Коэффициент воздухообмена для промышленных зданий указан в СП 118.13330.2012 и в СП 60.13330.2012 и СП 60.13330.2016 — актуализированной версии СНиП 41-01-2003.
Методика определения минимального воздухообмена: традиционные и новые подходы
Определение минимального воздухообмена в помещениях жилых и общественных зданий — сложная задача, которой занимается мировое профессиональное сообщество. В 2018 году НП «АВОК» разработало руководство по расчету минимального воздухообмена в жилых и общественных зданиях. В данной статье представлены основные положения методик расчета минимального воздухообмена в жилых и общественных зданиях из методического пособия, а также примеры расчетов.
Определение минимального воздухообмена в жилых и общественных зданиях является сложной задачей и находится в центре внимания мирового профессионального сообщества.
В 2018 году НП «АВОК» разработало методическое пособие по определению минимального воздухообмена в жилых и общественных зданиях. В данной статье представлены основные положения методики определения минимального воздухообмена в помещениях жилых и общественных зданий, определенные в методических рекомендациях, а также примеры расчетов.
Методики определения минимального воздухообмена: традиционные и новые подходы
Ю.В. Миллер, к.т.н., НП «АВОК
Несмотря на кажущуюся очевидность имеющихся в настоящее время методов, существуют значительные трудности в определении минимальной кратности воздухообмена. Об этом свидетельствует огромный объем работы, проделанный экспертами в разных странах по разработке новых и усовершенствованных методов определения минимальной кратности воздухообмена. Например, первый пересмотр стандарта ASHRAE 62.1-2016 «Вентиляция для приемлемого качества воздуха в помещениях», опубликованный в 1981 году, подвергся серьезной критике. В результате многолетней работы на сегодняшний день опубликовано девять редакций стандарта, и работа по его совершенствованию продолжается. В 2002 году НП «АВОК» опубликовало первую версию стандарта АВОК 2.1-2017 «Жилые и общественные здания. Стандарты по воздухообмену», на сегодняшний день опубликовано третье издание и продолжается работа по дальнейшему совершенствованию стандарта. НП «АВОК» разрабатывает специальное программное обеспечение для определения воздухообмена помещений, например, «Расчет регулируемой естественной и гибридной вентиляции в высотных жилых зданиях».
В данной статье представлены методы определения минимального воздухообмена в жилых и общественных зданиях на основе конкретных норм и кратности воздухообмена, а также расчет допустимых концентраций загрязняющих веществ и устранение вредных выбросов. Также предлагается метод расчета почасовых колебаний минимального воздухообмена в течение суток в зависимости от изменения режима работы помещений, что позволяет выбрать оптимальный метод регулирования воздухообмена и режим работы систем вентиляции на стадии проектирования и повысить точность прогноза расхода тепла и электроэнергии на вентиляцию в годовом цикле. Рассмотрим подробнее отдельные методы и особенности их применения.
 |
Определение минимальной кратности воздухообмена, обеспечивающей приемлемое качество воздуха в помещении, тесно связано с выбором системы вентиляции, подбором вентиляционных агрегатов и определением оптимального режима их работы.
Кроме того, кратность воздухообмена может значительно изменяться в суточном и годовом ритме в зависимости от использования помещения, количества находящихся в нем людей и их активности в течение дня, времени работы оргтехники и других установок.
Кратность воздухообмена и ее значение
Кратность воздухообмена — это количественная величина, отражающая производительность системы вентиляции в замкнутом пространстве.
Коэффициент — это показатель массообмена воздуха в единицу времени, который учитывается при проектировании зданий и систем вентиляции. Прежде чем выбрать коэффициент, необходимо ознакомиться с правилами и понять методы расчета.
Простой воздухообмен в квартире/апартаментах: вытяжка воздуха важна для технических помещений, приток воздуха для жилых комнат и воздухообмен между комнатами для компенсации нехватки воздуха.
Коэффициент воздухообмена — это санитарная мера воздушной массы помещения. Это параметр, определяющий безопасность и комфорт людей. Допустимые значения регламентируются государством — в строительных нормах и правилах (СНиП), строительных спецификациях (СП), санитарных нормах и правилах (СанПиН) и национальных стандартах. Кратность воздухообмена показывает, как часто воздух заменяется новым за один час.
СНиП по воздухообмену основываются на таких нюансах:
- 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.
Существует 2 вида воздухообмена: естественный и искусственный. Естественный способ воздухообмена заключается в перемещении воздушных масс за счет разницы давлений. Естественный воздухообмен создается за счет обмена воздушными массами между разными давлениями. Искусственный воздухообмен создается в результате работы вентиляторов, кондиционеров и других электрических устройств.
Формула для коэффициента воздухообмена выглядит следующим образом:
N = Q воздуха / V пом, где:
N или n — кратность (раз в час); Qвоздух — необходимое количество свежего воздуха в час, м³/ч; V пом — объем помещения, м³; если помещение имеет сложную форму, то объем следует определить вместе со специалистами.
Естественный воздухообмен ограничен 3-4 раза этим объемом, поэтому движение воздуха иногда необходимо увеличить с помощью механической вентиляции.
Структура системы механической вентиляции (от 1 до 10): Приток воздуха, очистка, воздуховоды, вентилятор приточного воздуха, блок подготовки воздуха, вентилятор вытяжного воздуха, вытяжной колпак, пылегазоотделитель, фильтр, выход воздуха.
Системы вентиляции работают двумя способами: вытеснение старого воздуха новым или их смешивание.
Для систем, которые только вытесняют воздух, основная формула для коллектора выглядит следующим образом:
N = V с. в. д. / V пом, где:
V ш. в. д. — объем удаляемого воздуха, м³/ч; V пом — объем помещения, м³.
Объем вытяжки должен включать тепловые выбросы и летучие загрязняющие вещества.
Также должны быть рассчитаны отдельные множители для приточного и вытяжного воздуха.
Нормы кратности воздухообмена для помещений
Изолированная и плотная застройка жилых помещений приводит к снижению разнообразия воздухообмена. В результате увеличивается размножение вредных микроорганизмов и ухудшается общая гигиена.
Строительные нормы и правила устанавливают пределы воздухообмена, несоблюдение которых приводит к проблемам.
Воздухообмен на примере подвала: Для достижения необходимого разнообразия требуется несколько приточных отверстий и перегородка в вытяжном воздуховоде для увеличения объема отработанного воздуха.
Нормы кратности воздухообмена установлены для многоквартирных домов, различных помещений и зданий — в СП 54.13330.2016.
Для отдельных помещений существуют следующие требования:
- кухня с газоиспользующим оборудованием — 80—100 м³/ч;
- кухня с электроплитой и без газовых приборов — 60 м³/ч;
- ванная/душевая/туалет — 25 м³/ч;
- совмещенный санузел — 50 м³/ч;
- общая постирочная, сушильная, гладильная — 7;
- холл или коридор в многоквартирном доме — 3;
- жилая комната в квартире (детская, спальня) — 3 м³/ч на 1 м²; 30 м³/ч на человека, но не меньше 0,35 раз в час от объема помещения;
- лестничная клетка — 3;
- гардероб в общежитии — 1,5;
- машинное помещение лифта — 1;
- комната с теплогенератором с теплопроизводительностью до 50 кВт — 1 м³/ч для закрытой камеры сгорания и 100 м³/ч для открытой;
- кладовая для хозяйственных предметов, спортивного оборудования — 0,5.
Если газовая плита установлена в помещении с теплогенератором, требуется дополнительный воздухообмен 100 м³/ч.
Для многофункциональных помещений распределитель выбирается в соответствии с СП 60.13330.2016, СП 118.13330.2012 и СП 44.13330.2011.
Для измерения кратности воздухообмена в помещениях и технических пространствах с нестандартной планировкой или размерами — используйте СанПиН и корректируйте результат на основании собственных расчетов.
В ресторанах приточный и вытяжной воздух стоит размещать над каждым источником тепла, а если эти воздуховоды находятся выше, то разница температур внутреннего и приточного воздуха не должна превышать 6 °C.
Современные здания оснащены независимыми воздушными клапанами, которые устраняют застойные воздушные массы. Ими могут управлять жильцы.
| Тип помещения | Кратность | Тип помещения | Кратность | Тип помещения | Кратность | Тип помещения | Кратность |
| Оранжерея | 25 — 50 | Прачечная | 10 — 15 | Офис | 6 — 8 | Больничная палата | 4 — 6 |
| Красильный цех | 25 — 40 | Парикмахерская | 10 — 15 | Гараж | 6 — 8 | Жилая комната | 3 — 6 |
| Металлообрабатывающий цех | 20 — 40 | Домашняя кухня | 10 — 15 | Спортзал | 6 — 8 | Площадка в подъезде, вестибюль | 3 — 5 |
| Пекарня | 20 — 30 | Кафетерий | 10 — 12 | Мастерская | 6 — 8 | Спальня | 1,5 — 4 |
| Кухня общепита | 15 — 20 | Конференц-зал | 8 — 12 | Домашний туалет | 3 — 10 | Школьный класс | 2 — 3 |
| Раздевалка с душем | 15 — 20 | Подвальное помещение | 8 — 12 | Чердак | 3 — 10 | Кладовка | 0,2 — 3 |
| Подсобка | 15 — 20 | Магазин | 8 — 10 | Комната переговоров | 4 — 8 | Электрощитовая | 1 — 2 |
| Туалет в общественном месте | 10 — 15 | Ресторан/бар | 6 — 10 | Ванная/душевая | 3 — 8 |
Расчет кратности воздухообмена
При определении кратности воздухообмена для каждого помещения проектировщики учитывают нормы санитарных норм, ГОСТ и строительных правил, таких как СНиП 2.08.01-89. Без учета содержания загрязняющих веществ в воздухе количество воздухообменов для помещений определенного объема и назначения рассчитывается из значений узаконенного умножения. Объем здания получают по формуле (1):
где a — длина помещения; b — ширина помещения; h — высота помещения.
Зная объем здания и количество кислорода, потребляемого в здании за один час, коэффициент Qd можно рассчитать по формуле (2):
где Кв — кратность воздухообмена; Qвозд — приток свежего воздуха, поступающего в помещение за один час.
Формула (2) обычно не используется для расчета количества общих циклов массообмена воздуха. Причиной этого является наличие таблиц кратности воздухообмена для всех типичных зданий различного назначения. При такой постановке задачи для заданного объема здания с известной кратностью воздухообмена необходимо выбрать систему или технологию, которая обеспечит требуемое количество кислорода в единицу времени. В этом случае количество чистого воздуха, которое необходимо обеспечить для полного обмена кислорода в помещении, как того требует СНиП, может быть рассчитано по формуле (3):
Согласно приведенным выше формулам, единицей измерения кратности воздухообмена является количество полных циклов обмена кислорода в помещении в час, или 1/час.
При естественной вентиляции в помещении может происходить 3-4 цикла воздухообмена в час. Если необходимо увеличить кратность воздухообмена, рекомендуется использовать механические системы, обеспечивающие принудительную подачу свежего воздуха или удаление загрязненного кислорода.
Методы расчета для помещений жилого дома
В зависимости от типа помещения необходимый поток воздуха может быть обеспечен независимыми стеновыми заслонками с регулируемыми параметрами открытия, воздуховодами, дверями, фрамугами и окнами. Эксперты обращают внимание проектировщиков на то, что при расчете общего воздухообмена в жилых помещениях необходимо учитывать ряд параметров, в том числе:
- назначение помещения;
- количество постоянно находящихся в сооружении людей;
- температура и влажность воздуха в помещении;
- количество работающих электрических приборов и норма выделяемого ими тепла;
- тип естественной вентиляции и обеспечиваемые им показатели кратности замены кислорода в течение 1 ч.
Для создания комфортных условий кратность воздухообмена должна быть следующей, согласно нормативам СП 54.13330.2016:
- При площади помещения, приходящегося на 1 человека в размере менее 20 м² для детских комнаты в квартире, спален, гостиных и общих помещений подача воздуха должна составлять 3 м³/ч на 1 м² площади каждой из комнат.
- При общей площади в расчете на одного человека превышающей 20 м², интенсивность воздухообмена должна составлять 30 м³/ч на 1 человека.
- Для кухни, оснащенной электрической плитой минимальные показатели подачи кислорода не могут быть меньше 60 м³/ч.
- Если на кухне используется газовая плита, минимальное значение нормы воздухообмена увеличивается до 80-100 м³/ч.
- Нормативные показатели кратности воздухообмена для вестибюлей, лестничных клеток и коридоров составляет 3 м³/ч.
- Параметры воздухообмена несколько возрастают при увеличении влажности и температуры в помещении и составляют для сушильных, гладильных и постирочных комнат 7 м³/ч.
- При организации в жилом помещении ванной и уборной, расположенных отдельно друг от друга, норма воздухообмена должна быть не меньше 25 м³/ч, при совмещенном расположении санузла и ванной комнаты, этот показатель увеличивается до 50 единиц.
Поскольку при приготовлении пищи образуется ряд летучих соединений, содержащих помимо водяного пара масло и угарный газ, система воздухообмена на кухне должна исключать попадание этих веществ в жилые помещения. Воздух из кухни выводится наружу путем создания тяги в вентиляционном канале высотой не менее 5 м и использования специальной вытяжной насадки. Такой способ вращения воздушных масс обеспечивает также удаление избыточного тепла. Однако, чтобы вентилируемый воздух не попадал в квартиры на верхних этажах, в конструкцию здания встроен воздушный барьер, обеспечивающий обратное направление воздушного потока.
Как рассчитать вентиляцию помещения в зависимости от числа людей
Если он основан на количестве жильцов, то должен учитывать тех, кто живет здесь постоянно, и тех, кто может находиться здесь только временно. Для каждого человека требуется объем воздуха в 60 кубических метров, если он здесь живет, и 20 кубических метров, если он здесь только находится. Для того чтобы в квартире всегда был чистый воздух, каждый час должен поступать достаточный объем воздуха.
Расчет производится для каждой отдельной комнаты. При расчете необходимо учитывать, кто будет проживать в ней постоянно или временно. Таким образом, эти показатели определяются в соответствии со здравым смыслом. Определенные значения используются для определения необходимой подачи воздуха. Чтобы определить норму вытяжки, умножьте площадь кухни на 3. Эти значения должны быть равны. Если это не так, необходимо соответственно увеличить приток или вытяжку воздуха. Система отопления должна обеспечивать приток теплого воздуха в холодное время года.
Производительность по воздуху
Проектирование системы вентиляции начинается с расчета необходимой производительности по воздуху, которая измеряется в кубических метрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с планом, на котором указаны обозначения отдельных помещений и их площадь. Расчет начинается с требуемой кратности воздухообмена, которая показывает, как часто происходит полный воздухообмен в помещении за один час.
Например, в помещении площадью 50 м2 с потолком высотой 3 м (объем 150 куб. м) двукратная смена воздуха соответствует 300 куб. м в час. Необходимая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества людей и теплопроизводительности оборудования и определяется СНиПом (строительными нормами и правилами).
Для определения требуемой кратности воздухообмена необходимо рассчитать два значения: кратность воздухообмена и количество людей, а затем выбрать большее из двух значений.
Рассчитайте кратность воздухообмена:
- L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
- n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;
- S — площадь помещения, м2;
- H — высота помещения, м;
Рассчитайте кратность воздухообмена на основе количества людей:
L = N * Lnorm, где
- L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
- N — количество людей;
- Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:
в состоянии покоя — 20 м3/ч,
