Расчет клапана избыточного давления (КИД)

Расчет клапана избыточного давления (КИД) определяет живое сечение и типоразмер клапана либо перепад давления на клапане при заданном расходе. Этот перепад и давление защищаемого помещения относительно смежного объема — разные величины. Соответствие системы требованиям проверяют по балансу притока, утечек и сброса воздуха, с учетом давления по обе стороны клапана.

Расчет выполняется по МД.137-13. Внутри расчета два варианта: подбор КИД по перепаду давления — задается требуемое избыточное давление, определяется живое сечение клапана и выполняется подбор модели из базы типоразмеров; определение перепада давления — задаются характеристики уже подобранного клапана (коэффициент \(k\) и живое сечение), определяется фактический перепад давления.

При заполнении поля «Живое сечение КИД» указывайте то сечение, к которому относится коэффициент местного сопротивления. Для стеновых клапанов это живое сечение клапана, для канальных — сечение присоединительного воздуховода.

Что рассчитывается#

Подбор КИД — по заданному перепаду давления определяется требуемое живое сечение клапана и подбирается типоразмер из матрицы.
Проверка КИД — по характеристикам клапана (\(k\), \(S_{\text{ж}}\)) рассчитывается перепад давления при заданном расходе. Индикация диапазона 20–150 Па в модуле не подтверждает допустимость давления всей системы; для шахт лифтов, например, проверяется отдельный диапазон 20–70 Па.
Дополнительный КМС \(\xi_{\text{доп}}\) — учитывает решетки и сетки на клапане. Можно сравнить перепад с учетом и без учета дополнительных сопротивлений.

Исходные данные#

Общие параметры#

Расход воздуха \(L\), м³/ч: расход сброса через рассчитываемый КИД, определенный по балансу системы подпора.
Температура воздуха \(t\), °C: температура подаваемого воздуха.
Дополнительный КМС \(\xi_{\text{доп}}\): учитывает решетки и сетки на клапане.

Подбор КИД по перепаду давления#

Требуемый перепад давления \(\Delta P\), Па: задается вручную или рассчитывается по усилию открывания двери и доводчика.
Усилие открывания двери \(F\), Н: по данным производителя дверного доводчика.
Усилие сопротивления дверного доводчика \(F_r\), Н: по данным производителя.
Ширина двери \(W\), м: по архитектурным чертежам.
Расстояние от петли до края проема \(d\), м: по архитектурным чертежам.
Площадь дверного проема \(A_{\text{door}}\), м²: по архитектурным чертежам.

Определение перепада давления (проверка)#

Коэффициент \(k\): по данным производителя клапана.
Живое сечение \(S_{\text{ж}}\), м²: по данным производителя клапана.

Как выглядит расчет#

Экран расчета с выбором режима (подбор КИД или определение перепада давления), вводом расхода воздуха, температуры, дополнительных сопротивлений и параметров двери или клапана.

Скриншот программы «Расчет клапана избыточного давления (КИД)»

Рабочий порядок#

Введите расход воздуха, температуру и дополнительный КМС#
Расход сброса через рассчитываемый КИД берется из баланса системы подпора. Температура — подаваемого воздуха.
Выберите режим расчета#
Подбор КИД по перепаду давления или определение перепада давления для уже подобранного клапана.
Для подбора задайте допустимый перепад давления#
Введите вручную или рассчитайте по усилию открывания двери и доводчика.
Для автоматического подбора — выберите производителя и марку#
Выберите производителя, марку оборудования и нужный типоразмер из таблицы.
Для ручного ввода — задайте коэффициент \(k\)#
По данным производителя выбранного клапана.
Сформируйте отчет#
После проверки исходных данных и результатов нажмите кнопку «Сформировать отчет».

Практический пример#

Проверка и подбор клапана избыточного давления (КИД)#

Условие задачи#

Задача. Проверить существующий клапан и подобрать типоразмер для расхода 10 000 м³/ч при температуре −26 °C.

В примере приняты:

Расход воздуха: 10 000 м³/ч.
Температура: −26 °C.
Проверка: \(k = 1{,}8\), \(S_{\text{ж}} = 0{,}5\) м², \(\xi_{\text{доп}} = 0\).
Подбор: допустимый перепад 79 Па (рассчитан по усилию доводчика).

Что задается в интерфейсе#

№	Поле	Значение	Размерность	Комментарий
1	Расход воздуха \(L\)	10 000	м³/ч	Расход сброса через КИД по балансу системы
2	Температура воздуха \(t\)	−26	°C	По условию задачи
3	Дополнительный КМС \(\xi_{\text{доп}}\)	0	—	Без дополнительных решеток
4	Коэффициент \(k\) (проверка)	1,8	—	По данным производителя
5	Живое сечение \(S_{\text{ж}}\) (проверка)	0,5	м²	По данным производителя
6	Допустимый перепад \(\Delta P\) (подбор)	79	Па	Рассчитан по усилию доводчика

Результаты расчета#

Сценарий	Результат
Проверка существующего клапана	\(\Delta P = 71\) Па
Подбор по допустимому перепаду	Допустимое \(\Delta P = 79\) Па, выбран типоразмер 600×1000 мм

Результат. На клапане получен перепад 71 Па. При добавлении решетки с \(\xi_{\text{доп}} = 2\) он возрастает до 116 Па. Возможность применения клапана определяется требуемым расходом, давлением по обе стороны и расчетом защищаемого помещения; попадание этих чисел в диапазон интерфейса само по себе не означает, что клапан подходит.

Видеоразбор: Н2 и тамбур-шлюз#

В выпуске 15 цикла с Натальей Яровой показаны два сценария подбора КИД в «Аэропро.Эксперт».

Сценарий	Исходные данные	Настройка перепада	Результат
Лестничная клетка Н2	15 690 м³/ч, −15 °C, ξ_доп = 0,88	С учетом усилия дверного доводчика	Требуемое живое сечение 0,818 м², ΔP = 73 Па; ориентировочный типоразмер 1000×1000 мм
Тамбур-шлюз	9 350 м³/ч, −15 °C, ξ_доп = 3,36	Вручную задано 150 Па, без учета доводчика	Требуемое живое сечение 0,438 м²; КИД 700×900 мм с живым сечением 0,526 м² удовлетворяет условию по площади

Не переносите КМС удаленной решетки без пересчета. В примере тамбур-шлюза коэффициенты клапана и решетки относятся к одной скорости, поэтому их можно сложить: 0,78 + 2,58 = 3,36. Если живое сечение решетки отличается от живого сечения КИД, сопротивление решетки нужно привести к скорости в сечении клапана.

Коэффициент (k = 1{,}7), использованный в видео, взят из каталога выбранного производителя и не является универсальным значением для всех клапанов.

Нормативный контекст#

Изменение № 3 к СП 7.13130.2013 действует с 1 июля 2025 года. Пункты 8.9–8.10 допускают сброс избыточного давления и применение огнестойких КИД при выполнении установленных условий. Для обычного КИД во внутреннем ограждении сохраняется дополнительная защитная конструкция с переточными решетками; проходные сечения клапана и решеток должны быть разнесены не менее чем на 1,5 м; расход через устройство учитывается в балансе системы.

Требования пунктов 8.9–8.10 нужно проверять по актуальному тексту СП для конкретного проектного решения. Формулировка «защитная конструкция больше не нужна» некорректна: исключение относится не ко всем клапанам и схемам установки.

Расчетные зависимости (справочно)#

Зависимость	Что определяет
\(\rho = \frac{353}{273 + t}\)	Плотность воздуха (кг/м³) при температуре \(t\).
\(\Delta P = \frac{(k^2 + \xi_{\text{доп}}) \cdot \rho}{2} \cdot \left(\frac{L}{3600 \cdot S_{\text{ж}}}\right)^2\)	Перепад давления на клапане (Па). Используется при проверке КИД.
\(S_{\text{ж}} = \frac{L}{3600} \cdot \sqrt{\frac{(k^2 + \xi_{\text{доп}}) \cdot \rho}{2 \cdot \Delta P}}\)	Требуемое живое сечение клапана (м²). Используется при подборе КИД.
\(\Delta P = \frac{(F - F_r) \cdot 2 \cdot (W - d)}{W \cdot A_{\text{door}}}\)	Перепад давления по заданным усилиям и геометрии двери (Па). Программа ограничивает полученное значение диапазоном 20–150 Па. Если исходная зависимость дает меньше 20 Па, подстановка 20 Па не доказывает допустимость усилия открывания — требуется отдельная проверка двери.

Дополнительные материалы#