通風(fēng)風(fēng)管計(jì)算規(guī)則一、編制依據(jù)《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243-2016《通風(fēng)管道技術(shù)規(guī)程》JGJ141-2017《工業(yè)通風(fēng)與除塵工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2015《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50736-2012通風(fēng)空調(diào)工程施工圖紙、設(shè)計(jì)交底紀(jì)要及專項(xiàng)施工方案二、核心幾何參數(shù)確定2.1風(fēng)管截面尺寸參數(shù)參數(shù)類別取值要求及說明截面形狀常用矩形、圓形、橢圓形；矩形風(fēng)管長邊與短邊之比≤4（高速風(fēng)管≤3），圓形風(fēng)管直徑優(yōu)先選用Φ100mm、Φ150mm、Φ200mm等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格（GB/T17793）矩形風(fēng)管尺寸邊長≤2000mm時(shí)，偏差±1mm；邊長＞2000mm時(shí)，偏差±2mm；對角線差≤3mm（邊長≤1000mm）、≤5mm（邊長＞1000mm）圓形風(fēng)管尺寸直徑≤500mm時(shí)，偏差±1mm；直徑＞500mm時(shí)，偏差±2mm；圓度偏差≤直徑的1%（且≤5mm）風(fēng)管壁厚鍍鋅鋼板風(fēng)管：邊長≤500mm時(shí)δ=0.5-0.6mm，500mm＜邊長≤1000mm時(shí)δ=0.75mm，邊長＞1000mm時(shí)δ=1.0mm；不銹鋼風(fēng)管壁厚比同規(guī)格鍍鋅鋼板厚0.1-0.2mm風(fēng)管長度直線段單節(jié)長度≤4m（手工制作）、≤6m（機(jī)械制作）；彎頭、三通等異形管件長度按展開尺寸計(jì)算，如90°矩形彎頭長度=（長邊+短邊）×0.5+2×壁厚2.2風(fēng)管連接與配件參數(shù)法蘭參數(shù)：矩形風(fēng)管法蘭：角鋼規(guī)格與風(fēng)管邊長匹配（邊長≤630mm用L30×3，630mm＜邊長≤1250mm用L40×4），法蘭螺栓孔間距≤150mm（低壓風(fēng)管）、≤120mm（中高壓風(fēng)管），孔徑比螺栓直徑大1-2mm。圓形風(fēng)管法蘭：角鋼規(guī)格與直徑匹配（直徑≤400mm用L30×3，400mm＜直徑≤800mm用L40×4），法蘭平整度偏差≤2mm/m。加固件參數(shù)：矩形風(fēng)管：邊長＞630mm且壁厚≤0.75mm時(shí)需加固，加固間距≤2m，加固件（如角鋼、扁鋼）規(guī)格不小于L30×3或δ=1.0mm扁鋼。圓形風(fēng)管：直徑＞800mm且壁厚≤1.0mm時(shí)需加固，加固間距≤3m，可采用環(huán)形加固或螺旋加固（螺旋間距≤500mm）。三、風(fēng)管阻力計(jì)算（水力計(jì)算）3.1沿程阻力計(jì)算（摩擦阻力）計(jì)算公式：圓形風(fēng)管：ΔP_f=λ×(L/D)×(ρv2/2)矩形風(fēng)管：需先換算為“當(dāng)量直徑”D_e=2ab/(a+b)（a為長邊，b為短邊），再按圓形風(fēng)管公式計(jì)算，即ΔP_f=λ×(L/D_e)×(ρv2/2)式中：ΔP_f為沿程阻力（Pa）；λ為摩擦系數(shù)（光滑風(fēng)管λ=0.015-0.02，粗糙風(fēng)管λ=0.02-0.03）；L為風(fēng)管長度（m）；D為圓形風(fēng)管直徑（m），D_e為矩形風(fēng)管當(dāng)量直徑（m）；ρ為空氣密度（常溫常壓下ρ=1.2kg/m3）；v為風(fēng)管內(nèi)空氣流速（m/s，低壓風(fēng)管v≤8m/s，中壓風(fēng)管v≤12m/s，高壓風(fēng)管v≤20m/s）。示例：圓形風(fēng)管D=0.5m，L=10m，v=6m/s，λ=0.018：ΔP_f=0.018×(10/0.5)×(1.2×62/2)=0.018×20×21.6=7.776Pa3.2局部阻力計(jì)算計(jì)算公式：ΔP_j=ζ×(ρv2/2)式中：ΔP_j為局部阻力（Pa）；ζ為局部阻力系數(shù)（查表確定，如90°矩形彎頭ζ=0.5-1.0，三通ζ=0.3-0.8，防火閥ζ=1.5-2.0）。常見管件ζ值（參考）：管件類型規(guī)格ζ值90°圓形彎頭R/D=1.5（R為曲率半徑）0.2590°矩形彎頭a/b=2，R/a=1.00.6三通（分流）支管流量/總管流量=0.50.5防火閥（全開）公稱直徑DN5001.8消聲器阻抗復(fù)合式3.0-5.0總阻力計(jì)算：風(fēng)管系統(tǒng)總阻力ΔP_total=ΔP_f（總沿程阻力）+ΔP_j（總局部阻力），需滿足風(fēng)機(jī)全壓≥ΔP_total×1.1（預(yù)留10%安全余量）。四、風(fēng)管強(qiáng)度與剛度驗(yàn)算4.1強(qiáng)度驗(yàn)算（承受內(nèi)壓）計(jì)算公式：σ=(P×b)/(2δ×[σ])≤1.0式中：σ為風(fēng)管壁應(yīng)力（MPa）；P為風(fēng)管內(nèi)設(shè)計(jì)壓力（Pa，低壓P≤500Pa，中壓500Pa＜P≤1500Pa，高壓P＞1500Pa）；b為矩形風(fēng)管短邊長度（m）或圓形風(fēng)管直徑（m）；δ為風(fēng)管壁厚（m）；[σ]為材料許用應(yīng)力（鍍鋅鋼板[σ]=165MPa，不銹鋼板[σ]=190MPa）。示例：矩形風(fēng)管b=0.8m，δ=0.75mm=7.5×10??m，中壓P=1000Pa：σ=(1000×0.8)/(2×7.5×10??×165×10?)=800/(247500)≈0.0032≤1.0，滿足強(qiáng)度要求。4.2剛度驗(yàn)算（防止變形）矩形風(fēng)管撓度驗(yàn)算：無加固風(fēng)管最大撓度f_max≤L/400（L為風(fēng)管支撐間距，m），計(jì)算公式：f_max=(5×P×L?)/(384×E×I)式中：E為材料彈性模量（鋼E=206×10?Pa）；I為風(fēng)管截面慣性矩（矩形風(fēng)管I=δ×a3/12，a為長邊長度，m）。支撐間距要求：風(fēng)管類型截面尺寸（mm）支撐間距≤（m）矩形鍍鋅鋼板風(fēng)管邊長≤6303.0630＜邊長≤12502.4邊長＞12501.8圓形鍍鋅鋼板風(fēng)管直徑≤5003.5直徑＞5003.0五、風(fēng)管材料用量計(jì)算5.1風(fēng)管本體材料用量圓形風(fēng)管：單節(jié)風(fēng)管展開面積S=π×D×L（不包含法蘭），材料用量（質(zhì)量）m=S×δ×ρ_steel（ρ_steel為鋼材密度，鍍鋅鋼板ρ=7850kg/m3）。示例：D=0.5m，L=4m，δ=0.75mm=7.5×10??m：S=3.14×0.5×4=6.28m2m=6.28×7.5×10??×7850≈36.926kg矩形風(fēng)管：單節(jié)風(fēng)管展開面積S=2×(a+b)×L-4×δ×L（扣除4個(gè)角重疊部分），材料用量m=S×δ×ρ_steel。示例：a=1.0m，b=0.6m，L=4m，δ=1.0mm=1×10?3m：S=2×(1.0+0.6)×4-4×1×10?3×4=12.8-0.016=12.784m2m=12.784×1×10?3×7850≈100.354kg5.2法蘭與加固件材料用量法蘭材料用量：矩形風(fēng)管法蘭：每米法蘭角鋼質(zhì)量=角鋼理論重量×2（長邊+短邊），如L40×4角鋼理論重量=2.422kg/m，a=1.0m、b=0.6m的風(fēng)管法蘭質(zhì)量=2.422×2×(1.0+0.6)=7.750kg。圓形風(fēng)管法蘭：每副法蘭角鋼質(zhì)量=角鋼理論重量×π×(D+2×角鋼肢寬)，如D=0.5m，L30×3角鋼（肢寬30mm=0.03m），理論重量=1.373kg/m：質(zhì)量=1.373×3.14×(0.5+2×0.03)=1.373×3.14×0.56≈2.398kg。加固件材料用量：加固件總質(zhì)量=加固件理論重量×總長度，如L30×3角鋼加固，每10m風(fēng)管設(shè)5道加固，每道長度=矩形風(fēng)管長邊a=1.0m：總質(zhì)量=1.373×5×1.0=6.865kg。六、風(fēng)管制作與安裝尺寸計(jì)算6.1風(fēng)管展開下料計(jì)算圓形風(fēng)管：展開長度（周長）C=π×(D+δ)（考慮壁厚），下料長度=C+2×咬口余量（每邊咬口余量10-15mm，總余量20-30mm）。示例：D=0.5m，δ=0.75mm，咬口余量25mm：C=3.14×(0.5+0.00075)≈1.572m下料長度=1.572+0.025=1.597m矩形風(fēng)管：展開寬度=2×(a+b)+2×咬口余量（a為長邊，b為短邊），展開高度=L+2×咬口余量（L為風(fēng)管長度）。示例：a=1.0m，b=0.6m，L=4m，咬口余量每邊12mm：展開寬度=2×(1.0+0.6)+2×0.012=3.2+0.024=3.224m展開高度=4+2×0.012=4.024m6.2風(fēng)管安裝偏差計(jì)算位置偏差：水平風(fēng)管：標(biāo)高偏差±10mm，水平度偏差≤3mm/m；垂直風(fēng)管：垂直度偏差≤2mm/m，軸線偏移≤10mm；檢測方法：用水準(zhǔn)儀測標(biāo)高，用2m靠尺+塞尺測水平度/垂直度，每10m測1點(diǎn)。連接偏差：法蘭連接：法蘭平整度偏差≤2mm/m，螺栓擰緊力矩均勻（M8螺栓力矩8-10N?m，M10螺栓力矩12-15N?m），法蘭間密封墊壓縮量≥30%（密封墊厚度3-5mm）。咬口連接：咬口寬度偏差±1mm，咬口深度偏差≤0.5mm，無開裂、漏風(fēng)（漏風(fēng)量檢測：低壓風(fēng)管≤2.5m3/(m2?h)，中壓風(fēng)管≤1.5m3/(m2?h)）。七、常見問題及調(diào)整措施7.1阻力超標(biāo)問題原因：風(fēng)管流速過高（超過規(guī)范限值）、局部管件過多（如彎頭、三通密集）、管徑偏?。ㄍ髅娣e不足）。調(diào)整措施：降低流速（低壓風(fēng)管v≤6m/s），重新計(jì)算管徑（Q=A×v，A為風(fēng)管截面積，Q為風(fēng)量m3/h）；優(yōu)化管件布置（如將90°彎頭改為45°彎頭，減少三通數(shù)量），局部阻力系數(shù)ζ降低20%-30%；增大管徑（如圓形風(fēng)管D從0.4m增至0.5m，通流面積增加56.25%）。7.2強(qiáng)度不足（內(nèi)壓變形）問題原因：風(fēng)管壁厚偏?。ㄎ窗磯毫Φ燃夁x用）、加固間距過大（超過規(guī)范限值）。調(diào)整措施：增厚管壁（中壓風(fēng)管邊長＞800mm時(shí)，壁厚從0.75mm增至1.0mm）；加密加固間距（從2m減至1.5m），或增大加固件規(guī)格（如L30×3角鋼換為L40×4）。7.3漏風(fēng)量過大問題原因：咬口不嚴(yán)密（間隙＞0.5mm）、法蘭密封墊破損（壓縮量不足）、風(fēng)管拼接縫未密封。調(diào)整措施：重新咬口（間隙≤0.3mm），咬口處涂密封膠（如中性硅酮密封膠）；更換密封墊（選用閉孔海綿橡膠墊，厚度5mm），確保法蘭螺栓均勻擰緊（力矩達(dá)標(biāo)）；風(fēng)管拼接縫用鋁箔膠帶密封（寬度≥50mm），漏風(fēng)量控制在規(guī)范限值內(nèi)。八、附則本規(guī)則未盡事宜，參照《通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50243-2016、《通風(fēng)管道技術(shù)規(guī)程》JGJ141-2017等現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行，規(guī)范