Якою має бути швидкість повітря в повітропроводі вентиляції за технічними нормами

При проектуванні, налаштуванні чи модифікації вже діючої вентиляційної системи обов'язково виконуються розрахунки повітроводу. Це потрібно для того, щоб правильно визначити його параметри з урахуванням оптимальних характеристик продуктивності та шуму в актуальних умовах.

При виконанні розрахунків велике значення мають результати вимірювання витрати та швидкості руху повітря в повітряному каналі.

Витрата повітря - обсяг повітряної маси, що надходить у систему вентиляції за одиницю часу. Як правило, цей показник вимірюється в м/год.

Швидкість руху – величина, що показує, наскільки швидко повітря переміщається у системі вентиляції. Цей показник вимірюється у м/с.

Якщо відомі ці два показники, можна розрахувати площу круглих і прямокутних перерізів, а також тиск, необхідний подолання локального опору або тертя.

Складаючи схему, потрібно вибрати кут зору того фасаду будівлі, який розташований в нижній частині планування. Повітроводи відображаються суцільними товстими лініями

Найчастіше використовується наступний алгоритм проведення обчислень:

1. Упорядкування аксонометрической схеми, у якій перераховуються все елементи.
2. На основі цієї схеми розраховується довжина кожного каналу.
3. Вимірюється витрата повітря.
4. Визначається швидкість потоку та тиск на кожній ділянці системи.
5. Виконується розрахунок втрат на тертя.
6. З використанням необхідного коефіцієнта виконується розрахунок втрат тиску при подоланні локального опору.

При виконанні розрахунків на кожній ділянці мережі розподілу повітря виходять різні результати.Всі дані потрібно зрівняти за допомогою діафрагм із гілкою найбільшого опору.

Обчислення площі перерізу та діаметра

Правильний розрахунок площі круглих та прямокутних перерізів дуже важливий. Невідповідний розмір перерізу не дозволить забезпечити потрібний повітряний баланс.

Занадто великий повітропровід займе багато місця та зменшить ефективну площу приміщення. Якщо вибрати занадто маленький розмір каналів, з'являться протяги, оскільки збільшиться тиск потоку.

Для того щоб розрахувати необхідну площу перерізу (S), потрібно знати значення витрати та швидкості руху повітря.

Для обчислень використовується така формула:

при цьому L – витрата повітря (м³/год), а V – його швидкість (м/с);

Використовуючи таку формулу, можна порахувати діаметр повітроводу (D):

S – площа перерізу (м2);

Якщо планується встановлення прямокутних, а не круглих повітроводів, замість діаметра визначають необхідну довжину/ширину повітряного каналу.

Усі отримані значення зіставляють зі стандартами ГОСТ і вибирають вироби, найбільш близькі за діаметром або площею перерізу

При виборі такого повітроводу до уваги береться приблизний переріз. Використовується принцип a*b ≈ S, де a – довжина, b – ширина, а S – площа перерізу.

Відповідно до нормативів, співвідношення ширини та довжини не повинно бути вищим 1:3. Також слід скористатися таблицею типових розмірів, що надається заводом-виробником.

Найчастіше зустрічаються такі розміри прямокутних каналів: мінімальні габарити – 0,1 м x 0,15 м, максимальні – 2 м x 2 м. Перевага круглих повітроводів у тому, що вони відрізняються меншим опором і, відповідно, створюють менше шуму під час роботи.

Розрахунок втрати тиску на опір

У міру просування повітря магістралью створюється опір. Для його подолання вентилятор припливної установки створює тиск, який вимірюють у Паскалях (Па).

Втрату тиску можна знизити, збільшивши перетин повітроводу. При цьому може бути забезпечена приблизно однакова швидкість потоку в мережі.

Для того, щоб підібрати відповідну установку припливу з вентилятором потрібної продуктивності, необхідно розрахувати втрату тиску на подолання локального опору.

Застосовується ця формула:

R – питома втрата тиску тертя певному ділянці воздуховода;

Еі – сумарний коефіцієнт локальної втрати;

V – швидкість повітря (м/с);

Y – густина повітря (кг/м3).

Значення R визначаються за нормативами. Також цей показник можна розрахувати.

Якщо переріз повітроводу кругле, втрати тиску на тертя (R) розраховуються таким чином:

X - Коеф.

V – швидкість повітря (м/с), а Y – його щільність (кг/м³);

Якщо перетин не круглий, а прямокутний, у формулу необхідно підставити альтернативний діаметр, рівний D = 2АВ/(А + В), де А і В – сторони.

Розрахунок швидкості повітря в повітроводі за перерізом: таблиці, формули

При розрахунку та встановленні вентиляції велика увага приділяється кількості свіжого повітря, що надходить по цих каналах. Для обчислень використовуються стандартні формули, які добре відображають залежність між габаритами витяжних пристроїв, швидкістю руху та витратою повітря. характер

Деякі норми прописані в СНиПах, але здебільшого мають рекомендаційний характер.

Загальні засади розрахунку

Повітропроводи можуть бути виготовлені з різних матеріалів (пластик, метал) та мати різні форми (круглі, прямокутні). СНиП регулює лише габарити витяжних пристроїв, але з нормує кількість притяжного повітря, тобто. до. його споживання в залежності від типу та призначення приміщення може сильно відрізнятися. Цей параметр вираховується за спеціальними формулами, які підбираються окремо.

Норми встановлено лише соціальних об'єктів: лікарень, шкіл, дошкільних закладів. Вони прописані в БНіП для таких будівель. При цьому відсутні чіткі правила швидкості руху повітря в повітроводі. Є тільки рекомендовані значення та норми для примусової та природної вентиляції залежно від її типу та призначення, їх можна подивитися у відповідних БНіПах. Це відображено у таблиці, наведеній нижче.

Швидкість руху повітря вимірюється м/с.

Рекомендовані швидкості повітря

Доповнити дані у таблиці можна так: при природній вентиляції швидкість руху повітря не може перевищувати 2 м/с незалежно від її призначення, мінімальна допустима – 0,2 м/с. В іншому випадку оновлення газової суміші в приміщенні буде недостатнім. При примусовій витяжці максимально допустимим вважається значення 8-11 м/с для магістральних повітроводів. Перевищувати ці норми годі було, тобто. до. це створить занадто великий тиск та опір у системі.

Формули для розрахунку

Для проведення всіх необхідних обчислень необхідно мати деякі дані. Щоб обчислити швидкість повітря, знадобиться така формула:

ϑ – швидкість потоку повітря у трубопроводі вентиляційного пристрою, що вимірюється в м/с;

L - витрата повітряних мас (дана величина вимірюється в м3/год) на тій ділянці витяжної шахти, для якого здійснюється обчислення;

F – площа поперечного перерізу трубопроводу, що вимірюється в м2.

За цією формулою і проводиться розрахунок швидкості повітря в повітроводі, причому його фактичне значення.

З цієї ж формули можна вивести і решту відсутніх даних. Наприклад, щоб розрахувати витрати повітря, формулу необхідно перетворити так:

У деяких випадках подібні обчислення робити складно чи не вистачає часу. У цьому випадку можна використати спеціальний калькулятор. Зустрічається безліч таких програм в інтернеті. Для інженерних бюро краще встановити спеціальні калькулятори, які мають більшу точність (віднімають товщину стінки труби при розрахунку її площі поперечного перерізу, ставлять більшу кількість знаків у число пі, вираховують більш точну витрату повітря і т. д.).

Знати швидкість руху повітря необхідно для того, щоб обчислити не тільки обсяг подачі газової суміші, але і для визначення динамічного тиску на стінки каналів, втрат на тертя та опір і т.д.

Кілька корисних порад та зауважень

Як можна зрозуміти з формули (або при проведенні практичних розрахунків на калькуляторах) швидкість повітря збільшується при зменшенні розмірів труби. Їх цього факту можна отримати низку переваг:

• не виникне втрат чи необхідності у прокладанні додаткового вентиляційного трубопроводу для забезпечення необхідної витрати повітря, якщо габарити приміщення не дозволяють провести канали великих розмірів;
• можна прокладати трубопроводи менших розмірів, що здебільшого простіше та зручніше;
• чим менше діаметр каналу, тим дешевша його вартість, знизиться ціна і на додаткові елементи (заслінки, клапани);
• менший розмір труб розширює можливості монтажу, їх можна розташувати так, як потрібно, практично не підлаштовуючись під зовнішні фактори, що стискують.

Однак при прокладанні повітроводів меншого діаметра необхідно пам'ятати, що при підвищенні швидкості повітря підвищується динамічний тиск на стінки труб, збільшується і опір системи, відповідно буде потрібний потужніший вентилятор і додаткові витрати. Тому до монтажу необхідно ретельно провести всі розрахунки, щоб економія не обернулася великими витратами або збитками, т.к. будівництво, що не відповідає нормам БНіП можуть не допустити до експлуатації.

Розрахунок природної витяжної вентиляції

Потім, у зв'язку від ділянки відкриття верхніх і нижніх відповідно, припливних і витяжних фрамуг в приміщенні приблизно в центрі висоти споруди виходить ступінь однакових тисків, тут вплив так само нулю. Відповідно, вплив в міру концентрації нижніх просвітів дорівнюватиме:

• де порівнює – середньої температури щільності повітряних мас у приміщенні, кг/м3;
• h1-висота від площини однакових тисків до нижніх просвітів, м.

На рівні центрів верхніх просвітів, вище за площину однакових тисків утворюється надмірна напруга, Па, що дорівнює:

Саме цей тиск і впливає на витяжку повітря. Загальна напруга для обміну повітряних потоків у кімнаті:

Вихідні дані для обчислень

Коли відома схема вентиляційної системи, розміри всіх повітропроводів підібрано та визначено додаткове обладнання, схему зображують у фронтальній ізометричній проекції, тобто аксонометрії. Якщо її виконати відповідно до чинних стандартів, то на кресленнях (або ескізах) буде видно всю інформацію, необхідну для розрахунку.

1. За допомогою поверхових планувань можна визначити довжини горизонтальних ділянок повітропроводів. Якщо на аксонометрической схемою проставлені позначки висот, у яких проходять канали, то протяжність горизонтальних ділянок теж стане відома. В іншому випадку будуть потрібні розрізи будівлі з прокладеними трасами повітропроводів. І в крайньому випадку, коли інформації недостатньо, ці довжини доведеться визначати за допомогою вимірювання за місцем прокладки.
2. На схемі має бути зображено за допомогою умовних позначень все додаткове обладнання, встановлене у каналах. Це можуть бути діафрагми, заслінки з електроприводом, протипожежні клапани, а також пристрої для роздачі або витяжки повітря (решітки, панелі, парасольки, дифузори). Кожна одиниця цього устаткування створює опір по дорозі повітряного потоку, що необхідно враховувати під час розрахунку.
3. Відповідно до нормативів на схемі біля умовних зображень повітроводів повинні бути проставлені витрати повітря та розміри каналів. Це визначальні параметри для обчислень.
4. Усі фасонні та розгалужувальні елементи теж мають бути відображені на схемі.

Якщо такої схеми на папері або в електронному вигляді не існує, то доведеться її накреслити хоча б у чорновому варіанті, при обчисленнях без нього не обійтися.

Розрахунок швидкості повітря в повітроводі — Світ Клімату та Холоду

Розрахунок швидкості повітря в повітроводі - це завдання щодо визначення швидкості повітря при відомих витратах і перерізі повітроводу.

Розрахунок швидкості повітря в повітропроводі онлайн

Курс МП1 - розрахунок повітроводів та повітрообміну

Для розрахунку швидкості повітря в повітропроводі онлайн рекомендуємо скористатися представленим вище калькулятором. Вихідними даними для розрахунку є:

• Витрата повітря
• Перетин повітроводу (діаметр для круглих повітроводів, ширина та висота для прямокутних).

Важливою відмінністю нашого калькулятора є той факт, що в результаті розрахунку ви дізнаєтеся не лише фактичну швидкість повітря, але й падіння тиску на 1 метр довжини – ця величина допоможе визначити аеродинамічний опір вентиляційної мережі.

Навіщо виконувати розрахунок швидкості повітря у повітроводі

Завдання розрахунку швидкості повітря в повітроводі зазвичай виникає при перевірці проекту вентиляції, в якому вказано витрату та обрано перетин повітроводу.

Мета розрахунку - зрозуміти, чи правильно вибраний переріз повітроводу для даної витрати повітря. Крім того, швидкість повітря в повітроводі повинна бути вказана на аксонометричній схемі системи вентиляції.

Формула розрахунку швидкості повітря в повітроводі

У загальному випадку швидкість повітря в повітроводі визначається за формулою:

v = G/S, де G і S — відповідно, витрата повітря у повітроводі та площа його перерізу.

При використанні цієї формули слід враховувати розмірність витрати та площі. Найчастіше витрата виражена в м3/годину, а розміри повітроводу - в міліметрах, тобто площа перерізу буде в мм2. Підстановка чисел у м3/година та мм2 неприпустима.Для отримання швидкості повітря в м/с слід перерахувати витрати повітря в кубічних метрах на секунду (м3/с), а площу перерізу у квадратних метрах (м2).

Приклад розрахунку швидкості повітря у повітроводі

Наприклад, для повітроводу 600×300 з витратою повітря 2000 м3/годину отримаємо:

1. Розміри повітроводу переводимо в метри, маємо 0,6 та 0,3 м.
2. Площа перерізу S = 0,6 · 0,3 = 0,18 м2
3. Витрата повітря G = 2000 м3/год = 2000/3600 м3/с = 0,56 м3/с
4. Швидкість повітря v=G/S=0,56/0,18=3,1 м/с.

Рекомендована швидкість повітря у повітроводах

Рекомендована швидкість повітря в повітроводах становить:

• До 4 м/с – для загальнообмінних систем вентиляції з перетином повітроводів до 600×600
• До 6 м/с - для систем вентиляції з перетином повітроводів більше 600×600
• До 10 м/с – для систем димовидалення та специфічних систем вентиляції.

Розрахунок швидкості повітря в круглому повітроводі

Формула розрахунку швидкості повітря в повітроводі може бути адаптована для круглих повітроводів з урахуванням звичних розмірностей величин, що входять до неї:

Наприклад, для витрати повітря 550 м3/годину в повітроводі діаметром 200 мм отримаємо:

v = 354 · 550/2002 = 4,9 м / с

У загальнообмінних системах вентиляції не рекомендується перевищувати швидкість 4 м/с, щоб уникнути шуму в повітроводах та підвищеного аеродинамічного опору. Тому в даному прикладі рекомендується застосувати повітропровід діаметром 250 мм (v = 354 · 550/2502 = 3,1 м / с)

Розрахунок швидкості повітря у прямокутному повітроводі

Для прямокутного повітроводу формула розрахунку швидкості повітря перетворюється так:

v = 278 G / (A B), де G - витрата повітря в м3 / год, A і B - сторони перерізу повітроводу в міліметрах.

Для вищенаведеного прикладу (2000 м3/годину в повітроводі 600×300) отримаємо:

v = 278 · 2000 / (600 · 300) = 3,1 м / с, як і було знайдено вище.

Таблиці швидкості повітря

Для визначення швидкості повітря в повітроводі під час перевірки проекту зручно користуватися готовими таблицями. Вони складаються окремо для круглих та прямокутних повітроводів. У них по вертикалі вказані перерізи повітроводів, а в осередках - витрата повітря. Швидка швидкість вказана в стовпцях.

Нижче представлені таблиці швидкостей повітря для круглих та прямокутних повітроводів.

Як приклад приймемо, що по круглому повітроводу діаметром 200 мм прокачується 420 м3/год повітря.

Оскільки 420 набагато ближче до 452, ніж до 339, можна зробити висновок, що швидкість повітря — «майже 4 м/с». Це допустима швидкість для загальнообмінних систем вентиляції, отже, перетин повітроводу у проекті підібрано правильно.

Етап перший

Сюди входить аеродинамічний розрахунок механічних систем кондиціювання або вентиляції, який включає низку послідовних операцій.

Розміри площі перерізів повітроводів визначаються залежно від їхнього типу: круглого або прямокутного.

Формування схеми

Схема складається у аксонометрії з масштабом 1:100. На ній вказуються пункти з розташованими вентиляційними пристроями та споживанням повітря, що проходить через них.

Тут слід визначитися з магістраллю – основною лінією, виходячи з якої проводяться всі операції. Вона є ланцюгом послідовно з'єднаних відрізків, з найбільшим навантаженням і максимальною протяжністю.

Вибудовуючи магістраль, слід звернути увагу на те, яка система проектується: припливна або витяжна

Припливна

Тут лінія розрахунку вибудовується від найвіддаленішого розподільника повітря з найбільшим споживанням. Вона проходить через такі припливні елементи, як повітропроводи та вентиляційна установка аж до місця, де відбувається забір повітря. Якщо система повинна обслуговувати кілька поверхів, то розподільник повітря розташовують на останньому.

Витяжна

Будується лінія від найвіддаленішого витяжного пристрою, що максимально витрачає повітряний потік, через магістраль до встановлення витяжки і далі до шахти, через яку здійснюється викид повітря.

Якщо планується вентиляція для кількох рівнів і встановлення витяжки розташовується на покрівлі або горищі, то лінія розрахунку повинна починатися з розподільного пристрою самого нижнього поверху або підвалу, який теж входить в систему. Якщо установка витяжки знаходиться в підвальному приміщенні, то від розподільного пристрою останнього поверху.

Вся лінія розрахунку розбивається на відрізки, кожен із них є ділянкою повітроводу з такими характеристиками:

• повітропровід єдиного розміру перерізу;
• з одного матеріалу;
• із постійним споживанням повітря.

Наступним кроком є ​​нумерація відрізків. Починається вона з найвіддаленішого витяжного пристрою чи розподільника повітря, кожному присвоюється окремий номер. Основний напрямок - магістраль виділяється жирною лінією.

Далі, на основі аксонометричної схеми для кожного відрізка визначається його протяжність з урахуванням масштабу та споживання повітря. Останній є сумою всіх величин споживаного повітряного потоку, що протікає через відгалуження, які примикають до магістралі.Значення показника, який у результаті послідовного підсумовування, має поступово зростати.

Визначення розмірних величин перерізів повітроводів

Виробляється з таких показників, як:

• споживання повітря на відрізку;
• нормативні значення швидкості руху повітряного потоку, що рекомендуються, становлять: на магістралях — 6м/с, на шахтах де відбувається забір повітря – 5м/с.

Розраховується попередня розмірна величина повітроводу на відрізку, що наводиться до найближчого стандартного. Якщо вибирається прямокутний повітропровід, значення підбираються на основі розмірів сторін, відношення між якими становить не більше ніж 1 до 3.

З чого починати?

Діаграма втрати напору за кожен метр повітроводу.

Дуже часто доводиться стикатися з досить простими схемами вентиляції, в яких присутній повітропровід одного діаметра і немає додаткового обладнання. Такі схеми прораховуються досить просто, але що робити, якщо схема складна з безліччю відгалужень? Згідно з методикою прорахунку втрат тиску в повітроводах, яка викладена в багатьох довідкових виданнях, необхідно визначити найдовшу гілку системи або гілку з максимальним опором. З'ясувати таку по опору на око вдається рідко, тому прийнято вести розрахунок за протяжною гілкою. Після цього, користуючись величинами витрат повітря, проставлених на схемі, всю гілку ділять на ділянки за цією ознакою. Як правило, витрати змінюються після розгалужень (трійників) і при розподілі найкраще орієнтуватися на них. Бувають інші варіанти, наприклад, припливні або витяжні решітки, вбудовані прямо в магістральний повітропровід.Якщо на схемі це не показано, а такі грати є, потрібно витрата після неї розрахувати. Ділянки нумерують починаючи від найвіддаленішого від вентилятора.

Особливості вибору вентилятора

У виборі вентилятора слід керуватися такими вимогами:

Схема визначення шумових характеристик канальних вентиляторів.

1. У пристрою повинен бути мінімальний питомий рівень потужності звуку і вузький спектр звукових хвиль, що відповідає умовам експлуатації.
2. Потужність вентилятора вибирається відповідно до сумарних втрат при русі повітря каналами мережі.
3. Не рекомендується застосовувати крильчатку з кількістю лопатей менше 12. Такі конфігурації найчастіше створюють додаткові тони аеродинамічного шуму при проходженні повітряного середовища через крильчатку. Посилення шумів визначається окремим пристроєм вентилятора, відхиленням повітряних мас при попаданні на крильчатку та подальшою взаємодією потоку з внутрішньою поверхнею повітроводів.
4. У мережах, де регулюється витрата, окремо враховують вплив зміни аеродинамічних характеристик на гучність роботи вентилятора. Зниження витрати при зміні кута установки лопат може істотно посилити створюваний шум.
5. Додатково відрегулювати гучність роботи агрегату дозволить зниження частоти обертів робочого колеса діапазоні регулювання при постійної потужності.
6. Штуцери вентилятора і ділянки повітроводу, що підключаються, краще з'єднувати через гнучкі вставки, що гасять вібрації, які передає корпус агрегату на інші ділянки.

Види та розміри

Спосіб виготовлення визначає розподіл круглих вентканалів на:

За жорсткістю вироби поділяються на жорсткі, напівжорсткі та гнучкі (гофрорукава).Гнучкі у свою чергу діляться на каркасні та безкаркасні.

За коефіцієнтом щільності повітроводи класифікуються як щільні (маркування «П») та нормальні («Н»). Ця класифікація визначає можливість використання вентканалу в системі вентиляції з примусовою циркуляцією.

За способом з'єднання виділяють фланцеві та безфланцеві моделі:

• Фланцевий спосіб передбачає стикування окремих елементів трубопроводу за допомогою болтів та ущільнювальних прокладок.
• Безфланцеві димарі з'єднуються за типом бандажа.

Прямошовні (промислові)

Особливість прямошовних повітроводів - додаткова жорсткість конструкції, що надається звареним або замковим швом. Зварювання забезпечує вентиляційній магістралі найбільшу міцність та герметичність.

Довжина прямошовних вентканалів стандартизована і, як правило, не перевищує 1,25 м-коду. Це ускладнює конструкцію вентиляційного контуру та вимагає монтажу кріплень на кожному стикувальному блоці.

Діапазон діаметрів прямошовних повітроводів круглого перерізу досить широкий: від 10 сантиметрів до 2 метрів.

Спірально зварені та спірально навивні (замкові)

Повітропроводи спірального типу бувають лише круглими. Вони визнаються найефективнішими, т.к. шви, що йдуть по спіралі, забезпечують міцність вентканалам і збільшують аеродинамічні характеристики повітряного потоку.

Висновок

Цей нескладний розрахунок є частиною аеродинамічного розрахунку системи вентиляції та кондиціювання повітря. Такі розрахунки виконуються у спеціалізованих програмах або, наприклад, Excel.

• https://sovet-ingenera.com/vent/raschety/skorost-vozduxa-v-vozduxovode.html
• https://mir-klimata.info/raschjot-skorosti-vozduha-v-vozduhovode/
• https://1poclimaty.ru/raschet/dopustimye-skorosti-vozduxa-v-vozduxovodax.html
• https://OmShantiDom.ru/sistemy/kak-rasschitat-rashod-vozduha.html
• https://oventilyacii.ru/ventilyaciya/skorost-vozduha-v-vozduhovode.html
• https://kaminguru.com/kommunikacii/skorost-vozduha-v-vozduhovode.html
• http://airducts.ru/skorost-v-vozduxovode/

Швидкість повітря у повітроводі: формули, розрахунки, норми

Запитуєте, яка має бути швидкість повітря в повітроводі, відповім – від 0,3 до 30,0 м/с. Значення залежить від типу вентиляції, деталей, експлуатаційних факторів.

У статті розповім про вплив перерізу повітроводів на швидкісні показники повітряних потоків. Розберемося з каналами природного та механічного спонукання вентиляційних мереж для житлових, громадських, виробничих будівель. Відповім на питання, що часто ставляться.

Вплив перерізу повітроводу на швидкість повітря

На швидкість потоку повітря у вентиляції впливає розмір та форма повітроводу. Параметри вентиляційного каналу часто поєднують узагальненою назвою – переріз.

Інженери, що розробляють проект вентиляції, спочатку продумують схему розташування внутрішньої розводки в просторі будівлі, розраховують довжину кожної ділянки.

Протяжність каналів, кількість згинів з перепадами діаметрів впливають на витрату повітря в повітропроводі інженерної мережі. Маючи на руках схему та задані швидкісні параметри потоків на кожній ділянці, інженери визначають переріз каналів.

Вентиляційними повітроводами називають фасонні деталі круглої та прямокутної форми. Поширеним матеріалом виготовлення є оцинкований листовий метал. Додатково виробники випускають повітроводи з нержавіючої сталі, пластику.

У старих висотних будинках загальнобудинкові канали інженерної мережі зроблені з цегли, шлакобетону, зі штукатуркою та голою кладкою. На специфічних об'єктах застосовують гумові димарі.

Використання різних матеріалів дозволяє отримати вентиляційні канали адаптовані до умов експлуатації. Від кухонної витяжки естетично прокласти пластикову трубу.

Металеві канали підійдуть для ділянок з високими експлуатаційними та зовнішніми механічними навантаженнями.

Пластик, оцинковка, нержавіюча сталь, інші матеріали мають свій показник шорсткості поверхні. Параметр впливає швидкість руху повітря.

Інженери враховують виправлення на шорсткість внутрішніх стінок вентиляційного каналу. Табличні дані для розрахунків є у вільному доступі.

Повітропроводи прямокутного перерізу

Прямокутний тип повітроводів проектують при обґрунтованому застосуванні. Обмежене запитання пояснюється двома факторами:

1. У прямокутного каналу низькі аеродинамічні характеристики.
2. Порівняно з круглою трубою, прямокутний канал складніше та дорожче виготовити.

Прямокутний короб витримує менше тиску, ніж кругла труба. Перевага - плоскі стінки дозволяють прокласти повітроводи під підшивкою стелі, всередині вузьких вентиляційних шахт.

Стандартний типорозмір фасонних деталей регламентовано ГОСТ Р 70349-2022. При проектуванні вентиляції з прямокутних каналів нестандартного перерізу співвідношення сторін повітроводів не повинно перевищувати 1:4.Для систем природного вентилювання співвідношення сторін прямокутних каналів має обмеження 1:2.

Під час проектування вентиляції інженерами визначається допустима швидкість повітря, виходячи з наступних факторів:

• допустимий показник рівня аеродинамічного шуму згідно СП 51.13330.2011;
• допустимий показник втрат робочого тиску вентиляційної мережі

Розраховують швидкість повітря в повітроводі прямокутного перерізу за формулою: V = L х 1 000 000 / (3600 х Ш х В).

Під значення L підставляють заданий проектом витрата повітря для певної ділянки, що вимірюється м 3 /годину. Значення Ш, В – ширина та висота стін прямокутного каналу (мм).

Повітропроводи круглого перерізу

Круглий тип повітроводів об'ємніший за прямокутні канали, що створює незручність при монтажі. Інженерна мережа займає більше вільного простору, але має покращені аеродинамічні показники.

Рівень шуму проходження повітряного потоку нижче, порівняно з прямокутним каналом. Кругла труба витримує більший внутрішній тиск та зовнішнє механічне навантаження порівняно з прямокутним коробом.

Технологія виробництва циліндричних повітроводів потребує менше витрат. Легше виконується монтаж труб кріпленням до несучих елементів будівлі. Експлуатаційні переваги зробили круглі фасонні елементи затребуваними для вентиляційних мереж.

Коли розрахунки вентиляції зроблені для прямокутних каналів, але можна використовувати круглі труби – застосовують термін еквівалентного діаметра.

Взаємозамінність повітроводів різної форми діаметром визначають: D = 2АВ/(А + В). Значення А, В – сторони прямокутного короба (ширина та висота).

У прямокутного воздуховода під еквівалентним мається на увазі умовний діаметр повітряного каналу, де втрати робочого тиску тертя рівні. Щоб уникнути складних розрахунків взаємозамінності, на практиці при розробці проекту вентиляції віддають перевагу трубам круглого перерізу.

Аеродинамічні показники інженерної мережі обчислюють спеціальними програмами, використовуючи табличні дані із довідників. Для розрахунку динамічного тиску застосовують діаграми, де похибка обмежена 3-5%.

Математична формула швидкості повітря в повітроводі круглого перерізу виглядає наступним чином: V = L х 4 х 1 000 000 / (3600 х 3,14 х d 2).

Значення L – заданий проектом витрата повітря для ділянки трубопроводу, що вимірюється м 3 /годину. Під значенням d мається на увазі внутрішній діаметр труби.

Повітропроводи з природним та механічним спонуканням

У вентиляційних мереж діапазон швидкостей руху повітряних потоків становить 0,3 – 30,0 м/с. Здійснюється транспортування механічним чи природним способом. Розроблено норми вентилювання приміщень за специфікою, площею, кількістю мешканців.

На підтримку рекомендованої швидкості вентиляційної мережі точні цифри нормативними документами не розроблено.

Параметр визначається інженерами під час розробки проекту, залежить від:

• категорії архітектурної споруди;
• цільового призначення будівлі та окремого приміщення;
• перерізу та матеріалу повітроводів вентиляції;
• наявність ізоляції вентиляційних каналів;
• кількості фасонних елементів;
• наявності, кількості регулювальних та дросельних вузлів.

До уваги беруться другорядні фактори, характерні для об'єкта вентилювання.

Повітропроводи природної вентиляції

Інженерні мережі із природним спонуканням переміщують повітряні потоки за законами фізики без застосування вентиляторів. Циркуляція створюється різницею температур та тиску.

Тепле повітря всередині приміщення прямує вгору, відводиться по витяжці надвір. Холодні маси надходять до кімнати через отвір, що розташований на нижній частині стіни.

Повітропроводи з природним спонуканням раніше встановлювали у старих багатоквартирних будинках. Наразі використовуються для приватного житла, господарських приміщень.

Швидкість руху повітря більше залежить від природних факторів, ніж від людини. У безвітряну погоду тяга здатна бути відсутнім або мати зворотний напрямок.

Нормативних документів не розроблено. Є довідники, де норми швидкості повітря в повітроводі з природним спонуканням мають рекомендаційний характер:

1. Вітрові мережі з дефлектором та тиском 5-6 Па мають швидкісний діапазон 1-1,5 м/с.
2. Гравітаційні мережі при перепаді температур 5 про З та тиску 3-4 Па мають швидкісний діапазон 0,5-1,5 м/с.

Усередині витяжних загальнобудинкових шахт будівель з 4-12 поверхами при тиску 6 Па природна швидкість повітря у повітроводі досягає 2 м/с. Швидкісні діапазони на інших ділянках вентиляції наведені в таблиці.

Довідники не містять рекомендації швидкостей повітряних потоків для висотних будівель, де більше 12 рівнів та перепад температур від 6 про С. Показник інженери розраховують індивідуально за розширеною схемою.

Повітропроводи механічної вентиляції

Інженерна мережа, де повітря переміщається під натиском вентиляторів, називається примусовою чи механічною. Швидкісний потік залежить від потужності моторів, перерізу повітроводів. Навколишнє середовище має слабкий вплив на інтенсивність переміщення повітря механічним способом.

Інженерна мережа потрібна для нових житлових багатоквартирних і приватних будинків. Механічну вентиляцію проектують для підприємств, громадських будівель, сільськогосподарських ферм.

1. Метод допустимих швидкостей інженерами застосовується на стадії розробки креслень вентиляції. За основу беруть оптимальний швидкісний показник. Для отримання робочого параметра на кожній ділянці мережі визначають переріз повітроводів, величину втрати тиску.
2. Метод динамічних тисків застосовується на стадії проектування чи техніко-економічного обґрунтування вентиляційної мережі. За основу беруть величину втрати тиску кожному погонном метрі ділянки системи. Після визначення оптимального швидкісного потоку повітря розраховують переріз каналів.

З двох способів визначення швидкості повітря нескладний метод динамічних тисків вважається орієнтовним.

Повітропроводи будівель різного цільового призначення

Цільове призначення архітектурного об'єкта не визначається загальною назвою. Житловою спорудою вважається приватний та багатоквартирний будинок.

Громадською будівлею називають офіс, магазин, бібліотеку. До кожного об'єкта під специфіку цільового призначення інженери проектують вентиляцію.

Житлові та громадські будівлі

Від швидкості повітря каналами пропорційно залежить показник аеродинамічного шуму. Рівень звукової потужності обчислюють за такою формулою: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A).Під значення v підставляють швидкість повітря (м/с). Значення A – площа перерізу вентиляційного повітроводу.

Завдання проектувальника – визначити швидкість потоків усередині каналів, щоб вентиляція забезпечувала нормативний повітрообмін без перевищення допустимого показника аеродинамічного шуму. До уваги береться місце розташування вентиляційного розведення.

Наприклад візьмемо житлове приміщення. Рекомендована швидкість потоків усередині прямокутних коробів під навісною стелею – 5 м/с. Якщо канали прокладені по приміщенню, показник знижено до 2 м/с. Для круглих повітроводів рекомендовано інші швидкісні значення – 3 та 4 м/с відповідно.

На прикладі громадського будинку візьмемо магазин, шкільний клас, конференц-зал. Рекомендована швидкість потоків усередині прямокутних каналів під навісною стелею – 8 м/с. У каналів, прокладених по приміщенню, значення знижено до 7 м/с. Для круглих повітроводів рекомендовані швидкісні показники. 8 та 6 м/с відповідно.

Склади та виробництво

Вентиляція складських та виробничих приміщень проектується механічного типу. Швидкісних обмежень руху повітря немає.

Створений потоками рівень аеродинамічного звуку ні разом із виробничим шумом перевищувати встановлені норми. Рекомендовані приклади доступні, знайдете в таблиці.

Місцеві системи та аспірації

Коли концентрація пилу у місцевих системах та аспіраціях більше 0,01 кг/кг, інженери розраховують повітропроводи за методом динамічних тисків. В інших випадках застосовують методику допустимих швидкостей. За основу беруть оптимальне швидкісне значення повітря.

У місцевих систем та аспірацій прийнято підтримувати високошвидкісне переміщення повітряних мас. Короткі мережі мають обмежену кількість вузлів, що утворюють опір.

Швидкість повітря підтримується вище інтенсивності руху частинок матеріалу, що переміщується, що дозволяє уникнути осадових накопичень на стінках каналів. Середній швидкісний діапазон повітряних мас – 15-30 м/с.

Для отримання точних розрахунків інженери користуються відомчими довідниками та таблицями.

Противодима вентиляція

Швидкісний потік протидимної вентиляції має середній діапазон 15-20 м/с. Розраховують показник для повітряно-димової суміші.

Враховують температуру димових газів на кожній ділянці мережі. Інженери для розрахунків масової швидкості використовують довідники, готові таблиці.

Як пов'язана швидкість з експлуатаційними показниками вентиляції

Вентиляційна мережа має забезпечувати повітрообмін усередині приміщення без створення людям дискомфорту високим рівнем шуму.Для досягнення якісних експлуатаційних характеристик інженерної мережі розроблено санітарні норми.

Рекомендована швидкість руху повітря у приміщенні – 0,3 м/с. Дозволяється перевищення нормативів до 30% під час ремонтних робіт. У великих складських і виробничих приміщеннях, гаражах ставлять дві системи вентиляції, розподіляючи навантаження навпіл.

Для кожної мережі визначають швидкість, щоб забезпечити 50% переміщення потоків загального розрахункового обсягу. Під час пожежі швидкісний режим переміщення повітряних мас знижують до нуля або збільшують вище за норму.

Вентилювання приміщень зупиняють для запобігання розповсюдженню вогню, прискорюють – коли із задимленої будівлі потрібно терміново відвести дим або газоподібні отруйні речовини.

За санітарними вимогами кожного за цільовим призначенням приміщення встановлено певні норми шумності. Будь-яка інженерна система, що працює, не повинна виходити за межі зазначених діапазонів кордонів.

Приклад мінімальної та максимальної шумності для лікарень: удень – 35-50 дБ, а вночі – 25-40 дБ. Для житлових приміщень встановлені інші пороги: вдень 40-55 дБ, вночі – 30-45 дБ.

Крім шумових хвиль дискомфорт людині створює вібрація вентиляційних каналів. Процес виникає через ослаблені з'єднання, звужених повітроводів, інших факторів.

Зі збільшенням швидкісного потоку переміщення повітряних мас посилюється вібрування системи, якщо конструкція спроектована або змонтована з помилками.

Норми допустимих значень локальної вібрації містять довідники для фахівців, які проектують та приймають в експлуатацію готові вентиляційні мережі.

Швидкість потоків впливає кратність повітрообміну всередині приміщення за одиницю часу.Параметр обчислюють за такою формулою: N=V/W. Значення V – обсяг чистого повітря, що надходить у кімнату за 1 годину. Значення W – обсяг приміщення.

Готові норми кратності об'єктів різного цільового призначення вільно доступні таблицями. Наприклад візьмемо суміщений санвузол. За годину змінюється 50 м3 повітря, а швидкість потоків у повітропроводах забезпечує отримання нормативного параметра.

Відповіді на запитання, що часто ставляться

Рекомендований параметр для житлових приміщень 0,3 м/с.

Рекомендоване значення: вітрові мережі з дефлектором та тиском 5-6 Па – 1-1,5 м/с. Гравітаційні мережі при перепаді температур 5оС та тиску 3-4 Па – 0,5-1,5 м/с.

Для вимірювання використовуйте прилад – анемометр.

Датчик анемометра піднесіть до віддушини на відстань, рекомендовану виробником приладу. На дисплеї з'явиться результат.

Знаючи витрату (L) повітря та площу перерізу (S) вентиляційного каналу, швидкість потоку (V) обчисліть за формулою: V= L / 3600× S. Для виміру без математичних обчислень використовуйте анемометр.