Нормативы расстояний крепления воздуховодов: расчет геометрических данных трассы вентиляции

Нормативы расстояний крепления воздуховодов: расчет геометрических данных трассы вентиляции

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА МОНТАЖ СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта (ТТК) составлена на один из вариантов производства работ по монтажу воздуховодов систем вентиляции промышленных и общественных зданий.

ТТК предназначена для ознакомления рабочих и инженерно-технических работников с правилами производства работ, а также с целью использования при разработке проектов производства работ, проектов организации строительства, другой организационно-технологической документации.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Системы вентиляции. Современные приемы монтажа воздуховодов

В общем объеме работ по монтажу систем вентиляции, кондиционирования воздуха, пневмотранспорта и аспирации на промышленных объектах – наиболее трудоемким является монтаж воздуховодов.

Большую часть монтажа воздуховодов приходится выполнять на высоте, что осложняет процесс сборки систем вентиляции, особенно, если учесть значительные габаритные размеры и массу деталей вентиляционного оборудования. Это вызывает необходимость применения при монтаже вентиляции специальных машин, механизмов и приспособлений. К ним относятся такие машины, как самоходные краны, автогидроподъемники, подмости выдвижные самоходные, передвижные монтажные площадки и пр.

При устройстве систем вентиляции метод монтажа воздуховодов зависит от особенностей проектирования вентиляционных систем, особенностей строительных конструкций, условий монтажа вентиляции, наличия подъемных механизмов.

Наиболее прогрессивный метод монтажа воздуховодов предусматривает предварительную сборку воздуховодов и укрупненные узлы длиной 25-30 м, составленные из прямых участков воздуховодов и фасонных частей.

Системы вентиляции. Монтаж горизонтальных металлических воздуховодов

При монтаже горизонтальных металлических воздуховодов обязательно соблюдают такую последовательность работ:

– устанавливают средства крепления путем приварки к закладным деталям или с помощью строительно-монтажного пистолета;

– намечают места установки механизмов для подъема узлов воздуховодов и готовят к работе инвентарные леса, подмости, вышки;

– подносят отдельные детали воздуховодов и собирают их в укрупненные узлы на инвентарных подставках, а детали воздуховодов больших сечений – на полу;

– устанавливают хомуты или другие средства крепления.

После промежуточной сборки воздуховодов монтажный узел тропят инвентарными стропами, а на концах узлов привязывают оттяжки из пенькового каната.

Монтажный узел воздуховода поднимают на проектную отметку с инвентарных подмостей автоподъемником или другими механизмами, затем подвешивают его к ранее установленным креплениям. В конце монтажа воздуховод соединяют фланцами с ранее смонтированным участком воздуховода.

В монтажной практике встречаются такие варианты проектных решений прокладки металлических воздуховодов, как прокладка под перекрытием здания, на наружной стене, эстакаде, в межферменном пространстве.

При монтаже воздуховодов следует соблюдать следующие основные требования СНиП 3.05.01-85 “Внутренние санитарно-технические системы”.

Способ монтажа воздуховодов выбирают в зависимости от их положения (вертикальное, горизонтальное), характера объекта, местных условий, расположения относительно строительных конструкций (внутри или снаружи здания, у стены, у колонн, в межферменном пространстве, в шахте, на кровле зданий), а также от решений, заложенных в ППР или типовых технологических картах.

Воздуховоды систем вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления следует проектировать в соответствии с требованиями пунктов СНиП 2.04.05-91, предусматривая в проектах технические решения, обеспечивающие ремонтопригодность, взрывопожаробезопасность систем и нормативные требования.

Монтажные положения, способы соединения и крепления воздуховодов

В целях унификации расположения воздуховодов относительно строительных конструкций рекомендуется использовать разработанные ГПИ “Проектпромвентиляция” монтажные положения воздуховодов круглого и прямоугольного сечения. Эти монтажные положения воздуховодов определяются следующими рекомендациями и размерами.

1. Оси воздуховодов должны быть параллельны плоскостям строительных конструкций.

2. Расстояние от оси воздуховода до поверхностей строительных конструкций вычисляют по следующим формулам:

– для воздуховодов круглого сечения

где – максимальный диаметр прокладываемого воздуховода, включая изоляцию, мм;

– для воздуховодов прямоугольного сечения

где – максимальная ширина прокладываемого воздуховода, мм; – расстояние между наружной поверхностью воздуховода и стеной (не менее 50 мм), мм.

При ширине воздуховода 100-400 мм 100 мм, при 400-800 мм 200 мм, при 800-1500 мм 400 мм.

3. Минимально допустимое расстояние от оси воздуховода до наружной поверхности электропроводов определяют по формулам:

– для воздуховодов круглого сечения

– для воздуховодов прямоугольного сечения

4. Минимально допустимое расстояние от оси воздуховода до наружной поверхности трубопроводов находят по формулам:

– для воздуховодов круглого сечения

– для воздуховодов прямоугольного сечения

5. При параллельной прокладке нескольких воздуховодов на одной отметке минимально допустимое расстояние между осями этих воздуховодов вычисляют по формулам:

– для воздуховодов круглого сечения

– для воздуховодов прямоугольного сечения

где и – диаметры воздуховодов, мм; и – размеры сторон воздуховодов прямоугольного сечения, мм.

6. Минимально допустимое расстояние от оси воздуховодов до поверхности потолка определяют по формулам:

– для воздуховодов круглого сечения

– для воздуховодов прямоугольного сечения

7. При прохождении воздуховодов через строительные конструкции фланцевые и другие разъемные соединения воздуховодов размещать на расстоянии не менее 100 мм от поверхности этих конструкций.

Отдельные детали воздуховодов (прямые участки и фасонные части) соединяются между собой в воздухопроводную сеть с помощью фланцевых и бесфланцевых соединений (бандажей, планок, реек, раструбных и других соединений).

Крепление воздуховодов следует выполнять в соответствии с рабочей документацией и требованиями СНиП 3.05.01-85*. Крепление горизонтальных металлических неизолированных воздуховодов (хомуты, подвески, опоры и другие) на бесфланцевом соединении следует устанавливать на следующих расстояниях:

– не более 4 м при диаметрах воздуховода круглого сечения или размерах большей стороны воздуховода прямоугольного сечения менее 400 мм;

– не более 3 м при диаметрах воздуховода круглого сечения или размерах большей стороны воздуховода прямоугольного сечения 400 мм и более.

Крепления горизонтальных металлических неизолированных воздуховодов на фланцевом соединении круглого сечения диаметром до 2000 мм или прямоугольного сечения при размерах большей его стороны до 2000 мм включительно следует устанавливать на расстоянии не более 6 м. Расстояние между креплениями изолированных металлических воздуховодов любых размеров поперечных сечений, а также неизолированных воздуховодов круглого сечения диаметром более 2000 мм или прямоугольного сечения при размерах его большей стороны более 2000 мм должны назначаться рабочей документацией.

Крепления вертикальных металлических воздуховодов следует устанавливать на расстоянии не более 4 м.

Крепления вертикальных металлических воздуховодов внутри помещений с высотой этажа более 4 м и на кровле здания должно назначаться рабочим проектом.

Конструкции соединений деталей воздуховодов будут рассмотрены более подробно в специальной литературе.

Разработка технической документации на изготовление и монтаж воздуховодов

Разработка технической документации на изготовление и монтаж воздуховодов сводится к разработке аксонометрической монтажной схемы системы вентиляции (кондиционирования воздуха), комплектовочных ведомостей деталей воздуховодов и ведомостей серийного производства (шумоглушители, заслонки, воздухораспределители, зонты, дефлекторы и др.), а также чертежей (эскизов) неунифицированных деталей. Перечисленная техническая документация называется монтажным или монтажно-заготовительным (МЗП) проектом.

МЗП нужен для оформления заказа в заготовительном предприятии на изготовление деталей воздуховодов монтируемых систем вентиляции и кондиционирования воздуха, для проверки комплектности заготовок систем, а также для определения места каждой выполненной на заготовительном предприятии детали в системе при ее монтаже. МЗП разрабатывается для каждой системы.

Для разработки МП необходимы следующие исходные данные:

– рабочие чертежи марки ОВ монтируемых систем и архитектурно-строительные чертежи марки АР, планы и разрезы здания (сооружения) в местах расположения монтируемых систем;

– альбомы и другие материалы, в которых содержатся данные по унифицированным деталям и узлам монтируемых систем;

– габаритные и присоединительные размеры оборудования и типовых деталей;

– рекомендуемые монтажные положения сборочных единиц систем;

– нормативные и методические материалы о порядке выполнения и оформления МП систем.

Монтажное проектирование состоит из следующих шагов:

– используя РЧ марки ОВ, вычерчивают аксонометрическую схему системы, производят деление трасс воздуховодов системы на детали, как правило, унифицированные, содержащиеся в альбомах, нормах и других документах;

– выбирают типы соединения деталей между собой и с другими сборочными единицами системы;

– устанавливают места и типы креплений трасс воздуховодов системы;

– разрабатывают эскизы (чертежи) неунифицированных деталей с определением всех необходимых для их изготовления размеров;

– составляют обязательные для МП документы:

1) аксонометрическую монтажную схему системы;

2) комплектовочные ведомости;

3) эскизы на неунифицированные (нетиповые, нестандартные) детали.

Могут разрабатываться и другие документы. Государственного стандарта или других единых норм на состав документов МП нет, а поэтому их перечень в разных регионах и предприятиях может отличаться. Обязательными документами являются перечисленные выше три наименования. Однако и их структура, а также содержание могут отличаться.

Аксонометрическая монтажная схема вычерчивается на основе аксонометрической схемы рабочего чертежа, разработанного проектной организацией до начала монтажного проектирования, т.е. она имеется в качестве исходных данных. Аксонометрическая монтажная схема может быть по конфигурации копией схемы РЧ либо ее изображают произвольно на отдельном листе без соблюдения масштаба. На эту схему наносят отметки уровней вентилятора, перекрытий, подъемов, опусков воздуховодов, а также длины горизонтальных прямолинейных участков и все диаметры и сечения воздуховодов. На рис.1 приведены для сравнения аксонометрические схемы одной и той же системы вентиляции и аксонометрическая схема из состава рабочих чертежей и монтажная схема.

Рис.1. Аксонометрические схемы системы вентиляции:

а – схема рабочего чертежа; б – монтажная схема; 1. 14 – унифицированные детали

Схему делят на части (детали). Сначала выделяют стандартные, типовые и унифицированные детали системы, размеры которых известны. Затем разрабатывают эскизы нетиповых (неунифицированных) деталей в аксонометрической проекции, определяют размеры, необходимые для их изготовления. Находят суммарные длины прямых участков сети между стандартными, типовыми, фасонными деталями и другими элементами. Прямолинейные суммарные участки воздуховодов разбивают на индивидуальные участки (детали) рекомендованной ВСН 353-86 длины. При этом один из индивидуальных участков каждой прямой линии воздуховодов может отличаться от рекомендованной длины. Его называют подмер. Длина подмера обычно уточняется по месту, а поэтому целесообразно при фланцевом соединении один фланец делать свободным для перемещения вдоль оси воздуховода. Участкам присваиваются номера, их обозначают цифрами в кружочках, например (Т), что означает участок номер 1. На рис.2 приведен упрощенный фрагмент аксонометрической монтажной схемы трассы воздуховодов системы вентиляции. Фрагмент использован для иллюстрации упрощенной комплектовочной ведомости (табл.1.1).

Рис.2. Фрагмент монтажной схемы воздуховодов:

1, 2, 3 – прямые участки; 4 – прямой участок с торцовой сеткой; 5 – прямой участок с сеткой и движком; 6 – прямой участок с врезкой; 7, 8 – отводы; 9 – переход

Выше отмечено, что в состав МП входит разработка комплектовочных ведомостей и ведомостей деталей воздуховодов.

На каждую систему составляется одна или несколько комплектовочных ведомостей. Количество ведомостей и их форма зависят от требований предприятий, выполняющих заказ на изготовление деталей. Так, например, в комплектовочной ведомости системы вентиляции могут быть приведены следующие данные: номера деталей, их наименования, размеры деталей (диаметр для воздуховодов круглого сечения; размеры сторон воздуховодов прямоугольного сечения; длины), количество (штук, кг одной штуки и масса всех штук), толщина металла. Сами детали перечисляются в ведомости не в той последовательности, в которой они расположены в системе по ходу воздуха, а по группировкам однотипности:

– прямые участки;

– прямые участки с врезками;

– прямые участки с решетками, сетками и т.д.;

– отводы и полуотводы;

– переходы;

– коробки.

Состав группировок и их порядок расположения в ведомости в разных региональных организациях может отличаться.

Образец комплектовочной ведомости представлен в табл.1.1, которая составлена для фрагмента системы, приведенной на рис.2. В конце комплектовочной ведомости могут быть приведены данные общей площади поверхности воздуховодов и общие площади по толщинам металла, деталей (отдельно по прямым участкам и фасонным частям, по толщинам металла в м и кг); число и перечень соединительных элементов (бандажей, фланцев и соединений на шине – количество по каждому размеру); решетки и сетки, ВЭПш (воздухораспределители эжекционные панельные штампованные) и других деталей, установленных на воздуховодах.

Комплектовочная ведомость деталей воздуховодов

Расчет крепления воздуховодов

Тип креплений и расстояние между ними играет большую роль при монтаже воздуховодов. Принимают расстояния между креплениями воздуховодов за стандартами и нормами, или делают расчет, пример которого также можно найти в нормативных документах. Для экономии вашего времени, мы наведем некоторые стандартны и формулы расчёта. И так начнём…

При расчете крепления воздуховодов, важно знать: как и какими элементами выполняется этот крепеж — Детали креплений воздуховодов.

Рекомендации для расчета креплений

1. Размещение оси воздуховода относительно плоскости строительной конструкции допускается только параллельное.

1. Максимальная длина расстояния от осей воздуховодов к строительным конструкциям вычисляют за формулой:

• для круглых воздуховодов

где Dmax — максимальный диаметр воздуховода вместе с изоляционным покрытием, мм;

• для воздуховодов прямоугольного сечения

где bmax — максимальная ширина воздуховода, мм;

х — дистанция между внешней поверхностью воздуховода и стеной (не меньше 50 мм), мм.

3. От внешней поверхности электропроводов наименьшее расстояние к оси воздуховода можно определить за формулой:

• для круглых воздуховодов

• для прямоугольных воздуховодов

1. Трубопроводы пролаживают так, чтобы минимальное расстояние от внешней стороны трубопровода до оси воздуховода было:

• для круглых воздуховодов

• для прямоугольных воздуховодов

1. Минимальное расстояние между осями воздуховодов, при их параллельном прокладыванию на одной отметке, вычисляется за формулой:

• для круглых воздуховодов

• для прямоугольных воздуховодов

где Dmax и D’max — диаметры воздухопроводов, мм; b’max и bmax — величины сторон воздухопроводов прямоугольного сечения, мм.

1. Ось воздуховода относительно потолка размещается на минимальном расстоянии, которое находят за формулой:

• для круглых воздуховодов

• для прямоугольных воздуховодов

1. Если воздуховоды проходят сквозь строительные конструкции, тогда расстояние от фланцевых соединений к поверхности этих конструкций должно быть более 100 мм.

1. Монтаж в горизонтальном положении металлических воздуховодов на бесфланцевом соединении, производится при расстояниях между креплениями:

• не больше 4 м, если диаметр круглого воздуховода или большая сторона прямоугольного воздуховода меньше 400 мм;
• меньше 3 м если диаметр круглого воздуховода или большая сторона прямоугольного воздуховода 400 мм или больше.

1. При монтаже металлических воздуховодов на фланцевом соединении в горизонтальном положении, расстояние между креплениями принимается:

• для неизолированных воздуховодов не больше 6 м, если диаметр круглого воздуховода или большая сторона прямоугольного воздуховода до 2000 мм;
• для изолированных воздуховодов, если диаметр круглого воздуховода или большая сторона прямоугольного воздуховода больше 2000 мм, принимаются за рабочей документацией.

10. Вертикальные металлические воздуховоды монтируют при расстоянии не больше 4 м между креплениями.

Расстояние между креплениями внутренних вертикальных воздуховодов назначается рабочим проектом.

Крепление воздухопроводов выполняется монтажными бригадами при монтаже системы вентиляции, в соответствии строительно-монтажным нормам и стандартам, с учётом всех требований.

Аэродинамический расчет воздуховодов

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 системам вентиляции 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:

Площадь поперечного сечения определяется по формуле:

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.

Практические советы по выполнению расчетов

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.

Расчет воздуховодов вентиляции для помещений

Не всегда есть возможность пригласить специалиста для проектирования системы инженерных сетей. Что делать если во время ремонта или строительства вашего объекта потребовался расчет воздуховодов вентиляции? Можно ли его произвести своими силами?

Расчет вентиляции и воздуховодов позволит составить эффективную систему, которая будет обеспечивать бесперебойную работу агрегатов, вентиляторов и приточных установок. Если все подсчитано правильно, то это позволит уменьшить траты на закупку материалов и оборудования,а в последствии и на дальнейшее обслуживание системы.

Расчет воздуховодов системы вентиляции для помещений можно проводить разными методами. Например, такими:

• постоянной потери давления;
• допустимых скоростей.

Оба они точны и позволяют рассчитать систему воздуховодов с нужными характеристиками производительности и шума. Выбор конкретного способа зависит от предпочтений проектировщика.

Типы и виды воздуховодов

Перед расчетом сетей нужно определить из чего они будут изготовлены. Сейчас применяются изделия из стали, пластика, ткани, алюминиевой фольги и др. Часто воздуховоды изготовляют из оцинкованной или нержавеющей стали, это можно организовать даже в небольшом цеху. Такие изделия удобно монтировать и расчет такой вентиляции не вызывает проблем.

Кроме этого, воздуховоды могут различаться по внешнему виду. Они могут быть квадратного, прямоугольного и овального сечения. Каждый тип обладает своими достоинствами.

• Прямоугольные позволяют сделать системы вентиляции небольшой высоты или ширины, при этом сохраняется нужная площади сечения.
• В круглых системах меньше материала,
• Овальные совмещают плюсы и минусы других видов.

Для примера расчета вентиляции выберем круглые трубы из жести. Это изделия, которые используют для вентиляции жилья, офисных и торговых площадей. Расчет будем проводить одним из методов, который позволяет точно подобрать сеть воздуховодов и найти ее характеристики.

Способ расчета воздуховодов методом постоянных скоростей

Расчет воздуховодов вентиляции нужно начинать с плана помещений.

Используя все нормы определяют нужное количество воздуха в каждую зону и рисуют схему разводки. На ней показываются все решетки, диффузоры, изменения сечения и отводы. Расчет производится для самой удаленной точки системы вентиляции, поделенной на участки, ограниченные ответвлениями или решетками.

Схема разводки системы вентиляции.

Расчет воздуховода для монтажа системы вентиляции заключается в выборе нужного сечения по всей длине, а так же нахождение потери давления для подбора вентилятора или приточной установки. Исходными данными являются значения количества проходящего воздуха в сети вентиляции. Используя схему, проведём расчет диаметра воздуховода. Для этого понадобится график потери давления.
Для каждого типа воздуховодов график разный. Обычно, производители предоставляют такую информацию для своих изделий, либо можно найти ее в справочниках. Рассчитаем круглые жестяные воздуховоды, график для которых показан на нашем рисунке.

Номограмма для выбора размеров

По выбранному методу задаемся скоростью воздуха каждого участка. Она должна быть в пределах норм для зданий и помещений выбранного назначения. Для магистральных воздуховодов приточной и вытяжной вентиляции рекомендуются такие значения:

• жилые помещения – 3,5–5,0 м/с;
• производство – 6,0–11,0 м/с;
• офисы – 3,5–6,0 м/с.

• офисы – 3,0–6,5 м/с;
• жилые помещения – 3,0–5,0 м/с;
• производство – 4,0–9,0 м/с.

Когда скорость превышает допустимую, уровень шума повышается до некомфортного для человека уровня.

После определения скорости (в примере 4,0 м/с) находим нужное сечение воздуховодов по графику. Там же есть потери давления на 1 м сети, которые понадобятся для расчета. Общие потери давления в Паскалях находим произведением удельного значения на длину участка:

Руч=Руч·Руч.

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.

Расчет воздуховодов

Расчет воздуховодов или проектирование систем вентиляции

В создании оптимального микроклимата помещений наиболее важную роль играет вентиляция. Именно она в значительной степени обеспечивает уют и гарантирует здоровье находящихся в помещении людей. Созданная система вентиляции позволяет избавиться от множества проблем, возникающих в закрытом помещении: от загрязнения воздуха парами, вредными газами, пылью органического и неорганического происхождения, избыточным теплом. Однако предпосылки хорошей работы вентиляции и качественного воздухообмена закладываются задолго до сдачи объекта в эксплуатацию, а точнее, на стадии создания проекта вентиляции. Производительность систем вентиляции зависит от размеров воздуховодов, мощности вентиляторов, скорости движения воздуха и других параметров будущей магистрали. Для проектирования системы вентиляции необходимо осуществить большое количество инженерных расчетов, которые учтут не только площадь помещения, высоту его перекрытий, но и множество других нюансов.

Расчет площади сечения воздуховодов

После того, как вы определили производительность вентиляции, можно переходить к расчету размеров (площади сечения) воздуховодов.

Расчет площади воздуховодов определяется по данным о необходимом потоке, подаваемом в помещение и по максимально допустимой скорости потока воздуха в канале. Если допустимая скорость потока будет выше нормы, то это приведет к потере давления на местные сопротивления, а также по длине, что повлечет за собой увеличение затрат электроэнергии. Также правильный расчет площади сечения воздуховодов необходим для того, чтобы уровень аэродинамического шума и вибрация не превышали норму.

При расчете нужно учитывать, что если вы выберете большую площадь сечения воздуховода, то скорость воздушного потока снизится, что положительно повлияет и на снижение аэродинамического шума, а также на затраты по электроэнергии. Но нужно знать, что в этом случае стоимость самого воздуховода будет выше. Однако использовать «тихие» низкоскоростные воздуховоды большого сечения не всегда возможно, так как их сложно разместить в запотолочном пространстве. Уменьшить высоту запотолочного пространства позволяет применение прямоугольных воздуховодов, которые при одинаковой площади сечения имеют меньшую высоту, чем круглые (например, круглый воздуховод диаметром 160 мм имеет такую же площадь сечения, как и прямоугольный размером 200×100 мм). В то же время монтировать сеть из круглых гибких воздуховодов проще и быстрее.

Поэтому при выборе воздуховодов обычно подбирают вариант, наиболее подходящий и по удобству монтажа, и по экономической целесообразности.

Площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Sс = L * 2,778 / V, где

Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;

L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;

V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;

2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).

Итоговый результат мы получаем в квадратных сантиметрах, поскольку в таких единицах измерения он более удобен для восприятия.

Фактическая площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

S = π * D² / 400 — для круглых воздуховодов,

S = A * B / 100 — для прямоугольных воздуховодов, где

S — фактическая площадь сечения воздуховода, см²;

D — диаметр круглого воздуховода, мм;

A и B — ширина и высота прямоугольного воздуховода, мм.

Расчет сопротивления сети воздуховодов

После того как вы рассчитали площадь сечения воздуховодов, необходимо определить потери давления в вентиляционной сети (сопротивление водоотводной сети). При проектировании сети необходимо учесть потери давления в вентиляционном оборудовании. Когда воздух движется по воздуховодной магистрали, он испытывает сопротивление. Для того чтобы преодолеть это сопротивление, вентилятор должен создавать определенное давление, которое измеряется в Паскалях (Па). Для выбора приточной установки нам необходимо рассчитать это сопротивление сети.

Для расчета сопротивления участка сети используется формула:

Где R – удельные потери давления на трение на участках сети

L – длина участка воздуховода (8 м)

Еi – сумма коэффициентов местных потерь на участке воздуховода

V – скорость воздуха на участке воздуховода, (2,8 м/с)

Y – плотность воздуха (принимаем 1,2 кг/м3).

Значения R определяются по справочнику (R – по значению диаметра воздуховода на участке d=560 мм и V=3 м/с). Еi – в зависимости от типа местного сопротивления.

В качестве примера, результаты расчета воздуховода и сопротивления сети приведены в таблице:

Калькуляторы расчета площади сечения вытяжной отдушины вентиляции

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.

Эти нормативы, опубликованные в нескольких документах, для удобства читателя объединены в одну таблицу, показанную ниже:

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

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).

Калькулятор расчета минимальной площади сечения вентиляционной отдушины

Обладая элементарными знаниями в геометрии, полученную площадь несложно привести к размерам прямоугольника. Правда, при этом должно соблюдаться условие – соотношение длинной и короткой стороны – не более, чем 3:1.

Нередко вентиляционные решетки имеют и круглое окно. Значит, необходимо пересчитать площадь сечения в диаметр. Или же требуется сделать переход от прямоугольного сечения на круглое. В обоих случаях будет полезен третий калькулятор, предназначенный специально для такой цели.

Калькулятор расчета диаметра круглого канала, эквивалентного площади прямоугольного

Полученное значение будет ориентиром при приобретении стандартных деталей с круглым сечением. Естественно, округление при этом делается в бо́льшую сторону.

Правильная организации естественной вентиляции

Объем данной статьи не позволяет рассмотреть все нюансы организации вентиляции жилого дома или квартиры. Но в этом и нет особой нужды, так как на страницах нашего портала уже имеется специальная публикация, в которой проблемы естественной вентиляции рассматриваются со всеми подробностями.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!