Как найти кратность воздухообмена формула

доцент Миронова
Е.М.

л а б о р а т о р
н а я р а б о т а

Расчет кратности
воздухообмена в помещении

Методические
указания

Цель работы:

Ознакомиться с
понятием кратности воздухообмена в
помещениях и приобрести практические
навыки по расчету этой метеорологической
величины.

Учебные вопросы:

1. Определение
   кратности воздухообмена в помещении,
   осуществляемого путем естественной
   аэрации.

2. Расчет площади
   открытой фрамуги, через которую поступает
   атмосферный воздух в помещение,
   необходимой для достижения заданной
   кратности воздухообмена.

3. Определение
   времени проветривания помещения при
   периодическом открывании фрамуги
   известной площади.

Порядок
выполнения работы:

1. Изучить методику
   определения кратности воздухообмена
   помещения.

2. Получить у
   преподавателя задание на проведение
   расчетов.

3. Провести расчеты
   по определению кратности воздухообмена,
   площади сечения на воздухообмен и
   времени воздухообмена.

1. КРАТНОСТЬ
ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ

Воздухообменом
называют замену загрязненного воздуха
чистым. Воздухообмен делят на естественный
и искусственный. Естественный происходит
вследствие разности и перепада давления
воздуха внутри помещения и снаружи.
Осуществляется он с помощью периодического
открывания форточек, фрамуг, окон
(аэрация), а также через щели стен, окон,
двери (инфильтрация).

Искусственный
воздухообмен осуществляется путем
использования различных систем
механической вентиляции и кондиционирования.

Кратность
воздухообмена определяет, сколько раз
в час необходимо менять весь воздух
помещения, чтобы очистить его до предела
допустимой концентрации загрязнения
(ПДК).

Кратность
воздухообмена N
задается формулой:

раз в 1 час. (1)

где:
V(м³/ч)
– необходимое количество чистого
воздуха, поступающего в помещение в
течение 1 часа; W(м³)
– объем помещения.

Путем естественной
аэрации обычно достигают трех –
четырехкратного воздухообмена, а при
необходимости большей кратности
прибегают к механической вентиляции.

Объем чистого
приточного воздуха, который должен
разбавлять вредные газы до предельно
допустимой концентрации, определяется
по формуле:

м³/ч, (2)

где:
В –
количество вредного вещества (газа),
поступающего в помещение в 1 час, мг/ч;

ρ_В
– ПДК вредного вещества в воздухе рабочего
помещения, мг/м³;

ρ₀
– концентрация
того же вредного вещества в приточном
наружном воздухе, мг/м³.

Количество
вредных газов В,
находящихся в воздухе рабочего помещения,
можно определить несколькими способами:

а)
Измерением концентрации газа на единицу
объема b
с помощью газоанализатора.
Тогда количество вредного вещества
определяется по формуле:

B
= a∙b∙W
мг/ч,

где:
а –
коэффициент инфильтрации (для камеральных
цехов а=1,
для гаражей а=2);

b
– концентрация
вредного вещества в воздухе (мг/м³
в 1 час);

W
(м³)
– кубатура рабочего помещения.

б) Определением
расхода вредного вещества всеми
работающими за смену (8 часов) в одном
рабочем помещении

мг/ч,

где
b_п
– количество материала, содержащего
вредное вещество, расходуемое всеми
работающими в данном помещении, мг.

в) С
учетом выделения углекислого газа (СО₂)
в процессе дыхания человека в объеме
22,6 литров в 1 час. Тогда

В=22,6·n
л/ч,

где:
n
– число работающих в помещении.

2.
УСЛОВИЯ ДОСТИЖЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ КРАТНОСТИ
ВОЗДУХООБМЕНА ПУТЕМ ЕСТЕСТВЕННОЙ
АЭРАЦИИ

Величина
потока воздуха Q,
проникающего внутрь помещения в
результате перепада давлений, определяется
формулой:

,
м³/с, (3)

где:
α =
0,6–
коэффициент, учитывающий расход воздуха
через фрамугу применительно к зданиям
промышленного и городского типа;

S
(м²)
– суммарная площадь сечений, через
которые поступает воздух в помещение;
u₁
(м/с) – скорость
ветра с наветренной стороны здания;

а₁
– соответствующий аэродинамический
коэффициент, зависящий от формы и
конструкционных особенностей здания,

;

u₂
(м/с) – скорость ветра с подветренной
стороны, для средних условий

а₂
– соответствующий аэродинамический
коэффициент,
;

Для
обеспечения заданной кратности
воздухообмена N
требуется выполнение условия:

V
= 3600Q (4),

где коэффициент
3600 появился в результате перевода часа
в секунды.

Согласно (1), (3),
условие (4) можно переписать в виде:

,

откуда

,
м² (5)

Формула
(5) позволяет рассчитать площадь открытой
фрамуги, необходимую для достижения
данной кратности воздухообмена N
в помещении объема W.

Предполагается,
что чистый воздух поступает в помещение
через сечение S
непрерывно в течение всего рабочего
дня.

Во
избежание сквозняков, а также в холодное
время года аэрацию помещения осуществляют
с помощью периодического открывания
фрамуг. В этом случае кратность
воздухообмена показывает, сколько раз
в 1 час необходимо проветривать помещение.
Время проветривания t
можно определить из условия:

W
= Q∙t,

Откуда

(6)

В
формуле (6) площадь S₁
считать известной.

3. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА
ВОЗДУХООБМЕНА

Задача 1.

Определить
кратность воздухообмена производственного
помещения высотой h
= 3,5 м, в котором работают
20 человек, на каждого человека приходится
4,5 м²
площади. Загрязнение воздуха происходит
за счет выдыхаемого углекислого газа.
Принудительная вентиляция отсутствует.

Решение.

Количество
вредного вещества В,
поступающего в
помещение в 1 час, задается формулой:

B
= 22,6∙n
(л/ч)

Предельно
допустимая концентрация СО₂
составляет 0,1 % или ρ_В
= 1 л/м³.
В атмосферном воздухе углекислого газа
содержится 0,035 %, т. е. ρ_о
= 0,35 л/м³.
Тогда объем чистого воздуха V,
необходимого для n
человек, согласно формуле (2), составит:

м³/ч

Кратность
воздухообмена определяется по формуле
(1):

раз в 1 час

Для
рассматриваемого производственного
помещения n
= 20 человек, объем
.

Согласно формуле
(7):

N
=
раза
в 1 час.

Следовательно,
если 3 раза в 1 час производить замену
загрязненного воздуха помещения чистым
воздухом, концентрация углекислого
газа в помещении будет ниже предельно
допустимой.

Ответ:
N
= 3.

Задача 2.

Определить
площадь сечения S,
через которую в помещение поступает
чистый воздух, для обеспечения кратности
воздухообмена N
= 3 в помещении объемом
.

Скорости
ветра с наветренной и подветренной
сторон и соответствующие коэффициенты
заданы: u₁
= 5 м/с; а
₁ = 0,8; u₂
= 2,5 м/с; а
₂ = 0,3; α
= 0,7.

Решение.

Воспользуемся
формулой (5):

Следовательно,
аэрацию рабочего помещения можно
осуществлять с помощью открытой в
течение всего рабочего дня форточки,
площадью S=50
см * 20 см

Ответ:
S
= 0,1 м²

Задача 3.

Определить
время проветривания помещения объемом
,
необходимое для полной замены загрязненного
воздуха чистым, считая площадь открытой
фрамуги известной: S₁=1м²;u₁
= 5 м/с; а
₁ = 0,8; u₂
= 2,5 м/с;

а
₂ = 0,3; α
= 0,7.

Решение.

Воспользуемся
формулой (6):

Следовательно,
достаточно двух минут, чтобы полностью
проветрить помещение данного объема.

Ответ:
t
= 106 с.

Вывод.

Аэрацию
помещения, объемом 315 м³,
где работают 20 человек, можно осуществлять
с помощью постоянно открытой форточки,
площадью 0,1 м².
Возможно также периодическое, через
каждые 20 минут, проветривание помещения
с помощью открывания на 2 минуты фрамуги,
площадью 1 м².

4. КОНТРОЛЬНЫЕ
ЗАДАНИЯ СТУДЕНТАМ

В
помещении, объемом W,
работает n
человек. 1% помещения занят мебелью и
производственным оборудованием.
Определить воздухообмен помещения в
результате естественной аэрации, считая
загрязнителем воздуха углекислый газ,
образующийся при дыхании людей.

1. Рассчитать
   кратность воздухообмена N
   помещения.

2. Определить
   площадь
   S
   открытой
   на протяжении всего рабочего дня
   фрамуги, обеспечивающей данную кратность
   воздухообмена N.

3. Определить
   время t
   проветривания помещения при периодическом
   открывании N
   раз
   в 1 час фрамуги, площадью S₁(S₁>S).

Исходные данные
для выполнения задания выдаются
преподавателем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Одним из основных критериев эффективной работы системы вентиляции, является достаточный воздухообмен. Чтобы добиться необходимого результата, важно правильно рассчитать и правильно подобрать кратность такого воздухообмена для конкретного пространства помещения. Для определения данного значения проводят специальные замеры и руководствуются при этом нормативными требованиями, регламентируемыми для помещений разного назначения, в которых необходимо создать микроклимат.

Понятие воздухообмена

Воздухообмен — это перемещение воздушных масс помещения, с целью замещения отработанного воздуха на свежий.

Показатель такой замены называется кратностью воздухообмена, который определяет количество полной замены воздуха в помещении за единицу времени.

Такая замена воздушных масс внутри помещения необходима для обеспечения чистоты воздуха, который способен насыщаться вредными микроорганизмами, углекислым газом и неприятными запахами. Перед подачей воздуха с улицы, в помещения производится его дополнительная очистка (фильтрация), подогрев/охлаждение, при необходимости меняются параметры влажности.

Расчёт кратности воздухообмена

Количество циклов воздухообмена за единицу времени должно  соответствовать нормативным требованиям, которые определяются из расчета комфортного и безопасного нахождения  необходимого числа людей в данном помещении. В нормативных документах этот параметр определяется количеством циклов полной замены воздуха в помещении, замещаемое за 1 час времени. Общепринятая единица измерения кратности воздухообмена заменяется числом циклов замены воздуха. Пример данных по кратности для помещений:

• лаборатория — 5-15;
• конференц-зал — 5-10;
• офисы — 3-8;
• мастерская — 3-6.

С учётом большого влияния факторов на конечный результат, данные расчёты по кратности воздухообмена должен выполнять специалист, в конкретном случае это проектировщик.

Но существует и простая формула, с помощью которой можно определить норматив кратности воздухообмена:

N = Q / V

Где N – это число циклов обновления воздуха в помещении за час; Q – расход приточного воздуха м3/ч, которое необходимо для комфортного микроклимата и V – объём помещения м3.

Минимальная кратность замены в обычном здании составляет 0,5-0,8.

Если производственный процесс токсичен, расчет количества приточного воздуха проводят, исходя из количества выбросов загрязняющих веществ в помещение. По формуле:

V = φ • Z / (c dop — c z),

где

• Z — общее количество газообразных загрязнителей, выброшенных в помещение [г/ч];
• c dop — допустимая концентрация данного загрязнителя в наружном воздухе [г/м3];
• c z — концентрация данного загрязнителя в приточном воздухе;
• [г/м3], φ — поправочный коэффициент (от 1,2 до 1,4).

Таблицы кратности воздухообмена для жилых и производственных помещений

На территории РФ действуют свои нормативные правила к воздухообмену, и они отличаются от нормативов, существующих в других странах, и не всегда совпадают с ними.

Допустимые минимальные значения кратности воздухообмена регламентируются и контролируются в строительных нормах и правилах (СНиП), сводах правил (СП), санитарных правилах и нормах (СанПиН)

Данные таблицы помогают определить минимальные требования по кратности воздухообмена в помещениях различного назначения, опытный специалист проектировщик всегда учитывает эти требования при выполнении инженерных расчётов.

На сегодняшний день не все обеспокоены соответствием воздухообмена в помещениях. Обычно этим вопросом интересуются специалисты (проектировщики, строители и архитекторы), которые подбирают и рассчитывают системы вентиляции. Со своей стороны, мы рекомендуем более подробно ознакомиться с действующими правилами по теме воздухообмена, потому что это поможет организовать и создать более благоприятный и комфортный, а, главное, здоровый и безопасный микроклимат вашего помещения.

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.

Понятие воздухообмена

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:

1. 1. Естественная вентиляция объектов происходит из-за разницы давлений и температур внутри и снаружи замкнутого пространства, проникновением атмосферных масс через неплотности дверей и окон, утечкой через специально обустроенные вытяжные каналы.
2. 2. Принудительное проветривание используют для обеспечения эффективного воздухообмена вне зависимости от явлений природы. Давление или разряжение создаётся с помощью вентиляторов и дымососов.
3. 3. Сочетание первых двух способов позволяет уменьшить стоимость воздухообмена посредством снижения затрат на электроэнергию. Называется такая система комбинированной.

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.

Нормативная база

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:

• 31−03−2001 — производственные строения;
• 31−01−2003 — дома многоквартирные жилые;
• 41−01−2003 — вентиляция и кондиционирование воздуха, отопление;
• 31−06−2009 — общественные здания и сооружения.

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.

Кратность обмена в расчётах вентиляции

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 < 20 м³. В противном случае — норма ≥20 м3/час. Для помещений без естественного проветривания на 1 рабочего полагается ≥60 м3/час.

Склады — это постройки, обеспечивающие сохранность расходных материалов. Здесь важно поддерживать необходимый микроклимат, поэтому используют комбинированные и принудительные схемы проветривания. Кратность воздухообмена в хранилищах ГСМ с временным пребыванием персонала 1,5―2,0, при постоянном присутствии — 2,5―5,0. Те же 5 единиц требуются при периодическом посещении помещений с ядовитыми веществами. Порядок определения воздухообмена в расчёте вентиляции следующий:

• из таблицы кратности производятся выборки для каждого блока: отдельно приток и вытяжка;
• если приводится минимальное значение оборота газовой среды, принимается эта цифра;
• составляется уравнение баланса: Lприточки=Lвытяжки; если проверка показала невыполнение этого условия, в помещениях недостающей стороны воздухооборот увеличивают.

При отсутствии информации по какому-либо объекту, норма принимается по регламенту жилого — 3 м3/ч свежего воздуха на 1 м² площади, то есть, определить количество притока можно по формуле: L=3* S помещения. Все значения L округляются в бо́льшую сторону до цифры, кратной 5.

Вычисление оборота воздуха по СНиП

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:

• n — количество людей в помещении, чел.;
• l — лимит подачи свежего потока в расчёте на одного присутствующего, м3/час*чел.;
• размерность L — м3/час.

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.

Значения показателя по таблицам

Нормы воздухообмена помещений различного назначения определяются в соответствии с регламентами проектирования зданий и сооружений. П. 9.2 СНиП 31−01−2003 гласит, что расчётные характеристики микроклимата помещений жилого дома принимают по оптимальным нормам ГОСТ 30494–96 . Для некоторых производственных цехов руководствоваться следует таблицей:

Наименование объекта проветривания	Кратность притока, 1/час	Количество оборотов вытяжки, шт./час	Примечание
Служебные площади менее 35 м2	3,5	2,8	―
Книгохранилища	1,5	2,0	―
Лаборатории: — фотографические	5	5	―
-химические	8	10	Без локального отсоса
-биологические и физические	4	5	Местной вытяжки нет
-кристаллооптические	10	10	2/3 воздуха забирается из верхней зоны, остальной объём — из нижней части

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.

Содержание 

1. Способы расчета воздухообмена

1.1. По кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;

1.2. По площади помещений;

1.3. По количеству пребывающих в помещениях людей.

2. Подбор воздуховода

3. Общие требования к системам вентиляции.

Для того чтобы выбрать необходимую нам систему вентиляции, нужно знать, сколько же воздуха надо подавать или удалять с того или иного помещения, т.е. необходимо узнать воздухообмен в помещении или в группе помещений.

Это позволит выбрать тип и модель вентилятора и произвести расчет воздуховодов.

Существует несколько способов расчета воздухообмена:

• по кратностям воздухообмена в зависимости от специфики помещений;
• по площади помещений;
• по количеству пребывающих в помещениях людей.

1.1. Расчет по кратностям

Представляет из себя наиболее сложный вариант.  При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них. При этом учитывается температура воздуха в каждом конкретном помещении. 

Кратность воздухообмена – это величина, значения которой показывают, какое количество раз в течение одного часа в помещении осуществляется полная замена воздуха. Кратность сильно зависит от объема конкретного помещения.

 Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий 

Таблица 2. Кратность воздухообмена в помещениях  согласно СНиП 31-01-2003

Помещение	Кратность или величина воздухообмена, м3 в час, не менее
в нерабочем режиме	в режиме обслуживания
Спальная, общая, детская комнаты	0,2	1,0
Библиотека, кабинет	0,2	0,5
Кладовая, бельевая, гардеробная	0,2	0,2
Тренажерный зал, бильярдная	0,2	80 м3
Постирочная, гладильная, сушильная	0,5	90 м3
Кухня с электроплитой	0,5	60 м3
Помещение с газоиспользующим оборудованием	1,0	1,0 + 100 м3 на плиту
Помещение с теплогенераторами и печами на твердом топливе	0,5	1,0 + 100 м3 на плиту
Ванная, душевая, уборная, совмещенный санузел	0,5	25 м3
Сауна	0,5	10 м3 на 1 человека
Машинное отделение лифта	–	По расчету
Автостоянка	1,0	По расчету
Мусоросборная камера	1,0	1,0

Для общих комнат и спален кратность составляет единицу на приток.

В гардеробной – полуторакратный, а в помещении для стиральной машины – полукратный на вытяжку.

Однократный воздухообмен – это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве, равном одному объему помещения.

Если в таблице не указана какая-либо комната, рассчитайте для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв.

Для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м3/час.

Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии.

В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м3/час на каждого человека.

Приточный воздух из жилых помещений должен беспрепятственно перемещаться в подсобные: кухню, туалет, ванную комнату

Формула для расчета вентиляции:

L = n · V,

где L – расход воздуха, м3/ч;
n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1;
V – объем помещения, м3.

Для расчета воздухообмена группы помещений их можно рассматривать как единый воздушный объем, который должен отвечать условию: 

ΣLпр = ΣLвыт, т. е. количество подаваемого воздуха должно быть равно количеству удаляемого.

Последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

1. Считаем объем каждого помещения в доме.

2. Подсчитываем для каждого помещения кратность по формуле: L=n*V.

Для этого предварительно выбираем из таблицы 1 норму по кратности воздухообмена для каждого помещения. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых, например кухня-столовая и то и другое. Прочерк означает, что в данное помещение не нужно подавать (удалять) воздух.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

В самом конце расчета, если уравнение баланса (∑ Lпр и ∑ Lвыт) у нас не сойдется, то значения воздухообмена для данных комнат мы можем увеличивать до требуемой цифры.

Если в таблице нет какого-либо помещения, то норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м3/час свежего воздуха на 1 м2 площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен для таких помещений по формуле: L=Sпомещения*3.

Все значения L округляем до 5 в большую сторону, т.е. значения должны быть кратны 5.

3. Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка. Получаем 2 цифры: ∑ Lпр и ∑ Lвыт

4. Составляем уравнение баланса ∑ Lпр = ∑ Lвыт.

Если ∑ Lпр > ∑ Lвыт , то для увеличения ∑ Lвыт до значения ∑ Lпр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Рассмотрим расчеты на примере.

Дом площадью 146м².

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в доме имеются следующие помещения:

• кухня площадью 20 м²;
• спальня – 24 м²;
• рабочий кабинет – 18 м²;
• гостиная – 42 м²;
• прихожая – 10 м²;
• туалет – 2 м²;
• ванная – 4 м².

Высота потолков равна 3,5 м. 

Узнаем объем каждой комнаты: 

Умножаем высоту на площадь комнаты, получаем объем, измеряемый в кубометрах (метрах кубических, м3).   Можно узнайть объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен.

• кухня – 70 м³;
• спальня – 84 м³;
• рабочий кабинет – 63 м³;
• гостиная – 147 м³;
• прихожая – 35 м³;
• туалет – 7 м³;
• ванная – 14 м³.

Используя таблицу “Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданийнужно”  произведем  расчёт необходимый объем воздуха помещений по формуле

L=n*V, где n – нормируемая кратность воздухообмена, час–1; V – объем помещения, м³, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти. 

Если в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании. Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку. 

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

• кухня – 70 м³  – не менее 90 м³;
• спальня – 84 м³ х1 = 85 м³;
• рабочий кабинет – 63 м3 х 1= 65 м³ ;
• гостиная – 130 м³;  Гостиная не указана в таблице, рассчитаем для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв. м, то есть по формуле: L=S*3, где S является площадью комнаты.
• прихожая –  в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании;
• туалет – 7 м³ – не менее 50 м³;
• ванная – 14 м³ – не менее 25 м³.

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Для удобства записываем данные в таблицу:

Помещение	Lпр, м3/час	Lвыт, м3/час
Кухня	–	≥90
Спальня	85	–
Рабочий кабинет	65	–
Гостиная	130	–
Прихожая	–	–
Туалет	–	≥50
Ванная	–	≥25
∑ L	∑ Lпр = 280	∑ Lвыт = ≥ 165

Теперь следует сравнить полученные суммы. 

Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 115 м³/ч. 

∑ Lпр = ∑ Lвыт:280<165 м³/час,

В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя. 

Рекомендуется осуществлять распределение равномерно, по всем помещениям. Можно прибавить значения вытяжки для тех комнат, где требуется более сильная вентиляция или там, где значения были минимально допустимые – в санузле и кухне. 

Важно распределить движение потоков воздуха таким образом, чтобы в доме не оставалась влага, не застаивались различные запахи.

В данном случае увеличиим показатель по кухне на 115 м3/час. 

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Помещение	Lпр, м3/час	Lвыт, м3/час
Кухня	–	205
Спальня	85	–
Рабочий кабинет	65	–
Гостиная	130	–
Прихожая	–	–
Туалет	–	≥50
Ванная	–	≥25
∑ L	∑ Lпр = 280	∑ Lвыт =280

Теперь уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт выполняется.  

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Расчет по площади помещения

Наиболее простой метод расчета. Он производится на основании норм, которые регламентируют подачу свежего воздуха для жилых помещений в размере 3 м3/час на 1 м2 площади пространства.
Т.е. за основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.

Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.

Воздух поступает через спальню и гостиную, а удаляется из кухни и санузла

Рассмотрим расчеты на примере.

Есть дом площадью 146 м².

Считаем воздухообмен по формуле: ∑ L= ∑ Lпр= ∑ Lвыт =∑ Sпомещения х 3.

∑ Lвыт 3=146 х 3=438м³/час.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов. Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в  в размере 60 м³/час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 м³/час. 
 

Рассмотрим расчеты на примере.

Условия остаются прежние. Дом площадью 146м2. Только добавим информацию, что в доме живут два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.

В доме имеются следующие помещения:

• кухня площадью – 20 м²;
• спальня – 24 м²;
• рабочий кабинет – 18 м²;
• гостиная – 42 м²;
• прихожая – 10 м²;
• туалет – 2 м²;
• ванная – 4 м².

Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.мчел для постоянных жильцов и 20 куб.мчас для временных посетителей. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика).

• Спальня — 2 чел * 60 = 120 м³час;
• Рабочий кабинет — 1 чел. * 60 = 60 м³час;
• Гостиная 2 чел * 60 + 2 чел * 20 = 160 м³час;

Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.

Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:

•  Кухня — 20 м³ – не менее 90 куб.м³/ч;
• Туалет  — 2 м² – не менее 50 куб.м³/ч;
• Ванная — 4 м³ – не менее 50 куб.м³/ч.

Для удобства записываем данные в таблицу:

Помещение	Lпр, м3/час	Lвыт, м3/час
Кухня	–	≥90
Спальня	120	–
Рабочий кабинет	60	–
Гостиная	160	–
Прихожая	–	–
Туалет	–	≥50
Ванная	–	≥25
∑ L	∑ Lпр = 340	∑ Lвыт = ≥ 165

Из табоицы видно, что количество приточного воздуха превышает вытяжной на 175 м³/час. Поэтому количество вытяжного воздуха необходимо увеличить на 175 м3/час. Его можно равномерно распределить между кухней, санузлом и ванной, а можно подать в одно из этих трех помещений, например кухню. Т.е. в таблице изменится Lвыт.кухня и составит Lвыт.кухня=265 м³/час.

Из спальни, кабинета и гостинной воздух будет перетекать в ванную, санузел и кухню, а оттуда посредством вытяжных вентиляторов (если они установлены) или естественной тяги удалятся из квартиры.

Такое перетекание необходимо для предотвращения распространения неприятных запахов и влаги.

Таким образом, уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт: 340=340 м³/час – выполняется.

Сравнение расчетов

Из всех вышепредложенных примеров видно, что значение воздухообмена в каждом из вариантов разное. 

(∑ Lвыт1=280 м³/час < ∑ Lвыт3=340 м³/час < ∑ Lвыт2=438 м³/час).

Все три варианта являются правильными согласно норм.

Однако, первый третий более простые и дешевые в реализации, а второй немного дороже, но создает более комфортные условия для человека.

Как правило, при проектировании выбор варианта расчета зависит от желания заказчика, точнее от его бюджета.

Подбор воздуховода

Мы посчитали воздухообмен, теперь  можем выбрать схему реализации системы вентиляции и произвести расчет воздуховодов системы вентиляции.

Для вентиляционных систем используют прямоугольные и круглые воздуховоды. Если вы выбираете прямоугольный воздуховод, следите, чтобы соотношение сторон не превышало 3:1, иначе вентиляция будет постоянно шуметь, а давление в ней будет недостаточно высокое (не будет тяги).

Кроме этого, при выборе необходимо учитывать, что нормальная скорость в магистрали должна достигать около 5 м/с (в ответвлениях примерно 3 м/с). Чтобы определить необходимые размеры сечения, воспользуйтесь диаграммой ниже – на ней изображена зависимость размера сечения от расхода воздуха и скорости его движения.

Горизонталями отмечен расход воздуха, вертикалями – скорость, косыми линиями – соответствующие размеры воздуховода.

                 Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость.

Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.

Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=438 м3/час. 

Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.

Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (438 м3/час).

Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода).

Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения.

Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 160х160 мм или Ø180 мм.

Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 438 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час.

Получаем сечение ответвления 200х200 мм или Ø 225 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне.

Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т. е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.
 

Данная диаграмма подходит только для подбора сечений механической вытяжки. 

Если в доме есть бассейн необходимо использовать системы осушения воздуха, возможна система осушения воздуха с подмесом свежего воздуха.

Использование осушителей — это наиболее простой и, соответственно, более дешевый способ.

Общие требования к системам вентиляции.

• Вытяжной воздух выбрасываем наружу выше кровли. При естественной вытяжной вентиляции, все каналы выводят выше кровли. При механической вытяжной вентиляции – воздуховод так же выводят выше кровли либо внутри здания, либо снаружи.
• Забор свежего воздуха при механической системе приточной вентиляции осуществляется с помощью заборной решетки. Ее необходимо размещать минимум на два метра выше уровня земли.
• Движение воздуха необходимо организовывать таким образом, чтобы воздух из жилых помещений двигался в направлении помещений с выделением вредностей (санузел, ванная, кухня).