Bạn hỏi tốc độ gió trong ống dẫn nên là bao nhiêu, tôi sẽ trả lời – từ 0,3 đến 30,0 m/sGiá trị này phụ thuộc vào loại hệ thống thông gió, các bộ phận cấu thành và các yếu tố vận hành.
Trong bài viết này, tôi sẽ thảo luận về tác động của tiết diện ống dẫn khí đến lưu lượng không khí. Tôi sẽ tìm hiểu về hệ thống thông gió tự nhiên và thông gió cơ học cho các tòa nhà dân dụng, công cộng và công nghiệp. Tôi cũng sẽ trả lời các câu hỏi thường gặp.
- Ảnh hưởng của tiết diện ống dẫn đến vận tốc không khí
- Ống dẫn khí hình chữ nhật
- Ống dẫn khí hình tròn
- Ống dẫn khí với cảm ứng tự nhiên và cơ học
- ống thông gió tự nhiên
- ống thông gió cơ học
- Ống dẫn khí cho các tòa nhà với nhiều mục đích khác nhau
- Tòa nhà dân cư và công cộng
- Kho hàng và sản xuất
- Hệ thống và nguyện vọng địa phương
- Thông gió thoát khói
- Tốc độ có liên quan như thế nào đến hiệu suất thông gió?
- Giải đáp các câu hỏi thường gặp
- Tài liệu video
Ảnh hưởng của tiết diện ống dẫn đến vận tốc không khí
Kích thước và hình dạng của ống dẫn ảnh hưởng đến tốc độ luồng không khí trong hệ thống thông gió. Các thông số của ống dẫn thông gió này thường được gọi chung là tiết diện của chúng.
Các kỹ sư khi thiết kế dự án hệ thống thông gió trước tiên phải suy nghĩ kỹ về bố cục đường dây điện bên trong không gian tòa nhà và tính toán chiều dài của từng đoạn.
Chiều dài của các đường ống và số lượng khúc uốn có sự khác biệt về đường kính ảnh hưởng đến lưu lượng không khí trong đường ống của mạng lưới tiện ích. Dựa vào sơ đồ và lưu lượng xác định cho từng đoạn, các kỹ sư sẽ xác định tiết diện ngang của đường ống.
Ống thông gió là các phụ kiện có hình tròn và hình chữ nhật. Tấm kim loại mạ kẽm là vật liệu thường được sử dụng. Các nhà sản xuất cũng sản xuất ống dẫn bằng thép không gỉ và nhựa.
Trong các tòa nhà cao tầng cũ, các đường ống tiện ích thông thường được làm bằng gạch, khối bê tông xốp, vữa trát và tường xây thô. Ống cao su được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt.
Việc sử dụng các vật liệu khác nhau cho phép thiết kế các ống thông gió phù hợp với điều kiện hoạt động. Ống nhựa chạy từ máy hút mùi nhà bếp trông rất đẹp mắt.
Các thanh kim loại hình chữ U thích hợp cho những khu vực có tải trọng cơ học bên ngoài và vận hành cao.
Nhựa, thép mạ kẽm, thép không gỉ và các vật liệu khác đều có chỉ số độ nhám bề mặt riêng. Chỉ số này ảnh hưởng đến tốc độ lưu thông không khí.
Các kỹ sư tính đến độ nhám của thành bên trong ống thông gió. Dữ liệu dạng bảng để tính toán được cung cấp miễn phí.
| Vật liệu ống dẫn khí | Hệ số nhám (K, mm) |
| Kim loại | 0,1 |
| Nhựa, vinyl | 0,1 |
| Thạch cao xỉ | 1 |
| Bê tông xỉ | 1,5 |
| Tường gạch không trát vữa | 5-10 |
| Tường gạch trát vữa | 3-6 |
| Thạch cao được trát lên lưới | 10 |
| Cao su | 0,006-0,01 |
Ống dẫn khí hình chữ nhật
Ống dẫn hình chữ nhật được thiết kế cho các ứng dụng cụ thể. Việc sử dụng chúng hạn chế là do hai yếu tố:
- Kênh hình chữ nhật có đặc tính khí động học thấp.
- So với ống tròn, ống dẫn hình chữ nhật khó sản xuất và tốn kém hơn.
Hộp hình chữ nhật có thể chịu được áp suất thấp hơn so với ống tròn. Ưu điểm là các bức tường phẳng cho phép các ống dẫn được luồn dưới lớp lót trần hoặc bên trong các giếng thông gió hẹp.
Kích thước tiêu chuẩn của các bộ phận định hình được quy định. GOST R 70349-2022Khi thiết kế hệ thống thông gió sử dụng ống dẫn hình chữ nhật có tiết diện không tiêu chuẩn, tỷ lệ chiều dài/chiều rộng của ống dẫn không được vượt quá 1:4. Đối với hệ thống thông gió tự nhiên, tỷ lệ chiều dài/chiều rộng của ống dẫn hình chữ nhật được giới hạn ở mức 1:2.
Khi thiết kế hệ thống thông gió, các kỹ sư xác định vận tốc gió cho phép dựa trên các yếu tố sau:
- mức độ tiếng ồn khí động học cho phép theo SP 51.13330.2011;
- Chỉ số cho phép về tổn thất áp suất vận hành trong mạng lưới thông gió.
Tốc độ không khí trong ống dẫn hình chữ nhật được tính bằng công thức: V = L x 1.000.000 / (3600 x W x H).
Theo nghĩa L Thay thế lưu lượng gió được quy định trong dự án cho một khu vực cụ thể, được đo bằng m³.3/giờ. Giá trị W, H – Chiều rộng và chiều cao của các bức tường của một kênh hình chữ nhật (mm).
Ống dẫn khí hình tròn
Ống dẫn khí tròn lớn hơn ống dẫn khí hình chữ nhật, khiến việc lắp đặt khó khăn hơn. Hệ thống tiện ích chiếm nhiều không gian hơn nhưng mang lại hiệu suất khí động học tốt hơn.
Mức độ tiếng ồn của luồng khí thấp hơn so với ống dẫn hình chữ nhật. Ống dẫn tròn có thể chịu được áp suất bên trong và tải trọng cơ học bên ngoài lớn hơn so với ống dẫn hình chữ nhật.
Công nghệ ống dẫn hình trụ có chi phí sản xuất thấp hơn. Ống dễ lắp đặt hơn bằng cách gắn chúng vào cấu trúc tòa nhà. Những ưu điểm về mặt vận hành này đã khiến các bộ phận hình tròn trở nên phổ biến trong hệ thống thông gió.
Khi thực hiện tính toán thông gió cho các ống dẫn hình chữ nhật, nhưng việc sử dụng ống tròn được cho phép, thì thuật ngữ đường kính tương đương được sử dụng.
Khả năng thay thế lẫn nhau của các ống dẫn khí có hình dạng và đường kính khác nhau được xác định bởi: D = 2AB/(A + B)Các giá trị của A, B là các cạnh của một hình chữ nhật (chiều rộng và chiều cao).
Đối với ống dẫn hình chữ nhật, "tương đương" đề cập đến đường kính danh nghĩa của ống dẫn khí mà tại đó tổn thất áp suất hoạt động do ma sát là bằng nhau. Để tránh các phép tính hoán đổi phức tạp, trên thực tế, ống tròn được ưu tiên sử dụng khi thiết kế hệ thống thông gió.
Các thông số khí động học của mạng lưới tiện ích được tính toán bằng phần mềm chuyên dụng, sử dụng dữ liệu dạng bảng từ các sách tham khảo. Việc tính toán áp suất động dựa trên các biểu đồ với sai số từ 3-5%.
Công thức toán học để tính vận tốc không khí trong ống dẫn tròn như sau: V = L x 4 x 1.000.000 / (3600 x 3,14 x d)2).
Giá trị L là lưu lượng không khí được quy định trong dự án cho một đoạn đường ống, được đo bằng m³.3/giờ. Giá trị d biểu thị đường kính trong của ống.
Ống dẫn khí với cảm ứng tự nhiên và cơ học
Hệ thống thông gió có vận tốc luồng không khí dao động từ 0,3 đến 30,0 m/s. Không khí được vận chuyển bằng cơ học hoặc tự nhiên. Các tiêu chuẩn thông gió được xây dựng dựa trên không gian, diện tích và số lượng người sử dụng cụ thể.
Các văn bản quy định không cung cấp số liệu chính xác về việc duy trì tốc độ mạng lưới thông gió theo khuyến nghị.
Thông số này được các kỹ sư xác định trong quá trình phát triển dự án và phụ thuộc vào:
- các loại hình cấu trúc kiến trúc;
- Mục đích sử dụng dự định của tòa nhà và các khu vực riêng biệt;
- Mặt cắt ngang và vật liệu của ống thông gió;
- sự hiện diện của lớp cách nhiệt trong các ống thông gió;
- số lượng các phần tử có hình dạng nhất định;
- sự hiện diện, số lượng bộ phận điều chỉnh và bộ phận điều tiết.
Các yếu tố thứ cấp đặc thù của đối tượng thông gió cũng được tính đến.
ống thông gió tự nhiên
Hệ thống thông gió tự nhiên di chuyển các luồng không khí theo các định luật vật lý mà không cần sử dụng quạt. Sự tuần hoàn được tạo ra bởi sự chênh lệch nhiệt độ và áp suất.
Không khí ấm bên trong phòng được dẫn lên trên và thải ra ngoài qua ống dẫn khí thải. Không khí lạnh đi vào phòng qua một lỗ thông gió nằm ở phần dưới của bức tường.
Trước đây, các ống dẫn khí thông gió tự nhiên thường được lắp đặt trong các tòa nhà chung cư cũ. Hiện nay, chúng được sử dụng trong các nhà riêng và phòng tiện ích.
Tốc độ chuyển động của không khí phụ thuộc nhiều hơn vào các yếu tố tự nhiên hơn là ảnh hưởng của con người. Trong thời tiết không có gió, luồng gió có thể không xuất hiện hoặc thậm chí đảo chiều.
Hiện chưa có văn bản quy định nào được ban hành. Có một số sách tham khảo đưa ra các khuyến nghị về tiêu chuẩn tốc độ gió trong các ống dẫn khí thông thường:
- Hệ thống tuabin gió có tấm chắn hướng gió và áp suất 5-6 Pa có tốc độ gió trong khoảng 1-1,5 m/s.
- Mạng lưới trọng lực ở chênh lệch nhiệt độ 5ÔỞ nhiệt độ C và áp suất 3-4 Pa, tốc độ dao động trong khoảng 0,5-1,5 m/s.
Bên trong các ống thông gió chung của các tòa nhà từ 4 đến 12 tầng, ở áp suất 6 Pa, vận tốc không khí tự nhiên trong ống đạt 2 m/s. Phạm vi vận tốc cho các phần thông gió khác được thể hiện trong bảng.
| Đơn vị thông gió | Lưu lượng khuyến nghị (m/s) |
| Lưới thông gió | 0,3-0,6 |
| Ống dẫn khí thẳng đứng | 0,5-1 |
| Kênh thu gom ngang | 0,6-0,8 |
| Mũ trùm đầu | 1-1,5 |
Các sách tham khảo không đưa ra khuyến nghị về lưu lượng gió cho các tòa nhà cao tầng có hơn 12 tầng và chênh lệch nhiệt độ là 6°C.ÔC. Các kỹ sư tính toán chỉ số này một cách riêng lẻ bằng cách sử dụng một sơ đồ mở rộng.
ống thông gió cơ học
Hệ thống tiện ích trong đó không khí được di chuyển bằng lực của quạt được gọi là hệ thống cưỡng bức hoặc cơ học. Tốc độ dòng khí phụ thuộc vào công suất động cơ và tiết diện của ống dẫn khí. Môi trường ít ảnh hưởng đến cường độ chuyển động không khí cơ học.
Hệ thống tiện ích đang rất cần thiết cho các tòa nhà chung cư nhiều tầng và nhà ở tư nhân mới. Hệ thống thông gió cơ học được thiết kế cho các doanh nghiệp, công trình công cộng và trang trại nông nghiệp.
- Các kỹ sư sử dụng phương pháp vận tốc cho phép trong giai đoạn thiết kế hệ thống thông gió. Vận tốc tối ưu được sử dụng làm cơ sở. Để xác định thông số vận hành, tiết diện ống dẫn và độ giảm áp được xác định cho từng đoạn của mạng lưới.
- Phương pháp áp suất động được sử dụng ở giai đoạn thiết kế hoặc trong quá trình nghiên cứu tính khả thi của mạng lưới thông gió. Phương pháp này dựa trên tổn thất áp suất trên mỗi mét dài của tiết diện hệ thống. Sau khi xác định lưu lượng không khí tối ưu, tiết diện ống dẫn được tính toán.
Trong hai phương pháp xác định vận tốc không khí, phương pháp áp suất động đơn giản được coi là phương pháp gần đúng.
Ống dẫn khí cho các tòa nhà với nhiều mục đích khác nhau
Mục đích sử dụng của một công trình kiến trúc không được xác định bởi tên gọi chung của nó. Một tòa nhà dân cư được coi là một tòa nhà tư nhân hoặc tòa nhà nhiều căn hộ.
Một công trình công cộng có thể bao gồm văn phòng, cửa hàng hoặc thư viện. Các kỹ sư thiết kế hệ thống thông gió cho từng công trình dựa trên mục đích sử dụng cụ thể của nó.
Tòa nhà dân cư và công cộng
Mức độ tiếng ồn khí động học tỷ lệ thuận với vận tốc không khí trong ống dẫn. Mức công suất âm thanh được tính bằng công thức: Lw = 10 + 50 log (v) + 10 log (A). Giá trị của v là vận tốc không khí (m/s). Giá trị của A là diện tích mặt cắt ngang của ống thông gió.
Nhiệm vụ của kỹ sư thiết kế là xác định lưu lượng khí trong các ống dẫn sao cho hệ thống thông gió cung cấp đủ lượng khí trao đổi cần thiết mà không vượt quá mức độ tiếng ồn khí động học cho phép. Vị trí của hệ thống thông gió cũng được xem xét.
Hãy lấy không gian nhà ở làm ví dụ. Tốc độ lưu thông không khí được khuyến nghị bên trong các hộp hình chữ nhật dưới trần treo là 5 m/sNếu các đường dây được bố trí khắp phòng, chỉ số sẽ giảm xuống. 2 m/sĐối với ống dẫn khí tròn, nên sử dụng các giá trị tốc độ khác – 3 và 4 m/s tương ứng.
Lấy một tòa nhà công cộng làm ví dụ, chẳng hạn như cửa hàng, phòng học hoặc phòng hội nghị. Lưu lượng không khí khuyến nghị bên trong các ống dẫn hình chữ nhật dưới trần treo là 8 m/sĐối với các đường ống được lắp đặt khắp khuôn viên, giá trị sẽ giảm xuống còn... 7 m/sĐối với ống dẫn khí tròn, các giá trị tốc độ khuyến nghị là: 8 và 6 m/s tương ứng.
Kho hàng và sản xuất
Hệ thống thông gió của nhà kho và các cơ sở sản xuất được thiết kế theo kiểu cơ học. Không có bất kỳ hạn chế nào về tốc độ gió.
Mức độ âm thanh khí động học do các luồng khí tạo ra, kết hợp với tiếng ồn công nghiệp, không được vượt quá các tiêu chuẩn đã quy định. Các ví dụ được khuyến nghị có sẵn miễn phí và có thể tìm thấy trong bảng.
| Tên của đối tượng | Lưu lượng khuyến nghị (m/s) |
| Kho hàng không có người thường trực | 16-20 |
| Một nhà kho với mọi người liên tục làm việc. | 10-14 |
| Xưởng với các trạm làm việc | 14-22 |
| Cơ sở phụ | 10-12 |
| Phòng thay đồ, phòng nghỉ của nhân viên | 8-10 |
Hệ thống và nguyện vọng địa phương
Khi nồng độ bụi trong các hệ thống cục bộ và hệ thống hút khí vượt quá 0,01 kg/kg, các kỹ sư sẽ tính toán đường ống dẫn khí bằng phương pháp áp suất động. Trong các trường hợp khác, phương pháp vận tốc không khí cho phép được sử dụng, dựa trên vận tốc không khí tối ưu.
Các hệ thống cục bộ và hệ thống hút gió thường duy trì luồng không khí tốc độ cao. Các mạng lưới ngắn có số lượng nút hạn chế, tạo ra lực cản.
Tốc độ gió được duy trì cao hơn tốc độ hạt của vật liệu được vận chuyển, ngăn ngừa sự tích tụ trầm tích trên thành kênh. Tốc độ gió trung bình nằm trong khoảng 15-30 m/s.
Để có được các tính toán chính xác, các kỹ sư sử dụng sách tham khảo và bảng biểu của bộ phận mình phụ trách.
| Mục đích và khát vọng của hệ thống | Tốc độ dòng chảy (m/s) |
| Đối với vật liệu rắn dạng khối | 12-20 |
| Để tạo độ ẩm và không khí ấm | 12-16 |
| Dùng cho bụi và các chất khí | 14-16 |
| Dành cho trạm hàn | 8-14 |
| Dành cho thiết bị chế biến gỗ | 16-20 |
| Dành cho thiết bị chà nhám | 18-22 |
| Dùng cho bể hóa chất | 6-8 |
Thông gió thoát khói
Lưu lượng không khí thông gió trung bình để hút khói là 15-20 m/s. Con số này được tính toán cho hỗn hợp không khí và khói.
Nhiệt độ khí thải tại mỗi đoạn của mạng lưới đều được tính đến. Các kỹ sư sử dụng sách tham khảo và bảng biểu có sẵn để tính toán lưu lượng khối lượng.
| Phần mạng lưới có nhiệt độ khí thải là 300ÔVỚI | Chỉ số vận tốc khối lượng (kg/(s*m)2)) |
| Thân van | 8-10 |
| Kênh dọc | 14-15 |
| Kênh ngang | 10-14 |
| Kênh sau quạt | 15-16 |
Tốc độ có liên quan như thế nào đến hiệu suất thông gió?
Hệ thống thông gió phải đảm bảo sự trao đổi không khí đầy đủ trong tòa nhà mà không gây khó chịu cho người sử dụng do tiếng ồn quá mức. Các tiêu chuẩn vệ sinh đã được xây dựng để đảm bảo hiệu suất cao của hệ thống tiện ích.
Tốc độ gió trong nhà được khuyến nghị là 0,3 m/s. Cho phép vượt quá tiêu chuẩn này tối đa 30% trong quá trình cải tạo. Các nhà kho lớn, nhà máy sản xuất và gara thường có hai hệ thống thông gió, phân bổ tải trọng đều nhau.
Ví dụ về mức độ tiếng ồn tối thiểu và tối đa trong bệnh viện: ban ngày – 35-50 dB, và vào ban đêm – 25-40 dB. Đối với nhà ở, các ngưỡng khác được thiết lập: ban ngày – 40-55 dB, vào ban đêm – 30-45 dB.
Bên cạnh tiếng ồn, rung động từ các ống thông gió cũng có thể gây khó chịu. Điều này có thể xảy ra do các mối nối lỏng lẻo, ống dẫn bị thu hẹp và các yếu tố khác.
Nếu tốc độ chuyển động của không khí tăng lên, độ rung của hệ thống cũng tăng theo nếu cấu trúc được thiết kế hoặc lắp đặt không đúng cách.
Các tiêu chuẩn về giá trị cho phép của rung động cục bộ được nêu trong các sách tham khảo dành cho các chuyên gia thiết kế và vận hành hệ thống thông gió hoàn thiện.
Tốc độ lưu lượng không khí ảnh hưởng đến tốc độ trao đổi không khí trong phòng trên mỗi đơn vị thời gian. Thông số này được tính bằng công thức: N=V/WGiá trị V là thể tích không khí sạch đi vào phòng trong 1 giờ. Giá trị W là thể tích của chính căn phòng đó.
Các tiêu chuẩn về số lượng tiêu thụ có sẵn cho nhiều loại thiết bị khác nhau đều có trong bảng. Ví dụ, hãy lấy một phòng tắm kết hợp. 50 m³ được thay thế mỗi giờ.3 Không khí và lưu lượng khí trong các ống dẫn khí đảm bảo đạt được thông số tiêu chuẩn.
Giải đáp các câu hỏi thường gặp
Thông số khuyến nghị cho khu dân cư là 0,3 m/s.
Giá trị khuyến nghị: lưới thông gió có tấm chắn hướng gió và áp suất 5-6 Pa – 1-1,5 m/s. Lưới thông gió trọng lực với chênh lệch nhiệt độ 5 °C và áp suất 3-4 Pa – 0,5-1,5 m/s.
Để đo đạc, hãy sử dụng máy đo gió.
Đặt cảm biến đo gió gần lỗ thông hơi ở khoảng cách được nhà sản xuất khuyến nghị. Màn hình sẽ hiển thị kết quả.
Biết lưu lượng gió (L) và diện tích mặt cắt ngang (S) của ống thông gió, hãy tính vận tốc dòng chảy (V) bằng công thức: V = L / 3600 × S. Để đo mà không cần tính toán toán học, hãy sử dụng máy đo gió.
