Нормы кратности воздухообмена в различных помещениях + примеры расчетов

Особенности расчета воздухообмена в помещении

Перед обустройством вентиляционной системы в помещении необходимо определить, как именно будет проходить процесс воздухообмена. Так, в большинстве случаев предусматривается непосредственный выброс воздуха сквозь стенку наружу. Это происходит за счет осевого вентилятора или системы разветвленных воздуховодов, с применением специального вентиляционного патрубка или центробежной улитки.

Исходя из полученных значений, выбирается оборудование в помещение.

Также немаловажное значение имеет отношение габаритных размеров всей системы к ее удельному количеству пропускаемого материала, и потерь воздуха на каждый погонный метр системы. При системе воздухообмена в 1000 м3\ч, наиболее оптимальным размером «D» будет, система воздуховода в 200 – 250 мм

При системе воздухообмена в 1000 м3\ч, наиболее оптимальным размером «D» будет, система воздуховода в 200 – 250 мм.

В результате, применяя воздуховод большого диаметра, образовывается достаточно низкий показатель сопротивления и минимальные значения потерь производительности оборудования.

Составление проекта вентиляции офиса

С учетом того, что вентиляция является сложной инженерной системой, предназначенной для обеспечения постоянного притока чистого и свежего воздуха, удаления вредных соединений и создания комфортных условий, необходимость разработки проекта не вызывает сомнений.

Обеспечение адекватного воздухообмена в офисном помещении – серьезная задача, предусматривающая необходимость детального планирования, составления подробнейшей сметы и учета множества нюансов

При этом нужно иметь в виду, что каждая вентиляционная система имеет свои особенности. Поэтому разрабатывается проект исключительно под конкретное помещение с поправкой на все его особенности.

Берется во внимание:

1. Количество персонала, одномоментно находящегося в помещении.
2. Требования по нормативам температуры и/или влажности, чистоты от пыли и другим вредным веществам.
3. Особенности архитектуры – высота комнаты, наличие балок и прочих инженерных коммуникаций.

Нетрудно догадаться, что учесть все перечисленные выше нюансы, не составив предварительный проект, практически невозможно.

Именно поэтому перед началом работы составляется подробнейший проект вентиляционной системы.

Малейшее отклонение от проекта чревато грубым нарушением работы системы вентиляции – именно поэтому есть смысл к работе привлекать только профильных специалистов

Попытки монтажа системы вентиляции без предварительного создания проекта практически всегда оборачивались неблагоприятными последствиями.

11.2 Решение

Ниже приведен подробный расчет
расхода воздуха в конвективном потоке, восходящем над кухонной плитой.
Результаты расчета остального кухонного оборудования сведены в таблице 5.

11.2.1 Гидравлический диаметр
поверхности кухонного оборудования расчитываем по формуле ():

11.2.2 Долю конвективных тепловыделений
кухонного оборудования определяем по формуле ():

Q_к = 14,5·200·0,5·0,6 = 870 Вт.

11.2.3 Расход воздуха в конвективном потоке над
кухонным оборудованием на уровне местного отсоса определяем по формуле ():

L_кi = 0,005·8701/3·(1,1 + 1,7·0,747)5/3·1 = 0,201 м3/с

Расход воздуха, удаляемого
местным отсосом, определяем по формуле ():

L_o = (0,201·3 + 0,056·2 + 0,203·2)·(1,25/0,8) = 1,750 м3/с или 6300 м3/ч.

Кратность воздухообмена помещения
горячего цеха 6300/(6·8·3) = 44 1/ч превышает 20 1/ч. В соответствии с ,
общеобменная вытяжка не требуется, следовательно, L_в = 0 м3/ч.

Расход воздуха, поступающего из
смежных помещений, принят в размере 60 % от объемного расхода воздуха,
удаляемого местными отсосами, и составляет L_c = 3780 м3/ч.

Массовый расход воздуха,
подаваемого в помещение горячего цеха, определяем по формуле ():

G_п = L_oρ – L_сρ_с = 6300·1,165 — 3780·1,185 = 2861 кг/ч или 0,795 кг/с,

где ρ = 1,165 кг/м3 при t_о
= 30 °С;

ρ_с = 1,185 кг/м3 при t_c = 25 °С.

11.2.4 Если горячий цех и
торговый зал непосредственно сообщаются между собой, вентиляция помещения
горячего цеха и торгового зала решаются совместно.

При расчетах вентиляции
температура в горячем цехе принимается на 5 °С выше наружной (параметры А []),
но не более 27 °С; для торгового зала выше на 3 °С, но не более 25 °С.

Тепловыделения в залах следует
принимать 116 Вт на одного посетителя (включая 30 Вт скрытого тепла от пищи).

Минимальное количество наружного
воздуха на одного посетителя принимается 40 м3/ч в залах для
некурящих и 100 м3/ч в залах для курящих; для помещений горячих
цехов — 100 м3/ч на одного работающего [].

Расчет вентиляции отдельно
стоящих предприятий общественного питания следует выполнять для летнего,
переходного (t_нар = 10 °С) и зимнего периодов — с целью
выявления теплового баланса с учетом теплопотерь и необходимости регулирования
производительности вентиляционных установок.

Температуру приточного воздуха в
зимний период принимают от 16 °С до 18 °С.

В результате расчетов определяют:

— расход воздуха, удаляемого
местными отсосами, который в данном примере расчета составил 6300 м3/ч;

— массовый расход воздуха,
подаваемый для компенсации удаляемого воздуха по расчету (см. 11.2.3) равен
6300·1,165 = 7340
кг/ч.

Количество удаляемого местными
отсосами воздуха компенсируется:

— перетоком из торгового зала в
пределах до 60 %; в данном примере принимаем L_с = 6300·0,6 = 3780 м3/ч или G_с = 3780·1,185 = 4479 кг/ч (1,244 кг/с);

— подачей остального воздуха
отдельной приточной установкой G_пp = 7340 — 4479 = 2861 кг/ч
(0,795 кг/с).

Распределение количества перетока
и приточного воздуха уточняется на компенсацию явных тепловыделений в помещении
горячего цеха, Вт, которые поступают от оборудования Q_об, освещения Q_ocв людей Q_л.

Величину Q_об определяют аналогично Q_к по явным тепловыделениям от
установленной мощности оборудования () в
размере 50 % и коэффициента одновременности К_о = 0,6 ():

Q_об = (14,5·200·3 + 5·35·2 + 9·330·2)×0,5·0,6 = 4500 Вт;

Q_л (7 человек) = 7·100 = 700 Вт;

Q_ocв = 48·20 = 960 Вт.

Суммарные теплопоступления в
помещении горячего цеха:

ΣQ_явн = 6160 Вт.

Считается, что конвективная часть
тепловыделений кухонного оборудования улавливается местными отсосами, а
лучистая — поступает в помещение. Вследствие отсутствия более точных данных
явные тепловыделения кухонного оборудования делят на конвективные и лучистые в
пропорции 1:1.

Далее рассчитываем температуру
горячего цеха в летний период из расчета подачи воздуха приточной установкой с
температурой t_н = 22,6 °С. Для этого составим уравнение энергетического
баланса помещения:

Q_явн = G_прс_р(t_кух — t_н) + G_cc_р(t_кух — t_с);

Здесь G_пр, G_c
— соответственно массовый расход воздуха, подаваемого отдельной приточной
установкой, и переточного воздуха, кг/с;

с_р — удельная теплоемкость воздуха, равная 1005 Дж/(кг·°С).

Отсюда

что меньше 27 °С и на 26,4 — 22,6 = 3,8 °С < 5
°С выше температуры наружного воздуха. Расчет закончен.

При превышении температурой t_кух
допустимого значения необходимо увеличить расход воздуха, подаваемого отдельной
приточной установкой, и соответственно сократить расход переточного воздуха. В
случае если этого недостаточно, следует охладить воздух, подаваемый отдельной
приточной установкой, для поддержания заданной температуры воздуха в помещении.

Массовый баланс воздуха:

7340 = 4479 + 2861 кг/ч.

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):

Расчет кратности воздухообмена

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.

Немного о воздухообмене

Как вы знаете, в жилых домах проектируют системы вентиляции с естественным побуждением.

Местами удаления воздуха из помещений служат кухня, ванна, туалет, то есть наиболее загрязненные помещения квартиры. Приточный наружный воздух поступает через щели, окна, двери.

С течением времени усовершенствуются материалы и конструкция окон. Нынешние конструкции являются совершенно герметичными, что не позволяет совершать необходимый воздухообмен и удовлетворять минимальную кратность воздухообмена.

Подобные проблемы решаются установкой различных систем притока воздуха. Такими являются приточные клапаны в стене, а также приточные клапаны в окнах.

2.Расчет воздухообмена

Воздухообмен – количество воздуха, необходимого для полной или частичной замены загрязненного воздуха в помещении. Воздухообмен измеряют в метрах кубических за час.

Как выполняют расчет воздухообмена? В общем случае воздухообмен определяют по виду загрязнителей воздуха,  встречающихся в данном помещении.

Основными расчетами воздухообмена являются расчет за санитарными нормами, расчет за нормированной кратностью, расчет за компенсацией местных вытяжек. Также существует воздухообмен на ассимиляцию явной и полной теплоты, на удаление влаги, на разбавление вредоносных веществ в воздухе. Для каждого из этих критериев существует своя методика расчета воздухообмена.

Перед началом расчета воздухообмена нужно знать такие данные:

• количество вредных выбросов в помещение(теплоты, влаги, газов, паров) за один час;
• количество вредных веществ на один кубометр воздуха в помещении.

Описание процесса

Циркуляция воздуха при естественной вентиляции

Для эффективной оценочной характеристики воздухообмена в постройке промышленного назначения применяют значение – «кВ». Такой показатель воздухообмена представляет собой отношение общего объема воздуха, который приходит «L» (м3 \ч) к показателю общего объема очищенного пространства в помещении «Vn», (м3). Расчет ведется на принятый временной отрезок.

Если при проектировании, все расчеты и сам проект организованы грамотно, согласно стандартам, то показатель кратности воздухообмена для помещений промназначения будет колебаться в пределах от 1 до 10 единиц.

Помимо расчетных формул и теоретической основы, для определения необходимого показателя специалисты советуют проводить исследования естественных условий на аналогичных действующих предприятиях, на которых существуют фактические данные выделений токсичных паров, газов и т.д.

Рекомендации по энергосбережению

Вентиляционные системы являются одним из основных потребителей электрической и тепловой энергии, поэтому внедрение мер энергосбережения позволяет снизить себестоимость выпускаемой продукции. К наиболее эффективным мерам можно отнести использование систем рекуперации воздуха, рециркуляции воздуха и эл/двигателей с отсутствием «мертвых зон».

Принцип рекуперации основан на передаче тепла вытесняемого воздуха теплообменнику, в результате чего снижаются расходы на отопление. Наиболее распространение получили рекуператоры пластинчатого и роторного типа, а также установки с промежуточным теплоносителем. КПД этого оборудования достигает 60-85%.

Принцип рециркуляции основан на повторном использовании воздуха после его фильтрации. При этом к нему подмешивается часть воздуха извне. Эта технология применяется в холодное время года в целях экономии расходов на отопление. Она не применяется на вредных производствах, в воздушной среде которых могут присутствовать вредные вещества 1,2 и 3 классов опасности, болезнетворные микроорганизмы, неприятные запахи и там, где велика вероятность возникновения аварийных ситуаций, связанных с резким увеличением концентрации в воздухе пожаро- и взрывоопасных веществ.

Учитывая, что большинство электродвигателей имеют так называемую «мертвую зону», их правильный подбор позволяет экономить электроэнергию. Как правило «мертвые зоны» появляются во время пуска, при работе вентилятора в холостом режиме или когда сопротивление сети значительно меньше того, что требуется для его корректной работы. Для того чтобы избежать этого явления применяют двигатели с возможностью плавной регулировки оборотов и с отсутствием пусковых токов, что позволяет экономить энергию при запуске и в процессе работы.

Рекомендации по установке с рекуператором

Рекомендации по установке, в основном, касаются помещений, в которых следует устанавливать рекуператор. В первую очередь для этого используют котельные (если речь идет о частных домовладениях). Также рекуператоры монтируют в подвалах, на чердаках и в других технических помещениях.

Если это не расходится с требованиями технической документации, то установка может быть смонтирована в любом неотапливаемом помещении, при этом разводку вентиляционных каналов, по возможности, следует монтировать в комнатах, имеющих отопление.

Вентиляционные каналы, проходящие через неотапливаемые помещения (а также вне помещений) следует делать утепленными. Также теплоизоляция необходима в местах прохождения вытяжных воздуховодов сквозь наружные стены.

Учитывая шум, который оборудование может производить во время работы, лучше всего размещать его подальше от спален и от других жилых комнат.

Что касается размещения рекуператора в квартире: лучшим местом для него будет балкон или какое-либо техническое помещение.

При отсутствии такой возможности под установку рекуператора можно отвести свободное пространство гардеробной.

Как бы там ни было, расположение установки во многом зависит от особенностей конструкции вентиляционной системы, от расположения вентиляционной разводки и от габаритов устройства.

Основные ошибки при монтаже систем вентиляции в следующем видео:

Особенности и схемы

У каждого типа есть свои особенности, которые влияют на его выбор для эксплуатации. Есть несколько основных нюансов:

большая часть каркасных домов имеет предварительно установленную воздухообменную систему;

Трубы для воздухообмена монтируются согласно проекту при возведении домаИсточник rhvac.ru

• для каждого дома используется своя схема и планировка вентканалов;
• автоматизация обеспечивает полноценное функционирование только при наличии хороших и исправных датчиков;
• схема и план вентиляции должен быть составлен еще при планировке дома, но если этого не произошло, то план выполняется до обустройства всех помещений;
• чаще всего металлические трубы в системе вентиляции не применяются из-за своих потерь тепла и слишком большой проводимости звука;
• для постоянного проживания используется механическое вентилирование, которое может полноценно обеспечить хороший микроклимат и обмен воздуха в помещениях в любое время года и при любом температурном режиме.

Для обустройства каркасных домов определенного типа уже продумана система вентиляции, что облегчает планировку. Такой подход обеспечивает полноценную систему вентиляции на основе всех характеристик помещений и строения в целом.

Схема также зависит от типа строения. Например, для двухэтажного дома можно использовать смешанный тип, который будет разным на двух этажах.

Схема притока и оттока воздуха в двухэтажном домеИсточник linternaute.fr

Предварительно схема должна составляться в зависимости от пожеланий жильцов. Иметь принудительную вентиляцию в сезонном доме не имеет смысла. Также стоит учесть, что каркасные дома могут быть из различных материалов, что облегчает встраивание вентиляции того или иного типа.

Все схемы составляются по параметрам помещений и конструкции дома. Кроме этого, все выходы каналов должны иметь решетки, а также засовы. Со стороны внутреннего помещения устанавливаются специальные заслонки, которые необходимы не только для регулировки потока, но и для полноценной консервации дома в период отсутствия жильцов.

Что такое и как работает вентиляция в этом видео:

Заключение

Вентиляция в каркасном доме необходима. Для разных вариантов строений по использованию и проживанию можно подбирать свои вентиляционные системы. У каждой системы есть свои особенности и характеристики, которые требуется учитывать при обустройстве. Часть каркасных домов при производстве уже имеет планировку вентиляционных каналов и все для их установки.

РАСЧЕТ.

Расчет начинаем с тёплого периода года ТП, так как воздухообмен при этом получается максимальным.

Последовательность расчета (см. Рисунок 1):

1. На J-d диаграмму наносим (•)  Н — с параметрами наружного воздуха:

t_Н„А“ = 22,3 °C;   J_Н„А“ = 49,4 кДж/кг

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание d_Н„А“.

Точка наружного воздуха — (•) Н будет являться и точкой притока — (•) П.

2. Наносим линию постоянной температуры внутреннего воздуха — изотерму t_В

t_В = t_Н„А“  3 = 25,5 °C.

3. Определяем тепловое напряжение помещения:

где: V — объём помещения, м3.

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте.

Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий.

Тепловая напряженность помещения Qя / Vпом.	grad t, °C / м
кДж / м3	Вт / м3
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

t_y=t_B + grad t(H-h_p.з.), ºС

где: Н — высота помещения, м;h_р.з. —  высота рабочей зоны, м.

На J-d диаграмму наносим изотерму уходящего воздуха t_y*.

Внимание! При кратности воздухообмена более 5, принимается ty=tB. 5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

(численное значение величины тепло-влажностного отношения примем 6 200).

На J-d диаграмме через точку 0 на шкале температур проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 6 200 и проводим луч процесса через точку наружного воздуха — (•)H параллельный линии тепло-влажностного отношения.

Луч процесса пересечёт линии изотерм внутреннего и уходящего воздуха в точке В и в точке У.

Из точки У проводим линию постоянной энтальпии и постоянного влагосодержания.

6. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

и по влагосодержанию

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

7. Вычисляем нормативное количество воздуха, требуемое для людей находящихся в помещении.

Минимальная подача наружного воздуха в помещения.

Род зданий	Помещения	Приточные системы
с естественным проветриванием	без естественного проветривания
Подача воздуха
Производственные	на 1 чел., м3/ч	на 1 чел., м3/ч	Кратность воздухообмена, ч-1	% от общего воздухообмена не менее
30*; 20**	60	≥1	—	Без рециркуляции или с рециркуляцией при кратности 10 ч-1 и более
—	60 90 120	—	20 15 10	С рециркуляцией при кратности менее 10 ч-1
Общественные и административно-бытовые	По требованиям соответствующих глав СНиПов	60 20***	—	—	—
Жилые	3 м3/ч на 1 м2		—	—	—

Примечание. * При объеме помещения на 1 чел. менее 20 м3

3

Нормы воздухообмена помещений производства

Так как здания промназначения по ряду факторов отличаются от зданий, в которых проживают люди, расчет воздухообменных процессов производится с учетом следующих параметров:

• количество персонала;
• число электроприборов;
• климатических условий;
• мощность естественной вентиляции;
• предназначение помещения;
• тепловыделяющие факторы;
• наличие примесей пыли и вредных веществ;
• химическое воздействие.

Нормы обмена воздухом закреплены в отраслевых стандартах предприятия, правилах техники безопасности. К зданиям промышленного назначения применяется СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопления, вентиляция и кондиционирование воздуха». Этими правилами руководствуются, осуществляя проектирование. Для соблюдения норм санитарии необходимо поступление воздушного притока приблизительно 30 м³/час на одного работающего человека, если объем вентилируемого помещения меньше 20 кубических метров. В случае отсутствия естественной вентиляции воздушный приток должен составлять 60-65 м³.

Проветривание проводится с целью обеспечения хорошего самочувствия сотрудников, снижения утомляемости и позволяет избавиться от большого количества накопившегося углекислого газа и токсичных паров. Не существует специальных требований к проветриванию производства. Однако в условиях больших площадей производственных цехов функцию проветривания выполняют непрерывно включенная система воздухооборота.

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.

Выводы и полезное видео по теме

О расчетах кратности воздухообмена:

Мало кто из владельцев городских квартир или домов обеспокоены соответствием воздухообмена в жилье предъявляемым требованиям. Чаще нормами интересуются инженеры, строители и монтажники, когда проектируют или устанавливают вентиляционные системы.

Но мы рекомендуем ознакомиться с существующими нормами – ориентируясь на проверенные величины, можно создать наиболее благоприятный и комфортный микроклимат в своем доме.

Если у вас есть вопросы или вы можете поделиться ценными советами по теме статьи, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Как вам статья?