Mi chiedete quale dovrebbe essere la velocità dell'aria nel condotto, vi rispondo: da 0,3 a 30,0 m/sIl valore dipende dal tipo di ventilazione, dai componenti e dai fattori operativi.
In questo articolo, analizzerò l'impatto della sezione trasversale dei condotti sulle portate d'aria. Esaminerò i sistemi di ventilazione naturale e meccanica per edifici residenziali, pubblici e industriali. Risponderò inoltre alle domande più frequenti.
- L'influenza della sezione trasversale del condotto sulla velocità dell'aria
- Condotti d'aria rettangolari
- Condotti d'aria circolari
- Condotti di aerazione con induzione naturale e meccanica
- Condotti di ventilazione naturale
- Condotti di ventilazione meccanica
- Condotti d'aria per edifici di vario tipo
- Edifici residenziali e pubblici
- Magazzini e produzione
- Sistemi e aspirazioni locali
- ventilazione per fumo
- Qual è la relazione tra velocità e prestazioni di ventilazione?
- Risposte alle domande frequenti
- Materiale video
L'influenza della sezione trasversale del condotto sulla velocità dell'aria
Le dimensioni e la forma del condotto influenzano la velocità del flusso d'aria nei sistemi di ventilazione. Questi parametri del condotto di ventilazione vengono spesso indicati collettivamente come sezione trasversale.
Gli ingegneri che sviluppano un progetto di ventilazione innanzitutto pensano alla disposizione del cablaggio interno all'interno dello spazio dell'edificio e calcolano la lunghezza di ogni sezione.
La lunghezza dei condotti e il numero di curve con differenze di diametro influenzano il flusso d'aria nella rete di distribuzione. Utilizzando un diagramma e le portate specificate per ciascuna sezione, gli ingegneri determinano la sezione trasversale del condotto.
I condotti di ventilazione sono raccordi di forma rotonda o rettangolare. Il materiale più comunemente utilizzato è la lamiera zincata. I produttori realizzano anche condotti in acciaio inossidabile e plastica.
Negli edifici multipiano più vecchi, i condotti di servizio comuni sono realizzati in mattoni, blocchi di cemento, intonaco e muratura a vista. I condotti in gomma vengono utilizzati in applicazioni specifiche.
L'utilizzo di materiali diversi consente di adattare i condotti di ventilazione alle condizioni operative. Un tubo di plastica che parte dalla cappa della cucina è esteticamente gradevole.
I canali metallici sono adatti ad aree con elevati carichi meccanici operativi ed esterni.
La plastica, l'acciaio zincato, l'acciaio inossidabile e altri materiali hanno ciascuno un proprio indice di rugosità superficiale. Questo indice influisce sulla velocità del flusso d'aria.
Gli ingegneri tengono conto della rugosità delle pareti interne del condotto di ventilazione. I dati tabellari per i calcoli sono disponibili gratuitamente.
| materiale per condotti dell'aria | Coefficiente di rugosità (K, mm) |
| Metallo | 0,1 |
| Plastica, vinile | 0,1 |
| scorie di gesso | 1 |
| Calcestruzzo di scorie | 1.5 |
| Muratura senza intonaco | 5-10 |
| Muratura con intonaco | 3-6 |
| Intonaco applicato sulla rete | 10 |
| Gomma | 0,006-0,01 |
Condotti d'aria rettangolari
I condotti rettangolari sono progettati per applicazioni specifiche. Il loro utilizzo limitato è dovuto a due fattori:
- Il canale rettangolare presenta scarse caratteristiche aerodinamiche.
- Rispetto a un tubo rotondo, un condotto rettangolare è più difficile e costoso da realizzare.
Una scatola rettangolare può sopportare una pressione inferiore rispetto a un tubo rotondo. Il vantaggio è che le pareti piatte consentono di far passare i condotti sotto il rivestimento del soffitto o all'interno di stretti pozzi di ventilazione.
La dimensione standard dei pezzi sagomati è regolamentata GOST R 70349-2022Nella progettazione di sistemi di ventilazione che utilizzano condotti rettangolari con sezioni trasversali non standard, il rapporto d'aspetto dei condotti d'aria non deve superare 1:4. Per i sistemi di ventilazione naturale, il rapporto d'aspetto dei condotti rettangolari è limitato a 1:2.
Nella progettazione degli impianti di ventilazione, gli ingegneri determinano la velocità dell'aria consentita in base ai seguenti fattori:
- livello consentito di rumore aerodinamico secondo SP 51.13330.2011;
- indicatore ammissibile di perdita di pressione di esercizio nella rete di ventilazione.
La velocità dell'aria in un condotto rettangolare si calcola utilizzando la formula: V = L x 1.000.000 / (3600 x W x H).
Nel significato L sostituire la portata d'aria specificata dal progetto per una determinata area, misurata in m³3/ora. Valore W, H – larghezza e altezza delle pareti di un canale rettangolare (mm).
Condotti d'aria circolari
I condotti d'aria rotondi sono più grandi di quelli rettangolari, il che rende l'installazione più complessa. Il sistema di canalizzazione occupa più spazio, ma offre prestazioni aerodinamiche migliori.
Il livello di rumorosità del flusso d'aria è inferiore rispetto a un condotto rettangolare. Un condotto circolare può sopportare una pressione interna e carichi meccanici esterni maggiori rispetto a un condotto rettangolare.
La tecnologia dei condotti cilindrici è meno costosa da produrre. I tubi sono più facili da installare, in quanto possono essere fissati alle strutture degli edifici. Questi vantaggi operativi hanno reso i componenti di forma circolare molto diffusi nei sistemi di ventilazione.
Quando i calcoli di ventilazione vengono effettuati per condotti rettangolari, ma è consentito l'uso di tubi rotondi, si utilizza il termine di diametro equivalente.
L'intercambiabilità dei condotti dell'aria di forme e diametri diversi è determinata da: D = 2AB/(A + B)I valori di A e B rappresentano i lati di un parallelepipedo (larghezza e altezza).
Per un condotto rettangolare, il termine "equivalente" si riferisce al diametro nominale del condotto dell'aria in corrispondenza del quale le perdite di carico dovute all'attrito sono uguali. Per evitare complessi calcoli di intercambiabilità, in pratica si preferiscono i tubi circolari nella progettazione degli impianti di ventilazione.
I parametri aerodinamici delle reti di servizi pubblici vengono calcolati utilizzando software specializzati, avvalendosi di dati tabellari tratti da manuali di riferimento. I calcoli della pressione dinamica si basano su diagrammi con un margine di errore del 3-5%.
La formula matematica per la velocità dell'aria in un condotto circolare è la seguente: V = L x 4 x 1.000.000 / (3600 x 3,14 x d2).
Il valore L è la portata d'aria specificata dal progetto per una sezione della condotta, misurata in m³3/ora. Il valore d si riferisce al diametro interno del tubo.
Condotti di aerazione con induzione naturale e meccanica
Le reti di ventilazione presentano velocità del flusso d'aria che variano da 0,3 a 30,0 m/s. L'aria viene trasportata meccanicamente o naturalmente. Gli standard di ventilazione sono stati sviluppati in base allo spazio specifico, alla superficie e al numero di occupanti.
I documenti normativi non forniscono cifre precise per il mantenimento della velocità raccomandata della rete di ventilazione.
Il parametro viene determinato dagli ingegneri durante lo sviluppo del progetto e dipende da:
- categorie di strutture architettoniche;
- la destinazione d'uso prevista dell'edificio e dei locali separati;
- Sezione trasversale e materiale dei condotti di ventilazione;
- presenza di isolamento dei condotti di ventilazione;
- numero di elementi sagomati;
- presenza, quantità di regolazione e unità dell'acceleratore.
Vengono presi in considerazione fattori secondari specifici dell'impianto di ventilazione.
Condotti di ventilazione naturale
I sistemi di ventilazione naturale muovono le correnti d'aria secondo le leggi della fisica senza l'uso di ventilatori. La circolazione è creata dalle differenze di temperatura e pressione.
L'aria calda presente nella stanza viene convogliata verso l'alto ed espulsa all'esterno attraverso il condotto di scarico. L'aria fredda entra nella stanza attraverso una presa d'aria situata nella parte inferiore della parete.
In passato, i condotti di ventilazione naturale venivano installati nei vecchi edifici residenziali. Ora sono utilizzati nelle case private e nei locali di servizio.
La velocità del movimento dell'aria dipende più da fattori naturali che dall'influenza umana. In assenza di vento, la corrente d'aria può essere assente o invertita.
Non sono stati elaborati documenti normativi. Esistono tuttavia dei manuali di riferimento che forniscono raccomandazioni sugli standard di velocità dell'aria nei condotti ad aspirazione naturale:
- Le reti eoliche con deflettore e una pressione di 5-6 Pa hanno una velocità compresa tra 1 e 1,5 m/s.
- Reti gravitazionali a differenze di temperatura 5OC e una pressione di 3-4 Pa hanno un intervallo di velocità di 0,5-1,5 m/s.
All'interno dei condotti di ventilazione comuni di edifici con 4-12 piani, a una pressione di 6 Pa, la velocità naturale dell'aria nel condotto raggiunge i 2 m/s. Gli intervalli di velocità per le altre sezioni di ventilazione sono riportati nella tabella.
| Unità di ventilazione | Portata consigliata (m/s) |
| Griglie di ventilazione | 0,3-0,6 |
| Condotti d'aria verticali | 0,5-1 |
| canali di raccolta orizzontali | 0,6-0,8 |
| Cappucci | 1-1,5 |
I libri di riferimento non contengono raccomandazioni per le portate d'aria per edifici multipiano con più di 12 piani e una differenza di temperatura di 6OC. Gli ingegneri calcolano l'indicatore individualmente utilizzando uno schema esteso.
Condotti di ventilazione meccanica
Un sistema di ventilazione in cui l'aria viene movimentata dalla forza di ventilatori è detto forzato o meccanico. La velocità del flusso d'aria dipende dalla potenza del motore e dalla sezione trasversale dei condotti. L'ambiente ha un'influenza minima sull'intensità del movimento meccanico dell'aria.
Le reti di servizi sono molto richieste per i nuovi edifici residenziali plurifamiliari e le case private. La ventilazione meccanica è progettata per aziende, edifici pubblici e aziende agricole.
- Gli ingegneri utilizzano il metodo della velocità ammissibile durante la fase di progettazione della ventilazione. La velocità ottimale viene utilizzata come base. Per determinare i parametri operativi, vengono calcolate la sezione trasversale del condotto e la caduta di pressione per ogni sezione della rete.
- Il metodo della pressione dinamica viene utilizzato in fase di progettazione o durante lo studio di fattibilità di una rete di ventilazione. Si basa sulla perdita di carico per metro lineare della sezione del sistema. Dopo aver determinato la portata d'aria ottimale, si calcola la sezione trasversale del condotto.
Dei due metodi per determinare la velocità dell'aria, il semplice metodo della pressione dinamica è considerato approssimativo.
Condotti d'aria per edifici di vario tipo
La funzione prevista di una struttura architettonica non è definita dal suo nome generico. Un edificio residenziale è considerato tale se si tratta di un edificio privato o di un condominio.
Un edificio pubblico può includere un ufficio, un negozio o una biblioteca. Gli ingegneri progettano i sistemi di ventilazione per ogni edificio in base alla sua specifica funzione.
Edifici residenziali e pubblici
Il livello di rumore aerodinamico è proporzionale alla velocità dell'aria nei condotti. Il livello di potenza sonora si calcola con la formula: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). Il valore di v è la velocità dell'aria (m/s). Il valore di A è l'area della sezione trasversale del condotto di ventilazione.
Il compito del progettista è quello di determinare le portate all'interno dei condotti in modo che il sistema di ventilazione garantisca il ricambio d'aria richiesto senza superare il livello di rumore aerodinamico consentito. Si tiene conto anche della posizione del sistema di ventilazione.
Prendiamo come esempio uno spazio residenziale. La portata d'aria raccomandata all'interno di scatole rettangolari sotto un controsoffitto è 5 m/sSe i canali sono posati in tutta la stanza, l'indicatore si riduce a 2 m/sPer i condotti dell'aria rotondi, si raccomandano altri valori di velocità – 3 e 4 m/s rispettivamente.
Prendendo come esempio un edificio pubblico, si consideri un negozio, un'aula scolastica o una sala conferenze. La portata d'aria raccomandata all'interno di condotti rettangolari sotto un controsoffitto è 8 m/sPer i canali posati in tutta la struttura, il valore è ridotto a 7 m/sPer i condotti d'aria circolari, i valori di velocità consigliati sono: 8 e 6 m/s rispettivamente.
Magazzini e produzione
La ventilazione dei magazzini e degli impianti di produzione è progettata per essere meccanica. Non ci sono limitazioni alla velocità dell'aria.
Il livello sonoro aerodinamico generato dai flussi, combinato con il rumore industriale, non deve superare gli standard stabiliti. Esempi consigliati sono disponibili gratuitamente e possono essere consultati nella tabella.
| Nome dell'oggetto | Portata consigliata (m/s) |
| Magazzino senza presenza umana permanente | 16-20 |
| Un magazzino con persone che lavorano costantemente | 10-14 |
| Officina con postazioni di lavoro | 14-22 |
| Locali secondari | 10-12 |
| Spogliatoio, sala relax per il personale | 8-10 |
Sistemi e aspirazioni locali
Quando le concentrazioni di polvere nei sistemi locali e di aspirazione superano 0,01 kg/kg, gli ingegneri calcolano i condotti dell'aria utilizzando il metodo della pressione dinamica. Negli altri casi, si utilizza il metodo della velocità dell'aria ammissibile, basato sulla velocità dell'aria ottimale.
I sistemi locali e i sistemi ad aspirazione mantengono in genere un flusso d'aria ad alta velocità. Le reti corte hanno un numero limitato di nodi che creano resistenza.
La velocità dell'aria viene mantenuta superiore alla velocità delle particelle del materiale trasportato, impedendo l'accumulo di sedimenti sulle pareti del canale. La velocità media dell'aria è compresa tra 15 e 30 m/s.
Per ottenere calcoli accurati, gli ingegneri utilizzano manuali e tabelle di riferimento del dipartimento.
| Scopo del sistema e aspirazione | Velocità del flusso (m/s) |
| Per i solidi sfusi | 12-20 |
| Per l'umidità e l'aria calda | 12-16 |
| Per polveri e sostanze gassose | 14-16 |
| Per la stazione di saldatura | 8-14 |
| Per attrezzature per la lavorazione del legno | 16-20 |
| Per attrezzature di levigatura | 18-22 |
| Per bagni chimici | 6-8 |
ventilazione per fumo
La portata media dell'aria per la ventilazione dei fumi è di 15-20 m/s. Questo valore è calcolato per la miscela aria-fumo.
Viene presa in considerazione la temperatura dei gas di scarico in ogni sezione della rete. Gli ingegneri utilizzano manuali e tabelle predefinite per calcolare le portate massiche.
| Sezione di rete con temperatura dei gas di scarico di 300OCON | Indice di velocità di massa (kg/(s*m)2)) |
| corpo valvola | 8-10 |
| Canale verticale | 14-15 |
| Canale orizzontale | 10-14 |
| Canale dopo la ventola | 15-16 |
Qual è la relazione tra velocità e prestazioni di ventilazione?
La rete di ventilazione deve garantire un adeguato ricambio d'aria all'interno dell'edificio senza causare disagio agli occupanti a causa di livelli di rumore eccessivi. Sono stati sviluppati standard sanitari per garantire elevate prestazioni della rete di impianti.
La velocità dell'aria interna raccomandata è di 0,3 m/s. Durante i lavori di ristrutturazione è consentito superare questo valore fino al 30%. I grandi magazzini, gli impianti di produzione e le officine sono generalmente dotati di due sistemi di ventilazione, che distribuiscono il carico in modo uniforme.
Esempio di livelli di rumore minimi e massimi per gli ospedali: durante il giorno – 35-50 dB, e di notte – 25-40 dB. Per gli edifici residenziali sono fissate altre soglie: durante il giorno – 40-55 dB, di notte – 30-45 dB.
Oltre alle onde sonore, anche le vibrazioni provenienti dai condotti di ventilazione possono causare disagio. Ciò può essere dovuto a collegamenti allentati, condotti ristretti e altri fattori.
Se la struttura è progettata o installata in modo errato, all'aumentare della velocità del flusso d'aria aumentano anche le vibrazioni del sistema.
Le norme relative ai valori ammissibili di vibrazione locale sono contenute in manuali di riferimento per specialisti che progettano e collaudano impianti di ventilazione finiti.
La portata d'aria influisce sulla velocità di ricambio dell'aria all'interno di una stanza per unità di tempo. Questo parametro viene calcolato utilizzando la formula: N=V/WIl valore V rappresenta il volume di aria pulita che entra nella stanza in un'ora. Il valore W rappresenta il volume della stanza stessa.
Sono disponibili in tabelle standard di molteplicità predefiniti per vari tipi di strutture. Prendiamo come esempio un bagno combinato. Vengono sostituiti 50 m all'ora.3 l'aria e la portata nei condotti dell'aria garantiscono il raggiungimento del parametro standard.
Risposte alle domande frequenti
Il parametro raccomandato per gli edifici residenziali è di 0,3 m/s.
Valori consigliati: reti eoliche con deflettore e pressione di 5-6 Pa – 1-1,5 m/s. Reti gravitazionali con differenza di temperatura di 5 °C e pressione di 3-4 Pa – 0,5-1,5 m/s.
Per effettuare le misurazioni, utilizzare un anemometro.
Posizionare il sensore dell'anemometro vicino alla bocchetta di ventilazione alla distanza raccomandata dal produttore. Il display mostrerà il risultato.
Conoscendo la portata d'aria (L) e l'area della sezione trasversale (S) del condotto di ventilazione, calcolare la velocità del flusso (V) utilizzando la formula: V = L / 3600 × S. Per misurare senza calcoli matematici, utilizzare un anemometro.
