Как рассчитывается кратность воздухообмена

Нормативы кратности воздухообмена в помещениях

Для расчётов вентиляционных систем применяется такой показатель, как кратность воздухообмена, значение которого определяется методом вычислений или по таблицам в нормативных документах. От количества оборотов газовой среды помещения за 1 час зависит благоприятность климата замкнутого пространства. Формула определения кратности несложная, на её основе составлены шаблоны для проектировщиков схем проветривания.

Вентиляция закрытых помещений осуществляется посредством удаления части загрязнённой атмосферы и притока свежего воздуха. Замещение бывает полным или частичным, в зависимости от системы проветривания. Исчисляется оборот газовой среды в м3/час. Существует 3 основных вида воздухообмена:

Проектный расчет проветривания объекта сводится к определению потребности и способам обеспечения конкретных жилых или рабочих мест нужным количеством доброкачественного кислорода. Объём воздухообмена зависит от разных факторов: выделенное тепло, влажность, содержание вредных газов, пыли, кратность, санитарные нормы. Методика расчётов в каждом случае индивидуальная. Чаще используют два последних фактора.

Воздухообмен рассчитывается по формуле: L=3600*V*S, м3/ч. Здесь V — средняя скорость потока воздуха, определяется анемометром или задаётся по условиям проветривания, м/с.; S — сечение вентиляционного канала, м2.

Интенсивность оборачиваемости газовой среды — отношение количества поступающего или удаляемого воздуха за 1 час к рабочему объёму замкнутого пространства. Кратность воздухообмена — так называют этот показатель. Числовое значение показывает, сколько раз в течение установленного периода происходит полная смена внутренней атмосферы помещения; размерность характеристики — 1/час. Определяют кратность воздухообмена по формуле: N =L/Р, где Р — объём расчётного пространства, м3.

Необходимые параметры для обеспечения комфортных условий на производственных участках, в офисных и жилых помещениях регламентируются государственными стандартами, строительными нормами и правилами — СНиП. Кратность приточного и вытяжного воздухообмена устанавливается специальными таблицами, включёнными в документы, которыми пользуются проектировщики систем вентиляции. Для разного вида сооружений разработаны свои нормативные издания СНиП, вот лишь некоторые:

Во всех сборниках присутствуют шаблоны с нормируемой кратностью воздухообмена. Совершенствование технологий строительства и использование новых материалов приводят к лучшей герметизации помещений, что побуждает к применению систем принудительного проветривания.

Проектируя схему обновления промышленной атмосферы цехов, инженер опирается на нормы СНиП. Чтобы посчитать вентиляцию по кратности обмена воздуха в производственных помещениях, используют формулу: L= N *Р, полученную из выражения N =L/Р. На качество климата цехов оказывают влияние: количество токсичных элементов, пыли, избыточная влажность, температура и химическое воздействие.

Для расчётов пользуются таблицей кратности воздухообмена для производственных помещений. Приведённая норма умножается на площадь и высоту конкретного строения. В промышленных цехах по СНиП установлено поступление свежего воздуха на 1 человека не меньше 30 м3/ч, если объём Норма влажности и температуры воздуха в квартире для ребёнка

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:

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.

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.

Источник

Что такое воздухообмен и кратность воздухообмена. Расчёт воздухообмена в помещениях

Воздухообмен — одно из базовых понятий в области вентиляции. Оно характеризует сменяемость воздуха в помещении, и, как следствие, эффективность работы приточных и вытяжных систем. Собственно, цель любой вентиляции — это создание воздухообмена в помещениях.

Хороший воздухообмен свидетельствует о хорошей работе систем вентиляции, о регулярном обновлении воздуха в помещении, о достаточной свежести внутреннего воздуха. Плохой воздухообмен означает, что воздух застоялся, в помещении душно, приток свежего воздуха практически отсутствует или явно недостаточен.

Кратность воздухообмена

Кратность воздухообмена характеризует скорость, с которой воздух сменяется в помещении. В системах вентиляции принято рассчитывать сменяемость воздуха в течение одного часа. Таким образом, кратность воздухообмена в помещении показывает, сколько раз воздух полностью сменился в помещении за час.

В некоторых случаях требуется, чтобы кратность воздухообмена в помещениях была равна 2. Для комнаты площадью 80м 2 и высотой потолков 3 метра расход приточного и вытяжного воздуха составит по 480 м 3 /ч.

Наконец, рассмотрим случай, когда требуется кратность воздухообмена в помещении по притоку 2, а по вытяжке 3. Для рассматриваемой комнаты это будет означать необходимость подать 480 м 3 /ч свежего воздуха и удалить 720 м 3 /ч отработанного воздуха.

Расчёт воздухообмена

Расчёт воздухообмена в помещениях может быть выполнен тремя способами в зависимости от назначения помещений:

Нормы воздухообмена

Нормы воздухообмена представляют собой таблицы с указанием различных типов помещений и кратности воздухообмена по притоку и вытяжке, которые должны быть обеспечены в данном помещении. Ранее они приводились в СНиП, и от проектировщика требовалось определение кратности воздухообмена по СНиП. Сегодня нормы воздухообмена в помещениях приводятся в Сводах Правил (СП) и прочих нормативных документах, действующих на территории РФ.

Ниже приведена выдержка из таблицы 12 СП 44.13330.2011 «Административные и бытовые здания», где указаны нормы кратностей воздухообмена для различных помещений в административных зданиях. Фактически, это таблица кратности воздухообмена.

Как следует из таблицы, например, в вестибюли следует подавать 2 объёма помещения в час. При площади вестибюля 40 м 2 и высоте потолков 3 метра получим, что приток должен составлять 2·40·3 = 240 м 3 /ч.

Европейские и американские нормы воздухообмена

На некоторых объектах возникает курьезная ситуация, когда заказчик ради улучшения вентиляции просит провести расчёт вентиляции, используя европейские и американские нормы воздухообмена. На самом деле российские требования жёстче зарубежных. Нормы воздухообмена некоторых стран предписывают подавать гораздо меньше свежего воздуха на одного человека — вплоть до 15 м 3 /ч, что в 4 раза ниже российских требований, и соответствует заметно менее комфортным параметрам микроклимата.

Кроме того, встречаются случаи бездумного перевода на русский язык европейских и американских норм по строительству и устройству инженерных систем с последующим возведением их в ранг российских государственных стандартов. Безусловно, у зарубежных коллег есть чему поучиться, и имеет смысл перенять некоторый опыт. Но копирование норм без оглядки на климатические особенности нашей страны, разницу в архитектуре и другие факторы несёт в себе больше риска, чем пользы.

Расчёт воздухообмена по людям

Расчёт воздухообмена по людям сводится к подсчёту количества человек в помещении, определении расхода воздуха для каждого человека и суммировании этих расходов воздуха. Так, на каждого постоянно пребывающего человека требуется 60 м 3 /ч свежего воздуха, на посетителя — 20 м 3 /ч, на спортсмена — 80 м 3 /ч.

К примеру, в офисе 4 рабочих места и 2 стула для посетителей. Следовательно, расход приточного воздуха должен составить 4·60+2·20=280 м 3 /ч. Расход вытяжного воздуха обычно на 10-30% меньше приточного, но окончательно определяется на этапе расчёта воздушного баланса на объекте в целом.

Или другой пример — в танцевальном зале проводятся групповые занятия со средней численностью учеников 8 человек. Каков требуемый расход приточного воздуха? Данный расход следует определять исходя из 9 человек, так как помимо 8 учеников в зале присутствует преподаватель. Расход приточного воздуха для танцевального зала составит 9·80 = 720 м 3 /ч.

Расчёт воздухообмена на удаление вредностей

Расчёт воздухообмена на удаление вредностей, как правило, применяется на производствах с выбросами вредных веществ в помещение. Однако это может быть и расчёт на удаление влагоизбытков, например, в бассейне. Суть его заключается в том, чтобы разбавить концентрацию того или иного вещества до допустимых значений. Значения предельных концентраций для различных веществ приведены в ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

Например, в частном доме бассейн площадью 15 м 2 испаряет 4,3 кг/ч (4300 г/ч) воды. Влагосодержание наружного воздуха зимой составляет 0,5 г/кг, летом — 11 г/кг, а требуемое влагосодержание в помещении бассейна составляет 13 г/кг.

В летнее время наружный воздух способен поглотить лишь 13-11=2 г/кг влаги. Для отвода 4,3 кг/ч воды потребуется расход воздуха 4300/(2·1,2) ≈ 1800 м 3 /ч. Дальнейший расчёт системы следует вести по наибольшему расчётному расходу, то есть исходя из 1800 м 3 /ч.

Таблица воздухообмена

После того, как расчёт воздухообмена проведён для каждого из помещений, составляется таблица воздухообмена. Она представляет собой список всех помещений с указанием расходов приточного и вытяжного воздуха, а также обозначения систем, которые будут обслуживать данное помещение. Ниже приведён пример таблицы воздухообмена:

Помимо расходов воздуха таблица воздухообмена также может содержать иные данные, которые помогают определить расход воздуха — площадь и высоту помещений, кратность воздухообмена по нормам, количество человек и посетителей и другую информацию. При подготовке такой расширенной таблицы воздухообмена в Excel появляется возможность ввести формулы расчёта расходов воздуха. Таким образом, достигается автоматизация расчёта воздухообмена.

Из таблицы воздухообмена определяется расход каждой из вентиляционных систем. Для нашего примера получим:

Далее под эти расходы воздуха выполняется подбор всех элементов системы вентиляции.

Заключение

Воздухообмен — это движение воздуха в помещении, направленное на замещение отработанного воздуха свежим наружным воздухом. Интенсивность этого замещения определяет кратность воздухообмена — величина, показывающая, сколько раз воздух полностью сменился в помещении за один час.

Расчёт воздухообмена выполняется в соответствии с нормами воздухообмена или же с учетом количества находящихся в помещении человек или же исходя из необходимости удаления вредных веществ. Так или иначе, воздухообмен рассчитывается для каждого помещения в отдельности, после чего цифры заносятся в таблицу воздухообмена, на базе которой формируются требования к вентиляционному оборудованию.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Источник

Способы расчета и нормы кратности воздухообмена для жилых помещений

Конверсия воздуха является неотъемлемым гигиеническим показателем микроклимата в комнате наравне с температурой и влажностью. Кратность воздухообмена показывает отношение объема воздуха, который поступает в помещение или удаляется из него за 1 час (м3/ч), к общей кубатуре. Воздух меняется естественным способом через щели проемов или методом организованной приточно-вытяжной вентиляции.

Что такое кратность воздухообмена

Кратность воздухообмена — это количество обновленного воздуха в сутки

Снаружи атмосфера всегда чище, чем внутри помещения. Эндогенное пространство получает воздух с улицы с пылью и добавляет к нему примеси от жизнедеятельности человека. Жители проводят в доме около 80% времени, поэтому обмену воздуха с окружающей средой придается большое значение.

Кратность воздухообмена в жилых помещениях показывает интенсивность конвекции воздушных потоков и определяется количеством обменов за единицу времени. Его можно рассчитать по формуле, выражающей отношение подаваемого объема за 1 час к кубатуре помещения, куда он поступает. Другими словами, кратность говорит о том, сколько раз за час меняется микроклимат в комнате.

Нормативные показатели воздухообмена прописываются в документах СНиП, сводах правил. В России величина обмена измеряется в кубических метрах за час. Для боле точного определения используется расчет кубатуры на человека, по объему и площади комнаты, регламентируется количество чистого и величина удаляемого воздуха.

Вытяжка нормируется в зависимости от функциональности помещения. Поступление и удаление потоков соотносится между собой, исходя из стандартного принципа вентилирования — в чистых комнатах преобладает приток, а в проблемных больше удаляется загрязненного воздуха.

Методы расчета

Формула вычисления кратности по основным величинам

Показатель означает, сколько раз нужно сменить воздух в эндогенном микроклимате за 1 час, чтобы очистить его до предельного ПДК (показателя допускаемой концентрации) примесей.

Кратность воздухообмена можно посчитать по формуле N = V / W, где:

Методом естественной конвекции обычно микроклимат меняется до 3 – 4 раз. Для большего значения делают механическую вентиляцию.

Объем входящих потоков, который предназначается для разбавления вредных примесей и газов до максимальной допускаемой концентрации, рассчитывается по формуле V = B / (pb – po), где:

Количество примесей определяется прибором газоанализатором

В производстве используется сварка, лазерная или плазменная резка, пайка металлов с выделением вредных газов. Для уменьшения концентрации делается качественная вытяжка и вентиляция местных зон около рабочего места. Количество газов измеряется на единицу объема с помощью прибора газоанализатора.

Масштаб вредного компонента высчитывается по формуле B = a · b · W, где:

Загрязненные потоки должны очищаться перед выведением наружу с помощью системы фильтрации.

Другие расчеты воздушного обмена

Показатели требуемого воздухообмена обозначены в СНиП

Показатель воздушного обмена по тепловыделениям рассчитывается, если в помещении есть большое количество тепла, которое нужно вывести из комнаты.

Индекс рассчитывается по формуле L = 3.6 · Q / (p · c · (t – k)), где:

Показатель воздушного обмена по влаговыделению определяется, если в комнате в результате жизнедеятельности или технологических процессов выделяется большое количество влаги.

Расчет проводится по формуле L = W / (p · (d — do)), где:

Расчет воздухообмена по газовыделениям выполняется, если в цеху предполагается скопление воздушных примесей, которые требуется своевременно выводить за пределы помещения.

Применяется формула L = K / (K0 – K1), где:

Нормы воздухообмена по нормам санитарии (число людей) определяются из условия снабжения людей необходимым объемом свежего кислорода. Для общественных построек предусматривается 20 м3/ч·чел при кратковременном посещении. Для длительного нахождения рассчитывается по 40 м3/ч·чел, спортивные залы требуют воздухообмена 80 м3/ч·чел.

Значение кратности воздухообмена

В квартире с газовой плитой и котлом должен быть самый высокий показатель кратности воздухообмена

Подсобные помещения в квартире относятся к повышенным источникам загрязнения микроклимата. По СНиП в комнаты подается наружный воздух, а из туалета, кухни и ванной производится вытяжка влажного и загазованного воздуха.

Величины воздуха, который нужно выводить из помещений:

Если расчетные показатели воздухообмена требующейся подачи и отвода не совпадают, мощность приборов принимается по максимальному значению. Уравновешенным считается баланс, если показатели аналогичны. Приточно-вытяжная система, которая использует меньше входящих потоков по сравнению с отводящими, имеет отрицательный баланс, и наоборот.

Экономичной считается система с рециркуляцией, при этом выводящиеся потоки частично используются вторично после обработки увлажнителями, фильтрами, очистителями. Так сокращаются расходы, но соотношение вредных примесей не должно превышать 30% ПДК.

Рециркуляция не используется в помещениях:

В лабораториях, где выделяется вредный пар и воздушные примеси, вентиляция делается так, чтобы воздух после очистки не проникал в соседние комнаты. Для цехов, где в атмосфере есть концентрация взрывоопасных добавок, воздух удаляется из зоны 3 м вокруг источника.

Норма воздухообмена

Наличие пластиковых окон уменьшает воздухообмен в помещении

Индексы обмена воздуха различаются для промышленных цехов, общественных мест и жилых помещений. Современные окна с герметичными стеклопакетами обеспечивают только 10 – 20% от необходимого воздухообмена. В нормативах и положениях встречаются индексы, привязанные к площади, объему комнаты, числу людей. В разных странах требуемые значения отличаются, хотя человек дышит одинаково.

Нормы кратности обмена приводятся в документах:

Нормативные значения не учитывают, что жилые помещения пустуют днем, а офисные и рабочие – в ночное время. На местах проводится координация работы вентиляции или естественного проветривания для экономии затрат.

Нормативные показатели

При проектировании системы притока и очистки учитывают назначение здания, технические помещения отдельной квартиры, офиса или санузла. В жилье многоквартирного сектора принимается минимальный объем подаваемого воздуха 30 м3/чел.

Таблица воздухообменов по помещениям ГОСТ, СНиП

Правила создания воздухообмена в помещении

Естественная вентиляция работает по принципу перепада температуры входящего и выходящего воздуха

В городских квартирах используется схема естественной и приточно-вытяжной вентиляции. Отработанные потоки выводятся по внутренним каналам в здании через вытяжки. Для работы системы требуется восполнение атмосферы такой же кубатурой свежего воздуха. Наружные потоки поступают через неплотности оконных и дверных проемов или при открывании фрамуг и форточек.

Система естественного воздухообмена работает за счет разной удельной массы холодного и теплого воздуха. Имеет значение ветер на улице для создания тяги во внутренних вентканалах. В теплую погоду тяга становится меньше, поэтому многие жильцы ставят электрические вентиляторы в отверстии вытяжки на кухне и в санузле.

Нормы воздухообмена в офисных помещениях предусматривают, что межкомнатные двери должны иметь просвет между полотном и полом около 1,5 – 2,0 см для естественной конвекции или нижние переточные решетки. Окна рассматриваются в единой системе в качестве приточных устройств.

Конструктивное решение

Строение каналов в многоэтажном секторе меняется в зависимости от развития новых технологий строительства. Раньше индивидуальные протоки шли от каждой вытяжки к общему столбу. Переход к повышенной этажности вызвал необходимость связки вертикальных труб на 4 – 5 этажей горизонтальными проходами, а от них идут каналы к общей шахте.

Компактная вертикаль объединяет 1 – 2 сборных канала, отработанный поток не поступает сразу в выводящую вертикаль, а приводится туда только над следующим этажом или выше. Схема вытягивающих шахт по строению напоминает елку. Конструкция занимает мало места, но структура делает ее зависимой от погодных условий.

Современные отделочные материалы в квартирах выделяют вредные вещества для организма, уплотненные окна не пропускают достаточного количества кислорода. Системы естественной вентиляции не выполняют санитарные нормы, применяемые к жилью. В квартирах ставятся приточно-вытяжные вентиляционные комплексы, которые выводят воздух из каждой комнаты.

В частном строении

В частном доме лучше обустраивать принудительную вентиляцию

В частном доме вентиляция ставят принудительную приточно-вытяжную систему, т.к. необходима подача свежего воздуха в котельную, погреб, кухню, другие комнаты. Микроклимат страдает, если ставят только вытяжку без организации притока. В таком случае ощущается нехватка кислорода. Другой ошибкой является подача воздуха без принудительного вытягивания. В этом случае внутренний воздух разбавляется свежими потоками, но запахи и вредные компоненты остаются в доме.

Искусственная вентиляция не пропускает загрязненный наружный воздух, т.к. в системе предусмотрены фильтры, которые избавляют потоки от аллергенов, бактерий и микробов. В ванной комплексное вентилирование устраняет влажность, на кухне удаляет запах, духоту. Оборудование работает в автоматическом режиме, управляется вручную или электронными приборами. Стоимость принудительной системы выше, чем устройство внутренних или навесных каналов. Для экономии подбираются только те функциональные компоненты системы, которые необходимы конкретному дому.

Влияние пластиковых окон на скорость воздухообмена

Приточный клапан на пластиковое окно

В жилище создается разреженность атмосферы из-за плотной изоляции оконных металлопластиковых проемов и современных герметичных дверей. В этих условиях тяга в канализационном канале может опрокинуться, если такое отверстие расположено выше других, в одной из комнат температура выше других, или действует разность давления ветра.

Современные окна становятся некомфортными, недышащими и доставляют неприятности в виде плохого вентилирования. Многие удаляют прокладки и делают дополнительные щели в раме. Такое решение дает результат в виде сквозняков, потерь тепла и обледенения фрамуг. Есть специальное решение в виде конструктивных элементов заводского изготовления, которые вставляются в раму для организованного контроля прохода воздуха.

Источник