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.
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.
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:
Sc = L*2,778/V, где: Sc — площадь сечения; L — расход обращаемого потока; V — скорость воздуха в конкретной точке (м/с); 2,778 — фиксированное значение (коэффициент). Результат получается в кв. см.- Вычисление регулярной площади для круглых деталей S = p*D2/400, для прямоугольных — S = A*B/100, где S — площадь; D — диаметр трубы; A, B — габариты вентканалов.
- Нужно не забыть и о циркуляции воздуха, потери которого можно выразить как P = R*L+Ei*V2*Y/2, где: P — размер давления в магистрали; R — показатель изменения напора в сети; L — длина канала; Ei — обобщённый коэффициент потерь; V — скорость передвижения потока внутри магистрали; Y — плотность хода кислорода в канале.
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:
- Это общие утраты в каналах
. - В выражениях для прямоугольных магистралей встречаются такие показатели, как R — удельные потери при трении по поверхности канала, L — длина, n — поправочный коэффициент, зависящий от шероховатости вентканала.
- Для круглых есть такие значения, как поправка на величину гидравлического противодействия трения, d — диаметр поперечника воздуховода, Р д — фактический напор.
- Множитель потерь для подобной же трубы определяется по следующей формуле
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.
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:
- Круглой трубы —
- Квадратного канала — de = 1.30*((a*b)0,625/(a + b)0,25), где de — эквивалентный калибр для круглого воздуховода в мм; a и b длина сторон квадрата или прямоугольника в миллиметрах. Для упрощения работы есть специальные переводные таблицы.
- Овального канала d = 1,55*S*0,625/P*0,2, где S — площадь сечения трубы; P — периметр трубы.
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.
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:
Рассчитать поперечник воздушного канала можно поэтапно. Последовательно процедура выглядит так:
- 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.
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.
