덕트 내 공기 속도가 얼마여야 하는지 묻는 질문에 답해드리겠습니다. 0.3~30.0m/s그 값은 환기 방식, 구성 요소 및 작동 요인에 따라 달라집니다.
이 글에서는 덕트 단면적이 공기 흐름 속도에 미치는 영향에 대해 논의하겠습니다. 주거용, 공공용, 산업용 건물의 자연 환기 및 기계식 환기 시스템을 살펴보고 자주 묻는 질문에 대한 답변도 제공하겠습니다.
덕트 단면적이 공기 속도에 미치는 영향
덕트의 크기와 모양은 환기 시스템의 공기 흐름 속도에 영향을 미칩니다. 이러한 환기 덕트 매개변수는 일반적으로 단면적으로 통칭됩니다.
환기 프로젝트를 개발하는 엔지니어는 먼저 건물 내부 공간의 배선 배치를 구상하고 각 구간의 길이를 계산합니다.
덕트의 길이와 직경 차이가 있는 굴곡부의 수는 유틸리티 네트워크 덕트 내 공기 흐름에 영향을 미칩니다. 엔지니어는 도면과 각 구간의 지정된 유량을 사용하여 덕트의 단면적을 결정합니다.
환기 덕트는 원형 및 직사각형 모양의 부속품입니다. 아연 도금 강판이 흔히 사용되는 재료이며, 제조업체는 스테인리스강과 플라스틱으로 만든 덕트도 생산합니다.
오래된 고층 건물에서는 공용 배관이 벽돌, 콘크리트 블록, 회반죽, 그리고 마감되지 않은 석조물로 만들어집니다. 고무 배관은 특정 용도에 사용됩니다.
다양한 재질을 사용하면 환기 덕트를 작동 조건에 맞게 조정할 수 있습니다. 주방 후드에서 나오는 플라스틱 파이프는 미관상 보기 좋습니다.
금속 채널은 작동 하중과 외부 기계적 하중이 높은 지역에 적합합니다.
플라스틱, 아연 도금 강철, 스테인리스강 및 기타 재질은 각각 고유한 표면 거칠기 등급을 가지고 있습니다. 이 등급은 공기 흐름 속도에 영향을 미칩니다.
엔지니어들은 환기 덕트 내부 벽면의 거칠기를 고려합니다. 계산에 필요한 표 형식의 데이터는 누구나 쉽게 구할 수 있습니다.
| 공기 덕트 재료 | 조도계수 (K, mm) |
| 금속 | 0.1 |
| 플라스틱, 비닐 | 0.1 |
| 슬래그 석고 | 1 |
| 신더 콘크리트 | 1.5 |
| 회반죽을 바르지 않은 벽돌 조적 | 5-10 |
| 벽돌과 회반죽 | 3-6 |
| 메쉬에 석고를 바르다 | 10 |
| 고무 | 0.006-0.01 |
직사각형 공기 덕트
직사각형 덕트는 특정 용도에 맞게 설계되었습니다. 이러한 덕트의 사용이 제한적인 이유는 두 가지입니다.
- 직사각형 채널은 공기역학적 특성이 낮습니다.
- 원형 파이프에 비해 직사각형 덕트는 제조가 더 어렵고 비용도 더 많이 듭니다.
직사각형 상자는 원형 파이프보다 낮은 압력을 견딜 수 있습니다. 하지만 평평한 벽면 덕분에 덕트를 천장 마감재 아래나 좁은 환기 통로 내부에 설치할 수 있다는 장점이 있습니다.
성형 부품의 표준 크기는 규정되어 있습니다. GOST R 70349-2022비표준 단면을 가진 직사각형 덕트를 사용하는 환기 시스템을 설계할 때, 공기 덕트의 종횡비는 1:4를 초과해서는 안 됩니다. 자연 환기 시스템의 경우, 직사각형 덕트의 종횡비는 1:2로 제한됩니다.
환기 시스템을 설계할 때 엔지니어는 다음과 같은 요소를 기준으로 허용 가능한 공기 속도를 결정합니다.
- 허용 가능한 공기역학적 소음 수준은 다음과 같습니다. SP 51.13330.2011;
- 환기망의 작동 압력 손실에 대한 허용 가능한 지표.
직사각형 덕트 내 공기 속도는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다. V = L x 1,000,000 / (3600 x W x H).
의미에 따라 엘 프로젝트에서 특정 면적에 대해 지정한 공기 유량(m³ 단위)을 대입하십시오.3시간당. 가치 와트시 - 직사각형 채널 벽의 너비와 높이(mm).
원형 공기 덕트
원형 공기 덕트는 직사각형 덕트보다 크기가 커서 설치가 더 어렵습니다. 이 시스템은 더 많은 공간을 차지하지만 향상된 공기역학적 성능을 제공합니다.
원형 덕트는 직사각형 덕트에 비해 공기 흐름 소음 수준이 낮습니다. 또한 원형 덕트는 직사각형 덕트보다 더 큰 내부 압력과 외부 기계적 하중을 견딜 수 있습니다.
원통형 덕트 기술은 제조 비용이 저렴합니다. 또한 건물 구조물에 부착하여 설치가 간편합니다. 이러한 운영상의 이점 덕분에 원형 부품은 환기 시스템에 널리 사용되고 있습니다.
환기 계산을 직사각형 덕트에 대해 수행하지만 원형 파이프 사용이 허용되는 경우, 등가 직경 항이 사용됩니다.
모양과 직경이 다른 공기 덕트의 호환성은 다음 요소에 의해 결정됩니다. D = 2AB/(A + B)A와 B는 직사각형 상자의 변의 길이(가로와 세로)입니다.
직사각형 덕트의 경우, 등가 직경이란 마찰로 인한 작동 압력 손실이 동일해지는 공기 덕트의 공칭 직경을 의미합니다. 복잡한 호환성 계산을 피하기 위해 실제로는 환기 설계를 개발할 때 원형 파이프를 사용하는 것이 선호됩니다.
전력망의 공기역학적 매개변수는 참고 문헌의 표 형식 데이터를 활용하여 특수 소프트웨어로 계산됩니다. 동압 계산은 3~5%의 오차 범위 내에서 도표를 기반으로 합니다.
원형 덕트 내 공기 속도에 대한 수학적 공식은 다음과 같습니다. V = L x 4 x 1,000,000 / (3600 x 3.14 x d2).
값 L은 파이프라인의 특정 구간에 대해 프로젝트에서 지정한 공기 유량으로, 단위는 m입니다.3시간당. 값 d는 파이프의 내경을 나타냅니다.
자연 유도 및 기계 유도 방식의 공기 덕트
환기 네트워크의 공기 흐름 속도는 0.3~30.0m/s 범위입니다. 공기는 기계적 또는 자연적으로 이송됩니다. 환기 기준은 특정 공간, 면적 및 거주자 수를 기준으로 개발되었습니다.
규제 문서에는 권장 환기 네트워크 속도를 유지하기 위한 정확한 수치가 나와 있지 않습니다.
해당 매개변수는 프로젝트 개발 과정에서 엔지니어가 결정하며 다음과 같은 요소에 따라 달라집니다.
- 건축 구조물의 범주;
- 건물 및 별도 부지의 용도;
- 환기 덕트의 단면 및 재질;
- 환기 덕트의 단열재 존재 여부;
- 모양이 있는 요소의 수;
- 존재 여부, 조정량 및 스로틀 장치.
환기 대상에 특정한 이차적인 요소들이 고려됩니다.
자연 환기 덕트
자연 환기 시스템은 팬을 사용하지 않고 물리 법칙에 따라 공기 흐름을 이동시킵니다. 온도와 압력 차이에 의해 순환이 발생합니다.
실내의 따뜻한 공기는 위쪽으로 향하게 하여 배기 덕트를 통해 외부로 배출됩니다. 차가운 공기는 벽 하단에 위치한 흡기구를 통해 실내로 유입됩니다.
자연 환기식 공기 덕트는 예전에는 오래된 아파트 건물에 설치되곤 했습니다. 지금은 개인 주택이나 다용도실에도 사용되고 있습니다.
공기의 이동 속도는 인간의 영향보다는 자연적인 요인에 더 크게 좌우됩니다. 바람이 없는 날씨에는 기류가 없거나 방향이 반대로 바뀔 수 있습니다.
규제 문서는 아직 개발되지 않았습니다. 다만, 자연흡기 덕트의 공기 속도 기준에 대한 권장 사항을 제시하는 참고 서적은 있습니다.
- 편향판이 있고 압력이 5~6 Pa인 풍력 발전 네트워크는 1~1.5 m/s의 풍속 범위를 갖습니다.
- 온도차가 있는 중력 네트워크 5영형C와 3-4 Pa의 압력에서 속도 범위는 0.5-1.5 m/s입니다.
4~12층 건물의 공용 배기 덕트 내부에서, 6 Pa의 압력 조건일 때 덕트 내 자연 공기 속도는 2 m/s에 도달합니다. 다른 환기 구간의 속도 범위는 표에 나와 있습니다.
| 환기 장치 | 권장 유량(m/s) |
| 환기구 | 0.3-0.6 |
| 수직 공기 덕트 | 0.5-1 |
| 수평 집수 채널 | 0.6-0.8 |
| 후드 | 1-1.5 |
참고 서적에는 12층 이상 고층 건물 및 층고 6°F(약 17.7°C)의 온도차가 있는 경우의 공기 흐름량에 대한 권장 사항이 나와 있지 않습니다.영형C. 엔지니어는 확장된 방식을 사용하여 지표를 개별적으로 계산합니다.
기계식 환기 덕트
팬의 힘으로 공기를 이동시키는 공조 시스템을 강제식 또는 기계식이라고 합니다. 공기 흐름 속도는 모터 출력과 공기 덕트의 단면적에 따라 달라집니다. 주변 환경은 기계식 공기 이동 강도에 거의 영향을 미치지 않습니다.
신규 다가구 주택과 개인 주택에는 유틸리티 네트워크가 필요합니다. 기계식 환기 시스템은 기업, 공공 건물 및 농장을 위해 설계됩니다.
- 엔지니어는 환기 설계 단계에서 허용 유속법을 사용합니다. 최적 유속을 기준으로 삼아 작동 매개변수를 결정합니다. 네트워크의 각 구간에 대해 덕트 단면적과 압력 강하를 계산합니다.
- 동압법은 환기망 설계 단계 또는 타당성 조사 중에 사용됩니다. 이 방법은 시스템 단면적 1미터당 압력 손실을 기반으로 합니다. 최적의 공기 유량을 결정한 후 덕트 단면적을 계산합니다.
공기 속도를 측정하는 두 가지 방법 중 단순 동압 측정법은 근사적인 방법으로 간주됩니다.
다양한 용도의 건물용 공기 덕트
건축물의 용도는 그 일반적인 명칭만으로 정의되지 않습니다. 주거용 건물은 일반적으로 개인 주택이나 다세대 주택을 의미합니다.
공공 건물에는 사무실, 상점, 도서관 등이 포함될 수 있습니다. 엔지니어는 각 건물의 특정 용도에 따라 환기 시스템을 설계합니다.
주거용 및 공공 건물
공기역학적 소음 수준은 덕트 내 공기 속도에 비례합니다. 음향 출력 수준은 Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A) 공식을 사용하여 계산됩니다. 여기서 v는 공기 속도(m/s)이고, A는 환기 덕트의 단면적입니다.
설계 엔지니어의 임무는 환기 시스템이 허용 가능한 공기역학적 소음 수준을 초과하지 않으면서 필요한 공기 교환을 제공할 수 있도록 덕트 내 유량을 결정하는 것입니다. 이때 환기 시스템의 위치도 고려됩니다.
주거 공간을 예로 들어 보겠습니다. 천장 아래 직사각형 상자 내부의 권장 공기 흐름량은 다음과 같습니다. 5m/s채널이 방 전체에 설치되어 있으면 표시기가 줄어듭니다. 2m/s원형 공기 덕트의 경우, 다른 속도 값을 권장합니다. 3m/s 및 4m/s 각기.
공공 건물을 예로 들어 상점, 학교 교실 또는 회의실을 생각해 보십시오. 천장 아래 직사각형 덕트 내부의 권장 공기 유량은 다음과 같습니다. 8m/s건물 전체에 설치된 수로의 경우, 그 값은 감소합니다. 7m/s원형 공기 덕트의 경우 권장 속도 값은 다음과 같습니다. 8m/s 및 6m/s 각기.
창고 및 생산
창고 및 생산 시설의 환기는 기계식으로 설계되어 있으며, 공기 속도 제한은 없습니다.
공기 흐름으로 인해 발생하는 공기역학적 소음 수준은 산업 소음과 합쳐져 정해진 기준을 초과해서는 안 됩니다. 권장 사례는 표에서 자유롭게 확인할 수 있습니다.
| 객체의 이름 | 권장 유량(m/s) |
| 상주 인력이 없는 창고 | 16-20 |
| 사람들이 끊임없이 일하는 창고 | 10-14 |
| 작업대가 갖춰진 작업장 | 14-22 |
| 부속 건물 | 10-12 |
| 탈의실, 직원 휴게실 | 8-10 |
지역 시스템 및 열망
국소 시스템 및 흡입 시스템의 분진 농도가 0.01kg/kg을 초과하는 경우, 엔지니어는 동압법을 사용하여 공기 덕트를 계산합니다. 그 외의 경우에는 최적 공기 속도를 기준으로 하는 허용 공기 속도법을 사용합니다.
국소 시스템과 흡입 시스템은 일반적으로 고속 공기 흐름을 유지합니다. 짧은 네트워크는 노드 수가 제한되어 저항이 발생합니다.
공기 속도는 운반되는 물질의 입자 속도보다 높게 유지되어 수로 벽에 퇴적물이 쌓이는 것을 방지합니다. 평균 공기 속도 범위는 15~30m/s입니다.
정확한 계산을 얻기 위해 엔지니어들은 부서별 참고 서적과 표를 사용합니다.
| 시스템의 목적 및 목표 | 유속(m/s) |
| 대량 고체의 경우 | 12-20 |
| 습기와 따뜻한 공기를 위해 | 12-16 |
| 먼지 및 기체 물질의 경우 | 14-16 |
| 용접 스테이션용 | 8-14 |
| 목공 장비용 | 16-20 |
| 샌딩 장비용 | 18-22 |
| 화학욕조용 | 6-8 |
연기 배출
연기 배출용 환기 장치의 평균 공기 유량은 15~20m/s입니다. 이 수치는 공기와 연기가 혼합된 상태를 기준으로 계산되었습니다.
네트워크의 각 구간에서의 연도 가스 온도가 고려됩니다. 엔지니어들은 참고 서적과 기성표를 사용하여 질량 유량을 계산합니다.
| 연도 가스 온도가 300도인 네트워크 구간영형와 함께 | 질량 속도 지수 (kg/(s*m)2)) |
| 밸브 본체 | 8-10 |
| 수직 채널 | 14-15 |
| 수평 채널 | 10-14 |
| 팬 이후 채널 | 15-16 |
속도는 환기 성능과 어떤 관련이 있습니까?
환기 시스템은 건물 내 공기 순환을 원활하게 하면서 과도한 소음으로 거주자에게 불편함을 주지 않아야 합니다. 이러한 설비 시스템의 높은 성능을 보장하기 위해 위생 기준이 마련되었습니다.
권장 실내 공기 속도는 0.3m/s입니다. 리모델링 시에는 이 기준을 최대 30%까지 초과하는 것이 허용됩니다. 대형 창고, 생산 시설 및 차고에는 일반적으로 두 개의 환기 시스템이 설치되어 부하를 균등하게 분산합니다.
병원의 최소 및 최대 소음 수준 예시: 주간 – 35-50 dB, 그리고 밤에는 – 25-40 dB. 주거용 건물의 경우, 다른 기준치가 설정됩니다: 낮 시간 동안 – 40-55 dB, 밤에 – 30-45 데시벨.
소음 외에도 환기 덕트에서 발생하는 진동은 불편함을 유발할 수 있습니다. 이는 연결 부위의 느슨함, 덕트의 협착 및 기타 요인으로 인해 발생할 수 있습니다.
공기 흐름 속도가 증가함에 따라 구조물의 설계 또는 설치가 잘못된 경우 시스템의 진동이 증가합니다.
국부 진동 허용치에 대한 기준은 완공된 환기 시스템을 설계하고 시운전하는 전문가를 위한 참고 서적에 수록되어 있습니다.
공기 흐름 속도는 단위 시간당 실내 공기 교환율에 영향을 미칩니다. 이 매개변수는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다. N=V/WV 값은 1시간 동안 실내로 유입되는 깨끗한 공기의 부피입니다. W 값은 실내 자체의 부피입니다.
다양한 유형의 시설에 대한 기성 다중 사용 기준은 표 형태로 쉽게 구할 수 있습니다. 예를 들어, 공용 욕실을 생각해 보겠습니다. 시간당 50m³가 교체됩니다.3 공기의 경우, 공기 덕트의 유량은 표준 매개변수가 달성되도록 보장합니다.
자주 묻는 질문에 대한 답변
주거 시설에 권장되는 풍속은 0.3m/s입니다.
권장값: 편향판이 있는 풍력 발전 시스템의 경우 압력 5-6 Pa에서 풍속 1-1.5 m/s. 중력 발전 시스템의 경우 온도 차이 5 °C 및 압력 3-4 Pa에서 풍속 0.5-1.5 m/s.
측정을 하려면 풍속계를 사용하십시오.
풍속계 센서를 제조사에서 권장하는 거리만큼 환기구 근처에 설치하십시오. 디스플레이에 측정 결과가 표시됩니다.
환기 덕트의 공기 유량(L)과 단면적(S)을 알면 다음 공식을 사용하여 유속(V)을 계산합니다. V = L / 3600 × S. 수학적 계산 없이 측정하려면 풍속계를 사용하십시오.
