Что такое кратность воздухообмена, как рассчитать

Строительные нормы предусматривают необходимость наличия качественной циркуляции воздуха не только в производственных, но и в жилых сооружениях и зданиях, разработанные путем проведения научных исследований. Обеспечивать воздухообмен в жилых помещениях необходимо для комфорта проживающих, их нормального состояния и хорошего самочувствия. Есть нормативные документы, которые полагается учитывать в проектировании. При этом в расчетах фигурирует два типа вентиляции: естественная и принудительная.

Чем вызвана необходимость воздухообмена

Термин вентиляция происходит от латинского слова, в переводе означающего проветривание. В настоящее время под ним подразумевают удаление отработанного воздуха с непременной заменой его на свежий. Для комфорта пребывающих в помещении применяются дополнительные процессы: подогрев, ионизация, увлажнение и скорость перемещения.

Узнайте также: ситуационный план для газификации образец.

Для жилых помещений необходимо обеспечение притока свежего воздуха по нескольким причинам:

• для проживающих в них — это комфорт, легкое дыхание, хорошее состояние кожи и здоровье (кислород, необходимый организму и уровень влажности, который снижается до неприемлемых цифр);
• сохранность мебели, предметов быта и отделочных материалов;
• снижение уровня статического электричества, особенно накапливающегося в невентилируемом помещении в холодное время года.

Внимание! В жилом помещении воздух периодически приходит в негодное состояние в результате жизнедеятельности человека: дыхания, приготовления пищи, отопления.

Естественного обмена воздуха в таких условиях бывает недостаточно. Отмечается, что в современных домах все чаще используются системы принудительной вентиляции, обеспечивающие уровень содержания кислорода, влажность, отсутствие грибковых отложений.

Читайте также: Как часто нужно проводить работы по очистке вентиляционных камер

Для расчетов применяется показатель кратности воздухообмена (количества циклов за определенную единицу времени). Кратность обмена воздуха определена научными исследованиями и практическим опытом. В рекомендациях, как рассчитать кратность воздухообмена, есть уже зафиксированные нормативные параметры, ориентированные на тип помещения, количество людей и единицу времени.

Роль кратности в зданиях промышленного назначения

Профессионально проведенный расчёт воздухообмена обеспечивает сразу несколько параметров, необходимых для безопасности труда человека и правильного прохождения производственных процессов:

• пожаробезопасности;
• предотвращения нагревания оборудования, как следствие его поломки, частичной или полной;
• своевременного удаления примесей, попадающих в воздух, например, токсичных газообразных или дисперсных;
• обеспечения корректной работы, установленной в помещениях производства для безопасной работы сотрудников и оборудования;
• предотвращения производственного травматизма и соответствия нормам безопасности труда, которым сейчас уделяется особое внимание Правительства и профильных министерств.

Кратность воздухообмена для производственных помещений — один из базовых параметров, определяемых в проектировании цехов, ангаров, производственных циклов. Нормируемая кратность воздухообмена в этих помещениях отличается от кратности воздухообмена в жилых постройках.

Поскольку предприятия даже в одной отрасли промышленности отличаются по размерам, конечной продукции и типам используемого оборудования (уже не говоря об отличиях от расчетных параметров в жилых помещениях), считать кратность воздухообмена должны квалифицированные специалисты. А в расчетах — использоваться таблицы и специальные формулы вычисления кратности воздухообмена.

Для промышленных зданий есть специальные строительные правила, санитарно-гигиенические нормы, есть нормативные документы, определяющие кратность воздухообмена в офисных помещениях.

Читайте также: Как подключить два светильника на двойной выключатель — схема

Таблица кратности воздухообмена

На самом деле это не общая таблица, а несколько разных нормативных документов, полученных путем научных исследований по безопасности труда еще в советское время. Нормы воздухообмена не стали менее актуальными, но с появлением вентиляционных систем нового типа были внесены некоторые изменения, в результате чего появились новые редакции СП и СНиПов.

Интересно! В настоящее время комплексная система вентиляции учитывает не только требования кратности воздухообмена, но и продуктивность работы, экологичности, минимального уровня шума, пониженного потребления электроэнергии, безопасности жильцов или работников и многое другое.

Таблица для расчетов кратности воздухообмена в производственных помещениях, учитывает их тип, целевое предназначение, вероятность образования токсичных испарений, газообразных веществ и дисперсных частиц.

Выглядит она следующим образом:

Кроме таблицы в расчете кратности воздухообмена для производственных помещений принимаются во внимание климатические условия в месте расположения, количество работников и промышленного оборудования, электроприборы, мощность естественной вентиляции и выделение тепловой энергии.

Нормы воздухообмена помещений производства

В определении должных параметров учитываются отраслевые стандарты, нормативные указания профильного департамента и правила техники безопасности. Национальные стандарты закреплены в новых редакциях СНиП и СП, в проектировании учитывается и базовый документ, СП 60.13330, принятый в 2012.

Нет нормы универсальной для проветривания производственных помещений любого типа:

• на значительных площадях проветривание осуществляется с применением непрерывно функционирующей системы воздухооборота;
• по санитарным нормам на каждого работающего в небольшом помещении должно быть не менее 30 кубометров за 1 час;
• если на рассматриваемом объекте нет естественной вентиляции, этот параметр увеличивается вдвое.

Нормируемая кратность воздухообмена на производстве должна обеспечить работоспособность сотрудника, а это означает непрерывное удаление токсичных соединений и углекислого газа, снижение вероятности перегрева оборудования, возгорания, попадания в органы дыхания пыли и мелких частиц от исходного сырья.

Отсюда вариабельные параметры в общих рекомендациях, необходимость внесения корректив в таблицы воздухообмена. Не обеспечивающий соблюдения этих требований минимальный воздухообмен не подойдет для непрерывного и интенсивного промышленного предприятия.

Нормы вентиляции в помещениях офисов

С появлением офисных зданий и помещений специального назначения возникла необходимость формирования правил, принципов и требований к проектированию нового наименования помещений.

Расчетная температура воздуха еще недавно считалась базовым параметром в расчетах кратности воздухообмена. Теперь работают и другие составляющие: от площади помещения и количества людей, одновременно в нем работающих, до установленных приборов и оргтехники.

Список минимальных требований, в отличие от проектирования вентиляции и расчетов кратности воздухообмена для производственных помещений, выглядит следующим образом:

• постоянное циркулирование воздушных масс, полностью покидающих конкретное помещение;
• бесперебойное поступление свежего воздуха с достаточным количеством кислорода;
• минимальный уровень шума от работающей вентиляционной системы;
• очистка поступающего воздуха с помощью установленных фильтров.

Грамотное проектирование обеспечивает не только необходимую кратность воздушного обмена, минимальный шум и фильтрование воздушного потока. Должна быть обеспечена возможность интуитивно понятного и комфортного управления, регулировки, смены фильтров, минимальный расход пространства в офисе и пониженное энергопотребление. Последнее обстоятельство важно в свете требований к постоянному удалению отработанного воздуха и подаче нового.

Именно поэтому важно знать кратность воздухообмена и применяемые для расчета формулы. Если речь идет о нередких случаях в офисных зданиях подвальных помещениях без окон, кабинетах с 1 человеком или просторных рабочих комнат с десятком сотрудников, придется подумать о вентиляции, обеспечивающей требования в помещениях разного типа.

В офисных зданиях применяются разные системы: от приточно-вытяжной (самой распространенной) до приточной, наборной и центрального кондиционирования.

Американские нормы воздухообмена основаны на опыте проектирования скандинавских стран. Они считаются самыми эффективными, поскольку проведены и собственные исследования. Стандарт еще недавно обновлялся каждые три года, но последняя редакция датирована 2016 и никаких попыток к ее усовершенствованию не предпринимается.

Нормативные документы и расчет воздухооборота

В России есть многочисленные национальные стандарты, в которые входят СНиП и строительные правила, отраслевые данные по технике безопасности и СанПиН. У каждой отрасли промышленного производства есть свои специализированные нормы, основанные на конкретной отраслевой принадлежности и закрепленные в письмах, приказах и нормативах.

Универсальных показателей нет, есть разные типы кратности воздухообмена, основанные на типе помещения: офисного, производственного или жилого.

Цеха производства

Кратность воздухозамещения в таких помещениях определяется в СНиП 2003. Нормативное закрепление необходимо из-за воздействия на работников тепловой энергии и вредных соединений. В универсальной формуле учитывается скорость воздушного потока в вентиляции и площадь, которая зависит от проема вытяжки.

Однако есть и дополнительные составляющие в расчете кратности воздухообмена: площадь и конфигурация помещения, влажность, потери тепла, количество людей и интенсивность их физической нагрузки. Огромную роль играет технология производства.

Выбросы пыли и вредных веществ

Они неминуемы в производственном процессе. Кратность обмена воздуха определяется по типу превалирующего загрязнения, а это могут быть химические вещества (пары и газы), механическая пыль и выбросы тепловой энергии.

Отсюда необходимость установки основного оборудования и аварийного, с превышением нормы кратности воздухообмена, для устранения опасной концентрации за рекордно короткое время.

Вентиляция складских комплексов

Регулируется СНиП 2003 и СП 60.13330. При внешней безопасности складских помещений для дилетанта, специалисты прекрасно осведомлены о том, что в местах хранения могут быть не только выделения тепла, но и выбросы токсичных испарений, а хранение опасных веществ без должных мер предосторожности приводит к аварийным ситуациям.

Таблица воздухообмена не может содержать универсального параметра для складов разной площади и назначения.

Считаем расход по выделениям тепла

Необходимы всего три, но достаточно сложно определяемых значения:

• тепловая энергия от работающих людей и приборов;
• выделение тепла в окружающую среду;
• избыток тепловой энергии определяется вычитанием первого из второго, и он вычисляется в КДж/ч.

Зная, что такое кратность воздухообмена, несложно догадаться, что она высчитывается по более сложной формуле, а если в дополнение к теплу есть пыль или опасные вещества, то каждое помещение нуждается в индивидуальном расчете.

Избытки водяных паров

Сложность определения необходимости установки дополнительных приспособлений (щелевых отсосов), для устранения переизбытка влажности состоит в неопределенности нормы влажности, обеспечивающей комфорт для человеческого организма (считается нормальным от 40 до 60%). Однако в складских помещениях этот показатель может стать завышенным при хранении определенного типа товаров.

Здесь значения воздухообмена определяет необходимость установки специальных приспособлений для удаления влажности из воздуха и способность устройства регулярно выводить определенный объем.

Что такое естественная вентиляция: принцип работы в общих чертах

Меньшая продуктивность этой системы не означает, что без нее можно обойтись. Обычно считается, что воздухообмен обеспечивается равным соотношением (или тщательно рассчитанным). Он для конкретного помещения определяется участием вентиляции двух типов: принудительного и естественного. Для нормального воздухообмена непременно нужна естественная циркуляция, иначе происходит ухудшение микроклимата.

Базовый принцип работы — использование разницы между давлением снаружи и внутри. В создании участвует разное количество элементов: от окон до вентиляционного ствола (помещениях жилых зданий, многоквартирных домов).  В частном доме для этого применяется вытяжка, труба или специальное отверстие в потолке.

Если дополнительные элементы в оборудовании отсутствуют, она считается неорганизованной, а если предусмотрены и установлены — то это естественная организованная вентиляция.

Расчет кратности воздухообмена

Необходимый процесс, без которого не обойтись в проектировании сооружений любого типа: производственных, офисных, складских и жилых. В некоторых случаях (помещениях жилых) учитывается естественная вентиляция. В специализированных помещениях большую роль играют особенности загрязнения, количество работающих. Многое зависит от установленного оборудования и его параметров, электрических приборов.

Последовательность расчета вентиляции по кратностям, следующая

Выполняются следующие шаги:

1. Составляется список помещений.
2. Производится вычисление объема воздуха в каждом (с учетом высоты потолка и площади).
3. Полученный параметр делается кратным пяти.
4. Суммируется площадь комнат без спецприспособлений и отдельно — где они не установлены.

Совет! Если необходимый приток выше, чем реальное значение, нужно модернизировать вентиляцию.

С 2003 года тип помещения и кратность воздухообмена считаются закрепленными законодательно, но норму вентиляции жилых помещений следует непременно учитывать по типу ее функционального назначения.

Как рассчитать приточно-вытяжную вентиляцию: устройство и проектирование системы

На эту тему есть многочисленные публикации (например, rudic ru блог эффективного инженера). Адаптированные методики рассчитаны на квартиры с разным количеством комнат, вариабельной площади. Примеры расчетов отличаются для каждого из помещений квартиры.

Роль кратности в зданиях промышленного назначения

Минимизация вредных воздействий на организм работающего человека, предотвращение аварийных ситуаций, снижение влажности, тепловой энергии, токсичных испарений, газов и загрязнений. Все эти блага приносит людям расчёт воздухообмена и правильное определение коэффициента кратности.

Кратность воздухообмена в помещениях предприятий общественного питания

Эти заведения обычно оборудованы целыми сетями коммуникаций. На одной площади может размещаться несколько участков с разными параметрами, к тому же требования нормативов отличаются повышенной строгостью.

Если для горячих цехов и кухни значения кратности воздухообмена указаны, просчитаны специалистом, нет проблем с установкой оборудования, работникам и посетителям заведений общепита создаются чистота, свежесть и комфортные условия.

Климатическое оборудование для офисов

Непременное условие комфорта работников офиса и его посетителей, в любом климате и сезоне. Разработано множество типов такого оборудования, начиная от систем для помещений, где нужно менее однократного воздухообмена и до таких, где нормы требуют постоянного и массированного притока свежего воздуха.

В жилых помещениях

Определяется нормативами позднего советского периода под названием «Жилые здания», ничуть не утратившими актуальности, поскольку базируются на масштабных научных исследованиях. Есть постоянные, максимальные и минимальные параметры.

В гостиной и спальной комнате

Они подпадают под определение жилая зона. В них кратность должна составлять не менее 30 кубов на человека, но есть квартиры, где нужны дополнительные меры.

В детских комнатах

Норма не отличается от спальни взрослой, но если в ней два малыша, норматив увеличивается вдвое.

На кухне с электрическими и газовыми плитами

Для газовой плиты кухни считаем требуемый воздухообмен равным 90 м3, при условии, что у плиты 4 конфорки. Для электрического устройства достаточно от 60 до 75 м3 (зависит от площади).

Санузел

Основное требование — очистка производится не более чем за 15 мин., остальное зависит от особенностей конструкции и площади.

Универсальных рекомендаций нет. При наличии сразу трёх нормативных документов, в которых можно найти при проектировании офисных помещений необходимые данные, придется учитывать разные параметры и обстоятельства: тип помещения (в офисном здании могут быть рабочая комната, кабинет, переговорная и приемная, коридор и туалет и пр.).

Также учитываются нормы влажности и оптимальная температура и даже расположение поблизости источника сильного запаха (или зеленой зоны), этажность строения и расположение окон по отношению к сторонам света.