В этой статье мы подробно разберем процесс аэродинамического расчета вентиляционной сети на примере приточной системы офиса. Цель расчета — обеспечить эффективный воздухообмен при минимальном уровне шума.
Основные принципы расчета
Ключевая задача при проектировании вентиляции — определение потерь давления (сопротивления сети) на самом протяженном или наиболее нагруженном участке системы. В нашем примере расчет ведется от самой удаленной приточной решетки (обозначим ее как решетка А) до вентилятора.
Важнейший параметр для комфорта — скорость воздуха в воздуховодах. Чтобы избежать возникновения аэродинамического шума, рекомендуется поддерживать скорость в пределах 4–5 м/с. Для подбора диаметра воздуховода используется формула площади поперечного сечения:
S = L / (V * 3600), м²
где:
L — расход воздуха, м³/ч;
S — площадь сечения воздуховода, м²;
V — скорость воздуха, м/с.
Пошаговый подбор диаметров воздуховодов
Общий расход воздуха для системы П1 составляет 740 м³/ч. При целевой скорости 4 м/с получаем площадь сечения S ≈ 0,0514 м². Соответствующий диаметр вычисляется по формуле:
D = √(4 * S / π) ≈ 0,255 м (255 мм).
Среди стандартных типоразмеров круглых воздуховодов (100, 125, 160, 200, 250, 315 мм и т.д.) выбираем ближайший — 250 мм. Фактическая скорость при этом составит около 4,2 м/с, что соответствует норме.
Далее расчет ведется по ответвлениям сети. Например, после первого ответвления с расходом 108 м³/ч основной поток уменьшается до 632 м³/ч. Если перейти на диаметр 200 мм, скорость возрастет до 5,6 м/с, что близко к предельно допустимому значению. Чтобы минимизировать шум, логичнее сохранить диаметр 250 мм, где скорость будет комфортной — 3,6 м/с. Аналогично рассчитываются все последующие участки.
На схеме зеленой пунктирной линией выделен самый нагруженный (удаленный) участок системы, расчет потерь давления для которого является определяющим.
Определение потерь давления в сети
Полное сопротивление сети складывается из нескольких составляющих:
- Потери на трение в прямых участках воздуховодов (потери по длине).
- Местные сопротивления в фасонных элементах (тройники, отводы).
- Сопротивление воздухораспределительных устройств (решеток, диффузоров).
Для удобства и точности расчетов рекомендуется использовать специализированное программное обеспечение, например, бесплатную программу Ducter. Она позволяет оперативно подбирать диаметры, рассчитывать скорости и потери давления.
В программе последовательно для каждого участка задаются: расход воздуха (м³/ч), ограничение по максимальной скорости (например, 5 м/с), длина участка и коэффициенты местного сопротивления (КМС). Значения КМС для типовых элементов (тройник на проходе, отвод) берутся из справочных таблиц.
Расчет ведется последовательно от вентилятора до конечной решетки. Для каждого участка программа выдает значение потерь давления (Па), которые суммируются.
Отдельно учитывается сопротивление решетки (диффузора). Его значение зависит от типоразмера и расхода воздуха и указывается в каталогах производителя. Для нашего примера с расходом 108 м³/ч был выбран потолочный диффузор диаметром 125 мм, сопротивление которого составляет около 40 Па, а уровень шума — примерно 25 дБ (ниже уровня шепота).
Итоги расчета
Суммарные потери давления на нагруженном участке составили 83,3 Па. Рекомендуется закладывать запас прочности (коэффициент 1,1–1,2), поэтому итоговое расчетное сопротивление сети принимаем равным 100 Па.
Таким образом, в результате расчета мы получили основные параметры для подбора оборудования:
- Расход воздуха: L = 740 м³/ч.
- Сопротивление сети: H = 100 Па.
- Подобраны диаметры воздуховодов и типоразмеры воздухораспределительных устройств для всех участков.
На основе этих данных в следующей статье будет рассмотрен подбор канального вентилятора и комплектация приточной установки.
Интересное: Столы с перегородками для офиса. Как выбрать?.
Интересное еще здесь: Офис.
Расчет вентиляционной сети офиса..
