Нормы воздухообмена на человека для помещений различного назначения

Циркуляция воздуха в промышленных зданиях

Во время планирования промышленных построек и их строительства должны быть грамотно расчитаны в помещениях вентиляционные пути и определена циркуляция воздуха. Для этого не обойтись без использования показателя кратности воздухообмена, который определяется на основе табличных сводок загрязненности пространства оксидами, окисями ацетилена и другими токсичными веществами.

Выполняя расчет воздухообмена в здании, выделяемое тепло таким образом учитывается, чтобы полученное превышающее норму количество могло беспрепятственно удаляться круглый год.

Для уменьшения количества избыточного тепла применяют аэрацию. Такой процесс очень распространен в химической промышленности, например, на производственных участках, предусматривающих термообработку. В таком случае благодаря аэрации показатель кратности воздухообмена летом достигает 40-60 пунктов.

При такой организации воздушных путей и воздухообменных показателях достигаются предусматриваемые санитарными нормами метеорологические стандарты.

Так, возведение помещений и их внутреннее обустройство потом оказывает влияние на расчетный показатель кратности воздухообмена, для этой цели организовываются специальные открываемые проемы, гарантирующие устранение вредных примесей и приток свежего воздуха работникам.

Нормы и требования к вентиляции в офисе

Вентиляция в офисе – понятие неоднородное. Существует список стандартов для каждого типа помещения, нормы воздухообмена зависят от типа помещения и количества людей, которые находятся в нем постоянно. Соответственно, точная норма устанавливается из расчета на одного человека и адаптируется под конкретное помещение путем умножения нормативного значения на количество сотрудников.

Нормы воздухообмена для офисных помещений

ТИП ПОМЕЩЕНИЯ	НОРМА ВОЗДУХООБМЕНА НА 1 ЧЕЛОВЕКА, М3 В ЧАС
Кабинет	60
Переговорная комната	40
Коридор	11
Комната для совещаний	30
Приемная	40
Санузел	75
Курительные комнаты	100

Рекомендуемая скорость воздухообмена согласно ГОСТ 30494-2011 до 0,1 метра в секунду вне зависимости от сезона. Несложно рассчитать, что для поддержания объема воздухообмена при нужной скорости форточные проветривания не подходят, нужна качественная система подачи и вывода воздуха, которая будет практически постоянно.

Кроме того, так как нагрузка на офисную вентиляцию выше, чем на обычную бытовую, к ней предъявляются и более высокие требования:

• Постоянный приток свежего воздуха в требуемом объемеv
• Удаление отработанного воздухаv
• Фильтрация воздуха как минимум от пыли и крупных загрязнений
• Комфортный уровень шумаv
• Удобное управление
• Умеренное энергопотребление
• Возможность регулировать температуру поступающего воздуха во избежание сквозняков
• Небольшие габариты
• Простой монтаж без ремонта в офисе

Методы расчета для помещений жилого дома

Приток необходимого количества воздуха в жилых помещениях в зависимости от типа комнаты может обеспечиваться через автономные воздушные клапана в стенах с регулируемыми параметрами открывания, форточки, двери, фрамуги и окна

Специалисты обращают внимание проектировщиков на то, что при расчете показателей полной замены воздуха в жилых комнатах, необходимо учитывать ряд параметров, среди которых:

• назначение помещения;
• количество постоянно находящихся в сооружении людей;
• температура и влажность воздуха в помещении;
• количество работающих электрических приборов и норма выделяемого ими тепла;
• тип естественной вентиляции и обеспечиваемые им показатели кратности замены кислорода в течение 1 ч.

Для создания комфортных условий согласно нормам СП 54.13330.2016 величина воздухообмена должна составлять:

1. При площади помещения, приходящегося на 1 человека в размере менее 20 м² для детских комнаты в квартире, спален, гостиных и общих помещений подача воздуха должна составлять 3 м³/ч на 1 м² площади каждой из комнат.
2. При общей площади в расчете на одного человека превышающей 20 м², интенсивность воздухообмена должна составлять 30 м³/ч на 1 человека.
3. Для кухни, оснащенной электрической плитой минимальные показатели подачи кислорода не могут быть меньше 60 м³/ч.
4. Если на кухне используется газовая плита, минимальное значение нормы воздухообмена увеличивается до 80-100 м³/ч.
5. Нормативные показатели кратности воздухообмена для вестибюлей, лестничных клеток и коридоров составляет 3 м³/ч.
6. Параметры воздухообмена несколько возрастают при увеличении влажности и температуры в помещении и составляют для сушильных, гладильных и постирочных комнат 7 м³/ч.
7. При организации в жилом помещении ванной и уборной, расположенных отдельно друг от друга, норма воздухообмена должна быть не меньше 25 м³/ч, при совмещенном расположении санузла и ванной комнаты, этот показатель увеличивается до 50 единиц.

Учитывая то, что при готовке помимо пара образуется ряд летучих соединений с содержанием масла и гари, при организации системы воздухообмена на кухне необходимо исключить попадание этих веществ в пространство жилых комнат. Для этого воздух кухонного помещения за счет создания тяги в вентиляционном канале, высотой не менее 5 м и использования специального вытяжного зонта удаляется наружу. Такой тип организации ротации воздушных масс обеспечивает устранение и избыточного количества тепла. Однако во избежание попадания отработанного воздуха в квартиры, расположенные на верхних этажах при строительстве сооружения выполняется воздушный затвор, обеспечивающий изменение направления воздушного потока.

Методы расчета

Формула вычисления кратности по основным величинам

Показатель означает, сколько раз нужно сменить воздух в эндогенном микроклимате за 1 час, чтобы очистить его до предельного ПДК (показателя допускаемой концентрации) примесей.

Кратность воздухообмена можно посчитать по формуле N = V / W, где:

• N — кратность обмена воздуха (раз);
• V — кубатура наружного воздуха, поступающая в комнату за 1 час (м3/ч);
• W — объем интересующего помещения (м3).

Объем входящих потоков, который предназначается для разбавления вредных примесей и газов до максимальной допускаемой концентрации, рассчитывается по формуле V = B / (pb – po), где:

• V — кубатура воздушного потока (м3);
• B — количество патогенного вещества, поступающего за 1 час (мг/ч);
• pb — ПДК нежелательного компонента в атмосфере рабочего цеха (мг/м3);
• po — концентрация того-же компонента в поступающем потоке (мг/м3).

Количество примесей определяется прибором газоанализатором

В производстве используется сварка, лазерная или плазменная резка, пайка металлов с выделением вредных газов. Для уменьшения концентрации делается качественная вытяжка и вентиляция местных зон около рабочего места. Количество газов измеряется на единицу объема с помощью прибора газоанализатора.

Масштаб вредного компонента высчитывается по формуле B = a · b · W, где:

• B — объем вредных примесей (м3);
• а — коэффициент просачивания (для цехов — 1, для гаражей — 2);
• b — соотношение газа в атмосфере (мг/м3);
• W — кубатура цеха (м3).

Другие расчеты воздушного обмена

Показатели требуемого воздухообмена обозначены в СНиП

Показатель воздушного обмена по тепловыделениям рассчитывается, если в помещении есть большое количество тепла, которое нужно вывести из комнаты.

Индекс рассчитывается по формуле L = 3.6 · Q / (p · c · (t – k)), где:

• L — воздухообмен (м3/ч);
• Q — теплота, выделяемая в комнате (Вт);
• p — плотность внутреннего воздуха (кг/м3);
• c — воздушная теплоемкость;
• t — температура удаляемого потока (°С);
• k — температура поступающего потока (°С).

Показатель воздушного обмена по влаговыделению определяется, если в комнате в результате жизнедеятельности или технологических процессов выделяется большое количество влаги.

Расчет проводится по формуле L = W / (p · (d — do)), где:

• L — воздухообмен по влажности (м3/ч);
• W — концентрация влаги (%);
• p — плотность внутренней атмосферы (кг/м3);
• d — содержание влаги в удаляемом потоке (г/кг);
• do — содержание влаги в подаваемом воздухе (г/кг).

Предельно допустимые концентрации газов на производстве

Расчет воздухообмена по газовыделениям выполняется, если в цеху предполагается скопление воздушных примесей, которые требуется своевременно выводить за пределы помещения.

Применяется формула L = K / (K0 – K1), где:

• L — требуемая кратность воздухообмена (м3/ч);
• K — вес выделяемых газов (м/м3);
• K — ПДК газов (из справочника для конкретного помещения);
• K₁ — концентрация газа в поступающем потоке.

Нормы воздухообмена

Нормы по удалению грязного воздуха

Основным источником загрязнения воздуха в квартире считаются подсобные помещения – кухня, туалет и ванная. По СНиП рекомендуется свежий воздух подавать в жилые комнаты, а грязный – удалять из подсобных помещений. Отсюда в нормативных документах появляются величины по объему воздуха, который надо удалять – из кухни с газовой плитой 90 куб.м./час, с электрической плитой – 60 куб.м./час, из туалета и ванной – по 25 куб.м./час.

Всего общая величина воздухообмена в квартирах с электрической плитой набирается 110 куб.м./час, а с газовой – 140 куб.м. час.

Если при расчете воздухообмена величина притока не совпадает с величиной вытяжки, то берется бо́льшая из этих величин.

Величину воздухообмена кроме количества людей можно привязать также к объему помещения и площади помещения. Воздухообмен, привязанный к объему, характеризуется кратностью воздухообмена – отношением объема воздуха, прошедшим за час через помещение, к объему этого помещения.

В качестве примера можно привести технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома ТР АВОК-4-2008.

Норма воздухообмена в жилой зоне должна составлять:

кратность воздухообмена 0,35 1/час, но не менее 30 куб.м./час на человека или 3 куб.м./час на квадратный метр жилых помещений, если общая площадь квартиры меньше 20 кв.м./человека.

Для офисных помещений, промышленных и общественных зданий также существуют свои нормы воздухообмена.

Современные герметичные окна со стеклопакетами из древесины, пластика и алюминия в закрытом положении могут обеспечить только 10-15 % необходимого воздухообмена.

Более подробно по нормативных показателях воздухообмена жилых помещений можно прочитать здесь.

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.

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.

Нормы воздухообмена для офисных зданий

Нормы в таких зданиях будут значительно выше, потому что вентиляция должна эффективно справляться с большим количеством углекислоты, выделяемой сотрудниками офиса и находящейся там техники, убирать излишек тепла, при этом подавать чистый воздух. В этом случае не будет достаточно естественной вентиляции, использование такой системы на сегодняшний день не может обеспечить требуемые гигиеничные и воздухообменные стандарты. При строительстве используют герметично закрывающиеся двери и окна, также устройство панорамного остекления полностью ограничивает попадание воздуха снаружи, что приводит к застою воздуха и ухудшению микроклимата жилья и общего состояния человека. Поэтому необходимо проектировать и устанавливать специальную вентиляцию.

В главные требования такой вентиляции входит:

• возможность обеспечения достаточного объема свежего чистого воздуха;
• фильтрация и устранение использованного воздуха;
• отсутствие превышения стандартов по шумности;
• удобное управление;
• небольшой уровень энергопотребляемости;
• возможность вписываться в интерьер и иметь небольшие размеры.

В конференц-залах требуется установка дополнительных приточных устройств, а вытяжку нужно устанавливать в туалетах, коридорах и в залах для копирования. В офисах механическая вытяжка монтируется в случаях, если площадь каждого кабинета превышает 35 кв. м.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам

По санитарным нормам для общественных и административно-бытовых зданий на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м3/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м3/час.

Рассмотрим на примере:

Предположим, в доме живут 2 человека, проведем расчет по санитарным нормам согласно этим данным. Формула расчета вентиляции, включающая нужное количество воздуха выглядит так:

L=n*V (м3/час) , где

• n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1;
• V – объём помещения, м3

Получим, что для спальни L2=2*60=120 м3/час, для кабинета примем одного постоянного жителя и одного временного L3=1*60+1*20=80 м3/час. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика) L4=2*60+2*20=160 м3/час, запишем полученные данные в таблицу.

Помещение	Lпр, м3/час	Lвыт, м3/час
Кухня	—	≥ 90
Спальня	120	120
Кабинет	80	80
Гостинная	160	160
Коридор	—	—
Санузел	—	≥ 50
Ванная	—	≥ 25
∑	360	525

Составив уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт:360<525 м3/час, видим, что количество вытяжного воздуха превышает приточный на ∆L=165 м3/час. Поэтому количество приточного воздуха необходимо увеличить на 165 м3/час. Поскольку помещения спальни, кабинета и гостиной сбалансированы то воздух необходимый для санузла, ванны и кухни можно подать в помещение смежное с ними, к примеру, в коридор, т.е. в таблицу добавится Lприт.коридор=165 м3/час. Из коридора воздухбудет перетекать в ванную, санузлы 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: 525=525м3/час — выполняется.

Совместное применение аэродвери и тепловизионной съемки

Применение одной лишь аэродвери имеет ограничения.

В частности, при ее помощи можно определить степень герметичности здания, а также местонахождение участка утечки, однако точный источник установить трудно.

Совместное использование аэродвери и тепловизора позволяет значительно повысить качество проводимого энергетического обследования.

Совместное применение аэродвери и тепловизионной съемки

Сущность метода заключается в том, что изначально проводится съемка тепловизором без использования аэродвери и фиксируются все обнаруженные дефекты.

Затем устанавливается аэродверь и создается гарантированный перепад давлений между внутренним и наружным воздухом.

После этого вновь проводится тепловизионная съемка.

Воздухопроницаемость – измерение • Утечка тепла • Консультация •

После таких замеров можно более точно интерпретировать характер теплотехнических дефектов, и с уверенностью установить, вызван ли дефект

• плохой теплоизоляцией,
• наличием мостика холода либо
• повышенной воздухопроницаемостью.

Дефекты, вызванные повышенной воздухопроницаемостью, можно обнаружить при перепадах температуры внутри и снаружи всего в 2-3 градуса С.

Это позволяет проводить данные измерения в любое время года.

Особенно это важно для владельцев зданий, которые хотят оценить качество строительства объекта, вводимого в эксплуатацию летом. Тепловизионное обследование здания совместно с тестом на воздухопроницаемость позволяет выявить все скрытые дефекты:

Тепловизионное обследование здания совместно с тестом на воздухопроницаемость позволяет выявить все скрытые дефекты:

• дефекты ветрозащиты и пароизоляции кровли,
• дефекты утепления чердачного перекрытия,
• протечки кровли,
• потоки холодного воздуха внутри перегородок и межэтажных перекрытий,
• брак укладки материала наружного утепления,
• брак монтажа оконных блоков,
• отсутствие пароизоляции,
• разрушение монтажной пены,
• герметичны ли ограждающие конструкции и насколько,
• существуют ли потери тепла, вызванные утечкой воздуха, и насколько большими они являются,
• излишней или недостаточной является кратность воздухообмена,
• требуется ли использовать принудительную вентиляцию,
• какое влияние оказывают отдельные дефекты на воздухообмен и энергетические потери.

И последнее.

После того, как «проблемные» участки обнаружены, можно с уверенностью планировать утепление стен, пола, потолка и герметизацию окон.

Расчет кратности воздухообмена

При определении кратности воздухообмена для каждого конкретного помещения проектировщики учитывают нормативные показатели, зафиксированные в санитарно-гигиенических нормах, ГОСТах и строительные правила снип, например СНиП 2.08.01-89. Не принимая в учет содержания в воздухе вредных примесей, количество замещений для помещений определенного объема и назначения будет вычисляться по значениям нормативных показателей кратности. Объем здания определяется по формуле (1):

где a – длина помещения; b – ширина комнаты; h – высота помещения.

Зная объем помещения и количество поступающего в течение 1 часа кислорода, можно выполнить расчет кратности Кв, используя формулу (2):

Расчет кратности воздухообмена

где Кв – кратность воздухообмена; Qвозд – подача чистого воздуха, поступающего в комнату в течение 1 часа.

Чаще всего формула (2) не используется для подсчета количества циклов полного замещения воздушных масс. Это связано с наличием для всех типовых сооружений различного назначения таблиц кратности воздухообмена. При такой постановке задачи для помещения, имеющего заданный объем с известным значением коэффициента воздухообмена необходимо подобрать оборудование или выбрать технологию, обеспечивающую поступление необходимого количества кислорода в единицу времени. В этом случае объем чистого воздуха, который должен поступить для обеспечения полной замены кислорода в помещении согласно требованиям СНиП, можно определить по формуле (3):

Согласно приведенным формулам, единицей измерения кратности воздухообмена является количество полных циклов замены кислорода в комнате в час или 1/ч.

Используя естественный тип воздухообмена можно добиться 3-4 кратной замены воздуха в помещении в течение 1 часа. При необходимости увеличения интенсивности воздухообмена рекомендуется прибегать к использованию механических систем, обеспечивающих принудительную подачу свежего или устранение загрязненного кислорода.