Как рассчитать воздухообмен в помещении: нормы кратности

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 м2 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.

Таким образом, зимой наружный воздух способен поглотить 13-0,5=12,5г/кг влаги из помещения бассейна. Для отвода 4,3 кг/ч воды нужен расход воздуха, равный 4300/12,5=344 кг/ч или, учитывая среднюю плотность воздуха 1,2 кг/м3, получим расход 344/1,2=287 м3/ч.

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 м3/ч. Дальнейший расчёт системы следует вести по наибольшему расчётному расходу, то есть исходя из 1800 м3/ч.

Роль кратности в зданиях промышленного назначения

Точно подобранный коэффициент кратности позволяет произвести точный расчет воздухообмена в помещениях производства. Правильное обеспечение воздухообмена является одним из главных факторов, влияющих на качественный монтаж оборудования, включающего в себя вентиляционное обеспечение.

Показатели воздухообмена по кратности применяются с целью повышения точности определения количества выделяемого тепла. Воздух необходимого объема, выделяемый в цех производственного объекта, позволяет обеспечить условия труда, отвечающие нормам санитарии, и предотвратить перегрев оборудования.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

к практическому занятию по теме «Расчет потребного воздухообмена при общеобменной вентиляции» по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности». Вариант задания для студентов определяется по последней цифре учебного шифра, и начальной букве фамилии

— для студентов с фамилиями, начинающимися с буквы А до Д, — задания соответственно с № 1 до № 10 ;

— для студентов с фамилиями, начинающимися с буквы Е до К, — задания соответственно с № 11 до №20 ;

— дли студентов с фамилиями, начинающимися с буквы Л до О, — задания соответственно с № 21 до № 30 ;

для студентов с фамилиями, начинающимися с буквы П до Я.- задания соответственно с № 31 до № 40.

№ вар. Габариты помещения, м Установочная мощность оборудования, кВт Число работаю­щих, чел. Категория тяжести работы Наименование вредного вещества Количество вредного вещества G, мг/ч ПДК вредного вещества, мг/м3
длинна ширина высота
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 100 48 7 100 100 Легкая Ацетон 20000 200
2 100 48 7 110 200 Ср. тяжести Ацетон 30000 200
3 100 48 7 120 300 Тяжелая Ацетон 40000 200
4 100 48 7 130 100 Легкая Ацетон 50000 200
5 100 48 7 140 200 Ср. тяжести Ацетон 60000 200
6 100 48 7 150 300 Тяжелая Ацетон 20000 200
7 100 48 7 160 100 Легкая Ацетон 30000 200
8 100 48 7 170 200 Ср. тяжести Ацетон 40000 200
9 100 48 7 180 300 Тяжелая Ацетон 50000 200
10 100 48 7 190 400 Легкая Ацетон 60000 200
11 80 24 6 20 50 Легкая Древесная пыль 50000 6
12 80 24 6 30 60 Ср. тяжести Древесная пыль 60000 6
13 80 24 6 40 70 Тяжелая Древесная пыль 70000 6
14 80 24 6 50 80 Легкая Древесная пыль 80000 6
15 80 24 6 60 90 Ср. тяжести Древесная пыль 90000 6
16 80 24 6 70 100 Тяжелая Древесная пыль 100000 6
17 80 24 6 80 110 Легкая Древесная пыль 110000 6
18 80 24 6 90 120 Ср. тяжести Древесная пыль 120000 6
19 80 24 6 100 130 Тяжелая Древесная пыль 130000 6
20 80 24 6 100 140 Легкая Древесная пыль 140000 6
21 40 12 4 11 10 Легкая Аэрозоль свинца 20 0,01
22 40 12 4 12 15 Легкая Аэрозоль свинца 40 0,01
23 40 12 4 13 2 Легкая Аэрозоль свинца 60 0,01
24 40 12 4 14 25 Легкая Аэрозоль свинца 80 0,01
25 40 12 4 15 30 Легкая Аэрозоль свинца 100 0,01
26 40 12 4 16 10 Ср. тяжести Аэрозоль свинца 20 0,01
27 40 12 4 17 20 Ср. тяжести Аэрозоль свинца 40 0,01
28 40 12 4 18 30 Ср. тяжести Аэрозоль свинца 60 0,01
29 40 12 4 19 40 Ср. тяжести Аэрозоль свинца 80 0,01
30 40 12 4 20 50 Ср. тяжести Аэрозоль свинца 100 0,01

Варианты заданий (продолжение)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
31 180 24 6 100 50 Легкая Чугунная пыль 400000 6
32 180 24 6 110 60 Ср. тяжести Чугунная пыль 600000 6
33 180 24 6 120 70 Тяжелая Чугунная пыль 800000 6
34 180 24 6 130 80 Легкая Чугунная пыль 400000 6
35 180 24 6 140 90 Ср. тяжести Чугунная пыль 600000 6
36 180 24 6 150 100 Тяжелая Чугунная пыль 800000 6
37 180 24 6 160 110 Легкая Чугунная пыль 400000 6
38 180 24 6 170 120 Ср. тяжести Чугунная пыль 600000 6
39 180 24 6 180 130 Тяжелая Чугунная пыль 800000 6
40 180 24 6 190 140 Легкая Чугунная пыль 400000 6

Особенности эксплуатации систем вентиляции

Со временем работа любой вентиляционной системы становится менее эффективной из-за загрязнений, скапливающихся на протяжении долгих лет, особенно на фильтрующих элементах.

Кроме того, необходимо осуществлять регулярное техобслуживание такого оборудования, а также проводить систематическое тестирование на предмет выявления неисправностей на ранних стадиях, чтобы своевременно их устранить.

Осуществлять такие мероприятия и анализировать работоспособность системы могут только профильные специалисты, знающие все тонкости устройства вентиляционного оборудования.

Расчет по кратности

Воздухообмен за кратностью определяется по формуле:

Lk=k•V (м3/час),

где k – нормированная кратность воздухообмена;

V- объем помещения, м3.

Показатель k для разных помещений и подробности расчета по кратности представлены выше.

Таблица кратностей воздухообмена:

Бытовые помещенияКратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или общежитии)3 м3/ч на 1м2 жилых помещений
Кухня квартиры или общежития6-8
Ванная комната7-9
Душевая7-9
Туалет8-10
Прачечная (бытовая)7
Гардеробная комната1,5
Кладовая1
Гараж4-8
Погреб4-6
Промышленные помещения и помещения большого объемаКратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал20-40 м3 на чел.
Офисное помещение5-7
Банк2-4
Ресторан8-10
Бар, кафе, пивной зал, бильярдная9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане10-15
Универсальный магазин1,5-3
Аптека (торговый зал)3
Гараж и авторемонтная мастерская6-8
Туалет (общественный)10-12 (или 100 м3 на 1 унитаз)
Танцевальный зал, дискотека8-10
Комната для курения10
Серверная5-10
Спортивный залНе менее 80 м3 на 1 занимающегося и не менее 20 м3 на 1 зрителя
Парикмахерская (до 5 рабочих мест)2
Парикмахерская (более 5 рабочих мест)3
Склад1-2
Прачечная10-13
Бассейн10-20
Промышленный красильный цех25-40
Механическая мастерская3-5
Школьный класс3-8

Примеры расчета кратности воздухообмена

Возьмем для примера помещение высотой 3,5 м и площадью 60 м², 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 × 60 м² = 210 м³.

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

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

B = 22,6 л/ч × 15 = 339 л/ч

Для помещений максимально допустимая концентрация углекислого газа равняется 1/1000, или же 0,1 %. Переведем это в 1 л/м³. В чистом воздухе углекислого газа есть около 0,035 %. Переводим в 0,35 л/м³.

Рассчитаем, сколько свежего воздуха понадобится для всех 15 человек:

Q = 339 л/ч : 1 л/м³ – 0,35 л/м³ = 339 л/ч : 0,65 л/м³ = 521,5 м³/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 м³/ч : 210 м³ = 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 м². Объем помещения при этом должен быть не меньше 210 м³, а высота потолка — от 3,5 м.

521,5 м³/ч : 15 чел. = 34,7 м³/ч на 1 человека

521,5 м³/ч : 60 м² = 8,7 м³/ч на 1 м² площади

Вредные выделения (B) также рассчитывают через формулу:

B = a × b × V × n, где:

a — коэффициент инфильтрации; b — концентрация углекислого газа, л/м³ за 1 час; V — объем помещения, м³; n — количество людей.

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

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 м3/ч свежего воздуха, на посетителя — 20 м3/ч, на спортсмена — 80 м3/ч.

К примеру, в офисе 4 рабочих места и 2 стула для посетителей. Следовательно, расход приточного воздуха должен составить 4·60+2·20=280 м3/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 м3/ч.

Требования к производственной вентиляции

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений регулируется общими требованиями СанПиН, а также параметрами, характерными непосредственно данному цеху предприятия. К ним относятся:

  • механическая вентиляция производственных помещений должна отвечать правилам пожарной безопасности;
  • удаление опасных для здоровья веществ, выбросов без допуска в рабочую зону персонала;
  • обязателен гигиенический и пожарный сертификат о безопасности материалов, из которых произведены элементы вентсистемы;
  • антикоррозийное покрытие воздуховодов, либо они должны быть сделаны из материалов, устойчивых к подобным воздействиям;
  • толщина покрытия вентиляционных каналов горючей краской не должна превышать 0,2 мм;
  • для расположенных непосредственно внутри цеха рабочих зон персонала концентрация вредных веществ не должна составлять более 30 %;
  • влажностный, скоростной показатели воздухопотока не нормируются в летний период;
  • в зимний период температурный показатель воздуха внутри цеха с находящимся там персоналом – минимум 10⁰ С, при отсутствии людей – минимум 5⁰ С;
  • в летний период температурные показатели внутреннего и наружного воздухопотоков равны, либо внутренняя температура не превышает наружную более чем на 4⁰ С;
  • неиспользуемые летом цеха требования к производственной вентиляции не регламентируют по температурному показателю;
  • общий уровень шума внутри промышленного цеха не должен превышать 110 дБа, сюда включается и рабочий шум системы вентилирования.

Приведенный перечень довольно общий. На практике требования к вентиляции производственных помещений дополняются индивидуальными параметрами производства, конструкции цеха, спецификой выпускаемой продукции и т.д. Кроме того, необходимо обязательно учитывать, как взаимодействуют отопление и вентиляция внутри цеха. А также следует принимать в расчет, что освещение и вентиляция производственных помещений также взаимосвязаны.

Типы вентиляции

На процесс проектирования системы воздухообмена влияёт несколько факторов:

  • тип помещения. Например, у комнаты приема спецодежды и стирального цеха разные нормативные значения кратности обмена воздухом. Следовательно, отличаются системы вентилирования;
  • расчетная производительность. Важный параметр, влияющий на тип вентиляционной системы. Если прачечная рассчитана на обработку 3000 кг сухого материала за одну смену и больше, то расчёт ведется по особым техническим условиям;

Для таких крупных производственных объектов используется только принудительная приточно-вытяжная вентиляция. Основной тип прачечных, производительностью 100-500 кг сухого материала за смену, оборудуется естественной вытяжной и принудительной приточной вентиляцией. Также разрабатывается механизм подогрева приточного потока воздуха.


Пример типового проекта вентиляции прачечной

Проект воздухообмена для прачечных, производительностью до 100 кг сухого белья за смену, предусматривает только вытяжную вентиляцию с естественным побуждением.

вид оборудования. Например, стандартная стиральная машинка емкостью 5 кг выделяет в час 0.25 кг воды и 550 ккал/ч тепловой энергии. Промышленная установка для стирки на 100 кг выделяет 3.1 кг/ч воды и 3800 ккал/ч тепловой энергии. Наглядно видно, что в первом случае достаточно естественной вытяжки, а во втором – необходима механическая приточно-вытяжная вентиляция.

Общие требования к системам вентиляции

  1. 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.
  2. Забор свежего воздуха при механической системе приточной вентиляции осуществляется с помощью заборной решетки. Ее необходимо размещать минимум на два метра выше уровня земли.
  3. Движение воздуха необходимо организовывать таким образом, чтобы воздух из жилых помещений двигался в направлении помещений с выделением вредностей (санузел, ванная, кухня).

В этой статье мы разобрали, какими бывают системы вентиляции и как рассчитывается необходимый воздухообмен. Эта информация поможет Вам правильно подобрать систему вентиляции и обеспечить максимально комфортный для жизни микроклимат в Вашем доме.

Углубленные расчеты воздухообмена

Система воздухообмена в вентиляции общеобменного типа

Для проверки показателей, предлагается углубленный расчет воздухообмена. В уравнение удельного расчета используются данные на 1 ч., за основу берется «V» помещения, предусмотренный на 1 субъекта (по нормали):

L = L1 * NL (м3/ч),

где «L1» – расчетный объем (нормаль) для одного субъекта, м3/ч*чел; «NL» – суммарное кол-во субъектов, находящихся в здании в одно и то же время.

Нормы предполагают регламентированное значение воздуха, в м3/час:

  • «20» – при минимальной активности;
  • «45» – при небольших физических нагрузках;
  • «60» – при усиленной активности.

Также, расчетные данные, позволяют определить и подобрать наиболее оптимальную климатическую технику, учитывая данные помещения по характеру вентиляции и кондиционированию:

  • удельный расчет на одну единицу техники;
  • определение расчетного показателя на единицу площади.

Нормативные документы и расчет воздухооборота

Кратность обмена воздуха в здании регулируется СТО, СНиПами и правилами ТБ, применимыми для конкретного предприятия. Требования к гигиене и санитарии в помещениях производства регулируются СанПиН 2.2.4.548-96.

Методические указания для расчета воздухооборота.

Обмен воздушными массами рассчитывается следующим образом:

где L- объем поступающего воздуха м³/ч; n- число, указывающее кратность воздушного обмена; S – площадь объекта, м²; H- высота объекта, м.

Естественные условия вентиляции увеличивают количественное число показателя кратности до 3-4 раз в час. С целью повышения этого параметра используют механическую вентиляцию.

Расчетные параметры вытяжной вентиляции помещений производства определяются по следующей формуле:

А=а+0,8z, B=b+0,8z

В случае наличия круглых откосов D=d+0,8z

где а×b – габариты источника выброса, d – диаметр. Ʋв – скорость перемещения воздуха там, где происходит его выделение; Ʋз – скорость всасывания в районе зонта; z – высота установки.

Цеха производства

Места рабочих в цехах часто попадают под воздействие тепловой энергии и вредных веществ. Нормы воздушного обмена для производственных цехов определены СНиП 41-01-2003.

Расчетные значения цеховой вентиляции вычисляются следующим образом:

где L- расход воздуха, м³; V- скорость воздушного потока в устройстве, м/с; S- площадь, определяемая проемом установленной вытяжки, м².

Значения воздухооборота в помещениях производства зависят от:

  1. площади и формы цеха;
  2. количества персонала;
  3. интенсивности физической нагрузки людей;
  4. технологии производства;
  5. тепловых потерь оборудования;
  6. повышенной влажности в цеху.

Выбросы пыли и вредных веществ

В зависимости от направленности работ, осуществляемых производственными цехами, вредные выбросы бывают в виде паров химических веществ, механической пыли, тепловых выбросов.

Вытяжные устройства могут иметь различную мощность и схему работы. В случае возникновения аварии и внезапного выброса повышенного количества отравляющих паров и газов в помещениях производства должна быть смонтирована дополнительная вентиляция с вытяжкой, обеспечивающая обмен, превышающий общую вентиляцию в десять раз.

Включение вентиляционного оборудования, установленного на случай аварии, должно производиться как снаружи, так и во внутренней части здания, и за небольшой промежуток времени уменьшать концентрацию ядовитых газов и удалять вредные отходы в виде пара на местах работы.

Вентиляция складских комплексов

Вентиляционное обеспечение складов обеспечивает сохранность, хранящейся там продукции от воздействия вредных факторов. В помещениях складских комплексов присутствуют выделения пыли, тепла. Если там хранятся опасные вещества могут присутствовать вредные выделения газа.

Нормы вентиляции для помещений, в которых располагаются склады регулируются СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

Вытяжные конструкции монтируются в самых грязных местах складских зданий.

Показатель кратности воздухообмена определяется следующим образом:

где A(м³/ч)-воздушный объем, выделяемый в складском помещении в течение одного часа; V(м³ )- объем складского помещения

Считаем расход по выделениям тепла

Избытки тепла (кДж/ч), выводимые из складского помещения вычисляются по следующей формуле:

где Q_n- тепловая энергия, выделяемая в помещение от оборудования и работающих людей, кДж/ч.; Qотд. – выделение тепла в окружающую среду, кДж/ч.

При условии имеющихся теплоизбытков, расчет количественного параметра воздуха (в м³/ч), необходимых для удаления за 1 час, рассчитывается по формуле:

где С – теплоемкость воздушных масс, С=1, кДж/кг; ΔT – разница между температурными значениями поступающего и удаляемого воздуха, К; γпр – плотность приточного воздуха, γпр=1,29 кг/м³.

При наличии опасных газов или пыли расчет L производится отдельно для каждого случая.

Расчетная величина кратности по выделениям теплоты вычисляется следующим образом:

Избытки водяных паров

Воздушные массы, содержащие большую концентрацию водных паров, отрицательно воздействует на состояние человека. Показатель относительной влажности, обеспечивающий комфортное пребывание человека в помещении, составляет 40-60%.

Избытки водяных паров удаляют установкой дополнительных щелевых отсосов. Они способны удалять воздух, насыщенный водяными парами, в объеме 300-500 м³/ч.

Порядок действий при установке вентиляции

На начальном этапе, следует внимательно изучить помещение, сделать его замеры, узнать характер и предназначение его. Следом, путем решения несложных математических формул, нужно вычислить количество очищенного воздуха, необходимое для данного помещения. После того, как концепция будущей работы определена, нужно рассчитать всю систему, соблюдая все требования помещения, его габариты и выбор оборудования.

Источники

  • https://tion.ru/ventilyaciya/v-ofise/
  • https://ultrasale.ru/services/ventilyaciya-v-ofise.html
  • https://m-e-g-a.ru/ventilyatsiya/kak-vypolnyaetsya-proektirovanie-ventilyatsii-ofisov
  • https://www.AirClimat.ru/Proektirovanie-ventilyatsii-ofisov.htm
  • https://alpa.pro/stati/ventiljacija-i-kondicionirovanie-v-ofise/
  • https://www.AirFresh.ru/ventilyatsiya-ofisov.htm

Кратность воздухообмена в помещении предприятий розничной торговли (магазинов)

ПомещениеРасчетная температура воздуха для холодного периода года, °СКратность воздухообмена или количество воздуха, удаляемого из помещений
притоквытяжка
1Торговые залы магазинов площадью 400 м2 и менее:
продовольственных161
непродовольственных161
2Торговые залы магазинов площадью более 400 м2:
продовольственных16По расчетуПо расчету
непродовольственных16По расчетуПо расчету
3Разрубочная1034
4Разгрузочные помещения10По расчетуПо расчету
5Помещения для подготовки товаров к продаже (при размещении в отдельном помещении), комплектовочные, приемочные1621
6Кладовые (неохлаждаемые):
хлеба, кондитерских изделий;160,5
гастрономии, рыбы, молока, фруктов, овощей, солений, вина, пива, напитков;81
обуви, парфюмерии, товаров бытовой химии, химикатов;162
прочих товаров160,5
6.1Помещение подготовки товаров к продаже (при размещении в отдельном помещении), комплектовочные, приемочные, экспедиции1621
7Помещения демонстрации новых товаров (при размещении в отдельном помещении)1622
8Гладильные16По расчетуПо расчету
9Камеры для мусора (неотапливаемые)
10Помещение для механизированного прессования бумажных отходов161,5
Помещения для хранения:
11упаковочных материалов и инвентаря16(8)1
12контейнеров обменного фонда1
13тары81
14уборочного инвентаря, моющих средств161,5
15Бельевая180,5
16Мастерские, лаборатории1823(2)
17Охлаждаемые камеры для содержания:
мяса, полуфабрикатов, гастрономии
рыбы-2
овощей, фруктов, кондитерских изделий, напитков444
мороженое, пельмени и т.п.-12Периодически
пищевых отходов210
18Машинные отделения охлаждаемых камер с воздушным охлаждением5По расчету
19Машинные отделения охлаждаемых камер с водяным охлаждением523
20Конторские помещения, комната персонала, главная касса, помещение охраны, опорный пункт АСУ181
21Гардеробные, подсобная для персонала предприятия общественного питания, комната для приема пищи161
22Общественные туалеты для покупателей и туалеты для персонала1650 м3/ч на унитаз
23Душевые255
24Комната-профилакторий (при размещении магазина в подземных этажах)2060 м3/ч на чел.
25Помещения приема и выдачи заказов121
26Помещения приема стеклотары161
27Здравпункт2011
Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий