Как рассчитать воздухообмен в помещении: нормы кратности

Нормы воздухообмена в жилых сооружениях

При проведении расчета необходимо используют данные таблицы при условии, что уровень насыщенности вредоносных компонентов не выше норм ПДК.

В случаях неиспользования помещения для жилья показатели уменьшаются таким образом:

• в зоне проживания на 0,2ч-1;
• в остальных: кухня, ванная, туалет, кладовая, гардероб на 0,5ч-1.

При этом необходимо избежать попадания проточного воздуха с этих помещений в жилые, если он там присутствует.

В случаях, когда воздух, поступающий в помещение с улицы, проходит большую дистанцию до вытяжки, то увеличивается и кратность воздухообмена. Присутствует еще такое понятие, как запоздание вентиляции, что подразумевает собой отставание попадания кислорода снаружи до начала его использования в помещении. Это время определяется с помощью специальной диаграммы (смотреть на рисунок 1), учитывая наименьшие нормы обмена воздуха в вышеуказанной таблице.

К примеру:

• расход воздуха 60 м³/ ч*чел;
• объём жилья 30 м³/чел;
• время запаздывание 0.6 ч.

4 Вычисление оборота воздуха по СНиП

Зная, как рассчитать кратность воздухообмена (N =L/Р), приступают к расчётам проветривания. Существует другой метод, в котором используется санитарная норма, вычисление по количеству людей. Формула для определения воздухообмена по СНиП имеет вид L= n * l, где:

• n — количество людей в помещении, чел.;
• l — лимит подачи свежего потока в расчёте на одного присутствующего, м3/час*чел.;
• размерность L — м3/час.

После предварительного определения потребности вентиляционной системы в воздухообмене по теплу, влажности, вредным газам, санитарным нормам и кратности, за расчётное значение принимают максимальную величину. Для жилых и общественных зданий проветривание обычно рассчитывают по СНиП и показателю N.

Основные задачи расчета вентиляции

Вентиляционные системы, монтирующиеся в загородных домах и городских квартирах,
принципиальных отличий не имеют. Пожалуй, единственным, упоминаемым специалистами
нюансом, является повышенное требование к уровню звукоизоляции в первом случае.
Особенно если дом или коттедж выстроен в очень тихой зоне, где даже незначительный
шум вращающихся лопастей будет не самым лучшим дополнением к шелесту листвы или
пению птиц.

В остальном же расчет вентиляции и объема воздухообмена производится по стандартным
схемам, учитывающим при определении производительности такие факторы, как:

• предназначения здания;
• взаимное расположение его помещений;
• площадь и объем каждого из них;
• число постоянно (или на протяжении достаточно длительного периода) находящихся там
  людей.

Кроме того следует учитывать тот факт, что кратность полной замены воздушной массы
для разных помещений за единицу времени тоже различна – и при сходных геометрических
параметрах минимальна для спален или кабинетов, несколько выше для санузлов и кухонь
и максимальна для производственных цехов. Причины этого очевидны, и заключаются
в разном расходе кислорода и продуцировании углекислого (или угарного) газа, а также
особенностях насыщения окружающего пространства влагой или неприятными запахами.

Эффективная вентиляция покрасочного цеха — принципы проектирования

Вентиляционные приточно-вытяжные системы смешанного типа (местные и общеобменные) способствуют созданию безопасного для здоровья микроклимата лишь при условии обеспечения достаточного воздухообмена. При значительной концентрации вредностей, выделяемых в процессе окрашивания крупногабаритных деталей методом порошкового напыления, задача вентиляции покрасочного цеха сводится к соблюдению пожарной безопасности путем достижения значений ПДК.

Источники

• https://m-e-g-a.ru/ventilyatsiya/kak-sostavlyaetsya-proekt-ventilyatsii-tseha
• https://ecoenergovent.ru/info/sistema-ventilyaiya-i-kondiionirovanie-v-proizvodstvennom-ehe
• https://www.AirClimat.ru/Ventilyatsiya-tseha.htm
• https://foundmaster.ru/climatic/ventilyatsiya-proizvodstvennogo-tseha.html
• https://www.PromKlimat.ru/Ventilyatsiya-tseha.htm
• https://www.air-ventilation.ru/ventilyatsiya-proizvodstva.htm
• https://otivent.com/ventiljacija-proizvodstvennyh-pomeshhenij
• https://foundmaster.ru/ventilation/ventilyatsiya-goryachego-tseha-osobennosti-ustanovki.html
• http://www.provento-ventilation.ru/info/articles/ventilyatsiya-pokrasochnogo-tsekha/

Понятие воздухообмена

Воздухообмен – это количественный параметр, характеризующий работу системы вентиляции в закрытых помещениях. Другими словами, происходит обмен воздуха для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ с целью обеспечения допустимого микроклимата и качества воздуха в обслуживаемом помещении или рабочей зоне. Правильная организация воздухообмена – одна из главных целей при разработке проекта вентиляции. Интенсивность воздухообмена измеряется кратностью – отношением объёма подаваемого или удаляемого воздуха за 1 час к объёму помещения. Кратность приточного или вытяжного воздуха определяется нормативной литературой. Теперь поговорим немного о СНиПах, СП и ГОСТах, диктующих нам необходимые параметры для поддержания комфортных условий в офисных и жилых помещениях.

Расчет сети распределения воздуха

Схема вентиляции с гибким воздуховодом.

Другим обязательным условием создания качественной вентиляции является проектирование максимально эффективной системы воздухораспределения, обеспечивающей обмен воздуха по всему дому (квартире). Чтобы добиться этой цели, следует сначала составить принципиальную схему монтажа воздухопроводящих каналов, которые должны связывать все обслуживаемые комнаты. При этом необходимо добиваться, чтобы протяженность вентиляционной трассы, по которой расчетные объемы воздуха устремляются в помещения, была минимальной.

Площадь сечения для воздуховодов рассчитывается с использованием двух основных показателей. Первый показатель – это количество воздушной массы, которая протекает по трубам в единицу времени, второй – максимальная скорость, которая допускается для прохождения воздуха по трассе.

Что касается скорости прохождения воздуха, то здесь есть несколько особенностей, которые необходимо учитывать при монтаже воздуховодов. Замечено: чем больше скорость, тем больше шума производит подаваемый воздух в системе принудительной вентиляции. Разумеется, этот фактор очень нежелателен в жилых помещениях. Поэтому в квартирах и домах, как правило, скорость проветривания ограничена уровнем 3-4 м/сек.

В тех случаях, когда воздуховоды, имеющие большое сечение и обеспечивающие соответственно низкую скорость протекания воздуха (а именно такие трубы считаются малошумными), сложно или совсем невозможно закрыть потолочным перекрытием, рекомендуется применять воздуховоды прямоугольного сечения. Такие трубопроводы при площади сечения, одинаковой с круглыми воздуховодами, имеют более компактные габариты, что сказывается на большем удобстве их монтажа, по сравнению с круглыми образцами.

https://youtube.com/watch?v=aG-ZPsV3c-M

Теперь можно перейти к определению расчетной площади сечения воздуховодных труб. Вычисления осуществляются по следующее формуле:

Sс = L х 2,778 / V, где:

• Sс – площадь расчетная воздуховодного сечения (см2);
• L – расход воздушной массы, проходящей по воздуховоду (м3/час);
• 2,778 – коэффициент, используемый для согласования разных размерностей (например, см и м);
• V – скорость движения воздушной массы по воздуховоду (м/сек).

Схемы крепления ПВХ-воздуховода к стене.

Фактическая площадь воздуховодного сечения рассчитывается по двум другим формулам в зависимости от того, какого вида сечение – круглое или прямоугольное – предпочтет заказчик. Формула для круглого воздуховода выглядит так:

S = π х D² / 400, где:

• S – фактическая площадь (см2);
• D – диаметр воздуховода (мм).

Формула для прямоугольного воздуховода:

S = A х B / 100, где:

• S – фактическая площадь (см2);
• А – ширина воздуховода (мм);
• В – высота воздуховода.

Стоит отметить, что при вычислении габаритов воздуховодных труб данные показатели определяются по отдельности – для каждого ответвления и для магистральной трубы.

Таким образом, учитывая все особенности монтажа и эксплуатации, пользуясь точными размерами и формулами, можно рассчитать оптимальный вариант для системы вентиляции, который обеспечит комфортную атмосферу в доме.

Нормы воздухообмена в офисах

Регулирование стандартов вентиляции, влажности в офисном помещении происходит на этапе законодательном с помощью следующих документов:

Трудовой Кодекс РФ

СанПиН 2.2.4.48-96, где указываются требования к установлению микроклимата в производственном помещении.

Норматив обмена воздуха, изложенный в СП 60.13330. 2016, определяют назначением кабинета, а также числом работников в нём. Стандарты кратности воздухообмена на 1 сотрудника, описанные в нём:

• Помещение для совещаний — 60 м в кубе в час;
• Кабинет, где находится руководитель — 60 м в кубе в час;
• Приёмная — 40 м в кубе в час
• Если офис имеет открытый тип, то норма для него — 30 м в кубе в час;
• Коридор, а также холл — 11 м в кубе в час;
• Уборная имеет норму в 75 м в кубе в час;
• Курилка же — 100 м в кубе в час.

Обеспечить адекватную вентиляцию необходимо не только для производственной безопасности. Прямым образом она затрагивает здоровье сотрудника и качество его труда.

Кратность воздухообмена и ее значение

Воздухообмен — количественная величина, отражающая работу вентиляционной системы в закрытом пространстве.

Кратность — индикатор замещения воздушной массы за единицу времени, закладываемый при проектировании зданий и систем вентиляции. До того как выбрать показатель кратности, следует ознакомиться с правилами и разобраться с методами расчета.

Простая схема воздухообмена в квартире/доме: для технических помещений важнее удаление воздуха, для жилых — приток, а переток между комнатами восполняет недостающие количества воздуха

Кратность воздухообмена — санитарный показатель состояния воздушной массы в помещении. От этого параметра зависит безопасность и комфорт людей. Допустимые значения регулирует государство — в строительных нормах и правилах (СНиП), сводах правил (СП), санитарных правилах и нормах (СанПиН) и ГОСТах. Кратность воздушного обмена показывает, сколько раз в течение часа воздух заменялся на новый.

В основе СНиПов по воздухозамещению лежат такие нюансы:

• предназначение постройки/помещения;
• температура и влажность воздуха;
• качество, интенсивность и пропускная способность естественной вентиляции;
• количество жильцов, работников и других людей постоянно или временно находящихся в помещении;
• теплопроизводительность работающих приборов;
• количество бытовой техники.

Есть 2 типа воздухообмена: естественный и искусственный. Естественный способ обмена заключается в движении воздушных масс за счет разницы давления. Из точек с большим давлением — в места с меньшим. Искусственный воздухообмен подразумевает работу вентиляторов, кондиционеров и других электрических устройств.

Формула кратности воздухообмена выглядит так:

N = Q возд / V пом, где:

Естественное замещение воздуха ограничивается 3—4-кратным показателем, поэтому его движение иногда приходится усиливать механической вентиляцией.

Устройство приточно-вытяжной вентиляции (от 1 до 10): забор воздуха, очистка, воздуховоды, приточный вентилятор, устройство подачи воздуха, прибор для удаления воздуха, вытяжной вентилятор, пыле- и газоуловители, фильтры, устройство выброса воздуха

Вентиляционные системы работают по 2 схемам: вытесняют старый воздух новым или перемешивают обе эти массы.

Для систем, работающих только на удаление воздуха, основная формула кратности выглядит следующим образом:

N = V у. в. / V пом, где:

В удаляемый объем следует включать тепловые выделения и летучие вредные вещества.

Для приточной и вытяжной вентиляции рассчитывают также отдельные показатели кратности.

К примеру, для приточной системы его определяют так:

N пр = L пр / V пом, где:

Отдельная норма кратности для вытяжной вентиляции обычно больше на 1 или 2 единицы в час по сравнению с притоком, но в некоторых медицинских помещениях — наоборот. Общую кратность всегда измеряют по большему показателю.

Кратность воздухообмена, приведенная в СНиПах и санитарных нормах, имеет 4 выражения:

• количество раз в час;
• кубические метры в час — обычно для помещений стандартных размеров;
• кубические метры в час на человека;
• кубические метры в час на квадратный метр.

Последние два показателя — удельные нормы воздухообмена для помещений, где большую роль играет присутствие людей. Расчет на человека бывает полезным на производственных цехах, в магазинах и больницах. На этих объектах можно подсчитать количество людей и установить среднее число посетителей.

На одного сотрудника следует отводить 60 м³/ч, а на временного посетителя — 20 м³/ч. Удельная кратность выступает как информативный показатель при условии, что размеры помещения приближаются к стандартным.

Воздухообмен в помещении: Q изб — избыточное тепловыделение, G — вредные газы или пары, V — объем помещения, q пр — концетрация вредных газов или паров в поступающем воздухе, q выт — то же, но в уходящем воздухе, t пр — температура поступающего воздуха, t выт — уходящего

Есть также коэффициент воздухообмена, определяемый формулой:

E = T / (2 × Y) × 100 %, где:

Коэффициент можно называть также качеством воздухозамещения. Показатель достигает 100 % в вентиляции, удаляющей старый воздух, и 50 % в вентиляционной системе, перемешивающей воздушные массы.

По нормативам кратности воздухообмена определяют требуемую производительность вентиляции.

Формула выглядит так:

L = n × V пом, где:

Норматив кратности по умолчанию составляет 1—2 раз для жилых комнат и 2—3 для офисных помещений. Для санузлов норма сменяемости воздуха начинается от 3—5, а для кухонь — от 5—10.

Правила определения скорости воздуха

Скорость движения воздуха тесно взаимосвязана с такими понятиями, как уровень шума и уровень вибрации в вентиляционной системе. Проходящий по каналам воздух создает определенный шум и давление, которые возрастают с увеличением количества поворотов и изгибов.

Чем больше сопротивление в трубах, тем ниже скорость воздуха и тем выше производительность вентилятора. Рассмотрим нормы сопутствующих факторов.

№1 — санитарные нормы уровня шума

Нормативы, указанные в СНиП, касаются помещений жилого (частных и многоквартирных домов), общественного и производственного типа.

В таблице, представленной ниже, вы можете сравнить нормы для помещений различного типа, а также территорий, прилегающих к зданиям.

Часть таблицы из №1 СНиП-2-77 из параграфа «Защита от шума». Максимально допустимые нормы, относящиеся к ночному времени, ниже дневных значений, а нормы для прилегающих территорий выше, чем для жилых помещений

Одной из причин увеличения принятых норм как раз может быть неправильно спроектированная система воздуховодов.

Уровни звукового давления представлены в другой таблице:

При введении в эксплуатацию вентиляционного или другого оборудования, связанного с обеспечением благоприятного, здорового микроклимата в помещении, допускается лишь кратковременное превышение обозначенных параметров шума

№2 — уровень вибрации

Мощность работы вентиляторов напрямую связана с уровнем вибрации.

Максимальный порог вибрации зависит от нескольких факторов:

• размеров воздуховода;
• качества прокладок, обеспечивающих снижение уровня вибрации;
• материала изготовления труб;
• скорости потока воздуха, проходящего по каналам.

Нормы, которых стоит придерживаться при выборе вентиляционных устройств и при расчетах, касающихся воздуховодов, представлены в следующей таблице:

Предельно допустимые значения локальной вибрации. Если при проверке реальные показатели выше норм, значит, система воздуховодов спроектирована с техническими недочетами, которые необходимо исправить, или мощность вентилятора слишком велика

Скорость воздуха в шахтах и каналах не должна влиять на увеличение показателей вибрации, как и на связанные с ними параметры звуковых колебаний.

№3 — кратность воздухообмена

Очистка воздуха происходит благодаря процессу воздухообмена, который подразделяется на естественный или принудительный.

В первом случае он осуществляется при открывании дверей, фрамуг, форточек, окон (и называется аэрацией) или просто путем инфильтрации через щели на стыках стен, дверей и окон, во втором – с помощью кондиционеров и вентиляционного оборудования.

Смена воздуха в комнате, подсобном помещении или цеху должна происходить несколько раз в час, чтобы степень загрязнения воздушных масс была допустимой. Количество смен – это кратность, величина, также необходимая для определения скорости воздуха в вентканалах.

Кратность вычисляют по следующей формуле:

N=V/W,

где:

• N – кратность воздухообмена, раз в 1 час;
• V – объем чистого воздуха, заполняющего помещение за 1 ч, м³/ч;
• W – объем помещения, м³.

Чтобы не выполнять дополнительные расчеты, средние показатели кратности собраны в таблицы.

Например, для жилых помещений подходит следующая таблица кратности воздухообмена:

Судя по таблице, частая смена воздушных масс в помещении необходима, если ему характерна высокая влажность или температура воздуха – например, в кухне или санузле. Соответственно, при недостаточной естественной вентиляции в данных помещениях устанавливают приборы принудительной циркуляции

Что случится, если нормативы кратности воздухообмена не будут соблюдаться или будут, но в недостаточной степени?

Произойдет одно из двух:

Кратность ниже нормы. Свежий воздух прекращает замещать загрязненный, вследствие чего в помещении увеличивается концентрация вредных веществ: бактерий, болезнетворных микроорганизмов, опасных газов

Количество кислорода, важного для дыхательной системы человека, уменьшается, а углекислого газа, напротив, увеличивается. Влажность повышается до максимума, что чревато появлением плесени.

Кратность выше нормы

Возникает, если скорость перемещения воздуха в каналах превышает норму. Это негативно влияет на температурный режим: помещение просто не успевает нагреваться. Излишне сухой воздух провоцирует болезни кожи и дыхательного аппарата.

Чтобы кратность обмена воздуха соответствовала санитарным нормам, следует установить, убрать или отрегулировать вентиляционные приборы, а при необходимости и заменить воздуховоды.

Углубленные расчеты воздухообмена

Система воздухообмена в вентиляции общеобменного типа

Для проверки показателей, предлагается углубленный расчет воздухообмена. В уравнение удельного расчета используются данные на 1 ч., за основу берется «V» помещения, предусмотренный на 1 субъекта (по нормали):

L = L1 * NL (м3/ч),

где «L1» – расчетный объем (нормаль) для одного субъекта, м3/ч*чел;  «NL» – суммарное кол-во субъектов, находящихся в здании в одно и то же время.

Нормы предполагают регламентированное значение воздуха, в м3/час:

• «20» – при минимальной активности;
• «45» – при небольших физических нагрузках;
• «60» – при усиленной активности.

Также, расчетные данные, позволяют определить и подобрать наиболее оптимальную климатическую технику, учитывая данные помещения по характеру вентиляции и кондиционированию:

• удельный расчет на одну единицу техники;
• определение расчетного показателя на единицу площади.

Расчет приточно вытяжной вентиляции

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

В условиях климата средней полосы, воздух, поступающий в помещение необходимо подогревать. Для этого устанавливают приточную вентиляцию с обогревом входящего воздуха.

Нагрев теплоносителя осуществляется различными путями – электро калорифером, впуск воздушных масс около батарейного или печного отопления. Согласно СН и П температура входящего воздуха должна быть не менее 18 гр. цельсия.

Соответственно мощность воздухонагревателя рассчитывается в зависимости от самой низкой ( в данном регионе) уличной температуры. Формула для расчета максимальной температуры нагрева помещения воздухонагревателем:

5 Значения показателя по таблицам

Нормы воздухообмена помещений различного назначения определяются в соответствии с регламентами проектирования зданий и сооружений. П. 9.2 СНиП 31−01−2003 гласит, что расчётные характеристики микроклимата помещений жилого дома принимают по оптимальным нормам ГОСТ 30494–96 . Для некоторых производственных цехов руководствоваться следует таблицей:

Равенство количества приточного и удалённого воздуха свидетельствует об уравновешенном вентиляционном балансе. Иногда требуется организовать такие условия, при которых неравенство составляющих частей обмена необходимо для создания избыточного давления в помещении, чтобы не допустить проникновения внутрь агрессивных газов. Или, наоборот, увеличить подсос во избежание распространения вредностей на соседние блоки.

Циркуляция воздуха в промышленных зданиях

Во время планирования промышленных построек и их строительства должны быть грамотно расчитаны в помещениях вентиляционные пути и определена циркуляция воздуха. Для этого не обойтись без использования показателя кратности воздухообмена, который определяется на основе табличных сводок загрязненности пространства оксидами, окисями ацетилена и другими токсичными веществами.

Выполняя расчет воздухообмена в здании, выделяемое тепло таким образом учитывается, чтобы полученное превышающее норму количество могло беспрепятственно удаляться круглый год.

Для уменьшения количества избыточного тепла применяют аэрацию. Такой процесс очень распространен в химической промышленности, например, на производственных участках, предусматривающих термообработку. В таком случае благодаря аэрации показатель кратности воздухообмена летом достигает 40-60 пунктов.

При такой организации воздушных путей и воздухообменных показателях достигаются предусматриваемые санитарными нормами метеорологические стандарты.

Так, возведение помещений и их внутреннее обустройство потом оказывает влияние на расчетный показатель кратности воздухообмена, для этой цели организовываются специальные открываемые проемы, гарантирующие устранение вредных примесей и приток свежего воздуха работникам.

Вентиляция литейного цеха

Отличительной чертой литейных цехов является избыточное количество тепла, выделяемого в процессе литья металла, и сопровождаемого парами аммиака, окиси углерода, сернистого газа. Поэтому для технологического оснащения литейных цехов обязательно предусмотрены местные вытяжки большой производительной мощности, устойчивостью к высоким температурам.

Расчет системы вентиляции литейных цехов производится тщательно, с учетом всех параметров. Местная вытяжная вентиляция в цехе дополняет общую с принудительным побуждением. Также организовано естественное проветривание и душирование рабочей зоны непосредственно у горячего оборудования.

Приточная вентиляция цеха общая, поток направлен сверху вниз. Обогрев объединен с вентиляционной системой.

Нормы воздухообмена для офисных зданий

Нормы в таких зданиях будут значительно выше, потому что вентиляция должна эффективно справляться с большим количеством углекислоты, выделяемой сотрудниками офиса и находящейся там техники, убирать излишек тепла, при этом подавать чистый воздух. В этом случае не будет достаточно естественной вентиляции, использование такой системы на сегодняшний день не может обеспечить требуемые гигиеничные и воздухообменные стандарты. При строительстве используют герметично закрывающиеся двери и окна, также устройство панорамного остекления полностью ограничивает попадание воздуха снаружи, что приводит к застою воздуха и ухудшению микроклимата жилья и общего состояния человека. Поэтому необходимо проектировать и устанавливать специальную вентиляцию.

В главные требования такой вентиляции входит:

• возможность обеспечения достаточного объема свежего чистого воздуха;
• фильтрация и устранение использованного воздуха;
• отсутствие превышения стандартов по шумности;
• удобное управление;
• небольшой уровень энергопотребляемости;
• возможность вписываться в интерьер и иметь небольшие размеры.

В конференц-залах требуется установка дополнительных приточных устройств, а вытяжку нужно устанавливать в туалетах, коридорах и в залах для копирования. В офисах механическая вытяжка монтируется в случаях, если площадь каждого кабинета превышает 35 кв. м.