Как рассчитать объем воздуха в помещении: Как посчитать объем воздуха в помещении

Как определяется фактическая кратность воздухообмена: расчет кратности

3 минуты

Алексей Папченко

22.12.2021

Обновлено: 15.03.2023

Расчет кратности воздухообмена в помещении – один из самых точных способов, позволяющих спроектировать инженерную систему с нужными параметрами. Рассказываем, как рассчитать воздухообмен и предлагаем формулу подсчета. Эффективная работа вентиляции — это оптимальная циркуляция воздуха, адаптированная к типу помещения и количеству людей в нем.

Содержание:

Скрыть

1. Как определяется фактическая кратность воздухообмена
   1. Как рассчитать воздухообмен в помещении?
2. Как определяется необходимая кратность воздухообмена?
3. Расчет кратности воздухообмена в помещении
   1. Как рассчитать кратность воздухообмена и зачем это делать?
4. Кратность воздухообмена: единица измерения
5. Потребный воздухообмен – что это?
6. Формула кратности воздухообмена
7. Вывод

Как определяется фактическая кратность воздухообмена

Под кратностью понимают число замен отработанного, загрязненного воздуха в помещении таким же потоком наружного воздуха.

Как рассчитать воздухообмен в помещении?

Процесс воздухообмена в наших домах и квартирах организован следующим образом: воздух перетекает из «чистой» зоны (гостиная, спальни, детские комнаты, кабинет) в «грязную» (кухня, ванная, туалет), откуда удаляется. Согласно своду правил СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» воздушный поток должен двигаться из комнаты или зоны с меньшим загрязнением в комнату с большим загрязнением воздуха. Например, из спальной или гостиной — в кухню, а также гигиенические и санитарные помещения. Загрязнители воздуха следует удалять как можно ближе к месту их возникновения.

В здании высотой до 9 этажей может применяться гравитационная или механическая вентиляция. В более высоких зданиях следует использовать механическую вытяжную или приточно-вытяжную вентиляцию. В квартирах, оборудованных твердотопливными каминами или газовыми водонагревателями с гравитационным отводом дымовых газов, может применяться только естественная вентиляция или механическая приточно-вытяжная вентиляция.

Как определяется необходимая кратность воздухообмена?

Чтобы выполнить расчет кратности воздухообмена, замеряют:

1. Общий объем воздуха, подаваемый в помещения.
2. Количество и время воздухообмена в комнатах.

Первый параметр определяется с помощью анемометра (прибора, измеряющего скорость воздуха) под диффузорами, установленными в помещении. Второй показатель рассчитывается на основании данных о количестве воздуха, подаваемого в помещение за час, и измеренном объеме комнаты.

Расчет кратности воздухообмена в помещении

В помещениях, где люди являются основным источником изменения параметров микроклимата, минимальный объем воздуха рассчитывается по формуле: V N = n · V j, где:

• V N — расход приточного воздуха, м³/ч;
• n – число пользователей;
• V j – минимальный приток на человека, м³/ч.

Как рассчитать кратность воздухообмена и зачем это делать?

Для обеспечения достаточной свежести воздуха в помещении по гигиеническим соображениям (например, для удаления CO2, водяного пара и искусственных запахов). В производственном процессе важно обеспечить допустимые и оптимальные параметры микроклимата, поддерживать на уровне предельно-допустимую концентрацию загрязнителей, связанных с производственным процессом.

Минимальный поток наружного воздуха согласно СНиП 41-01-2003 в жилых и общественных помещениях:

• кухня с окном и газовой плитой – 70 м³/час;
• кухня с окном и электроплитой – 30 м³/ч;
• в квартире более трех человек – 50 м³/час;
• кухня без окон с плитой – 50 м³/час;
• санузел – 50 м³/час;
• подсобное помещение без окон – 15 м³/час;
• гостиная, отделенная от кухни или ванной двумя и более дверями – 30 м³/час.

Объемный расход приточного воздуха является суммой потоков, удаляемых из кухни, ванной комнаты, отдельного туалета, комнат без окон.

Кратность воздухообмена: единица измерения

Для упрощения подачи в нормативных документах общепринятая единица измерения кратности воздухообмена заменяется числом циклов замены воздуха. Пример данных (количество смен в час) для производственных помещений:

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

Данный параметр определяется количеством циклов замены отработанного воздуха свежим и выражается в часах в минус первой степени (ч-1). Иными словами, это то количество воздуха, которое удаляется из помещения за 1 час и заменяется свежим воздухом.

При проведении испытания критерием приемки считается соответствие кратности воздухообмена проектной документации на уровне не ниже 90%.

Потребный воздухообмен – что это?

Потребный воздухообмен – это количество воздуха, которое необходимо вводить в помещение и удалять из него в течение часа. Вентиляция должна обеспечивать надлежащее качество внутренней среды, включая объем воздухообмена, чистоту, температуру, относительную влажность, скорость движения в помещении. Во всех рабочих помещениях должна быть предусмотрена естественная или механическая вентиляция. Около 90% своего времени мы проводим в закрытых помещениях с искусственно созданным климатом. Воздухообмен в помещении помогает обеспечить жителей свежим и здоровым воздухом.

Потребный воздухообмен в рабочих помещениях должен быть обеспечен, исходя из коммунальных потребностей и функций этих помещений, баланса тепла и влажности, а также наличие твердых и газообразных загрязнителей. На производстве, где выделяются вредные для здоровья вещества (например, химические агенты), при организации воздухообмена учитывается норма предельно допустимых концентраций (ПДК).

Организация воздухообмена в помещении сводится к правильному распределению приточно-вытяжных элементов по отношению к зоне пребывания людей и источникам загрязнения. Важный фактор: подбор оборудования и комплектующих, способных обеспечить циркуляцию воздушных масс на уровне проектных значений.

Формула кратности воздухообмена

Формула расчета кратности воздухообмена в помещении:

VN = k • V, где

• V N — расход приточного воздуха, м3/ч;
• k – скорость замещения, 1/час;
• V – объем вентилируемого помещения, м3.

Минимальная кратность замен в классическом здании составляет 0,5-0,8 (1) ч-1.

Если производственный процесс токсичен, расчет количества приточного воздуха проводят, исходя из количества выбросов загрязняющих веществ в помещение. Применяется формула: 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).

Учитываются следующие параметры при оценке микроклимата. Предельно допустимая концентрация (ПДК) – значение концентрации, не вызывающее негативных изменений у сотрудника в течение 8-часового рабочего дня.

Предельно допустимая временная концентрация (ПДВК) – средняя концентрация, не вызывающая негативных изменений у работника в течение 15 минут и не более 2 раз за рабочую смену.

Наивысшая предельно допустимая концентрация (НПДК) – концентрация загрязняющих веществ в воздухе, которая не может быть превышена из-за сиюминутной угрозы здоровью и жизни сотрудника.

Вывод

Воздух в помещении почти всегда более загрязнен, чем воздух снаружи. Особенно важно его регулярно менять. Кратность воздухообмена – один из наиболее точных показателей при определении качества воздуха в помещении. Как его определить, какую методику и формулу использовать, рассказали выше в статье.  Регулярные тесты и измерения в системах вентиляции позволяют оценить соответствие системы проектным показателям и контролировать параметры микроклимата.

Важно, чтобы монтаж системы вентиляции в помещении выполняли профессионалы, имеющие соответствующею квалификацию.

Оцените статью:

3.91

Оценок: 0

Автор статьи

Алексей Папченко

QWENT

Руководитель технического отдела

Эксперт в области проектирования, монтажа и обслуживания систем вентиляции, кондиционирования и дымоудаления.

Комментарии

Вам могут быть полезны эти статьи

Вентиляция стоматологии

Расскажем об основных санитарно-гигиенических требованиях, вариантах реализации для разных помещений и типовых решениях вентиляции в стоматологии.

Время чтения:10 минут

Вентиляция и кондиционирование отелей и гостиниц

Вентиляция и кондиционирование гостиниц и отелей и важные аспекты.

Время чтения:13 минут

Как подобрать чиллер

Чиллеры – безопасная и экологичная альтернатива традиционным кондиционерам, работающим на фреоне. Рассказываем, как подобрать и правильно подключить чиллер.

Время чтения:5 минут

Остались вопросы? Свяжитесь с нами или оставьте заявку и наши менеджеры с радостью вас проконсультируют!

Заказать проектирование, монтаж и обслуживание инженерных систем можно по телефону +7 (495) 055-72-55, по адресу электронной почты [email protected], или просто оставьте заявку в форме ниже – мы вам перезвоним!

определение коэффициента обновления, кратность и норма на человека

Чтобы обеспечить уютный и комфортный микроклимат в квартире, необходимо еще на стадии проектирования правильно рассчитать вентиляцию. Если этого не сделать, то в доме будет постоянная духота, плесень, грибок, а ремонтные работы придется производить регулярно. При правильно организованном воздухообмене воздух во всех помещениях будет свежим, умеренно влажным и лишенным неприятных запахов.

Содержание

• 1 Причины нарушения вентиляции
• 2 Расчет воздухообмена
• 3 Естественное обновление воздуха
• 4 Естественное обновление воздуха
• 5 Определение сечения каналов
• 6 Определение сечения каналов

Причины нарушения вентиляции

Духота в комнатах, запахи и постоянная сырость в санузлах и на кухне — признаки нарушения вентиляции в квартире. Причины этого малоприятного явления могут быть разными:

1. Установка герметичных пластиковых окон и дверей. Отсутствуют микрощели, которых было немало в деревянных рамах. Через них происходило естественное обновление воздуха.
2. Засорение и разгерметизация воздуховодов. Это приводит к возвращению в квартиру отработанного воздуха, наполненного парами и неприятными запахами.
3. Переделка или перепланировка помещений без учета особенностей квартирного воздухообмена. Движение воздушных потоков было нарушено. В этом случае в квартире нужно переделать систему вентиляции.
4. Изначально при проектировании были неправильно рассчитаны параметры устройств воздухообмена.

Нарушение работы вентиляции можно обнаружить, проверив тягу. Для этого нужно поднести к вентиляционному отверстию лист бумаги или зажженную спичку. Второй способ не стоит использовать, если в помещении установлено газовое оборудование.

Если пламя или бумага направляются в сторону вытяжки, то воздухообмен в порядке. Если же они остаются на месте или отклоняются слабо, то налицо проблема с воздуховодом. Неисправную систему нужно починить. Если же это невозможно, то в помещении следует установить принудительную вентиляцию.

Расчет воздухообмена

Чтобы правильно просчитать параметры вентиляции — количество воздуховодов, их площади сечения, необходимое число вентиляторов, нужно знать объем воздуха в помещениях. Это могут быть как комнаты в квартире, так и служебные объекты. В зданиях социального и промышленного назначения рассчитывается не только обновление воздуха, но и удаление излишнего тепла, загрязнений, влажности. Расчет воздуха бывает следующим:

1. По площади. Это наиболее простая методика определение воздухообмена в помещении, которая обычно используется в жилых зданиях. Параметры рассчитываются с использованием следующей нормы: на 1 м² площади должно поступать 3 м³ свежего воздуха в час. При этом не учитывается число постоянно проживающих там людей. Чтобы посчитать необходимый объем, нужно эту норму умножить на площадь помещения в квадратных метрах.
2. По санитарно-гигиеническим нормам. Обычно метод применяется для расчета вентиляции в больницах, магазинах и других объектах. Главное условие его применения — возможность посчитать примерное количество людей, которые посетили помещение в течение суток. Обычно методика используется для расчета принудительной вентиляции с искусственным воздушным нагнетанием. По санитарным нормам на одного человека, который постоянно находится в помещении, приходится 60 м³/час воздуха, а если там бывают временные посетители, то на каждого добавляется 20 м³/час. Чтобы определить необходимый объем, нужно количество постоянно находящихся людей и посетителей умножить на соответствующие нормы, затем сложить полученные значения.
3. По кратности. Это наиболее сложный способ расчета, при котором учитывается назначение каждого помещения и нормы кратности по нему, приведенные в СНиП. Краткость воздухообмена — это величина, отражающая интенсивность обновления воздуха в помещении. Она равна его объему, поступающему в единицу времени, деленному на объем комнаты. Эта величина показывает, сколько раз воздух сменился в комнате за час. Единица измерения кратности воздухообмена — час в минус первой степени (ч^-1). Необходимый обмен будет равен произведению объема помещения в м³ на кратность. Так, кратность воздухообмена в электрощитовой равна 3−5 раз в час, а в комнатах для приема пищи воздух должен меняться не менее 6−8 раз в течение часа.

Естественное обновление воздуха

Естественное обновление воздуха

Воздухообмен в помещениях производится с помощью естественной или принудительной вентиляции. Для первой используются форточки, окна, вентиляционные отверстия в стенах, воздушные каналы. Вторая осуществляется с помощью вентиляторов, вытяжек и других устройств.

Наиболее интенсивный естественный воздухообмен происходит при открытых окнах и форточках. Чтобы быстрее заменить воздух в помещении, можно приоткрыть входную дверь. Но в холодное время года этот метод проветривания используется редко, так как можно выстудить помещение, а еще он может вызвать образование конденсата и льда на стеклах.

В этом случае лучшим выходом будет организация приточного клапана. Это небольшая трубка, установленная в стене или оконной раме. В ней с обеих сторон имеются решетки, которые можно регулировать изнутри. Чтобы воздушные массы не встречали препятствий на пути из комнаты в комнату, в стенах оборудуют вентиляционные решетки. Их размещают над дверными проемами.

Для нормального воздухообмена должна быть обеспечено не только поступление, но и вытяжка воздуха. Приточно-вытяжную вентиляцию в одной комнате не устраивают. Обычно воздух поступает через спальни, гостиные, детские комнаты, а выходит через служебные помещения кухни и санузлы. Благодаря этому присутствующие там неприятные запахи и продукты горения не распространяются по всем комнатам, а сразу уходят в вытяжные отверстия. Если в доме обнаружены неполадки с вентиляцией, то в стенах можно оборудовать клапаны для притока и вытяжки.

Важнейший показатель, который определяет качество вентиляционной системы в доме, — это коэффициент воздухообмена. Он выражает скорость замены воздуха в помещениях в процентном соотношении. Его величина зависит от многих факторов:

• сечения вентиляционных каналов;
• их формы и расположения;
• размещения и мощности источников тепла.

Коэффициент рассчитывается по следующей формуле: E = T/(2* Y)*100%, где T — поступающий воздух, деленный на объем помещения, Y — время, в течение которого воздух находится в здании до замещения.

Вентиляционные системы работают двумя способами: вытеснение отработанного воздуха и замена его перемешиванием. В первом случае показатель иногда превышает 100%, а во втором не достигает 50%.

Определение сечения каналов

Определение сечения каналов

В жилых, коммерческих и административных зданиях обычно используется канальная система вентиляции. Выводящие каналы имеют различные сечения: прямоугольные, квадратные, круглые, овальные. От их организации зависит качество системы вентиляции.

Основной параметр устройств — величина сечения, которую следует рассчитать правильно. В прямоугольных каналах соотношение длины и ширины сечения приблизительно равно 3:1, что позволяет уменьшить шум в воздуховоде.

Воздух должен передвигаться по основному каналу со скоростью до 5 м/час, а по боковым — до 3 м/час. Такая скорость создает минимальный уровень шума. То, насколько быстро будет двигаться воздух по воздуховоду, во многом зависит от его размеров. Параметры каналов и объем проходящих по ним воздушных потоков определяют с помощью специальных таблиц.

При организации вентиляции нужно принять во внимание, что вместе с обновлением воздуха в помещение будет поступать холод снаружи. Мощный воздухообмен может стать причиной сильной теплопотери.

Правильно рассчитанный воздухообмен в помещении делает проживание в нем комфортным. Зная основные параметры расчета, можно создать эффективную систему вентиляции в доме. Если планировка квартиры изменится, то обновление воздуха в ней можно будет скорректировать.

Как рассчитать объем воздуха

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Автор: Элиза Хансен

Представьте, что вы аквалангист, и вам нужно рассчитать объем воздуха в вашем баллоне. Или представьте, что вы надули воздушный шар до определенного размера, и вам интересно, какое давление внутри воздушного шара. Или предположим, что вы сравниваете время приготовления в обычной духовке и в тостере. С чего начать?

Все эти вопросы касаются объема воздуха и взаимосвязи между давлением, температурой и объемом воздуха. И да, они родственники! К счастью, для этих отношений уже разработан ряд научных законов. Просто нужно научиться их применять. Мы называем эти законы газовыми законами.

Давление и объем воздуха: Закон Бойля

Закон Бойля определяет зависимость между объемом газа и его давлением. Подумайте вот о чем: если вы возьмете коробку, полную воздуха, а затем сожмете ее наполовину, у молекул воздуха будет меньше места для перемещения, и они будут чаще сталкиваться друг с другом. Эти столкновения молекул воздуха друг с другом и со стенками контейнера создают давление воздуха.

Закон Бойля не учитывает температуру, поэтому ​ температура должна быть постоянной чтобы использовать ее.

​ Закон Бойля ​ гласит, что при постоянной температуре объем определенной массы (или количества) газа изменяется обратно пропорционально давлению.

В форме уравнения это:

P_1V_1=P_2V_2

где P ₁ и V ₁ — начальные объем и давление, а P ₂ и V ₂ — новые объем и давление.

​ Пример ​: Предположим, вы проектируете акваланг, в котором давление воздуха составляет 3000 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм), а объем (или «емкость») баллона составляет 70 кубических футов. Если вы решите сделать резервуар с более высоким давлением 3500 фунтов на квадратный дюйм, каким будет объем резервуара, если вы наполните его таким же количеством воздуха и сохраните ту же температуру? 93

Итак, вторая версия вашего акваланга будет на 60 кубических футов.

Температура и объем воздуха: закон Чарльза

Как насчет соотношения между объемом и температурой? Более высокие температуры заставляют молекулы ускоряться, все сильнее и сильнее сталкиваясь со стенками своего контейнера и выталкивая его наружу. Закон Чарльза дает математику для этой ситуации.

​ Закон Чарльза ​ гласит, что при постоянном давлении объем данной массы (количества) газа прямо пропорционален его (абсолютной) температуре.

Или:

\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}

Согласно закону Шарля давление должно поддерживаться постоянным, а температура должна измеряться в градусах Кельвина.

Давление, температура и объем: комбинированный газовый закон

А что, если в одной задаче объединить давление, температуру и объем? Для этого тоже есть правило. Закон о комбинированном газе берет информацию из законов Бойля и закона Чарльза и объединяет их вместе, чтобы определить еще один аспект соотношения давления, температуры и объема.

​ Закон о комбинированном газе ​ гласит, что объем данного количества газа пропорционален соотношению его температуры по Кельвину и его давления. Звучит сложно, но взгляните на уравнение:

\frac{P_1V_1}{T_1}=\frac{P_2V_2}{T_2}

Опять же, температура должна измеряться в градусах Кельвина.

Закон идеального газа

Последнее уравнение, связывающее эти свойства газа, называется Закон идеального газа ​. Закон задается следующим уравнением:

PV=nRT

где P = давление, V = объем, n = число молей, R — универсальная газовая постоянная ​, равная 0,0821 л-атм/моль-К, а Кельвин. Для того, чтобы получить все единицы измерения правильно, вам необходимо преобразовать в единицы SI , стандартные единицы измерения в научном сообществе. Для объема это литры; для давления, атм; а для температуры – Кельвин (n, число молей, уже выражено в единицах СИ).

Этот закон называется законом идеального газа, потому что он предполагает, что расчеты имеют дело с газами, которые следуют правилам. В экстремальных условиях, таких как экстремальная жара или холод, некоторые газы могут вести себя не так, как предполагает закон идеального газа, но в целом можно с уверенностью предположить, что ваши расчеты с использованием закона будут правильными.

Теперь вы знаете несколько способов расчета объема воздуха при различных обстоятельствах.

Использование расчета воздухообмена для определения куб. фута в минуту в помещении

Воздушный поток инженерного помещения может представлять собой реальную проблему при балансировке системы HVAC. В большинстве расчетов для принятия решения о требуемом расходе воздуха используются только потери или приток тепла в помещении, и часто не учитываются потребности в необходимой вентиляции помещения. Давайте посмотрим, как расчет воздухообмена может упростить этот шаг в балансировке воздуха.

Что такое воздухообмен?

Воздухообмен – это сколько раз воздух входит и выходит из помещения из системы HVAC в течение одного часа. Или сколько раз комната наполнится воздухом из регистров снабжения за шестьдесят минут.

Затем вы можете сравнить количество воздухообменов в помещении с таблицей требуемых воздухообменов ниже. Если он находится в диапазоне, вы можете приступить к проектированию или балансировке воздушного потока и получить дополнительную уверенность в том, что вы делаете правильно. Если это далеко за пределами диапазона, вам лучше взглянуть еще раз.

Формула воздухообмена

Чтобы рассчитать воздухообмен в помещении, измерьте расход приточного воздуха в помещение, умножьте CFM на 60 минут в час. Затем разделите на объем помещения в кубических футах:

Говоря простым языком, мы переводим CFM в кубические футы в час (CFH). Затем мы вычисляем объем комнаты, умножая высоту комнаты на ширину и длину. Тогда просто делим КФХ на объем помещения.

Вот пример работы полной формулы:

Сравните 7,5 воздухообмена в час с требуемым воздухообменом для данного типа помещения в Таблице воздухообменов в час ниже. Если это комната для обеда или отдыха, где требуется 7-8 смен воздуха в час, вы попали прямо в цель. Если это бар, который требует 15-20 воздухообменов в час, пришло время пересмотреть свое решение.

 

 

Комната CFM Формула

Давайте посмотрим на эту инженерную формулу по-другому. Например, что делать, если расход воздуха неизвестен, а вам нужно рассчитать необходимый CFM для помещения? Вот четырехэтапный процесс расчета CFM комнаты:

Шаг первый – Используйте приведенную выше таблицу воздухообменов в час , чтобы определить требуемые воздухообмены, необходимые для использования помещения. Допустим, это конференц-зал, требующий 10 воздухообменов в час.

Шаг второй – Рассчитайте объем комнаты (Д’xШ’xВ’).

Шаг третий – Умножьте объем помещения на требуемый воздухообмен в помещении.

Шаг четвертый  – Разделите ответ на 60 минут в час, чтобы найти необходимое помещение CFM:

Вот пример того, как работает формула:

При проектировании или балансировке системы, требующей дополнительного притока воздуха для целей вентиляции, помните, что в этом помещении обычно требуется постоянная работа вентилятора, когда в нем находятся люди. Это может создать проблему для других комнат в той же зоне, так что примите это во внимание.

Во многих из этих помещений может потребоваться значительное количество наружного воздуха. Содержание БТЕ в этом воздухе должно быть включено в теплоприток или теплопотери здания при определении размера нагревательного и охлаждающего оборудования.

Попрактикуйтесь в этих вычислениях несколько раз в магазине или офисе. Затем в течение следующей недели несколько раз проведите расчеты в полевых условиях, чтобы проверить воздушный поток в помещениях с необычными требованиями к вентиляции.