Calcul de la surface des conduits d'air et des raccords : règles de réalisation des calculs + exemples de calculs à l'aide de formules

La clé d'un fonctionnement de ventilation impeccable et efficace est un calcul compétent de la surface des conduits d'air et des raccords, dont dépend le choix des éléments individuels et des équipements. Le calcul a pour but d'assurer la fréquence optimale des changements d'air dans les pièces en fonction de leur destination.

Dans l'article, nous avons examiné en détail chacune des étapes de calcul requises : détermination de la section transversale et de la surface réelle des conduits, calcul de la vitesse de l'air et sélection des paramètres des produits façonnés. De plus, nous avons décrit les principales exigences relatives à la taille des conduits de ventilation et avons également donné un exemple de calcul des conduits d'air pour une maison privée.

Objectif des calculs

Caractéristiques de calcul et sélection de conduits d'air dépendent de leur type et du matériau dans lequel ils sont fabriqués. Cette dernière caractéristique détermine les nuances qui surviennent lors du mouvement de l'air et les particularités de l'interaction d'une avalanche d'air avec les parois.

Les conduits d'air sont :

• métal - il peut s'agir d'acier noir, galvanisé, d'acier inoxydable ;
• ondulé flexible en aluminium;
• conduits de ventilation en plastique - flexible et rigide ;
• tissu.

Selon la géométrie de la section transversale, les conduits d'air sont ronds, rectangulaires ou ovales. Ces derniers ne sont pas aussi populaires que les deux premiers.

Même s'il existe la conception la plus correcte du système de ventilation, une erreur dans le choix des sections de conduits d'air peut entraîner une perturbation de la circulation de l'air.

La conséquence d'erreurs de calcul sera une augmentation de l'humidité, puis de la moisissure dans la pièce. Sans calcul correct de la superficie de toutes les pièces, il est impossible de sélectionner les éléments appropriés du complexe de ventilation

Ce paramètre dépend de :

• la vitesse d'écoulement de la masse d'air et son volume ;
• degré d'étanchéité des connexions;
• système de ventilation bruyant;
• consommation d'énergie

Des calculs effectués correctement permettront d'économiser de l'argent, puisque la quantité de matière sera déterminée avec précision. Mais outre les questions économiques, l'essentiel réside dans les paramètres de ventilation, qui garantissent des conditions de vie confortables aux personnes.

Informations générales pour le calcul de la surface transversale

La surface des tuyaux pour un conduit d'air est calculée à l'aide de différentes valeurs :

1. Pour le respect des paramètres sanitaires et hygiéniques (SanPiN).
2. Par le nombre d'habitants.
3. Par la superficie des chambres.

Le résultat peut être obtenu aussi bien pour une pièce séparée que pour la maison dans son ensemble. Pour les calculs, il existe des programmes spéciaux avec des algorithmes intégrés. Une autre option de calcul consiste à utiliser des formules.

Lors de leur conception, la section transversale des conduits d'air est choisie de manière à ce que l'air se déplace sur toutes les longueurs à peu près à la même vitesse. Sur toute la longueur du système, la quantité d'air est différente, de sorte que la section transversale du conduit d'air doit changer vers le haut à mesure que le volume de la masse d'air augmente.

Si l’on considère la ventilation par aspiration, la quadrature transversale augmente à mesure qu’elle se rapproche du ventilateur.C'est le seul moyen de garantir à peu près la même vitesse de la masse d'air sur toute la longueur du conduit d'air.

À mesure que la section circulaire augmente, la vitesse du flux d’air diminue. Dans le même temps, le bruit aérodynamique sera également réduit. L'inconvénient de tels conduits d'air est l'encombrement de la conception, qui rend impossible leur installation dans l'espace entre les plafonds suspendus et les plafonds suspendus, ainsi que leur coût accru.

Si cela n'est pas possible, vous pouvez privilégier la géométrie rectangulaire, puisque la hauteur de la section rectangulaire est plus petite. D'un autre côté, les produits ronds sont plus faciles à installer et présentent également leurs propres avantages opérationnels.

Étant donné que les conduits d'air ronds ne peuvent pas toujours s'intégrer à l'intérieur et que les conduits rectangulaires plus esthétiques sont chers, il vaut la peine d'envisager les produits ovales comme alternative. Ils sont à la fois ergonomiques et efficaces

Le choix d'une option ou d'une autre dépend des priorités de l'utilisateur. Si les économies d'énergie, le minimum de bruit sont au premier plan et qu'il existe toutes les possibilités d'installer un grand réseau, le meilleur choix est la forme ronde du conduit d'air.

Étapes de calcul

Le travail de calcul comprend plusieurs étapes :

1. Rédiger un général schémas du système de ventilation. Ici, les longueurs des sections droites, les pièces rotatives et leur type, ainsi que les endroits où les sections changent doivent être notés.
2. Sélection d'un taux de renouvellement d'air identique aux exigences sanitaires et hygiéniques.
3. Calcul de la vitesse de déplacement des masses d'air à travers le pipeline. Ce paramètre dépend de type de ventilation, et cela peut être naturel ou forcé.
4. Calcul de la surface des conduits d'air et d'autres paramètres.

Il existe de nombreux programmes permettant d'effectuer de tels calculs.

Calculer des formules pour un système complexe n’est pas une tâche facile.Pour une petite maison, calculer la superficie des éléments individuels et la section transversale des conduits d'air est tout à fait possible

Calcul de la section du conduit

L'expression utilisée pour calculer la quadrature des éléments façonnés et des conduits d'air ressemble à ceci :

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

Où:

• Sc - superficie en coupe transversale ;
• L — débit d'air circulant dans le système ;
• 2.778 — coefficient qui concilie différentes dimensions ;
• V — la vitesse d'une avalanche aérienne dans un endroit précis, mesurée en mètres par seconde.

Le résultat du calcul sera une valeur mesurée en cm².

Il existe une formule alternative :

S = L : k × V,

Le coefficient K dans ce cas est de 3600.

Détermination de la surface réelle du conduit

La surface de ventilation régulière des conduits de ventilation ronds est calculée à l'aide de la formule :

S = (π x D2) : 400,

Où:

• S — superficie réelle ;
• D — diamètre.

Pour les canalisations rectangulaires :

S = (A x B) : 100,

Où:

• S — superficie réelle ;
• D — diamètre ;
• UN — hauteur du conduit d'air ;
• DANS - largeur de la structure.

L'aire de la section transversale d'un tuyau de section ovale est calculée à l'aide de la formule :

S = π × A × B : 4,

Où:

• UN - plus grand diamètre de l'ovale ;
• DANS - diamètre plus petit en conséquence.

Il existe d'autres formules pour calculer la surface du conduit d'air.

À l'aide d'un document réglementaire tel que SNiP, vous pouvez comparer les dimensions transversales des conduits d'air avec les indicateurs requis. Il est ainsi encore plus facile de déterminer la taille appropriée de la tuyauterie d'air.

Certains fabricants fournissent des nomogrammes dans la description des conduits d'air. On les retrouve également dans la littérature normative.

Nomogramme d'un conduit d'air métallique de section circulaire. Les valeurs qui en découlent sont substituées dans la formule. Tous les conduits d'air flexibles sont complétés par de tels schémas (+)

À partir des nomogrammes, vous pouvez prendre la valeur de la surface transversale. C'est approximatif, mais adapté pour créer un système avec un minimum de bruit.

Pour trouver les dimensions du conduit pour un tuyau de dérivation spécifique qui transporte un volume d'air donné, vous devez procéder comme suit :

1. Déterminez sur le nomogramme le point d'intersection du volume d'air déplacé en 1 heure et la ligne de vitesse la plus élevée pour la section de conception.
2. A proximité de ce point, trouvez la valeur du diamètre le plus approprié.

De plus, en disposant d'un nomogramme, vous pouvez non seulement faciliter le calcul de la section transversale des conduits d'air et des raccords, mais également spécifier la perte de charge le long d'une section de la conduite d'air à une vitesse définie.

Il n'est pas nécessaire d'utiliser un nomogramme, vous pouvez déterminer la section transversale requise en fonction de la vitesse de la masse d'air.

Calcul de la vitesse de l'air

À l'aide de formules ou de tableaux spéciaux, calculez la vitesse du conduit d'air. Le paramètre clé ici est l'indice de multiplicité, qui détermine le volume d'air auquel une pièce d'un volume de 1 m2 est entièrement ventilée.³ dans 1 heure.

Pour déterminer l'indice de multiplicité, les experts recommandent d'étudier les conditions spécifiques des installations industrielles existantes pour lesquelles il existe des données réelles sur les rejets de gaz, de vapeurs toxiques, etc. Il est préférable d'effectuer un calcul indépendant à l'aide de formules.

Pour simplifier les calculs, il existe des tableaux spéciaux à partir desquels vous pouvez extraire la valeur toute faite de l'indicateur de multiplicité, mais vous devez garder à l'esprit qu'ils contiennent des paramètres arrondis.

La formule de calcul de la multiplicité ressemble à ceci :

N=V:W,

Où:

• N — la multiplicité requise ;
• V - le volume de masse d'air frais entrant dans la pièce en une heure ;
• W - le volume de la pièce.

L'unité de multiplicité est le nombre de fois/heure, V est mesuré en mᶾ/h, le volume est en mᶾ.

Considérons un exemple spécifique de détermination de la quantité d'air requise par multiplicité.

Il y a un salon d'un volume de 22 mᶾ. Il faudra de l'air : L = 22 x 6 = 132 m³, ici 6 est le taux de renouvellement d'air tiré du tableau.

La vitesse de déplacement de la masse (V) est mesurée en m/s et déterminée par la formule :

V=L : 3600 x S,

Où:

• L — air utilisé (mᶾ/h);
• S — section du conduit d'air (mᶾ).

De plus, 2 autres paramètres affectent vitesse de l'air: niveau sonore, coefficient de vibration. Ils doivent être pris en compte lors de la conception du système.

Exemple de calcul pour un petit chalet

Pour le calcul, un chalet d'une superficie intérieure de 108,8 m a été pris² et une hauteur du sol au plafond de 3 m. A l'intérieur il y a un salon, une chambre, une chambre d'enfants, une cuisine, une salle de bain. L'indicateur de multiplicité est pris égal à 1.

Le système de ventilation permet de débarrasser la pièce des impuretés nocives pour la santé - potentiellement dangereuses et provoquant des réactions allergiques, aggravant le bien-être

Tout d’abord, calculez la quantité d’air extrait et entrant pour l’ensemble du bâtiment.

La méthode SNiP est utilisée pour cela :

1. Étant donné que la chambre et le salon ont la même superficie, la quantité d’air extraite est de 21 x 3 x 1 = 63 mᶾ/h.
2. Pour une chambre d'enfant - 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ/h.
3. Pour la cuisine - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ/h.
4. Pour une salle de bain - 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ/h.
5. Résultat : 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ/h.

Le couloir et le couloir n'ont pas été pris en compte. 100 mᶾ, c'est le volume qui passe par la hotte de la cuisine.

La bonne répartition du flux d'air dans la maison est également un point très important. Dans les bâtiments de ce type, un système de ventilation naturelle est généralement installé.Il y a toujours un élément coercitif ici - hotte de cuisine.

Ensuite, déterminez les diamètres des conduits de ventilation. Depuis 100 m³ Si le capot est retiré de force, il ne reste plus qu'à répartir les 294 m restants³. Ils sortiront naturellement par 2 puits. Pour chacun il faudra : 294 : 2 = 147 mᶾ.

Étant donné que la vitesse de l'air dans les puits de ventilation naturelle varie de 0,5 à 1,5 m/s, la valeur moyenne de 1 m/s est généralement prise en compte dans les calculs. En substituant les valeurs connues dans la formule S = L : k × V, ils trouvent : S = 147 : 3600 x 1 = 0,0408 m².

Il est désormais possible de déterminer le diamètre d'un conduit d'air ayant un cercle en section transversale à l'aide de la formule : S = (π x D2) : 400 ou 0,0408 = (3,14 x D2) : 400.

Après avoir résolu cette équation à une inconnue, grâce à des calculs simples, ils constatent que le diamètre du conduit d'air est de 2,28 mm. La taille de tuyau standard la plus grande la plus proche est sélectionnée pour cette valeur.

A l'aide de cette table de conversion, vous pouvez sélectionner le diamètre équivalent d'un conduit circulaire. Cela simplifie grandement le calcul

Lors de l'installation d'un conduit d'air rectangulaire, sélectionnez sa taille selon le tableau, en vous concentrant sur la zone. La valeur la plus proche est de 200 x 250 mm.

En utilisant le même schéma, la section transversale de la sortie de la hotte de cuisine est déterminée, à la différence que la vitesse de l'air est ici de 3 m/s. S = 100 : 3600 x 3 = 0,083 m² soit diamètre 107 mm.

Une table de conversion est nécessaire lorsque vous devez calculer des conduits d'air de section rectangulaire et appliquer la table pour les produits ronds. Voici les diamètres des conduits d'air de section circulaire, dans lesquels la réduction de pression due au frottement est égale à la même valeur dans une conception rectangulaire.

Il existe trois façons de déterminer la valeur équivalente :

• par vitesse;
• le long de la section transversale ;
• par la consommation.

Ces valeurs sont associées à différents paramètres du conduit d'air. Chacun d'eux a une méthode individuelle d'utilisation des tableaux. L'essentiel est que, quelle que soit la technique utilisée, l'ampleur de la perte de pression due au frottement soit la même.

Enfin, la vitesse est vérifiée : V = 147 : (3600 x 0,0408) = 1,0 m/s. C'est dans la limite acceptable.

Produits façonnés et leur calcul

À installation de conduits d'air des sections droites de différentes tailles sont reliées à l'aide de produits façonnés.

Lors de la production de conduits d'air et de raccords, il est nécessaire de calculer leur surface. Sans cela, il est impossible de déterminer la quantité correcte de matériau nécessaire à la fabrication des pièces.

Les produits façonnés comprennent :

1. Coudes. Ils sont utilisés pour changer la direction du pipeline d'air sous n'importe quel angle. Ils existent en forme ronde, rectangulaire et ovale.
2. Transitions. Ils sont utilisés pour relier des conduits d'air de différentes sections. N'importe quelle géométrie - du rond au combiné.
3. Accouplements, mamelons. Reliez les sections droites de l’autoroute.
4. T-shirts. Les branches ou deux branches du conduit d'air sont reliées.
5. Talons. Bloquer le flux d'air.
6. Traverses. Séparez ou connectez les flux d’air.
7. Canards. Assurer une transition à plusieurs niveaux du conduit d'air.

Pour calculer les paramètres requis des produits façonnés, des compétences mathématiques sont nécessaires.

Chaque produit façonné joue un rôle particulier dans le système de ventilation. Les fabricants conçoivent chacun d’eux séparément. Ils sont fournis avec les principaux éléments

Une erreur commise sur un indicateur entraînera une détérioration des caractéristiques opérationnelles du système. Il n’existe pas de formules toutes faites pour de tels calculs.

Le tableau montre les tailles standard des conduits d'air. Même les professionnels utilisent ces tableaux spéciaux et similaires au lieu de calculs complexes

De nombreux concepteurs utilisent des programmes spéciaux et des calculatrices en ligne. Il vous suffit de saisir les valeurs primaires et d'obtenir des paramètres prêts à l'emploi en sortie.

Les programmes vous permettent non seulement de déterminer les tailles requises de toutes les pièces, mais également de procéder à leur développement. Un tel développement, imprimé sur une imprimante 3D, permet un ajustement parfait des conduits de ventilation.

Exigences de calcul de base

Lors de la détermination des paramètres finaux des conduits d'air, il est nécessaire de prendre en compte que la détermination de la superficie des conduits d'air doit garantir que :

1. Le régime de température dans la pièce est assuré. Lorsqu'il y a un excès de chaleur, son évacuation est assurée, et en cas de déficit, ses pertes sont minimisées.
2. La vitesse de circulation de l'air ne réduit en rien le niveau de confort des personnes présentes dans la pièce. La purification de l'air est requise dans les zones de travail.
3. Les composés chimiques nocifs et les particules en suspension présents dans l'air sont présents dans un volume correspondant à GOST 12.1.005-88.

Pour les pièces individuelles, une condition préalable au choix de la surface des conduits d'air est de maintenir constamment la pression et d'exclure l'arrivée d'air de l'extérieur.

Lors du calcul de la résistance de ligne, la perte de pression est prise en compte. Pour que le flux de masse d'air puisse surmonter la résistance pendant le mouvement, une pression appropriée est nécessaire.

La catégorie de locaux où un secours est requis comprend les sous-sols, ainsi que les locaux dans lesquels des substances nocives peuvent s'accumuler.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Programme en ligne pour aider l'ingénieur d'études :

Terrain sur l'organisation de la ventilation d'une maison privée dans son ensemble :

La section transversale, la forme et la longueur du conduit d’air sont quelques-uns des paramètres qui déterminent les performances du système de ventilation. Un calcul correct est extrêmement important, car... la capacité de débit d'air, ainsi que la vitesse d'écoulement et le fonctionnement efficace de la structure dans son ensemble, en dépendent.

Lors de l'utilisation d'une calculatrice en ligne, le degré de précision du calcul sera plus élevé que lors d'un calcul manuel. Ce résultat s'explique par le fait que le programme arrondit automatiquement les valeurs à des valeurs plus précises.

Avez-vous une expérience personnelle dans la conception, l'installation et le calcul d'un système de conduits d'air ? Vous souhaitez partager vos connaissances accumulées ou poser des questions sur le sujet ? Veuillez laisser des commentaires et participer aux discussions - le formulaire de commentaires se trouve ci-dessous.