Luftkanal Querschnitt berechnen

Über die Berechnung des Luftkanalquerschnitts

Dieser Rechner führt zwei Arten von Berechnungen für den Luftkanal Querschnitt und für Formteile aus. Im ersten Modus wird der minimale Luftkanalquerschnitt aus dem Luftvolumenstrom und der gewählten Strömungsgeschwindigkeit bestimmt. Im zweiten Modus wird die Oberfläche (Abwicklungsfläche) von Kanälen und Formteilen berechnet, um Material-, Beschichtungs- oder Dämmstoffmengen abzuschätzen.

Orientierungswerte und Empfehlungen

Mindestquerschnitt aus Volumenstrom und Geschwindigkeit

Rechenprinzip. Die minimale Querschnittsfläche ergibt sich aus dem Zusammenhang zwischen Volumenstrom und mittlerer Geschwindigkeit. Der Volumenstrom wird auf m³/s umgerechnet, die Geschwindigkeit wird in m/s eingegeben. Anschließend berechnet der Rechner die Querschnittsfläche in m² und wandelt sie bei Bedarf in cm² um. Danach werden geometrische Abmessungen abgeleitet.

A = Q / v

Einheiten und Umrechnung des Volumenstroms. In der Berechnung wird Q in m³/s verwendet. Bei Eingabe in m³/h gilt Q = Qm³/h / 3600. Bei Eingabe in l/s gilt Q = Ql/s / 1000. Die Geschwindigkeit v wird in m/s ohne zusätzliche Koeffizienten eingegeben.

Runder Kanal. Der Durchmesser wird aus der erforderlichen Querschnittsfläche berechnet. Der Rechner gibt den Durchmesser in Millimetern aus.

D = √(4A/π)

Rechteckkanal. Für den rechteckigen Querschnitt wird A = a·b verwendet. Wenn der Nutzer kein Seitenverhältnis vorgibt, zeigt der Rechner als neutrale Startempfehlung eine „quadratische“ Variante a = b = √A. Ändert der Nutzer eine Seite, wird die andere so nachgerechnet, dass die Fläche der berechneten Mindestquerschnittsfläche entspricht: b = A/a oder a = A/b. So bleibt der berechnete Querschnitt für jedes gewählte Seitenverhältnis konstant.

Praktische Richtwerte für Luftgeschwindigkeiten

Strömungsgeschwindigkeit v. Die Geschwindigkeit beeinflusst den erforderlichen Querschnitt direkt über A = Q / v. Höhere Geschwindigkeit verkleinert den Querschnitt, erhöht aber typischerweise Druckverluste und Geräusche. Als Orientierung werden häufig Bereiche von 2-4 m/s für Wohnräume, 3-6 m/s für Büros sowie 5-10 m/s für industrielle Bereiche und Hauptleitungen verwendet. Die endgültige Wahl hängt von Geräuschanforderungen, verfügbarem Bauraum und zulässigem Druckverlust ab.

Oberfläche (Abwicklungsfläche) von Kanälen und Formteilen

Was berechnet wird. Im Oberflächenmodus berechnet der Rechner die äußere Oberfläche des gewählten Bauteils in m² aus geometrischen Abmessungen in mm. Anschließend wird die Fläche mit der Stückzahl identischer Teile multipliziert. In der Berechnung wird π = 3.141592653589793 verwendet. Die Umrechnung von mm² in m² erfolgt durch Division durch 1 000 000.

Allgemeines Vorgehen. Für jede Form wird eine Abwicklungsflächen-Formel verwendet, die auf Erzeugendenlängen und Umfangsgrößen der Querschnitte basiert. Bei einigen Formteilen wird ein Zuschlag p (in mm) berücksichtigt, der zusätzliche Fläche für Falze, Verbindungen oder eine praxisübliche Fertigungsreserve ansetzt.

Formeln im Oberflächenmodus

Bezeichnungen. Alle Längen in den Formeln unten werden in Millimetern eingegeben. Die Fläche eines Teils wird in mm² berechnet. Für die Umrechnung gilt Sm² = Smm² / 1e6. Bei Stückzahl k gilt Stotal = Sm² · k.

• Rundes gerades Rohr. S = π·D·L
• Rechteckiger gerader Kanal. S = 2·(A+B)·L
• Runde Endkappe. S = π·D·P + π·(D/2)²
• Rechteckige Endkappe. S = A·L + 2·(A+L)·H
• Inselhaube (Haubendach). S = 2·(A+A1)/2·√(((B−B2)/2)²+H²) + 2·(B+B2)/2·√(((A−A1)/2)²+H²) + A1·B2
• Wandhaube (Haubendach). S = H·(B+C) + A·√((B−C)²+H²) + A·H + A·C
• Runder Bogen.

  Der Rechner verwendet eine Segmentabwicklung mit Segmentzahl r abhängig vom Winkel a: a=90° → r=2, 60° → r=3, 45° → r=4, 30° → r=6, 15° → r=12. Für 90° und 60° wird eine Korrektur e=2 angewendet, sonst e=0. Dann: s = π/r·D/2/(e+2) + 15, o = π/r·D/(2e+2). Endfläche: S = π·D·100 + π·D·(2·(s+o/2)·0.1 + e·(s+o)) + π·D·(p+2.5)·2

• Rechteckiger Bogen. S = 4·(A+B)·p + π·((R+A)²−R²)·a·2/360 + π·R·a·B/180 + π·(R+A)·a·B/180
• Runder Reduzierstück-Übergang. S = π·√(L²+((D−d1)/2)²)·(D/2+d1/2) + π·D·p + π·d1·p
• Rechteckiger Übergang. S = 2·(A+a1)/2·√(((B−b1)/2)²+L²) + 2·(B+b1)/2·√(((A−a1)/2)²+L²) + (2·a1+2·b1+2·A+2·B)·p
• Übergang Rechteck auf Rund.

  Zwischengrößen: s = (2A+2B)/π, α = atan(L/((s−D)/2)), v = (s/2)/cos(α), u = (D/2)/cos(α), d = 0.5·√(v²−(A/2)²)·A, l = 0.5·√(v²−(B/2)²)·B, h = 4·asin((A/2)/v) + 4·asin((B/2)/v). Ergebnis: S = |2d + 2l − π·u²·h/360 + (2A+2B)·p + π·D·p|

• Rundes T-Stück. S = π·D·L + π·d2·l2
• Rundes T-Stück mit rechteckigem Abzweig. S = π·D·L + 2·(a2 + 0.9·b2)·l2
• Rechteckiges T-Stück. S = 2·(A+B)·L + 2·(a2+b2)·l2 − a2·b2
• Rechteckiges T-Stück mit rundem Abzweig. S = 2·(A+B)·L + π·d2·l2 − π·d2²/4
• Runder Versatz (Duck). S = π·D·(√(L²+e²) + 2·p)
• Rechteckiger Versatz (Duck). S = 2·(A·√(L²+e²) + B·L + p·(A+B))

Zugehörige europäische Normen

Volumenströme und Geschwindigkeiten. Bei der Festlegung von Auslegungs-Volumenströmen und der Wahl praxisnaher Geschwindigkeiten wird in vielen Projekten auf die Normenreihe EN 16798 (Lüftung von Gebäuden, Parameter der Innenraumumgebung und Berechnung von Lüftungsraten) Bezug genommen.

Luftkanäle und Produkte. In Europa werden Abmessungen und Ausführung von Luftkanälen häufig an EN 1507 (rechteckige Blechluftkanäle) und EN 12237 (runde Blechluftkanäle) ausgerichtet. Diese Dokumente helfen bei der Auswahl von Standardgrößen, Dichtheitsklassen und konstruktiven Anforderungen. Die Geometrieformeln in diesem Rechner hängen jedoch nur von den eingegebenen Abmessungen ab.

FAQs

Warum wird der Querschnitt als A = Q / v berechnet?

Das ist der grundlegende Zusammenhang zwischen Volumenstrom Q, mittlerer Geschwindigkeit v und Querschnittsfläche A bei stationärer Strömung. Damit lässt sich die minimale Durchströmfläche abschätzen, die den vorgegebenen Volumenstrom bei der gewählten Geschwindigkeit ermöglicht. Aus A werden anschließend die Abmessungen eines runden oder rechteckigen Kanals abgeleitet.

Was ist für die Dimensionierung wichtiger: Oberfläche oder Querschnittsfläche?

Für Förderleistung und Aerodynamik ist die Querschnittsfläche entscheidend. Die Oberfläche wird genutzt, um Material-, Beschichtungs- oder Dämmstoffmengen abzuschätzen und die Wärmeaustauschfläche näherungsweise zu bestimmen, falls ein thermisches Modell betrachtet wird. Beide Modi dienen daher unterschiedlichen Zielen und liefern unterschiedliche Ergebnisse.

Warum ändert sich die andere Seite, wenn ich eine Seite eines Rechteckkanals ändere?

Im Modus Mindestquerschnitt hält der Rechner die berechnete Fläche A konstant. Wenn Sie die Seite a ändern, wird die andere Seite automatisch als b = A/a nachgerechnet, damit der Querschnitt dem erforderlichen Minimum für die eingegebenen Q und v entspricht. So können Sie den Kanal an den verfügbaren Platz anpassen, ohne die benötigte Fläche zu verändern.

Wie beeinflusst die Geschwindigkeit die endgültige Kanalgröße?

Bei konstantem Volumenstrom halbiert eine Verdopplung der Geschwindigkeit die erforderliche Querschnittsfläche gemäß A = Q / v. Die resultierenden Abmessungen werden kleiner, Druckverluste und Geräusche nehmen jedoch meist zu. In der Praxis wird die Geschwindigkeit als Kompromiss zwischen Baugröße, Akustik und Energieeffizienz gewählt.

Warum gibt es in den Oberflächenformeln einen Zuschlag p?

Der Zuschlag berücksichtigt zusätzliche Fläche für Falze, Verbindungen und praxisübliche Fertigungszugaben bei der Blechbearbeitung. Er verändert nicht den Durchströmquerschnitt, erhöht aber die Abwicklungsfläche und beeinflusst damit die geschätzte Menge an Blech, Dämmung oder Beschichtung. Wenn kein Zuschlag benötigt wird, setzen Sie p = 0.