Вентиляция по количеству людей

Расчет системы вентиляции

Вентиляцию Вы можете заказать с монтажом “под ключ”, позвонив по телефону в Москве: . Осуществляем проектирование и поставку вентиляции по России.

При проектировании систем вентиляции каждый инженер проводит расчеты согласно вышеупомянутых норм.

Для расчета воздухообмена в жилых помещениях следует руководствоваться этими нормами. Рассмотрим самые простые методы нахождения воздухообмена:

  • по площади помещения,
  • по санитарно-гигиеническим нормам,
  • по кратностям

Расчет по площади помещения

Это самый простой расчет. Расчет вентиляции по площади делается на основании того, что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения, независимо от количества людей.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

По санитарным нормам для общественных и административно-бытовых зданий на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м3/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м3/час.

Рассмотрим на примере:

Предположим, в доме живут 2 человека, проведем расчет по санитарным нормам согласно этим данным. Формула расчета вентиляции, включающая нужное количество воздуха выглядит так:

  • n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1;
  • V – объём помещения, м3

Получим, что для спальни L2=2*60=120 м3/час, для кабинета примем одного постоянного жителя и одного временного L3=1*60+1*20=80 м3/час. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество
постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика) L4=2*60+2*20=160 м3/час, запишем полученные данные в таблицу.

ПомещениеLпр, м3/часLвыт, м3/час
Кухня≥ 90
Спальня120120
Кабинет8080
Гостинная160160
Коридор
Санузел≥ 50
Ванная≥ 25
360525

Составив уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт:360 ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для помещений.

Рассчет основных параметров при выборе оборудования

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие основные параметры:

  • Производительность по воздуху;
  • Мощность калорифера;
  • Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
  • Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
  • Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях.

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении.

Например, для помещения площадью 50 м2 с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров/час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами).

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

Расчет воздухообмена по кратности:

  • 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;

Расчет воздухообмена по количеству людей:

L = N * Lнорм, где

  • L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;
  • N — количество людей;
  • Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

в состоянии покоя — 20 м3/ч;

“офисная работа” — 40 м3/ч;

при физической нагрузке — 60 м3/ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования. Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

  • Для квартир — от 100 до 500 м3/ч;
  • Для коттеджей — от 1000 до 5000 м3/ч;

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП.

Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны, например, для Москвы она равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах допускается устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. Но при этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

  • Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
  • Максимально допустимый ток потребления. Величину тока (А), потребляемого калорифером, можно вычислить по формуле:
  • I — максимальный потребляемый ток, А;
  • Р — мощность калорифера, Вт;
  • U — напряжение питания: (220 В — для однофазного питания; для трехфазной сети расчёт несколько иной).

В случае, если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

T = 2,98 * P / L, где

  • T — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;
  • Р — мощность калорифера, Вт;
  • L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов и загородных домов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной или паровой калорифер). В любом случае, если есть возможность, лучше использовать водяные или паровые калориферы. Экономия на обогреве в этом случае получается колоссальная.

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха.

Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве и стоят они дороже. Поэтому, при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов.

Для бытовых систем приточно-вытяжной вентиляции обычно используются воздуховоды диаметром 160. 250 мм или сечением 400х200мм. 600х350мм и распределительные решетки размером 100200 мм — 1000500 мм.

Как сделать расчет вентиляции: формулы и пример расчёта приточно-вытяжной системы

Мечтаете, чтобы в доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не пахло затхлостью и сыростью? Чтобы дом был по-настоящему комфортным, еще на стадии проектирования необходимо провести грамотный расчет вентиляции.

Если во время строительства дома упустить этот важный момент, в дальнейшем придется решать целый ряд проблем: от удаления плесени в ванной комнате до нового ремонта и установки системы воздуховодов. Согласитесь, не слишком приятно видеть на кухне на подоконнике или в углах детской комнаты рассадники черной плесени, да и заново погружаться в ремонтные работы.

В представленной нами статье собраны полезные материалы по расчету систем вентилирования, справочные таблицы. Приведены формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, продемонстрированный в видеосюжете.

Причины проблем с вентиляцией

При правильных расчетах и грамотном монтаже вентилирование дома осуществляется в подходящем режиме. Это означает, что воздух в жилых помещениях будет свежий, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.

Если же наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, плесневый грибок в ванной комнате или другие негативные явления, то нужно проверить состояние вентиляционной системы.

Немало проблем доставляет отсутствие характерных для окон и дверей тончайших зазоров, спровоцированное установкой герметичных пластиковых конструкций. В таком случае в дом поступает слишком мало свежего воздуха, нужно позаботиться о его притоке.

Засоры и разгерметизация воздуховодов могут стать причиной серьезных проблем с удалением отработанного воздуха, который насыщен неприятными запахами, а также избыточными водяными парами.

В результате в служебных помещениях могут появиться колонии грибка, что плохо отражается на здоровье людей и может спровоцировать ряд серьезных заболеваний.

Но бывает и так, что элементы вентиляционной системы работают прекрасно, однако описанные выше проблемы остаются нерешенными. Возможно, расчеты вентиляционной системы для конкретного дома или квартиры были проведены неправильно.

Негативно может отразиться на вентилировании помещений их переделка, перепланировка, появление пристроек, установка уже упомянутых ранее пластиковых окон и т.п. При таких существенных изменениях не помещает повторно произвести расчеты и модернизировать имеющуюся вентиляционную систему в соответствии с новыми данными.

Один из простых способов обнаружить проблемы с вентилированием – проверка наличия тяги. К решетке вытяжного отверстия нужно поднести зажженную спичку или лист тонкой бумаги. Не стоит использовать для такой проверки открытый огонь, если в помещении используется газовое нагревательное оборудование.

Если пламя или бумага уверенно отклоняется в сторону вытяжки, тяга имеется, если же этого не происходит или отклонение слабое, нерегулярное, проблема с отведением отработанного воздуха становится очевидной. Причиной могут быть засоры или повреждение воздуховода в результате неумелого ремонта.

Не всегда есть возможность устранить поломку, решением проблемы часто становится монтаж дополнительных средств вытяжного вентилирования. Перед их установкой также не помешает провести необходимые расчеты.

Как рассчитать воздухообмен?

Все расчеты по системам вентилирования сводятся к тому, чтобы определить объемы воздуха в помещении. В качестве такого помещения может рассматриваться как отдельная комната, так и совокупность комнат в конкретном доме или квартире.

На основании этих данных, а также сведений из нормативных документов рассчитывают основные параметры вентиляционной системы, такие как количество и сечение воздуховодов, мощность вентиляторов и т.п.

Существуют специализированные расчетные методики, позволяющие просчитать не только обновление воздушных масс в помещении, но и удаление тепловой энергии, изменение влажности, выведение загрязнений и т.п. Подобные расчеты выполняются обычно для зданий промышленного, социального или какого-либо специализированного назначения.

Если есть необходимость или желание выполнить настолько подробные расчеты, лучше всего обратиться к инженеру, изучившему подобные методики.

Для самостоятельных расчетов по жилым помещениям используют следующие варианты:

  • по кратностям;
  • по санитарно-гигиеническим нормам;
  • по площади.

Все эти методики относительно просты, уяснив их суть, даже неспециалист может просчитать основные параметры своей вентиляционной системы. Проще всего воспользоваться расчетами по площади. За основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормативам тоже относительно несложен. В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов.

Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в количестве 60 кубических метров в час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 кубических метров в час.

Несколько сложнее производится расчет по кратности воздухообмена. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них.

Кратностью воздухообмена называют коэффициент, отражающий количество полной замены отработанного воздуха в помещении в течение одного часа. Соответствующие сведения содержатся в специальной нормативной таблице (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, прил. 4).

Рассчитать количество воздуха, которое должно быть обновлено в течение часа, можно по формуле:

L=N*V,

  • N – кратность воздухообмена за час, взятая из таблицы;
  • V – объём помещения, куб.м.

Объем каждого помещения вычислить очень просто, для этого нужно умножить площадь комнаты на ее высоту. Затем для каждого помещения рассчитывают объем воздухообмена в час по приведенной выше формуле.

Показатель L для каждой комнаты суммируется, итоговое значение позволяет составить представление о том, сколько именно свежего воздуха должно поступать в помещение за единицу времени.

Разумеется, через вытяжные каналы должно удаляться точно такое же количество отработанного воздуха. В одной и той же комнате не устанавливают и приточную, и вытяжную вентиляцию. Обычно приток воздуха осуществляется через “чистые” помещения: спальню, детскую, гостиную, кабинет и т.п.

Удаляют же воздух из комнат служебного назначения: санузла, ванной, кухни и т.п. Это разумно, поскольку неприятные запахи, характерные для этих помещений, не распространяются по жилищу, а сразу же выводятся наружу, что делает проживание в доме более комфортным.

Поэтому при расчетах берут норматив только для приточной или только для вытяжной вентиляции, как это отражено в нормативной таблице.

Если воздух не нужно подавать в конкретное помещение или удалять из него, в соответствующей графе стоит прочерк. Для некоторых помещений указано минимальное значение кратности воздухообмена. Если расчетная величина оказалась ниже минимальной, следует использовать для расчетов табличную величину.

Разумеется, в доме могут найтись помещения, назначение которых в таблице не отображено. В таких случаях используют нормативы, принятые для жилых помещений, т.е. 3 куб.м на каждый квадратный метр комнаты. Нужно просто умножить площадь комнаты на 3, полученное значение принять за нормативную кратность воздухообмена.

Все значения кратности воздухообмена L следует округлить в сторону увеличения, чтобы они были кратными пяти. Теперь нужно посчитать сумму кратности воздухообмена L для помещений, через которые осуществляется приток воздуха. Отдельно суммируют кратность воздухообмена L тех комнат, из которых производится отведение отработанного воздуха.

Если результат вычислений не отвечает санитарным требованиям, производится установка приточного клапана,бризера или вытяжки через стену, модернизируется существующая система или выполняется ее чистка.

Затем следует сравнить эти два показателя. Если L по притоку оказался выше, чем L по вытяжке, то нужно увеличить показатели для тех комнат, по которым при расчетах использовались минимальные значения.

Примеры расчетов объема воздухообмена

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в гипотетическом доме имеются следующие помещения:

  • Спальня – 27 кв.м.;
  • Гостиная – 38 кв.м.;
  • Кабинет – 18 кв.м.;
  • Детская – 12 кв.м.;
  • Кухня – 20 кв.м.;
  • Санузел – 3 кв.м.;
  • Ванная – 4 кв.м.;
  • Коридор – 8 кв.м.

Учитывая, что высота потолка во всех помещениях составляет три метра, вычисляем соответствующие объемы воздуха:

  • Спальня – 81 куб.м.;
  • Гостиная – 114 куб.м.;
  • Кабинет – 54 куб.м.;
  • Детская – 36 куб.м.;
  • Кухня – 60 куб.м.;
  • Санузел – 9 куб.м.;
  • Ванная – 12 куб.м.;
  • Коридор – 24 куб.м.

Теперь, используя приведенную выше таблицу, нужно произвести расчёты вентиляции помещения с учетом кратности воздухообмена, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти:

  • Спальня – 81 куб.м.*1 = 85 куб.м.;
  • Гостиная – 38 кв.м.*3 = 115 куб.м.;
  • Кабинет – 54 куб.м.*1 = 55 куб.м.;
  • Детская – 36 куб.м.*1 = 40 куб.м.;
  • Кухня – 60 куб.м. – не менее 90 куб.м.;
  • Санузел – 9 куб.м. не менее 50 куб.м;
  • Ванная – 12 куб.м. не менее 25 куб.м.
Читайте также:  Поэтапные расчеты для винтовой лестницы

Сведения о нормативах для коридора в таблице отсутствуют, поэтому в расчете данные по этому небольшому помещению не учтены. Для гостиной выполнен расчет по площади с учетом норматива три куб. метра на каждый метр площади.

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Объем воздухообмена по притоку:

  • Спальня – 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
  • Гостиная – 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
  • Кабинет – 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
  • Детская – 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Всего: 295 куб.мч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

  • Кухня – 60 куб.м. — не менее 90 куб.м/ч;
  • Санузел – 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная – 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Всего: 165 куб.м/ч.

Теперь следует сравнить полученные суммы. Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 130 куб.м/ч (295 куб.м/ч-165 куб.м/ч).

Чтобы устранить эту разницу, нужно увеличить объемы воздухообмена по вытяжке, например, увеличив показатели по кухне. На практике это проводится, например, заменой воздуховодов на каналы бóльшего сечения.

Правила расчета площади воздушных каналов для замены или модернизации системы вентилирования приведены здесь. Советуем ознакомиться с полезным материалом.

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Объем воздухообмена по притоку:

  • Спальня – 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
  • Гостиная – 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
  • Кабинет – 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
  • Детская – 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;

Всего: 295 куб.мч.

Объем воздухообмена по вытяжке:

  • Кухня – 60 куб.м. — 220 куб.м/ч;
  • Санузел – 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная – 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.

Всего: 295 куб.м/ч.

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Расчет воздухообмена в соответствии с санитарными нормами выполнить значительно проще. Допустим, что в доме, рассмотренном выше, постоянно проживают два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.мчел для постоянных жильцов и 20 куб.мчас для временных посетителей:

  • Спальня – 2 чел*60 = 120 куб.мчас;
  • Кабинет – 1 чел.*60 = 60 куб.мчас;
  • Гостиная 2 чел*60 + 2 чел*20 = 160 куб.мчас;
  • Детская 1 чел.*60 = 60 куб.мчас.

Всего по притоку — 400 куб.мчас.

Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.

Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:

  • Кухня – 60 куб.м. — 300 куб.м/ч;
  • Санузел – 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная – 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 400 куб.м/ч.

Увеличен воздухообмен для кухни и ванной комнаты. Недостаточный объем по вытяжке можно разделить между всеми помещениями, в которых установлена вытяжная вентиляция. Или увеличить этот показатель только для одного помещения, как это было сделано при расчете по кратностям.

В соответствии с санитарными нормами воздухообмен рассчитывают подобным образом. Допустим, площадь дома составляет 130 кв.м. Тогда воздухообмен по притоку должен составлять 130 кв.м*3 куб.мчас = 390 куб.мчас.

Остается распределить этот объем на помещения по вытяжке, например, таким образом:

  • Кухня – 60 куб.м. — 290 куб.м/ч;
  • Санузел – 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
  • Ванная – 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.

Всего по вытяжке: 390 куб.м/ч.

Баланс воздухообмена — один из основных показателей при проектировании вентиляционных систем. Дальнейшие расчеты выполняются на основе этих сведений.

Как подобрать сечение воздуховода?

Система вентилирования, как известно, может быть канальной или бесканальной. В первом случае нужно правильно подобрать сечение каналов. Если принято решение устанавливать конструкции с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.

Стандартная скорость перемещения воздушных масс по основному вентканалу должна составлять около пяти метров в секунду, а на ответвлениях — до трех метров в секунду. Это обеспечит работу системы с минимальным количеством шума. Скорость движения воздуха во многом зависит от площади сечения воздуховода.

Чтобы подобрать размеры конструкции, можно использовать специальные расчетные таблицы. В такой таблице нужно выбрать слева объем воздухообмена, например, 400 куб.мч, а сверху выбрать значение скорости — пять метров в секунду.

Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии по воздухообмену с вертикальной линией по скорости.

От этого места пересечения проводят линию вниз до кривой, по которой можно определить подходящее сечение. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого – диаметр в миллиметрах. Сначала делают расчеты для магистрального воздуховода, а затем – для ответвлений.

Таким образом расчеты делают, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если же предполагается установить несколько вытяжных каналов, то общий объем воздуховода по вытяжке нужно разделить на количество каналов, а затем провести расчеты по изложенному принципу.

Кроме того, существуют специализированные калькуляционные программы, с помощью которых можно выполнить подобные расчеты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, поскольку дают более точный результат.

На нормальный воздухообмен оказывает влияние такое явление как обратная тяга, со спецификой которой и способами борьбы с ней ознакомит рекомендуемая нами статья.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик #1. Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования:

Ролик #2. Вместе с отработанным воздухом жилище покидает и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:

Правильный расчет вентиляции — основа ее благополучного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире. Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования во время строительства, но и откорректировать ее состояние, если обстоятельства изменятся.

Хотите поделиться собственным опытом в расчете и сооружении вентиляции? Возникли вопросы в ходе ознакомления с информацией? Нашли недоработки в тексте? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке, находящимся под текстом статьи.

Откуда пошли 30 (60) кубов в час на человека и что из этого следует.

Запись дневника создана пользователем xvalex, 16.01.15
Просмотров: 46.085, Комментариев: 16

Заинтересовался темой вентиляции в доме. Читаю форум – везде всплывает или цифра 30м3/(ч*чел) или 60м3/(ч*чел). Где-то привязываются к площади помещения, где-то – к объему, где-то берут кратность воздухообмена. Здесь я буду разбираться – что это за цифра, откуда взялась, можно ли ее уменьшить и насколько вообще все страшно. Будет многобукф, формул и ссылок. А также разоблачения и срывы покровов.

Сразу предупрежу, что в вентиляции не специалист ни разу, все нижеизложенное – чистое ИМХО, а все формулы выдуманы из головы самостоятельно. Разбирался для себя, выложено в целях помочь разобраться другим и получить заслуженную критику от специалистов.

Во-первых, главный параметр, из которого все вытекает – это объем co2 выделяемый человеком. Он, естественно, зависит от нагрузки, возраста и т.д. Из разных источников:

  • 5-18 л/час (https://ru.wikipedia.org/wiki/Дыхание)
  • 18-25л/ч (http://www.abok.ru/for_spec/articles.php?n )
  • 23-27л/ч при офисной работе (http://www.journal.esco.co.ua/2011_5/art131.htm)

Далее, потребуется максимально допустимая концентрация co2 в помещении. По стандарту EN 13779:

  • Высокое качество воздуха помещения 1 000ppm 1 200ppm

Отсюда: http://swegon.by/publications/0000396/

  • Атмосферный воздух 300- 400 ppm Идеальный для здоровья человека
  • 400-600 ppm Нормальное качество воздуха. Рекомендован для спален, детских садов и школ
  • 600-1000 ppm Появляются жалобы на качество воздуха
  • Выше 1000 ppm Общий дискомфорт, слабость, головная боль, проблемы с концентрацией внимания. Растет число ошибок в работе.
  • Выше 2000 ppm Может вызвать серьезные отклонения в здоровье людей. Количество ошибок в работе сильно возрастает. 70% сотрудников не могут сосредоточиться на работе.

Большинство источников рассматривают 1000ppm как предельно-допустимую концентрацию для длительного пребывания.

Содержание углекислого газа в наружном воздухе также влияет на расчет. В среднем берется 400ppm для чистого выздуха. В городе – может оказаться существенно выше.

Из этих трех чисел можно вывести все остальное. Обозначения будут такие: V (большое) – объем (воздуха, углекислого газа, и т.д.), v (малое) – скорость газообмена, k – концентрация, t – время.

  • V_k – объем комнаты
  • v_o – “скорость вентиляции”, объем воздуха, подаваемого в помещение (и удаляемого из него) за единицу времени.
  • v_d – “скорость дыхания”, объем кислорода, замещаемого углекислым газом в единицу времени. Коэфициент дыхания (неравность объема потребляемого кислорода и выдыхаемого углекислого газа) учитывать не буду, голословно утверждая, что влияние этого эффекта ничтожно.
  • k(t) – концентрация co2 от времени.
  • k_o – концентрация co2 в подаваемом воздухе.
  • k_max – максимально допустимая концентрация co2 в помещении
  • V_co2 – объем co2 в помещении.
  • v_co2 – скорость изменения объема co2.

Найдем изменение объема co2 в помещении. Оно зависит от поступления co2 с воздухом из вентиляции, поступления co2 от дыхания и убытия загрязненного воздуха из помещения. Буду считать, что испорченный воздух успевает равномерно перемешаться по комнате. Это значительное упрощение модели, но дает возможность быстро оценить порядок величин.

dV_co2(t) = dV_o * k_o + v_d * dt – dV_o * k(t)

Отсюда скорость изменения объема co2:

(1) v_co2(t) = v_o * k_o + v_d – v_0 * k(t)

Если человек вошел в помещение, то концентрация co2 будет расти до тех пор, пока не придет к равновесному состоянию, т.е. удаляться из комнаты будет ровно столько, сколько надышали. Т.е. скорость изменения концентрации будет равна нулю:

v_o * k_o + v_d – v_0 * k = 0

Установившаяся концентрация будет равна:

(2) k = k_0 + v_d / v_o

Отсюда легко выяснить необходимую скорость вентиляции при допустимой концентрации:

(3) v_o = v_d / (k_max – k_0)

Для одного человека с v_d = 20л/час (=0.02м3/ч), k_max = 1000ppm (=0.001) и чистым воздухом за окном с v_o = 400ppm (=0.0004) получим:

v_o = 0.02м3/ч / (0.001 – 0.0004) = 33м3/ч

Вот она, эта магическая цифра! При этом она не зависит от площади и объема комнаты, только от “скорости дыхания” и объема вентиляции. Также, это минимальный объем вентиляции на человека. При этом концентрация вырастет до 1000ppm, даже если ничего не делать, при любой нагрузке будет превышение. Для других значений k_max объем вентиляции должен быть:

  • 1000ppm – 33 м3/ч
  • 900ppm – 40 м3/ч
  • 800ppm – 50 м3/ч
  • 700ppm – 67 м3/ч
  • 600ppm – 100 м3/ч
  • 500ppm – 200 м3/ч

Из этой таблицы можно найти желаемый объем вентиляции при заданном качестве воздуха. Для себя, любимого, я считаю минимально-необходимым значение 60-70м3/ч, что, кстати, совпадает со второй “магической цифрой”. Исследуем это значение более подробно. В спокойствии при вентиляции 60м3/ч установившаяся концентрация будет равна 733ppm. А теперь сядем хорошенько поработать. Скорость дыхания вырастет до 30 л/ч, а концентрация – до 900ppm. Устали работать, ляжем спать со скоростью дыхания 15л/ч и будем наслаждаться концентрацией 650ppm. С утра займемся зарядкой со скоростью 60л/ч и испортив воздух до 1400ppm. Выводы можно сделать такие – спать комфортно, работать можно, хотя воздуха можно бы и побольше, физ. нагрузки – можно, но недолго (см. ниже).

Главный вывод всей статьи: 60м3/ч на человкеа – это минимальный комфортный уровень вентиляции.

Какова скорость движения воздуха в комнате при вентиляции 60м3/ч? Рассмотрим комнату 4*3*3м, вентилировать будем вдоль длинной стороны, т.е. приток с одной стороны, вытяжка – с другой. Тогда скорость движения воздуха в середине комнаты будет: 60м3/ч / 9м2 / 3600с/ч

= 2мм/с. Определенно, любые конвективные движения эффективно перемешают воздух в комнате и предположение о равномерном перемешивании воздуха из которого мы исходили при расчете достаточно справедливо.

На что же влияет объем комнаты, почему в больших комнатах “легко дышится”? Объем влияет на скорость “отравления” помещения. Насколько быстро это происходит?

Концентрация co2 в помещении равна k(t) = V_co2(t) / V_k, откуда k'(t) = v_co2(t) / V_k, подставляя это в (1) получим:

k'(t) = (k_o * v_o + v_d) / V_k – v_o / V_k * k(t)

Решение этого уравнения:

(4) k(t) = k_o + v_d / v_o + C * e^(-v_o / V_k * t)

Константу С можно определить из начальной концентрации k(0) (экспонента при t = 0 обращается в единицу):

C = k(0) – k_o – v_d / v_o

Пусть человек входит в хорошо проветренную комнату c k(0) = k_o = 400ppm площадью 15м2 с высотой потолков 2.5м (V_k=37.5м3) и скоростью вентиляции 33м3/ч. График роста концентрации. Примерно за 2 часа концентрация достигнет 900ppm (из 1000ppm).

Теперь пусть комната будет 30м2 с высотой потолков 4м (120м3). График роста концентрации. До 900ppm концентрация будет расти больше 6 часов. Т.е. в большой комнате даже с минимальной вентиляцией можно находиться почти целый день в комфортных условиях. Это и есть “хорошо дышится”.

Физ. нагрузки со скоростью 60л/ч при вентиляции 60м3/ч в маленькой и большой комнате. В маленькой комнате воздух портится примерно за полчаса и еще час растет c 1000 ppm до 1400 ppm. С нормальной концентрации “спокойный человек в комнате” (700ppm) до 1000 ppm проходит меньше 20 минут. В большой – портится за 2 часа и растет еще 4, рост концентрации с 700 до 1000ppm проходит около часа.

Высокие потолки – это дополнительный комфорт, без необходимости дополнительной вентиляции. Вопреки широко распространенному мнению об обратном – “не буду делать высокие потолки, т.к. много тепла и денег уйдет на вентиляцию”.

А сколько тепла будет уходить с вентиляцией?

Для начала посчитаем полное количество энергии на нагрев воздуха для одного человека в течении года. Объем вентиляции рассмотрим 30м3/ч, 60м3/ч и 100м3/ч. Температура в помещении 20гр, регион – Петербург (для Москвы цифры будут почти те же).

Теплоемкость воздуха c_p =

1.2кДж/(м3*К). Мощность на нагрев объема воздуха для вентиляции в зависимости от разности температур и объема вентиляции, ватт на человека (просто полезная табличка):

  • dT – 30м3/ч – 60м3/ч – 100м3/ч
  • dT=50К – 500 – 1000 – 1667
  • dT=40К – 400 – 800 – 1333
  • dT=30K – 300 – 600 – 1000
  • dT=20K – 200 – 400 – 667
  • dT=10K – 100 – 200 – 333

Общее количество энергии, расходуемое за год:

(5) E = sum(P_i * dt_i) = sum(c_p * v_o * dT_i * dt_i) = c_p * v_o * sum(dT_i * dt_i) = c_p * v_o * Tt

где P_i – мощность, dT_i – разность температур действующая за время dt_i, Tt – градус-сутки отопительного периода, характеризует климат для наших расчетов. Найдем их:

Tt = sum(dT_i * dt_i) = N * (T_дом – T_ср)

где N – число суток отопительного периода, T_дом – температура в доме, T_ср – средняя температура отопительного периода.

По СНиП 23-01-99 “Строительная климатология” (штука просто набитая полезными цифрами. ) для Петербурга число суток с температурой ниже +8С = 220, средняя температура этого периода = -1.8С. При температуре в доме +20С получим:

Tt = 220 сут * (20С + 1.8С)

= 4800 С*сут (для Москвы – 4900)

Вот здесь можно сразу посмотреть значение градус-суток для разных городов и температур в помещении.

Энергии на отопление воздуха на человека в год:

E = 1.2кДж/(м3*К) * 30м3/ч * 4800К*сут * 24ч/сут = 4150 МДж = 1150 кВт*ч

Сколько это будет в рублях? Удельная теплота сгорания для газа

= 30МДж/м3, стоимость газа = 5.2р/м3, стоимость энергии = 0.17р/МДж.

При разном объеме вентиляции на человека:

  • 30м3/ч – 4150 МДж – 1150 кВт*ч – 700 руб.
  • 60м3/ч – 8300 МДж – 2300 кВт*ч – 1400 руб.
  • 100м3/ч – 13800 МДж – 3800 кВт*ч – 2 350 руб.

Однако, объем вентиляции дома не равен количеству проживающих. Каждое жилое помещение должно быть расчитано на длительное пребывание некоторого количества человек. Рассмотрим абстрактную семью из 4 человек (родители+дети) в абстрактном доме с тремя спальнями (2 детские и родительская) и гостинной. Прочие нежилые помещения вентилируются из жилых, что допускается. Все спальни должны быть расчитаны на длительное пребывание минимум 2 человек (детские тоже, т.к. дети будут играть вместе, к ним будут приходить родетели и друзья). Гостинная должна быть минимум на 6 человек, плюс газовая плита – это примерно 2 человека по объему вентиляции. Т.е. общая вентиляция дома должна быть примерно на 14 человек при норме 60 м3/(ч*чел) = 840 м3/ч. Стоить это будет

Читайте также:  Как сделать козырек над крыльцом из поликарбоната

20 тыр/год. И это только на вентиляцию! (Тут уже начинаешь задумываться об экономической эффективности рекуператора или грунтового теплообменника).

Объем вентиляции практически не зависит от ни количества реально проживающих, ни от площади, ни от объема дома. Только от планировки – где и сколько человек могут находиться, и желаемого качества воздуха. (Предупреждая возражения – я понимаю, что в общем случае это неверно и можно привести примеры обратного даже в индивидуальном строительстве).

Кажется, что оценка в 840м3/ч непомерна, “несколько человек в доме столько не надышат”. А с другой стороны – вот комнаты, при наличии там людей концентрации биоэффлюентов (ввернул красивое слово!), включая co2 будут расти вот с такой-то скоростью до таких-то концентраций. Зависимость самочуствия от концентрации тоже проверена по разным источникам. Формулы из головы совпадают с другими источниками (например здесь формула (4) названа уравнением материального баланса. Кстати там же можно увидеть нормы аж до 200м3/ч!). А здесь человек замерил скорость роста концентрации, вполне согласующиеся с теорией:

Кстати, СНИП с трехкратным обменом тоже в чем-то прав. При площади спальни 15м2, потолках 2.7м и вентиляции 120м3/ч (на двоих) получается ровно трехкратный воздухообмен. Еще одна тайна разгадана!

Уменьшение вентиляции => падение качества воздуха => ухудшение самочуствия и работоспособности. А я в своем доме работать собираюсь.

Может вентиляцию регулировать?

Регулирование вентиляции (принудительной) – это две вещи: мощность подачи/удаления и задвижки (регулируемые решетки) на комнаты. При этом для идеальной регуляции при изменении подачи в любую комнату должна меняться и мощность главного вентилятора. При этом система должна всегда оставаться в балансе. Т.е. проблема не столько в регулировании, сколько в балансировке системы. В ручное управление с таким количесвом элементов (а тем более, чтобы при этом получить экономию) я не верю. Нужна автоматика. Сколько она должна стоить, чтобы окупиться?

Рассмотрим идеальный регулятор – каждому человеку подается нужное количество воздуха, где бы он ни находился. Тогда семья из 4 человек будет потреблять 4 нормы вместо 14. Экономия в 10 норм это 14тыр/год или 140тыр за 10 лет (период окупаемости). Т.е. 140 тыр – это абсолютный максимум стоимости системы + проектирование + установка + обслуживание за 10 лет.

Любые системы управления стоимостью более

100тыр не окупятся!

Зайдем с другой стороны. Можно заметить, что половина объема вентиляции – это гостинная/кухня. Т.о. имея одну точку регулирования можно заметно снизить расходы. Например, если заметить, что в гостинной/кухне постоянно находятся 2, реже 3 человека можно снизить постоянную вентиляцию с 6 до 2 человек. Третий, появляясь эпизодически и ненадолго в большой комнате не успеет надышать много. При общем сборе – открывать задвижку. При этом упадет вентиляция в спальнях, но к ночи задвижка будет возвращена, а то и закрыта до нуля. Разумеется все система должна учитывать такие перепады, чтобы при этом случайно из туалета в дом не дуло. Можно сэкономить 28% или 5600 руб/год, а общий объем вентиляции будет снижен до 600м3. (VAV-система, конечно круче, но особого смысла в ней не вижу).

Второй простой в реализации вариант экономии – снижать норму вентиляции зимой и/или ночью. При скорости дыхания во сне 15л/ч и допустимой концентрации 800ppm необходимо около 40м3/ч, т.е. в полтора раза меньше. Элементарно автоматизируется таймером, снижающим скорость вентиляции по ночам. Правда, экономия всего порядка 10%, т.е.

2тыр/год (реально может быть больше, т.к. температура ночью ниже). Если снижать норму до постоянных 40м3/ч при отрицательных температурах, то экономия получится порядка 24% или 4700руб/год. Комфорт в минусе.

Рекуператор пластинчатый. Пусть работает с эффективностью 30%. Это 6700 руб экономии в год. В минусы – обледенение и конденсат. Даже если окупится может приносить головную боль при эксплуатации. Роторный – при эффективности 60% сэкономит 12тыр/год. Вроде бы не обмерзает. И платить 8 тыр вместо 20 очень приятно. Интересный вариант если в окупаемость впишется.

Грунтовый теплообменник. Если предположить, что на выходе грунтового теплообменника при любой отрицательной температуре всегда будет 0С, то можно пересчитать градус-сутки отопительного периода. Экономия будет 700 градус-суток, или 14%, или 3000 руб/год. При расходах на ГТ

20тыр (видел где-то в теме про ГТ) окупаемость небольшая. Честно говоря, думал, что экономия будет значительно больше. Если принять во внимание, что ГТ может греть воздух выше нуля (https://www.forumhouse.ru/threads/31140/page-3#post-920595), то можно на глаз накинуть еще 300 градус-суток и экономия получится довольно оптимистичные 21%. С другой стороны при объеме 800 м3/ч ГТ может получиться слишком большим и дорогим.

Засим позволю себе откланяться. Надеюсь, мне удалось показать, что воздухообмен по нормативам хоть и кажется завышенным, но вполне оправдан и даже может быть недостаточным. Более того, любой, используя простые формулы (2) и (3) может определить личный баланс между жабой и собственным здоровьем. Размер жабы можно найти из (5) помноженного на стоимость энергии. Более продвинутые могут учесть динамику процесса по (4).

Кратность воздухообмена: расчет и таблицы для различных помещений

Одним из показателей, влияющих на обеспечение оптимального микроклимата в помещениях различного назначения, является кратность воздухообмена. Под этим термином обозначают, количество полных циклов смены воздушных масс в помещении в течение единицы времени, например часа.

Ротация воздушных масс обеспечивает:

  • удаление воздуха, содержащего патогенные и болезнетворные микроорганизмы;
  • замену кислорода, содержащего углекислый газ новым объемом воздуха, что создает комфортные условия для умственной деятельности человека;
  • оптимальные значения температуры и влажности в помещении, оказывающих влияние на работоспособность человека и создающих заданные условия для хранения различных изделий;
  • устранение воздуха, содержащего неприятные запахи.

Необходимые значения показателей кратности воздухообмена в зависимости от назначения помещения указываются в специальных таблицах СНиП. Ротация воздушных масс обеспечивается за счет комбинированного использования естественной и искусственной вентиляции.

Приток кислорода обеспечивается через окна, двери и при помощи специальных вентиляторов. Однако учитывая тенденцию на использование материалов и технологий, обеспечивающих герметичность этих конструкций, близкую к абсолютным значениям, использование при строительстве зданий систем, обеспечивающих приток кислорода, является обязательным условием для достижения показателей кратности воздухообмена.

Эти задачи решаются путем оснащения стен и окон приточными клапанами, которые помимо герметичности обеспечивают поступление необходимого количества кислорода в единицу времени.

Понятие воздухообмена

Основные требования при проектировании систем кондиционирования включают определение числа циклов воздухообмена. Под этим термином понимается создание условий для обеспечения циркуляции и полной замены объема кислорода в сооружении. Этот параметр зависит от концентрации в воздухе вредных компонентов, наличия мест выделения избыточного количества тепла, влаги и кратности смены объема кислорода в помещении.

Кратность воздухообмена является показателем, определяющим степень интенсивности полной смены объема кислорода. Другими словами организованный, и регулируемый воздухообмен определяется как количество полных циклов смены кислорода в течение часа. Этот параметр относится к санитарным нормам и определяет степень безопасности и комфортность нахождения человека в здании. Нормативные и допустимые значения этого показателя определяются принятыми нормами СНиП, содержащими различные требования в зависимости от назначения комнаты.

Воздухообмен бывает естественного и искусственного типа. При этом в первом случае приток воздуха обеспечивается за счет перепада давления воздуха внутри комнаты и за ее пределами. Во втором варианте замещение объема воздушных масс предусматривает использование систем принудительной подачи кислорода, попадание через проемы в дверях и стенах и выполнение проветривания помещений. Организация удаления загрязненного кислорода предусматривает обустройство систем вытяжки в помещениях, имеющих наиболее загрязненный воздух. В условиях квартиры такими местами могут быть ванна, туалет и кухня, в первых двух случаях система вентиляции может оснащаться устройствами, обеспечивающими всасывание загрязненного воздуха или воздушными клапанами, в случае с кухней, в большинстве случае речь идет об оснащении пространства над плитой различными типами вытяжных зонтов.

Расчет кратности воздухообмена

При определении кратности воздухообмена для каждого конкретного помещения проектировщики учитывают нормативные показатели, зафиксированные в санитарно-гигиенических нормах, ГОСТах и строительные правила снип, например СНиП 2.08.01-89. Не принимая в учет содержания в воздухе вредных примесей, количество замещений для помещений определенного объема и назначения будет вычисляться по значениям нормативных показателей кратности. Объем здания определяется по формуле (1):


где a – длина помещения;
b – ширина комнаты;
h – высота помещения.

Зная объем помещения и количество поступающего в течение 1 часа кислорода, можно выполнить расчет кратности Кв, используя формулу (2):

где Кв – кратность воздухообмена;
Qвозд – подача чистого воздуха, поступающего в комнату в течение 1 часа.

Чаще всего формула (2) не используется для подсчета количества циклов полного замещения воздушных масс. Это связано с наличием для всех типовых сооружений различного назначения таблиц кратности воздухообмена. При такой постановке задачи для помещения, имеющего заданный объем с известным значением коэффициента воздухообмена необходимо подобрать оборудование или выбрать технологию, обеспечивающую поступление необходимого количества кислорода в единицу времени. В этом случае объем чистого воздуха, который должен поступить для обеспечения полной замены кислорода в помещении согласно требованиям СНиП, можно определить по формуле (3):

Согласно приведенным формулам, единицей измерения кратности воздухообмена является количество полных циклов замены кислорода в комнате в час или 1/ч.

Используя естественный тип воздухообмена можно добиться 3-4 кратной замены воздуха в помещении в течение 1 часа. При необходимости увеличения интенсивности воздухообмена рекомендуется прибегать к использованию механических систем, обеспечивающих принудительную подачу свежего или устранение загрязненного кислорода.

Методы расчета для помещений жилого дома

Приток необходимого количества воздуха в жилых помещениях в зависимости от типа комнаты может обеспечиваться через автономные воздушные клапана в стенах с регулируемыми параметрами открывания, форточки, двери, фрамуги и окна. Специалисты обращают внимание проектировщиков на то, что при расчете показателей полной замены воздуха в жилых комнатах, необходимо учитывать ряд параметров, среди которых:

  • 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 согласно нормам СП 54.13330.2016 величина воздухообмена должна составлять:

  1. 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.
  2. При общей площади в расчете на одного человека превышающей 20 м², интенсивность воздухообмена должна составлять 30 м³/ч на 1 человека.
  3. Для кухни, оснащенной электрической плитой минимальные показатели подачи кислорода не могут быть меньше 60 м³/ч.
  4. Если на кухне используется газовая плита, минимальное значение нормы воздухообмена увеличивается до 80-100 м³/ч.
  5. Нормативные показатели кратности воздухообмена для вестибюлей, лестничных клеток и коридоров составляет 3 м³/ч.
  6. Параметры воздухообмена несколько возрастают при увеличении влажности и температуры в помещении и составляют для сушильных, гладильных и постирочных комнат 7 м³/ч.
  7. 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.

Учитывая то, что при готовке помимо пара образуется ряд летучих соединений с содержанием масла и гари, при организации системы воздухообмена на кухне необходимо исключить попадание этих веществ в пространство жилых комнат. Для этого воздух кухонного помещения за счет создания тяги в вентиляционном канале, высотой не менее 5 м и использования специального вытяжного зонта удаляется наружу. Такой тип организации ротации воздушных масс обеспечивает устранение и избыточного количества тепла. Однако во избежание попадания отработанного воздуха в квартиры, расположенные на верхних этажах при строительстве сооружения выполняется воздушный затвор, обеспечивающий изменение направления воздушного потока.

Административные и бытовые здания

Как уже упоминалось, показатели кратности имеют различные значения для разных зданий, при этом в части случаев эксплуатация систем обеспечения ротации воздушных масс, предусматривает использование естественной вентиляции и в холодное время года. При этом, в части используемых помещений, например душевых и уборных вытяжная система вентиляции должна работать более интенсивно, чем система подачи свежего кислорода в комнатах общего назначения. Так, параметры ежечасно удаляемого из помещений душевых воздуха с паром должна исходить из расчета 75 м³/ч из расчета на 1 сетку, а при организации удаления загрязненного воздуха из уборных из расчета 25 м³/ч на 1 писсуар и 50 м³/ч на 1 унитаз.

При обеспечении смены воздуха в кафе организация системы вентиляции и кондиционирования должна обеспечить кратность замены воздуха в приточной системе на уровне 3 ед/ч, для системы вытяжки этот показатель должен составлять 2 ед/час. Расчет системы полной замены воздуха в торговом зале зависит от типа используемой вентиляции. Так, если при наличии вентиляции приточно-вытяжного типа кратность замены воздуха определяется расчетным путем для всех типов торговых залов, то при обустройстве сооружения вытяжкой, не обеспечивающей приток воздуха, кратность воздухообмена должна составлять 1,5 ед/ч.

При использовании помещений, обладающих большим количеством пара, влаги, тепла или газа, расчет воздухообмена может вестись исходя из имеющегося избытка. Для того, чтобы рассчитать воздухообмен по теплоизбыткам используется формула (4):

где Qпом – количество выделяемой в помещение теплоты;
ρ – плотность воздуха;
c — теплоемкость воздуха;
t вывод — температура воздуха, удаляемого при помощи вентиляции;
t подав — температура воздуха, подаваемого в помещение.

Организация системы обмена воздуха в котельной исходит из типа используемого котла и должна обеспечивать 1-3 кратную замену всего объема кислорода в течение часа.

Физкультурно оздоровительные учреждения

При занятиях в спортивном зале кратность обмена воздуха играет важную роль, поскольку во время физических нагрузок необходимо обеспечить поступление свежего кислорода в легкие каждого из посетителей с учетом достаточно больших объемов зала. Таким образом, требования оговаривают необходимость обеспечения поступления в спортзал при наличии посетителей 80 м3/ч воздуха.

Расчет кратности воздухообмена для бассейна исходит из количества находящихся в нем людей и должен составлять 20 м³/ч в расчете на 1 человека. В то же время, учитывая специфику нахождения в сауне, в бане, необходимо обеспечить смену 10 м³ воздуха в течение каждого часа. При этом учитывая большие объемы вырабатываемого насыщенного пара, можно вести расчет воздухообмена по влаговыделениям.

Учреждения здравоохранения

Наибольшие значения показатель кратности воздухообмена в учреждениях, относящихся к системе здравоохранения, имеет для палат, в которых производится стационарное лечение пациентов с обнаруженными патологиями инфекционного (160 м³/ч) и неинфекционного (80 м³/ч) происхождения.

Согласно нормативам большая часть других помещений, включая кабинеты врачей и процедурные комнаты должна иметь кратность вытяжки при естественном типе организации воздухообмена, равную 1-2 ед/ч.

Отдельным пунктом следует упомянуть организацию системы вентиляции операционных кабинетов. В них согласно современным требованиям должна использоваться 3 кратная система очистки воздуха, при этом работающие устройства должны обеспечивать минимальный приток 1200 м³ воздуха в час.

Помещения детских дошкольных организаций

Обеспечение требуемых норм воздухообмена в дошкольных организациях является базовым условием здоровья и нормальной умственной активности малышей. Однако при обеспечении вентиляции необходимо исключать возможность возникновения сквозняков, учитывая это требование, проветривание в детских дошкольных организациях осуществляется в соответствии с распорядком дня учреждения.

Согласно нормам, обозначенным в СНиП 41.21-2003, для обеспечения проветривания кратность воздухообмена в классе для занятий, раздевалке, игровой комнате и в спальне для детей в возрасте до 2 лет должна составлять 1,5 ед/час. Более строгие требования предъявляются при обеспечении полной замены в области умывальника, туалета, медицинского пункта и кухни, для которых этот показатель составляет 2-3 ед/час.

Читайте также:  Делаем правильную вентиляцию чердака в частном доме

В заключении

Кратность полной замены кислорода является показателем, определяющим комфортность и безопасность пребывания в помещении. Этот параметр отличается для помещений, имеющих различное назначение, и определяется по одной из приведенных методик исходя из показателя, определяющего подачу чистого кислорода в час и объема сооружения. Для обеспечения микроклимата, регламентированного нормами СНиП и санитарными требованиями, может использоваться естественная, принудительная и комбинированная схема вентиляции.

Пример расчета кратности для котельной:

Расчет вентиляции

При выборе оборудования для системы вентиляции необходимо рассчитать следующие параметры:

· Производительность по воздуху;
· Мощность калорифера;
· Рабочее давление, создаваемое вентилятором;
· Скорость потока воздуха и площадь сечения воздуховодов;
· Допустимый уровень шума.

Ниже приводится упрощенная методика подбора основных элементов системы приточной вентиляции, используемой в бытовых условиях

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с расчета требуемой производительности по воздуху или «прокачки», измеряемой в кубометрах в час. Для этого необходим поэтажный план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и определяется СНиП (Строительными Нормами и Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратностии по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

1. Расчет воздухообмена по кратности

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м 3 /ч;

n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;

S — площадь помещения, м 2 ;

H — высота помещения, м;

2. Расчет воздухообмена по количеству людей:

в состоянии покоя — 20 м 3 /ч;

работа в офисе — 40 м 3 /ч;

при физической нагрузке — 60 м 3 /ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования. Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

· Для квартир — от 100 до 500 м 3 /ч;

· Для коттеджей — от 1000 до 2000 м 3 /ч;

· Для офисов — от 1000 до 10000 м 3 /ч.

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоной и для Москвы равна -26°С (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Таким образом, при включении калорифера на полную мощность он должен нагревать поток воздуха на 44°С. Поскольку сильные морозы в Москве непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.
При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.

Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле:

I = P / U, где I — максимальный потребляемый ток, А; Р — мощность калорифера, Вт; U — напряжение питание:

  • 220 В — для однофазного питания; 660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания

. В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

ΔT = 2,98 * P / L, где ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;Р — мощность калорифера, Вт; L — производительность вентиляции, м 3 /ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт

для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов.

Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер).

Рабочеее давление, скорость движения воздуха в воздуховодах, уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов. Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.

Кратность воздухообмена по СНиП для различных помещений

Кратность воздухообмена по СНиП — это санитарный показатель состояния воздушной среды в помещении. От его значения зависит комфорт и безопасность пребывания людей в той или иной комнате. Допустимая величина этого параметра регулируется государственными строительными нормами и правилами, которые определяют различные требования для всех возведённых зданий.

Перед тем как определить оптимальный показатель кратности воздухообмена по СНиП в помещениях (жилых или производственных), необходимо подробно изучить не только сам параметр, но и методы его расчёта. Эта информация поможет максимально точно выбрать значение, которое подойдёт для каждого конкретного помещения.

Воздухообмен — это один из количественных параметров, характеризующих работу системы вентиляции в закрытых помещениях. Кроме этого, им считают процесс замещения воздуха во внутренних пространствах здания. Этот показатель считается одним из наиболее важных при проектировании и создании вентиляционных систем.

Воздухообмен бывает двух видов:

  1. 1. Естественный. Он происходит из-за разницы давления воздуха внутри помещения и за его пределами.
  2. 2. Искусственный. Осуществляется при помощи проветривания (открывания окон, фрамуг, форточек). Кроме этого, к нему относят попадания воздушных масс с улицы через щели в стенах и дверях, а также путём применения разнообразных систем кондиционирования и вентиляции.

Кратность обмена воздуха — это параметр, показывающий, какое количество раз (в течение 60 минут) воздух в комнате полностью заменялся на новый.

Его величина определяется не только по СНиП, но и по ГОСТ (государственный стандарт). От этого показателя зависит комплекс мер, которые нужно принимать для поддержания оптимальных условий в жилых квартирах и офисных помещениях.

Большинство недавно возведённых зданий, оснащены герметичными окнами и утеплёнными стенами. Это помогает снизить затраты на отопление в холодный период года, но приводит к полному прекращению естественной вентиляции. Из-за этого воздух в помещении застаивается, что вызывает быстрое размножение вредоносных микроорганизмов и нарушение санитарно-гигиенических норм. Поэтому в новых строениях важно предусмотреть возможность осуществления искусственной вентиляции воздуха, с учётом показателя кратности.

Таблица: Кратность воздухообмена по СНиП

Нормы воздухообмена в помещениях (жилых или производственных) зависят от нескольких факторов:

  • назначение здания;
  • количество установленных электроприборов;
  • теплопроизводность всех работающих устройств;
  • количество людей, которые постоянно находятся в помещении;
  • уровень и интенсивность естественной вентиляции;
  • влажность и температура воздуха в комнате.

Величину кратности обмена воздуха можно определить по стандартной формуле. Она предусматривает деление необходимого количества чистого воздуха, поступающего в здание за 1 час на объём помещения.

Благодаря естественной аэрации этот показатель может достигать 3 или 4 раз в час. Если требуется значительно более частый воздухообмен, то прибегают к помощи механической вентиляции.

Для того чтобы люди, находящиеся в том или ином помещении, чувствовали себя максимально комфортно, необходимо соблюдать предусмотренные строительными нормами и правилами значения кратности воздухообмена. Они значительно отличаются для различных зданий, поэтому следует подойти к их выбору с максимальной ответственностью. Только в этом случае можно добиться желаемого результата и создать в помещении идеальные условия для нахождения людей.

Для всех жилых домов требуется обеспечение не только искусственного, но и естественного притока воздуха. Если одного из них будет недостаточно, то допускается использование комбинированного варианта. При этом нужно обеспечить ещё и удаление застоявшегося кислорода. Сделать это можно путём обустройства вентиляционных каналов из следующих помещений:

Кроме этого, все современные здания оснащаются специальными автономными воздушными клапанами. Они могут открываться и закрываться владельцами квартиры, а также выполнять функцию удаления застоявшегося воздуха.

Кратность обмена воздуха в жилом помещении указывается в СНиП 2.08.01−89. Согласно этим нормам, показатель должен быть таким:

  • Отдельная комната в квартире (спальная, детская, игровая) — 3.
  • Ванная и индивидуальная уборная — 25 (при совмещённом расположении значение должно быть в 2 раза больше).
  • Гардеробная комната, а также умывальная в общежитии — 1,5.
  • Кухня с электроплитой — 60.
  • Кухня с газовым оборудованием — 80.
  • Коридор или вестибюль в квартирном доме — 3.
  • Гладильная, сушильная, постирочная в общежитии — 7.
  • Кладовая для хранения спортивного инвентаря, личных и хозяйственных вещей — 0,5.
  • Машинное помещение лифта — 1.
  • Лестничная клетка — 3.

Размер показателя кратности обмена воздуха для административных зданий и офисов значительно больше, чем для жилых помещений. Это связано с тем, что система вентиляции и кондиционирования должна качественно справляться с тепловыделениями, исходимыми не только от работников, но и от различной офисной техники. Если правильно оборудовать вентиляционную систему, то можно улучшить здоровье и увеличить работоспособность сотрудников.

Основные требования, предъявляемые к системе вентиляции офисных зданий:

  • фильтрация, увлажнение, подогрев или охлаждение воздуха перед его подачей в помещение;
  • обеспечение постоянного притока достаточного объёма свежего кислорода;
  • обустройство вытяжной и приточной вентиляционной системы;
  • использование оборудования, которое в процессе воздухообмена не будет создавать много шума;
  • максимально удобное расположение установок для удобства проведения ремонтных и профилактических мероприятий;
  • возможность регулировать параметры вентиляционной системы и адаптировать её работу под меняющиеся погодные условия;
  • способность обеспечивать качественный воздухообмен при минимальных затратах электроэнергии;
  • необходимость иметь небольшие габариты.

Все эти требования помогут быстро удалять из закрытого помещения выдыхаемый углекислый газ и испарения, идущие от работающей техники.

Для правильной настройки системы кондиционирования и вентиляции необходимо точно рассчитать кратность и сопоставить её с нормами СНиП 31−05−2003, которые предусматривают такое значение:

  • Рабочая комната сотрудников — 20 на каждого человека.
  • Кабинет управляющих — 3.
  • Зал для совещаний и конференц-зал — 20 на 1 посетителя.
  • Комнаты для курения — 10.
  • Санузел, умывальная и душевая — 20.
  • Кладовая и комната для хранения документации — 0,5.
  • В техническом помещении — 1.

Особенно важно обеспечить хороший воздухообмен в помещениях промышленного назначения, где люди трудятся в максимально вредных условиях. Для снижения негативного влияния на их здоровье необходимо правильно оборудовать систему вентиляции и рассчитать кратность воздухообмена.

На итоговые значения влиют нескольких основных факторов:

  • Объём и форма здания цеха. От первого параметра будет зависеть количество воздуха, который нужно будет замещать свежим, а от второго — характер движения воздушных потоков (образование застойных зон, возникновение завихрение и прочее).
  • Количество людей, ежедневно работающих в помещении. Каждому сотруднику требуется примерно одинаковое количество кислорода, поэтому для расчётов берут среднестатистический показатель.
  • Интенсивность физического труда. При выполнении работы, которая не требует значительных усилий, достаточно будет минимальной кратности, а при больших физических нагрузках — максимальной.
  • Характер технологического процесса и степень загрязнения вредными веществами. Для каждого химического соединения рассчитана максимально допустимая концентрация, при которой оно не будет оказывать негативное воздействие на организм человека. Исходя из этого определяется требуемая интенсивность аэрации, позволяющая концентрации оставаться в безопасных пределах.
  • Тепло, которое выделяется при работе оборудования. Система естественной или искусственной вентиляции должна справляться с избыточным теплом, идущим от работающих станков и прочих устройств.
  • Избыточная влага. Этот фактор учитывается только на тех предприятиях, где технологический процесс предусматривает использование различных жидкостей. Они медленно испаряются и постепенно повышают влажность в здании цеха.

Определяют оптимальное значение кратности воздухообмена для производственных помещений по таблице СНиП 2.04.05−91. В ней указана величина этого параметра для каждого конкретного помещения.

Рекомендуемые показатели:

  • Цеха, где выполняется работа, не требующая больших физических усилий — 25.
  • Площадки, где сотрудники выполняют простую работу с редким приложением физической силы — 30.
  • Производственные помещения, где проводятся различные манипуляции, требующие значительных затрат сил — 35.
  • Красильные цеха — 40.
  • Промышленные площадки, где в процессе работы используются токсичные и летучие вещества — 45.

Не менее важна хорошая работа вентиляционной системы и для медицинских учреждений, особенно тех, где лечатся дети и больные, находящиеся в тяжёлом состоянии. Кратность воздухообмена для лечебных заведений регламентируется СНиП 2.08.02−89. В нём перечислены все имеющиеся в больнице помещения, где могут находиться люди.

Основными из них являются:

  • Палаты для стационарного лечения инфекционных больных — 160.
  • Палаты для взрослых и детей, которые лечатся от заболеваний неинфекционного характера — 80.
  • Кабинеты врачей и лаборантов — 60.
  • Помещения, предназначенные для проведения мануальной и иглорефлексотерапии, а также все другие комнаты с наличием постоянных рабочих мест — 60.
  • Небольшие помещения, где нет постоянных рабочих мест — 1.
  • Помещения, в которых хранятся стерильные материалы и медицинские препараты — 4.
  • Кабинеты ультразвуковой и функциональной диагностики, а также лифтовые холлы — 3.
  • Комнаты, отведённые под процедурные — 4.
  • Места проведения рентгенодиагностических и флюорографических обследований — 4.
  • Комнаты для санитарной обработки больных — 5.
  • Помещения для приёма и сортировки анализов — 3.
  • Чистая зона центрального стерилизационного и дезинфекционного отделения (ЦСО и ДСО) — 3 и более.
  • Грязная зона ЦСО и ДСО — не менее 5.
  • Залы для занятия лечебной физкультурой — 60.
  • Процедурная, предназначенная для введения радиофармацевтических лекарственных средств — 6.
  • Кабинет для проведения обыкновенной и однофотонной позитронно-эмисионной томографии — 6.
  • Лаборантские клинических анализов, а также мастерские по ремонту и обслуживанию различного медицинского оборудования, имеющего небольшие размеры — 3.
  • Комната для мытья, стерилизации суден, сортировки грязного белья, хранения предметов уборки и дезинфицирующих средств — 5.
  • Помещение для хранения чистых материалов, гипса, инвентаря, переносной медицинской аппаратуры — 1.
  • Вестибюли, справочные, места регистрации больных, гардеробные, медицинские архивы, кладовые вещей и одежды — 1.
  • Столовая и буфетная для больных, находящихся на стационарном лечении — 2.

Кратность воздухообмена, нормируемая по СНиП, — это один из наиболее важных показателей состояния воздуха в том или ином помещении. При правильном его расчёте и соблюдении всех рекомендаций, предусмотренных стандартными нормативами, можно значительно увеличить качество аэрации, а также сделать пребывание людей в комнате более комфортным и безопасным.

Ссылка на основную публикацию