Расчет норм воздухообмена в разных помещениях и их примеры.

Нормы кратности воздухообмена в различных помещениях + примеры расчетов

Кратность воздухообмена и ее значение

Воздухообмен — количественная величина, отражающая работу вентиляционной системы в закрытом пространстве.

Кратность — индикатор замещения воздушной массы за единицу времени, закладываемый при проектировании зданий и систем вентиляции. До того как выбрать показатель кратности, следует ознакомиться с правилами и разобраться с методами расчета.

Простая схема воздухообмена в квартире/доме: для технических помещений важнее удаление воздуха, для жилых — приток, а переток между комнатами восполняет недостающие количества воздуха

Кратность воздухообмена — санитарный показатель состояния воздушной массы в помещении. От этого параметра зависит безопасность и комфорт людей. Допустимые значения регулирует государство — в строительных нормах и правилах (СНиП), сводах правил (СП), санитарных правилах и нормах (СанПиН) и ГОСТах. Кратность воздушного обмена показывает, сколько раз в течение часа воздух заменялся на новый.

В основе СНиПов по воздухозамещению лежат такие нюансы:

• предназначение постройки/помещения;
• температура и влажность воздуха;
• качество, интенсивность и пропускная способность естественной вентиляции;
• количество жильцов, работников и других людей постоянно или временно находящихся в помещении;
• теплопроизводительность работающих приборов;
• количество бытовой техники.

Есть 2 типа воздухообмена: естественный и искусственный. Естественный способ обмена заключается в движении воздушных масс за счет разницы давления. Из точек с большим давлением — в места с меньшим. Искусственный воздухообмен подразумевает работу вентиляторов, кондиционеров и других электрических устройств.

Формула кратности воздухообмена выглядит так:

N = Q возд / V пом , где:

N или n — кратность (раз в час); Q возд — нужное количество свежего воздуха в час, м?/ч; V пом — объем помещения, м?; если у комнаты сложная форма, объем нужно определять вместе со специалистами.

Естественное замещение воздуха ограничивается 3—4-кратным показателем, поэтому его движение иногда приходится усиливать механической вентиляцией.

Устройство приточно-вытяжной вентиляции (от 1 до 10): забор воздуха, очистка, воздуховоды, приточный вентилятор, устройство подачи воздуха, прибор для удаления воздуха, вытяжной вентилятор, пыле- и газоуловители, фильтры, устройство выброса воздуха

Вентиляционные системы работают по 2 схемам: вытесняют старый воздух новым или перемешивают обе эти массы.

Для систем, работающих только на удаление воздуха, основная формула кратности выглядит следующим образом:

N = V у. в. / V пом , где:

V у. в. — объем удаляемого воздуха, м?/ч; V пом — объем помещения, м?.

В удаляемый объем следует включать тепловые выделения и летучие вредные вещества.

Для приточной и вытяжной вентиляции рассчитывают также отдельные показатели кратности.

К примеру, для приточной системы его определяют так:

N пр = L пр / V пом , где:

L пр — производительность приточной системы, м?/ч; V пом — объем помещения, м?.

Отдельная норма кратности для вытяжной вентиляции обычно больше на 1 или 2 единицы в час по сравнению с притоком, но в некоторых медицинских помещениях — наоборот. Общую кратность всегда измеряют по большему показателю.

Кратность воздухообмена, приведенная в СНиПах и санитарных нормах, имеет 4 выражения:

• количество раз в час;
• кубические метры в час — обычно для помещений стандартных размеров;
• кубические метры в час на человека;
• кубические метры в час на квадратный метр.

Последние два показателя — удельные нормы воздухообмена для помещений, где большую роль играет присутствие людей. Расчет на человека бывает полезным на производственных цехах, в магазинах и больницах. На этих объектах можно подсчитать количество людей и установить среднее число посетителей.

На одного сотрудника следует отводить 60 м?/ч, а на временного посетителя — 20 м?/ч. Удельная кратность выступает как информативный показатель при условии, что размеры помещения приближаются к стандартным.

Воздухообмен в помещении: Q изб — избыточное тепловыделение, G — вредные газы или пары, V — объем помещения, q пр — концетрация вредных газов или паров в поступающем воздухе, q выт — то же, но в уходящем воздухе, t пр — температура поступающего воздуха, t выт — уходящего

Есть также коэффициент воздухообмена, определяемый формулой:

E = T / (2 x Y) x 100 % , где:

T — объем помещения или поступающий воздух; Y — время замещения воздуха.

Коэффициент можно называть также качеством воздухозамещения. Показатель достигает 100 % в вентиляции, удаляющей старый воздух, и 50 % в вентиляционной системе, перемешивающей воздушные массы.

По нормативам кратности воздухообмена определяют требуемую производительность вентиляции.

Формула выглядит так:

L = n x V пом , где:

L — производительность, м?/ч; n — нормативная кратность (раз в час); V пом — объем помещения, м?.

Норматив кратности по умолчанию составляет 1—2 раз для жилых комнат и 2—3 для офисных помещений. Для санузлов норма сменяемости воздуха начинается от 3—5, а для кухонь — от 5—10.

Нормы кратности воздухообмена для помещений

Утепленная и герметичная конструкция домов приводит к снижению кратности воздухозамещения. В результате вредные микроорганизмы размножаются интенсивнее, и портится общая гигиена.

В нормах и правилах отобразили критические значения по воздухообмену, несоблюдение которых однозначно приведет к проблемам.

Воздухообмен на примере подвала: чтобы добиться необходимой кратности, нужно несколько приточных отверстий и дефлектор на отводящей трубе для усиления оттока

Для многоквартирных домов , различных помещений и зданий вывели нормы кратности воздухообмена — в СП 54.13330.2016.

К отдельным комнатам есть следующие требования:

• кухня с газоиспользующим оборудованием — 80—100 м?/ч;
• кухня с электроплитой и без газовых приборов — 60 м?/ч;
• ванная/душевая/туалет — 25 м?/ч;
• совмещенный санузел — 50 м?/ч;
• общая постирочная, сушильная, гладильная — 7;
• холл или коридор в многоквартирном доме — 3;
• жилая комната в квартире (детская, спальня) — 3 м?/ч на 1 м?; 30 м?/ч на человека, но не меньше 0,35 раз в час от объема помещения;
• лестничная клетка — 3;
• гардероб в общежитии — 1,5;
• машинное помещение лифта — 1;
• комната с теплогенератором с теплопроизводительностью до 50 кВт — 1 м?/ч для закрытой камеры сгорания и 100 м?/ч для открытой;
• кладовая для хозяйственных предметов, спортивного оборудования — 0,5.

Если установить газовую плиту в помещение с теплогенератором, то потребуются дополнительные 100 м?/ч воздухообмена.

Для помещений разного назначения кратность подбирают по СП 60.13330.2016 , СП 118.13330.2012 и СП 44.13330.2011 .

Для измерения кратности воздухообмена в комнатах и технических помещениях с нестандартной планировкой или размерами — используйте СанПиНы и корректируйте результат исходя из самостоятельных расчетов.

В ресторанах над каждым источником тепла стоит разместить и приточную, и вытяжную вентиляцию, и если эти воздуховоды находятся вверху, то температурный контраст между внутренним и поступающим воздухом не должен превышать 6 °C

Современные здания оборудуют автономными воздушными клапанами , которые устраняют застоявшиеся массы воздуха. Владельцы квартир могут их регулировать.

Тип помещения	Кратность	Тип помещения	Кратность	Тип помещения	Кратность	Тип помещения	Кратность
Оранжерея	25 — 50	Прачечная	10 — 15	Офис	6 — 8	Больничная палата	4 — 6
Красильный цех	25 — 40	Парикмахерская	10 — 15	Гараж	6 — 8	Жилая комната	3 — 6
Металлообрабатывающий цех	20 — 40	Домашняя кухня	10 — 15	Спортзал	6 — 8	Площадка в подъезде, вестибюль	3 — 5
Пекарня	20 — 30	Кафетерий	10 — 12	Мастерская	6 — 8	Спальня	1,5 — 4
Кухня общепита	15 — 20	Конференц-зал	8 — 12	Домашний туалет	3 — 10	Школьный класс	2 — 3
Раздевалка с душем	15 — 20	Подвальное помещение	8 — 12	Чердак	3 — 10	Кладовка	0,2 — 3
Подсобка	15 — 20	Магазин	8 — 10	Комната переговоров	4 — 8	Электрощитовая	1 — 2
Туалет в общественном месте	10 — 15	Ресторан/бар	6 — 10	Ванная/душевая	3 — 8

Дополнительные вентилирующие приборы решают вопросы с предельно допустимыми концентрациями вредных веществ. В жилых зданиях и общественных учреждениях приемлемыми показателями считают 0,1 мг/м? для озона и 0,005 мг/м? для хлорсодержащих соединений.

Жильцы будут в еще большей безопасности, если сделают мощную механическую вентиляцию.

Цеха и промышленные помещения

В производственных помещениях условия бывают более тяжелыми, а иногда и вредными. Кратность воздухообмена в цехах должна в несколько раз превосходить параметры для других помещений.

Для производственных помещений нужен высокомощный воздухообмен с большой кратностью, а рассчитывают его по излишкам влаги, излишкам тепла, взрывоопасным и вредным веществам, выделениям от персонала

Факторы в подборе правильного показателя вентилирования цеха:

Процент влажности , избыток влаги в воздухе. В первую очередь это касается предприятий, которые в технологических процессах используют жидкости.

Тепловая энергия, вырабатываемая оборудованием. Избыточное тепло от промышленных машин нужно устранять через естественную и механическую вентиляцию.

Уровень загрязнения и особенности технологических процессов. Для каждого химического соединения есть предельно допустимая концентрация. Воздухообмен рассчитывают на то, чтобы основные вредные вещества присутствовали в воздухе в минимальном количестве.

Интенсивность труда. Тяжелая физическая нагрузка и напряженная умственная работа станут более легкими и выполнимыми при высоком содержании свежего воздуха. В случае с физическим трудом речь идет также о безопасности.

Количество работающих в помещении в один момент и на протяжении дня. Каждого сотрудника следует обеспечить воздухом с расчета на среднестатистическую потребность на 1 человека.

Значение имеет также форма цеха и его объем. Первый параметр влияет на движение воздушных масс, второй — на потребность в воздухе.

Придется учесть застаивание воздуха и его завихрение.

Цеха бывают малярными, сварочными, механосборочными и механическими: из этих помещений нужно удалять конвективное и лучистое тепло, дым, соединения с инертными газами и разные примеси

Для промышленных объектов с опасными и летучими хим. соединениями требуется 45-кратный обмен. Красильным цехам — 40. В помещениях, где работники в значительной мере применяют физическую силу, воздух нужно обновлять 35 раз в час.

На производственных площадках, где рабочий процесс не включает сложную работу и частое применение физических усилий, — 30. В цехах, где работа заключается в легкой физической нагрузке, — 25.

Кратность воздухообмена для промышленных помещений указали в СП 118.13330.2012, а также в СП 60.13330.2012 и СП 60.13330.2016 — актуализированных редакциях СНиП 41-01-2003 .

Медицинские организации и больницы

В организациях здравоохранения от качества воздуха зависит жизнь пациентов и скорость их восстановления. В детских больницах на это следует обращать еще больше внимания. Кратность сменяемости воздуха для медицинских учреждений регламентирует СП 158.13330.2014 .

Больше всего в замене воздуха нуждаются палаты для инфекционных больных. Требуемая кратность воздухообмена для них составляет 160 м?/ч на 1 человека. Палатам для других пациентов (детей и взрослых) нужна интенсивность воздухообмена на уровне 80 м?/ч на 1 человека.

Показатели в м?/ч на 1 человека дают больше гарантии, что такой кратности воздухообмена хватит для поддержания и улучшения здоровья лечащихся.

На врачебные кабинеты и лаборантские хватит 60 м?/ч на 1 человека. Столько же нового воздуха требуется в помещениях для игло- и мануальной терапии, залах для лечебной физкультуры, а также в кабинетах с постоянными рабочими местами.

Если кратность воздухозамещения в больнице правильная, то будет обеспечен идеальный химический и микробиологический состав воздуха при минимальном уровне шума и вибраций

Во многих случаях можно обойтись без высокоинтенсивного воздухообмена, а также без удельных нормативов. В кабинетах для томографии и процедурных для приема радиофармацевтических препаратов хватает 6-кратной смены воздуха.

Пять раз в час нужно обновлять воздух в грязных зонах ДСО/ЦСО, помещениях для санитарной обработки больных, комнатах для хранения дезинфицирующих средств, сортировки использованного белья, обработки и мытья посуды.

В кабинетах, где хранятся препараты и стерильные материалы, нужна 4-кратная сменяемость воздуха. В таком же количестве нового воздуха нуждаются процедурные и помещения, оборудованные под флюорографические и рентгенодиагностические обследования.

Трехкратное обновление воздуха считают нормой для небольших мастерских по обслуживанию медицинского оборудования, лаборантских комнат клинических анализов, чистых зон стерилизационного отделения.

Такие же нормы распространяются на помещения для сортировки анализов, холлы, кабинеты функциональной и ультразвуковой диагностики.

В отделе реанимации и интенсивной терапии воздухообмен проектируют так, чтобы препятствовать распространению продуктов горения, и в этом также помогают противопожарные клапаны

Для буфетов и зон принятия пищи при стационарах требуется 2-кратный воздухообмен. Всего 1 обновления воздуха в час достаточно для небольших кабинетов, где нет ни одного постоянного рабочего места.

Столько же хватит для маленьких складов с аппаратурой и чистыми материалами, вестибюлей на первом этаже, архивов, справочных, гардеробных и кладовых.

Офисы и деловые центры

В офисах и административных учреждениях требуется больше свежего воздуха, чем в индивидуальном жилье. Причина этому — большое количество офисной техники, напряженная умственная деятельность и стандарты обслуживания клиентов.

Критерии для вентиляции в офисах:

• большой размер вентканалов;
• наличие механической и естественной вентиляции;
• эффективная аэрация при невысоком расходе электроэнергии;
• гибкое управление системой вентиляции: возможность регулировки и настройки под внешние погодные условия;
• удобное размещение элементов механической и естественной вентиляции для проведения ремонтных и монтажных работ разного характера;
• применение бесшумного оборудования или звукоизоляции;
• качественная вытяжная и приточная вентиляция ;
• постоянное поступление свежего воздуха, в идеале с улицы.

Новый воздух должен эффективно удалять испарения. Стоит уделить внимание увлажнению и очистке воздуха, его охлаждению или прогреву перед подачей в помещения.

В больших офисных залах делают развитую систему общеобменной и местной вентиляции с клапанами, воздухораспределителями, калориферами, теплоизоляцией и автоматическим управлением

В рабочей комнате на 1 сотрудника нужно не меньше 20 м?/ч. В конференц-залах столько же отводят на каждого посетителя. Интенсивный воздухообмен следует обеспечивать в умывальных и санитарных комнатах — до 15 обновлений воздуха в час.

Помещениям для курения понадобится 10-кратный обмен. В кабинете управляющего/управляющих нужна кратность воздухообмена на уровне 3, в технических помещениях — 1, в комнатах с картотеками и кладовых — 0,5. Нормы для офисов есть в СП 118.13330.2012 и международном стандарте ASHRAE 62-1-2004.

Примеры расчета кратности воздухообмена

Возьмем для примера помещение высотой 3,5 м и площадью 60 м?, 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 x 60 м? = 210 м?.

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

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

B = 22,6 л/ч x 15 = 339 л/ч

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

Рассчитаем, сколько свежего воздуха понадобится для всех 15 человек :

Q = 339 л/ч : 1 л/м? — 0,35 л/м? = 339 л/ч : 0,65 л/м? = 521,5 м?/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 м?/ч : 210 м? = 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 м?. Объем помещения при этом должен быть не меньше 210 м?, а высота потолка — от 3,5 м.

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

521,5 м?/ч : 60 м? = 8,7 м?/ч на 1 м? площади

Вредные выделения (B) также рассчитывают через формулу:

B = a x b x V x n, где:

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

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

Приложение для расчета воздухообмена для различных помещений:

Базовые величины для системы вентиляции, расход воздуха:

Кратность воздухообмена отображает потребность помещений в том количестве воздуха, при котором они нормально функционируют. Сменяемость воздуха выражается в количестве раз в час или кубометрах за этот же период. Есть также удельные величины на 1 человека и 1 квадратный метр.

В свежем воздухе больше всего нуждаются больницы, опасные производства и публичные места. От показателя минимальной кратности воздухообмена иногда зависит жизнь, поэтому пользуйтесь не только нормативами, но также считайте все сами и приглашайте специалистов.