Как рассчитать кратность воздухообмена

Расчет кратности воздухообмена в помещении - один из самых точных способов, позволяющих спроектировать инженерную систему с нужными параметрами. Рассказываем, как рассчитать воздухообмен и предлагаем формулу подсчета. Эффективная работа вентиляции — это оптимальная циркуляция воздуха, адаптированная к типу помещения и количеству людей в нем.

Как определяется фактическая кратность воздухообмена

Под кратностью понимают число замен отработанного, загрязненного воздуха в помещении таким же потоком наружного воздуха.

Как рассчитать воздухообмен в помещении?

Процесс воздухообмена в наших домах и квартирах организован следующим образом: воздух перетекает из «чистой» зоны (гостиная, спальни, детские комнаты, кабинет) в «грязную» (кухня, ванная, туалет), откуда удаляется. Согласно своду правил СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» воздушный поток должен двигаться из комнаты или зоны с меньшим загрязнением в комнату с большим загрязнением воздуха. Например, из спальной или гостиной — в кухню, а также гигиенические и санитарные помещения. Загрязнители воздуха следует удалять как можно ближе к месту их возникновения.

В здании высотой до 9 этажей может применяться гравитационная или механическая вентиляция. В более высоких зданиях следует использовать механическую вытяжную или приточно-вытяжную вентиляцию. В квартирах, оборудованных твердотопливными каминами или газовыми водонагревателями с гравитационным отводом дымовых газов, может применяться только естественная вентиляция или механическая приточно-вытяжная вентиляция.

Как определяется необходимая кратность воздухообмена?

Чтобы выполнить расчет кратности воздухообмена, замеряют:

1. Общий объем воздуха, подаваемый в помещения.
2. Количество и время воздухообмена в комнатах.

Первый параметр определяется с помощью анемометра (прибора, измеряющего скорость воздуха) под диффузорами, установленными в помещении. Второй показатель рассчитывается на основании данных о количестве воздуха, подаваемого в помещение за час, и измеренном объеме комнаты.

Расчет кратности воздухообмена в помещении

В помещениях, где люди являются основным источником изменения параметров микроклимата, минимальный объем воздуха рассчитывается по формуле: V N = n · V j, где:

• V N — расход приточного воздуха, м³/ч;
• n - число пользователей;
• V j - минимальный приток на человека, м³/ч.

Как рассчитать кратность воздухообмена и зачем это делать?

Для обеспечения достаточной свежести воздуха в помещении по гигиеническим соображениям (например, для удаления CO2, водяного пара и искусственных запахов). В производственном процессе важно обеспечить допустимые и оптимальные параметры микроклимата, поддерживать на уровне предельно-допустимую концентрацию загрязнителей, связанных с производственным процессом.

Минимальный поток наружного воздуха согласно СНиП 41-01-2003 в жилых и общественных помещениях:

• кухня с окном и газовой плитой - 70 м³/час;
• кухня с окном и электроплитой - 30 м³/ч;
• в квартире более трех человек - 50 м³/час;
• кухня без окон с плитой - 50 м³/час;
• санузел - 50 м³/час;
• подсобное помещение без окон - 15 м³/час;
• гостиная, отделенная от кухни или ванной двумя и более дверями - 30 м³/час.

Объемный расход приточного воздуха является суммой потоков, удаляемых из кухни, ванной комнаты, отдельного туалета, комнат без окон.

Кратность воздухообмена: единица измерения

Для упрощения подачи в нормативных документах общепринятая единица измерения кратности воздухообмена заменяется числом циклов замены воздуха. Пример данных (количество смен в час) для производственных помещений:

• лаборатория - 5-15;
• конференц-зал - 5-10;
• офисы - 3-8;
• мастерская - 3-6.

Данный параметр определяется количеством циклов замены отработанного воздуха свежим и выражается в часах в минус первой степени (ч-1). Иными словами, это то количество воздуха, которое удаляется из помещения за 1 час и заменяется свежим воздухом.

При проведении испытания критерием приемки считается соответствие кратности воздухообмена проектной документации на уровне не ниже 90%.

Потребный воздухообмен - что это?

Потребный воздухообмен - это количество воздуха, которое необходимо вводить в помещение и удалять из него в течение часа. Вентиляция должна обеспечивать надлежащее качество внутренней среды, включая объем воздухообмена, чистоту, температуру, относительную влажность, скорость движения в помещении. Во всех рабочих помещениях должна быть предусмотрена естественная или механическая вентиляция. Около 90% своего времени мы проводим в закрытых помещениях с искусственно созданным климатом. Воздухообмен в помещении помогает обеспечить жителей свежим и здоровым воздухом.

Потребный воздухообмен в рабочих помещениях должен быть обеспечен, исходя из коммунальных потребностей и функций этих помещений, баланса тепла и влажности, а также наличие твердых и газообразных загрязнителей. На производстве, где выделяются вредные для здоровья вещества (например, химические агенты), при организации воздухообмена учитывается норма предельно допустимых концентраций (ПДК).

Организация воздухообмена в помещении сводится к правильному распределению приточно-вытяжных элементов по отношению к зоне пребывания людей и источникам загрязнения. Важный фактор: подбор оборудования и комплектующих, способных обеспечить циркуляцию воздушных масс на уровне проектных значений.

Формула кратности воздухообмена

Формула расчета кратности воздухообмена в помещении: VN = k • V, где

• V N — расход приточного воздуха, м3/ч;
• k - скорость замещения, 1/час;
• V - объем вентилируемого помещения, м3.

Минимальная кратность замен в классическом здании составляет 0,5-0,8 (1) ч-1.

Если производственный процесс токсичен, расчет количества приточного воздуха проводят, исходя из количества выбросов загрязняющих веществ в помещение. Применяется формула: V = φ • Z / (c dop - c z), где

• Z - общее количество газообразных загрязнителей, выброшенных в помещение [г/ч];
• c dop - допустимая концентрация данного загрязнителя в наружном воздухе [г/м3];
• c z - концентрация данного загрязнителя в приточном воздухе;
• [г/м3], φ - поправочный коэффициент (от 1,2 до 1,4).

Учитываются следующие параметры при оценке микроклимата. Предельно допустимая концентрация (ПДК) - значение концентрации, не вызывающее негативных изменений у сотрудника в течение 8-часового рабочего дня.

Предельно допустимая временная концентрация (ПДВК) - средняя концентрация, не вызывающая негативных изменений у работника в течение 15 минут и не более 2 раз за рабочую смену.

Наивысшая предельно допустимая концентрация (НПДК) - концентрация загрязняющих веществ в воздухе, которая не может быть превышена из-за сиюминутной угрозы здоровью и жизни сотрудника.

Вывод

Воздух в помещении почти всегда более загрязнен, чем воздух снаружи. Особенно важно его регулярно менять. Кратность воздухообмена - один из наиболее точных показателей при определении качества воздуха в помещении. Как его определить, какую методику и формулу использовать, рассказали выше в статье.  Регулярные тесты и измерения в системах вентиляции позволяют оценить соответствие системы проектным показателям и контролировать параметры микроклимата. Важно, чтобы монтаж системы вентиляции в помещении выполняли профессионалы, имеющие соответствующею квалификацию.