В современных зданиях система вентиляции, как и дыхательная система человека, выполняет важную миссию по доставке свежего воздуха, устранению грязных газов и регулированию внутренней среды. В то время как вентиляционные трубы, как « кровеносные сосуды» этой системы, рациональность их конструкции напрямую связана с качеством воздуха, потреблением энергии и даже общей производительностью здания. Это не простая прокладка воздуховодов, а комплексное искусство, которое объединяет гидромеханику, материаловедение, архитектурную эстетику и инженерную практику и является невидимым краеугольным камнем для обеспечения здоровой и эффективной работы зданий.
Первоочередной задачей при проектировании вентиляционных труб является обеспечение того, чтобы количество воздуха в вентиляционных отверстиях на каждом конце соответствовало проектным требованиям. Это требует точного расчета количества вентиляции в комнате, плотности персонала, тепла оборудования и других параметров, моделирования структуры воздушного потока с помощью гидродинамического программного обеспечения (например, CFD), чтобы избежать неравномерной подачи воздуха, вихревых токов или короткого замыкания. Например, при проектировании офиса необходимо обеспечить, чтобы скорость ветра вблизи станции поддерживалась в комфортном диапазоне 0,2 - 0,3 м / с с помощью разумной компоновки трубопровода и выбора вентиляционных отверстий, что гарантирует свежий воздух и не создает ощущения дутья.
Контроль сопротивления - еще одна большая трудность проектирования. Когда поток воздуха течет в трубопроводе, потеря давления возникает из - за трения со стенкой трубы, диаметром трубопровода, изгибом, тройником и другими местными элементами. Чрезмерное сопротивление приводит к резкому увеличению потребления энергии вентилятором или даже к недостаточному ветру; Слишком небольшое сопротивление может привести к чрезмерной скорости ветра и превышению уровня шума. Дизайнеры должны оптимизировать направление трубопровода (уменьшить количество изгибов), выбрать подходящий диаметр трубы, использовать локальные компоненты с низким сопротивлением и другие средства, чтобы контролировать общее сопротивление системы в разумном диапазоне для достижения « низкого сопротивления и высокой эффективности» эксплуатационных целей.
Кроме того, контроль шума также является частью, которую нельзя игнорировать. Высокоскоростные воздушные потоки текут в трубопроводе, особенно в изгибе, ветвях, подверженных шуму воздушного потока, через вибрацию стенки трубы в комнату. При проектировании необходимо контролировать шум в помещении ниже допустимого стандарта путем управления скоростью ветра (главный трубопровод обычно не превышает 8 - 10 м / с, ответвление не превышает 3 - 5 м / с), установки глушителя на входе и выходе вентилятора, установки амортизатора между трубопроводом и опорой и других мер, чтобы создать тихую и удобную среду.
При выборе материалов для вентиляционных труб необходимо учитывать такие факторы, как окружающая среда использования, уровень пожаротушения, экономичность. Обычная оцинкованная сталь подходит для обычной системы кондиционирования воздуха комфорта, высокой прочности, низкой стоимости; Плата из нержавеющей стали подходит для влажной, коррозионной среды (например, кухни, лаборатории); В больнице чистая операционная, электронная фабрика и другие места, требующие высокой чистоты, часто используют фенолоальдегидные композитные вентиляционные трубы, стекловолокнистые трубки и другие материалы, которые нелегко накапливать пыль, антибактериальные.
Планировка трубопровода должна быть тесно связана с архитектурой и стилем отделки. В коммерческом комплексе вентиляционные трубы должны умело избегать балочных столбов, пожарных трубопроводов, использовать подъёмное пространство для достижения скрытой установки; На промышленном заводе необходимо прокладывать вдоль края колонны или крыши, чтобы облегчить техническое обслуживание и ремонт. Применение технологии BIM (Building Information Model) позволяет проектировщикам предварить направление трубопровода в трехмерном пространстве, заранее обнаружить точки столкновения, оптимизировать использование пространства и избежать переделки на этапе строительства.
По мере продвижения цели « двойного углерода» все больше внимания уделяется энергосбережению конструкции вентиляционных трубопроводов. Потребление энергии в системе может быть значительно снижено за счет использования таких технологий, как преобразователи частоты, вентиляция по требованию (например, контроль концентрации углекислого газа) и устройства рекуперации тепла (полностью теплообменники). Например, в центре обработки данных, благодаря точной конструкции трубопровода подачи обратного воздуха, холодный воздух доставляется непосредственно к входу в шкаф, избегая смешивания холодного и горячего воздуха, может повысить эффективность охлаждения более чем на 20%.
В будущем дизайн вентиляционных труб будет более интеллектуальным. Интеллектуальная вентиляционная трубка интегрированного датчика может контролировать скорость ветра, количество ветра, перепад давления и другие параметры в режиме реального времени, автоматически регулировать работу вентилятора с помощью алгоритма AI; Модульные, сборные элементы воздуховодов будут реализованы на заводе, чтобы уменьшить ошибки строительства на месте; И глубокое слияние с системой самоконтроля здания позволит системе вентиляции действительно стать интеллектуальным « органом дыхания», который будет « мыслить» и может « адаптиться».