Классы давления воздуховодов ОВК: объяснение

Что такое класс давления на самом деле

Класс давления воздуховода это статическое давление, на которое рассчитана секция воздуховода, чтобы не раздуваться, не сжиматься и не давать утечки сверх допустимой. Оно указывается в дюймах водяного столба (in. w.g.), в тех же единицах, в которых манометр показывает перепад на вентиляторе. Воздуховод никогда не изготавливают на точное давление. Его изготавливают на класс, и класс, в который вы попадаете, определяет три вещи, важные для изготовителя: gauge листа, как часто воздуховод усиливается и насколько плотно его нужно герметизировать и испытывать.

Если занизить класс, воздуховод будет гудеть, прогибаться и давать утечки при эксплуатации. Если завысить, вы заплатите за толстый gauge и класс герметизации A на возвратном воздуховоде, которому это не требовалось. Класс давления это единственная цифра, которая сильнее всего влияет на стоимость и технологичность системы воздуховодов.

Классы давления SMACNA

SMACNA (Sheet Metal and Air Conditioning Contractors' National Association) определяет семь классов давления для прямоугольных металлических воздуховодов. Каждый существует в положительном и отрицательном варианте.

Класс давления (in. w.g.)	Группа	Типичное применение
1/2	Низкое давление	Низкоскоростные возвратные и вытяжные системы, приток в жилых и лёгких коммерческих зданиях
1	Низкое давление	Обычные коммерческие приточные и возвратные системы низкого давления
2	Низкое давление	Обычный вариант по умолчанию для коммерческих приточных систем низкого давления
3	Среднее давление	Более длинные трассы, магистрали VAV, коммерческие системы с повышенной скоростью воздуха
4	Среднее давление	Приточные магистрали и стояки среднего давления
6	Среднее / высокое давление	Высокоскоростные системы, высокие стояки, промышленный приток
10	Высокое давление	Промышленные и технологические воздуховоды высокого давления, некоторые лабораторные системы

Обычное деление, которым инженеры пользуются в разговоре, проще, чем семь классов: низкое давление до 2 in. w.g. включительно, среднее давление свыше 2 до 6 in. w.g. и высокое давление свыше 6 in. w.g. Классы существуют для того, чтобы таблицам усилений было на что ссылаться дискретными шагами; деление на низкое, среднее и высокое давление это то, как ту же информацию обсуждают на объекте.

Избыточное и отрицательное давление

Эту часть упускают чаще всего. Номер класса давления это только половина спецификации. Вторая половина: положительное или отрицательное давление на этой секции.

• Положительное давление это приточный воздуховод после вентилятора. Воздух давит наружу, поэтому разрушение проявляется как раздувание стенки воздуховода или расхождение швов. Gauge и усиление сопротивляются разрыву.
• Отрицательное давление это возвратные, вытяжные воздуховоды и любой воздуховод до вентилятора. Воздух тянет внутрь, поэтому разрушение проявляется как сжатие стенки воздуховода. Это проблема потери устойчивости, а не разрыва, и ей часто труднее противостоять.

Поскольку сжатие и разрыв это разная физика, SMACNA задаёт отдельные требования к конструкции для положительного и отрицательного давления при одном номинальном значении. Отрицательному классу часто требуется более толстый gauge или внутренние стяжки там, где соответствующему положительному классу они не нужны. Если в спецификации указано «2 in. w.g.» без уточнения положительного или отрицательного давления, это вопрос, который нужно задать до резки стали.

Что класс давления задаёт в цехе

Когда класс определён, таблицы SMACNA превращают его в производственные инструкции. Для воздуховода заданной ширины:

• Gauge листа становится толще с ростом давления. Широкий воздуховод при 6 in. w.g. использует более толстый gauge, чем такой же ширины при 2 in. w.g. Соотношение ширины и gauge смотрите в нашей таблице gauge листового металла для воздуховодов.
• Шаг усилений становится меньше. Более высокое давление означает, что поперечные усиления (фланцы и рёбра жёсткости) располагаются на более коротких интервалах по длине воздуховода.
• Тип шва и соединения должен соответствовать давлению. Замок Pittsburgh и фланец TDF ведут себя под нагрузкой по-разному; при более высоких классах давления большую часть работы берёт на себя система фланцев. См. TDF и угловой фланец и сравнение швов и соединений воздуховодов.
• Класс герметизации становится плотнее. Более высокие классы давления требуют более плотного класса герметизации и испытания на утечку при расчётном давлении.

От класса давления к классу герметизации

Класс давления и класс герметизации это отдельные спецификации, но они связаны. Обычное соответствие по умолчанию:

Класс давления (in. w.g.)	Типичный класс герметизации
1/2 и 1	Класс герметизации C (герметизированы поперечные соединения)
2	Класс герметизации B (герметизированы соединения и продольные швы)
3, 4, 6 и 10	Класс герметизации A (герметизированы соединения, швы и проходы, испытание на утечку)

Это ориентир, а не правило. Ответственные системы (лаборатории, больницы, чистые помещения, дымоудаление) обычно задают по классу герметизации A даже при низком давлении. Последнее слово остаётся за проектировщиком.

Где в дело вступает оборудование

Чем выше класс давления, тем толще gauge и тем больше нагрузка на готовое соединение. К линии изготовления это предъявляет два требования. Во-первых, она должна чисто формовать нужный для работы диапазон gauge, без разрывов и пружинения, которые возникают, когда лёгкий станок загружают толстой сталью. Во-вторых, она должна держать допуск: торец воздуховода с нарушенной прямоугольностью не даст плотного фланцевого соединения, каким бы толстым ни был gauge и каким бы хорошим ни был герметик. Линия, которая держит длину и ширину в малых допусках, сохраняет прямоугольность углов TDF, а именно этого и требует спецификация высокого давления с классом герметизации A. Согласовать паспортный диапазон gauge станка с классами давления, по которым вы действительно работаете, нужно осознанно на этапе спецификации.

Спросите Taokron, какая линия подходит под ваши классы давления →

Аналоги AS/NZS, EN и GCC

За пределами Северной Америки та же идея встречается в других стандартах:

• AS/NZS 4254 (Австралия и Новая Зеландия) задаёт конструкцию воздуховодов по давлению и напрямую ссылается на систему SMACNA.
• EN 12237 (круглые) и EN 1507 (прямоугольные) в Европе определяют классы давления и воздухонепроницаемости; классы воздухонепроницаемости EN A, B, C и D это оборотная сторона той же медали, то есть утечки.
• Проекты GCC и SASO на Ближнем Востоке обычно напрямую называют классы давления и герметизации SMACNA в спецификации механической части.

Формулировки спецификаций, которые вы встретите

Спецификация механической части обычно выглядит примерно так: «Приточные воздуховоды изготавливаются по классу давления SMACNA 2 in. w.g. положительного давления, класс герметизации B. Воздуховод после терминальных блоков может быть уменьшен до 1 in. w.g. Возвратные и вытяжные воздуховоды изготавливаются по классу давления 1 in. w.g. отрицательного давления». Увидев такой абзац, вы знаете: класс давления, разделение на положительное и отрицательное и класс герметизации вместе определяют всё, что нужно мастерской для выбора gauge, усилений и конструкции соединений.

Вопросы и ответы

Что такое класс давления воздуховода?

Класс давления воздуховода это статическое давление в дюймах водяного столба, на которое рассчитана секция воздуховода. SMACNA определяет классы 1/2, 1, 2, 3, 4, 6 и 10 in. w.g., каждый положительный и отрицательный. Класс вместе с размером воздуховода определяет gauge, усиление и конструкцию соединений.

Какие бывают классы давления SMACNA?

Классы давления SMACNA для металлических воздуховодов: 1/2, 1, 2, 3, 4, 6 и 10 in. w.g., каждый как положительный и отрицательный класс. 2 in. w.g. положительного давления является самым распространённым вариантом по умолчанию для коммерческих приточных систем низкого давления.

В чём разница между воздуховодами низкого, среднего и высокого давления?

Низкое давление до 2 in. w.g. включительно, среднее свыше 2 до 6 in. w.g., высокое свыше 6 in. w.g. Более высокое давление требует более толстого gauge, более частых усилений и более плотного класса герметизации, поэтому стоит дороже в пересчёте на квадратный фут.

Как класс давления влияет на gauge воздуховода?

Для заданной ширины более высокий класс давления требует более толстого gauge и более частых усилений, чтобы прогиб оставался в пределах. Таблицы усилений SMACNA дают точный gauge и шаг для каждой ширины и класса давления.

Почему воздуховоду с отрицательным давлением нужна другая конструкция?

Воздуховод с избыточным давлением стремится раздуться наружу; возвратный и вытяжной воздуховод с отрицательным давлением стремится сжаться внутрь, и это проблема потери устойчивости. Поэтому отрицательные классы при том же номинальном давлении требуют более толстого gauge или стяжек для сопротивления сжатию.

Какой класс герметизации соответствует какому классу давления?

Как общий ориентир: классы давления 1/2 и 1 in. w.g. используют класс герметизации C, 2 in. w.g. использует класс B, а 3, 4, 6 и 10 in. w.g. требуют класса A. Для систем с отрицательным давлением и ответственных систем часто задают более плотный класс. Окончательное требование определяет проектировщик.