Калькулятор для расчёта вентиляции. Расчет вентиляционных коробов

Производительность системы, обслуживающей до 4-х помещений.
Размеры воздуховодов и воздухораспределительных решеток.
Сопротивление воздухопроводной сети.
Мощность калорифера и ориентировочные затраты на электроэнергию (при использовании электрического калорифера).

Если нужно подобрать модель с увлажнением, охлаждением или рекуперацией - воспользуйтесь калькулятором на сайте Breezart.

Пример расчета вентиляции с помощью калькулятора

На этом примере мы покажем, как рассчитать приточную вентиляцию для 3-х комнатной квартиры, в которой живет семья из трех человек (двое взрослых и ребенок). Днем к ним иногда приезжают родственники, поэтому в гостиной может длительное время находиться до 5 человек. Высота потолков квартиры — 2,8 метра. Параметры помещений:

Нормы расхода для спальни и детской зададим в соответствии с рекомендациями СНиП — по 60 м³/ч на человека. Для гостиной ограничимся 30 м³/ч, поскольку большое количество людей в этой комнате бывает нечасто. По СНиП такой расход воздуха допустим для помещений с естественным проветриванием (для проветривания можно открыть окно). Если бы мы и для гостиной задали расход воздуха 60 м³/ч на человека, то требуемая производительность для этого помещения составила бы 300 м³/ч. Стоимость электроэнергии для нагрева такого количества воздуха оказалась бы очень высокой, поэтому мы пошли на компромисс между комфортом и экономичностью. Для расчета воздухообмена по кратности для всех помещений выберем комфортный двукратный воздухообмен.

Магистральный воздуховод будет прямоугольным жестким, ответвления — гибкими шумоизолированными (такое сочетание типов воздуховодов не самое распространенное, но мы выбрали его в демонстрационных целях). Для дополнительной очистки приточного воздуха будет установлен угольно-пылевой фильтр тонкой очистки класса EU5 (расчет сопротивления сети будем вести при загрязненных фильтрах). Скорости воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума на решетках оставим равными рекомендуемым значениям, которые заданы по умолчанию.

Расчет начнем с составления схемы воздухораспределительной сети. Эта схема позволит нам определить длину воздуховодов и количество поворотов, которые могут быть как в горизонтальной, так и вертикальной плоскости (нам нужно посчитать все повороты под прямым углом). Итак, наша схема:

Сопротивление воздухораспределительной сети равно сопротивлению самого длинного участка. Этот участок можно разделить на две части: магистральный воздуховод и самое длинное ответвление. Если у вас есть два ответвления примерно одинаковой длины, то нужно определить, какое из них имеет большее сопротивление. Для этого можно принять, что сопротивление одного поворота равно сопротивлению 2,5 метров воздуховода, тогда наибольшее сопротивление будет иметь ответвление, у которого значение (2,5* кол-во поворотов + длина воздуховода) максимально. Выделять из трассы две части необходимо для того, чтобы можно было задать разный тип воздуховодов и разную скорость воздуха для магистрального участка и ответвлений.

В нашей системе на всех ответвлениях установлены балансировочные дроссель-клапаны, позволяющие настроить расходы воздуха в каждом помещении в соответствии с проектом. Их сопротивление (в открытом состоянии) уже учтено, поскольку это стандартный элемент вентиляционной системы.

Длина магистрального воздуховода (от воздухозаборной решетки до ответвления в помещение № 1) — 15 метров, на этом участке есть 4 поворота под прямым углом. Длину приточной установки и воздушного фильтра можно не учитывать (их сопротивление будет учтено отдельно), а сопротивление шумоглушителя можно принять равным сопротивлению воздуховода той же длины, то есть просто посчитать его частью магистрального воздуховода. Длина самого длинного ответвления составляет 7 метров, на нем есть 3 поворота под прямым углом (один — в месте ответвления, один — в воздуховоде и один — в адаптере). Таким образом, мы задали все необходимые исходные данные и теперь можем приступать к расчетам (скриншот). Результаты расчета сведены в таблицы:

Результаты расчета по помещениям

Результаты расчета общих параметров

Тип вентсистемы	Обычная	VAV
Производительность	365 м³/ч	243 м³/ч
Площадь сечения магистрального воздуховода	253 см²	169 см²
Рекомендуемые размеры магистрального воздуховода	160x160 мм 90x315 мм 125x250 мм	125x140 мм 90x200 мм 140x140 мм
Сопротивление воздухопроводной сети	219 Па	228 Па
Мощность калорифера	5.40 кВт	3.59 кВт
Рекомендуемая приточная установка	Breezart 550 Lux (в конфигурации на 550 м³/ч)	Breezart 550 Lux (VAV)
Максимальная производительность рекомендованной ПУ	438 м³/ч	433 м³/ч
Мощность электрич. калорифера ПУ	4.8 кВт	4.8 кВт
Среднемесячные затраты на электроэнергию	2698 рублей	1619 рублей

Расчет воздухопроводной сети

Для каждого помещения (подраздел 1.2) рассчитывается производительность, определяется сечение воздуховода и подбирается подходящий воздуховод стандартного диаметра. По каталогу Арктос определяются размеры распределительных решеток с заданным уровнем шума (используются данные для серий АМН, АДН, АМР, АДР). Вы можете использовать и другие решетки с такими же размерами — в этом случае возможно незначительное изменение уровня шума и сопротивления сети. В нашем случае решетки для всех помещений оказались одинаковыми, поскольку при уровне шума в 25 дБ(А) допустимый расход воздуха через них составляет 180 м³/ч (решеток меньшего размера в этих сериях нет).
Сумма расходов воздуха по всем трем помещениям дает нам общую производительность системы (подраздел 1.3). При использовании VAV-системы производительность системы будет на треть ниже за счет раздельной регулировки расхода воздуха в каждом помещении. Далее рассчитывается сечение магистрального воздуховода (в правой колонке — для VAV системы) и подбираются подходящие по размерам воздуховоды прямоугольного сечения (обычно дается несколько вариантов с разным соотношением размеров сторон). В конце раздела рассчитывается сопротивление воздухопроводной сети, которое получилось весьма большим — это связано с использованием в вентсистеме фильтра тонкой очистки, который имеет высокое сопротивление.
Мы получили все необходимые данные для комплектации воздухораспределительной сети, за исключением размера магистрального воздуховода между ответвлениями 1 и 3 (в калькуляторе этот параметр не рассчитывается, поскольку конфигурация сети заранее неизвестна). Однако площадь сечение этого участка можно легко рассчитать вручную: из площади сечения магистрального воздуховода нужно вычесть площадь сечения ответвления №3. Получив площадь сечения воздуховода, его размер можно определить по .

Расчет мощности калорифера и выбор приточной установки

Рекомендуемая модель Breezart 550 Lux имеет программно настраиваемые параметры (производительность и мощность калорифера), поэтому в скобках указана производительность, которая должна быть выбрана при настройке ПУ. Можно заметить, что максимально возможная мощность калорифера этой ПУ на 11% ниже расчетного значения. Недостаток мощность будет заметен только при температуре наружного воздуха ниже -22°С, а это бывает не часто. В таких случаях приточная установка будет автоматически переключаться на меньшую скорость для поддержания заданной температуры на выходе (функция «Комфорт»).

В результатах расчета помимо требуемой производительности системы вентиляции указывается максимальная производительность ПУ при заданном сопротивлении сети. Если эта производительность оказывается заметно выше требуемого значения, можно воспользоваться возможностью программного ограничения максимальной производительности, которая доступна для всех вентустановок Breezart. Для VAV-системы максимальная производительность указывается для справки, поскольку регулировка ее производительности производится автоматически в процессе работы системы.

Расчет стоимости эксплуатации

В этом разделе рассчитывается стоимость электроэнергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодный период года. Затраты для VAV-системы зависят от ее конфигурации и режима работы, поэтому принимаются равными среднему значению: 60% от затрат обычной системы вентиляции. В нашем случае можно сэкономить снижая расход воздуха ночью в гостиной, а днем — в спальне.

От автора: здравствуйте, уважаемые читатели! Система вентиляции - это очень важная составляющая обустройства любого дома. Ведь именно благодаря ей вы дышите свежим, а не застоявшимся воздухом. Это оказывает значительное положительное влияние как на здоровье проживающих в доме людей, так и на уровень их комфорта.

Но все эти преимущества актуальны, конечно, для тех случаев, когда работает корректно. В частности, очень важна ее производительность, которая должна быть достаточной для конкретного здания. Для обеспечения необходимого показателя важно правильно выбрать оборудование нужной мощности, а также сделать расчет сечения воздуховода вентиляции.

Необходимость расчетов

Все расчеты для обустройства вентиляции как в частном доме, так и в квартире должны быть выполнены максимально тщательно. Это связано с тем, что некачественный воздухообмен способен привести к довольно тяжелым последствиям. Среди них можно выделить:

дискомфорт проживающих в доме людей. В душном помещении тяжело находиться. К тому же, все неприятные запахи застаиваются, поскольку у них просто нет шанса выйти наружу. В итоге ими пропитывается и мебель, и отделка комнат. Понятно, что такое жилище не вызывает приятных ощущений;
вред для здоровья. В отработанном воздухе содержится большое количество углекислого газа. Если долго находиться в такой атмосфере, то на организме это сказывается не лучшим образом. У людей возникает быстрая утомляемость, начинает часто болеть голова. Да и общее состояние здоровья рано или поздно ухудшается;
повышенный уровень влажности. Для его регулировки необходим качественный воздухообмен, а когда с последним проблемы, результат становится очевиден. Следствием такого положения вещей является неприятный конденсат на окнах, да и дышать в помещении с повышенным уровнем влажности тяжелее, чем обычно. Кроме того, такая ситуация приведет к появлению плесени и грибка на стенах. Избавиться от таких «соседей» очень и очень непросто. А не избавляться нельзя - споры, выделяемые плесенью, попадают в легкие проживающих в доме людей. Это провоцирует развитие различных инфекций, некоторые из них являются опасными для жизни.

Проведение расчетов

Теперь, когда вы убедились в крайней необходимости расчетов, можно поговорить о том, как они производятся. Но прежде всего стоит разобраться, какие факторы влияют на конечный показатель. Собственно, все они относятся к типу самого воздуховода.

Разновидности воздуховодов

Воздуховоды различаются по двум параметрам. Первый - это материал, из которого изготовлен данный элемент конструкции. Существует довольно много современных вариантов. Воздуховоды могут быть:

стальными (из черного или нержавеющего металла);
пластиковыми;
алюминиевыми;
тканевыми;
жестяными.

При этом важное значение имеет структура материала. Чем более шершавая поверхность внутри трубы, тем больше усилий приходится прилагать воздуху для прохождения по соответствующему маршруту, поскольку сопротивление возрастает. Этот фактор напрямую влияет на требуемый показатель сечения.

Вторым параметром является форма воздуховода. Он может быть круглым, квадратным, овальным или прямоугольным. Каждая форма обладает определенными преимуществами и недостатками. Например, для круглых разновидностей необходимо меньше материала на изготовления, что выгодно с экономической точки зрения. Прямоугольные воздуховоды могут быть не слишком габаритными как в высоту, так и в ширину - все равно площадь их сечения будет выдержана на уровне необходимой.

Способы расчетов

Строго говоря, проведением расчетов, необходимых для обустройства и других видов вентиляции, должны заниматься специализированные организации, имеющие соответствующую лицензию. У профессионалов есть полный набор необходимых знаний и опыта. Обычному же человеку зачастую сложно понять, как правильно рассчитать тот или иной параметр.

Но стремление к экономии и любовь к самостоятельным работам никуда не делись, поэтому многие предпочитают все же разобраться в этом вопросе. Если вы относитесь именно к такой категории людей, то запаситесь терпением и блокнотом с ручкой.

Для расчета поперечного сечения воздуховода есть два способа. Один из них основан на допустимых скоростях, другой - на постоянной потере давления. оба они дают необходимый параметр, но более простым является первый. Так что лучше начать именно с него.

Все здания и помещения подразделяются на различные категории. В зависимости от типа строения, для него предусмотрено определенное нормированное значение максимально допустимой скорости, причем как для основного воздуховода, так и для идущих от него ответвлений.

Соответственно, для проведения расчетов вам понадобятся эти стандартные показатели. А также необходимо иметь под рукой план с указанием всех входящих в нее маршрутов и типов установленного оборудования. Именно на этих заготовках и будет основан процесс дальнейшей работы.

Что касается нормированных показателей максимально допустимой скорости, то их можно свести в следующий список:

производственные помещения - для основной магистрали допустима скорость от 6 до 11 метров в секунду, для ответвлений от 4 до 9 метров в секунду;
офисные помещения - для основной магистрали от 3,5 до 6 м/с, для ответвлений от 3 до 6,5 м/с;
жилые помещения - для основной магистрали от 3,5 до 5 м/с, для ответвлений от 3 до 5 м/с.

Эти нормы обусловлены тем, что превышающая их скорость воздушного потока будет создавать высокий уровень шума, который сделает нахождение людей в помещении весьма некомфортным.

Итак, процесс расчета сводится к следующим шагам.

Составляется схема вентиляционной системы. На ней указывается каждая магистраль и идущие от нее ответвления. Также обозначается все оборудование, которое установлено в воздуховодах. К нему относятся диффузоры, клапаны, решетки и тому подобное. Также следует обозначить все повороты воздуховода.
Далее необходимо рассчитать, какой объем воздуха должен поступать в помещение ежечасно. Этот параметр зависит в первую очередь от количества людей, находящихся в комнате в течение длительного времени. Объем воздуха на каждого человека утвержден нормами СНиП. В них указано, что в помещении, где не производится естественное проветривание, расход воздуха на одного человека составляет не менее 60 м 3 /ч. Если речь идет о спальне, то там показатель меньше - всего 30 м 3 /ч. Это обусловлено тем, что во время сна человек перерабатывает меньшее количество кислорода. В общем, для расчета необходимо учесть количество человек, подолгу пребывающих в доме, и умножить это число на установленный нормами показатель. Если у вас регулярно собираются большие компании, то на них ориентироваться не нужно - нормативы актуальны только для длительного пребывания. На такой случай вы можете обзавестись VAV-системой, которая поможет регулировать воздухообменные процессы между помещениями во время приема гостей.
После того как вы получили оба показателя - то есть максимально допустимую скорость и необходимый объем поступающего в помещение воздуха - можно браться за вычисление расчетной площади воздуховода. Для этого можно использовать схему, называемую номограммой. Как правило, она идет в комплекте к гибкой трубе воздуховода. Если ее нет в бумажном варианте, то можно поискать на сайте компании, которая выпустила данную продукцию. Помимо номограммы, можно высчитать необходимый показатель и вручную. Для этого нужно подставить имеющиеся параметры в формулу: Sс=L*2,778/V. Под Sc подразумевается, собственно, та самая площадь воздуховода. Она будет выражена в квадратных сантиметрах, поскольку с таким значением наиболее удобно работать. Буква L означает рассчитанный ранее необходимый объем воздуха, поступающего в помещение через воздуховод. Буква V - это скорость потока воздуха в конкретной магистрали. Число 2,778 является коэффициентом, необходимым для согласования различных типов единиц измерения: м 3 /ч, м/с и см 2 .
Теперь можно браться за вычисление фактической площади сечения воздуховода. Для этого существует две формулы. То, какую из них использовать, зависит от формы трубы. Для круглого воздуховода: S=π*D²/400. Под S подразумевается вычисляемая площадь сечения, под D - диаметр трубы. Для прямоугольного варианта формула выглядит следующим образом: S=A*B/100. При этом буква А означает ширину трубы, а буква В - высоту. Размеры сторон прямоугольника и диаметр круга указываются в миллиметрах.

Таким образом необходимо рассчитать соответствующий показатель для каждого участка вентиляционной системы: как для основных магистралей, так и для дополнительных маршрутов. На основании этих показателей можно перейти к вычислению необходимой мощности оборудования, устанавливаемого для принудительного притока или оттока воздуха.

Для грамотного подбора встраиваемого вентилятора вам понадобится знать еще и показатель падения давления в вентиляционной системе. Этот параметр можно высчитать все по той же номограмме, которой вы пользовались для определения объема воздуха.

Уважаемые читатели! Все расчеты, необходимые для обустройства любого типа вентиляционной системы, в принципе, не так уж сложны. Но они требуют довольно большого количества времени, а также внимательного отношения. Просчет может привести к тому, что вы установите слишком узкий или широкий воздуховод, или же подберете вентиляционное оборудование с мощностью, не соответствующей потребностям помещения.

Поэтому, если вы не уверены в своих силах или твердо знаете об имеющихся проблемах с физикой и математикой, то лучше все же обратиться к специалистам. Это не слишком сильно ударит по бюджету, а взамен даст гарантию того, что вентиляционная система будет работать с должной функциональностью.

Если вы все же решительно настроены на самостоятельное проведение расчетов, то посмотрите еще и видео-инструкцию, ссылка на которую оставлена чуть ниже. Подходите к делу аккуратно и внимательно, тогда у вас все прекрасно получится. Успехов вам, комфорта вашему дому! До новых встреч!

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

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

Калькуляторы будут сопровождаться необходимыми пояснениями по проведению вычислений.

Расчет нормального воздухообмена для эффективной вентиляции квартиры или дома

Итак, при нормальной работе вентиляции в течение часа воздух в помещениях должен постоянно меняться. Действующими руководящими документами (СНиП и СанПиН) установлены нормы притока свежего воздуха в каждое из помещений жилой зоны квартиры, а также минимальные объемы его вытяжки через каналы, расположенные на кухне, в ванной в санузле, иногда – и в некоторых других специальных помещениях.

Тип помещения	Минимальные нормы воздухообмена (кратность в час или кубометров в час)
	ПРИТОК	ВЫТЯЖКА
Требования по Своду Правил СП 55.13330.2011 к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома»
Жилые помещения с постоянным пребыванием людей	Не менее однократного обмена объема в течение часа	-
Кухня	-	60 м³/час
Ванная, туалет	-	25 м³/час
Остальные помещения		Не менее 0,2 объема в течение часа
Требования по Своду Правил СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»
Минимальный расход наружного воздуха на одного человека: жилые помещения с постоянным пребыванием людей, в условиях естественного проветривания:
При общей жилой площади более 20 м² на человека	30 м³/час, но при этом не менее 0,35 от общего объема воздухообмена квартиры в час
При общей жилой площади менее 20 м² на человека	3 м³/час на каждый 1 м² площади помещения
Требования по Своду Правил СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные»
Спальная, детская, гостиная	Однократный обмен объема в час
Кабинет, библиотека	0,5 от объема в час
Бельевая, кладовка, гардеробная		0,2 от объема в час
Домашний спортзал, биллиардная		80 м³/час
Кухня с электрической плитой		60 м³/час
Помещения с газовым оборудованием	Однократный обмен + 100 м³/час на газовую плиту
Помещение с твёрдотопливным котлом или печью	Однократный обмен + 100 м³/час на котел или печь
Домашняя прачечная, сушилка, гладильная		90 м³/час
Душевая, ванная, туалет или совмещенный санузел		25 м³/час
Домашняя сауна		10 м³/час на каждого человека

Пытливый читатель наверняка заметит, что нормативы по разным документам несколько отличаются. Причем, в одном случае нормы устанавливаются исключительно по размерам (объему) помещения, а другом – по количеству людей постоянно пребывающих в этом помещении. (Под понятием постоянного пребывания имеется в виду нахождение в комнате 2 часа и более).

Поэтому при проведении расчетов вычисления минимального объема воздухообмена желательно проводить по всем доступным нормативам. А затем – выбрать результат с максимальным показателем – тогда ошибки точно не будет.

Провести быстро и точно расчет притока воздуха для всех помещений квартиры или дома поможет первый предлагаемый калькулятор.

Калькулятор расчета требуемых объемов притока воздуха для нормальной вентиляции

Укажите запрашиваемые данные и нажмите «РАССЧИТАТЬ НОРМУ ПРИТОКА СВЕЖЕГО ВОЗДУХА»

Площадь комнаты S, м²

Высота потолка h, м

Расчет провести:

Тип помещения:

Количество людей, постоянно (более 2 часов) пребывающих в помещении:

На каждого проживающего приходится жилой площади дома или квартиры:

Как видите, калькулятор позволяет провести вычисления и от объёмов помещений, и от количества постоянно пребывающих в них людей. Повторимся, желательно провести оба расчета, а затем выбрать из двух получившихся результатов, если они будут различаться, максимальный.

Проще будет действовать, если заранее составить небольшую таблицу, в которой перечислены все помещения квартиры или дома. А затем в нее вносить полученные значения притока воздуха – для комнат жилой зоны, и вытяжки – для помещений, где предусмотрены вытяжные вентиляционные каналы.

К примеру, это может выглядеть так:

Помещение и его площадь	Нормы притока		Нормы вытяжки
	1 способ – по объему комнаты	2 способ – по количеству людей	1 способ	2 способ
Гостиная, 18 м²	50		-	-
Спальная, 14 м²	39		-	-
Детская, 15 м²	42		-	-
Кабинет, 10 м²	14		-	-
Кухня с газовой плитой, 9 м²	-	-	60
Санузел	-	-		-
Ванная	-	-		-
Гардероб-кладовая, 4 м²				-
Суммарное значение				177
Принимаемое общее значение воздухообмена

Затем суммируются максимальные значения (они в таблице для наглядности выделены подчёркиванием), отдельно для притока и для вытяжки воздуха. А так как при работе вентиляции должно соблюдаться равновесие, то есть сколько воздуха в единицу времени поступило в помещения – столько же должно и выйти, итоговым выбирается также максимальное значение из полученных двух суммарных. В приведенном примере – это 240 м³/час.

Этот значение и должно быть показателем суммарной производительности вентиляции в доме или квартире.

Распределение объемов вытяжки по помещениям и определение площади поперечного сечения каналов

Итак, найден объем воздуха, который должен поступить помещения квартиры в течение часа и, соответственно, выведен за это же время.

Далее, исходят их количества вытяжных каналов, имеющихся (или планируемых к организации – при проведении самостоятельного строительства) в квартире или доме. Полученный объем необходимо распределить между ними.

Для примера, вернемся к таблице выше. Через три вентиляционных канала (кухня, санузел и ванная) необходимо отвести 240 кубометров воздуха в час. При этом из кухни по расчетам должно отводиться не менее 125 м³, из ванной и туалета по нормативам – не менее, чем по 25 м³. Больше – пожалуйста.

Поэтому напрашивается такое решение: кухне «отдать» 140 м³/час, а оставшееся - разделить поровну между ванной и санузлом, то есть по 50 м³/час.

Ну а зная объем, который необходимо отвести в течение определённого времени – несложно подсчитать ту площадь вытяжного канала, которая гарантированно справится с задачей.

Правда, для расчетов требуется еще и значение скорости воздушного потока. А она тоже подчиняется определённым правилам, связанным с допустимыми уровнями шума и вибрации. Так, скорость потока воздуха на вытяжных вентиляционных решетках при естественной вентиляции должна быть в пределах диапазона 0,5÷1,0 м/с.

Приводить формулу расчета здесь не будем – сразу предложим читателю воспользоваться онлайн-калькулятором, который определит требуемую минимальную площадь сечения вытяжного канала (отдушины).

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:

Разработка аксонометрической схемы распределения воздуха по системе. На основе схемы определяется конкретная методика расчетов с учетом особенностей и задач вентиляционной системы.
Выполняется аэродинамический расчет воздуховодов как по главным магистралям, так и по всем ответвлениям.
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:

Синхронной остановки вредных производственных процессов в случае нарушения функциональности системы вентиляции.
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:

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.
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.
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.
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:

Определение площади сечения канала в зависимости от оптимальной скорости движения потока воздуха.
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.
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.

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

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