Как рассчитать площади сечений воздуховодов для системы вентиляции?

В закрытых шумоизолированных помещениях с герметичными дверями и окнами скапливается воздух, загрязненный пылью, водяными парами, продуктами термической обработки пищи и другими «вредностями» (парами, газами, спорами плесневых грибов, пыльцой растений). Для удаления такого непригодного для дыхания воздуха и притока свежего, устанавливается система приточно-вытяжной вентиляции. Для эффективного функционирования такой системы, следует до принятия решения об её установке (на этапе проектирования) произвести прикидочный расчет площади сечений входящих воздуховодов, которые являются основным элементом в систем е вентиляции. Правильно выполненный расчет обеспечивает комфортную для человека скорость воздушного потока в помещениях, его беспрепятственное движение в системе воздуховодов, необходимую кратность воздухообмена, а также требуемый уровень шума.

В соответствии с нормами VDI 2081, применяемыми в Германии, оценочный расчет уровня мощности шума Lw [дБ] генерируемого прямолинейным участком воздуховода с площадью сечения S [м2] и при скорости движения воздушной смеси в нём V [м/сек], без учёта шумоглушения в канале, вычисляется по следующей формуле:

В случае установки фильтра в указанном канале формула приобретает вид:

Исходя из формы сечения, воздуховоды бывают круглыми (в том числе овальными) и прямоугольными (в т. ч. квадратными), что во многом обуславливает их технические характеристики, такие как аэродинамическое сопротивление, герметичность и максимальная длинна прямого участка.

Круглые воздуховоды применяются как в промышленных, так и в жилых помещениях. Благодаря круглой форме сечения у них достаточно низкое аэродинамическое сопротивление и меньшая вероятность образования турбулентных вихревых потоков воздушной смеси. Это с одной стороны, способствует уменьшению уровня шума и вибраций, а с другой дает возможность использовать вентиляторы небольшой мощности, что ведет к существенному или ощутимому снижению затрат на электроэнергию. Круглые вентиляционные каналы значительно длиннее, чем прямоугольные короба по причине большей жесткости первых, связанной с формой сечения и технологией производства. Применение круглых воздуховодов способствует сокращению количества соединительных элементов (ниппелей). Процесс сборки таких воздуховодов сравнительно прост, а при надлежащем монтаже практически полностью исключает утечку воздуха.

Прямоугольные воздуховоды занимают значительно меньше свободного пространства, чем круглые. Поэтому их рекомендуется устанавливать в жилых помещениях, имеющих небольшую высоту. Благодаря своей форме, такие воздуховоды легко скрыть под декоративной отделкой. Недостаток их заключается в том, что за счет небольшой длины короба их сборка трудоемка и требует значительного количества соединительных элементов (скоб, болтов, гаек, шайб и уплотнительных материалов), в результате чего герметичность воздуховода может быть низкой. Поэтому при монтаже системы необходимо применять технологически выверенные способы сборки, обеспечивающие плотность и герметичность конструкции, уменьшающие утечки воздуха. 

В основе этого расчета лежат следующие параметры: требуемый объем воздуха, подаваемого в помещение, скорость воздушного потока и потери давления. Если вы не знаете, как рассчитать площадь сечение воздуховода, можно обратиться в организации, занимающиеся подобными расчетами или же найти в глобальной сети «Интернет» специальные программы, в которых можно произвести требуемые вычисления. 

Альтернативой этим двум вариантам является достаточно простой способ прикидки, который обычно используют в процессе предварительного проектирования вентиляции. Оценить площадь сечения круглого воздуховода D [м2] или прямоугольного воздуховода F [м2] можно по таким формулам: 

Где за L принимается расход воздушного потока в [м3/час], а за V ‒ скорость указанного потока в [м/сек]. 

Следует отметить один принцип, чем больше площадь сечения воздуховода, тем меньше скорость воздушного потока в нем, это обеспечивает снижение аэродинамического шума и вибраций воздуховода. Также уменьшатся энергозатраты, расходуемые на перемещение воздуха. Но в случае увеличения площади сечения повысится стоимость всей системы вентиляции в целом. По указанной причине, при выборе сечения воздуховода, целесообразно просчитать несколько вариантов, подбирая наиболее подходящий по требуемому уровню шума, занимаемому пространству, и том числе наиболее экономически оправданный.

В ряде случаев, полученный ответ (результат расчета) необходимо поделить на потребное число вентиляционных каналов, сумма площадей сечений которых, равна рассчитанной по формулам площади.

Вы обязательно сможете подобрать такой вариант, который обеспечит нужный микроклимат в вашем жилище.