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:
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:
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:
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 м³/ч, а на временного посетителя — 20 м³/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 × Y) × 100 %, где:
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 × V пом, где:
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.
Усложняющие факторы
Практически любой объект современной архитектуры может быть выполнен на нескольких уровнях сложности. Не являются исключением и офисные помещения, в состав которых может входить ряд вспомогательных зон, требующих отдельного подхода к организации вентиляционных каналов.
Зоны для курения
Наиболее наглядным примером подобных дополнений является необходимость оборудования отдельной вытяжки для мест, где допускается курение. В нашей стране такие нововведения ещё не очень распространены, но в западных странах они присутствуют практически в каждом проекте вентиляции для офиса.
Нормы воздухообмена для «курительных» секторов значительно выше – до 100 м3/час на одного человека. Кроме этого, если специальная зона расположена непосредственно в помещении офиса, необходимо предусмотреть воздушную завесу, отделяющую данный сектор от остального помещения.
Серверные комнаты
Практически в любой крупной компании данные предприятия размещены на высоконадёжных серверах, установка которых производится в отдельных помещениях.
Для таких помещений необходим прецизионный контроль температурного и влажностного режимов, что тоже требует создания отдельного контура вентиляции.
Помимо необходимости сопряжения с высокоточными кондиционерами, трудность проектирования таких систем повышается из-за необходимости более тонкой очистки воздуха.
Дополнительная автоматизация
При проектировании инфраструктурных систем современных зданий необходимо всегда учитывать фактор энергетической эффективности. Один из способов существенно сэкономить на счетах за электричество – это установить модуль автоматического управления вентиляционным комплексом.
Эффект от такого решения достигается двумя путями:
- запуск силовых установок по показаниям датчиков (при превышения ПДК углекислоты, температурные колебания и пр.);
- перевод системы на минимальное энергопотребление в ночное и вечернее время (а также на любой другой нерабочий период).
Рекуперация
Учитывая что проект вентиляции для офиса – это практически всегда приточно-вытяжная система полного цикла, максимальные затраты энергии приходятся на нагрев входящих потоков.
Отметим, что для офисов затраты на подогрев воздуха ниже, чем, к примеру, в помещении актового зала. Это объясняется тем, что часть тепловой энергии непрерывно излучается в воздушную среду из работающего оборудования.
Но всё равно, при кратности воздухообмена в 3 единицы, потери на удержание требуемого теплового баланса весьма значительны. В виду чего, большинство современных проектов вентиляции для офисов оснащаются рекуператорными установками, позволяющими снизить затраты на подогрев воздуха на 70-80%.
Примечательно, что рекуперация в общественных зданиях оказалась настолько эффективной, что её применяют даже в бюджетных вариантах вентиляционных систем, состоящих из локальных стеновых модулей и кондиционеров.
Приточная вентиляция с рекуперацией
Особой разновидностью принудительной системы вентиляции является приточная вентиляция с подогревом и рециркуляцией тепла, которая обеспечивает частичное нагревание входного воздушного потока за счет удаляемого из помещения теплого воздуха при помощи специального устройства – рекуператора. При этом основной подогрев наружного воздуха осуществляется обычным воздухонагревателем.
Когда в помещении работает кондиционер с приточной вентиляцией, то в жаркую погоду удаляемый прохладный воздух за счет рекуператора может охлаждать подаваемый с улицы теплый воздух, создавая в помещении необходимую комфортную температуру.
Вентиляция помещений с пластиковыми окнами
Оконная приточная вентиляция в домах старой постройки традиционно играет важную роль в вентилировании помещений, обеспечивая поступление свежего воздуха через неплотности деревянных оконных рам и открытые форточки.
Однако жители городских квартир и загородных домов все чаще устанавливают в своих жилищах металлопластиковые окна со стеклопакетами, отличающиеся высокой тепло- и звуконепроницаемостью, практичностью в использовании и эстетичным внешним дизайном.
Установка таких окон, особенно в зданиях с воздухонепроницаемыми стенами, не имеющими дополнительных приточных устройств, часто вызывает нарушение естественного притока свежего наружного воздуха. Это приводит к повышению влажности воздуха, образованию конденсата на внутренней поверхности стекол, вызывает чувство духоты и недостатка кислорода у находящихся в таком помещении людей. Для предотвращения таких неприятных явлений необходима приточная вентиляция пластиковых окон.
Встроенная приточная вентиляция на пластиковых окнах обеспечивается установкой на оконные рамы специальных приточных клапанов, которые способны регулировать необходимый температурно-влажный режим внутри помещения и препятствовать образованию конденсата на стеклах. Регулировка клапана может производиться в ручном режиме или автоматически, с использованием встроенного гигроскопического датчика, измеряющего влажность поступающего наружного воздуха.
приточные клапаны
2 Факторы, влияющие на качество воздухообмена
Качество работы вентиляционной системы зависит от загрязненности воздушной среды. В помещениях разного предназначения в воздухе могут быть сконцентрированы различные вредные компоненты:
- влажность;
- элементы отработанных газов;
- человеческие выделения (дыхание, пот и прочие);
- испарения вредных веществ;
- тепловая энергия от работающих установок.
Назначение приточно-вытяжной вентиляции:
- очистка отработанного воздуха в помещении;
- удаление из воздушной среды вредных компонентов и лишней влаги;
- поглощение лишней тепловой энергии, урегулирование температурного режима;
- подача в помещение свежего воздуха, его охлаждение или подогрев.
Формула расчета приточной вентиляции помещения:
Lотс = 3600*F*Wо, где:
- F — общая площадь проемов (кв. м).
- Wо — средняя скорость втягивания воздушной массы (параметр зависит от загрязненности воздуха и непосредственно от выполняемой операции).
Строго запрещено использовать способ рециркуляции на промышленных объектах, где в воздушной среде сконцентрированы вредные вещества 1−3 класса опасности, взрывоопасные компоненты.
Пpитoчнaя вeнтиляция в квapтиpe: чтo этo и гдe пpимeняeтcя
Пpитoчнaя вeнтиляция — этo cиcтeмa, дocтaвляющaя cвeжий вoздyx c yлицы в пoмeщeниe. Для этoгo ycтaнaвливaют нaгнeтaтeли и дpyгиe дeтaли. Пpитoчкa cocтoит из cлeдyющиx элeмeнтoв:
- Beнтилятop — мexaнизм для зaтягивaния вoздyxa вoвнyтpь. Чeм oн мoщнee, тeм лyчшe paбoтaeт cиcтeмa. Нo oднoгo вeнтилятopa мaлo: эффeкт бyдeт тaким жe, кaк c oткpытыми oкнaми. Cвeжий вoздyx нyжнo oчищaть oт пыли и aллepгeнoв пepeд eгo пoпaдaниeм в квapтиpy.
- Фильтp — oчищaeт вoздyшныe пoтoки c yлицы oт aллepгeнoв, пыльцы, пyxa, пыли и дpyгиx зaгpязнeний. Ecть мoдeли, oчищaющиe вoздyx oт мeлкиx чacтиц, a ecть и тaкиe, кoтopыe cмoгyт зaщитить тoлькo oт нaceкoмыx.
- Нaгpeвaтeльный элeмeнт — бывaeт элeктpичecким и вoдяным. Oн пpoгpeвaeт вoздyx в xoлoднoe вpeмя гoдa, чтoбы тeмпepaтypa в пoмeщeнияx ocтaвaлacь нa кoмфopтныx oтмeткax. Boдяныe элeмeнты пpимeняют для paбoты в пpocтopныx пoмeщeнияx.
- Peкyпepaтop — дeтaль, yмeньшaющaя pacxoды нa пoдoгpeв в xoлoдныe ceзoны. Пpитянyтыe cнapyжи вoздyшныe мaccы пpoгpeвaютcя зa cчeт yжe нaгpeтыx в кoмнaтe.
- Шyмoпoдaвлeниe — зaглyшaeт звyки paбoтaющeгo вeнтилятopa. B пoмeщeнияx тиxo, кoгдa включeнa вeнтиляция.
- Tpyбы — вoздyxoвoды, тpaнcпopтиpyющиe вoздyшныe мaccы. Иx изгoтaвливaют из aлюминия, нepжaвeющeй cтaли или плacтикa.
- Cиcтeмa кoнтpoля и aвтoмaтикa — cocтoит из дaтчикa тeмпepaтyp, peгyлятopoв cкopocти лoпacтeй вeнтилятopa, кoнтpoллepoв ypoвня зaгpязнeннocти фильтpoв. Ecть aвтoмaтичecкиe cиcтeмы, кoтopыe включaютcя и oтключaютcя aвтoмaтичecки.
Пpитoчнaя вeнтиляция в квapтиpe c фильтpaциeй — вapиaнт для aллepгикoв, a тaкжe для тex, ктo cтpeмитcя coдepжaть cвoe жильe в чиcтoтe.
Обзор цен на приточные вентиляционные установки
Сегодня купить установку приточной вентиляции не проблема. Огромное разнообразие моделей и марок даёт возможность точно подобрать прибор под требуемые условия их эксплуатации, где в основе лежит воздухообмен внутри помещений. При этом сами установки приточно-вытяжной вентиляции настолько просты, что установить их своими руками несложно.
| Модель | Характеристики | Цена, руб. |
Бризер Tion O2 ТОР |
| 33000 |
Siegenia-Aubi Aeropac SN |
| 19000 |
Вентс Твин Фреш Стандарт Р-50 |
| 20000 |
Вентс Твин Фреш Стандарт СА-60 |
| |
Blauberg FRESHBOX 100 |
| 34500 |
Принудительная вентиляция в квартире с пластиковыми окнами – это самый эффективный способ добиться оптимального воздухообмена в комнатах. При этом нет необходимости продумывать вытяжку, как это делают в частных домах. Ведь вентиляционная шахта, пронизывающая весь многоквартирный дом, уже должна обеспечивать отток загрязнённого воздуха с максимальной производительностью. Но надо учитывать и тот факт, что приток воздушных масс надо организовывать в жилых помещениях. Именно так в них лучше будет происходить замена воздуха.
Воздушный клапан в стене в качестве приточного устройства
Понимать надо и то, что разнообразие вентиляционных приточных установок даёт возможность подобрать ту, которая полностью устроит владельца квартиры. В таблице выше были показаны модели и цены на них, и это всего лишь малая часть модельного ряда. Конечно, простой воздушный клапан – это дешёвый вариант. Но и эффективность работы у него низкая.
Если у вас возникли вопросы относительно темы, рассмотренной в этой статье, мы готовы их выслушать и ответить. Пишите свои комментарии, редакция нашего онлайн-журнала постарается ответить на них.
Watch this video on YouTube
Предыдущая ИнженерияАнализируем и выбираем самый экономный способ отопления гаража
Следующая ИнженерияВыбираем и монтируем пластиковые трубы для водопровода самостоятельно: полезные советы мастерам
Смешивание воздуха
При перемешивании воздушные массы проникают в здание или квартиру по нескольким путям, а отработанный газ покидает помещение одним потоком. Главным параметром вентиляции перемешивания является инжекция. Это означает, что несколько сред воздействуют и направляют друг друга.
Параметры всей системы определяются показателями инжекции. Например, в системах смешивания диффузоры имеют большое значение. Для вытеснения применяют агрегаты с низкими показателями.
Для минимизации возникновения сквозных потоков из-за температурной разницы применяют диффузоры с большим значением инжекции. Также довольно важна скорость передвижения воздушного потока. Комфортной считается 0,18 м/с. Во время проектировки системы необходимо учитывать все возможные препятствия. Например, это могут быть колонны, светильники на потолке или же перекрытие. Аудитории являются необычными помещениями, в которых зачастую находится большое количество людей. В этом случае подход должен быть специфическим. Часто применяют систему, в которой воздух подаётся прямо к месту слушателей. Входящие газы после нагрева поднимутся и выведутся из аудитории.
Оптимальные параметры воздуха для некоторых производственных помещений по условиям работ или хранения материалов
| Вид производства и помещения | Температура | Относительная влажность |
| Архивы | 14-17 | 57-63 |
| Библиотеки, книгохранилища | 18-21 | 40-50 |
| Помещения музеев с экспонатами из дерева, бумаги, пергамента, кожи | 16-24 | 50-60 |
| Студии художников с картинами на мольбертах | 16-24 | 55-60 |
| Склады картин в музеях | 11-12 | 55-60 |
| Помещения для хранения мехов | 4-10 | 55-65 |
| Помещения для хранения кожи | 10-16 | 40-60 |
| Предприятия машиностроения | ||
| Лаборатории металлов | 19.5-20.5 | 39.5-40.5 |
| Термоконстантные помещения для прецизионных работ различных групп | ||
| 1 | 18-22 | 35-45 |
| 2 | 19.5-20.5 | 35-45 |
| 3 | 19.8-20.2 | 35-45 |
| 4 | 19.95-20.05 | 35-45 |
| Особо чистые помещения для прецизионных работ: | ||
| Цех точного машиностроения | 19.5-20.5 | 45-50 |
| Цех намотки трансформаторов и катушек, сборки радиоламп | 21-23 | — |
| Цех изготовления электроизмерительных приборов | 21-24 | 50-55 |
| Цех обработки пластинок из селена и окиси меди | 22-24 | 30-40 |
| Цех плавки оптического стекла | 23-25 | 40-50 |
| Цех шлифовки линз | 23.5-24.5 | 75-85 |
| Помещения ЭВМ со встроенными вентиляторами: | ||
| Параметры воздуха, подаваемого внутрь машин | 14-18 | 75-80 |
| Параметры воздуха на выходе из машин | 24-28 | 40-50 |
| Параметры воздушной среды помещения | 21-23 | 45-60 |
| Больницы | ||
| Хирургические | 20-22 | 55-60 |
| Операционные | 20-25 | 40-60 |
| Палаты | 23-25 | |
| Деревообрабатывающая промышленность | ||
| Цех механической обработки дерева | 15-16 | 40-55 |
| Столярно-заготовительное отделение | 15-16 | 55-65 |
| Цех изготовления моделей из дерева | 18-20 | 40-55 |
| Производство спичек | 21-25 | 45-55 |
| Сушка спичек | 21-25 | 35-45 |
| Типографское производство | ||
| Цех листовой офсетной печати | 24-26 | 45-50 |
| Цех ротационной печати на рулонной бумаге | 24-26 | 50-55 |
| Склад офсетной бумаги | 22-25 | 51-56 |
| Склад мелованной бумаги в листах | 20-25 | 45-50 |
| Склад рулонной бумаги для ротации | 20-25 | 50-55 |
| Цеха: переплетный, сушки, резки, склеивания бумаги | 20-26 | 45-50 |
| Фотографическое производство | ||
| Проявочные для фотопленки | 20-24 | 55-60 |
| Отделение резки фотопленки | 18-20 | 60-70 |
| Сушка негативов и позитивов | 22-24 | 55-65 |
| Помещение для хранения кинофотоматериалов | 18-20 | 40-50 |
| Склады химикатов | 16-27 | 35-50 |
| Производство капронового шелка и корда | ||
| Отделение намотки прядильного цеха | 16-18 | 44-50 |
| Помещение контроля и буфер для волокна после прядения | 16-18 | 44-50 |
| Крутильные цеха шелка и корда | 22-24 | 52-62 |
| Цех горячей вытяжки корда | 21-23 | 55-65 |
| Перемоточный цех шелка | 22-24 | 47-57 |
| Перемоточный цех корда | 21-23 | 55-65 |
| Ткацкий цех, отделение сортировки и упаковки и камера кондиционирования волокна после сушки: | ||
| для шелка | 22-24 | 47-57 |
| для корда | 21-23 | 55-65 |
| Лаборатория физико-механических испытаний нити и ткани | 18-22 | 63-67 |
| Хлопчатобумажные цеха: | ||
| Чесальный ленточно-ровничный | 22-28 | 50-55 |
| Прядильный | 24-28 | 50-60 |
| Ткацкий с кареточными станками | 20-26 | 65-70 |
| Ткацкий с жаккардовыми станками | 22-27 | 60-65 |
| Фармацевтическое производство | ||
| Склад материалов | 20-25 | 30-35 |
| Склад готовых порошков | 20-25 | 15-35 |
| Цех прессования таблеток | 24-26 | 35-40 |
| Цех готовых порошков | 20-25 | 15-35 |
| Цех обработки коллоидов | 19-21 | 30-50 |
| Цех изготовления препаратов желез | 25-26 | 5-10 |
| Цех изготовления препаратов из печени | 20-25 | 20-30 |
| Цех изготовления желатиновых капсул | 24-26 | 40-50 |
| Цех склеивания резиновых изделий | 24-26 | 25-30 |
| Цех изготовления хирургических деталей из резины | 24-30 | 25-30 |
| Табачное производство | ||
| Склады табака | 18-24 | 75-80 |
| Цеха изготовления сигар, папирос, сигарет | 18-24 | 70-75 |
| Гильзовый цех | 18-24 | 65-70 |
| Увлажнительная камера для табака | 23-25 | 70-80 |
| Пивоваренное производство | ||
| Солодовня | 11-13 | 80-85 |
| Бродильные чаны | 4-8 | 60-65 |
| Хлебопекарное и макаронное производство | ||
| Склады муки | 12-15 | 50-60 |
| Прессовый цех | 15-20 | 50-60 |
| Отделение силосно-просеивательное | 17-19 | 55-65 |
| Отделение опары | 25-27 | 70-80 |
| Отделение теста | 28-30 | 75-80 |
| Отделение тесторазделочное | 17-19 | 60-65 |
| Отделение расстойное | 35-40 | 80-85 |
| Молочная промышленность | ||
| Маслодельный цех | 14-18 | 75-85 |
| Сыродельный цех | 18-20 | 75-85 |
| Отделение соления | 9-11 | 90-100 |
| Термостатные камеры: | ||
| для сквашивания кефира | 16-20 | 55-65 |
| для созревания кефира | 5-8 | 75-85 |
| для приготовления простокваши | 24-26 | 55-65 |
| помещение для хранения сухого молока | 4-6 | 55-65 |
