Калькулятор воздуховодов

Неправильно подобранный воздуховод – это либо шум и перерасход энергии вентилятора, либо неоправданно дорогой канал с избыточным сечением. Калькулятор воздуховодов позволяет за пару секунд определить диаметр или размеры прямоугольного сечения, скорость потока и площадь поверхности – без ручных вычислений и ошибок при пересчёте единиц.

Что рассчитывает калькулятор воздуховодов

Инструмент решает три группы задач:

• Подбор сечения – по расходу воздуха и допустимой скорости определяет диаметр круглого или стороны прямоугольного канала.
• Проверка скорости – по известным размерам и расходу показывает фактическую скорость потока и оценивает шум.
• Площадь поверхности – вычисляет площадь стенок воздуховода для заказа материала, тепло- и огнезащитной изоляции.

Рекомендуемые скорости воздуха

Скорость – ключевой параметр: слишком высокая создаёт шум, слишком низкая ведёт к перерасходу материала и ухудшает самоочистку канала. Нормативы по СП 60.13330.2020:

Формулы для круглого воздуховода

Площадь живого сечения:

F = π · d² / 4

Скорость потока при известном расходе:

v = L / (3600 · F)

где L – расход, м³/ч; F – площадь сечения, м²; d – диаметр, м.

Подбор диаметра по расходу и допустимой скорости:

d = √(4 · L / (3600 · π · v))

Площадь поверхности одного погонного метра:

S = π · d

Формулы для прямоугольного воздуховода

Площадь сечения:

F = A · B

где A и B – стороны, м.

Подбор второй стороны при заданной первой:

B = L / (3600 · v · A)

Площадь поверхности одного погонного метра:

S = 2 · (A + B)

Периметр:

P = 2 · (A + B)

Как рассчитать воздуховод: пример с числами

Задача: кухня, расход вытяжного воздуха 250 м³/ч, допустимая скорость 3,5 м/с, круглый канал.

1. Перевод расхода: Q = 250 / 3600 ≈ 0,0694 м³/с.
2. Требуемое сечение: F = 0,0694 / 3,5 ≈ 0,0198 м².
3. Диаметр: d = √(4 · 0,0198 / π) ≈ 0,159 м ≈ 160 мм.

Ближайший стандартный размер – Ø160 мм. Фактическая скорость при нём составит 3,45 м/с – в пределах нормы для жилого помещения.

Эквивалентный диаметр прямоугольного канала

Прямоугольные воздуховоды сравнивают с круглыми через эквивалентный диаметр – размер круглой трубы с таким же аэродинамическим сопротивлением:

Dэкв = 2 · A · B / (A + B)

Пример: канал 400 × 200 мм → Dэкв = 2 · 400 · 200 / (400 + 200) = 267 мм. Круглая труба Ø267 мм создаст такое же сопротивление трению.

Для сечений любой формы универсальная формула:

Dэкв = 4 · F / P

где F – площадь сечения, P – периметр.

Круглый канал при том же Dэкв всегда компактнее прямоугольного: поверхность прямоугольного воздуховода 400 × 200 мм на 43% больше, чем у эквивалентного круглого Ø267 мм.

Площадь воздуховодов и фасонных изделий

Площадь поверхности нужна для расчёта стоимости изготовления, окраски и теплоизоляции. Калькулятор выше определяет площадь прямых участков. Для фасонных частей используют развёртки:

Для быстрой оценки площадь фасонных изделий принимают равной 10–15% от площади прямых участков того же сечения.

Аэродинамические потери давления

Базовый расчёт потерь на трение для прямого участка:

ΔP = λ · (L / D) · (ρ · v² / 2)

где λ – коэффициент трения (формула Альтшуля), L – длина участка, D – диаметр, ρ – плотность воздуха (1,2 кг/м³ при 20 °C), v – скорость.

Местные сопротивления (отводы, тройники, решётки):

ΔPмс = ζ · (ρ · v² / 2)

где ζ – безразмерный коэффициент местного сопротивления, табличное значение для каждого элемента.

Для предварительной оценки без детального расчёта используют удельный показатель 10–15 Па/м, учитывающий и трение, и местные сопротивления.

Шероховатость стенок влияет на потери:

Стандартные типоразмеры воздуховодов

По ГОСТ 24751-81 размеры сечений выбирают из рядов предпочтительных значений. Круглые (наиболее ходовые):

Ø100, 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800 мм

Прямоугольные (ширина × высота):

100 × 100, 150 × 100, 200 × 100, 200 × 150, 250 × 150, 250 × 200, 300 × 200, 400 × 200, 400 × 250, 500 × 250, 500 × 300, 600 × 300, 600 × 400, 800 × 400 мм

После расчёта теоретического размера округляйте до ближайшего большего стандартного – это гарантирует, что скорость не превысит допустимую.

Частые ошибки при расчёте воздуховодов

• Путаница м³/ч и м³/с – расход L подставляют в формулы без деления на 3600. Результат: сечение завышено в 3600 раз.
• Игнорирование скорости – подбирают диаметр «на глаз», получают свист и вибрацию.
• Слишком плоский канал – при соотношении сторон больше 3:1 растут потери давления и расход металла.
• Округление вниз – теоретический размер 159 мм округляют до Ø125 мм вместо Ø160 мм, скорость скачет с 3,5 до 5,6 м/с.
• Неучёт длины трассы – на магистрали с 10 поворотами и длиной 20 м «зажатое» сечение удваивает потери давления.

Ограничения онлайн-расчёта

Калькулятор воздуховодов подходит для подбора сечений в бытовых и типовых коммерческих системах. Он не учитывает:

• детальный баланс местных сопротивлений по всей сети;
• точный уровень звукового давления;
• влияние температуры и влажности на плотность воздуха.

Для крупных объектов (торговые центры, производства, многоэтажные офисы) необходим полный аэродинамический расчёт в специализированном ПО.

Приведённые формулы и рекомендации носят справочный характер. Проектирование вентиляционных систем для ответственных объектов выполняйте с привлечением квалифицированного инженера.