為什麼建築物內供水排水的管道都是圓形的而通風管道卻是方形的?


首先,雖然有不少鐵皮或者鋁皮焊接成的方形通風管道,但是圓通風管道也用得挺廣泛的。故而問題僅部分成立。

關於為什麼液體使用圓形管道還是比較好理解:圓形管道比較容易實現密封、強度高、而且流動阻力係數是所有形狀中最小的。

原則上通風管道最好也能設計成圓管,但是一方面民用通風管道漏一點氣沒什麼太大問題,而且流動阻力很小不需要特殊優化;另一方面方形管道加工非常方便,價格非!常!便!宜!!!即便出了問題更換也非常方便~所國內考慮經濟因素往往就使用方形鐵皮管道做民用通風了~

最後補一句,其實如果出於防火考慮什麼的,或者是工業用高壓氣體輸送,還是圓形管道比較靠譜~


----------------------------------------正文和附件的分割線--------------------------------------------------

發現在正文中插圖太影響閱讀,因此圖都放在後面好了:

這個就是方形通風管道的零件,看看這做工,目測隨便找個鄰村的鐵匠就能搞定~便宜好用~

看看,也是有圓形的通風管道嘛,雖然目測還是很糙……

嘖嘖嘖還是給排水管道比較高大上~

噢耶!


--


給排水管道一般管徑較小,即使用圓管,對建築的層高影響也不大。還有一點轉彎較多,如果做成方形管道,會導致轉彎處的局部阻力太大,從而增加水泵的揚程,不經濟。
通風管道一般管徑較大,使用圓管佔用的空間較大,影響建築的層高,所以方管用的較多。圓管也有,主要用在層高較高的建築內。


樓上們說得很全了,再補充一點。
同樣的截面積,方形比圓形的高度要低。風管作為尺寸最大的管線,布置在樓板內,勢必要考慮體量問題。風管越矮,佔用層高就越少。
號稱體量最小的風管,大多都是增加橫向寬度,減少高度來實現的。


在相同的截面積條件下,從材料的節省,管道承壓能力和水力損失上來說,圓形管道都是優於方形管道的。但風管更加偏向於採用方形,我認為主要原因是體積問題。
在實際設計工程中,由於風管體積大,暖通工程師需要重點協調的事情是風管的布置問題,需要和建築專業要層高,要管井。由於大部分建築是方形的,因此,風管做成方形的理應是最為節省空間的做法。打個比方說,如果建築是三角形的,風管完全可以做成三角形的。
另外,我認為現場加工為何不是主要因素呢,因為從加工來說,方形管道最容易這種說法是不一定成立的。其他形狀的風管完全現場加工得來,而方形管道穩定性較差,其他形狀風管的加工難度甚至會更小。
而圓形風管道一般出現在對體積要求沒這麼苛刻的場所,比如工廠廠房。或者某些風管承壓較大的系統,方形管道承壓下容易出現形變,用圓形管道明顯更加合理。


樓上已經說了很多,我補充一點:主要是液體輸送速度一般比氣體低很多
圓形管道在輸送液體時比方形的更少出現死角(根據徑向擴散與平方反比定律,若按照層流計算,則方形管道的四個角落的流速非常低),由此圓形管道更少出現流體滯留引起的腐蝕和固體沉降、結垢。
而通風管道,氣體流速大,不容易出現固體顆粒沉降,即使出現死角也可以被高速氣體帶走(詳情參考流體力學)。
當然方形的管道加工容易,價格便宜,所以可以用在氣體輸送上,而液體輸送的難點導致其不適宜採用方形管道。

ps 個人覺得方形管道更適合做換熱器


我是來吐槽的,不過不要摺疊我啊, @童Tony , @ 徐克
看看我們廠的管道吧,估計你們又覺得毫無美感了。。


圓管水力條件好。通風方的好做。


水路:壓力大,可能有大量雜質。故選圓形截面,可以縱向無縫,受力均勻,無死角不易殘留。
氣路:只考慮最大通過量,既截面積最大。


考慮到美觀情況,節省布置空間情況會選方管,而且氣體沿程阻力小,方圓管也差不了多少…


方形截面的角處應力集中,
轉彎時直角水頭損失大,對轉彎點應力也集中。
製造方形管若是一體軋製成型成本大於圓管,多是板材焊接,焊接點強度本身就底。


建築物裡面供排水時,需要考慮水流動的阻力,另外還有一個重要的因素,由於水的密度相對於空氣是較大的,水在矢量速度變化時會產生較大的衝擊力,甚至形成液擊現象,採用圓形的管道,平滑過渡,能夠減小衝擊力。至於通風方管,簡單好做,對能量損失要求不高。


從建築角度來回答一下為什麼風管要使用方形的。
大家看到建築內部的風管主要是新風管,排風管,消防排煙管等。這些管道的截面大小都是通過設計規範計算出來的。然而,一般風管的截面尺寸都比較大,無法穿過建築的梁,只能布置在建築梁下,但是任何建築使用時都對建築每一層的凈高有要求。管道截面積相同的情況下,方形風管比圓形風管所佔用的空間高度要小,並且可變性較大,所以在滿足規範要求前提下,為了盡量多的提高建築空間使用效率,風管一般都採用方形。
ps:主要還是便宜,材料便宜,節省下來的層高也能減少土建成本,何樂而不為呢?


首先圓形風管也有的,比如涉及到帶壓的風管超過1公斤壓力的都是圓管,主要還是製造成本的問題,卷管比方管焊接要容易。
而液體管道因為基本上帶壓的,所以圓管多,但是也不能說沒有方管,比如城市下水道就可以理解為方管或者橢圓管


推薦閱讀:

如果集合全世界的力量,造一座山,這座山能造多高?
pvg飛羽田,降落之前在日本的海上看到了一個奇怪的建築物,請問這是什麼?
grasshopper在建築建模中起什麼作用?
伊斯蘭風格的建築為何有大量的拱形和圓頂?
大海沙灘上的木樁是做什麼用的?

TAG:建築 | 流體力學 | 工程學 | 化工 | 建築施工 |