Основные правила расчета воздуховодов

При проектировании и монтаже вентиляции требуется грамотный расчет воздуховодов, без которого возможно неудовлетворительное функционирование системы или ее неоправданное удорожание. Четких требований по этим вопросам нет — есть только определенные рекомендации, касающиеся общих вопросов и отдельных узлов.

Более детально описаны требования к устройству вентиляции в школах, больницах, дошкольных учреждениях. На остальные объекты данные приходится высчитывать по специализированным формулам. Существуют рекомендуемые значения скорости движения потока по воздуховодам для квартир, офисов и промышленных помещений общего назначения, что и отражено в специализированных СНиПах.

Общие моменты

В зависимости от назначения, для каждого помещения расход воздуха может меняться в значительных пределах. Как правило, в квартирах используют естественный принцип вентиляции. В других случаях требуется принудительная организация при помощи различных устройств, увеличивающих скорость потока.

Воздух движется по тем же принципам, что и жидкость. Поэтому все процессы, происходящие внутри воздуховодов, описываются формулами и законами гидродинамики.

При расчете вентиляционной системы важно сечение воздуховода и скорость, по которой через него проходит воздух. Теоретически можно уменьшить сечение и увеличить скорость для сохранения прежнего объема воздухообмена, но тогда увеличится шумность и возрастет нагрузка на стенки воздуховода, что может привести к вибрациям и даже повреждениям магистрали. Поэтому есть определенные значения скорости, превышать которые не следует.

Возможно некоторое увеличение скорости потока выше нормативного значения, но только в магистральных линиях. При организации ответвлений скорость в них должна снижаться. В противном случае человек при нахождении рядом с решеткой приточной вентиляции будет чувствовать сквозняк, что недопустимо по гигиеническим соображениям. Такой тип организации движения потока используют так называемые «комбинированные системы».

Так же важно учитывать конфигурацию трубы воздуховода. Связано это с тем, что воздух движется в трубе квадратного сечения не так, как в круглой. При прохождении через круглое сечение задействована вся площадь. В квадратной трубе поток занимает только центральную часть — углы остаются незадействованными. Проще говоря: пропускная способность квадратной трубы со стороной N равна пропускной способности круглой трубы с таким же диаметром. То есть воздух в квадратной трубе занимает сечение, равное вписанной в этот квадрат окружности. И это важно учитывать при прокладке воздуховодов, когда требуется менять по каким-то технологическим соображением сечение с квадратного на круглый и обратно.

Чуть больше конкретики

При проектировании вентиляции важно понимать, что не всегда обязательно подавать воздух единым потоком. Его можно разбить на несколько. То есть вместо одной большой магистрали можно проложить несколько маленьких. Такая потребность возникает, когда нет возможности запрятать большой воздуховод внутрь стены или в схожих ситуациях. Но принцип действия и расчета от такого дробления не меняется.

Главное требование — соблюдение рекомендуемых значений скорости поступления воздуха. Тут важно помнить, что минимальная скорость не должна быть ниже 1,1 м/с. В противном случае воздухообмен может оказаться недостаточным.

• • Для квартир скорость должна быть в пределах 2 — 2,5 м/с. В магистральных воздуховодах высотных домов допустимо повышение скорости до значения 3,5 — 5 м/с. При использовании в системе воздушных фильтров скорость прохождения через них должна быть не более 1,2 — 1,5 м/с.

• • В офисных помещениях основные значения остаются такими же, но в магистральных воздуховодах возможно повышение скорости потока до 3,5 — 6 м/с. При использовании фильтров скорость потока надо снижать до 1,5 — 1,8 м/с.

• • На производстве, где уровень шума играет меньшую роль, скорость воздуха может достигать 2,5 — 6 м/с у приточной решетки и 6 — 11 м/с внутри магистрального воздуховода. Скорость на фильтре таже, что и в офисных помещениях.

Расход воздуха в системах вентиляции рассчитывается по следующей формуле: L = 3600 x F x ϑ, где L — расход воздушной массы на участке вычисления, выраженный в кубических метрах деленных на часы; F — площадь поперечного сечения воздуховода в квадратных метрах; ϑ — скорость потока в м/с.

Из этой формулы легко вывести все недостающие данные, подставив те параметры, что известны и получить точный расчет скорости воздуха в воздуховоде или требуемый минимальный диаметр воздуховода. Но сейчас есть и более простые пути — специализированные калькуляторы. Пользоваться ими для расчета диаметра воздуховода еще проще — достаточно ввести требуемый расход, как система выдаст допустимые значения системы с указанием стандартного диаметра воздуховодов и скоростью потока. Для большего упрощения вычислений многие калькуляторы работают и с ограничителями скорости потока, границы которого можно задавать.