Gaisvadu un veidgabalu laukuma aprēķins: aprēķinu veikšanas noteikumi + aprēķinu piemēri pēc formulām

Nevainojamas un efektīvas ventilācijas darbības garantija ir pareizs gaisvadu un veidgabalu laukuma aprēķins, no kura atkarīga gan atsevišķu elementu, gan iekārtu izvēle. Aprēķina mērķis ir nodrošināt optimālu gaisa maiņas daudzveidību telpās atbilstoši to paredzētajam lietojumam.

Rakstā mēs detalizēti izskatījām katru no obligātajiem aprēķinu posmiem: gaisvadu šķērsgriezuma un faktiskā laukuma noteikšana, gaisa ātruma aprēķins un veidgabalu parametru izvēle. Turklāt mēs norādījām galvenās prasības attiecībā uz ventilācijas kanālu izmēriem, kā arī sniedzām gaisvadu aprēķina piemēru privātmājai.

Aprēķinu veikšanas mērķis

Aprēķina īpatnības un gaisvadu izvēle ir atkarīgas no to veida un materiāla, no kura tie izgatavoti. Pēdējā īpašība nosaka nianses, kas rodas gaisa kustības laikā, un gaisa plūsmas mijiedarbības īpatnības ar sienām.

Gaisvadi ir:

• metāla – tā var būt melnais tērauds, cinkotais, nerūsējošais;
• alumīnija elastīgie gofrētie;
• plastmasas ventilācijas kanāli – elastīgi un cieti;
• auduma.

Pēc šķērsgriezuma ģeometrijas gaisvadi tiek izgatavoti apaļi, taisnstūrveida, ovāli. Pēdējie nav tik populāri kā pirmie divi.

Pat ja ir vispareizākais ventilācijas sistēmas projekts, kļūda gaisvadu šķērsgriezumu izvēlē var izraisīt gaisa cirkulācijas traucējumus.

Aprēķinu kļūdu sekas būs paaugstināts mitrums, un pēc tam pelējums un sēnītes telpā. Bez pareiza visu detaļu laukuma aprēķina nav iespējams izvēlēties piemērotus ventilācijas kompleksa elementus

No šī parametra ir atkarīgs:

• gaisa masas plūsmas ātrums un tās apjoms;
• savienojumu hermētiskuma pakāpe;
• ventilācijas sistēmas trokšņainība;
• elektroenerģijas patēriņš.

Pareizi veikti aprēķini ļaus ietaupīt līdzekļus, jo materiāla daudzums tiks noteikts precīzi. Bet papildus ekonomiskajiem jautājumiem galvenie tomēr ir ventilācijas parametri, kas nodrošina komfortablus cilvēku dzīves apstākļus.

Vispārīga informācija šķērsgriezuma laukuma aprēķināšanai

Cauruļu laukums gaisvadam tiek aprēķināts pēc dažādām vērtībām:

1. Atbilstoši sanitāri higiēniskajiem parametriem (SanPiN).
2. Pēc dzīvojošo skaita.
3. Pēc telpu platības.

Rezultātu var iegūt gan atsevišķai telpai, gan visai mājai. Aprēķinam ir īpašas programmas ar tajās iekļautiem algoritmiem. Vēl viens aprēķina variants ir formulu izmantošana.

Gaisvadu šķērsgriezuma laukums to projektēšanas laikā tiek izvēlēts tā, lai gaiss visā garumā kustētos aptuveni vienā ātrumā. Visā sistēmas garumā gaisa daudzums ir atšķirīgs, tādēļ gaisvada šķērsgriezuma laukumam jāpalielinās, palielinoties gaisa masas apjomam.

Ja aplūko nosūces ventilāciju, tad šķērsgriezuma laukums palielinās, tuvojoties ventilatoram. Tikai tā var garantēt vairāk vai mazāk vienādu gaisa masas ātrumu visā gaisvada garumā.

Palielinoties apaļajam šķērsgriezumam, samazinās gaisa plūsmas ātrums. Tādējādi samazināsies arī aerodinamiskais troksnis. Šādu gaisvadu trūkums ir konstrukcijas apjomīgums, kā dēļ nav iespējama to uzstādīšana telpā starp melnajiem un piekārtajiem griestiem, kā arī palielinātas izmaksas.

Ja šādas iespējas nav, var dot priekšroku taisnstūra ģeometrijai, jo taisnstūra šķērsgriezuma augstums ir mazāks. No otras puses, apaļos izstrādājumus ir vieglāk uzstādīt, un tiem ir savas ekspluatācijas priekšrocības.

Tā kā apaļos gaisvadus ne vienmēr var iekļaut interjerā, bet estētiskāki taisnstūra gaisvadi ir dārgi, kā alternatīvu ir vērts apsvērt ovālos izstrādājumus. Tie ir gan ergonomiski, gan efektīvi.

Viena vai otra varianta izvēle ir atkarīga no lietotāja prioritātēm. Ja galvenais ir elektroenerģijas taupīšana, minimāls troksnis un ir visas iespējas lielgabarīta tīkla montāžai, labākā izvēle ir apaļā gaisvada forma.

Aprēķina veikšanas posmi

Aprēķina darbi sastāv no vairākiem posmiem:

1. Vispārējās ventilācijas sistēmas shēmas sastādīšana. Šeit jābūt atzīmētiem taisno posmu garumiem, pagriezienu daļām un to veidam, kā arī šķērsgriezuma maiņas vietām.
2. Gaisa apmaiņas daudzuma izvēle, kas atbilst sanitāri higiēniskajām prasībām.
3. Gaisa masu kustības ātruma aprēķins cauruļvadā. Šis parametrs ir atkarīgs no ventilācijas veida, un tā var būt dabīgā vai piespiedu.
4. Gaisvadu platības un citu parametru aprēķins.

Pastāv daudz programmu šādu aprēķinu veikšanai.

Aprēķini, izmantojot formulas sarežģītai sistēmai, nav viegls uzdevums. Mazas platības mājai atsevišķu elementu platības un gaisvadu šķērsgriezuma aprēķins ir pilnīgi iespējams.

Gaisvada šķērsgriezuma aprēķins

Izteiksme, ko izmanto, lai aprēķinātu formas elementu un gaisa vadu šķērsgriezuma laukumu, ir šāda:

Sc = (L х 2.778) : V,

kur:

• Sc — šķērsgriezuma laukums;
• L — gaisa plūsmas daudzums, kas cirkulē sistēmā;
• 2.778 — koeficients, kas saskaņo dažādas dimensijas;
• V — gaisa plūsmas ātrums konkrētā vietā, mērīts metros sekundē.

Aprēķina rezultāts būs vērtība, kas mērīta cm².

Ir arī alternatīva formula:

S = L : k × V,

Koeficients K šajā gadījumā ir vienāds ar 3600.

Faktiskā gaisvadu laukuma noteikšana

Regulāro ventilācijas laukumu apaļajiem ventilācijas kanāliem aprēķina pēc formulas:

S = (π x D2) : 400,

kur:

• S — faktiskais laukums;
• D — diametrs.

Taisnstūra šķērsgriezuma cauruļvadiem:

S = (А х В) : 100,

kur:

• S — faktiskais laukums;
• D — diametrs;
• A — gaisa vada augstums;
• B — konstrukcijas platums.

Ovāla šķērsgriezuma caurules laukumu aprēķina pēc formulas:

S = π × А × В : 4,

kur:

• A — lielākais ovāla diametrs;
• B — attiecīgi mazākais diametrs.

Ir arī citas formulas gaisa vada laukuma aprēķināšanai.

Izmantojot tādu normatīvo dokumentu kā SNiP, var salīdzināt gaisa vadu šķērsgriezumu izmērus ar nepieciešamajiem rādītājiem. Tādējādi piemēroto gaisa cauruļvada izmēru ir vēl vieglāk noteikt.

Daži ražotāji gaisa vadu aprakstā sniedz nomogrammas. Tās ir arī normatīvajā literatūrā.

Nomogramma metāla gaisa vadam ar apļa formātu. Vērtības no tās ievieto formulā. Visi elastīgie gaisa vadi tiek papildināti ar šādām shēmām (+)

No nomogrammām var ņemt šķērsgriezuma laukuma vērtību. Tā ir aptuvena, bet ir piemērota sistēmas izveidei ar minimālu trokšņa līmeni.

Lai atrastu gaisa vada izmērus noteiktam cauruļvada atzarojumam, pa kuru tiek transportēts noteikts gaisa daudzums, ir jāveic šādas darbības:

1. Uz nomogrammas noteikt gaisa daudzuma, kas tiek pārvietots 1 stundas laikā, un aprēķina posma lielākā ātruma līnijas krustpunktu.
2. Blakus šim punktam atrast vispiemērotākā diametra vērtību.

Turklāt, izmantojot nomogrammu, var ne tikai atvieglot gaisa vadu un formas daļu šķērsgriezuma aprēķinu, bet arī precizēt spiediena zudumus gaisa maģistrāles posmā pie noteiktā ātruma.

Nomogrammu nav obligāti jāizmanto, nepieciešamo šķērsgriezuma laukumu var noteikt atkarībā no gaisa masas ātruma.

Gaisa ātruma aprēķins

Izmantojot formulas vai īpašas tabulas, aprēķina gaisa kanāla ātrumu. Galvenais parametrs šeit ir daudzkārtības rādītājs, kas nosaka gaisa apjomu, pie kura notiek pilnvērtīga telpas vēdināšana ar tilpumu 1 m³ 1 stundas laikā.

Speciālisti iesaka, lai noteiktu daudzkārtības rādītāju, izpētīt konkrētos apstākļus esošajos rūpniecības objektos, par kuriem ir faktiskie dati par gāzu, toksisko tvaiku izdalīšanos u.c. Vislabāk ir veikt patstāvīgu aprēķinu, izmantojot formulas.

Lai vienkāršotu aprēķinus, pastāv īpašas tabulas, no kurām var ņemt gatavu daudzkārtības rādītāju, taču jāpatur prātā, ka tajās ir doti noapaļoti parametri.

Formula daudzkārtības aprēķināšanai izskatās šādi:

N = V : W,

kur:

• N — vēlamā daudzkārtība;
• V — svaigā gaisa masas tilpums, kas ienāk telpā stundas laikā;
• W — telpas tilpums.

Daudzkārtības mērvienība ir reižu skaits stundā, V mēra m³/h, tilpumu — m³.

Apskatīsim konkrētu piemēru nepieciešamā gaisa daudzuma noteikšanai pēc daudzkārtības.

Ir dzīvojamā istaba ar tilpumu 22 m³. Tai būs nepieciešams gaiss: L = 22 x 6 = 132 m³, šeit 6 ir gaisa apmaiņas daudzkārtība, kas ņemta no tabulas.

Masas kustības ātrumu (V) mēra m/s un nosaka pēc formulas:

V=L : 3600 х S,

kur:

• L — izmantotais gaiss (m³/h);
• S — gaisa kanāla šķērsgriezuma laukums (m³).

Papildus vēl 2 parametri ietekmē gaisa kustības ātrumu: trokšņu līmenis, vibrācijas koeficients. Projektējot sistēmu, tie ir obligāti jāņem vērā.

Aprēķina piemērs nelielai kotedžai

Aprēķinam izvēlēta kotedža ar iekšējo platību 108,8 m² un augstumu no grīdas līdz griestiem 3 m. Iekšpusē ir viesistaba, guļamistaba, bērnistaba, virtuve, sanmezgls. Daudzkārtības rādītājs tiek pieņemts vienāds ar 1.

Ventilācijas sistēma ļauj atbrīvot telpu no piemaisījumiem, kas kaitē veselībai — potenciāli bīstamiem un izraisa alerģiskas reakcijas, pasliktinot pašsajūtu.

Vispirms aprēķina kopējo izvadītā un pievadītā gaisa daudzumu visai ēkai.

Šim nolūkam izmanto SNiP metodiku:

1. Tā kā guļamistaba un viesistaba ir vienādas pēc platības, izvadītā gaisa daudzums no tām ir 21 x 3 x 1 = 63 m³/h.
2. Bērnistabai — 24 x 3 x 1 = 72 m³/h.
3. Virtuvei — 22 x 3 x 1 + 100 = 166 m³/h.
4. Sanmezglam — 10 x 3 x 1 = 30 m³/h.
5. Rezultātā: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 m³/h.

Koridoru un gaiteni aprēķinā neiekļāva. 100 m³ ir tas tilpums, kas aizplūst caur virtuves nosūcēju.

Pareiza gaisa plūsmu sadale mājā ir arī ļoti svarīgs aspekts. Šāda veida ēkās parasti tiek ierīkota dabiskā ventilācijas sistēma. Tomēr šeit ir arī piespiedu elements — virtuves tvaika nosūcējs.

Tālāk nosaka ventilācijas kanālu diametrus. Tā kā nosūcējs piespiedu kārtā izvada 100 m³, tad atlikušie 294 m³ jāsadala. Tie dabiskā veidā tiks izvadīti caur 2 šahtām. Katrai šahtai būs: 294 : 2 = 147 mᶾ.

Tā kā dabiskās ventilācijas šahtās gaisa ātrums svārstās no 0,5 līdz 1,5 m/s, aprēķinos parasti ņem vidējo vērtību — 1 m/s. Ievietojot zināmās vērtības formulā S = L : k × V, iegūst: S = 147 : 3600 × 1 = 0,0408 m².

Tagad ir iespējams noteikt gaisa vada diametru ar apaļu šķērsgriezumu pēc formulas: S = (π x D2) : 400 vai 0,0408 = (3,14 × D2) : 400.

Atrisinot šo vienādojumu ar vienu nezināmo, veicot vienkāršus aprēķinus, tiek noskaidrots, ka gaisa vada diametrs ir 2,28 mm. Šai vērtībai tiek izvēlēts tuvākais lielākais standarta caurules izmērs.

Izmantojot šo pārrēķina tabulu, var izvēlēties gaisa vada ekvivalento diametru ar apaļu šķērsgriezumu. Tas ievērojami vienkāršo aprēķinu.

Uzstādot taisnstūra šķērsgriezuma gaisa vadu, tā izmēru izvēlas saskaņā ar tabulu, ņemot vērā platību. Tuvākā lielākā vērtība ir 200 × 250 mm.

Pēc tādas pašas shēmas nosaka virtuves tvaika nosūcēja atzarojuma šķērsgriezuma laukumu, ar atšķirību, ka gaisa ātrums šeit ir 3 m/s. S = 100 : 3600 × 3 = 0,083 m² vai diametrs 107 mm.

Pārrēķina tabula ir nepieciešama, kad jāveic gaisa vadu aprēķins ar taisnstūra šķērsgriezumu un jāizmanto tabula apaļajiem izstrādājumiem. Šeit ir parādīti gaisa vadu diametri ar apaļu šķērsgriezumu, kuros spiediena kritums berzes dēļ ir vienāds ar atbilstošo vērtību taisnstūra konstrukcijā.

Ir trīs veidi, kā noteikt ekvivalento vērtību:

• pēc ātruma;
• pēc šķērsgriezuma;
• pēc plūsmas.

Šie lielumi ir saistīti ar dažādiem gaisa vada parametriem. Katram no tiem ir sava atsevišķa tabulu izmantošanas metodika. Galvenais, lai neatkarīgi no izmantotās metodes spiediena zuduma lielums berzes dēļ būtu vienāds.

Nobeigumā tiek veikta ātruma pārbaude: V = 147 : (3600 × 0,0408) = 1,0 m/s. Tas atbilst pieļaujamajai robežai.

Veidgabali un to aprēķins

Veicot gaisa vadu uzstādīšanu, dažādu izmēru taisnos posmus savieno, izmantojot veidgabalus.

Ražojot gan gaisa vadus, gan veidgabalus, ir nepieciešams aprēķināt to laukumu. Bez tā nav iespējams pareizi noteikt nepieciešamo materiāla daudzumu detaļu izgatavošanai.

Pie veidgabaliem pieder:

1. Līkumi. Tos izmanto gaisa vada virziena maiņai visdažādākajos leņķos. Tie var būt gan apaļi, gan taisnstūrveida, ovāli.
2. Pārejas. Ar to palīdzību savieno dažāda šķērsgriezuma gaisa vadus. Ģeometrija ir jebkāda – no apaļas līdz kombinētai.
3. Savienotāji, nipeļi. Savieno taisnos maģistrāles posmus.
4. Tejas. Savieno atzarojumus vai divus gaisa vada zarus.
5. Aizbāžņi. Pārtrauc gaisa plūsmu.
6. Krustveida savienotāji. Sadala vai savieno gaisa plūsmas.
7. U veida pārejas. Nodrošina dažādu līmeņu gaisa vada pāreju.

Lai aprēķinātu nepieciešamos veidgabalu parametrus, ir nepieciešamas matemātikas prasmes.

Katram veidgabalam ir sava īpašā loma ventilācijas sistēmā. Ražotāji katru no tiem projektē atsevišķi. Tie tiek piegādāti kopā ar pamata elementiem.

Kļūda, kas pieļauta vienā rādītājā, izraisīs sistēmas ekspluatācijas īpašību pasliktināšanos. Gatavu formulu šādiem aprēķiniem nav.

Tabulā ir parādīti standarta gaisa vadu izmēri. Pat profesionāļi sarežģītu aprēķinu vietā izmanto šādas un līdzīgas speciālās tabulas.

Daudzi projektētāji izmanto speciālas programmas, tiešsaistes kalkulatorus. Būs nepieciešams tikai ievadīt sākotnējos lielumus un saņemt gatavus parametrus.

Programmas ļauj ne tikai noteikt nepieciešamos visu detaļu lielumus, bet arī veikt to izklājumu. Šāds izklājums, kas izdrukāts ar 3D printeri, ļauj veikt ideālu ventilācijas kanālu pielāgošanu.

Pamatprasības aprēķinam

Nosakot gaisa vadu galīgos parametrus, jāņem vērā, ka gaisa vadu laukuma noteikšanai jāgarantē, ka:

1. Tiek nodrošināts temperatūras režīms telpā. Vietās, kur ir liekais siltums, ir paredzēta tā novadīšana, bet vietās, kur vērojams trūkums, tā zudumi ir samazināti līdz minimumam.
2. Gaisa kustības ātrums nekādā veidā nesamazina telpā esošo cilvēku komforta līmeni. Darba zonu rajonos obligāti ir gaisa tīrīšana.
3. Kaitīgie ķīmiskie savienojumi un suspendētās daļiņas, kas atrodas gaisā, ir apjomā, kas atbilst GOST 12.1.005-88.

Atsevišķām telpām obligāts nosacījums gaisa vadu laukuma izvēlei ir pastāvīga atspaida uzturēšana un gaisa padeves no ārpuses izslēgšana.

Aprēķinot maģistrāles pretestību, tiek ņemti vērā spiediena zudumi. Lai kustības laikā gaisa masas plūsma spētu pārvarēt pretestību, nepieciešams atbilstošs spiediens.

To telpu kategorijai, kur nepieciešams atbalsts, pieder pagrabi, kā arī telpas, kurās var uzkrāties kaitīgas vielas.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Tiešsaistes programma inženiera-projektētāja palīgam:

Sižets par privātmājas ventilācijas organizēšanu kopumā:

Šķērsgriezuma laukums, forma, gaisvada garums — viens no parametriem, kas nosaka ventilācijas sistēmas veiktspēju. Pareizs aprēķins ir ārkārtīgi svarīgs, jo no tā ir atkarīga gaisa caurlaidība, kā arī plūsmas ātrums un konstrukcijas efektīva darbība kopumā.

Izmantojot tiešsaistes kalkulatoru, aprēķina precizitātes pakāpe būs augstāka nekā ar manuālu aprēķinu. Šāds rezultāts ir izskaidrojams ar to, ka programma automātiski noapaļo lielumus uz precīzākiem.

Vai Jums ir personīga pieredze gaisvadu sistēmas projektēšanā, ierīkošanā un aprēķināšanā? Vēlaties dalīties ar uzkrātajām zināšanām vai uzdot jautājumus par tēmu? Lūdzu, atstājiet komentārus un piedalieties diskusijās – atsauksmju forma atrodas zemāk.