VDI 2087-2006 Air ducts - Operating and construction fundamentals.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURELuftleitungssystemeBemessungsgrundlagenAir ductsOperating and construction fundamentalsVDI 2087Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Technische GebudeausrstungVDI-Handbuch Technische Gebudeausrstung, Band 2: RaumlufttechnikVDI-RICHTLINIENZubeziehen durc

2、h /Available atBeuth VerlagGmbH,10772Berlin AlleRechte vorbehalten /Allrights reservedVereinDeutscherIngenieuree.V., Dsseldorf 2006Vervielfltigung auchfr innerbetriebliche Zwecke nicht gestattet/ Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.I

3、CS 91.140.30Dezember 2006December 2006The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Frhere Ausgabe:05.98Formeredition:05/98Inhalt SeiteVorbemerkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Einleitung . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Geltungsbereich und Zweck . . . . . . . . . . 22 Normative Verweise . . . . . . . . . . . . . . . 53 Strmungstechnische Berechnungen . . . . 53.1 Bemessen von Zuluftleitungen . . . . . . . . 53.2 Bemessen von Abluftleitungen . . . . . . . . 103.3 Hinweise fr

5、 KVS und VVS (Konstant-,Variabel-Volumenstrom-Systeme) . . . . . . 123.4 Berechnungshinweise. . . . . . . . . . . . . 123.5 Ventilatoren; Hinweise zum Einbau und Betriebsverhalten. . . . . . . . . . . . . 183.6 Konstruktionshinweise . . . . . . . . . . . . 203.7 Optimierungsberechnungen . . . . . .

6、 . . 204 Schalltechnische Berechnungen . . . . . . . 205 Wrmetechnische Berechnungen . . . . . . . 215.1 Temperaturnderungen in Luftleitungen . . . 215.2 Ermittlung der Wrmedurchgangs-koeffizienten . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.3 Kaltluftleitungen . . . . . . . . . . . . . . . 225.4 Wrmegew

7、inn durch Ventilatoren . . . . . . 276 Brandschutztechnische Hinweise . . . . . . . 276.1 Feuerwiderstandsfhige Luftleitungen . . . . 276.2 Brandschutzklappen . . . . . . . . . . . . . 287 Inspektions- und Reinigungshinweise . . . . 28Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Anhang B

8、erechnungsdiagramme. . . . . . . . . . 30Contents PagePreliminary note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Field of application and purpose . . . . . . . . 22 Normative references . . . . . . . . . . . . . . 53 Flow calculations . . .

9、 . . . . . . . . . . . . . 53.1 Dimensioning intake air ducts. . . . . . . . . 53.2 Dimensioning exhaust air ducts . . . . . . . . 103.3 Recommendations for KVS and VVS (constant and variable volumetric flowsystems) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.4 Calculation hints . . . . . . . . . .

10、 . . . . . . 123.5 Fans; recommendations for installation and operating performance . . . . . . . . . . 183.6 Construction hints . . . . . . . . . . . . . . . 203.7 Optimisation calculations . . . . . . . . . . . 204 Sound calculations . . . . . . . . . . . . . . . . 205 Heat calculations . . . . .

11、 . . . . . . . . . . . 215.1 Temperature changes in air ducts . . . . . . . 215.2 Determining heat transfer coefficients. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215.3 Cold air ducts . . . . . . . . . . . . . . . . . 225.4 Heat recovery by fans . . . . . . . . . . . . . 276 Fire prevention recommendati

12、ons . . . . . . . 276.1 Fire resistant air ducts . . . . . . . . . . . . . 276.2 Fire dampers . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 Inspection and cleaning recommendations. . 28Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Annex Calculation diagrams . . . . . . . . . . . . 30B974908A8

13、24A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20062 VDI 2087VorbemerkungAllen ehrenamtlichen Mitarbeitern an dieser Richtli-nie sei auf diesem Wege gedank

14、t.Alle Rechte vorbehalten, auch das des Nachdrucks,der Wiedergabe (Fotokopie, Mikrokopie), derSpeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und derbersetzung, auszugsweise oder vollstndig. DieNutzung dieser VDI-Richtlinie als konkrete Arbeits-unterlage, insbesondere der Vordrucke, ist unterWahrung des Ur

15、heberrechtes z.B. durch Kopierenauf lizenziertem Kopierpapier des VDI mglich.Ausknfte dazu, auch z.B. zur Nutzung im Wege derDatenverarbeitung, erteilt die Abteilung VDI-Richtli-nien im VDI.EinleitungLuftleitungen haben in raumlufttechnischen Anlagendie Aufgabe, die Luftstrme auf die Zuluftdurchlsse

16、im vorgesehenen Umfang zu verteilen (Zuluftleitun-gen) oder aus den Abluftdurchlssen zu sammeln(Abluftleitungen).An die Ausfhrungen der Luftleitungen werden fol-gende Hauptanforderungen gestellt: innen glatt (ge-ringer Druckabfall, geringe Staubablagerung), gutreinigbar, dauerbestndig, nicht hygrosk

17、opisch, nichtbrennbar, korrosionsbestndig, luftdicht (zul. Leck-luftstrom nach DIN EN 13779). Eine bersicht berdie gebruchlichsten Ausfhrungen gibt Tabelle 1.Die Zuluftleitungen sind so zu bemessen, dass die ge-forderten Volumenstrme ohne wesentliche Einregu-lierungsmanahmen (z. B. Drosselung) im vo

18、rgese-henen Umfang auf die Luftdurchlsse verteilt wer-den. Bei Abluftleitungen gilt diese Forderung analog.1 Geltungsbereich und ZweckIn der Richtlinie werden die Bemessungsgrundlagenfr den Lufttransport und die Luftverteilung behan-delt. Weiterhin werden Angaben zur konstruktivenAusbildung der Luft

19、leitungsnetze gemacht sowieschall-, wrme- und brandtechnische Hinweise gege-ben.Die nach neuesten Erkenntnissen notwendige Luft-qualitt im Aufenthaltsraum wird durch die Reinheitder Zuluftwege mitbeeinflusst 1. Deshalb wird auchauf die Abnahme, die Inspektion und die Reinigungder Luftleitungssysteme

20、 eingegangen.Preliminary noteAll honorary collaborators in the production of thisguideline are hereby thanked.All rights reserved. No part of this publication may bereprinted, reproduced (by photocopying or micro-film), stored in information retrieval systems or trans-lated. The use of this VDI guid

21、eline as a permanentworking document, particularly the forms, is possiblewhile maintaining copyright protection by copying itonto licensed VDI copier paper. Enquiries in this re-gard and concerning information retrieval systemsshould be directed to the VDI Guidelines Departmentwithin the VDI.Introdu

22、ctionIn the context of heating, ventilation and air-condi-tioning plants, air ducts are intended to distribute theflow of air to supply air outletsover the area required(supply air ducts) or to collect extract air from the ex-haust air openings (exhaust air ducts).The main design requirements for ai

23、r ducts are as fol-lows: smooth interior (low pressure drop, low dustaccumulation), easy to clean, durable, non-hygro-scopic, non-flammable, non-corroding and air-tight(permitted air flow leakage to comply withDIN EN 13779). A summary of the most commonlyused designs may be found in Table 1.The air

24、ducts should be dimensioned so that the re-quired volumetric flows are distributed as specified tothe air terminals without considerable effort for flowcontrol (e. g. throttling). The requirement for exhaustair ducts is analogous.1 Field of application and purposeThis guideline deals with operating

25、and constructionfundamentals for the transfer and distribution of air.Information on the constructional form of air ductingsystems is also provided together with sound, heatand fire safety recommendations.According to the latest findings, the level of air qual-ity required in an occupied area is inf

26、luenced by thepurity of intake airways 1. For this reason an ac-ceptance test, inspection and cleaning of the air ductsystems are also described.B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbeh

27、alten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2006 VDI 2087 3 Tabelle 1. bersicht ber die wichtigsten LuftleitungsausfhrungenMaterial Verzinktes Stahlblech Profiliertes Alu-miniumbandSilikatplatte Mauerwerk und BetonKunststoffQuerschnittsform rund, rechteckig rund rund rechteckig,quadratischrech

28、teckig, quadratischrund, rechteckigLangnhte geschweit oder gefalztWickelfalzrohr (nach DIN 24145)Flexibles Rohr nach DIN 24146Blechwinkel genietetInnenflchen ver-fugt, verputzt, gestrichen oder gefliestPE: Spiegel-schweienPP: KlebenVerbindungen gebrdelt, lose Flansche, Winkelstahl, Temperatur-bestnd

29、igkeit nur 60 C bis 80 CMuffen oder Steckverbin-dung, Dichtung durch Klebeband, Schrumpfman-schette, Flan-sche mit SpannschelleSteckverbindun-gen, Dichtung durch Klebeband, Schrumpfman-schette, Spann-schelleMuffen oder Manschetten mit Dichtungs-masse, Winkel-stahl, Blechschie-berRauheit in mm 0,15 0

30、75 bis 2,5 (siehe Bild 7)0,15 Beton 0,5 (glatt)1 bis 3 (rau)Mauerwerk3 bis 5 (rau)0,015Verhltnis R/R0 bei R0= 2/20 Pa/m (R0= Druckabfall in hydraulisch glat-ter Luftleitung)1,2/1,4 1,6 bis 2,9 1,2/1,4 1,5 bis 3,5 1,02/1,04Wrmeleit-koeffizient in W/(m K)4050 keine Angabe, da profiliertes Aluband0,35

31、 bis 0,45 0,7 bis 2 0,15 bis 0,20Korrosions-bestndigkeitrelativ gut recht gut gut, nur bedingt surefestgut bei Innenfl-chen mit sure-bestndigen Fliesen oder Anstrichsehr gut gegen fast alle aggressi-ven Gase und DmpfeBrandschutz (DIN 4102)nicht brennbar nicht brennbar nicht brennbar, feuerhemmend mg

32、lichnicht brennbar, feuerhemmendschwer entflammbarBefestigung Aufhngung mit Rohrschellen oder Flach- und Winkelstahlkon-struktionenAufhngung mit Rohrschellen oder Flach- und Wickelstahlkon-struktionAufhngung mit Flach- und Win-kelstahlkonstruk-tionenfeste Verbindung mit Gebudelose aufliegend auf Hng

33、e-konstruktionen (Wrmeausdeh-nung)Vor-/Nachteile geringes Gewicht, leichte Montage, sehr stabil, individuelle Anfertigung mglich; am meisten gebruchlichvon Hand bieg-bar, leichte Mon-tage, geringes Gewicht, stauch- und streckbar/hherer Rei-bungswiderstandhohes Gewicht, aufwndige Montage, leicht zerb

34、rechlich, bes-sere Wrme-dmmunggute Stabilitt, vorzugsweise Anwendung fr groe Quer-schnitte (Bodenkanle, Schchte)geringes Gewicht, leichte Montage, bei Klte Bruchge-fahr, Temperatur-bestndigkeit nur 60 C bis80 C, teuer, Anwendung vor allem bei Labor-gebuden u. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9

35、B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20064 VDI 2087Table 1. Summary of the most important types of air ductsMaterial Galvanised sheet steel Aluminium strip sectionSilicate shee

36、t Brickwork and concretePlasticCross-section Round, rectan-gularRound Round Rectangular, squareRectangular, squareRound, rectangu-larLong welded seamsWelded or lock-seamedLock-seamed duct (to comply with DIN 24145)Flexible duct to comply with DIN 24146Riveted sheet metal angleInterior surfaces point

37、ed, plas-tered, faced or tiledPE: butt weldingPP: bondedConnections Lock-seamed, slip-on flanges, angle steel, heat resistant from 60 C to 80 C onlySleeves or push-fit connectors, sealed with adhe-sive tape, shrink sleeve, flange with clamping ringPush fit connec-tors, adhesive tape sealing, shrink

38、sleeve, clamp ringSleeves or sleeves with seal-ing compound, angle, steel, slideSurface rough-ness in mm0,15 0,75 to 2,5(see Figure 7)0,15 Concrete 0,5 (smooth), 1 to 3 (rough), brick-work 3 to 5 (rough)0,015Ratio R/R0 where R0= 2/20 Pa/m (R0= pressure drop in hydrauli-cally smooth air duct)1,2/1,4

39、1,6 to 2,9 1,2/1,4 1,5 to 3,5 1,02/1,04Coefficient of ther-mal conductivity, in W/(m K)4050 No information aluminium strip section0,35 to 0,45 0,7 to 2 0,15 to 0,20Corrosion resist-anceRelatively good Very good Good, only slightly acidproofGood on interior surfaces with acidproof tiles or paintVery

40、good against almost all aggressive gases and vapoursFire protection (DIN 4102)Non-flammable Non-flammable Non-flammable, available as fire-retardantNon-flammable, fire-retardantNot easily inflam-mableFixings Mounting with pipe clamps or flat and angle steel constructionsMounting with pipe clamps or

41、flat and angle steel construc-tionsMountings with flat or angle steel constructionsFixed connection to buildingLoosely sup-ported by hang-ers (thermal expansion)Advantages/disad-vantagesLow weight, easy assembly, very stable, individual fabrication possi-ble; in most common use Can be bent manually,

42、 easy assembly, low weight, can be flattened and stretched/high friction resistanceHigh weight, costly assembly, very fragile, bet-ter thermal insu-lationGood stability, preferred use for large cross-sec-tions (floor ducts, shafts)Low weight, easy assembly, risk of fracture in cold weather, thermal

43、stability from 60 C to 80 C only, expensive and used prima-rily in laboratory and similar build-ingsB974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dssel

44、dorf 2006 VDI 2087 5 2 Normative VerweiseVorschriftenBauO Bauordnungen der LnderDIN-NormenDIN EN 13779 : 2005-07 Lftung von Nichtwohnge-buden Allgemeine Grundlagen und Anforde-rungen an Lftungs- und Klimaanlagen; DeutscheFassung prEN 13779:2005. Berlin: Beuth VerlagDIN 4102-1 : 1998-05 Brandverhalte

45、n von Baustof-fen und Bauteilen; Baustoffe; Begriffe, Anforde-rungen und Prfungen. Berlin: Beuth VerlagDIN 4102-2 : 1998-08 ; Bauteile; Begriffe, Anfor-derungen und Prfungen. Berlin: Beuth VerlagDIN 4102-4 : 1994-03 ; Zusammenstellung undAnwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteileund Sonderbauteil

46、e. Berlin: Beuth VerlagDIN 4102-5 : 1977-09 ; Feuerschutzabschlsse,Abschlsse in Fahrschachtwnden und gegenfeuerwiderstandsfhige Verglasungen; Begriffe,Anforderungen und Prfungen. Berlin: BeuthVerlagDIN 4102-6 : 1977-09 ; Lftungsleitungen; Be-griffe, Anforderungen und Prfungen. Berlin:Beuth VerlagDIN

47、 24150 : 1990-04 Rohrbauteile fr lufttechnischeAnlagen; Verbindungsarten fr Blechrohre undFormstcke. Berlin: Beuth VerlagDIN 24150 Beiblatt 1 : 1990-04 Rohrbauteile frlufttechnische Anlagen; Verbindungsarten frBlechrohre und Formstcke; Ausfhrungsbei-spiele fr Verbindungen VO. Berlin: Beuth Verlag VD

48、I-RichtlinienVDI 6022 Blatt 1 : 2006-04 Hygiene-Anforderungenan Raumlufttechnische Anlagen und Gerte. Ber-lin: Beuth VerlagVDI 6022 Blatt 2 : 2006-04 Hygiene-Anforderungenan Raumlufttechnische Anlagen Messverfahrenund Untersuchungen bei Hygienekontrollen undHygieneinspektionen 3 Strmungstechnische B

49、erechnungen3.1 Bemessen von ZuluftleitungenZuluftleitungen sind so zu bemessen, dass ber dieWahl der Geschwindigkeiten die Druckverteilung imNetz die vorgegebene Verteilung der Luftstrme be-stimmt. Der Druckabfall entsteht durch Rohrreibungund Einzelwiderstnde.2 Normative referencesRegulationsBauO Lnder building ordinancesDIN StandardsDIN EN 13779 : 2005-07 Ventilation for non-resi-dential buildings Performance requirements fo