Berechnung der Fläche von Luftkanälen und Formstücken: Regeln zur Durchführung von Berechnungen + Beispiele für Berechnungen anhand von Formeln

Der Schlüssel zu einem einwandfreien und effizienten Lüftungsbetrieb ist eine kompetente Berechnung der Fläche von Luftkanälen und Armaturen, von der die Auswahl sowohl der einzelnen Elemente als auch der Ausstattung abhängt. Der Zweck der Berechnung besteht darin, die optimale Häufigkeit des Luftwechsels in Räumen entsprechend ihrem Zweck sicherzustellen.

In dem Artikel haben wir jeden der erforderlichen Berechnungsschritte im Detail untersucht: Bestimmung des Querschnitts und der tatsächlichen Fläche von Kanälen, Berechnung der Luftgeschwindigkeit und Auswahl der Parameter geformter Produkte. Darüber hinaus haben wir die wichtigsten Anforderungen an die Größe von Lüftungskanälen dargelegt und ein Beispiel für die Berechnung von Luftkanälen für ein Privathaus gegeben.

Zweck der Durchführung von Berechnungen

Merkmale der Berechnung und Auswahl an Luftkanälen hängen von ihrer Art und dem Material ab, aus dem sie hergestellt sind. Letzteres Merkmal bestimmt die Nuancen, die bei der Luftbewegung entstehen, und die Besonderheiten der Wechselwirkung einer Luftlawine mit den Wänden.

Luftkanäle sind:

• Metall – es kann schwarzer Stahl, verzinkter Stahl oder Edelstahl sein;
• Aluminium flexibel gewellt;
• Lüftungskanäle aus Kunststoff - flexibel und starr;
• Stoff.

Je nach Querschnittsgeometrie werden Luftkanäle rund, rechteckig oder oval ausgeführt. Letztere erfreuen sich nicht so großer Beliebtheit wie die ersten beiden.

Auch bei optimaler Auslegung des Lüftungssystems kann ein Fehler bei der Auswahl der Luftkanalabschnitte zu einer Störung der Luftzirkulation führen.

Die Folge von Berechnungsfehlern ist eine erhöhte Luftfeuchtigkeit und damit Schimmel im Raum. Ohne korrekte Berechnung der Fläche aller Teile ist es unmöglich, geeignete Elemente des Lüftungskomplexes auszuwählen

Dieser Parameter hängt ab von:

• die Strömungsgeschwindigkeit der Luftmasse und ihr Volumen;
• Grad der Dichtheit der Verbindungen;
• lautes Lüftungssystem;
• Energieverbrauch

Durch korrekt durchgeführte Berechnungen können Sie Geld sparen, da die Materialmenge genau bestimmt wird. Doch neben wirtschaftlichen Aspekten geht es vor allem um die Lüftungsparameter, die den Menschen ein angenehmes Wohnumfeld gewährleisten.

Allgemeine Informationen zur Berechnung der Querschnittsfläche

Die Rohrfläche für einen Luftkanal wird anhand verschiedener Werte berechnet:

1. Zur Einhaltung sanitärer und hygienischer Parameter (SanPiN).
2. Nach der Einwohnerzahl.
3. Durch die Fläche der Räume.

Das Ergebnis kann sowohl für einen einzelnen Raum als auch für das gesamte Haus erzielt werden. Für Berechnungen gibt es spezielle Programme mit eingebetteten Algorithmen. Eine weitere Berechnungsmöglichkeit ist die Verwendung von Formeln.

Bei der Konstruktion wird die Querschnittsfläche der Luftkanäle so gewählt, dass sich die Luft über alle Längen mit annähernd gleicher Geschwindigkeit bewegt. Über die gesamte Länge des Systems ist die Luftmenge unterschiedlich, daher sollte sich die Querschnittsfläche des Luftkanals mit zunehmendem Volumen der Luftmasse nach oben ändern.

Wenn wir die Abluftbelüftung berücksichtigen, nimmt die Querschnittsquadratur zu, je näher sie dem Ventilator kommt.Nur so kann über die gesamte Länge des Luftkanals eine annähernd gleiche Geschwindigkeit der Luftmasse gewährleistet werden

Mit zunehmendem Kreisquerschnitt nimmt die Luftströmungsgeschwindigkeit ab. Gleichzeitig wird auch der aerodynamische Lärm reduziert. Der Nachteil solcher Luftkanäle ist die sperrige Konstruktion, die eine Installation im Raum zwischen Zugluft und abgehängten Decken unmöglich macht, sowie die erhöhten Kosten.

Ist dies nicht möglich, können Sie der rechteckigen Geometrie den Vorzug geben, da die Höhe des rechteckigen Abschnitts geringer ist. Andererseits sind runde Produkte einfacher zu installieren und haben auch ihre eigenen betrieblichen Vorteile.

Da runde Luftkanäle nicht immer in den Innenraum passen und ästhetisch ansprechendere rechteckige Kanäle teuer sind, lohnt es sich, als Alternative über ovale Produkte nachzudenken. Sie sind sowohl ergonomisch als auch effizient

Die Wahl der einen oder anderen Option hängt von den Prioritäten des Benutzers ab. Wenn Energieeinsparungen, minimaler Lärm im Vordergrund stehen und alle Möglichkeiten zur Installation eines großen Netzwerks vorhanden sind, ist die runde Form des Luftkanals die beste Wahl.

Berechnungsschritte

Die Berechnungsarbeit besteht aus mehreren Schritten:

1. Einen General aufstellen Diagramme des Lüftungssystems. Hier sind die Längen gerader Abschnitte, rotierender Teile und deren Art sowie die Stellen, an denen sich der Abschnitt ändert, zu notieren.
2. Auswahl einer Luftwechselrate, die den sanitären und hygienischen Anforderungen entspricht.
3. Berechnung der Bewegungsgeschwindigkeit von Luftmassen durch die Rohrleitung. Dieser Parameter hängt davon ab Art der Belüftung, und es kann natürlich oder erzwungen sein.
4. Berechnung der Luftkanalfläche und anderer Parameter.

Es gibt viele Programme zur Durchführung solcher Berechnungen.

Formeln für ein komplexes System zu berechnen ist keine leichte Aufgabe.Bei einem kleinen Haus ist die Berechnung der Fläche einzelner Elemente und des Querschnitts von Luftkanälen durchaus möglich

Berechnung des Kanalquerschnitts

Der zur Berechnung der Quadratur von Formelementen und Luftkanälen verwendete Ausdruck sieht folgendermaßen aus:

Sc = (L x 2,778) : V,

Wo:

• Sc - Fläche im Querschnitt;
• L — Durchflussmenge der im System zirkulierenden Luft;
• 2.778 — Koeffizient, der verschiedene Dimensionen in Einklang bringt;
• V — die Geschwindigkeit einer Luftlawine an einem bestimmten Ort, gemessen in Metern pro Sekunde.

Das Ergebnis der Berechnung ist ein in cm² gemessener Wert.

Es gibt eine alternative Formel:

S = L : k × V,

Der K-Koeffizient beträgt in diesem Fall 3600.

Ermittlung der tatsächlichen Kanalfläche

Die regelmäßige Lüftungsfläche für runde Lüftungskanäle wird nach folgender Formel berechnet:

S = (π x D2) : 400,

Wo:

• S — tatsächliche Fläche;
• D — Durchmesser.

Für rechteckige Rohrleitungen:

S = (A x B) : 100,

Wo:

• S — tatsächliche Fläche;
• D — Durchmesser;
• A — Höhe des Luftkanals;
• IN - Breite der Struktur.

Die Querschnittsfläche für ein Rohr mit ovalem Querschnitt wird nach folgender Formel berechnet:

S = π × A × B: 4,

Wo:

• A - größerer Durchmesser des Ovals;
• IN - entsprechend kleinerer Durchmesser.

Es gibt andere Formeln zur Berechnung der Fläche des Luftkanals.

Mithilfe eines Regulierungsdokuments wie SNiP können Sie die Querschnittsabmessungen von Luftkanälen mit den erforderlichen Indikatoren vergleichen. Dies macht es noch einfacher, die passende Größe der Luftleitungen zu bestimmen.

Einige Hersteller geben in der Beschreibung von Luftkanälen Nomogramme an. Sie finden sich auch in der normativen Literatur.

Nomogramm für einen Luftkanal aus Metall mit kreisförmigem Querschnitt. Die Werte daraus werden in die Formel eingesetzt. Alle flexiblen Luftkanäle werden durch solche Schemata ergänzt (+)

Aus den Nomogrammen können Sie den Wert der Querschnittsfläche entnehmen. Dies ist ein ungefährer Wert, eignet sich jedoch zum Erstellen eines Systems mit minimalem Rauschen.

Um die Kanalabmessungen für ein bestimmtes Abzweigrohr zu ermitteln, das ein bestimmtes Luftvolumen transportiert, müssen Sie Folgendes tun:

1. Bestimmen Sie auf dem Nomogramm den Schnittpunkt des in einer Stunde bewegten Luftvolumens und der Linie der höchsten Geschwindigkeit für den Auslegungsabschnitt.
2. Ermitteln Sie in der Nähe dieses Punktes den Wert des am besten geeigneten Durchmessers.

Darüber hinaus können Sie mit einem Nomogramm nicht nur den Querschnitt von Luftkanälen und Formstücken berechnen, sondern auch den Druckverlust entlang eines Abschnitts der Luftleitung bei einer eingestellten Geschwindigkeit angeben.

Die Verwendung eines Nomogramms ist nicht erforderlich, Sie können die erforderliche Querschnittsfläche in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Luftmasse ermitteln.

Berechnung der Luftgeschwindigkeit

Berechnen Sie die Luftkanalgeschwindigkeit anhand von Formeln oder speziellen Tabellen. Der entscheidende Parameter hierbei ist der Multiplizitätsindex, der angibt, mit welcher Luftmenge ein Raum mit einem Volumen von 1 m2 vollständig belüftet wird.³ innerhalb von 1 Stunde.

Um den Multiplizitätsindex zu ermitteln, empfehlen Experten die Untersuchung spezifischer Bedingungen in bestehenden Industrieanlagen, für die tatsächliche Daten zur Freisetzung von Gasen, giftigen Dämpfen usw. vorliegen. Am besten führen Sie eine unabhängige Berechnung mithilfe von Formeln durch.

Um die Berechnungen zu vereinfachen, gibt es spezielle Tabellen, aus denen Sie den vorgefertigten Wert des Multiplizitätsindikators entnehmen können. Beachten Sie jedoch, dass diese gerundete Parameter enthalten

Die Formel zur Berechnung der Multiplizität sieht folgendermaßen aus:

N=V:W,

Wo:

• N — die erforderliche Multiplizität;
• V - das Volumen der Frischluftmasse, die innerhalb einer Stunde in den Raum gelangt;
• W - Volumen des Raumes.

Die Einheit der Multiplizität ist die Anzahl der Male/Stunde, V wird in mᶾ/h gemessen, das Volumen wird in mᶾ gemessen.

Betrachten wir ein konkretes Beispiel für die Bestimmung der erforderlichen Luftmenge durch Multiplizität.

Es gibt ein Wohnzimmer mit einem Volumen von 22 m². Es wird Luft benötigt: L = 22 x 6 = 132 m³, hier ist 6 der Luftwechselkurs aus der Tabelle.

Die Geschwindigkeit der Massenbewegung (V) wird in m/s gemessen und durch die Formel bestimmt:

V=L: 3600 x S,

Wo:

• L — verbrauchte Luft (mᶾ/h);
• S — Querschnittsfläche des Luftkanals (mᶾ).

Zusätzlich wirken sich noch 2 weitere Parameter aus Luftgeschwindigkeit: Geräuschpegel, Vibrationskoeffizient. Sie müssen bei der Auslegung des Systems berücksichtigt werden.

Berechnungsbeispiel für ein kleines Häuschen

Für die Berechnung haben wir ein Ferienhaus mit einer Innenfläche von 108,8 m² angenommen² und einer Höhe vom Boden bis zur Decke von 3 m. Im Inneren befinden sich ein Wohnzimmer, ein Schlafzimmer, ein Kinderzimmer, eine Küche und ein Badezimmer. Der Multiplizitätsindikator wird mit 1 angenommen.

Das Belüftungssystem ermöglicht es Ihnen, den Raum von gesundheitsschädlichen Verunreinigungen zu befreien, die möglicherweise gefährlich sind und allergische Reaktionen hervorrufen, die das Wohlbefinden verschlechtern

Berechnen Sie zunächst die Menge der abgeführten und einströmenden Luft für das gesamte Gebäude.

Hierzu wird die SNiP-Methode verwendet:

1. Da Schlaf- und Wohnzimmer flächengleich sind, beträgt die daraus abgeführte Luftmenge 21 x 3 x 1 = 63 m³/h.
2. Für ein Kinderzimmer – 24 x 3 x 1 = 72 m²/h.
3. Für die Küche – 22 x 3 x 1 + 100 = 166 m³/h.
4. Für ein Badezimmer - 10 x 3 x 1 = 30 m³/h.
5. Daraus ergibt sich: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ/h.

Flur und Flur wurden nicht berücksichtigt. 100 m² ist das Volumen, das durch die Dunstabzugshaube in der Küche geht.

Auch die richtige Verteilung des Luftstroms im Haus ist ein sehr wichtiger Punkt. In Gebäuden dieser Art wird üblicherweise eine natürliche Belüftungsanlage installiert.Hier gibt es immer noch ein Zwangselement - Dunstabzugshaube.

Bestimmen Sie als nächstes die Durchmesser der Lüftungskanäle. Seit 100 m³ Wenn die Haube gewaltsam entfernt wird, müssen nur noch die restlichen 294 m verteilt werden³. Sie werden auf natürliche Weise durch 2 Schächte austreten. Für jeden wird Folgendes benötigt: 294:2 = 147 mᶾ.

Da die Luftgeschwindigkeit in natürlichen Lüftungsschächten zwischen 0,5 und 1,5 m/s liegt, wird bei der Berechnung üblicherweise der Mittelwert von 1 m/s zugrunde gelegt. Wenn man die bekannten Werte in die Formel S = L: k × V einsetzt, erhält man: S = 147: 3600 x 1 = 0,0408 m².

Nun ist es möglich, den Durchmesser eines Luftkanals mit kreisförmigem Querschnitt mit der Formel zu bestimmen: S = (π x D2) : 400 oder 0,0408 = (3,14 x D2) : 400.

Nachdem sie diese Gleichung mit einer Unbekannten gelöst hatten, stellten sie durch einfache Berechnungen fest, dass der Durchmesser des Luftkanals 2,28 mm beträgt. Für diesen Wert wird die nächstgrößere Standardrohrgröße gewählt.

Mithilfe dieser Umrechnungstabelle können Sie den äquivalenten Durchmesser eines runden Kanals auswählen. Dies vereinfacht die Berechnung erheblich

Wählen Sie bei der Installation eines rechteckigen Luftkanals dessen Größe gemäß der Tabelle aus und konzentrieren Sie sich dabei auf die Fläche. Der nächstgrößere Wert beträgt 200 x 250 mm.

Nach dem gleichen Schema wird die Querschnittsfläche des Auslasses für die Dunstabzugshaube ermittelt, mit dem Unterschied, dass die Luftgeschwindigkeit hier 3 m/s beträgt. S = 100: 3600 x 3 = 0,083 m² oder Durchmesser 107 mm.

Eine Umrechnungstabelle wird benötigt, wenn Sie Luftkanäle mit rechteckigem Querschnitt berechnen und die Tabelle für runde Produkte anwenden möchten. Hierbei handelt es sich um die Durchmesser von Luftkanälen mit kreisförmigem Querschnitt, bei denen der Druckabbau durch Reibung bei rechteckiger Bauweise dem gleichen Wert entspricht.

Es gibt drei Möglichkeiten, den Gegenwert zu ermitteln:

• nach Geschwindigkeit;
• entlang des Querschnitts;
• durch Konsum.

Diese Werte hängen mit verschiedenen Parametern des Luftkanals zusammen. Jeder von ihnen hat eine individuelle Methode zur Verwendung von Tabellen. Die Hauptsache ist, dass unabhängig von der verwendeten Technik der Druckverlust durch Reibung gleich groß ist.

Abschließend wird die Geschwindigkeit überprüft: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 m/s. Dies liegt innerhalb der akzeptablen Grenze.

Geformte Produkte und ihre Berechnung

Bei Installation von Luftkanälen Gerade Abschnitte unterschiedlicher Größe werden durch geformte Produkte verbunden.

Bei der Herstellung von Luftkanälen und Formstücken ist es notwendig, deren Fläche zu berechnen. Ohne diese ist es nicht möglich, die richtige Menge an Material zu bestimmen, die für die Herstellung von Teilen benötigt wird.

Zu den geformten Produkten gehören:

1. Kurven. Sie dienen dazu, die Richtung der Luftleitung in jedem Winkel zu ändern. Es gibt sie sowohl rund, rechteckig als auch oval.
2. Übergänge. Sie dienen zur Verbindung von Luftkanälen unterschiedlicher Abschnitte. Jede Geometrie – von rund bis kombiniert.
3. Kupplungen, Nippel. Verbinden Sie gerade Abschnitte der Autobahn.
4. T-Shirts. Die Abzweige oder zwei Abzweige des Luftkanals werden verbunden.
5. Stubs. Blockiert den Luftstrom.
6. Querträger. Luftströme trennen oder verbinden.
7. Enten. Sorgen Sie für einen mehrstufigen Übergang des Luftkanals.

Um die erforderlichen Parameter geformter Produkte zu berechnen, sind mathematische Fähigkeiten erforderlich.

Jedes geformte Produkt hat seine eigene besondere Rolle im Belüftungssystem. Die Hersteller entwerfen jeden von ihnen separat. Sie werden zusammen mit den Hauptelementen geliefert

Ein Fehler bei einem Indikator führt zu einer Verschlechterung der Betriebseigenschaften des Systems. Für solche Berechnungen gibt es keine vorgefertigten Formeln.

Die Tabelle zeigt Standardgrößen von Luftkanälen. Auch Profis nutzen diese und ähnliche Spezialtabellen statt aufwendiger Berechnungen

Viele Designer nutzen spezielle Programme und Online-Rechner. Sie müssen nur die Primärwerte eingeben und erhalten am Ausgang vorgefertigte Parameter.

Mit den Programmen können Sie nicht nur die erforderlichen Größen aller Teile ermitteln, sondern auch deren Entwicklung vornehmen. Eine solche Entwicklung, gedruckt auf einem 3D-Drucker, ermöglicht eine perfekte Passform der Lüftungskanäle.

Grundlegende Berechnungsanforderungen

Bei der Bestimmung der endgültigen Parameter von Luftkanälen ist zu berücksichtigen, dass bei der Bestimmung der Fläche von Luftkanälen Folgendes gewährleistet sein muss:

1. Das Temperaturregime im Raum ist gewährleistet. Bei überschüssiger Wärme wird für deren Abfuhr gesorgt, bei Mangel werden die Verluste minimiert.
2. Die Geschwindigkeit der Luftbewegung verringert in keiner Weise den Komfort der Personen im Raum. In Arbeitsbereichen ist eine Luftreinigung erforderlich.
3. In der Luft vorhandene schädliche chemische Verbindungen und Schwebeteilchen sind in einem Volumen vorhanden, das GOST 12.1.005-88 entspricht.

Voraussetzung für die Auswahl des Bereichs der Luftkanäle bei einzelnen Räumen ist die ständige Aufrechterhaltung des Drucks und der Ausschluss einer Luftzufuhr von außen.

Bei der Berechnung des Leitungswiderstandes wird der Druckverlust berücksichtigt. Damit der Luftmassenstrom den Widerstand bei der Bewegung überwinden kann, ist ein entsprechender Druck erforderlich

Zu den Räumen, in denen eine Sicherung erforderlich ist, zählen Keller sowie Räume, in denen sich Schadstoffe ansammeln können.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Online-Programm zur Unterstützung des Konstrukteurs:

Handlung über die Organisation der Belüftung eines Privathauses als Ganzes:

Die Querschnittsfläche, Form und Länge des Luftkanals sind einige der Parameter, die die Leistung des Lüftungssystems bestimmen. Die richtige Berechnung ist äußerst wichtig, denn... Davon hängen sowohl die Luftdurchsatzleistung als auch die Strömungsgeschwindigkeit und der effiziente Betrieb des Gesamtbauwerks ab.

Bei Verwendung eines Online-Rechners ist die Genauigkeit der Berechnung höher als bei der manuellen Berechnung. Dieses Ergebnis erklärt sich dadurch, dass das Programm die Werte automatisch auf genauere Werte rundet.

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