Что такое кратность воздухообмена помещения

Кратность воздухообмена

Расчет системы вентиляции предполагает определения воздухообмена. Величина необходимого воздухообмена зависит от наличия некоторых факторов, таких как: кратность воздухообмена, наличие избыточных тепловыделений, влаговыделений, наличие вредных веществ и т. д. Читайте: как провести расчет необходимого воздухообмена помещений. Напомню вам, что величина воздухообмена помещения определяется наибольшим расчетным воздухообменом из вышеперечисленных. При условии, что наибольшее значение будет иметь воздухообмен по нормативной кратности, тогда именно значение кратности воздухообмена и будет влиять на воздухообмен помещения. Об расчете величины воздухообмена по кратности и об ее значениях пойдет речь в данном материале.

Что называют кратностью воздухообмена

[important] Кратность воздухообмена (англ. air exchange rate) — это интенсивность обмена воздуха, которая определяется числом обменов воздуха за единицу времени. Она равняется отношению объема воздуха, что подается в единицу времени, к объему помещения, куда он подается . [/important]

Говоря простыми словами, это число которое показывает сколько раз за один час происходит полная смена объема воздуха помещения.

Расчет воздухообмена кратности

Как уже упоминалось, при условии когда вредные примеси не принимаются во внимание, то значение воздухообмена вычисляют по нормативной кратности. Будь то бытовое помещение или производственное помещение, формула для расчета воздухообмена по кратности будет одинаковой:

где V_пом — объем помещения, м 3 ;
K_p — нормативная кратность воздухообмена, 1/ч.

Объем помещения должен быть известен, в то время как число кратности регламентируется нормами. К ним относятся строительные нормы (СНиП 2.08.01-89), санитарно-гигиенические нормы и другие.

Значения кратности воздухообмена

В данной таблице приведены значения кратности воздухообмена для бытовых помещений: Кратности воздухообмена для промышленных помещений и помещений со значительным объемом:

Представленные выше данные взяты из справочников известной украинской фирмы Vents.

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.

Источник

Что такое воздухообмен и кратность воздухообмена. Расчёт воздухообмена в помещениях

Воздухообмен — одно из базовых понятий в области вентиляции. Оно характеризует сменяемость воздуха в помещении, и, как следствие, эффективность работы приточных и вытяжных систем. Собственно, цель любой вентиляции — это создание воздухообмена в помещениях.

Хороший воздухообмен свидетельствует о хорошей работе систем вентиляции, о регулярном обновлении воздуха в помещении, о достаточной свежести внутреннего воздуха. Плохой воздухообмен означает, что воздух застоялся, в помещении душно, приток свежего воздуха практически отсутствует или явно недостаточен.

Кратность воздухообмена

Кратность воздухообмена характеризует скорость, с которой воздух сменяется в помещении. В системах вентиляции принято рассчитывать сменяемость воздуха в течение одного часа. Таким образом, кратность воздухообмена в помещении показывает, сколько раз воздух полностью сменился в помещении за час.

В некоторых случаях требуется, чтобы кратность воздухообмена в помещениях была равна 2. Для комнаты площадью 80м 2 и высотой потолков 3 метра расход приточного и вытяжного воздуха составит по 480 м 3 /ч.

Наконец, рассмотрим случай, когда требуется кратность воздухообмена в помещении по притоку 2, а по вытяжке 3. Для рассматриваемой комнаты это будет означать необходимость подать 480 м 3 /ч свежего воздуха и удалить 720 м 3 /ч отработанного воздуха.

Расчёт воздухообмена

Расчёт воздухообмена в помещениях может быть выполнен тремя способами в зависимости от назначения помещений:

Нормы воздухообмена

Нормы воздухообмена представляют собой таблицы с указанием различных типов помещений и кратности воздухообмена по притоку и вытяжке, которые должны быть обеспечены в данном помещении. Ранее они приводились в СНиП, и от проектировщика требовалось определение кратности воздухообмена по СНиП. Сегодня нормы воздухообмена в помещениях приводятся в Сводах Правил (СП) и прочих нормативных документах, действующих на территории РФ.

Ниже приведена выдержка из таблицы 12 СП 44.13330.2011 «Административные и бытовые здания», где указаны нормы кратностей воздухообмена для различных помещений в административных зданиях. Фактически, это таблица кратности воздухообмена.

Как следует из таблицы, например, в вестибюли следует подавать 2 объёма помещения в час. При площади вестибюля 40 м 2 и высоте потолков 3 метра получим, что приток должен составлять 2·40·3 = 240 м 3 /ч.

Европейские и американские нормы воздухообмена

На некоторых объектах возникает курьезная ситуация, когда заказчик ради улучшения вентиляции просит провести расчёт вентиляции, используя европейские и американские нормы воздухообмена. На самом деле российские требования жёстче зарубежных. Нормы воздухообмена некоторых стран предписывают подавать гораздо меньше свежего воздуха на одного человека — вплоть до 15 м 3 /ч, что в 4 раза ниже российских требований, и соответствует заметно менее комфортным параметрам микроклимата.

Кроме того, встречаются случаи бездумного перевода на русский язык европейских и американских норм по строительству и устройству инженерных систем с последующим возведением их в ранг российских государственных стандартов. Безусловно, у зарубежных коллег есть чему поучиться, и имеет смысл перенять некоторый опыт. Но копирование норм без оглядки на климатические особенности нашей страны, разницу в архитектуре и другие факторы несёт в себе больше риска, чем пользы.

Расчёт воздухообмена по людям

Расчёт воздухообмена по людям сводится к подсчёту количества человек в помещении, определении расхода воздуха для каждого человека и суммировании этих расходов воздуха. Так, на каждого постоянно пребывающего человека требуется 60 м 3 /ч свежего воздуха, на посетителя — 20 м 3 /ч, на спортсмена — 80 м 3 /ч.

К примеру, в офисе 4 рабочих места и 2 стула для посетителей. Следовательно, расход приточного воздуха должен составить 4·60+2·20=280 м 3 /ч. Расход вытяжного воздуха обычно на 10-30% меньше приточного, но окончательно определяется на этапе расчёта воздушного баланса на объекте в целом.

Или другой пример — в танцевальном зале проводятся групповые занятия со средней численностью учеников 8 человек. Каков требуемый расход приточного воздуха? Данный расход следует определять исходя из 9 человек, так как помимо 8 учеников в зале присутствует преподаватель. Расход приточного воздуха для танцевального зала составит 9·80 = 720 м 3 /ч.

Расчёт воздухообмена на удаление вредностей

Расчёт воздухообмена на удаление вредностей, как правило, применяется на производствах с выбросами вредных веществ в помещение. Однако это может быть и расчёт на удаление влагоизбытков, например, в бассейне. Суть его заключается в том, чтобы разбавить концентрацию того или иного вещества до допустимых значений. Значения предельных концентраций для различных веществ приведены в ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

Например, в частном доме бассейн площадью 15 м 2 испаряет 4,3 кг/ч (4300 г/ч) воды. Влагосодержание наружного воздуха зимой составляет 0,5 г/кг, летом — 11 г/кг, а требуемое влагосодержание в помещении бассейна составляет 13 г/кг.

В летнее время наружный воздух способен поглотить лишь 13-11=2 г/кг влаги. Для отвода 4,3 кг/ч воды потребуется расход воздуха 4300/(2·1,2) ≈ 1800 м 3 /ч. Дальнейший расчёт системы следует вести по наибольшему расчётному расходу, то есть исходя из 1800 м 3 /ч.

Таблица воздухообмена

После того, как расчёт воздухообмена проведён для каждого из помещений, составляется таблица воздухообмена. Она представляет собой список всех помещений с указанием расходов приточного и вытяжного воздуха, а также обозначения систем, которые будут обслуживать данное помещение. Ниже приведён пример таблицы воздухообмена:

Помимо расходов воздуха таблица воздухообмена также может содержать иные данные, которые помогают определить расход воздуха — площадь и высоту помещений, кратность воздухообмена по нормам, количество человек и посетителей и другую информацию. При подготовке такой расширенной таблицы воздухообмена в Excel появляется возможность ввести формулы расчёта расходов воздуха. Таким образом, достигается автоматизация расчёта воздухообмена.

Из таблицы воздухообмена определяется расход каждой из вентиляционных систем. Для нашего примера получим:

Далее под эти расходы воздуха выполняется подбор всех элементов системы вентиляции.

Заключение

Воздухообмен — это движение воздуха в помещении, направленное на замещение отработанного воздуха свежим наружным воздухом. Интенсивность этого замещения определяет кратность воздухообмена — величина, показывающая, сколько раз воздух полностью сменился в помещении за один час.

Расчёт воздухообмена выполняется в соответствии с нормами воздухообмена или же с учетом количества находящихся в помещении человек или же исходя из необходимости удаления вредных веществ. Так или иначе, воздухообмен рассчитывается для каждого помещения в отдельности, после чего цифры заносятся в таблицу воздухообмена, на базе которой формируются требования к вентиляционному оборудованию.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Источник

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:

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:

Для создания комфортных условий согласно нормам СП 54.13330.2016 величина воздухообмена должна составлять:

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.

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:

Источник

Нормативы кратности воздухообмена в помещениях

Для расчётов вентиляционных систем применяется такой показатель, как кратность воздухообмена, значение которого определяется методом вычислений или по таблицам в нормативных документах. От количества оборотов газовой среды помещения за 1 час зависит благоприятность климата замкнутого пространства. Формула определения кратности несложная, на её основе составлены шаблоны для проектировщиков схем проветривания.

Вентиляция закрытых помещений осуществляется посредством удаления части загрязнённой атмосферы и притока свежего воздуха. Замещение бывает полным или частичным, в зависимости от системы проветривания. Исчисляется оборот газовой среды в м3/час. Существует 3 основных вида воздухообмена:

Проектный расчет проветривания объекта сводится к определению потребности и способам обеспечения конкретных жилых или рабочих мест нужным количеством доброкачественного кислорода. Объём воздухообмена зависит от разных факторов: выделенное тепло, влажность, содержание вредных газов, пыли, кратность, санитарные нормы. Методика расчётов в каждом случае индивидуальная. Чаще используют два последних фактора.

Воздухообмен рассчитывается по формуле: L=3600*V*S, м3/ч. Здесь V — средняя скорость потока воздуха, определяется анемометром или задаётся по условиям проветривания, м/с.; S — сечение вентиляционного канала, м2.

Интенсивность оборачиваемости газовой среды — отношение количества поступающего или удаляемого воздуха за 1 час к рабочему объёму замкнутого пространства. Кратность воздухообмена — так называют этот показатель. Числовое значение показывает, сколько раз в течение установленного периода происходит полная смена внутренней атмосферы помещения; размерность характеристики — 1/час. Определяют кратность воздухообмена по формуле: N =L/Р, где Р — объём расчётного пространства, м3.

Необходимые параметры для обеспечения комфортных условий на производственных участках, в офисных и жилых помещениях регламентируются государственными стандартами, строительными нормами и правилами — СНиП. Кратность приточного и вытяжного воздухообмена устанавливается специальными таблицами, включёнными в документы, которыми пользуются проектировщики систем вентиляции. Для разного вида сооружений разработаны свои нормативные издания СНиП, вот лишь некоторые:

Во всех сборниках присутствуют шаблоны с нормируемой кратностью воздухообмена. Совершенствование технологий строительства и использование новых материалов приводят к лучшей герметизации помещений, что побуждает к применению систем принудительного проветривания.

Проектируя схему обновления промышленной атмосферы цехов, инженер опирается на нормы СНиП. Чтобы посчитать вентиляцию по кратности обмена воздуха в производственных помещениях, используют формулу: L= N *Р, полученную из выражения N =L/Р. На качество климата цехов оказывают влияние: количество токсичных элементов, пыли, избыточная влажность, температура и химическое воздействие.

Для расчётов пользуются таблицей кратности воздухообмена для производственных помещений. Приведённая норма умножается на площадь и высоту конкретного строения. В промышленных цехах по СНиП установлено поступление свежего воздуха на 1 человека не меньше 30 м3/ч, если объём Норма влажности и температуры воздуха в квартире для ребёнка

Зная, как рассчитать кратность воздухообмена (N =L/Р), приступают к расчётам проветривания. Существует другой метод, в котором используется санитарная норма, вычисление по количеству людей. Формула для определения воздухообмена по СНиП имеет вид L= n * l, где:

После предварительного определения потребности вентиляционной системы в воздухообмене по теплу, влажности, вредным газам, санитарным нормам и кратности, за расчётное значение принимают максимальную величину. Для жилых и общественных зданий проветривание обычно рассчитывают по СНиП и показателю N.

Равенство количества приточного и удалённого воздуха свидетельствует об уравновешенном вентиляционном балансе. Иногда требуется организовать такие условия, при которых неравенство составляющих частей обмена необходимо для создания избыточного давления в помещении, чтобы не допустить проникновения внутрь агрессивных газов. Или, наоборот, увеличить подсос во избежание распространения вредностей на соседние блоки.

Источник