Нормы вентиляции и кондиционирования помещений: воздухообмен в помещениях различного назначения

Противодымная и противопожарная вентиляция

Все вентиляционное оборудование должно устанавливаться согласно противопожарным правилам СП 7.13130.2013. Пренебрегать этими простыми правилами при разработке схемы и монтаже нельзя. Любое здание, а тем более общественное, обязательно должно оборудоваться противопожарной и противодымной вентиляцией надлежащего качества.

Распространение огня и дыма по системе воздуховодов — немалая проблема при пожаре. Для борьбы с ней в воздуховодах монтируются противопожарные клапаны с датчиком температуры.

В нормальных условиях он постоянно открыт. При повышении температуры до экстремальной происходит срабатывание датчика, который приводит в действие привод клапана. После закрытия уплотнитель, нанесенный на край клапана, расширяется, максимально плотно прилегая к воздуховоду.

Задымленность помещений препятствует эвакуации и осложняет работу пожарных. Полностью избавиться от дыма не получиться, но можно свести к минимуму его вред, установив вентиляторы подпора и дымоудаления.

Вентиляторы дымоудаления нужны для устранения из помещения дымовоздушной смеси. Современные модели способны работать при температуре 400-600 °С около 2 часов

Вентиляторы подпора противодымной вентиляции необходимы, чтобы обеспечить людей на пути эвакуации чистым воздухом. Нагнетая воздух в местах скопления людей (эвакуационные коридоры, лестничные клетки), он повышает давление, не давая проникнуть туда дыму.

Типы и виды вентиляции

Перед рассмотрением классификации таких систем, следует узнать, что же такое вентиляция на научном языке.

Автоматическое управление позволяет исключить вмешательство человека (только при плановом техническом обслуживании или ремонте).

Вентиляционные системы делятся на следующие категории:

1. Системы по поддержанию определённого климатического комфорта. Имеют более высокие требования по монтажу и делятся на:
   • Естественные. Вентиляция помещений происходит посредством природных явлений, таких как перепады температур или давления (применяются: палаты больных и кабинеты врачей).
   • Искусственные. Для постоянной циркуляции воздушного потока применяют устройства, функционирующие на основе механической, тепловой или электрической энергии.
2. Вытяжная вентиляция. Основная функция – вывод отработанного воздуха из помещения. Подобные системы часто применяют в помещения с повышенной влажностью, для предотвращения появления опасных для здоровья микроорганизмов (бактерий, микробов).
3. Приточная. Имеет обратный принцип действия – подводит к помещению свежий воздух. Приточную и вытяжную вентиляцию стараются комбинировать, так как в медицинских учреждениях установлены высокие нормы по качеству воздуха в помещениях (например, палаты интенсивной терапии и лечебные бассейны).

Классификация систем циркуляции воздуха также делится на следующие группы:

• Общеобменные. Устанавливают устройства повышенной мощности, способные обеспечить качественную замену отработанного воздуха во всём помещении. Не используются для отдельных зон или комнат.
• Местного значения. Небольшая мощность такой системы позволяет качественно провентилировать воздух на нескольких специально отведённых для этого квадратах.
• Аварийного типа. Размещают вблизи от возможных источников повышенной опасности. Аварийная вентиляция должна работать автономно, и соответственно – иметь один или несколько отдельных источников питания.

Нормы для определения параметров воздухообмена

Так как система вентиляции влияет на качество жизни человека, то ее допустимые параметры прописаны в нормативных документах. Исполнение этих требований обязательно в случае коммерческого использования помещений, а также при приемке многоквартирных зданий.

При проектировании собственником вентиляции внутри квартиры или для частного дома их можно принять на уровне рекомендаций.

Документы и акты Российской Федерации

Российским законодательством установлены различные нормы к вентиляции и кондиционированию в зависимости от типа и предназначения помещений. Они включены в своды правил (СП), государственные стандарты (ГОСТ) и санитарные правила и нормы (СанПиН).

Согласно правилам, помещения жилого и бытового назначения вентилируют для достижения следующих целей:

• Поддержание кислородного режима. Снижение его концентрации ухудшает самочувствие человека. Эту проблему проще всего решить при помощи притока уличного воздуха.
• Удаление нежелательных газов и аэрозолей. Скопление углекислого газа, продуктов горения или пыли опасны для здоровья.
• Регулирование параметров микроклимата. Поддержание влажности в заданном диапазоне при помощи вентиляции – распространенный и эффективный метод, который часто используют не только в жилых, но и в складских и подвальных помещениях различного назначения.

В российских стандартах расчет расхода приточного воздуха определяется по многим параметрам, после чего берут максимально высокий показатель. На практике часто используют не все из них, поэтому этот подход вызывает много вопросов у специалистов.

Существует 8 документов, регламентирующих нормы воздухообмена, допустимые параметры микроклимата, а также правила установки и функционирования систем вентиляции

Зарубежные стандарты качества вентиляции

При установке системы вентиляции для коттеджа или собственной квартиры не обязательно использовать действующие российские нормативные документы. В качестве альтернативы можно применить в расчетах положения зарубежных стандартов, которые регулируют качество воздуха в помещении.

Основанное в 1894 году сообщество инженеров ASHRAE имеет большой научно-практический опыт и множество наработок в области вентиляции и кондиционирования

Организацией ASHRAE разработаны следующие документы:

• ASHRAE 62.1 – требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха;
• ASHRAE 55 – требования к микроклимату и тепловому комфорту помещения.

Исследования этого американского общества инженеров часто используют для расчетов стандартов качества международного и национального уровней.

Для определения минимальных показателей вентиляции стандарт 62.1 использует методики, основанные на следующих показателях:

• кратность воздухообмена (VRP), где регламентируют положения приточных и вытяжных устройств и варьируют мощность потоков в зависимости от показателей микроклимата;
• качество внутреннего воздуха (IAQP), где предлагают способы сокращения концентрации нежелательных аэрозолей путем их фильтрации;
• размеры и положение отверстий для естественной вентиляции (NVP).

Комплексное использование всех трех подходов позволяет значительно уменьшить эксплуатационные расходы.

Также есть работы Европейского комитета по стандартизации (CEN), посвященные вентиляции зданий:

• стандарт EN 13779 – требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха;
• стандарт EN 15251 – требования к параметрам микроклимата;
• акт CR 1752 – критерии расчета вентиляции зданий.

Оба набора стандартов касаются непосредственно здоровья и комфорта пользователей. Необходимый объем приточного воздуха определяют по эмиссии углекислого газа, так как другие значительные источники загрязнения отсутствуют.

Для технических помещений, таких как газовая котельная, расчет объема воздухообмена производят с позиции обеспечения безопасности, а не качества жизни

Можно заказать расчет параметров вентиляции квартиры или дома по американским или европейским нормам. Это будет резонно, учитывая длительный зарубежный опыт и более строгие требования к качеству жизни.

Вентиляционные клапаны для окон

Естественная схема вентиляции в квартире способна обеспечить жильё кислородом благодаря проветриванию через окна, форточки, щели в полу или дверях. Но данные способы были актуальны ранее, современные же окна характеризуются высокой герметичностью. Естественные отверстия заменяют специальными регулируемыми отверстиями. Это небольшие вентиляционные решения с хорошим функционалом.

Насколько эффективно действуют отверстия реально прочувствовать только с наступлением холодов. Холодные потоки, забор которых осуществляется с улицы, внутри конструкции смешивается с тёплым кислородом комнаты, и только после этого попадает в жильё.

Снабжение воздуха

Для создания воздушного пространства, которое соответствует гигиеническим и технологическим требованиям, устанавливают требуемые кратности воздухообменов. Для ряда помещений она найдется в сводах правил, для остальных – определяется расчетным путём.

В целях экономии и обеспечения бесперебойности работы вентиляция применяется с естественной тягой. Поступление воздуха при этом обеспечивается приточными устройствами инфильтрации воздуха и через неплотности дверей. Направление движения воздушных масс организовывается окон к санузлу, ванной и кухне.

С воздухоснабжением как всего дома, так и квартирного пространства сталкиваются не только работники из организаций по строительству или эксплуатации здания, но и обычные жильцы. Например, со временем пропала тяга в каналах. Или после монтажа пластиковых окон замечен приток из общедомового коридора. Разумеется, квартиросъёмщик ищет решение проблемы. И непременно необходимо учесть, что существует руководящая база нормативов, которая регулирует эту область.

Перед реализацией в действительность комплекс проектных документов на объект обязательно проходит государственную или независимую экспертизу на соблюдение требований Госстроя России. И только после положительного заключения разрабатывается комплекс рабочих чертежей.

Примеры расчета кратности воздухообмена

Возьмем для примера помещение высотой 3,5 м и площадью 60 м², где работает 15 человек. Считаем, что воздух загрязняется только от роста концентрации углекислого газа из-за дыхания.

Сначала находим объем помещения: V = 3,5 м × 60 м² = 210 м³.

Учитываем, что 1 среднестатистический человек выделяет 22,6 л углекислого газа в час.

Получаем, что вредные выделения можно рассчитать формулой B = 22,6 × n, где n соответствует количеству людей в помещении.

B = 22,6 л/ч × 15 = 339 л/ч

Для помещений максимально допустимая концентрация углекислого газа равняется 1/1000, или же 0,1 %. Переведем это в 1 л/м³. В чистом воздухе углекислого газа есть около 0,035 %. Переводим в 0,35 л/м³.

Рассчитаем, сколько свежего воздуха понадобится для всех 15 человек:

Q = 339 л/ч : 1 л/м³ – 0,35 л/м³ = 339 л/ч : 0,65 л/м³ = 521,5 м³/ч. Кубические метры в данном случае перешли в числитель, а часы — напротив, в знаменатель.

Помимо расчета по вредным веществам, кратность воздухообмена имеет значение при регулировании количества влаги и тепла в помещении: соответствующие формулы показаны на этом изображении

Определяем кратность воздухообмена:

N = 521,5 м³/ч : 210 м³ = 2,48 раз в час. Выходит, при сменяемости воздуха на уровне 2,48 раз в час концентрация углекислого газа останется в пределах нормы.

Найдем теперь удельную кратность воздухозамещения на 1 человека и на 1 м². Объем помещения при этом должен быть не меньше 210 м³, а высота потолка — от 3,5 м.

521,5 м³/ч : 15 чел. = 34,7 м³/ч на 1 человека

521,5 м³/ч : 60 м² = 8,7 м³/ч на 1 м² площади

Вредные выделения (B) также рассчитывают через формулу:

B = a × b × V × n, где:

a — коэффициент инфильтрации; b — концентрация углекислого газа, л/м³ за 1 час; V — объем помещения, м³; n — количество людей.

Содержание веществ можно измерять в граммах, а не в литрах — так будет лучше для безопасности.

Особенности проектирования системы вентиляции чистых помещений

Проектирование и монтаж систем вентиляции и кондиционирования чистых помещений требует навыков в работе со спецоборудованием, а также знаний норм и требований, предъявляемых к чистым помещениям.

Существует три схемы организации воздухообмена в чистых помещениях:

• все потоки воздуха движутся параллельно;
• неупорядоченное направление – подача чистого воздуха происходит в разные стороны;
• смешанное направление – наблюдается в больших комнатах, когда в одной части воздух движется параллельно, а в другой части – неупорядоченно.

В зависимости от размеров комнаты и места расположения рабочей зоны выбирают оптимальный проект системы вентиляции, но наиболее оптимальным решением является вентиляция с однонаправленным потоком чистого воздуха.

Для чистых помещений применяется исключительно приточно-вытяжная система вентиляции и кондиционирования. Ее суть заключается в следующем: сверху под давлением с определенной скоростью поддается поток чистого воздуха, который «выдавливает» загрязненный воздух, находящийся в помещении, вниз к воздухозаборникам.

Охлажденный воздух поддается с невысокой скоростью, как правило, в верхнюю часть помещения (примерно на 1/4 объема комнаты) через потолочные панели. Он будто обтекает пространство, опуская пыль вниз, к вытяжке, при этом создается минимальный уровень раздражения. При такой вентиляции не появляются сквозняки, вихри пыли, осевшей на пол. Кроме того, подаваемый воздух предварительно подготавливается до требуемой температуры и влажности.

Вы можете бесплатно получить эскизный проект вентиляции чистого помещения

Перейти

Основой системы вентиляции и кондиционирования служит приточно-вытяжная установка с рециркуляцией, состоящая из следующих элементов:

1. корпус;
2. фильтры;
3. увлажнитель воздуха;
4. теплообменники;
5. вентиляторы.Общая схема системы вентиляции чистых помещений.

Особые требования предъявляют к фильтрам. Фильтрационная система состоит из трех групп фильтров, через которые последовательно проходит поток воздуха:

• фильтр грубой очистки (первая степень фильтрации)  – удаляет из воздуха механические загрязнения;
• фильтр тонкой очистки (вторая степень фильтрации)  – удаляет бактерии и другие микроорганизмы;
• микрофильтр HEPA и ULPA с абсолютной очисткой (удаляет 99,999995% микроорганизмов).

Фильтры грубой и тонкой очистки располагаются в центральном кондиционере, а фильтры HEPA и ULPA – непосредственно в воздухораспределителях.Фильтры HEPA и ULPA

В зависимости от размеров помещения, давления воздуха, способа размещения мебели определяется количество и характеристики воздухозаборников и воздухораспределителей.

Существует ряд правил, которые нужно учитывать в ходе проектирования вытяжной вентиляции чистых помещений:

Необходимо поддерживать положительный дисбаланс давления воздуха в чистых помещениях

Перепад давления должен составлять не менее 10 Па при закрытых дверях.
На этапе проектирования важно учесть высоту потолков. Если они выше 2,7 м, то более рационально использовать способ локальной вентиляции рабочего места

В этом случае поток чистого воздуха поступает непосредственно в то место, где человек работает.

Для помещений длиной до 4,5 м вместо фальшпола устанавливаются настенные решетки на высоте от 0,6 м до 0,9 м. Направленная струя воздуха обволакивает комнату и движется к решеткам, постепенно вытесняя загрязненный воздух.

«Чистые» комнаты следует располагать около тех помещений, в которых уровень чистоты максимально высокий.
Для строительства чистых помещений используются исключительно экологические материалы с высокой герметичностью, что позволит поддерживать стабильную циркуляцию воздуха.
В чистых помещениях нужно применять HEPA-фильтры  и CAV-регуляторы: первые обеспечивают высокое качество очистки подаваемого воздуха, а вторые определяют порционность его подачи.

Ниже представлены наиболее оптимальные системы вентиляции и кондиционирования чистых помещений.

А) Однонаправленный поток поддается через вентиляционную решетку.

Б) Воздух поддается в разные стороны за счет диффузоров, расположенных на потолке.

В) Однонаправленный поток поступает в комнату за счет перфорированной панели на потолке.

Г) Воздух подается непосредственно на рабочую зону через воздухораспределитель, расположен на потолке.

Д) Поток чистого воздуха движется в противоположных направлениях за счет оборудования кольцевых воздушных шлангов.

Выводы и полезное видео по теме

Как бороться с тяжелой атмосферой в помещении:

Мы рассмотрели обязательные и допустимые параметры микроклимата в некоторых категориях зданий, а также в каких помещениях должна быть, и какая именно, вентиляция. Как видите, в большинстве случаев они отличаются. Единое требование — где-бы не находились, они должны соответствовать действующим нормативам. Соблюдение норм — гарантия безопасности жизни и здоровья людей.

Разумеется, мы дали вам лишь общие представления, озвучить в одной статье по каждому пункту все точные требования невозможно. Тем более, что они зачастую индивидуальны по габаритам зданий, их геометрии, расположению залов и так далее. Если вам нужно разработать качественную вентиляцию или кондиционирование, следует обращаться в опытные фирмы с лицензией, также как и для того, чтобы доказать, что ваши права на комфортный микроклимат в каком-либо случае нарушаются.

А вы сталкивались с проблемами микроклимата? Или может быть проектировали систему воздухообмена? Делитесь своим опытом и задавайте интересующие вас вопросы в комментариях.

Как вам статья?