Oro kanalų ir forminių gaminių ploto apskaičiavimas: skaičiavimo atlikimo taisyklės + skaičiavimų pagal formules pavyzdžiai

Nepriekaištingo ir efektyvaus vėdinimo darbo garantas yra tinkamai atliktas ortakių ir forminių gaminių ploto apskaičiavimas, nuo kurio priklauso tiek atskirų elementų, tiek įrangos parinkimas. Skaičiavimo tikslas – užtikrinti optimalų oro pasikeitimo dažnumą patalpose pagal jų paskirtį.

Straipsnyje mes išsamiai išnagrinėjome kiekvieną privalomą skaičiavimo etapą: ortakių skerspjūvio ir faktinio ploto nustatymą, oro greičio apskaičiavimą ir forminių gaminių parametrų parinkimą. Be to, nurodėme pagrindinius reikalavimus, keliamus vėdinimo kanalų dydžiui, taip pat pateikėme ortakių skaičiavimo pavyzdį privačiam namui.

Skaičiavimų atlikimo tikslas

Ortakių skaičiavimo ir parinkimo ypatumai priklauso nuo jų tipo ir medžiagos, iš kurios jie pagaminti. Pastaroji charakteristika lemia niuansus, atsirandančius judant orui ir oro srauto sąveikos su sienelėmis ypatumus.

Ortakiai būna:

• metaliniai – tai gali būti juodasis plienas, cinkuotas plienas, nerūdijantis plienas;
• aliumininiais lanksčiais gofruotais;
• Plastikiniai vėdinimo kanalai – lankstūs ir standūs;
• audiniais.

Pagal skerspjūvio geometriją ortakiai gaminami apvalūs, stačiakampiai, ovalūs. Pastarieji nėra tokie populiarūs kaip pirmieji du.

Net jei yra pats teisingiausias vėdinimo sistemos projektas, klaida parenkant ortakių skerspjūvius gali sukelti oro cirkuliacijos sutrikimą.

Skaičiavimų klaidų pasekmė bus padidėjusi drėgmė, o vėliau – pelėsis ir grybelis patalpoje. Be teisingo visų dalių ploto apskaičiavimo neįmanoma parinkti tinkamų vėdinimo komplekso elementų.

Nuo šio parametro priklauso:

• oro masės tekėjimo greitis ir jos tūris;
• jungčių sandarumo laipsnis;
• vėdinimo sistemos triukšmingumas;
• elektros suvartojimas.

Teisingai atlikti skaičiavimai leis sutaupyti lėšų, nes medžiagų kiekis bus nustatytas tiksliai. Tačiau, be ekonominių klausimų, svarbiausi yra vėdinimo parametrai, užtikrinantys patogias žmonių gyvenimo sąlygas.

Bendroji informacija skerspjūvio plotui apskaičiuoti

Ortakių vamzdžių plotas apskaičiuojamas pagal skirtingas vertes:

1. Pagal sanitarinius-higieninius parametrus (SanPiN).
2. Pagal gyventojų skaičių.
3. Pagal patalpų plotą.

Rezultatą galima gauti tiek atskirai patalpai, tiek visam namui. Skaičiavimui yra specialios programos su jose įdiegtais algoritmais. Kitas skaičiavimo variantas – formulių naudojimas.

Projektuojant ortakių skerspjūvio plotas parenkamas taip, kad oras per visą ilgį judėtų maždaug vienodu greičiu. Visoje sistemoje oro kiekis yra skirtingas, todėl ortakio skerspjūvio plotas turi didėti didėjant oro masių tūriui.

Jei kalbėtume apie ištraukiamąją ventiliaciją, skerspjūvio plotas didėja artėjant prie ventiliatoriaus. Tik taip galima užtikrinti daugmaž vienodą oro masės greitį visame ortakyje.

Didėjant apskrito skerspjūvio plotui, oro srauto greitis mažėja. Taip pat sumažėja aerodinaminis triukšmas. Tokių ortakių trūkumas yra konstrukcijos masyvumas, dėl ko jų neįmanoma įrengti tarp grubaus ir pakabinamų lubų, taip pat didesnė kaina.

Jei tokios galimybės nėra, galima teikti pirmenybę stačiakampei geometrijai, nes stačiakampio skerspjūvio aukštis mažesnis. Kita vertus, apvalius gaminius lengviau montuoti, be to, jie turi savų eksploatacinių privalumų.

Kadangi apvalius ortakius ne visada galima pritaikyti interjere, o estetiškesni stačiakampiai yra brangūs, kaip alternatyva verta apsvarstyti ovalius gaminius. Jie ir ergonomiški, ir veiksmingi.

Vieno ar kito varianto pasirinkimas priklauso nuo naudotojo prioritetų. Jei svarbiausia yra energijos taupymas, minimalus triukšmas ir yra visos galimybės sumontuoti didelių gabaritų tinklą, geriausias pasirinkimas – apvali ortakio forma.

Skaičiavimo atlikimo etapai

Skaičiavimo darbai susideda iš kelių etapų:

1. Bendros vėdinimo sistemos schemos sudarymas. Čia turi būti pažymėti tiesių ruožų ilgiai, posūkių dalys ir jų tipas, skerspjūvio keitimo vietos.
2. Oro mainų daugumo, atitinkančio sanitarinius-higieninius reikalavimus, parinkimas.
3. Oro masių judėjimo greičio vamzdyne apskaičiavimas. Šis parametras priklauso nuo vėdinimo tipo, o jis gali būti natūralus arba priverstinis.
4. Ortakių ploto ir kitų parametrų apskaičiavimas.

Yra daug programų tokiems skaičiavimams atlikti.

Skaičiavimai naudojant formules sudėtingai sistemai – nelengva užduotis. Mažo namo atveju atskirų elementų ploto, ortakių skerspjūvio apskaičiavimas yra visiškai įmanomas.

Ortakio skerspjūvio apskaičiavimas

Išraiška, naudojama forminių elementų ir ortakių kvadratūrai apskaičiuoti, atrodo taip:

Sc = (L х 2.778) : V,

kur:

• Sc — skerspjūvio plotas;
• L — oro srauto, cirkuliuojančio sistemoje, debitas;
• 2.778 — koeficientas, suderinantis skirtingus matmenis;
• V — oro srauto greitis konkrečioje vietoje, matuojamas metrais per sekundę.

Skaičiavimo rezultatas – dydis, matuojamas cm².

Yra ir alternatyvi formulė:

S = L : k × V,

Koeficientas K šiuo atveju lygus 3600.

Faktinio ortakio ploto nustatymas

Reguliarus vėdinimo plotas apvaliems vėdinimo kanalams apskaičiuojamas pagal formulę:

S = (π x D2) : 400,

kur:

• S — faktinis plotas;
• D — skersmuo.

Stačiakampio skerspjūvio vamzdynams:

S = (А х В) : 100,

kur:

• S — faktinis plotas;
• D — skersmuo;
• А — ortakio aukštis;
• В — konstrukcijos plotis.

Ovalaus skerspjūvio vamzdžio pjūvio plotas apskaičiuojamas pagal formulę:

S = π × А × В : 4,

kur:

• А — didesnis ovalo skersmuo;
• В — atitinkamai mažesnis skersmuo.

Yra ir kitų formulių ortakio plotui apskaičiuoti.

Naudojant tokį norminį dokumentą kaip SNiP, galima palyginti ortakių pjūvių matmenis su reikalaujamais rodikliais. Taip tinkamas oro vamzdyno dydis nustatomas dar paprasčiau.

Kai kurie gamintojai ortakių aprašymuose pateikia nomogramas. Jų yra ir norminėje literatūroje.

Metalinio ortakio, kurio pjūvis yra apskritimo formos, nomograma. Iš jos reikšmės įrašomos į formulę. Visi lankstūs ortakiai papildomi tokiomis schemomis (+).

Iš nomogramų galima paimti pjūvio ploto reikšmę. Ji yra apytikslė, tačiau tinka kuriant sistemą su minimaliu triukšmo lygiu.

Norint rasti ortakio matmenis tam tikrai vamzdyno atšakai, kuria transportuojamas nurodytas oro tūris, reikia atlikti šiuos veiksmus:

1. Nomogramoje nustatyti per 1 valandą perkeliamo oro tūrio ir didžiausio greičio linijos sankirtos tašką skaičiuojamajai atkarpai.
2. Šalia šio taško rasti tinkamiausio skersmens reikšmę.

Be to, turint nomogramą, galima ne tik palengvinti ortakių ir forminių dalių pjūvio skaičiavimą, bet ir patikslinti slėgio nuostolius oro magistralės atkarpoje esant nustatytam greičiui.

Nomogramą naudoti nebūtina, reikiamą pjūvio plotą galima nustatyti pagal oro masės greitį.

Oro greičio apskaičiavimas

Naudodami formules arba specialias lenteles, apskaičiuokite ortakio greitį. Pagrindinis parametras čia yra dažnio rodiklis, nustatantis oro kiekį, kuriam esant per 1 valandą visiškai išvėdinama 1 m³ patalpa.

Specialistai rekomenduoja, siekiant nustatyti dažnio rodiklį, ištirti konkrečias sąlygas veikiančiuose pramoniniuose objektuose, apie kuriuos yra faktinių duomenų apie dujų, toksinių garų ir kt. išsiskyrimą. Geriausia atlikti savarankišką skaičiavimą naudojant formules.

Siekiant supaprastinti skaičiavimus, yra specialios lentelės, iš kurių galima paimti paruoštą dažnio rodiklio reikšmę, tačiau reikia turėti omenyje, kad jose pateikiami suapvalinti parametrai

Dažnio apskaičiavimo formulė yra tokia:

N = V : W,

kur:

• N — ieškomas dažnis;
• V — šviežio oro masės tūris, patenkantis į patalpą per vieną valandą;
• W — kambario tūris.

Dažnio vienetas — kartų / h, V matuojamas mᶾ/h, tūris — mᶾ.

Panagrinėkime konkretų pavyzdį, kaip nustatyti reikiamą oro kiekį pagal dažnį.

Yra 22 mᶾ tūrio gyvenamasis kambarys. Jam reikės oro: L = 22 x 6 = 132 m³, čia 6 — oro mainų dažnis, paimtas iš lentelės.

Masės judėjimo greitis (V) matuojamas m/s ir nustatomas pagal formulę:

V=L : 3600 х S,

kur:

• L — naudojamas oras (mᶾ/h);
• S — ortakio skerspjūvio plotas (mᶾ).

Papildomai dar 2 parametrai turi įtakos oro judėjimo greičiui: triukšmo lygis, vibracijos koeficientas. Projektuojant sistemą, į juos būtina atsižvelgti.

Skaičiavimo pavyzdys nedideliam kotedžui

Skaičiavimui pasirinktas kotedžas, kurio vidinis plotas 108,8 m², o aukštis nuo grindų iki perdangos 3 m. Viduje yra svetainė, miegamasis, vaikų kambarys, virtuvė, tualetas. Dažnio rodiklį priimame lygų 1.

Vėdinimo sistema leidžia pašalinti iš patalpos priemaišas, kenkiančias sveikatai – potencialiai pavojingas ir sukeliančias alergines reakcijas, pabloginančias savijautą.

Pirmiausia apskaičiuojamas bendras pašalinto ir tiekiamo oro kiekis visam pastatui.

Tam taikoma SNiP metodika:

1. Kadangi miegamasis ir svetainė yra vienodo ploto, iš jų pašalinto oro kiekis lygus 21 x 3 x 1 = 63 mᶾ/h.
2. Vaikų kambariui – 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ/h.
3. Virtuvei – 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ/h.
4. Tualetui – 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ/h.
5. Iš viso: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ/h.

Koridorius ir prieškambaris į skaičiavimą neįtraukti. 100 mᶾ – tai tūris, kuris išeina per trauką virtuvėje.

Teisingas oro srautų paskirstymas namuose taip pat yra labai svarbus momentas. Tokio tipo pastatuose paprastai įrengiama natūralaus vėdinimo sistema. Visgi čia yra ir priverstinis elementas — virtuvinis gartraukis.

Toliau nustatomi vėdinimo kanalų skersmenys. Kadangi 100 m³ pašalina gartraukis priverstinai, lieka paskirstyti likusius 294 m³. Jie natūraliai pasišalins per 2 šachtas. Kiekvienai teks: 294 : 2 = 147 m³.

Kadangi natūralios ventiliacijos šachtose oro greitis svyruoja nuo 0,5 iki 1,5 m/s, skaičiavimuose paprastai imama vidutinė vertė — 1 m/s. Į formulę S = L : k × V įstačius žinomas reikšmes, gaunama: S = 147 : 3600 x 1 = 0,0408 m².

Dabar atsirado galimybė nustatyti apvalaus skerspjūvio ortakio skersmenį pagal formulę: S = (π x D²) : 400 arba 0,0408 = (3,14 x D²) : 400.

Išsprendus šią lygtį su vienu nežinomuoju, paprastais skaičiavimais nustatoma, kad ortakio skersmuo yra 2,28 mm. Pagal šią vertę parenkamas artimiausias didesnis standartinis vamzdžio dydis.

Naudodami šią konversijų lentelę galite pasirinkti ekvivalentinį apvalaus skerspjūvio ortakio skersmenį. Tai labai supaprastina skaičiavimus.

Kai montuojamas stačiakampio skerspjūvio ortakis, jo dydis parenkamas pagal lentelę, atsižvelgiant į plotą. Artimiausia didesnė vertė — 200 x 250 mm.

Pagal tą pačią schemą nustatomas virtuvinio gartraukio išvado skerspjūvio plotas, skirtumas tas, kad oro greitis čia yra 3 m/s. S = 100 : 3600 x 3 = 0,083 m² arba skersmuo 107 mm.

Konversijų lentelė reikalinga tada, kai reikia apskaičiuoti stačiakampio skerspjūvio ortakius ir tam pritaikyti apvalių gaminių lentelę. Čia pateikiami apvalaus skerspjūvio ortakių skersmenys, kuriuose slėgio kritimas dėl trinties yra lygus analogiškai vertei stačiakampėje konstrukcijoje.

Yra trys būdai nustatyti ekvivalentinę vertę:

• pagal greitį;
• pagal skersinį pjūvį;
• pagal debitą.

Šios vertės susijusios su skirtingais ortakio parametrais. Kiekvienam iš jų yra individuali lentelių naudojimo metodika. Svarbiausia, kad, nepriklausomai nuo taikomos metodikos, dėl trinties prarasto slėgio vertė būtų vienoda.

Pabaigoje atliekamas greičio patikrinimas: V = 147 : (3600 x 0,0408) = 1,0 m/s. Tai atitinka leistiną ribą.

Forminiai gaminiai ir jų skaičiavimas

Montuojant ortakius, įvairių dydžių tiesios atkarpos sujungiamos naudojant forminius gaminius.

Gaminant tiek ortakius, tiek forminius gaminius, būtina apskaičiuoti jų plotą. Be to neįmanoma teisingai nustatyti reikiamo medžiagų kiekio detalių gamybai.

Prie forminių gaminių priskiriami:

1. Alkūnės. Jos naudojamos oro vamzdyno krypties keitimui įvairiais kampais. Būna apvalios, stačiakampės, ovalios.
2. Perėjimai. Jų pagalba sujungiami įvairaus skerspjūvio ortakiai. Geometrija bet kokia – nuo apvalios iki kombinuotos.
3. Movos, nipliai. Sujungia tiesias magistralės atkarpas.
4. Trišakiai. Sujungia išsišakojimus arba dvi ortakio šakas.
5. Kištukai. Užkerta oro srautą.
6. Kryžmai. Skiria arba sujungia oro srautus.
7. Antys. Užtikrina skirtingų lygių ortakio perėjimą.

Norint apskaičiuoti reikiamus forminių gaminių parametrus, būtini matematiniai įgūdžiai.

Kiekvienam forminiam gaminiui tenka ypatingas vaidmuo vėdinimo sistemoje. Gamintojai kiekvieną jų projektuoja atskirai. Jie tiekiami kartu su pagrindiniais elementais.

Vieno rodiklio klaida sukels sistemos eksploatacinių charakteristikų pablogėjimą. Paruoštų formulių tokiems skaičiavimams nėra.

Lentelėje pateikti standartiniai ortakių tipų dydžiai. Net profesionalai vietoj sudėtingų skaičiavimų naudoja tokias ir panašias specialias lenteles.

Daugelis projektuotojų naudojasi specialiomis programomis, internetinėmis skaičiuoklėmis. Reikės tik įvesti pradinius dydžius ir gauti jau paruoštus parametrus.

Programos leidžia ne tik nustatyti reikiamus visų dalių dydžius, bet ir atlikti jų išklotinę. Tokia išklotinė, atspausdinta 3D spausdintuvu, leidžia atlikti idealų vėdinimo kanalų pritaikymą.

Pagrindiniai skaičiavimo reikalavimai

Nustatant galutinius ortakių parametrus būtina atsižvelgti, kad ortakių ploto nustatymas turi užtikrinti, jog:

1. Užtikrinamas temperatūrinis režimas patalpoje. Ten, kur yra šilumos perteklius, numatytas jos pašalinimas, o ten, kur stebimas trūkumas, sumažinti šilumos nuostoliai.
2. Oro judėjimo greitis jokiu būdu nesumažina patalpoje esančių žmonių komforto lygio. Darbo zonų rajonuose būtinai vyksta oro valymas.
3. Kenksmingi cheminiai junginiai ir ore esančios kietosios dalelės yra tokios apimties, kuri atitinka GOST 12.1.005-88.

Atskiroms patalpoms privaloma sąlyga renkantis ortakių plotą yra nuolatinis priešslėgio palaikymas ir oro padavimo iš išorės išvengimas.

Skaičiuojant magistralės pasipriešinimą, atsižvelgiama į slėgio nuostolius. Kad judėjimo metu oro masės srautas galėtų įveikti pasipriešinimą, reikalingas atitinkamas slėgis.

Patalpų, kuriose reikalingas palaikomasis slėgis, kategorijai priklauso rūsiai, taip pat patalpos, kuriose gali kauptis kenksmingos medžiagos.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Interneto programa, padedanti inžinieriui-projektuotojui:

Siužetas apie privataus namo vėdinimo organizavimą apskritai:

Ortakio skerspjūvio plotas, forma, ilgis – tai vieni iš parametrų, lemiančių vėdinimo sistemos našumą. Teisingas skaičiavimas yra itin svarbus, nes nuo jo priklauso oro pralaidumas, taip pat srauto greitis ir bendras konstrukcijos efektyvumas.

Naudojant internetinį skaičiuotuvą, skaičiavimo tikslumo laipsnis bus didesnis nei atliekant rankinį skaičiavimą. Tokį rezultatą lemia tai, kad programa automatiškai suapvalina dydžius iki tikslesnių.

Ar turite asmeninės patirties projektuojant, įrengiant ir skaičiuojant ortakių sistemas? Norite pasidalyti sukauptomis žiniomis arba užduoti klausimų šia tema? Prašome palikti komentarus ir dalyvauti diskusijose – atsiliepimų forma yra žemiau.