Кратность воздухообмена расчет: Определение необходимости воздухообмена помещений. Рекомендации

Как рассчитывать воздухообмен в помещениях

Статья

27.08.2021

Вентиляционное оборудование отличается по производительности, протяженности и сечению воздуховодов. К вентиляции помещений бытового и промышленного назначения выдвигают разные требования, поэтому и выбор техники должен быть индивидуальным. Главная задача – достигнуть хорошего воздухообмена. Как рассчитать этот параметр, чтобы не ошибиться с характеристиками инженерных систем?

2 базовые методики расчета воздухообмена

Самый простой и универсальный способ – рассчитать воздухообмен по площади, без учета других факторов. Для жилых помещений достаточно умножить количество квадратных метров на регламентированное значение – 3 м³/час свежего воздуха. То есть для комнаты 15 м² приток воздуха должен составлять 3 х 15 = 45 м³/час.

Чтобы расчеты были более точными и учитывали назначение помещений, чаще всего используют две другие методики.

Этот метод самый сложный, но наиболее объективный и близкий к реальности. Кратность показывает, сколько раз за один час комната полностью наполняется свежим воздухом и очищается от использованного. В 12 СП 44.13330.2011 «Административные и бытовые здания» подаются нормы кратностей воздухообмена для различных помещений. Для подсчета нужно знать объем: достаточно умножить длину, ширину и высоту комнаты.

Воздухообмен рассчитывают по такой формуле:

n x V или кратность х объем помещения

К примеру, согласно санитарным нормам, в комнате для отдыха необходимо обеспечить двукратный приток и трехкратную вытяжку (при условии притока не менее 30 м³/час на человека). При площади 15 м² и высоте потолков 3 м расходное значение приточного воздуха составит 2 х 15 х 3 = 90 м³/час, а вытяжного – 3 х 15 х 3 = 135 м³/час.

Иногда при выборе системы кондиционирования в здании параметры воздухообмена определяют по числу людей. Значение будет разным для постоянно пребывающих (60 м³/час), временных, или посетителей, (20 м³/час) и спортсменов (80 м³/час). Если в доме живут двое, то для спальни этот показатель будет 2 х 60 = 120 м³/час (двое постоянных), а для гостиной – 2 х 60 2 х 20 = 160 м³/час (условно – по двое постоянных и временных).

В офисе с тремя рабочими местами и двумя стульями для гостей расход приточного воздуха будет 3 х 60 2 х 20 = 220 м³/час. Вытяжного, как правило, – меньше на 10-30 %.

Какие еще методики подсчета используют

Существуют специфические методики подсчета воздухообмена для квадратных метров с особыми условиями:

Методика расчета по вредным веществам актуальна для производственных помещений, в которых функционируют промышленные и полупромышленные кондиционеры. Для подсчета используют таблицы предельно допустимых концентраций потенциально опасных веществ (ГН 2.2.5.3532-18).

Методики расчета дают разные результаты, однако все они, как ни странно, правильные. Если брать за основу площадь или кратность обновления воздуха, то покупка системы вентиляции обойдется дешевле, чем если ориентироваться на санитарно-гигиенические нормы. Однако именно этот подход, с ориентиром на количество людей, позволяет создать в помещении максимально комфортные условия.

Расчет нормы кратности воздухообмена помещения

Правильный процесс циркуляции воздуха обеспечивается нормальной вентиляционной системой в помещении, одним из критериев определения которой, является кратность воздухообмена.

Процесс вентиляции в помещениях производится за счет того, что загрязненный воздух исключается из рабочей области, благодаря естественной вытяжной вентиляционной системе канального типа.

Содержание

1. Показатель воздухообмена
2. Нормы кратности
3. Углубленные расчеты воздухообмена
4. Особенности расчета воздухообмена в помещении

Показатель воздухообмена

Процесс воздухообмена в здании

Характер воздухообмена в помещении напрямую зависит от типа постройки:

• промышленное назначение;
• «бытовка»;
• коммерческое помещение.

Для каждого из типов помещения представлен регламентированный показатель кратности воздухообмена.

Расчет воздухообмена учитывает тип и характеристики техники, применяемой в помещении:

• Производственный тип вентиляторов;
• Бытовая система вентиляции;
• Целостная вытяжная вентиляционная система;
• Применение рекуперации, рециркуляции или ПВС;
• Специализированные климатические кондиционеры.

Нормы кратности

Обустройство вытяжной вентиляции в помещении

При обустройстве вентиляционной системы, понадобится рассчитать количество воздуха в рабочей области на протяжении часа, для этого выделяют несколько основных методик определения нормы. Определяя кратность воздухообмена, наиболее надежный и актуальный способ базируется на выборе показателя нормы, исходя из типа и назначения здания.
По таблице расчетных данных, показатель кратности находится по формуле:

L = V_пом * K_р (м3/ч),

в которой L– данные полноценного процесса воздухообмена; V_пом – рассчитываемый объем здания, м3; K_р – показатель кратности (табличный).

Нормы по назначению построек определяются исходя из данных специализированной проектной документации зданий и сооружений, в которых указывается кратность воздухообмена:

• СНиП 2.08.01-89;
• СНиП 2.08.02-89;
• СНиП 2.09.04-87;
• СНиП 2.04.05-91.

Таблица 1. Данные воздуха и показатели кратности процесса воздухообмена в жилых зданиях (расчетные) (СНиП 2.08.01-89*)

Назначение постройки	Данные по «t»	Показатель кратности
		Вытяжка, (м3/ч)
Квартира	18 (20)	3
Жилое помещение с «t» меньше — 31°С	20 (22)	3
Кухня: с электрическими приборами с техникой, на газу	18	60 75 90
Ванная комната (раздельная)	25	25
Уборная комната (раздельная)	18	25
Cан. узел+душевая	25	50
Душевое отделение (соединенное)	25	5
Уборная комната (соединенная)	16	25 (на 1 писсуар)
Гардеробная зона	18	1,5
Коридор в многоквартирном панельном доме	18	—
Лестничный пролет	16	—
Помещения для проведения культмассовых мероприятий	18	1
Помещение для стирки и чистки	15	7
Отделения для организации и хранения белья, индивидуальных вещей, спортивных принадлежностей и хозтоваров	12	0,5
Медицинский изолятор	20	1
Ремонтные боксы лифтов	5	0,5
Отделение сбора мусора в панельных многоквартирных домах и общежитиях	5	1

Для жилых зданий и сооружений, расположенных в угловой части, такое значение кратности стоит брать при расчетах — на 2 градуса выше, регламентированной в таблице нормы.

В отделении машинного лифта, «t» воздухообмена не должна превышать 40 градусов, летом.

Для пожилых людей и граждан с ограниченными возможностями, предусмотрена отличная от нормы кратность воздухообмена.

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.

Особенности расчета воздухообмена в помещении

Перед обустройством вентиляционной системы в помещении необходимо определить, как именно будет проходить процесс воздухообмена. Так, в большинстве случаев предусматривается непосредственный выброс воздуха сквозь стенку наружу. Это происходит за счет осевого вентилятора или системы разветвленных воздуховодов, с применением специального вентиляционного патрубка или центробежной улитки.

Исходя из полученных значений, выбирается оборудование в помещение.

Также немаловажное значение имеет отношение габаритных размеров всей системы к ее удельному количеству пропускаемого материала, и потерь воздуха на каждый погонный метр системы.

Давление, относящееся к потерям в вентиляционной системе, непосредственно связано с потоком воздухообмена в системе патрубков помещения. Эта характеристика играет большую роль, которую необходимо учитывать при вычислении показателя и выборе климатической техники.

При системе воздухообмена в 1000 м3\ч, наиболее оптимальным размером «D» будет, система воздуховода в 200 — 250 мм.

В результате, применяя воздуховод большого диаметра, образовывается достаточно низкий показатель сопротивления и минимальные значения потерь производительности оборудования.

Путаница скорости воздухообмена

Перейти к основному содержанию

Крис Со

Крис Со

Старший инженер по применению в Daikin Comfort Technologies North America, Inc.

Опубликовано 11 сентября 2021 г.

+ Подписаться

Скорость воздухообмена (или обмена), сравнивает воздушный поток с объемом помещения и выражается как

Скорость воздухообмена измеряется 1/время. Когда единицей времени являются часы, скорость воздухообмена также называется воздухообменом в час (ACH). Скорость воздухообмена обычно используется для описания количества наружного воздуха или вентиляционного воздуха, поступающего в здание или жилую зону. Наружный воздух и вентиляционный воздух часто используются взаимозаменяемо, но есть четкое различие, которое часто понимают неправильно.

• Наружный воздух: Воздух , взятый из внешней атмосферы и, следовательно, ранее не циркулировавший через систему распределения воздуха.
• Вентиляционный воздух: Та часть приточного воздуха, которая представляет собой наружный
  воздух плюс любой рециркуляционный воздух, обработанный [для создания или] поддержания приемлемого качества воздуха в помещении (IAQ) .

Если у вас есть комната размером 10 x 10 x 10 футов, в ней содержится 1000 кубических футов воздуха. Если в помещение подается 100 кубических футов в минуту (кубических футов в минуту) вентиляционного воздуха, вы получите 100 кубических футов в минуту x 60 минут = 6000 кубических футов в час (кубических футов в час), что соответствует 6 воздухообменам в час (6000/1000 = 6). Другой способ взглянуть на воздухообмен — переключить его с воздухообмена в час на количество часов на воздухообмен. Таким образом, 6 воздухообменов в час означает, что требуется 1/6 часа или 10 минут (1/6 * 60 минут/час = 10) на один воздухообмен, чтобы заменить весь воздух в помещении чистым вентилируемым воздухом.

ACH различается для разных пространств и зависит от уровня занятости и типа использования (подробнее см. ниже). Воздушный поток, рассчитанный на основе ACH,

НЕ является расходом воздуха, необходимым для притока/отдачи тепла в помещении, это всего лишь скорость вентиляции помещения. ACH используется в качестве руководства или справочного материала для проектирования, а не в качестве основы для принятия решения о расчетном параметре воздушного потока; это скорее твердое эмпирическое правило, используемое для проверки конструкции вентиляции в реальном мире.

В некоторых случаях при обсуждении вентиляции всей конструкции ACH будет использоваться для описания «герметичности» и упоминается во многих нормах как стандарт для конструкции. Например, при тестировании двери с вентилятором специалист по строительным испытаниям будет использовать количество воздухообменов, чтобы продемонстрировать, построен ли дом или здание в соответствии со стандартом герметичности и сколько дополнительного наружного воздуха необходимо добавлять в помещение в час.

Текущие меры и стандарты по вентиляции в помещении

Текущие стандарты вентиляции для большинства внутренних помещений установлены ASHRAE. Конкретными стандартами являются 62.1 (коммерческий и институциональный стандарт) и 62.2 (жилой стандарт). ASHRAE 62.2 рекомендует, чтобы дома получали 0,35 ACH, но не менее 15 кубических футов в минуту на человека в качестве минимальной скорости вентиляции, чтобы обеспечить приемлемый уровень качества воздуха в помещении. Для других помещений, таких как офисы, магазины и школы, в стандарте не указан минимальный номер ACH. Вместо этого минимальные требуемые скорости наружного воздуха для ASHRAE 62.1 основаны на размере помещения, его использовании и количестве людей внутри, что можно использовать для расчета точных требований к скорости наружного воздуха для определенного помещения.

Эти стандарты предназначены для контроля/разбавления запахов тела для достижения базовых уровней приемлемого качества воздуха в помещении, они не распространяются на среды с высокой концентрацией вирусов, такие как больницы. В этих областях необходимо следовать рекомендациям ASHRAE 170 или CDC. ASHRAE 170 указывает рекомендуемое количество ACH наружного воздуха, равное 2, при этом общее количество требуемых воздухообменов варьируется от 6 до 12 (в зависимости от расположения в больнице). Общий требуемый воздухообмен относится к наружному воздуху плюс рециркуляционный воздух, при этом рециркуляционный воздух проходит либо через фильтр HEPA, либо через фильтр MERV 14.

Какой ACH рекомендуется для снижения передачи Covid-19?

• Официальных рекомендаций по идеальному ACH для снижения риска передачи Covid-19 не существует. Это потому, что это частично зависит от чисел, которых мы еще не знаем, например: сколько вирусных частиц распространяет инфицированный человек или сколько может вызвать заболевание у подвергшегося воздействию человека.
  Однако большинство экспертов предлагают как минимум 3 АЧ, а в идеале 4-6 АЧ.

Похоже, что скорость наружного воздуха, требуемая в настоящее время кодом, недостаточна для предотвращения распространения COVID-19.и так должно быть увеличено, это правда?

• Увеличение объема наружного воздуха — не единственный способ обеспечить безопасный и чистый воздух в помещении. Фактически, недавно обновленный документ ASHRAE «Основные рекомендации по снижению воздействия инфекционных аэрозолей в воздухе» признает, что существуют более экономичные способы достижения целевых эффективных воздухообменов с помощью фильтрации и локальной очистки воздуха. Производительность фильтра может быть рассчитана как эквивалентная ACH и добавлена ​​к ACH из наружного воздуха для достижения целевого значения ACH. Например, если в вашей существующей системе HVAC есть фильтр MERV 13, вы можете использовать его для смены воздуха 3 раза в час и использовать дополнительный наружный воздух или локальную фильтрацию HEPA для достижения дополнительных 1-3 ACH.
  Точно так же, если ваша система HVAC не может обеспечить фильтрацию MERV 13 или лучше, вместо замены HVAC вы можете установить локальную фильтрацию HEPA, которая фильтрует воздух для достижения целевых 4-6 ACH в помещении.

Должен ли размер оборудования для кондиционирования воздуха рассчитываться на основе кубических футов в минуту для ACH, а не нагрузки на отопление/охлаждение? Должен ли я увеличивать свое оборудование, если ACH не то, что мне нужно?

• При проектировании систем HVAC первичный поток воздуха в помещении/зоне должен рассчитываться в соответствии с притоком/потерей тепла для поддержания заданного значения термостата. Затем требования к вентиляции приложения будут диктовать необходимость дополнительной механической вентиляции или фильтрации для обеспечения требуемого воздухообмена в час. Мы не рекомендуем использовать слишком большое оборудование для достижения ACH. Слишком большой переменный ток имеет несколько негативных побочных эффектов. Это не только увеличивает ненужные затраты на начальном этапе, но также может вызвать s hort – цикл  , который оказывает огромное давление на компоненты кондиционера и изнашивает их , а также приводит к неадекватному осушению и непостоянной температуре в вашем доме.

Другие также смотрели

Исследуйте темы

Что такое ACH и как его рассчитать?

Что такое АСН?

ACH, иногда называемый ACPH, означает количество воздухообменов в час. Его чаще называют скоростью воздухообмена. ACH – это измерение количества раз, когда объем воздуха в помещении будет добавляться, удаляться или заменяться отфильтрованным воздухом. Проще говоря: сколько раз воздух входит и выходит из помещения через систему ОВКВ (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) в течение часа.

ASHRAE (Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха) имеет рекомендации по воздухообмену в час, и они, естественно, варьируются в зависимости от размера помещения. Стандарты, установленные ASHRAE, заключаются в том, чтобы обеспечить достаточное количество воздухообмена в помещении и обеспечить его чистым воздухом.

Количество свежего воздуха, которое необходимо ввести в помещение, сильно зависит от уровня активности и количества людей в помещении. Ваша система отопления и охлаждения (HVAC) подает новый поток воздуха в помещения через приточные каналы, а удаляет воздух через возвратные каналы.

Что-то, что следует учитывать при вентиляции вашего дома, это знание того, сколько лет вашему дому. В старых домах, как правило, есть трещины или протечки, которые увеличивают скорость воздухообмена. Новые дома будут более герметичными, и за ними нужно будет больше следить, поскольку их единственная форма воздухообмена – через систему вентиляции. Хотя эта новая герметичная конструкция отлично подходит для управления температурой в вашем доме, она может немного затруднить расчет ACH вашего дома.

Как рассчитать ACH?

Техник HVAC сможет определить ACH с помощью инструментов.

Однако вы можете рассчитать его и самостоятельно. Воздухообмен в час рассчитывается путем определения объема помещения, в котором вы будете обмениваться воздухом. Осторожно: мы собираемся дать вам немного математических знаний, так что прокачивайте свои школьные математические навыки. Сначала вы должны знать объем воздуха в помещении, а для этого нужны размеры помещения, которые состоят из:

• Длина (Д)

• Ширина (Ш)

• Высота (В)

Расчет объема воздуха в помещении: Объем = Д х Ш х В (небольшой совет на случай, если вы не знаете: х означает умножение). После того, как вы рассчитали объем, вы можете определить обмен воздуха в час. Формула для расчета ACH: ACH = 60Q/объем. Q в этой формуле — это объемный расход воздуха в кубических футах в минуту, также известный как кубический фут в минуту — обычно это кубический фут в минуту используемого фильтрующего устройства. Небольшое примечание к этой формуле: «/» означает «делить». Чтобы расписать это для вас полностью и простыми словами: ACH – это 60, умноженное на куб. фут в минуту вашего воздухообменного устройства, деленное на объем воздуха в помещении.

Интенсивность вентиляции и воздухообмена рассчитывается на человека. Следовательно, когда количество людей в помещении удваивается, удваивается и необходимая скорость воздухообмена. Однако удвоение количества людей в пространстве не меняет ACH, это просто означает, что у вас должна быть система HVAC, учитывающая уровень активности пространства.

ASHRAE Рекомендуется ACH

Ниже приведены некоторые распространенные типы мест и рекомендуемые для них приблизительные значения воздухообмена в час. Чтобы пояснить, как интерпретируются эти измерения: если в доме ACH равен 1, это означает, что в той области, где был рассчитан ACH, воздух этой области был отфильтрован и полностью изменен в течение часа один раз. Эти рекомендуемые измерения ACH, как я упоминал ранее, основаны на расчете на человека. Эти измерения являются приблизительными и не должны использоваться для определения необходимого ACH вашего собственного пространства. Тем не менее, вот основные рекомендации:

• Дом: 0.35-1

• Гостиничный номер: 1-2

• Офис: 2-3

• Розничный магазин: 2-3

• Школа: 5-6

• Спортивное сооружение: 4-8

• Ресторан: 6-8

• Больничная палата: 4-6

Что является причиной недостаточного ACH?

Может быть несколько причин, по которым объем воздушного потока в определенном помещении не соответствует рекомендуемому измерению. Эти причины могут включать:

• Неправильный баланс системного воздушного потока. Некоторые помещения могут получать избыточный объем воздуха, что приводит к снижению подачи воздуха в другие помещения.

• Вентилятор вашей системы HVAC не работает должным образом. Сломанный или поврежденный вентилятор может не подавать достаточное количество воздуха через воздуховоды, поэтому его недостаточно для хорошего воздухообмена.

• Поврежденные протоки. Для точного измерения воздухообмена должны быть работающие воздуховоды, по которым движется воздух. В некоторых воздуховодах может быть утечка воздуха.

Почему ACH важен?

ACH — важная концепция, которую должен знать и понимать домовладелец. Это жизненно важный фактор, когда речь идет о возможностях нагрева и охлаждения вашей системы HVAC. Если воздухообмен в вашем доме недостаточен, аллергены, загрязняющие вещества и раздражители могут накапливаться и оказывать серьезное влияние на качество воздуха в вашем помещении, что может создать проблемы для вас и людей, живущих в вашем доме. По мере увеличения ACH снижается вероятность воздействия переносимых по воздуху вирусов и вредных патогенов.

Мы проводим так много времени в наших домах, поэтому лучше всего следить за качеством воздуха в вашем доме. Крайне важно, чтобы вы обслуживали свою систему HVAC, чтобы избежать проблем с ACH. Скорость воздухообмена регулируется естественной и механической вентиляцией.