Питате каква трябва да бъде скоростта на въздуха във въздуховода, ще отговоря – от 0,3 до 30,0 м/сСтойността зависи от вида на вентилацията, компонентите и експлоатационните фактори.
В тази статия ще обсъдя влиянието на напречното сечение на въздуховодите върху дебита на въздуха. Ще разгледам естествените и механичните вентилационни системи за жилищни, обществени и промишлени сгради. Ще отговоря и на често задавани въпроси.
- Влиянието на напречното сечение на въздуховода върху скоростта на въздуха
- Правоъгълни въздуховоди
- Кръгли въздуховоди
- Въздуховоди с естествена и механична индукция
- Естествени вентилационни канали
- Механични вентилационни канали
- Въздуховоди за сгради с различно предназначение
- Жилищни и обществени сгради
- Складове и производство
- Местни системи и стремежи
- Вентилация за дим
- Как скоростта е свързана с производителността на вентилацията?
- Отговори на често задавани въпроси
- Видео материали
Влиянието на напречното сечение на въздуховода върху скоростта на въздуха
Размерът и формата на въздуховода влияят върху скоростта на въздушния поток във вентилационните системи. Тези параметри на вентилационните канали често се наричат общо тяхното напречно сечение.
Инженерите, разработващи проект за вентилация, първо обмислят разположението на вътрешното окабеляване в пространството на сградата и изчисляват дължината на всяка секция.
Дължината на каналите и броят на извивките с разлики в диаметъра влияят на въздушния поток в канала на комуналната мрежа. С диаграма и зададените дебити за всяка секция, инженерите определят напречното сечение на канала.
Вентилационните канали са кръгли и правоъгълни фитинги. Поцинкованата ламарина е често използван материал. Производителите произвеждат и канали от неръждаема стомана и пластмаса.
В по-старите високи сгради, обикновените комунални канали са направени от тухли, шлакоблокове, мазилка и гола зидария. Гумените канали се използват в специфични приложения.
Използването на различни материали позволява вентилационните канали да бъдат съобразени с работните условия. Пластмасова тръба, минаваща от кухненския абсорбатор, е естетически приятна.
Металните канали са подходящи за зони с високи експлоатационни и външни механични натоварвания.
Пластмасата, поцинкованата стомана, неръждаемата стомана и други материали имат собствена степен на грапавост на повърхността. Тази степен влияе върху скоростта на движение на въздуха.
Инженерите вземат предвид грапавостта на вътрешните стени на вентилационния канал. Табличните данни за изчисленията са свободно достъпни.
| Материал на въздуховода | Коефициент на грапавост (K, mm) |
| Метал | 0.1 |
| Пластмаса, винил | 0.1 |
| Шлаков гипс | 1 |
| Шлакобетон | 1.5 |
| Тухлена зидария без мазилка | 5-10 |
| Тухлена зидария с мазилка | 3-6 |
| Гипс, нанесен върху мрежа | 10 |
| Каучук | 0,006-0,01 |
Правоъгълни въздуховоди
Правоъгълните канали са проектирани за специфични приложения. Ограниченото им приложение се дължи на два фактора:
- Правоъгълният канал има ниски аеродинамични характеристики.
- В сравнение с кръглата тръба, правоъгълният канал е по-труден и скъп за производство.
Правоъгълната кутия може да издържи по-малко налягане от кръглата тръба. Предимството е, че плоските стени позволяват прокарването на каналите под облицовката на тавана или вътре в тесни вентилационни шахти.
Стандартният размер на профилираните части е регулиран ГОСТ Р 70349-2022При проектиране на вентилационни системи, използващи правоъгълни канали с нестандартни напречни сечения, съотношението на страните на въздуховодите не трябва да надвишава 1:4. За естествени вентилационни системи съотношението на страните на правоъгълните канали е ограничено до 1:2.
При проектирането на вентилация, инженерите определят допустимата скорост на въздуха въз основа на следните фактори:
- допустимо ниво на аеродинамичен шум съгласно СП 51.13330.2011;
- допустим индикатор за загуба на работно налягане във вентилационната мрежа.
Скоростта на въздуха в правоъгълен въздуховод се изчислява по формулата: V = Д x 1 000 000 / (3600 x Ш x В).
Под значението Л заместете дебита на въздуха, определен от проекта за конкретна площ, измерен в m3/час. Стойност З, В – ширина и височина на стените на правоъгълен канал (мм).
Кръгли въздуховоди
Кръглите въздуховоди са по-големи от правоъгълните, което прави монтажа по-труден. Комуналната система заема повече място, но предлага подобрени аеродинамични характеристики.
Нивото на шум от въздушния поток е по-ниско в сравнение с правоъгълния канал. Кръглият канал може да издържи на по-голямо вътрешно налягане и външни механични натоварвания от правоъгълния канал.
Технологията на цилиндричните канали е по-евтина за производство. Тръбите се монтират по-лесно чрез закрепването им към строителни конструкции. Тези експлоатационни предимства са направили кръглите компоненти популярни за вентилационни системи.
Когато се правят изчисления за вентилация за правоъгълни канали, но е разрешено използването на кръгли тръби, се използва терминът за еквивалентен диаметър.
Взаимозаменяемостта на въздуховоди с различни форми и диаметри се определя от: D = 2AB/(A + B)Стойностите на A и B са страните на правоъгълна кутия (ширина и височина).
За правоъгълен въздуховод, еквивалентът се отнася до номиналния диаметър на въздуховода, при който загубите на работно налягане поради триене са равни. За да се избегнат сложни изчисления за взаимозаменяемост, на практика при разработването на вентилационни проекти се предпочитат кръгли тръби.
Аеродинамичните параметри на комуналните мрежи се изчисляват с помощта на специализиран софтуер, като се използват таблични данни от справочници. Изчисленията на динамичното налягане се основават на диаграми с допустима грешка от 3-5%.
Математическата формула за скоростта на въздуха в кръгъл въздуховод е следната: V = L x 4 x 1 000 000 / (3600 x 3,14 x d2).
Стойността L е дебитът на въздуха, определен от проекта за участък от тръбопровода, измерен в m3/час. Стойността d се отнася до вътрешния диаметър на тръбата.
Въздуховоди с естествена и механична индукция
Вентилационните мрежи имат скорости на въздушния поток от 0,3 до 30,0 м/с. Въздухът се транспортира механично или естествено. Стандартите за вентилация са разработени въз основа на специфичното пространство, площ и брой обитатели.
Нормативните документи не предоставят точни данни за поддържане на препоръчителната скорост на вентилационната мрежа.
Параметърът се определя от инженерите по време на разработването на проекта и зависи от:
- категории архитектурни структури;
- предназначението на сградата и отделните помещения;
- напречно сечение и материал на вентилационните канали;
- наличие на изолация на вентилационни канали;
- брой оформени елементи;
- наличие, количество регулиращи и дроселови устройства.
Вземат се предвид вторични фактори, специфични за вентилационния обект.
Естествени вентилационни канали
Естествените вентилационни системи движат въздушните потоци съгласно законите на физиката без използването на вентилатори. Циркулацията се създава от разликите в температурата и налягането.
Топлият въздух вътре в помещението се насочва нагоре и се изпуска през изпускателния канал навън. Студеният въздух навлиза в помещението през всмукателен отвор, разположен в долната част на стената.
Въздуховоди с естествена вентилация преди са били инсталирани в по-стари жилищни сгради. Сега те се използват в частни домове и сервизни помещения.
Скоростта на движение на въздуха зависи повече от природни фактори, отколкото от човешко влияние. При безветрено време течението може да липсва или да е обърнато.
Не са разработени регулаторни документи. Има справочници, които дават препоръки за стандарти за скорост на въздуха в естествено аспирирани въздуховоди:
- Вятърните мрежи с дефлектор и налягане от 5-6 Pa имат диапазон на скоростта от 1-1,5 m/s.
- Гравитационни мрежи при температурни разлики 5ОC и налягане от 3-4 Pa имат диапазон на скоростта от 0,5-1,5 m/s.
Вътре в общите изпускателни шахти на сгради с 4-12 етажа, при налягане от 6 Pa, естествената скорост на въздуха в канала достига 2 m/s. Диапазоните на скоростта за други вентилационни секции са показани в таблицата.
| Вентилационен агрегат | Препоръчителен дебит (м/с) |
| Вентилационни решетки | 0,3-0,6 |
| Вертикални въздуховоди | 0,5-1 |
| Хоризонтални събирателни канали | 0,6-0,8 |
| Качулки | 1-1.5 |
Справочниците не съдържат препоръки за дебит на въздуха за високи сгради с повече от 12 нива и температурна разлика от 6ОВ. Инженерите изчисляват индикатора индивидуално, използвайки разширена схема.
Механични вентилационни канали
Комунална система, в която въздухът се движи от силата на вентилаторите, се нарича принудителна или механична. Скоростта на въздушния поток зависи от мощността на двигателя и напречното сечение на въздуховодите. Околната среда има малък ефект върху интензивността на механичното движение на въздуха.
Комуналните мрежи са търсени за нови жилищни сгради с много жилищни блокове и частни домове. Механичната вентилация е предназначена за предприятия, обществени сгради и селскостопански стопанства.
- Инженерите използват метода на допустимата скорост по време на етапа на проектиране на вентилацията. Оптималната скорост се използва като основа. За определяне на работния параметър се определят напречното сечение на канала и падът на налягането за всяка секция от мрежата.
- Методът на динамично налягане се използва на етапа на проектиране или по време на проучването за осъществимост на вентилационна мрежа. Той се основава на загубата на налягане на линеен метър от системното сечение. След определяне на оптималния дебит на въздуха се изчислява напречното сечение на канала.
От двата метода за определяне на скоростта на въздуха, методът на простия динамичен напор се счита за приблизителен.
Въздуховоди за сгради с различно предназначение
Предназначението на архитектурна структура не се определя от общото ѝ наименование. Жилищна сграда се счита за частна или многофамилна сграда.
Една обществена сграда може да включва офис, магазин или библиотека. Инженерите проектират вентилационни системи за всяка сграда въз основа на нейното специфично предназначение.
Жилищни и обществени сгради
Аеродинамичното ниво на шум е пропорционално на скоростта на въздуха в каналите. Нивото на звукова мощност се изчислява по формулата: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). Стойността на v е скоростта на въздуха (m/s). Стойността на A е площта на напречното сечение на вентилационния канал.
Задачата на инженера-конструктор е да определи дебитите във въздуховодите, така че вентилационната система да осигурява необходимия обмен на въздух, без да се превишава допустимото ниво на аеродинамичен шум. Местоположението на вентилационната система се взема предвид.
Да вземем за пример жилищно пространство. Препоръчителният дебит на въздуха вътре в правоъгълни кутии под окачен таван е 5 м/сАко каналите са положени в цялата стая, индикаторът се намалява до 2 м/сЗа кръгли въздуховоди се препоръчват други стойности на скоростта – 3 и 4 м/с съответно.
Като пример може да се вземе магазин, училищна класна стая или конферентна зала. Препоръчителният дебит на въздуха във вътрешността на правоъгълни въздуховоди под окачен таван е 8 м/сЗа канали, положени в цялото помещение, стойността се намалява до 7 м/сЗа кръгли въздуховоди препоръчителните стойности на скоростта са: 8 и 6 м/с съответно.
Складове и производство
Вентилацията на складовите и производствените помещения е проектирана да бъде механична. Няма ограничения за скоростта на въздуха.
Нивото на аеродинамичния шум, генерирано от потоците, комбинирано с промишлен шум, не трябва да надвишава установените стандарти. Препоръчителни примери са свободно достъпни и могат да бъдат намерени в таблицата.
| Име на обекта | Препоръчителен дебит (м/с) |
| Склад без постоянно човешко присъствие | 16-20 |
| Склад с хора, които постоянно работят | 10-14 |
| Работилница с работни места | 14-22 |
| Вторични помещения | 10-12 |
| Съблекалня, стая за почивка на персонала | 8-10 |
Местни системи и стремежи
Когато концентрациите на прах в локалните системи и аспирационните системи надвишават 0,01 kg/kg, инженерите изчисляват въздуховодите, използвайки метода на динамичното налягане. В други случаи се използва методът на допустимата скорост на въздуха, базиран на оптималната скорост на въздуха.
Локалните системи и аспирационните системи обикновено поддържат движение на въздуха с висока скорост. Късите мрежи имат ограничен брой възли, които създават съпротивление.
Скоростта на въздуха се поддържа над скоростта на частиците на транспортирания материал, предотвратявайки натрупването на утайки по стените на канала. Средният диапазон на скоростта на въздуха е 15-30 m/s.
За да получат точни изчисления, инженерите използват ведомствени справочници и таблици.
| Цел на системата и стремеж | Скорост на потока (m/s) |
| За насипни твърди материали | 12-20 |
| За влага и топъл въздух | 12-16 |
| За прах и газообразни вещества | 14-16 |
| За заваръчната станция | 8-14 |
| За дървообработващо оборудване | 16-20 |
| За шлайфащо оборудване | 18-22 |
| За химически вани | 6-8 |
Вентилация за дим
Средната скорост на въздушния поток за димоотвод е 15-20 m/s. Тази цифра се изчислява за сместа въздух-дим.
Температурата на димните газове във всеки участък от мрежата се взема предвид. Инженерите използват справочници и готови таблици, за да изчислят масовите дебити.
| Мрежов участък с температура на димните газове 300ОС | Индекс на скоростта на масата (kg/(s*m)2)) |
| Корпус на клапана | 8-10 |
| Вертикален канал | 14-15 |
| Хоризонтален канал | 10-14 |
| Канал след вентилатора | 15-16 |
Как скоростта е свързана с производителността на вентилацията?
Вентилационната мрежа трябва да осигурява адекватен обмен на въздух в сградата, без да създава дискомфорт за обитателите поради прекомерни нива на шум. Разработени са санитарни норми, за да се гарантира високата производителност на комуналната мрежа.
Препоръчителната скорост на въздуха в помещенията е 0,3 м/с. Превишаването на този стандарт с до 30% е разрешено по време на ремонти. Големите складове, производствени помещения и гаражи обикновено имат две вентилационни системи, разпределящи натоварването равномерно.
Пример за минимални и максимални нива на шум за болници: през деня – 35-50 dB, а през нощта – 25-40 dB. За жилищни помещения са определени други прагове: през деня – 40-55 dB, през нощта – 30-45 дБ.
В допълнение към шумовите вълни, вибрациите от вентилационните канали също могат да причинят дискомфорт. Това може да се дължи на хлабави връзки, стеснени канали и други фактори.
С увеличаване на скоростта на движение на въздуха, вибрациите на системата се увеличават, ако конструкцията е проектирана или инсталирана неправилно.
Стандартите за допустимите стойности на локалните вибрации се съдържат в справочници за специалисти, които проектират и пускат в експлоатация завършени вентилационни мрежи.
Дебитът на въздуха влияе върху скоростта на обмен на въздух в помещението за единица време. Този параметър се изчислява по формулата: N=V/WСтойността V е обемът на чистия въздух, влизащ в помещението за 1 час. Стойността W е обемът на самото помещение.
Готови стандарти за кратност за различни видове съоръжения са лесно достъпни в таблици. Да вземем за пример комбинирана баня. 50 м се подменят на час.3 въздух, а дебитът във въздуховодите гарантира постигането на стандартния параметър.
Отговори на често задавани въпроси
Препоръчителният параметър за жилищни помещения е 0,3 м/с.
Препоръчителна стойност: вятърни мрежи с дефлектор и налягане 5-6 Pa – 1-1,5 m/s. Гравитационни мрежи с температурна разлика 5 °C и налягане 3-4 Pa – 0,5-1,5 m/s.
За да направите измервания, използвайте анемометър.
Поставете сензора на анемометъра близо до вентилационния отвор на разстоянието, препоръчано от производителя. Дисплеят ще покаже резултата.
Познавайки дебита на въздуха (L) и площта на напречното сечение (S) на вентилационния канал, изчислете скоростта на потока (V), като използвате формулата: V = L / 3600× S. За измерване без математически изчисления използвайте анемометър.
