных участков системы вентиляции.

Потери давления получают в Па, длина участков определяется в метрах. Если движение воздушных потоков в системах вентиляции происходит за счет естественной разницы давления, то расчетное снижение давления Σ = (Rln + Z) по каждому отдельному участку. Для расчета гравитационного напора нужно использовать формулу:

P gr – гравитационный напор, Па;

h – высота воздушного столба, м;

ρ н – плотность воздуха снаружи помещения, кг/м 3 ;

ρ в – плотность воздуха внутри помещения, кг/м 3 .

Дальнейшие вычисления для систем естественной вентиляции выполняются по формулам:

Определение поперечного сечения воздуховодов Определение скорости движения воздушных масс в газоходах Расчет на потери по местным сопротивлениям системы вентилирования
Определение потери на преодоление трения

Определение скорости воздушного потока в каналах
Расчет начинается с наиболее протяженного и удаленного участка системы вентиляции. В результате аэродинамических расчетов воздуховодов должен обеспечиваться требуемый режим вентиляции в помещении.

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

F P = L P /V T .

F P – площадь сечения воздушного канала;

L P – фактический расход воздуха на рассчитываемом участке вентиляционной системы;

V T – скорость движения воздушных потоков для обеспечения требуемой кратности обмена воздуха в нужном объеме.

С учетом полученных результатов определяется потери давления при принудительном перемещении воздушных масс по воздуховодам.

Для каждого материала изготовления воздуховодов применяются поправочные коэффициенты, зависящие от показателей шероховатости поверхностей и скорости перемещения воздушных потоков. Для облегчения аэродинамических расчетов воздуховодов можно пользоваться таблицами.

Табл. №1. Расчет металлических воздуховодов круглого профиля.

Таблица №2. Значения поправочных коэффициентов с учетом материала изготовления воздуховодов и скорости воздушного потока.

Используемые для расчетов коэффициенты шероховатости по каждому материалу зависят не только от его физических характеристик, но и от скорости движения воздушных потоков. Чем быстрее перемещается воздух, тем большее сопротивление он испытывает. Эту особенность обязательно нужно принимать во внимание во время подбора конкретного коэффициента.

Аэродинамический расчет по расходу воздуха в квадратных и круглых воздуховодах показывает различные показатели скорости передвижения потока при одинаковой площади сечения условного прохода. Объясняется это отличиями в природе завихрений, их значения и способности оказывать сопротивление движению.

Основное условие расчетов – скорость движения воздуха постоянно возрастает по мере приближения участка к вентилятору. С учетом этого предъявляются требования к диаметрам каналов. При этом обязательно учитываются параметры обмена воздуха в помещениях. Места расположения притока и выхода потоков подбираются с таким условием, чтобы пребывающие в помещении люди не ощущали сквозняков. Если прямым сечением не удается достичь регламентируемого результата, то в воздуховоды вставляются диафрагмы со сквозными отверстиями. За счет изменения диаметра отверстий достигается оптимальная регулировка воздушных потоков. Сопротивление диафрагмы рассчитывается по формуле:

Общий расчет вентиляционных систем должен учитывать:

  1. Динамическое давление воздушного потока во время передвижения. Данные согласовываются с техническим заданием и служат главным критерием во время выбора конкретного вентилятора, места его расположения и принципа действия. При невозможности обеспечить планируемые режимы функционирования системы вентиляции одним агрегатом, предусматривается монтаж нескольких. Конкретное место их установки зависит от особенностей принципиальной схемы воздуховодов и допустимых параметров.
  2. Объем (расход) перемещаемых воздушных масс в разрезе каждого ответвления и помещения в единицу времени. Исходные данные – требования санитарных органов по чистоте помещения и особенности технологического процесса промышленных предприятий.
  3. Неизбежные потери давления, возникающие в результате вихревых явлений во время движения воздушных потоков на различных скоростях. Кроме этого параметра в расчет принимается во внимание фактическое сечение воздуховода и его геометрическая форма.
  4. Оптимальная скорость передвижения воздуха в главном канале и отдельно по каждому ответвлению. Показатель влияет на выбор мощности вентиляторов и мест их установки.

Для облегчения производства расчетов допускается использовать упрощенную схему, она применяется для всех помещений с некритическими требованиями. Для гарантирования нужных параметров подбор вентиляторов по мощности и количеству делается с запасом до 15%. Упрощенный аэродинамический расчет систем вентиляции производится по следующему алгоритму:

  1. Определение площади сечения канала в зависимости от оптимальной скорости движения потока воздуха.
  2. Выбор приближенного к расчетному стандартного сечения канала. Конкретные показатели всегда следует подбирать в сторону увеличения. Воздушные каналы могут иметь увеличенные технические показатели, уменьшать их возможности запрещается. При невозможности подобрать стандартные каналы в технических условиях предусматривается их изготовление по индивидуальным эскизам.
  3. Проверка показателей скорости движения воздуха с учетом реальных значений условного сечения основного канала и всех ответвлений.

Задача аэродинамического расчета воздуховодов – обеспечить планируемые показатели вентилирования помещений с минимальными потерями финансовых средств. При этом одновременно следует добиваться снижения трудоемкости и металлоемкости строительно-монтажных работ, обеспечения надежности функционирования установленного оборудования в различных режимах.

Специальное оборудование должно монтироваться в доступных местах, к нему обеспечивается беспрепятственный доступ для производства регламентных технических осмотров и иных работ для поддержания системы в рабочем состоянии.

Согласно положениям ГОСТ Р ЕН 13779-2007 для расчета эффективности вентиляции ε v нужно применять формулу:

с ЕНА – показатели концентрации вредных соединений и взвешенных веществ в удаляемом воздухе;

с IDA – концентрация вредных химических соединений и взвешенных веществ в помещении или рабочей зоне;

c sup – показатели загрязнений, поступающих с приточным воздухом.

Эффективность систем вентиляции зависит не только от мощности подключенных вытяжных или нагнетающих устройств, но и от места расположения источников загрязнения воздуха. Во время аэродинамического расчета должны приниматься во внимания минимальные показатели по эффективности функционирования системы.

Удельная мощность (P Sfp > Вт∙с / м 3) вентиляторов рассчитывается по формуле:

де Р – мощность электрического двигателя, установленного на вентиляторе, Вт;

q v – расход воздуха, подаваемого вентиляторов при оптимальном функционировании, м 3 /с;

∆ р – показатель перепада давления на входе и выходе воздуха из вентилятора;

η tot – общий коэффициент полезного действия для электрического двигателя, воздушного вентилятора и воздуховодов.

Во время расчетов имеются в виду следующие типы воздушных потоков согласно нумерации на схеме:

Схема 1. Типы потоков воздуха в системе вентиляции.

  1. Наружный, поступает в систему кондиционирования помещений из внешней среды.
  2. Приточный. Потоки воздуха, подающиеся в систему воздуховодов после предварительной подготовки (подогрева или очистки).
  3. Воздух, находящийся в помещении.
  4. Перетекающие воздушные потоки. Воздух, переходящий из одного в другое помещение.
  5. Вытяжной. Воздух, отводящийся из помещения наружу или в систему.
  6. Рециркуляционный. Часть потока, возвращаемого в систему для поддержания внутренней температуры в заданных значениях.
  7. Удаляемый. Воздух, выводящийся из помещений бесповоротно.
  8. Вторичный воздух. Возвращается обратно в помещение после очистки, нагрева, охлаждения и т. д.
  9. Потери воздуха. Возможные утечки из-за негерметичности соединений воздуховодов.
  10. Инфильтрация. Процесс поступления в воздух в помещения естественным путем.
  11. Эксфильтрация. Естественная утечка воздуха из помещения.
  12. Смесь воздуха. Одновременное пресечение нескольких потоков.

По каждому типу воздуха имеются свои государственные стандарты. Все расчеты вентиляционных систем должны их учитывать.

Любое подвальное помещение или погреб должны быть надежно защищены от застоявшегося воздуха, мороза и конденсата. Именно поэтому в подземных хранилищах делается качественная гидро- и теплоизоляция. Также в особом внимании нуждается схема вентиляции погреба.

Приток чистого воздуха в подвальное помещение предотвратит вероятность опасного скопления вредных газов, а также исключит вероятность появления конденсата. Фрукты и овощи в процессе хранения выделяют большое количество влаги, а от нее необходимо избавляться как можно оперативнее, чтобы не началось процессов гниения внутри помещения.

Схема вентиляции подвального помещения, если ее делать правильно и с умом, базируется, прежде всего, на автоматизированном контроле подачи чистого воздуха и устранения застоявшегося из помещения. Система вентиляции погреба в этом случае основывается на работе специального устройства, которое с помощью датчиков поддерживает требуемый влажностный и температурный режимы в подвале. Конечно, основным недостатком подобных устройств является их высокая стоимость.

Готовые вентиляционные блоки.

Но расстраиваться не стоит, ведь можно самостоятельно произвести расчет вентиляции в погребе и делать всё своими руками, не прибегая к помощи специалистов и покупке дорогостоящего оборудования.

Расчет вентиляционной системы

В этом примере за основу будет взят канал вентиляции, сделанный из обычной трубы из поливинилхлорида (ПВХ).

  • В том случае, когда общая площадь погреба равняется 10 кв.м., то нам требуется площадь воздуховода равная произведению 10 на 25 кв. см. Получается 250 см. кв.
  • Далее берем формулу площади круга (воздуховод у нас круглый) S = πR², в соответствии с которой высчитываем необходимый радиус вентиляционной трубы, который в нашем случае будет составлять 8.9 см. Соответственно, диаметр трубы должен быть 17.8 см.

В том случае, когда ПВХ-труба имеет нестандартное прямоугольное сечение, для нашего подвального помещения оно должно составлять около 16 см. Если вам необходимо произвести расчет для другой площади подвального помещения, то он будет аналогичен.

Приведенный выше расчет является весьма упрощенным, так как не учитывает интенсивность воздухообмена в помещении.

Нужно принимать во внимание тот факт, что оптимальное проветривание подразумевает под собой полную замену воздуха в погребе хотя бы 1 раз в полчаса.

Специалисты часто рекомендуют произвести расчет сечения вентиляционного канала в подвальном помещении с учетом расхода воздуха. Интересно, что для высчитывания расхода воздуха также есть своя формула: L=V*K, где L – это, собственно, необходимое нам значение расхода воздуха, V – общий объем подвального помещения, а K – значение, указывающее на то, сколько раз за час воздух в помещении меняется. Если, например, высота подвального помещения составляет 200 см, то расход воздуха, посчитанный по выше указанной формуле, составит около 40 куб.м. в час.

При устройстве системы вентиляции в погребе произвести расчет сечения вентиляционного канала нужно обязательно.

Формула для расчета следующая: S=L/(W*3600). В этой формуле S является площадью сечения канала, L – расход воздуха (его мы посчитали выше и получили 40 куб. м. в час), W равняется 1 м/с (т.к. это скорость потоков воздуха, ее берут по номиналу).

Сечение трубы в этом случае можно будет рассчитать следующим образом: 40/(1*3600)=0.0111 кв.м. Далее берем знакомую нам формулу R= √(F/π), из которой получаем значение радиуса, равное приблизительно 5.9 см. Диаметр в этом случае необходимо взять с округлением в большую сторону (примерно 12 см). Если ПВХ-труба имеет нестандартное прямоугольное или квадратное сечение, то ее размеры должны составлять около 11х11 см (опять же, округлять следует в большую сторону).

Выход воздуховода.

Конечно, все значения для системы вентиляции погреба, которые были приведены выше, являются приблизительными. Кроме того, число замен воздуха в помещении мы тоже брали минимальное (их может быть намного больше). В ряде случаев кратность воздухообмена может быть намного выше. Но, одновременно с этим, следует понимать, что излишнее проветривание и поступление большого количества чистого воздуха вызовет подсушивание продуктов, хранящихся в погребе, поэтому всё надо брать в меру, ведь «больше» вовсе не значит «лучше». Если вы в своих силах не уверены, то расчеты лучше доверить профессионалам, как и все работы по устройству вентиляции в погребе. Хотя работа не такая сложная, как строительство подвала, но в ней есть множество нюансов, которые нужно предусмотреть.

Устройство вентиляции в погребе

После того как схема вентиляции для подвального помещения будет полностью рассчитана, можно начинать непосредственный монтаж. Если предполагается, что вентиляция будет включать в себя две трубы, то одну из них следует расположить на расстоянии в 150-180 см от пола (это будет вытяжная труба). С другой стороны, на противоположной стене устанавливается приточная труба, нижняя часть которой не должна доходить до пола примерно 20-30 см. Это связано с тем, что по законам физики теплый воздух постепенно поднимается вверх. Именно в теплом воздухе содержится большее количество влаги, которая оседает на стенках подвального помещения, поэтому его нужно вовремя убирать из погреба.

Схема воздухообмена в погребе.

Всю работу можно сделать самостоятельно. Очень важно, чтобы верхняя часть вытяжной трубы проходила через все перекрытия здания и располагалась над кровлей на высоте в 20-50 см. Кроме того, выход трубы требуется закрыть колпачком, который предотвратит попадание осадков внутрь трубы и, следовательно, в помещение подвала. С другой стороны, верхнюю часть приточной трубы также рекомендуется тщательно закрыть металлической сеткой, потому что именно через эту трубу в погреб могут проникать насекомые и грызуны, наносящие непоправимый ущерб провизии.

Если у вас есть такая возможность, то лучше всего предпочесть принудительную вентиляцию. Но в тех случаях, когда площадь вашего погреба небольшая и в нем храниться всего несколько килограмм продуктов, то нет никакой необходимости делать даже две трубы (вполне хватит одной).

Выбор воздуховода

Самыми распространенными типами сечения воздуховодов, используемых при проектировании вентиляционной сети, являются круглые и прямоугольные. Если конструкционные особенности вентиляционной системы накладывают жесткие ограничения на размер и форму сечения, то применяют воздуховоды эллиптического(плоскоовального) сечения, которые изготавливаются из круглых воздуховодов, путем их обработки на специальных станках.

Круглые воздуховоды требую меньше затрат материала на производство и изготавливаются по более простой технологии, нежели прямоугольные. В случае использования металла, на производство прямоугольного воздуховода уйдет, в среднем, на 20-30% материала больше, чем для круглого с аналогичными показателями. Более сложное производство связано с тем, что прямоугольные воздуховоды складывается воедино из нескольких, более мелких частей.

Преимуществом круглых воздуховодов является хорошая герметичность, обеспечение высокой скорости прохождения воздушного потока, низкий уровень шума, простота монтажа, меньший вес, по сравнению с прямоугольным аналогом.

Основным и немаловажным преимуществом моделей с прямоугольным сечением является возможность их оптимального расположения в пространстве. Они занимают меньше места и подстраиваются под те или иные особенности планировки в помещениях, например, в случае низких подвесных потолков.

Как показывает практика, наибольшее применение в промышленности и других производственных помещениях находит круглый тип воздуховодов, в то время как прямоугольные активнее используют в обычных зданиях, загородных домах, квартирах и других небольших помещениях.

Используемые материалы

Материалы, используемые для производства различных типов воздуховодов, зависят от конкретной области применения и особенностей имеющейся вентиляционной системы.

Оцинкованные воздуховоды эксплуатируются для переноса воздуха в условиях умеренного климата без агрессивной окружающей среды (температура до +80 оС). Цинковое покрытие способствует защите стали от коррозии, что значительно продлевает срок службы, но увеличивает стоимость таких изделий. Благодаря устойчивости к влажности, на стенках не будет появляться плесень, что делает их привлекательными для использования в местах с повышенной влажностью в системе вентиляции (жилые помещения, санузлы, места общественного питания).

Воздуховоды из нержавеющей стали используются для переноса воздушных масс при температуре до +500оС. В производстве применяют жаростойкую и тонковолокнистую сталь, толщиной до 1.2мм, позволяющую эксплуатировать такой вид воздуховодов и в условиях агрессивной окружающей среды. Основные места применения — заводы тяжелой промышленности (металлургия, горная, с повышенным радиационным фоном).

Металлопластиковый тип воздуховодов изготавливают с помощью двух металлических слоев, например, гофрированного алюминия, с проложенным между ними вспененным пластиком. Такая конструкция имеет высокие прочностные характеристики при небольшой массе, имеет эстетичный вид и не требуют дополнительной теплоизоляции. Обратной стороной является высокая стоимость данных изделий.

Также, особую популярность в условиях переноса агрессивных воздушных сред получил пластиковый тип воздуховодов. К основным отраслям производства в этом случае относятся химическая, фармацевтическая и пищевая. В качестве основного материала применяют модифицированный поливинилхлорид (ПВХ), который хорошо сопротивляется влаге, испарениям кислот и щелочей. Пластик — легкий и гладкий материал, обеспечивающий минимум потерь давления в воздушном потоке и герметичность в соединениях, благодаря чему из пластика изготавливают большое количество разнообразных соединительных элементов, таких как колени, тройники, отводы.

Другие типы воздуховодов, такие как полиэтиленовые воздуховоды, находят свое применение в системах приточного вентилирования. Воздуховоды из стеклоткани используются для стыковки вентилятора с воздухораспределителями. Воздуховоды из винилпласта служат в условиях агрессивной окружающей среды с содержанием в воздухе паров кислот, способствующих коррозии стали. Данные виды воздуховодов имеют высокие показатели сопротивляемости коррозии, имеют маленький вес и возможность изгибаться в любой плоскости на любой угол.

Жесткость

На данный момент, наибольшее распространение на рынке получил жесткий тип воздуховодов, поэтому значительная часть всего вентиляционного оборудования ориентирована именно жесткие вентиляционные короба.

Как правило, жесткие воздуховоды изготавливают с круглым или прямоугольным сечением. В качестве материала выступает листовой металл (оцинкованная или нержавеющая сталь, алюминий или пластик). В качестве ламинирующего покрытия могут применять теплоизоляционные материалы (базальтовая вата). Металлические трубы производят на профилегибочных станках, а пластиковые аналоги продавливают через специальные экструдеры.

Эксплуатируется данный вид воздуховодов в конструкциях, требующих высокую прочность вентиляционных каналов. К преимуществам данных изделий относится простота монтажа и обслуживания, а также хорошие аэродинамические показатели. При создании, однако, разветвленной вентиляционной сети, необходимо учитывать суммарной вес будущей системы воздушных каналов и озаботиться, при необходимости, укреплением всей конструкции.

Гибкий тип воздуховодов представляется в виде гофрированного рукава, поэтому иногда их называют гофрированными или спиральными. Основу составляет стальная проволочная арматура, а стенки делают из металлизированного полиэфира (ламинированной фольги). Особенность данной продукции в исключительной легкости монтажа, транспортировки и обслуживании. При необходимости, на уже существующую конструкцию можно навивать новые элементы, изгибать в любом направлении. К недостаткам относится рифленая поверхность стенок, которая негативно влияет на скорости прохождения воздуха по каналу, а также на шумоизоляции.

Полужесткий вид воздуховодов — промежуточное звено, обладающее прочностью жестких и эластичностью гибких моделей. Данный тип изготавливается из алюминиевых или стальных лент, свернутых в трубу и имеющих спиральных шов. Основным недостатком, как и в случае с гибкими моделями, является низкая скорость прохождения воздуха по вентиляционным каналам, что затрудняет использование данных изделий в разветвленной сети вентилирования.

Способы и типы соединения различных видов воздуховодов

К самым распространенным способам соединения отдельных прямых участков воздуховодов относятся фланцевое и бесфланцевое соединения.

В основе фланцевого соединения лежит способ крепления воздуховодов друг к другу фланцами, закрепленными на концах соединяемых деталей на саморезах или с помощью заклепок. Для герметичности в местах соединения используют резину или другие уплотнители.

Бесфланцевое соединение осуществляют при помощи бандажа тонкой листовой стали с использованием металлических реек.

К основным типам соединения воздуховодов относят:

  • Диффузоры и конфузоры (для соединения изделий с разными поперечными сечениями). Первые расширяют воздушный поток, вторые сужают.
  • Тройники (при разветвлении канала или соединении его из нескольких в один)
  • Переходники (для соединения изделий с разного размера и формы)
  • Колена и отводы (для обеспечения поворотов в вентиляционной сети)

Чтобы правильно выбрать трубные изделия для вентканалов, необходимо разобраться, какие трубы используются для трубопроводов этого назначения, в чем их достоинства и недостатки, и что учитывать при монтаже, чтобы важная инженерная система работала без сбоев.

Функции и классификация воздуховодов

Воздуховоды — главный элемент вентиляции, они обеспечивают приток и отток воздушных масс, то есть по сути заменяют отработанный воздух на свежий.

Строительный рынок предлагает широкий ассортимент труб для вентиляции: они имеют разное сечение и размеры, и создаются из различных материалов.

Виды воздуховодов по материалу

Популярны и востребованы на рынке металл и пластик, но существуют еще и относительно новые композитные элементы.

Пластиковые

Недорогие пластиковые воздуховоды востребованы при частном строительстве. Создаются такие жесткие трубы из ряда полимеров, обладающих специфическими особенностями:

Полимер Особенности
Трубы из поливинилхлорида Недорогие трубы легко монтируются. Не подвержены разрушению под действием УФ-лучей и способны выдержать без деформации температуру до 0 до +80°.
Полипропиленовые Под действием пониженных температур становятся ломкими. Не деформируются при повышенных показателях до +98°.
Трубы из фторопласта (ПВДФ) Устойчивый к агрессивному действию среды материал: выдерживает действие паров с щелочами и кислотами, переносит без ломкости и деформации t от -40 до +140°.
Полиэтиленовые Имеют антистатическую защиту, могут эксплуатироваться в широком температурном диапазоне от -40 до +80°. Изделия с добавлением черной сажи не подвергаются разрушению УФ-лучами.

Металлические

Металл — традиционный материал для создания вентиляции.

Выбор и расчет диаметра воздуховода

Наиболее востребованы трубы из оцинкованной, нержавеющей и черной стали.

Тип стали Характеристики
Оцинкованная черная Оцинковка стали обеспечивает применение труб в местностях с любым климатом. Не поддается коррозии даже при нарушении целостности покрытия — при окислении на повреждениях образуется специфическая защитная пленка.
Нержавеющая Нержавеющая сталь — устойчивый к температурным перепадам и долговечный материал.
Черная Трубы обладают повышенной огнестойкостью. Герметичность жесткого воздуховода обеспечивается сварными швами.

Обратите внимание! В частном строительстве чаще используются качественные, надежные и прочные вентиляционные воздуховоды, выполненные из оцинкованной и нержавеющей стали.

Гибкие

Гибкие трубные изделия имеют армированный пластиковый каркас, обернутый алюминиевой фольгой: удобные в монтаже и способные растягиваться и принимать любые формы благодаря гофрированной конструкции.

Обратите внимание! Недостаток гибких труб связан с тем, что гофра снижает аэродинамику воздушных потоков; чтобы нивелировать эту проблему, воздуховоды устанавливаются в полностью расправленном виде.

Чаще всего гибкие трубы используют в качестве воздуховодов для обеспечения транспортировки воздушных масс от кухонных вытяжек к общей системе вентиляции.

Текстильные

Относительно новый тип труб — текстильные воздуховоды. Чаще всего их монтируют в приточные участки внутренней инженерной системы, они равномерно распределяют поступающий свежий воздух. Кроме того, они обладают:

  • высокой производительностью;
  • небольшой массой;
  • легкостью в монтаже, ремонте и очищении;
  • устойчивостью к влаге.

Текстильные трубы допустимо комбинировать с воздуховодами, переходниками и крепежами из других материалов. Подобрав цвет воздуховода, вы избежите необходимости сооружения закрывающего короба, — они впишутся в интерьер, не выделяясь.

Воздуховоды, вне зависимости от материала исполнения, могут иметь круглое или прямоугольное сечение — оба типа используются при устройстве приточной и вытяжной, естественной и принудительной вентиляции.

Диаметры круглых труб четко стандартизированы и имеют 22 установленных размера от 100 до 2000 мм. Прямоугольные воздуховоды также выпускаются в нескольких вариантах: от 100*150 мм до 1600*2000 мм с габаритным шагом в 50 мм. К каждому размеру труб производители предлагают соединители, повороты и разветвления из соответствующих материалов.

Форму сечения принято подбирать соответственно габаритам помещения:

  • небольшие комнаты и помещения с низкими потолками оборудуют прямоугольными трубами — слегка уплощенные, они будут не так выделяться;
  • в просторных комнатах с высокими потолками целесообразно использовать трубы с круглым сечением;
  • в помещениях, где вентиляция особенно востребована (влажные помещения, кухни, производственные площади) используют воздуховоды круглого исполнения с высокой производительностью.

Важно! Прямоугольное сечение используется редко ввиду существенных недостатков: углы создают сопротивление, снижающее аэродинамические свойства, кроме того, такая форма исполнения связана с возникновением гулов при прохождении воздуха по вентиляции.

По диаметру

Оптимальный диаметр воздуховодов рассчитывается, исходя из объема комнаты и кратности воздухообмена. Последний показатель определяется в таблицах соответствующего СНиПа.

Для расчета диаметра труб сначала вычисляется объем воздуха по формуле:

O=n*Vk,

где Vk — объем комнаты, n — взятая из таблицы СНиП кратность воздухообмена.

В жилых зданиях приток и отвод отработанного воздуха всегда одинаков, поэтому после получения суммарного объема достаточно по диаграмме выбрать соответствующий показателю оптимальный диаметр воздуховода.

Обратите внимание! Упрощают расчет диаметра специальные программы, в которых сразу учитываются все важные показатели: климатическая зона, материал, форма труб, наличие поворотов и решеток, способных привнести дополнительное сопротивление движению воздушных масс.

Преимущества и недостатки

При устройстве вентиляции обычно используют металлические, пластиковые и гибкие гофрированные трубы, зачастую совмещая их на разных участках для достижения максимальной производительности.

Вид труб Преимущества Недостатки
Металлические
  • прочность;
  • длительная эксплуатация;
  • не накапливают грязь;
  • гладкая поверхность увеличивает скорость прохода воздушных масс;
  • устойчивы к перепадам давления и температуры;
  • устойчивы к УФ-лучам.
  • гулкость;
  • при монтаже нужны специальные инструменты для достижения герметичности соединений;
  • относительно большой вес усложняет процесс монтажа.
Пластиковые
  • эстетичность;
  • малый вес упрощает монтаж даже на сложных узлах;
  • низкая шумность;
  • гладкие стенки повышают скорость транспортировки воздуха;
  • недорогая стоимость;
  • долговечность.
  • разрушаются под действием низких температур и становятся хрупкими под влиянием УФ-лучей;
  • пожароопасны.
Гибкие
  • растягиваются и сдвигаются на требуемую длину;
  • принимают любые кривые формы;
  • работоспособны в температурном диапазоне от -30 до 1200.
  • гофрированность снижает скорость транзита воздушного потока;
  • накапливают на поверхности пыль, гарь и копоть;
  • хрупкие и ломкие.

Чтобы нивелировать имеющиеся недостатки разных видов воздуховодов и создать надежную и производительную систему вентиляции, при проектировании иногда применяется методика совмещения.

Так, основные магистрали монтируются из металлических труб, от них по помещениям расходятся аккуратные пластиковые или текстильные элементы, а на кухне и в санузле при устройстве принудительной вентиляции монтируются для удобства гофрированные изделия.

Что необходимо знать для монтажа качественной вентиляции

Вентиляция — сложная инженерная система, на производительность которой влияют любые мелочи:

  • длина воздуховода не должна превышать 3 м — иначе работоспособность линии будет снижаться на 15% с каждым лишним метром;
  • понизить производительность способны и повороты, каждый из них — на 10%;
  • избегайте образования тупых углов при поворотах линии — они нарушают механизм естественного оттока воздуха;
  • для устранения обратной тяги в воздуховоды монтируют обратные клапаны;
  • место выхода вентиляционного стояка на крышу утепляют, чтобы избежать образования конденсата в холодное время года;
  • вентканал на кухне располагают рядом с местом для плиты.

Это важно! Главное для монтажа вентиляции — тщательные расчеты и составление подробного проекта инженерной системы. Предварительное обдумывание конструкции и подбор материалов для нее позволят избежать ошибок.

Воздуховоды: виды и особенности

Сегодня производство воздуховодов налажено десятками предприятий, а выбор самих конструкций достаточно разнообразен. В зависимости от формы, материала и предназначения воздуховоды делятся на следующие категории:

  • Алюминиевые, пластиковые и из оцинкованной стали. Стальные воздуховоды используются для систем вентиляции с высокими нагрузками и повышенным механическим воздействием, поскольку они отличаются особой прочностью.
  • Прямоугольного и круглого сечения. Прямоугольные изделия получили более широкое распространение из-за эргономичности, однако производство воздуховодов круглой формы продолжается, поскольку они незаменимы для ряда промышленных предприятий.
  • Гибкие и жесткие.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *