Кратність повітрообміну – це показник, що визначає, скільки разів за певний період часу повітря в приміщенні замінюється на свіжий. Для того, щоб виконати розрахунок кратності повітрообміну, необхідно враховувати кілька факторів.
Першим кроком необхідно визначити об'єм приміщення (V) у кубічних метрах з огляду на висоту стель. Далі необхідно визначити кількість людей (N) та технічних пристроїв, які знаходяться у приміщенні. Кожна людина та технічний пристрій виділяють певну кількість тепла та вологи у навколишнє середовище.
Для розрахунку кратності повітрообміну використовується така формула:
де Кв – кратність повітрообміну, Q – кількість виділеної вологи та тепла у приміщенні, N – кількість людей, Qp – кількість виділеної вологи та тепла технічними пристроями, V – обсяг приміщення.
Далі необхідно вибрати тип вентиляції у приміщенні – природну чи примусову. Якщо використовується примусова вентиляція, формула для розрахунку кратності повітрообміну матиме інші коефіцієнти.
Маючи дані щодо обсягу приміщення, кількості людей та техніки, а також обравши тип вентиляції, можна приступати до розрахунку. Ефективний повітрообмін – це гарантія здоров'я та комфорту, що органічно вписується в проектно-будівельну документацію.
Визначення фактичної кратності повітрообміну
Визначення фактичної кратності повітрообміну є процес вимірювання кількості повітря, що входить і виходить із приміщення за одиницю часу. Цей показник є ключовим для оцінки якості вентиляції та забезпечення оптимального мікроклімату у приміщенні.
Визначення кратності повітрообміну проводиться шляхом вимірювання об'єму повітря, що надходить і випливає із приміщення за певний період часу, а потім поділу цього об'єму на об'єм приміщення. Фактична кратність повітрообміну має відповідати проектній, яка визначається при проектуванні вентиляційної системи. Якщо фактична кратність повітрообміну вища за проектну, це може свідчити про те, що система не працює правильно і не вдається підтримувати оптимальний мікроклімат у приміщенні.
З метою контролю якості вентиляції та забезпечення оптимального мікроклімату в приміщенні рекомендується проводити регулярні перевірки фактичної кратності повітрообміну. У разі виявлення відхилень від проектної кратності необхідно коригувати роботу вентиляційної системи.
Як правильно розрахувати повітрообмін?
Правильний розрахунок та проектування системи вентиляції та повітрообміну є важливими елементами забезпечення комфортного та здорового внутрішнього оточення в будинку.
Першим кроком у розрахунку повітрообміну є визначення об'єму приміщення, для якого необхідна система вентиляції. Надалі потрібно враховувати багато факторів: кількість людей, які живуть у будинку, деякі з яких можуть тимчасово прибувати, кількість та використання різних побутових та кухонних приладів, рівень вологості та температуру всередині приміщення тощо.
Якщо система припливно-витяжної вентиляції, то розрахунок канальної мережі настає етапі вибору вентиляційного устаткування. Встановивши потужність і витрати, додають втрати на знос повітря каналами, на повітряні заслінки на повітроводах і зворотні клапани.
Також потрібно враховувати, яка кількість повітря приходить у приміщення та у якому співвідношенні між припливним та витяжним повітрям.Існує ряд норм та вимог до цього співвідношення та їх слід враховувати при проектуванні.
Для максимально ефективної роботи системи вентиляції також необхідно встановити фільтри, які вловлюватимуть пил, шкідливі мікроорганізми та бактерії.
Крім того, слід враховувати, що правильна експлуатація системи вентиляції – це регулярне очищення каналів та фільтрів, а також необхідність періодичної професійної діагностики та налаштування обладнання.
У результаті добре продумана і правильно спроектована система вентиляції та повітрообміну забезпечить комфортне і здорове внутрішнє оточення в будинку, знизивши ризик виникнення захворювань, пов'язаних з поганою циркуляцією повітря і поганою якістю повітря в приміщенні.
Як визначається кратність повітрообміну?
Кратність повітря в приміщенні необхідна для забезпечення комфортних умов перебування людей всередині приміщення. Вона дозволяє регулювати концентрацію вуглекислого газу, запахи та інші хімічні речовини, які можуть негативно впливати на здоров'я та рівень комфорту людей.
Для розрахунку кратності повітрообміну необхідно враховувати безліч факторів, включаючи площу приміщення, кількість людей, температуру, рівень вологості та інші параметри мікроклімату.
Для визначення загального обсягу повітряного потоку використовують спеціальну техніку, як анемометр. Цей прилад визначає швидкість руху повітря всередині приміщення, і використовується для розрахунку мінімального обсягу повітряних мас, необхідних підтримки необхідної кратності повітрообміну.
Крім того, СНиП містять нормативні значення для мінімальних потоків повітря, що надходить, які дозволяють визначити необхідне значення кратності повітрообміну для кожного конкретного приміщення відповідно до його призначення та іншими параметрами.
Для виробничих приміщень кількість циклів повітрообміну вимірюється в кількості змін за годину, що визначає кількість відпрацьованого повітря, яке повинно бути видалено з приміщення і замінено свіжим повітрям.
Загалом правильно визначена кратність повітрообміну в приміщенні є ключовим фактором для забезпечення комфортних і здорових умов перебування людей усередині будівлі.
Що являє собою потрібний повітрообмін?
Потрібний повітрообмін є важливим аспектом забезпечення комфортних умов усередині приміщень. Правильно розрахований та реалізований вентиляційний режим забезпечує не тільки свіже та чисте повітря, але й сприяє контролю температури, вологості та рівня шуму всередині приміщення.
Одним із ключових факторів, що впливають на потрібний повітрообмін, є призначення приміщення. Наприклад, у житлових приміщеннях та офісах зазвичай достатньо 30-50 м3 повітря на людину на годину, а в кухні або ванній кімнаті необхідно ще більше повітрообміну, щоб уникнути запахів та підвищеної вологості.
Кількість людей, що знаходяться в приміщенні, також впливає на потрібний повітрообмін. Чим більше людей, тим більше кисню їм необхідно, і відповідно, тим більше має бути повітрообмін.
Вологість повітря та температура також відіграють важливу роль у розрахунку потрібного повітрообміну.При вищій температурі та вологості повітря в кімнаті має бути більше повітрообміну, щоб уникнути перегріву та зайвої вологості повітря.
Кількість працюючих електроприладів також впливає на потрібний повітрообмін. Електроприлади впливають на якість повітря, виділяючи пил, гази та інші забруднюючі речовини.
Якщо процес виробництва супроводжується виділенням шкідливих для здоров'я речовин, таких як гази, токсичні пари або вибухонебезпечні речовини, можливі токсичні наслідки для людей, що знаходяться всередині приміщення. У цьому випадку важливо не тільки забезпечити потрібний повітрообмін, а й враховувати максимально допустимі концентрації шкідливих речовин. Встановлені нормативи, а також рекомендації та інструкції щодо організації вентиляції повинні бути суворо дотримані, щоб уникнути неприємних наслідків для здоров'я людей.
В цілому, правильний та регулярний повітрообмін у приміщенні забезпечує здоров'я та комфорт для всіх людей, що знаходяться усередині. Тому увага до такого важливого параметра, як потрібний повітрообмін, має бути у пріоритеті при плануванні та облаштуванні будь-яких житлових та виробничих приміщень.
Формула кратності повітрообміну
Формула кратності повітрообміну є важливим інструментом для забезпечення безпечних умов життя та роботи в приміщеннях, де необхідно підтримувати певний рівень повітрообміну. В основі формули лежить принцип заміни забрудненого повітря свіжим, припливним повітрям з урахуванням обсягу приміщення та швидкості заміщення.
Використання цієї формули необхідно при токсичних виробничих процесах, де потрібно враховувати кількість викидів повітря забруднюючих речовин.У таких випадках витрата припливного повітря розраховується з урахуванням кількості викинутих у повітря газоподібних забруднювачів та їхньої допустимої концентрації у вуличному повітрі.
Формула для розрахунку кратності повітрообміну в таких умовах має такий вигляд:
V – Витрата припливного повітря;
Z – загальна кількість викинутих у повітря газоподібних забруднювачів;
c dop – допустима концентрація речовин, що викидаються у вуличному повітрі;
c z – концентрація цих речовин у припливному повітрі;
φ – коефіцієнт поправки, який враховує особливості конкретних умов.
Значення поправочного коефіцієнта залежить від ряду факторів, таких як температура повітря, вологість, швидкість пересування повітря в приміщенні та ін. Зазвичай значення для становить від 1,2 до 1,4.
Дана формула дозволяє визначити оптимальну витрату припливного повітря, яке буде достатнім для підтримки безпечного рівня концентрації небезпечних речовин у приміщенні. Коректне застосування цієї формули допомагає створити безпечні та комфортні умови життя та роботи в приміщенні, а також зменшує ризик виробничих аварій та влучення штрафних санкцій у зв'язку з порушенням нормативів щодо повітрообміну.
Одним із показників, що впливають на забезпечення оптимального мікроклімату в приміщеннях різного призначення, є кратність повітрообміну. Під цим терміном позначають кількість повних циклів зміни повітряних мас у приміщенні протягом одиниці часу, наприклад години.
Ротація повітряних мас забезпечує:
- видалення повітря, що містить патогенні та хвороботворні мікроорганізми;
- заміну кисню, що містить вуглекислий газ новим обсягом повітря, що створює комфортні умови для розумової діяльності;
- оптимальні значення температури та вологості в приміщенні, що впливають на працездатність людини та створюють задані умови для зберігання різних виробів;
- усунення повітря, що містить неприємні запахи.
Необхідні значення показників кратності повітрообміну залежно від призначення приміщення вказуються у спеціальних таблицях СНіП. Ротація повітряних мас забезпечується за рахунок комбінованого використання природної та штучної вентиляції.
Приплив кисню забезпечується через вікна, двері та за допомогою спеціальних вентиляторів. Однак враховуючи тенденцію на використання матеріалів і технологій, що забезпечують герметичність цих конструкцій, близьку до абсолютних значень, використання при будівництві будівель систем, що забезпечують приплив кисню, є обов'язковою умовою досягнення показників кратності повітрообміну.
Ці завдання вирішуються шляхом оснащення стін та вікон припливними клапанами, які крім герметичності забезпечують надходження необхідної кількості кисню в одиницю часу.
Поняття повітрообміну
Основні вимоги під час проектування систем кондиціювання включають визначення числа циклів повітрообміну. Під цим терміном розуміється створення умов забезпечення циркуляції та повної заміни обсягу кисню у споруді. Цей параметр залежить від концентрації у повітрі шкідливих компонентів, наявності місць виділення надлишкової кількості тепла, вологи та кратності зміни об'єму кисню у приміщенні.
Кратність повітрообміну є показником, що визначає ступінь інтенсивності повної зміни обсягу кисню. Тобто організований, і регульований повітрообмін визначається як кількість повних циклів зміни кисню протягом години. Цей параметр відноситься до санітарних норм та визначає ступінь безпеки та комфортність знаходження людини в будівлі. Нормативні та допустимі значення цього показника визначаються прийнятими нормами СНиП, що містять різні вимоги, залежно від призначення кімнати.
Повітрообмін буває природного та штучного типу. При цьому в першому випадку приплив повітря забезпечується за рахунок перепаду тиску повітря всередині кімнати та за її межами. У другому варіанті заміщення обсягу повітряних мас передбачає використання систем примусової подачі кисню, потрапляння через отвори у дверях та стінах та виконання провітрювання приміщень. Організація видалення забрудненого кисню передбачає облаштування систем витяжки у приміщеннях, що мають найбільш забруднене повітря. В умовах квартири такими місцями можуть бути ванна, туалет і кухня, у перших двох випадках система вентиляції може оснащуватися пристроями, що забезпечують всмоктування забрудненого повітря або повітряними клапанами, у випадку з кухнею, в більшості випадків йдеться про оснащення простору над плитою різними типами парасольок. .
Розрахунок кратності повітрообміну
При визначенні кратності повітрообміну для кожного конкретного приміщення проектувальники враховують нормативні показники, зафіксовані у санітарно-гігієнічних нормах, ГОСТах та будівельні правила СНІПу, наприклад СНіП 2.08.01-89.Не беручи до уваги вмісту в повітрі шкідливих домішок, кількість заміщень для приміщень певного обсягу та призначення обчислюватиметься за значеннями нормативних показників кратності. Об'єм будівлі визначається за формулою (1):
де a – Довжина приміщення;
b – ширина кімнати;
h – висота приміщення.
Знаючи обсяг приміщення і кількість кисню, що надходить протягом 1 години, можна виконати розрахунок кратності Кв, використовуючи формулу (2):
де Кв – кратність повітрообміну;
Qвозд – подача чистого повітря, що надходить до кімнати протягом 1 години.
Найчастіше формула (2) не використовується для розрахунку кількості циклів повного заміщення повітряних мас. Це з наявністю всім типових споруд різного призначення таблиць кратності повітрообміну. При такій постановці завдання для приміщення, що має заданий обсяг з відомим значенням коефіцієнта повітрообміну, необхідно підібрати обладнання або вибрати технологію, що забезпечує надходження необхідної кількості кисню в одиницю часу. У цьому випадку обсяг чистого повітря, яке має надійти для забезпечення повної заміни кисню в приміщенні згідно з вимогами СНиП, можна визначити за формулою (3):
Згідно з наведеними формулами, одиницею вимірювання кратності повітрообміну є кількість повних циклів заміни кисню в кімнаті за годину або 1/год.
Використовуючи природний тип повітрообміну, можна досягти 3-4 кратної заміни повітря в приміщенні протягом 1 години. При необхідності збільшення інтенсивності повітрообміну рекомендується вдаватися до використання механічних систем, що забезпечують примусову подачу свіжого або усунення забрудненого кисню.
Методи розрахунку для приміщень житлового будинку
Приплив необхідної кількості повітря в житлових приміщеннях залежно від типу кімнати може забезпечуватись через автономні повітряні клапани у стінах з регульованими параметрами відчинення, кватирки, двері, фрамуги та вікна. Фахівці звертають увагу проектувальників на те, що при розрахунку показників повної заміни повітря в житлових кімнатах необхідно враховувати низку параметрів, серед яких:
- призначення приміщення;
- кількість людей, що постійно перебувають у спорудженні;
- температура та вологість повітря в приміщенні;
- кількість працюючих електричних приладів і норма тепла, що виділяється ними;
- тип природної вентиляції та забезпечувані їм показники кратності заміни кисню протягом 1 год.
Для створення комфортних умов згідно з нормами СП 54.13330.2016 величина повітрообміну повинна становити:
- При площі приміщення, що припадає на 1 особу у розмірі менше 20 м² для дитячих кімнат у квартирі, спалень, віталень та загальних приміщень подача повітря повинна становити 3 м³/год на 1 м² площі кожної кімнати.
- При загальній площі з розрахунку на одну особу, що перевищує 20 м², інтенсивність повітрообміну повинна становити 30 м³/год на 1 особу.
- Для кухні, оснащеної електричною плитою мінімальні показники подачі кисню не можуть бути меншими за 60 м³/год.
- Якщо на кухні використовується газова плита, мінімальне значення норми повітрообміну збільшується до 80-100 м3/год.
- Нормативні показники кратності повітрообміну для вестибюлів, сходових кліток та коридорів становить 3 м³/год.
- Параметри повітрообміну дещо зростають при збільшенні вологості та температури в приміщенні і становлять для сушильних, прасувальних та кімнат для прання 7 м³/год.
- При організації в житловому приміщенні ванної та вбиральні, розташованих окремо один від одного, норма повітрообміну повинна бути не менше 25 м³/год, при суміщеному розташуванні санвузла та ванної кімнати цей показник збільшується до 50 одиниць.
Враховуючи те, що при готуванні крім пари утворюється ряд летких сполук із вмістом олії та гару, при організації системи повітрообміну на кухні необхідно виключити попадання цих речовин у простір житлових кімнат. Для цього повітря кухонного приміщення за рахунок створення тяги у вентиляційному каналі, висотою не менше 5 м та використання спеціальної витяжної парасольки видаляється назовні. Такий тип організації ротації повітряних мас забезпечує усунення та надмірної кількості тепла. Однак, щоб уникнути попадання відпрацьованого повітря в квартири, розташовані на верхніх поверхах при будівництві споруди, виконується повітряний затвор, що забезпечує зміну напрямку повітряного потоку.
Адміністративні та побутові будівлі
Як уже згадувалося, показники кратності мають різні значення для різних будівель, при цьому в частині випадків експлуатація систем забезпечення ротації повітряних мас передбачає використання природної вентиляції і в холодну пору року. При цьому в частині використовуваних приміщень, наприклад душових і вбиралень, витяжна система вентиляції повинна працювати більш інтенсивно, ніж система подачі свіжого кисню в кімнатах загального призначення. Так, параметри душового повітря, що щогодино видаляється з приміщень, з парою повинна виходити з розрахунку 75 м³/год з розрахунку на 1 сітку, а при організації видалення забрудненого повітря з вбиралень з розрахунку 25 м³/год на 1 пісуар і 50 м³/год на 1 унітаз .
При забезпеченні зміни повітря в кафе організація системи вентиляції та кондиціювання повинна забезпечити кратність заміни повітря в припливній системі на рівні 3 од./год., для системи витяжки цей показник повинен становити 2 од./год. Розрахунок системи повної заміни повітря в торговому залі залежить від типу вентиляції, що використовується. Так, якщо за наявності вентиляції припливно-витяжного типу кратність заміни повітря визначається розрахунковим шляхом для всіх типів торгових залів, то при облаштуванні споруди витяжкою, що не забезпечує припливу повітря, кратність повітрообміну повинна становити 1,5 од./год.
При використанні приміщень, що мають велику кількість пари, вологи, тепла або газу, розрахунок повітрообміну може вестися виходячи з наявного надлишку. Для того, щоб розрахувати повітрообмін за теплонадлишками використовується формула (4):
де Qпом – кількість теплоти, що виділяється в приміщення;
ρ – щільність повітря;
c – теплоємність повітря;
t висновок – температура повітря, що видаляється за допомогою вентиляції;
t подавши – температура повітря, що подається в приміщення.
Організація системи обміну повітря в котельні виходить із типу використовуваного котла і має забезпечувати 1-3 кратну заміну всього обсягу кисню протягом години.
Фізкультурно-оздоровчі заклади
При заняттях у спортивному залі кратність обміну повітря відіграє важливу роль, оскільки під час фізичних навантажень необхідно забезпечити надходження свіжого кисню до легень кожного з відвідувачів з урахуванням великих обсягів залу. Таким чином, вимоги наголошують на необхідності забезпечення вступу до спортзалу за наявності відвідувачів 80 м3/год повітря.
Розрахунок кратності повітрообміну для басейну виходить з кількості людей, що знаходяться в ньому, і повинен становити 20 м³/год у розрахунку на 1 особу. У той же час, враховуючи специфіку знаходження в сауні, в лазні, необхідно забезпечити зміну 10 м повітря протягом кожної години. При цьому враховуючи великі обсяги насиченої пари, що виробляється, можна вести розрахунок повітрообміну по вологовиділенням.
Установи охорони здоров'я
Найбільші значення показник кратності повітрообміну в установах, що належать до системи охорони здоров'я, має для палат, у яких проводиться стаціонарне лікування пацієнтів із виявленими патологіями інфекційного (160 м³/год) та неінфекційного (80 м³/год) походження.
Відповідно до нормативів більшість інших приміщень, включаючи кабінети лікарів та процедурні кімнати повинна мати кратність витяжки при природному типі організації повітрообміну, що дорівнює 1-2 од./год.
Окремим пунктом слід згадати організацію системи вентиляції операційних кабінетів. У них згідно з сучасними вимогами повинна використовуватися 3 кратна система очищення повітря, при цьому працюючі пристрої повинні забезпечувати мінімальний приплив 1200 м ³ повітря на годину.
Приміщення дитячих дошкільних організацій
Забезпечення необхідних норм повітрообміну в дошкільних організаціях є базовою умовою здоров'я та нормальної розумової активності дітей. Однак при забезпеченні вентиляції необхідно унеможливлювати виникнення протягів, враховуючи цю вимогу, провітрювання в дитячих дошкільних організаціях здійснюється відповідно до розпорядку дня установи.
Відповідно до норм, зазначених у СНиП 41.21-2003, для забезпечення провітрювання кратність повітрообміну в класі для занять, роздягальні, ігрової кімнати та в спальні для дітей віком до 2 років має становити 1,5 од./год. Більш суворі вимоги пред'являються за умови забезпечення повної заміни в області умивальника, туалету, медичного пункту та кухні, для яких цей показник становить 2-3 од./год.
Наприкінці
Кратність повної заміни кисню є показником, що визначає комфортність та безпеку перебування у приміщенні. Цей параметр відрізняється для приміщень, що мають різне призначення, і визначається за однією з наведених методик, виходячи з показника, що визначає подачу чистого кисню за годину та обсяг споруди. Для забезпечення мікроклімату, регламентованого нормами СНиП та санітарними вимогами, може використовуватися природна, примусова та комбінована схема вентиляції.
Приклад розрахунку кратності для котельні: