Расчет воздухообмена по влаговыделениям: Расчет по избыткам влаги

Разное

alexxlab
05.08.1971
Комментарии: 0

Содержание

4.2. Расчет влаговыделений в помещении

Поступление влаги от людей, W_вл, г/ч, определяется по формуле:

где: n_л– количество людей, выполняющих работу данной тяжести;

w_вл– удельное влаговыделение одного человека, принимаем по таблице 2.24[5]

Для теплого периода года, t_р.з.=24,7С

w_вл=115 г/ч*чел

W_вл^т= 130*115+70*115*0,85=21792,5 г/ч

Для холодного и переходного периодов года, t_р.з.=20С

w_вл=75 г/ч*чел

W_вл^т= 130*75+70*75*0,85=14212,5 г/ч

4.3. Расчет выделения углекислого газа от людей

Количество СО₂, содержащееся в выдыхаемом человеком воздухе, зависит от интенсивности труда и определяется по формуле:

, г/ч,

где n_л– количество людей, находящихся в помещении, чел;

m_CO2– удельное выделение СО₂одним человеком, определяется по таблице VII. 1 [3]

Взрослый человек при легкой работе выделяет m_CO2=25 г/ч*чел. Тогда

М_СО2=130*25+0,85*70*25=4737,5 г/ч

4.4. Составление сводной таблицы вредностей

Разность теплопоступлений и потерь тепла определяет избытки или недостатки тепла в помещении. В курсовом проекте мы условно принимаем, что система отопления полностью компенсирует потери тепла, которые будут иметь место в помещении. Поступление вредностей учитывается для трех периодов года: холодного, переходного и теплого.

Результаты расчета всех видов вредностей сводим в табл. 5.5

Таблица 5.5.

Количество выделяющихся вредностей.

Наименование помещения	Период года	Избытки тепла, Q_п, Вт	Избытки влаги, W_вл, г/ч	Количество СО₂, М_СО2, г/ч
Аудитория на 200 мест	Т	39207	21793	4738
	П	38881	14213	4738
	Х	33016	14213	4738

5.

Расчет воздухообменов

Вентиляционные системы здания и их производительность выбирают в результате расчета воздухообмена. Последовательность расчета требуемого воздухообмена следующая:

1)задаются параметры приточного и удаляемого воздуха

2)определяют требуемый воздухообмен для заданного периода по вредным выделениям, людям и минимальной кратности.

3)выбирается максимальный воздухообмен из всех расчетов по разным факторам.

5.1. Воздухообмен по нормативной кратности

Определяется по формуле:

, м³/ч

К_Pmin– минимальная кратность воздухообмена, 1/ч.

V_P– расчетный бьем помещения, м³.

По табл. 7.7 [2] К_Pmin= 1 1/ч

V_P=F_n*6;

V_P=247*6=1729 м³.

L=1729*1=1729 м³/ч

5. 2. Воздухообмен по людям

Определяется по формуле:

, м³/ч

где l_Л– воздухообмен на одного человека, м³/ч*чел;

n_Л– количество людей в помещении.

По прил.17 [1] определяем, что для аудитории, где люди находятся более 3 часов непрерывно, l_Л= 60 м³/ч*чел.

L = 200*60=12000 м³/ч

5.3. Воздухообмен по углекислому газу.

Определяется по формуле:

, м³/ч

М_СО2– количество выделяющегося СО₂, л/ч, принимаем по табл. 5.5 данного КП.

У_ПДК

– предельно-допустимая концентрация СО₂в воздухе, г/м³, при долговременном пребывании У_ПДК= 3,45 г/м³_.

У_П– содержание газа в приточном воздухе, г/м³_,У_П=0,5 г/м³

М_СО2=4738 г/ч

L=4738/(3,45-0,5)=6317,3 м³/ч

5. 4. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги

В помещениях с тепло- и влаговыделениями воздухообмен определяется по Id-диаграмме. Расчет воздухообменов в помещениях сводится к построению процессов изменения параметров воздуха в помещении.

5.4.1. Воздухообмен по избыткам тепла и влаги теплый период года

На Id-диаграмме наносим точку Н, она совпадает с т.П (t_H=21,7С; I_H=49 кДж/кг._св

характеризующей параметры приточного воздуха (рис 1).

Проводим изотермы внутреннего воздуха t_В=t_Р.З.=24,7С и удаляемого воздуха t_У.Д.=27,4С

Для получения точек В и У проводим луч процесса, рассчитанный по формуле:

, кДж/кг._вл

Q_П– избытки тепла в теплый период года, Вт, из таблицы 5.5 КП

W_ВЛ– избытки влаги в теплый период года, кг/ч, из таблицы 5. 5 КП

E=3,6*39207/21,793=6477 кДж/кг вл.

Точки пересечения луча процесса и изотерм t_В,t_У.Д.характеризуют параметры внутреннего и удаляемого воздуха.

Воздухообмен по избыткам тепла:

, м³/ч

Воздухообмен по избыткам влаги:

, м³/ч

где I_УД,I_П– соответственно энтальпии удаляемого и приточного воздуха, кДж/кг._св.

I_УД=56,5 кДж/кг._св.

I_П=49 кДЖ/кг._св.

d_УД=12,1 г/кг._св.

d_П=11 г/кг._св.

По избыткам тепла:

L_П=3,6*39207/(1,2*(56,5-49))=15683 м³/ч

По избыткам влаги:

L_П=21793/1,2*(12,1-11)=16509 м³/ч

В расчет идет больший воздухообмен по избыткам влаги

L_П=16509 м³/ч

Рис.

1 Теплый период года

Тема 5. Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года (ТП, ХП)

h3. Исходные данные:

1. Тепловой баланс помещений составляется по двум периодам года:

по %{color:red}*ТП* — *_тёплому периоду_*%

как по явному теплу *_ΣQ_{я*, так и по полному теплу *_ΣQ_п_*.}

по %{color:blue}*ХП* — *_холодному периоду_*%

2. Наружные метеорологические условия (для Москвы):

%{color:red}*ТП*: *_t_H^«A» = 22,3 °C; J_Н^«А» = 49,4 кДж/кг;_*%

%{color:blue}*ХП*: *_t_Н^«Б» = -28 °C; J_Н^«Б» = -27,8 кДж/кг._*%

Расчет поступлений влаги в помещение *_Σ W_*.

Температура внутреннего воздуха в помещении:

%{color:red}*ТП* — *_t_В не более, чем на 3 °С выше расчетной температуры по параметрам “А”;_*%

%{color:blue}*_ХП — t_В = 18 ÷ 22°С._*%

h3. РАСЧЕТ.

Расчет начинаем с тёплого периода года *ТП*, так как воздухообмен при этом получается максимальным.

Последовательность расчета (см. Рисунок 1):

1. На *_J-d диаграмму_* наносим (•) *_Н_* — с параметрами наружного воздуха:

p=. *_t_Н^«А» = 22,3 °C; J_Н^«А» = 49,4 кДж/кг_*

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание *_d_Н^«А»_*.

Точка наружного воздуха — (•) *_Н_* будет являться и точкой притока — (•) *_П_*.

2. Наносим линию постоянной температуры внутреннего воздуха — изотерму *_t_В_*

p=. *_t_В = t_Н^«А» + 3 °С = 22,3 + 3 = 25,5 °C._*

3. Определяем тепловое напряжение помещения:

p= (Определяем тепловое напряжение помещения)

где: V — объём помещения, _м³_.

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте.

*Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий. *

Тепловая напряженность помещения Q_я / V_пом.		grad t, °C / м
*кДж / м³*	*Вт / м³*	grad t, °C / м
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

p=. *_t_y=t_B + grad t(H-h_p.з.), ºС_*

где: *_Н_* — высота помещения, _м_;
*_h

р.з._* — высота рабочей зоны, _м_.

На *_J-d диаграмму_* наносим изотерму уходящего воздуха _t_y_*.

%{color:red}*Внимание! При кратности воздухообмена более 5, принимается*% *_t_y=t_B_*.

5. Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения:

p= (Определяем численное значение величины тепло-влажностного отношения)

(численное значение величины тепло-влажностного отношения примем 6 200).

На *_J-d диаграмме_* через точку 0 на шкале температур проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением 6 200 и проводим луч процесса через точку наружного воздуха — (•)H параллельный линии тепло-влажностного отношения.

Луч процесса пересечёт линии изотерм внутреннего и уходящего воздуха в точке *_В_* и в точке *_У_*.

Из точки *_У_* проводим линию постоянной энтальпии и постоянного влагосодержания.

6. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

p= (воздухообмен по полному теплу)

и по влагосодержанию

p= (по влагосодержанию )

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

7. Вычисляем нормативное количество воздуха, требуемое для людей находящихся в помещении.

*Минимальная подача наружного воздуха в помещения.*

Род зданий	Помещения				Приточные системы
	с естественным проветриванием	без естественного проветривания
	Подача воздуха
Производственные	на 1 чел. , м³/ч	на 1 чел., м³/ч	Кратность воздухообмена, ч^-1	% от общего воздухообмена не менее
	30; 20*	60	≥1	—	Без рециркуляции или с рециркуляцией при кратности 10 ч^-1 и более
	—	60 90 120	—	20 15 10	С рециркуляцией при кратности менее 10 ч^-1
Общественные и административно-бытовые	По требованиям соответствующих глав СНиПов	60 20***	—	—	—
Жилые	3 м³/ч на 1 м²		—	—	—

*Примечание.* * При объеме помещения на 1 чел. менее 20 м³

** При объеме помещения на 1 чел. 20 м³ и более

*** Для зрительных и актовых залов, залов совещаний, в которых люди находятся до 3 ч непрерывно.

h3. Дальнейший расчет проводим по большей величине, исходя из п. 6 или минимальной подачи наружного воздуха.

(Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года)

h3. Проводим расчет для ХП.

Последовательность расчета (см. рисунок 2):

1. На *_J-d диаграмму_* наносим (•) *_Н_* — с параметрами наружного воздуха:

p=. *_t_Н^«Б» = -28°C; J_Н^«Б» = -27,8 кДж/кг_*

и определяем недостающий параметр — абсолютную влажность или влагосодержание *_d_Н^«Б»._*

2. Принимаем температуру воздуха в помещении.

При наличии тепловых избытков лучше принять верхний предел

p=. *_t_В = 22°С._*

В этом случае стоимость вентиляции будет минимальной.

3. Определяем тепловое напряжение помещения

p= (Определяем тепловое напряжение помещения)

4. Исходя из величины теплового напряжения помещения, находим градиент повышения температуры по высоте

*Градиент температуры воздуха по высоте помещений общественных и гражданских зданий*

Тепловая напряженность помещения Q_я /V_пом		grad t, °C/м
*кДж/м³*	*Вт/м³*	grad t, °C/м
Более 80	Более 23	0,8 ÷ 1,5
40 ÷ 80	10 ÷ 23	0,3 ÷ 1,2
Менее 40	Менее 10	0 ÷ 0,5

и рассчитываем температуру воздуха, удаляемого из верхней зоны помещения

p=. *_t_y = t_B + grad t(H-h_р.з.), ºС_*

где: *_Н_* — высота помещения, _м_;
*_h_р.з._* — высота рабочей зоны, _м_.

На *_J-d диаграмму_* наносим изотерму уходящего воздуха t_y.

5. Принимаем, что температура приточного воздуха t_П отличается от внутренней температуры воздуха в помещении t_В не более чем на 5°С.

p=. *_t_П = t_В — 5 = 22 — 5 = 17°С._*

На *_J-d диаграмму_* наносим изотерму приточного воздуха .

6. Проводим линию постоянного влагосодержания — *_d = const_* из точки наружного воздуха – (•) *_Н_*, до изотермы .

Получаем точку — (•) *_К_* с параметрами воздуха после нагрева в калорифере.

Одновременно это будет и точка приточного воздуха — (•) *_П_*.

6. Определяем величину тепло-влажностного отношения

p= (Определяем величину тепло-влажностного отношения)

Для нашего примера примем величину тепло-влажностного отношения

p= (Определяем величину тепло-влажностного отношения)

На *_J-d диаграмме_* проводим линию тепло-влажностного отношения через (•)0 на шкале температур, а затем через точку приточного воздуха — (•) *_П_* проводим параллельную линию линии тепло-влажностного отношения до пересечения с изотермой внутреннего — t_В и уходящего — t_У воздуха. Получаем точки — (•) *_В_* и (•) *_У_*.

7. По формулам определяем воздухообмен по полному теплу

p= (воздухообмен по полному теплу)

и по влагосодержанию

p= (и по влагосодержанию)

Полученные численные значения должны совпадать с точностью ±5%.

8. Полученные величины воздухообменов сравниваются с нормативным воздухообменом и принимается большая из величин.

h3. %{color:red}Внимание!%

%{color:red}*Если нормативный воздухообмен превышает расчётный, то требуется перерасчёт температуры приточного воздуха.*%

(Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года)

h3. В конечном итоге мы получили две величины воздухообменов: по %{color:red}ТП% и %{color:blue}ХП%.

*Вопрос — как быть?*

Варианты решения:

1. Приточную систему рассчитывать на максимальный воздухообмен и установить на электродвигателе вентилятора регулятор частоты вращения, задействованный от температуры внутреннего воздуха. Вытяжную систему выполнить либо с естественной циркуляцией, либо механическую, задействованную от того же регулятора частоты вращения.

*Система эффективная, но очень дорогая!*

2. Выполнить две приточные установки и две вытяжные установки. Одна приточная и одна вытяжная установка работают в %{color:blue}ХП%. Приточная система с воздухонагревателем, который рассчитан на подогрев наружного воздуха от параметров “Б” до температуры притока. Вторая пара систем — приточная установка без калорифера, работает только %{color:red}ТП%.

3. Выполнить только приточную систему на подачу по %{color:blue}ХП% и одну вытяжную систему такой же подачи, а воздухообмен в %{color:red}ТП% осуществить через открытые окна.

*Пример.*

В административном здании — помещение атриума, с габаритными размерами в плане:

p=. *_9 × 20,1 м_*

и высотой — *_6 м_*

необходимо поддерживать температуру воздуха в рабочей зоне (_h = 2 м_)

p=. *_t_В = 23ºС и относительную влажность φ_В = 60%. _*

Приточный воздух подаётся с температурой *_t_П = 18ºС_*.

Полные тепловыделения в помещении составляют

p=. *_∑Q_полн. = 44 кВт,_*

явные тепловыделения равны *_∑ Q_явн. = 26_* _кВт,_

поступление влаги равны *_∑ W = 32_* _кг/ч_.

*Решение* (см. рисунок 3).

Для определения величины углового коэффициента необходимо привести все параметры согласно *_J — d диаграмме_*.

p=. *_∑ Q_полн. = 44 кВт × 3600 = 158400 кДж/кг._*

Исходя из этого, угловой коэффициент равен

p= (угловой коэффициент)

Определяем тепловое напряжение помещения

p= (Определяем тепловое напряжение помещения)

Градиент температуры воздуха по высоте помещения составит (определяем по таблице)

p=. *_grad t = 1,5ºС._*

Тогда, температура уходящего воздуха равна

p=. *_t_У = t_В + grad t( H — h_р.з.) = 23 + 1,5 ( 6 — 2 ) = 29 ºС._*

На *_J — d диаграмме_* находим точку *_В_* с параметрами внутреннего воздуха (•) *_В_*:

p=. *_t_В = 23ºС; φ_В = 60%._*

Проводим линию тепло-влажностного отношения с численным значением *_4950_* через точку 0 шкалы температур и, параллельно этой линии проводим наш луч процесса через точку внутреннего воздуха — (•) *_В._*

Так как, температура приточного воздуха *_t_П = 18ºС_*, то точка притока *_П_* будет определяться, как пересечение луча процесса и изотермы *_t_П = 18ºС_*.

Точка уходящего воздуха *_У_* лежит на пересечении луча процесса и изотермы *_t_У = 29 ºС_*.

Получаем параметры реперных точек:

*_(•)В t_В = 23ºС; φ_В = 60%; d_В = 10,51 г/кг; J_В = 49,84 кДж/кг;_*

*_(•)П t_П = 18ºС; d_П = 8,4 г/кг; J_П = 39,37 кДж/кг;_*

*_(•)У t_У = 29ºС; d_У = 13,13 г/кг; J_У = 62,57 кДж/кг._*

Определяем расход приточного воздуха:

* по теплосодержанию

p= (Определяем расход приточного воздуха по теплосодержанию)

* по влагосодержанию

p= (Определяем расход приточного воздуха по влагосодержанию)

т. е. мы получим практически одинаковый расход приточного воздуха.

Определяем кратность воздухообмена по притоку

p= (Определяем кратность воздухообмена по притоку)

Таким образом, кратность воздухообмена по притоку составляет менее 5.

Так как, кратность воздухообмена по притоку составляет больше 5, то необходимо выполнить расчет из условия, что уходящую температуру внутреннего воздуха _t_У_ необходимо принимать равной внутренней температуре воздуха в помещении _t_В_, т.е.

p=. *_t_У = t_В_*

и формула для определения количества воздуха приняла бы вид:

* по теплосодержанию

p= (определения количества воздуха по теплосодержанию)

* по влагосодержанию

p= (определения количества воздуха по влагосодержанию)

%{color:red}Принципиальную схему приточной вентиляционной установки смотри рисунок 4.%

(Методика расчета воздухообмена в помещениях при работе вентиляции в различные времена года)

Кратность воздухообмена.

Расчет воздухообмена кратко-Портал…

1. Кратность воздухообмена

Расчет системы вентиляции предполагает определения воздухообмена. Величина необходимого воздухообмена зависит от наличия некоторых факторов, таких как: кратность воздухообмена, наличие избыточных тепловыделений, влаговыделений, наличие вредных веществ и т. д. Читайте: как провести расчет необходимого воздухообмена помещений.Напомню вам, что величина воздухообмена помещения определяется наибольшим расчетным воздухообменом из вышеперечисленных. При условии, что наибольшее значение будет иметь воздухообмен по нормативной кратности, тогда именно значение кратности воздухообмена и будет влиять на воздухообмен помещения. Об расчете величины воздухообмена по кратности и об ее значениях пойдет речь в данном материале.

Что называют кратностью воздухообмена

Кратность воздухообмена (англ. air exchange rate) — это интенсивность обмена воздуха, которая определяется числом обменов воздуха за единицу времени. Она равняется отношению объема воздуха, что подается в единицу времени, к объему помещения, куда он подается.

Говоря простыми словами, это число которое показывает сколько раз за один час происходит полная смена объема воздуха помещения.

Расчет воздухообмена кратности

Как уже упоминалось, при условии когда вредные примеси не принимаются во внимание, то значение воздухообмена вычисляют по нормативной кратности. Будь то бытовое помещение или производственное помещение, формула для расчета воздухообмена по кратности будет одинаковой:

L = Vпом ⋅ Kp (м3/ч),

где Vпом — объем помещения, м3;
Kp — нормативная кратность воздухообмена, 1/ч.

Объем помещения должен быть известен, в то время как число кратности регламентируется нормами. К ним относятся строительные нормы (СНиП 2.08.01-89), санитарно-гигиенические нормы и другие.

Значения кратности воздухообмена

В данной таблице приведены значения кратности воздухообмена для бытовых помещений:Кратности воздухообмена для промышленных помещений и помещений со значительным объемом:

Представленные выше данные взяты из справочников известной украинской фирмы Vents.

Немного о воздухообмене

Как вы знаете, в жилых домах проектируют системы вентиляции с естественным побуждением.

Местами удаления воздуха из помещений служат кухня, ванна, туалет, то есть наиболее загрязненные помещения квартиры. Приточный наружный воздух поступает через щели, окна, двери.

С течением времени усовершенствуются материалы и конструкция окон. Нынешние конструкции являются совершенно герметичными, что не позволяет совершать необходимый воздухообмен и удовлетворять минимальную кратность воздухообмена.

Подобные проблемы решаются установкой различных систем притока воздуха. Такими являются приточные клапаны в стене, а также приточные клапаны в окнах.

2.Расчет воздухообмена

Воздухообмен – количество воздуха, необходимого для полной или частичной замены загрязненного воздуха в помещении. Воздухообмен измеряют в метрах кубических за час.

Как выполняют расчет воздухообмена? В общем случае воздухообмен определяют по виду загрязнителей воздуха, встречающихся в данном помещении.

Основными расчетами воздухообмена являются расчет за санитарными нормами, расчет за нормированной кратностью, расчет за компенсацией местных вытяжек. Также существует воздухообмен на ассимиляцию явной и полной теплоты, на удаление влаги, на разбавление вредоносных веществ в воздухе. Для каждого из этих критериев существует своя методика расчета воздухообмена.

Перед началом расчета воздухообмена нужно знать такие данные:

количество вредных выбросов в помещение(теплоты, влаги, газов, паров) за один час;
количество вредных веществ на один кубометр воздуха в помещении.

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 помещения		Кратность воздухообмена
Жилая комната (в квартире или общежитии)		3 м3/ч на 1м2 жилых помещений
Кухня квартиры или общежития		6-8
Ванная комната		7-9
Душевая		7-9
Туалет		8-10
Прачечная (бытовая)		7
Гардеробная комната		1,5
Кладовая		1
Гараж		4-8
Погреб		4-6

Промышленные помещения и помещения большого объема		Кратность воздухообмена
Театр, кинозал, конференц-зал		20-40 м3 на чел.
Офисное помещение		5-7
Банк		2-4
Ресторан		8-10
Бар, кафе, пивной зал, бильярдная		9-11
Кухонное помещение в кафе, ресторане		10-15
Универсальный магазин		1,5-3
Аптека (торговый зал)		3
Гараж и авторемонтная мастерская		6-8
Туалет (общественный)		10-12 (или 100 м3 на 1 унитаз)
Танцевальный зал, дискотека		8-10
Комната для курения		10
Серверная		5-10
Спортивный зал		Не 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
Склад		1-2
Прачечная		10-13
Бассейн		10-20
Промышленный красильный цех		25-40
Механическая мастерская		3-5
Школьный класс		3-8

Воздухообмен по теплоизбыткам

Воздухообмен по тепловыделениям определяется в том случае, если в помещении присутствует большое количество теплоты, которую нужно удалить.

Расчет воздухообмена по теплоизбыткам ведут по формуле:

L=3,6•Qизл/(ρ•c•(tуд–tпр)) (м3/час),

где Qизл – количество теплоты, которая выделяется в помещение, Вт;

ρ — плотность воздуха в помещении, кг/м3;

с – массовая теплоемкость воздуха;

tуд – температура воздуха, который удаляется вентиляцией, ºС;

tпр – температура воздуха,что подается, ºС.

Расчет воздухообмена по влаговыделениям

Нужный воздухообмен по избыткам влаги в помещении можно рассчитать за формулой:

L= W/(ρ(dyд–dпр) (м3/час),

где W – выделение влажности в помещении, ;

ρ — плотность воздуха в здании, кг/м3;

dуд – содержание влаги в воздухе, что удаляется системой вентиляции;

dпр – содержание влаги в воздухе, который подается.

Расчет воздухообмена

Воздухообмен по газовыделениям

Воздухообмен по газовым выделениям в помещение рассчитывают за формулой:

L=K/(Kгдк–Kпр) (м3/час),

где К – весовое количество газов, что выделяются в помещение;

Кгдк – предельно допустимая концентрация газов;

Кпр – концентрация газов в подающемся воздухе.

Определение воздухообмена в зависимости от предельно допустимой концентрации веществ:

L= GCO2 / (УПДК-УП) (м3/ч)

где GСО2 – количество выделяющегося СО2, л/ч,
УПДК – предельно-допустимая концентрация СО2 в удаляемом воздухе, л/м3,
УП – содержание газа в приточном воздухе, л/м3.

Нормы допустимых концентраций Со2 в воздухе, л/м3
В местах постоянного пребывания людей (жилые комнаты)		1,0
В больницах и детских учреждениях		0,7
В местах временного пребывания людей (учреждения)		1,25
В местах кратковременного пребывания людей (учреждения)		2,0
В наружном воздухе:	Населенные пункты (село)	0,33
	Малые города	0,4
	Крупные города	0,5

Воздухообмен по санитарным нормам

Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам (по количеству людей) определяется с условия обеспечения человека необходимым количеством свежего воздуха. Для общественных зданий санитарные нормы предусматривают подачу 20 м3/час•чел при временном пребывании человека в помещении, 40 м3/час•чел при длительном пребывании и 80м3/час•чел для спорт зала.

Формула расчета воздухообмена:

L= n•l (м3/час),

где n — количество людей, чел;

l — санитарная норма подачи воздуха, м3/час•чел.

Расчетный воздухообмен

За расчетное значение воздухообмена принимают максимальное значение из расчетов по теплопоступлениям, влагопоступлениям, поступлением вредных паров и газов, по санитарным нормам, компенсации местных вытяжек и нормативной кратности воздухообмена.

Воздухообмен жилых и общественных помещений обычно рассчитывают по кратности воздухообмена или по санитарным нормам.

После расчета требуемого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и делается аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем вам не пренебрегать расчетом воздухообмена, если хотите создать комфортные условия вашего пребывания в помещении.

расчет и таблицы для различных помещений

Содержание

1 Понятие воздухообмена
2 Расчет кратности воздухообмена
3 Методы расчета для помещений жилого дома
4 Административные и бытовые здания
5 Физкультурно оздоровительные учреждения
6 Учреждения здравоохранения
7 Помещения детских дошкольных организаций
8 В заключении

Одним из показателей, влияющих на обеспечение оптимального микроклимата в помещениях различного назначения, является кратность воздухообмена. Под этим термином обозначают, количество полных циклов смены воздушных масс в помещении в течение единицы времени, например часа.

Ротация воздушных масс обеспечивает:

удаление воздуха, содержащего патогенные и болезнетворные микроорганизмы;
замену кислорода, содержащего углекислый газ новым объемом воздуха, что создает комфортные условия для умственной деятельности человека;
оптимальные значения температуры и влажности в помещении, оказывающих влияние на работоспособность человека и создающих заданные условия для хранения различных изделий;
устранение воздуха, содержащего неприятные запахи.

Необходимые значения показателей кратности воздухообмена в зависимости от назначения помещения указываются в специальных таблицах СНиП. Ротация воздушных масс обеспечивается за счет комбинированного использования естественной и искусственной вентиляции.

Приток кислорода обеспечивается через окна, двери и при помощи специальных вентиляторов. Однако учитывая тенденцию на использование материалов и технологий, обеспечивающих герметичность этих конструкций, близкую к абсолютным значениям, использование при строительстве зданий систем, обеспечивающих приток кислорода, является обязательным условием для достижения показателей кратности воздухообмена.

Эти задачи решаются путем оснащения стен и окон приточными клапанами, которые помимо герметичности обеспечивают поступление необходимого количества кислорода в единицу времени.

Понятие воздухообмена

Основные требования при проектировании систем кондиционирования включают определение числа циклов воздухообмена. Под этим термином понимается создание условий для обеспечения циркуляции и полной замены объема кислорода в сооружении. Этот параметр зависит от концентрации в воздухе вредных компонентов, наличия мест выделения избыточного количества тепла, влаги и кратности смены объема кислорода в помещении.

Кратность воздухообмена является показателем, определяющим степень интенсивности полной смены объема кислорода. Другими словами организованный, и регулируемый воздухообмен определяется как количество полных циклов смены кислорода в течение часа. Этот параметр относится к санитарным нормам и определяет степень безопасности и комфортность нахождения человека в здании. Нормативные и допустимые значения этого показателя определяются принятыми нормами СНиП, содержащими различные требования в зависимости от назначения комнаты.

Воздухообмен бывает естественного и искусственного типа. При этом в первом случае приток воздуха обеспечивается за счет перепада давления воздуха внутри комнаты и за ее пределами. Во втором варианте замещение объема воздушных масс предусматривает использование систем принудительной подачи кислорода, попадание через проемы в дверях и стенах и выполнение проветривания помещений. Организация удаления загрязненного кислорода предусматривает обустройство систем вытяжки в помещениях, имеющих наиболее загрязненный воздух. В условиях квартиры такими местами могут быть ванна, туалет и кухня, в первых двух случаях система вентиляции может оснащаться устройствами, обеспечивающими всасывание загрязненного воздуха или воздушными клапанами, в случае с кухней, в большинстве случае речь идет об оснащении пространства над плитой различными типами вытяжных зонтов.

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.

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:

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.
При общей площади в расчете на одного человека превышающей 20 м², интенсивность воздухообмена должна составлять 30 м³/ч на 1 человека.
Для кухни, оснащенной электрической плитой минимальные показатели подачи кислорода не могут быть меньше 60 м³/ч.
Если на кухне используется газовая плита, минимальное значение нормы воздухообмена увеличивается до 80-100 м³/ч.
Нормативные показатели кратности воздухообмена для вестибюлей, лестничных клеток и коридоров составляет 3 м³/ч.
Параметры воздухообмена несколько возрастают при увеличении влажности и температуры в помещении и составляют для сушильных, гладильных и постирочных комнат 7 м³/ч.
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.

Административные и бытовые здания

Как уже упоминалось, показатели кратности имеют различные значения для разных зданий, при этом в части случаев эксплуатация систем обеспечения ротации воздушных масс, предусматривает использование естественной вентиляции и в холодное время года. При этом, в части используемых помещений, например душевых и уборных вытяжная система вентиляции должна работать более интенсивно, чем система подачи свежего кислорода в комнатах общего назначения. Так, параметры ежечасно удаляемого из помещений душевых воздуха с паром должна исходить из расчета 75 м³/ч из расчета на 1 сетку, а при организации удаления загрязненного воздуха из уборных из расчета 25 м³/ч на 1 писсуар и 50 м³/ч на 1 унитаз.

Таблица кратности для торговых помещений.

При обеспечении смены воздуха в кафе организация системы вентиляции и кондиционирования должна обеспечить кратность замены воздуха в приточной системе на уровне 3 ед/ч, для системы вытяжки этот показатель должен составлять 2 ед/час. Расчет системы полной замены воздуха в торговом зале зависит от типа используемой вентиляции. Так, если при наличии вентиляции приточно-вытяжного типа кратность замены воздуха определяется расчетным путем для всех типов торговых залов, то при обустройстве сооружения вытяжкой, не обеспечивающей приток воздуха, кратность воздухообмена должна составлять 1,5 ед/ч.

Таблица кратности для помещений кафе

При использовании помещений, обладающих большим количеством пара, влаги, тепла или газа, расчет воздухообмена может вестись исходя из имеющегося избытка. Для того, чтобы рассчитать воздухообмен по теплоизбыткам используется формула (4):

где Qпом – количество выделяемой в помещение теплоты;
ρ – плотность воздуха;
c — теплоемкость воздуха;
t вывод — температура воздуха, удаляемого при помощи вентиляции;
t подав — температура воздуха, подаваемого в помещение.

Организация системы обмена воздуха в котельной исходит из типа используемого котла и должна обеспечивать 1-3 кратную замену всего объема кислорода в течение часа.

Физкультурно оздоровительные учреждения

При занятиях в спортивном зале кратность обмена воздуха играет важную роль, поскольку во время физических нагрузок необходимо обеспечить поступление свежего кислорода в легкие каждого из посетителей с учетом достаточно больших объемов зала. Таким образом, требования оговаривают необходимость обеспечения поступления в спортзал при наличии посетителей 80 м3/ч воздуха.

Расчет кратности воздухообмена для бассейна исходит из количества находящихся в нем людей и должен составлять 20 м³/ч в расчете на 1 человека. В то же время, учитывая специфику нахождения в сауне, в бане, необходимо обеспечить смену 10 м³ воздуха в течение каждого часа. При этом учитывая большие объемы вырабатываемого насыщенного пара, можно вести расчет воздухообмена по влаговыделениям.

Учреждения здравоохранения

Наибольшие значения показатель кратности воздухообмена в учреждениях, относящихся к системе здравоохранения, имеет для палат, в которых производится стационарное лечение пациентов с обнаруженными патологиями инфекционного (160 м³/ч) и неинфекционного (80 м³/ч) происхождения.

Согласно нормативам большая часть других помещений, включая кабинеты врачей и процедурные комнаты должна иметь кратность вытяжки при естественном типе организации воздухообмена, равную 1-2 ед/ч.

Отдельным пунктом следует упомянуть организацию системы вентиляции операционных кабинетов. В них согласно современным требованиям должна использоваться 3 кратная система очистки воздуха, при этом работающие устройства должны обеспечивать минимальный приток 1200 м³ воздуха в час.

Помещения детских дошкольных организаций

Обеспечение требуемых норм воздухообмена в дошкольных организациях является базовым условием здоровья и нормальной умственной активности малышей. Однако при обеспечении вентиляции необходимо исключать возможность возникновения сквозняков, учитывая это требование, проветривание в детских дошкольных организациях осуществляется в соответствии с распорядком дня учреждения.

Согласно нормам, обозначенным в СНиП 41.21-2003, для обеспечения проветривания кратность воздухообмена в классе для занятий, раздевалке, игровой комнате и в спальне для детей в возрасте до 2 лет должна составлять 1,5 ед/час. Более строгие требования предъявляются при обеспечении полной замены в области умывальника, туалета, медицинского пункта и кухни, для которых этот показатель составляет 2-3 ед/час.

В заключении

Кратность полной замены кислорода является показателем, определяющим комфортность и безопасность пребывания в помещении. Этот параметр отличается для помещений, имеющих различное назначение, и определяется по одной из приведенных методик исходя из показателя, определяющего подачу чистого кислорода в час и объема сооружения. Для обеспечения микроклимата, регламентированного нормами СНиП и санитарными требованиями, может использоваться естественная, принудительная и комбинированная схема вентиляции.

Расчет воздухообмена помещений кинотеатра. Выбор параметров наружного воздуха при проектировании систем вентиляции, страница 2

Н =3,9 м – высота точки удаления воздуха над рабочей зоной;

h_рз = 1,5 м – высота рабочей зоны.

grad t определяется в зависимости от удельной явной характеристики зала

, отсюда grad t =0,42

Объемный воздухообмен

где – плотность воздуха в помещении.

3.1.3.4 Определение луча процесса для теплого периода года

3.1.3.5 Определение параметров внутреннего, подаваемого и удаляемого воздуха:

Строим на I-d диаграмме процесс обработки воздуха, т.е. находим точки Н, П, В и У, соответствующие параметрам состояния наружного, подаваемого, внутреннего и удаляемого воздуха и определяем параметры воздуха.

Параметры подаваемого воздуха:

Параметры внутреннего воздуха:

Параметры удаляемого воздуха:

3.1.3.6 Определение значения воздухообмена по избыткам полной теплоты и по влаговыделениям

Воздухообмен по избыткам полной теплоты

Воздухообмен по избыткам влаги

Расхождение – допустимо.

3.1.3.7 Определение воздухообмена для поддержания допустимой концентрации углекислого газа

где – предельно допустимая концентрация СО₂ в воздухе помещения – по приложению 2 учебного пособия;

– концентрация СО₂ в наружном воздухе – по приложению 2 учебного пособия

3. 1.3.8 Определение нормируемого воздухообмена для обеспечения санитарно-гигиенической нормы свежего воздуха на одного человека:

где – удельный нормируемый воздухообмен на одного человека

3.1.3.9 Выбор расчетного значения воздухообмена:

В качестве расчетного значения воздухообмена выбирают наибольшее значение из всех имеющихся:

Расчетное значение воздухообмена

Пересчитаем и по

3.1.4 Расчет воздухообмена для переходных условий

3.1.4.1 Расчет тепловыделений от людей

3.1.4.1.1 Явные теплопоступления от людей

Расчет проводится по формуле (1) с учетом

3.1.4.1.2 Полные теплопоступления от людей

Расчет проводится по формуле (2) с учетом

3.1.4.1.3 Влаговыделения от людей

Расчет проводится по формуле (3) с учетом

3.1.4.2 Тепловые потери помещения при переходных условиях года

где – температура внутреннего воздуха, для проектирования вентиляции;

– температура внутреннего воздуха, для проектирования отопления

– температура наружного воздуха, для проектирования вентиляции;

– температура наружного воздуха, для проектирования отопления

3. 1.4.3 Составление уравнения теплового баланса по явной и полной теплоте

Уравнение баланса по явной теплоте

Уравнение баланса по полной теплоте

3.1.4.4 Определение температуры приточного воздуха

3.1.4.5 Определение луча процесса для переходного периода года

3.1.4.6 Температура удаляемого воздуха

, отсюда grad t = 0,86

3.1.4.7 Определение параметров внутреннего, подаваемого и удаляемого воздуха:

Параметры подаваемого воздуха:

Параметры внутреннего воздуха:

Параметры удаляемого воздуха:

3.1.4.8 Для проверки определим значения воздухообмена по избыткам полной теплоты и по влаговыделениям и рассчитаем расхождение

Воздухообмен по избыткам полной теплоты

Воздухообмен по избыткам влаги

Расхождение

3. 1.5 Расчет воздухообмена для холодного периода

3.1.5.1 Расчет тепловыделений от людей

3.1.5.1.1 Явные теплопоступления от людей

Расчет проводится по формуле (1) с учетом

3.1.5.1.2 Полные теплопоступления от людей

Расчет проводится по формуле (2) с учетом

3.1.5.1.3 Влаговыделения от людей

Расчет проводится по формуле (3) с учетом

3.1.5.2 Тепловые потери помещения при переходных условиях года

3.1.5.3 Составление уравнения теплового баланса по явной и полной теплоте

Уравнение баланса по явной теплоте

Уравнение баланса по полной теплоте

3.1.5.4 Определение температуры приточного воздуха

Чтобы температура приточного воздуха соответствовала рассчитанной смешаем наружный воздух с уходящим.

3.1.5.5 Расчет рециркуляции

3.1.5.5.1 Расчет расхода рециркуляционного воздуха

3. 1.5.5.2 Приращение влагосодержания воздуха

3.1.5.5.3 Влагосодержание смеси свежего и рециркуляционного воздуха

3.1.5.5.4 Луч процесса

3.1.5.6 Температура удаляемого воздуха

, отсюда grad t = 0,34

3.1.5.7 Определение параметров внутреннего, подаваемого, смешанного и удаляемого воздуха

Строим на I-d диаграмме процесс обработки воздуха, т.е. находим точки Н, П, В,С и У, соответствующие параметрам состояния наружного, подаваемого, внутреннего, смешанного и удаляемого воздуха и определяем параметры воздуха.

Расчет воздухообмена, его виды и формулы

Как выполняют расчет воздухообмена? В общем случае воздухообмен определяют по виду загрязнителей воздуха, встречающихся в данном помещении.

Воздухообмен – количество воздуха, необходимого для полной или частичной замены загрязненного воздуха в помещении. Воздухообмен измеряют в метрах кубических за час.

Основными расчетами воздухообмена являются расчет за санитарными нормами, расчет за нормированной кратностью, расчет за компенсацией местных вытяжек. Также существует воздухообмен на ассимиляцию явной и полной теплоты, на удаление влаги, на разбавление вредоносных веществ в воздухе. Для каждого из этих критериев существует своя методика расчета воздухообмена.

Перед началом расчета воздухообмена нужно знать такие данные:

количество вредных выбросов в помещение(теплоты, влаги, газов, паров) за один час;
количество вредных веществ на один кубометр воздуха в помещении.

Воздухообмен по теплоизбыткам

Воздухообмен по тепловыделениям определяется в том случае, если в помещении присутствует большое количество теплоты, которую нужно удалить.

Расчет воздухообмена по теплоизбыткам ведут по формуле:

L=3,6•Qизл/(ρ•c•(tуд–tпр)) (м3/час),

где Qизл – количество теплоты, которая выделяется в помещение, Вт;

ρ — плотность воздуха в помещении, кг/м3;

с – массовая теплоемкость воздуха;

tуд – температура воздуха, который удаляется вентиляцией, ºС;

tпр – температура воздуха,что подается, ºС.

Почему правильный воздухообмен важен

Нормы воздухообмена придуманы не просто так. При грамотно организованной вентиляции в помещении приятно находиться. Не ощущается спертого воздуха. В помещении не сохраняются надолго неприятные запахи. А также микроклимат не создает предпосылок к появлению плесени.

Система вентиляции – важная составляющая в организации хорошего показателя воздухообмена. И создания оптимальной атмосферы в помещении.

Разновидности систем вентиляции

Сегодня выполняется два вида вентиляции в жилых помещениях. Они различаются по методике монтажа и организации. А также по результативности в разных условиях эксплуатации.

Однако функции обоих видов вентиляции идентичны:

Следующие виды вентиляционных систем используются в строительстве:

естественная вентиляция. Выполняется она в виде воздуховодов. Через них осуществляется отток воздуха из помещения. А приток – через неплотности и щели в дверях и окнах. Действие естественной вентиляции начинается только при разнице температур воздуха между помещением и вне его. Она должна составлять 10-15°С;
принудительная вентиляция. Она будет работать вне зависимости от любых внешних факторов. Представляет собой вентиляторного типа устройство. Оно устанавливается в толщу стены здания. И может работать и на приток, и на отток воздуха.

Принудительный тип вентиляции справляется с задачей воздухообмена эффективнее. Существуют разновидности таких устройств. Они могут различаться по объему обрабатываемого воздуха. Оснащаться системой подогрева воздуха, который поступает с улицы. Стоимость устройства зависит от его возможностей и функций.

Схематично прибор принудительной вентиляции представлен на картинке ниже:

Возможность сочетания разных видов вентиляции

Можно сочетать оба вида вентиляции в одном помещении. Такой подход позволит обеспечить нормальный воздухообмен в любое время года. Ведь в летний период естественная вентиляция уже не работает. Связано это с отсутствием разницы температуры воздуха внутри и снаружи помещения.

Особенностью работы принудительной вентиляции по требованиям СНиП является обязательное расположение радиаторов отопления строго под окнами. Объясняется это тем, что приток воздуха преимущественно осуществляется через щели в окнах.

Получив представление о понятии воздухообмена и нормах, можно организовать грамотную вентиляцию внутри жилого помещения. Это обеспечит оптимальный микроклимат в нем. И поможет ощущать себя комфортно в любое время года.

Расчет воздухообмена по влаговыделениям

Нужный воздухообмен по избыткам влаги в помещении можно рассчитать за формулой:

L= W/(ρ(dyд–dпр) (м3/час),

где W – выделение влажности в помещении, ;

ρ — плотность воздуха в здании, кг/м3;

dуд – содержание влаги в воздухе, что удаляется системой вентиляции;

dпр – содержание влаги в воздухе, который подается.

Нормы кратности воздухообмена для помещений

Утепленная и герметичная конструкция домов приводит к снижению кратности воздухозамещения. В результате вредные микроорганизмы размножаются интенсивнее, и портится общая гигиена.

В нормах и правилах отобразили критические значения по воздухообмену, несоблюдение которых однозначно приведет к проблемам.

Воздухообмен на примере подвала: чтобы добиться необходимой кратности, нужно несколько приточных отверстий и дефлектор на отводящей трубе для усиления оттока

Для многоквартирных домов, различных помещений и зданий вывели нормы кратности воздухообмена — в СП 54.13330.2016.

К отдельным комнатам есть следующие требования:

кухня с газоиспользующим оборудованием — 80—100 м³/ч;
кухня с электроплитой и без газовых приборов — 60 м³/ч;
ванная/душевая/туалет — 25 м³/ч;
совмещенный санузел — 50 м³/ч;
общая постирочная, сушильная, гладильная — 7;
холл или коридор в многоквартирном доме — 3;
жилая комната в квартире (детская, спальня) — 3 м³/ч на 1 м²; 30 м³/ч на человека, но не меньше 0,35 раз в час от объема помещения;
лестничная клетка — 3;
гардероб в общежитии — 1,5;
машинное помещение лифта — 1;
комната с теплогенератором с теплопроизводительностью до 50 кВт — 1 м³/ч для закрытой камеры сгорания и 100 м³/ч для открытой;
кладовая для хозяйственных предметов, спортивного оборудования — 0,5.

Если установить газовую плиту в помещение с теплогенератором, то потребуются дополнительные 100 м³/ч воздухообмена.

Для помещений разного назначения кратность подбирают по СП 60.13330.2016, СП 118.13330.2012 и СП 44.13330.2011.

Для измерения кратности воздухообмена в комнатах и технических помещениях с нестандартной планировкой или размерами — используйте СанПиНы и корректируйте результат исходя из самостоятельных расчетов.

В ресторанах над каждым источником тепла стоит разместить и приточную, и вытяжную вентиляцию, и если эти воздуховоды находятся вверху, то температурный контраст между внутренним и поступающим воздухом не должен превышать 6 °C

Современные здания оборудуют автономными воздушными клапанами, которые устраняют застоявшиеся массы воздуха. Владельцы квартир могут их регулировать.

Тип помещения	Кратность	Тип помещения	Кратность	Тип помещения	Кратность	Тип помещения	Кратность
Оранжерея	25 — 50	Прачечная	10 — 15	Офис	6 — 8	Больничная палата	4 — 6
Красильный цех	25 — 40	Парикмахерская	10 — 15	Гараж	6 — 8	Жилая комната	3 — 6
Металлообрабатывающий цех	20 — 40	Домашняя кухня	10 — 15	Спортзал	6 — 8	Площадка в подъезде, вестибюль	3 — 5
Пекарня	20 — 30	Кафетерий	10 — 12	Мастерская	6 — 8	Спальня	1,5 — 4
Кухня общепита	15 — 20	Конференц-зал	8 — 12	Домашний туалет	3 — 10	Школьный класс	2 — 3
Раздевалка с душем	15 — 20	Подвальное помещение	8 — 12	Чердак	3 — 10	Кладовка	0,2 — 3
Подсобка	15 — 20	Магазин	8 — 10	Комната переговоров	4 — 8	Электрощитовая	1 — 2
Туалет в общественном месте	10 — 15	Ресторан/бар	6 — 10	Ванная/душевая	3 — 8

Дополнительные вентилирующие приборы решают вопросы с предельно допустимыми концентрациями вредных веществ. В жилых зданиях и общественных учреждениях приемлемыми показателями считают 0,1 мг/м³ для озона и 0,005 мг/м³ для хлорсодержащих соединений.

Жильцы будут в еще большей безопасности, если сделают мощную механическую вентиляцию.

Цеха и промышленные помещения

В производственных помещениях условия бывают более тяжелыми, а иногда и вредными. Кратность воздухообмена в цехах должна в несколько раз превосходить параметры для других помещений.

Для производственных помещений нужен высокомощный воздухообмен с большой кратностью, а рассчитывают его по излишкам влаги, излишкам тепла, взрывоопасным и вредным веществам, выделениям от персонала

Факторы в подборе правильного показателя вентилирования цеха:

Процент влажности, избыток влаги в воздухе. В первую очередь это касается предприятий, которые в технологических процессах используют жидкости.
Тепловая энергия, вырабатываемая оборудованием. Избыточное тепло от промышленных машин нужно устранять через естественную и механическую вентиляцию.
Уровень загрязнения и особенности технологических процессов. Для каждого химического соединения есть предельно допустимая концентрация. Воздухообмен рассчитывают на то, чтобы основные вредные вещества присутствовали в воздухе в минимальном количестве.
Интенсивность труда. Тяжелая физическая нагрузка и напряженная умственная работа станут более легкими и выполнимыми при высоком содержании свежего воздуха. В случае с физическим трудом речь идет также о безопасности.
Количество работающих в помещении в один момент и на протяжении дня. Каждого сотрудника следует обеспечить воздухом с расчета на среднестатистическую потребность на 1 человека.

Значение имеет также форма цеха и его объем. Первый параметр влияет на движение воздушных масс, второй — на потребность в воздухе.

Придется учесть застаивание воздуха и его завихрение.

Цеха бывают малярными, сварочными, механосборочными и механическими: из этих помещений нужно удалять конвективное и лучистое тепло, дым, соединения с инертными газами и разные примеси

Для промышленных объектов с опасными и летучими хим. соединениями требуется 45-кратный обмен. Красильным цехам — 40. В помещениях, где работники в значительной мере применяют физическую силу, воздух нужно обновлять 35 раз в час.

На производственных площадках, где рабочий процесс не включает сложную работу и частое применение физических усилий, — 30. В цехах, где работа заключается в легкой физической нагрузке, — 25.

Кратность воздухообмена для промышленных помещений указали в СП 118.13330.2012, а также в СП 60.13330.2012 и СП 60.13330.2016 — актуализированных редакциях СНиП 41-01-2003.

Медицинские организации и больницы

В организациях здравоохранения от качества воздуха зависит жизнь пациентов и скорость их восстановления. В детских больницах на это следует обращать еще больше внимания. Кратность сменяемости воздуха для медицинских учреждений регламентирует СП 158.13330.2014.

Больше всего в замене воздуха нуждаются палаты для инфекционных больных. Требуемая кратность воздухообмена для них составляет 160 м³/ч на 1 человека. Палатам для других пациентов (детей и взрослых) нужна интенсивность воздухообмена на уровне 80 м³/ч на 1 человека.

Показатели в м³/ч на 1 человека дают больше гарантии, что такой кратности воздухообмена хватит для поддержания и улучшения здоровья лечащихся.

На врачебные кабинеты и лаборантские хватит 60 м³/ч на 1 человека. Столько же нового воздуха требуется в помещениях для игло- и мануальной терапии, залах для лечебной физкультуры, а также в кабинетах с постоянными рабочими местами.

Если кратность воздухозамещения в больнице правильная, то будет обеспечен идеальный химический и микробиологический состав воздуха при минимальном уровне шума и вибраций

Во многих случаях можно обойтись без высокоинтенсивного воздухообмена, а также без удельных нормативов. В кабинетах для томографии и процедурных для приема радиофармацевтических препаратов хватает 6-кратной смены воздуха.

Пять раз в час нужно обновлять воздух в грязных зонах ДСО/ЦСО, помещениях для санитарной обработки больных, комнатах для хранения дезинфицирующих средств, сортировки использованного белья, обработки и мытья посуды.

В кабинетах, где хранятся препараты и стерильные материалы, нужна 4-кратная сменяемость воздуха. В таком же количестве нового воздуха нуждаются процедурные и помещения, оборудованные под флюорографические и рентгенодиагностические обследования.

Трехкратное обновление воздуха считают нормой для небольших мастерских по обслуживанию медицинского оборудования, лаборантских комнат клинических анализов, чистых зон стерилизационного отделения.

Такие же нормы распространяются на помещения для сортировки анализов, холлы, кабинеты функциональной и ультразвуковой диагностики.

В отделе реанимации и интенсивной терапии воздухообмен проектируют так, чтобы препятствовать распространению продуктов горения, и в этом также помогают противопожарные клапаны

Для буфетов и зон принятия пищи при стационарах требуется 2-кратный воздухообмен. Всего 1 обновления воздуха в час достаточно для небольших кабинетов, где нет ни одного постоянного рабочего места.

Столько же хватит для маленьких складов с аппаратурой и чистыми материалами, вестибюлей на первом этаже, архивов, справочных, гардеробных и кладовых.

Офисы и деловые центры

В офисах и административных учреждениях требуется больше свежего воздуха, чем в индивидуальном жилье. Причина этому — большое количество офисной техники, напряженная умственная деятельность и стандарты обслуживания клиентов.

Критерии для вентиляции в офисах:

большой размер вентканалов;
наличие механической и естественной вентиляции;
эффективная аэрация при невысоком расходе электроэнергии;
гибкое управление системой вентиляции: возможность регулировки и настройки под внешние погодные условия;
удобное размещение элементов механической и естественной вентиляции для проведения ремонтных и монтажных работ разного характера;
применение бесшумного оборудования или звукоизоляции;
качественная вытяжная и приточная вентиляция;
постоянное поступление свежего воздуха, в идеале с улицы.

Новый воздух должен эффективно удалять испарения. Стоит уделить внимание увлажнению и очистке воздуха, его охлаждению или прогреву перед подачей в помещения.

В больших офисных залах делают развитую систему общеобменной и местной вентиляции с клапанами, воздухораспределителями, калориферами, теплоизоляцией и автоматическим управлением

В рабочей комнате на 1 сотрудника нужно не меньше 20 м³/ч. В конференц-залах столько же отводят на каждого посетителя. Интенсивный воздухообмен следует обеспечивать в умывальных и санитарных комнатах — до 15 обновлений воздуха в час.

Помещениям для курения понадобится 10-кратный обмен. В кабинете управляющего/управляющих нужна кратность воздухообмена на уровне 3, в технических помещениях — 1, в комнатах с картотеками и кладовых — 0,5. Нормы для офисов есть в СП 118.13330.2012 и международном стандарте ASHRAE 62-1-2004.

Воздухообмен по санитарным нормам

Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам (по количеству людей) определяется с условия обеспечения человека необходимым количеством свежего воздуха. Для общественных зданий санитарные нормы предусматривают подачу 20 м3/час•чел при временном пребывании человека в помещении, 40 м3/час•чел при длительном пребывании и 80м3/час•чел для спорт зала.

Формула расчета воздухообмена:

L= n•l (м3/час),

где n — количество людей, чел;

l — санитарная норма подачи воздуха, м3/час•чел.

Жилые помещения: какой воздухообмен должен быть

Благодаря хорошему обмену воздуха, нахождение в таком помещении характеризуется комфортом. И для обеспечения этого применяются строгие нормы, принятые в строительстве.

Так, для комнат площадью 20 м² на одного человек должно приходиться 3 м³ на 1 м² площади. А для жилых помещений с большей площадью данный показатель увеличивается до 30 м³ за 1 час.

Различаются и требования к показателю воздухообмена в разных помещения квартиры:

на кухне кратность смены воздуха должна составлять 5-8;
в санузле и ванной комнате – 7-10;
в гостиной – 3-4;
спальня — 2-4;
комната, предназначенная для курения, – 10-12.

Приведенные данные позволяют понять нормы для каждого типа помещения. Ниже приведены некоторые нормы в виде картинки для лучшего понимания:

В ванной комнате создается совершенно особый микроклимат. Для него характерны высокие показатели влажности и температуры. И достаточный обмен воздуха здесь совершенно необходим. Прочитайте, как можно надежно герметизировать данное помещение. Наверняка такой вопрос возникал у всех, кто занимался или планирует заняться своей ванной комнатой. Ведь герметизация такого помещения позволяет избежать появление грибка и плесени. И поможет при малом показателе воздухообмена. Например, когда в помещении нет окна.

Расчетный воздухообмен

После расчета требуемого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и делается аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем вам не пренебрегать расчетом воздухообмена, если хотите создать комфортные условия вашего пребывания в помещении.

Калькулятор

воздухообменов в час (формула на основе CFM + примеры)

по

ACH или A ir C hanges P er H наш — это показатель, который говорит нам, сколько раз устройство HVAC может заполнить воздухом весь объем помещения. Это особенно полезно при сравнении различных очистителей воздуха или кондиционеров.

Пример: Возьмем очиститель воздуха с воздушным потоком 250 CFM. Мы поместили его в комнату площадью 200 кв. футов со стандартной высотой потолков (8 футов). Сколько воздухообменов в час производит установка?

Расчет: 250 CFM – это 250 кубических футов в минуту. За один час (60 минут) мы получаем 60 * 250 = 15 000 кубических футов в час. Общий объем комнаты составляет 200 кв. футов * 8 футов = 1600 кубических футов. Такой очиститель воздуха способен заменить весь объемный воздух в помещении 15 000/1 600 = 9 375 раз.

Ответ: ACH = 9,375

Примечание. К этому сообщению одобрены комментарии [comment_no]. Если у вас возникли трудности с расчетом ACH с помощью приведенного ниже калькулятора, мы можем помочь вам в разделе комментариев.

Вот аккуратный калькулятор воздухообмена в час, которым вы можете свободно пользоваться. Просто введите площадь, высоту потолка и CFM рассматриваемого устройства HVAC, и вы сможете рассчитать ACH:

Калькулятор ACH

Формула воздухообмена в час («Как рассчитать воздухообмен в час»)

Формула расчета воздухообмена в час из CFM достаточно проста. Практически каждый может рассчитать его с помощью цифрового калькулятора. Все, что вам нужно знать, это площадь помещения, высота и CFM.

Это формула для ACH (обмен воздуха в час):

ACH = CFM x 60 / (Площадь x Высота)

, где «Площадь» — это площадь помещения, в котором вы планируете разместить устройство HVAC. , а «Высота» — высота потолка.

Формула в основном такова: «сколько кубических футов воздуха может обеспечить каждый час установка HVAC», деленная на объем помещения.

Вот как рассчитать скорость вентиляции помещения

Мы всегда получаем CFM, но это объем воздуха в минуту . Чтобы рассчитать воздухообмен в час , мы должны перевести это в часы. Отсюда умножение на 60 в приведенном выше уравнении.

Объем комнаты рассчитывается как длина*ширина*высота . Умножение длины комнаты на ее ширину даст нам площадь поверхности («Площадь»). Чтобы получить объем, надо площадь умножить на высоту.

По этой теме мы опубликовали содержательную статью о том, как правильно подобрать размер вытяжного вентилятора для ванной комнаты. Этот расчет включает в себя знание размеров ванной комнаты и применение эмпирического правила 8 ACH для ванных комнат. Вы можете проверить эту статью о том, сколько вентиляторов для ванной комнаты CFM вам нужно здесь (с включенным калькулятором и диаграммой, основанной на 8 ACH).

Вы также можете использовать калькулятор ACH для расчета различных типов вентиляторов. Вот несколько примеров:

Лучшие настенные вентиляторы с 8 ACH.
Лучшие высокоскоростные напольные вентиляторы могут использоваться для достижения 16 ACH в плохо вентилируемых помещениях.

Сколько ACH используют очистители воздуха различных марок

Расчет рекомендуемой площади покрытия в спецификации очистителя воздуха основан на рейтинге CADR, максимальном воздушном потоке и ACH. Производители воздухоочистителей знают, как рассчитать кратность воздухообмена.

По сути, для расчета рекомендуемой площади покрытия различные производители воздухоочистителей используют от 1 до 5 воздухообменов в час. Те, которые используют 5 ACH, очень тщательно удаляют загрязнители воздуха для рекомендуемого размера комнаты, используя 2 ACH меньше. 5 ACH рекомендуется людям, склонным к аллергии; мы написали об этом в нашем списке лучших очистителей воздуха от аллергии здесь.

Вот список того, сколько ACH различных марок очистителей воздуха обычно используют для расчета рекомендуемой зоны покрытия:

В очистителях воздуха Mediify используется 4 ACH. Это очень тщательное соотношение цены и качества; Вы можете ознакомиться с обзорами очистителей воздуха Mediify здесь.
Alen BreatheSmart использует 2 ACH. Пример: Alen BreatheSmart 75i — очиститель воздуха №1 — имеет рекомендуемую площадь покрытия 1300 кв. футов. Его максимальный воздушный поток составляет 350 CFM. При 5 ACH рекомендуемая площадь покрытия составляет 520 кв. футов.
основана на 2 ACH или 5 ACH. Пример: Big Airmega 400 имеет зону покрытия 1560 кв. футов с рейтингом CADR 350 (2 ACH). Высокопроизводительный Coway AP-1512HH имеет площадь покрытия 361 кв. фут с рейтингом CADR 246 (5 ACH).
Molekule имеет рекомендуемую зону покрытия, но не предоставляет данных ACH, CADR или максимального воздушного потока. Molekule Air, например, имеет площадь покрытия 600 квадратных футов, но невозможно определить, сколько воздухообменов он производит в час.
Honeywell использует 5 ACH. Пример: Honeywell HPA300 имеет зону покрытия 465 кв. футов с рейтингом CADR 300 (5 ACH).
Levoit; они используют 3,33 ACH со своей лучшей моделью. Пример: Levoit LV-h235 имеет площадь покрытия 463 кв. фута и рейтинг CADR 360. Воздух меняется каждые 18 минут; таким образом, установка Levoit производит 3,33 воздухообмена в час.
Окайсо использует 3 смены воздуха в час. Пример: их самый популярный очиститель воздуха Okaysou AirMax8L имеет площадь покрытия 500 кв. футов с рейтингом CADR 210 (3 ACH).
Дайсон очень стесняется раскрывать размеры комнаты. Вот почему невозможно рассчитать ACH для любого очистителя воздуха Dyson.

Из всех устройств HVAC очистители воздуха уникальны с точки зрения ACH, поскольку их работа наиболее точно соответствует спецификации ACH. По сути, ACH является вторым определяющим фактором, который указывает, насколько хорошо воздухоочистители очищают воздух.

Важно понимать, что расчет ACH строго основан на расходе воздуха . Это не показатель того, насколько хорошо работает система фильтрации очистителя воздуха; он не измеряет эффективность фильтров HEPA, фильтров с активированным углем или даже фильтров генераторов озона. Высокий ACH, например, напрямую не снижает вероятность роста плесени (об этом могут свидетельствовать осмотр и тестирование плесени).

Существует еще одна определяющая спецификация, действующая для очистителей воздуха, которая измеряет эффективность системы фильтрации; Рейтинг CADR. Рейтинг CADR пропорционален как ACH, так и различным фильтрам, которые могут использовать очистители воздуха. По этой причине расчет ACH и последующий расчет CADR наиболее подходят для очистителей воздуха.

Чтобы рассчитать размер помещения на основе воздушного потока (в кубических футах в минуту), вы должны использовать здесь калькулятор кубических футов в минуту. Вы также можете использовать этот метод определения размера решетки возвратного воздуха, основанный на расчете CFM.

В больших помещениях и в помещениях, зараженных плесенью, сложнее, но важно поддерживать более высокий обмен воздуха в час. Вы можете проверить список лучших очистителей воздуха для больших помещений здесь и список лучших очистителей воздуха от плесени здесь. Ключевым моментом здесь является поддержание ACH не менее 2 воздухообменов в час. Как мы уже отмечали в нашей статье о лучших очистителях воздуха для удаления пыли, рекомендуется рассчитывать 5 ACH для тщательного удаления пыли через НЕРА-фильтры h22, h23 или h24.

Для получения дополнительной помощи, если вы ищете единицы SCFM (стандартные кубические футы в минуту), вы можете ознакомиться со статьей SCFM и CFM здесь.

Если у вас есть какие-либо вопросы относительно расчета воздухообмена в час, вы можете задать их нам в комментариях ниже.

Воздухообмен между вольером и его окружением

Физика сохранения: Воздухообмен между вольером и его окружением

Воздухообмен
(pdf)
(epub)
Воздухообмен зданий
Климат в зданиях (pdf)
Индекс

Введение

Скорость воздухообмена в помещении оказывает большое влияние на климат в помещении, но ее почти никогда не измеряют. Как следствие, у нас есть километры термогигрографических диаграмм и терабайты цифровых климатических записей, которые бесполезны для диагностических исследований климата в помещении и больше не используются для контроля качества кондиционирования воздуха.

Скорость воздухообмена определяется как время, обычно выражаемое в часах, за которое весь воздух в помещении заменяется наружным воздухом.

Для среды с кондиционированием воздуха это легко определить, разделив объем помещения на поток через приточный воздуховод. Это определение предполагает принудительное вытеснение воздуха из помещения к выходному воздуховоду. Это можно описать как концепцию «ямы и маятника» (по рассказу Эдгара Аллана По) — представьте, что стена движется по комнате, выметая застоявшийся воздух с постоянной скоростью, а свежий воздух заполняет пустоту позади.

В помещениях, проветриваемых за счет естественной протечки через окна, и в витринах истинная скорость воздухообмена меньше, чем скорость выхода молекул воздуха, потому что по мере того, как воздух внутри выходит, свежий воздух проникает и постоянно смешивается с оставшимся воздухом в помещении. Некоторые из первоначальных молекул задерживаются в комнате намного дольше, чем показывает скорость обмена, в то время как некоторые из вновь прибывших молекул покидают помещение довольно быстро. В принципе, самой последней застоявшейся молекуле воздуха потребуется почти бесконечное время, чтобы покинуть вольер.

Измерение скорости воздухообмена

Интенсивность воздухообмена часто измеряют путем впрыскивания экзотического газа в пространство и наблюдения за уменьшением его концентрации с течением времени. Также можно использовать офисных людей в качестве генераторов углекислого газа и следить за снижением концентрации в выходные дни. В домах дневная пустота позволяет такое же измерение.

Нечеловеческие источники CO ₂ легко доступны в виде ампул со сжатым газом, используемым для приготовления газированных напитков, поэтому нам не нужно запихивать человека в витрину, чтобы измерить скорость воздухообмена. Давайте откроем одну из этих ампул в витрине и проследим, что произойдет.

Рисунок 1: Скорость обмена 0,2 тома в час выражена крутой прямой линией, представляющей сквозной обмен. Пунктирная линия показывает результат почасового расчета смешивания с инфильтрирующим воздухом. Гладкая кривая представляет собой непрерывную оценку процесса смешивания в сочетании с утечкой CO ₂ .

Газ будет быстро смешиваться с воздухом внутри корпуса, чтобы получить начальную концентрацию, скажем, 1000 частей на миллион по сравнению с окружающей средой (что в настоящее время составляет около 400 частей на миллион, но не играет никакой роли в этом упрощенном обсуждении). После этого оба CO ₂, и воздух будет диффундировать через небольшие щели, в то время как равное количество наружного воздуха, смешанного с окружающим CO ₂, будет поступать внутрь.

Если мы позволим процессу утечки протекать в течение часа, концентрация CO ₂ уменьшится, в данном конкретном случае, с начальных 1000 частей на миллион выше температуры окружающей среды до 800 частей на миллион выше температуры окружающей среды. Математически описываемая остаточная концентрация:

с _т = с ₀ × (1 − к / n )

Где t — прошедшее время, а n — количество измерений в час, которое в данном примере также равно единице. k — обмен воздуха в час, что в данном случае равно 0,2.

В начале второго часа скорость движения воздуха наружу точно такая же, как и в предыдущий час, но начальная концентрация CO ₂ теперь ниже. Это означает, что вытекает меньше молекул CO ₂, чем в предыдущий час, хотя общее число улетучившихся молекул такое же, как и в первый час. Через второй час остаточная концентрация CO ₂ будет уменьшен в той же пропорции, что и после первого часа:

C _T = C ₀ × (1 – K / N ) × (1 – K /) N ) × (1 – K /). к / п ) ²

Концентрация соответствует синей пунктирной линии на диаграмме.

Таким образом, тенденция к уплощению развивается за счет последовательных перегибов градиента на каждом интервале измерения.

Экспоненциальный процесс

На самом деле разбавление CO ₂ происходит за счет непрерывного процесса диффузии в сочетании с смешиванием с инфильтрирующим воздухом. Мы можем рассчитать более точную кривую затухания, увеличив расчетную частоту n , выраженную в измерениях в час, в общем уравнении:

c _t = c ₀ × (1 − k / n ) ^{( n × т )}

Показатель степени ( n × t ) представляет общее количество вычислений, выполненных за t часов.

Для действительно точного расчета мы должны измерять очень часто, а это означает, что n , количество вычислений в час, становится очень большим.

Это выглядит как большое вычисление, но мы можем воспользоваться давно известным упрощением для выражений такого типа. Положим:

q = − n / k

тогда

k / n = −1/ q и n = − qk

Подставляя в расчет распада:

c _t = c ₀ × (1 + 1/ q ) ^{( q × (− 53 кт ) ^{Это преобразование допускает дальнейшее упрощение: по мере того, как q становится большим, что означает очень короткий временной интервал между вычислениями, выражение (1 + 1/ q ) ^q становится равным 2,718 (приблизительно), что является магическим числом e , названным швейцарским математиком Леонардом Эйлером.}}

так что теперь у нас есть:

c _t = c ₀ e ^{− кт}

Это широко применимое уравнение, описывающее уменьшение со временем величины, скорость уменьшения которой изменяется пропорционально ее мгновенному значению. Обычный и наиболее точно соблюдаемый пример — радиоактивный распад, но он также применим, хотя и менее точно, к падению уровня воды в ведре с дыркой в дне.

Логарифмический расчет

Расчет можно еще больше упростить. На момент написания мы отмечаем 400-летие изобретения логарифмов Джоном Нейпиром в 1614 году.

Показатель степени – кт является логарифмом по основанию e коэффициента концентрации c _t / c ₀ .

бревно ( с _т / с ₀ ) = − кт

log ( c _t ) − константа = − кт

Это преобразование удаляет экспоненту из уравнения, так что логарифм концентрации в зависимости от времени дает прямую линию, градиент которой равен скорости воздухообмена k . Это начальная скорость изменения концентрации газовых примесей, смешанных с воздухом, и именно так обычно выражается скорость обмена. Однако в большинстве случаев это число дает преувеличенную скорость изменения переменных компонентов воздуха, таких как углекислый газ и водяной пар.

Рис. 2: Наклон графика зависимости log(концентрации) от времени представляет собой прямую линию, наклон которой дает скорость воздухообмена в обменах в час.

Концепция полураспада

Для расчета утечек газов из закрытых помещений с пассивным климатом, таких как витрины и ящики, более информативно использовать родственное понятие, называемое периодом полураспада. Это время, необходимое для того, чтобы концентрация уменьшилась вдвое, что будет равно времени, за которое она снова уменьшится вдвое. Этот способ выражения утечки подходит для прогнозирования поведения витрин с буферами влажности. Чтобы проиллюстрировать этот способ обработки воздухообмена, на рисунке 3 показана динамика утечки углекислого газа в виде частей на миллион по логарифмической оси ординат. Это в точности эквивалентно построению журнала c на линейной оси, как на рис. 2, но лучше иллюстрирует медленность приближения паров CO ₂ или H ₂ O к условиям окружающей среды.

Рисунок 3: Потери CO ₂ показаны прямой линией на логарифмической оси концентрации. Каждый горизонтальный интервал представляет собой уменьшение концентрации вдвое.

Ось у растягивается по мере уменьшения концентрации, поэтому, хотя линия концентрации продолжается с устойчивым нисходящим уклоном, она никогда не достигнет нуля, потому что шкала расширяется, чтобы предотвратить это. Вместо этого мы можем использовать время в часах, необходимое для уменьшения концентрации вдвое, чтобы выразить распад как период полураспада. В этом случае период полураспада составляет 3,5 часа, а скорость утечки, найденная по графику log ( c _t ) составляет 0,2 объема в час, что дает пятичасовое время для полной замены за счет смещения. Период полураспада всегда в 0,7 раза больше обменного курса по вытеснению.

На практике скорость воздухообмена измеряется потерей газовых примесей в помещениях, где свежий воздух смешивается с утечкой старого воздуха, поэтому фактически измеренное количество является периодом полураспада. Затем это обычно преобразуется в скорость воздухообмена, выраженную как скорость выхода пускового воздуха при пусковой скорости. Таким образом, указанный коэффициент воздухообмена условно является вымышленным, если только не установлен очень усовершенствованный кондиционер с вытеснением воздуха.

Рисунок 4: Для диффузионных процессов (слева) используйте период полураспада; для процессов вытеснения (справа) используют скорость воздухообмена.

Какая мера полезнее? При принудительной вентиляции воздуховодами или окнами, расположенными на противоположных сторонах помещения, кратность воздухообмена является соответствующей. Концепция периода полураспада подходит для среды, в которой утечка происходит за счет случайного движения молекул через трещины без отчетливого потока газа.

Реальные примеры измерения воздухообмена

На рисунке 5 показан пример из реальной жизни: отчет о занятии офиса коллегой, наделенным разнообразным характером работы.

Рисунок 5: Эпизоды рассеивания углекислого газа в офисе. Период полураспада довольно изменчив, но медленнее по сравнению с измерениями в обычных домах. Данные Мортена Рила-Свенсена.

Рис. 6: Данные с рис. 5 в логарифмическом масштабе, чтобы дать скорость воздухообмена в сменах воздуха в час.

Из этой записи на рис. 5 можно увидеть изменчивость полупериода в реальных измерениях. Идентичный график на рисунке 6 показывает соответствующие обменные курсы.

Хорошая линейность указывает в основном на диффузионный воздухообмен в этом некондиционируемом помещении.

Рис. 7: Рассеяние углекислого газа после событий в церкви Сондерсё, Дания. Схема аналогична таковой в офисе для одного человека, хотя площадь намного больше. Данные Мортена Рила-Свенсена.

Рисунок 7 представляет собой аналогичную запись из более крупной ограды — готической церкви в Сондерсё, Фюн, Дания.

Точность измерения периода полураспада

Следы на графиках как из офиса, так и из церкви показывают хорошую линейность в средней части событий, но тенденцию к вогнутости по мере увеличения времени. Это можно интерпретировать как повышенную потерю двуокиси углерода на пиковом уровне, возможно, за счет сорбции в мебели в комнате или более быстрой вентиляции из-за более высокой температуры, чем температура окружающей среды, или открытия окон и дверей для «проветривания» комнаты. В хвосте линий распада наблюдается замедление приближения к внешнему значению, что может быть связано с дегазацией ранее сорбированного газа или уменьшением разницы температур и закрытыми дверями. Еще одним источником затяжного хвоста концентрации в помещении внутри здания является утечка между измеряемым пространством и другими помещениями, населенными людьми, с более высоким, чем в окружающей среде, содержанием углекислого газа.

Распад диоксида углерода, по-видимому, дает более высокую скорость воздухообмена, чем измерения с использованием редких газовых примесей, обнаруженных в окружающем воздухе лишь в незначительных количествах. Разница может быть на порядок. Это говорит о том, что есть некоторый поглотитель углекислого газа. Это водорастворимый газ, и он реагирует с образованием ионов бикарбоната в растворе, возможно, в поверхностных жидких пленках, которые всегда присутствуют на поверхности материалов.

Влажные буферные помещения

Рисунок 8: Концентрация водяного пара в помещении обычно выше, чем на открытом воздухе, из-за деятельности человека, которая не поглощает водяной пар.

Еще один газ, выделяемый человеком, — водяной пар. Это будет сильно поглощено гигроскопичными материалами, а затем выпущено в космос. Этот процесс маскирует эффект воздухообмена. Однако, если сделать упрощающее предположение, что гигроскопичный материал всегда находится в равновесии с окружающим его пространством, то можно рассчитать ход снижения концентрации после того, как пространство сначала будет поднято до повышенной влажности, а затем обменяться воздухом с более сухой средой. .

Удобно изменить единицу концентрации с ppm на относительную влажность (RH), потому что это мера, определяющая физические свойства абсорбирующих материалов. Относительная влажность – это фактическая концентрация водяного пара, измеренная в любой единице концентрации, деленная на максимально возможную концентрацию при данной температуре, которая является пределом, при котором происходит конденсация. RH – это соотношение. Однако при постоянной и однородной температуре относительная влажность пропорциональна концентрации водяных паров, поэтому с ней можно обращаться точно так же, с тем преимуществом, что она непосредственно указывает на физическое состояние и количество сорбированной воды гигроскопического вещества. материалы.

Рисунок 9: Содержание обменной воды в хлопке в зависимости от относительной влажности и температуры. Влияние температуры мало. По Urquhart & Williams, «Изотерма поглощения хлопка», J. Textile Inst. (1924) 559-572

На рис. 9 показано, как хлопковая целлюлоза обменивается водой с окружающим пространством в зависимости от относительной влажности при незначительном влиянии температуры. Диаграмма также показывает, что хлопок содержит большое количество обменной воды по сравнению с равной массой воздуха. Один кубический метр воздуха весит примерно один килограмм и содержит при комнатной температуре и относительной влажности 50 % около 10 г воды, что равно содержанию воды в 100 г хлопковой целлюлозы.

Рисунок 10: Витрина с сильным буфером, в которой будет поддерживаться стабильная относительная влажность в течение длительного времени.

Давайте введем достаточное количество воды в витрину объемом один кубический метр, чтобы поднять ее относительную влажность до 70%, а затем проследим за ее продвижением к равновесию с окружающей комнатой при относительной влажности 50%. Если бы гильза была пустой, ее относительная влажность изменилась бы точно так же, как описано выше для утечки углекислого газа. Но предположим, что теперь мы поместили в витрину 200-граммовую книгу (типичный том в мягкой обложке). Бумага будет содержать около 15% обменной воды, скажем, 30 г, а воздух будет содержать около 12 г водяного пара. Когда относительная влажность снижается до 50 % из-за утечки в сухую среду, содержание водяного пара в воздухе снизится до 8,6 г воды. Однако равновесное содержание воды в бумаге уменьшится до 20 г, поэтому в воздух внутри корпуса будет выпущено 10 г воды. Бумага постоянно увеличивает содержание воды в воздухе в корпусе по мере того, как его относительная влажность уменьшается, уменьшая скорость снижения относительной влажности до четверти скорости снижения относительной влажности в пустом корпусе того же объема при той же скорости воздухообмена.

Рисунок 11: Картины в рамке за стеклом, висящие во влажной среде.

Рис. 12: Повышение относительной влажности внутри застекленных рамок для картин. Две картины запечатаны алюминиевой фольгой, покрывающей тыльную сторону рамы, одна фотография защищена только проницаемой картой.

На рисунках 11 и 12 показан процесс буферизации в действии в наборе бумажных изображений в рамках, установленных во влажной среде. Незащищенное изображение быстро достигает равновесия с относительной влажностью в помещении, в то время как запечатанные изображения медленно приближаются к высокой относительной влажности окружающей среды с периодом полураспада около двух недель. Это, однако, не половина времени воздухообмена, который происходит гораздо быстрее. Задержка достижения равновесия в основном связана с сорбцией воды бумажным изображением и его оболочкой.

Расчет буфера

Витрины часто заполняются абсорбирующими материалами, чтобы стабилизировать относительную влажность от утечки в помещения, которые могут быть слишком влажными или слишком сухими, иногда в зависимости от сезона. Часто используются экзотические и дорогие сорбенты, но здесь мы будем использовать бумагу, чтобы показать, что в большинстве случаев специальные буферные материалы не нужны.

Чтобы рассчитать, сколько буферного материала следует использовать, необходимо сначала измерить или угадать период полуобмена воздухом. Возьмем пример витрины с измеренным полупериодом утечки инертного газа в один день, что легко достижимо. Желательно, чтобы период полувыведения из равновесия с концентрацией водяного пара в помещении составлял не менее 3 месяцев, скажем, 100 дней.

Выделение или поглощение водяного пара, вносимое гигроскопичными материалами, можно считать эквивалентным расширению футляра до большего вымышленного объема, но при сохранении скорости потери водяного пара (и воздуха) такой же, как и в реальном объеме футляра. При комнатной температуре изменение относительной влажности с 50% до 40% изменит содержание воды в помещении на 1,7 г на кубический метр. Такое же изменение содержания воды на 1,7 г будет происходить на бумаге весом около 100 г при воздействии такого же ступенчатого изменения относительной влажности. Таким образом, мы можем сказать, что 100 г бумаги в ящике объемом один кубический метр имитируют лишний кубический метр влажного воздуха и, таким образом, фактически удваивают объем ящика, не влияя на его скорость утечки, выраженную в кубических метрах в час. Это то же самое, что сказать, что это удвоит период полураспада, но только для водяного пара.

В этом конкретном случае нам нужно умножить «инертный» период полураспада на 100, что соответствует 10 кг бумаги на кубический метр. Это небезосновательно: плотность книги составляет около 500 кг/м ³ , поэтому в жертву буферному материалу нужно пожертвовать лишь одной пятидесятой частью объема корпуса.

Если измерить время полураспада для витрины объемом один кубический метр с использованием инертного газа, такого как CO ₂ , можно предположить, что каждые 100 г целлюлозного буфера добавят к витрине один кубический метр «виртуального» пространства. без изменения скорости потери водяного пара, поэтому время полураспада пропорционально увеличивается. Поэтому, если вам нужна витрина, способная пережить сухую зиму в музее в холодном климате, то легко рассчитать, сколько нужно добавить буфера, измерив период полураспада воздухообмена в пустом корпусе – это трудная часть.

Буферизация больших и негерметичных пространств

Рис. 13. Даже в помещении с сильной буферизацией скорость воздухообмена обычно настолько велика, что буферизация стабилизирует помещение только на несколько часов.

В помещении с большей интенсивностью воздухообмена мебель будет обеспечивать некоторое буферное действие, но не будет поддерживать равновесие с воздухом, поскольку скорость диффузии водяного пара через гигроскопичные материалы довольно мала по сравнению со скоростью выхода водяного пара из помещения. воздушное пространство. Описанный выше расчет для этой ситуации не подходит, так как он предполагает мгновенное уравновешивание содержания воды в абсорбирующем материале и относительной влажности помещения. Расчет для буферизованных, но негерметичных пространств подробно описан в отдельной статье:
www.conservationphysics.org/wallbuff/ padfield_jensen_humidity_buffering_2011.pdf

Благодарности

Я благодарю Morten Ryhl-Svendsen за данные и советы.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works License 3.0.

Воздухообмен
(pdf)
(epub)
Воздухообмен здания
Климат в зданиях (pdf)
Индекс

Что такое скорость воздухообмена и почему это важно?

Скорость воздухообмена – это количество раз в час, когда новый воздух снаружи входит в помещение, смешивается и заменяется старым воздухом изнутри.

Почему это важно? Если у вас слишком высокая скорость воздухообмена, вы теряете воздух, который платите за нагрев или охлаждение. Если скорость слишком низкая, ваш воздух становится спертым и застойным, что также может привести к накоплению токсинов, вирусов, патогенов и тому подобного.

Знание скорости воздухообмена в вашем доме или строении важно для здоровья. Это также важно знать при установке или замене оборудования HVAC или изоляционных материалов или при планировании нового строительного проекта.

«Идеальные» скорости воздухообмена даны в диапазоне от высокого до низкого, потому что определение скорости не является точной наукой. Ставки варьируются в зависимости от типа конструкции, используемой воздушной системы, желаемого качества воздуха и эффективности конструкции.

Что влияет на скорость воздухообмена
Существует множество факторов, влияющих на скорость воздухообмена, таких как тип местности, наличие зон с вредными выбросами, количество присутствующих людей, наличие мест для курения сигарет и т.д. если есть вирусы.
Нормы воздухообмена (и вентиляции) рассчитываются на человека. Места, которые будут иметь высокую заполняемость, должны иметь более высокие скорости воздухообмена.
То же самое относится к строениям, в которых есть места для курения сигарет или места, где могут выделяться вредные выбросы в воздух. При наличии этих загрязняющих веществ в помещении требуется усиленная вентиляция — наряду с установкой хорошей системы ОВКВ — для надлежащего обмена воздуха в помещении.
В любом здании есть два типа воздушных потоков: контролируемый и неконтролируемый.
Неконтролируемый воздушный поток вызван естественными факторами, такими как ветер или повышение температуры, или искусственными элементами, которые не контролируются. Сломанный вентилятор — один из примеров; утечка вентиляции (из воздуховода, например) – другое.
Контролируемый поток воздуха является результатом вмешательства человека с помощью механизмов, специально разработанных и расположенных для распределения воздуха по конструкции.
По мере строительства отверстия в конструкции постоянно создаются и заполняются. Строители должны следить за тем, чтобы после завершения строительства оставались только предусмотренные отверстия.
Наличие непредусмотренных отверстий может привести к тому, что называется дисбалансом воздушного потока. Это может привести к тому, что воздух будет втягиваться снаружи (известный как обратный поток) быстрее, чем он может подаваться через систему HVAC.
Вы, вероятно, знакомы с примерами этого из вашего дома. Если вы оставите окно открытым в жаркий день, когда работает кондиционер, источник переменного тока не сможет справиться с горячим воздухом, поступающим снаружи. Этот горячий воздух заменяет его, когда холодный воздух уходит. Другим примером является теплый воздух — или холодный воздух зимой — который может легче проникать через окна с одинарным остеклением или плохо изолированный чердак, в то время как охлажденный или нагретый воздух выходит наружу.
Отверстия в самом оборудовании HVAC, например, в воздуховодах, трубах или главном стволе воздуховода, могут создавать такие же проблемы. Вот почему важно убедиться, что установлена соответствующая система HVAC, что вентиляция адекватна и что все непредусмотренные отверстия заполнены, чтобы обеспечить максимальный контроль воздушного потока.
Как рассчитать скорость воздухообмена
Скорость воздухообмена рассчитывается как воздухообмен в час (ACH). Формула для расчета скорости представляет собой количество кубических футов перемещаемого воздуха в час, деленное на объем конструкции.
Кубические футы в час часто рассчитываются с помощью теста воздуходувки, чтобы измерить количество кубических футов в минуту, а затем умножить эту скорость на 60 (минут). Объем конструкции рассчитывается путем умножения длины здания на его ширину и высоту.
Результат расчета показывает, сколько раз в час конструкция может опорожняться и наполняться воздухом.
Как увеличить скорость воздухообмена
Увеличение скорости воздухообмена в конструкции не должно быть сложным. Иногда это так же просто, как включить вентиляторы, например, в ванной или кухонной вытяжке, или открыть окна и двери, чтобы впустить свежий воздух.
Однако использование вентиляторов и открытие дверей и окон не являются долгосрочными решениями для увеличения скорости воздухообмена. Увеличение входящего потока наружного воздуха может быть ограничено погодными условиями и качеством наружного воздуха.
Регулировка механической системы ОВКВ является более надежным методом, например открытие заслонок.
Важно постоянно менять воздух, как упоминалось ранее, чтобы воздух не застаивался и чтобы воздух в помещении был здоровым.
Два других варианта оборудования HVAC могут помочь улучшить качество воздуха в помещении: фильтрация и очистители воздуха.
Повышение фильтрации может быть достигнуто путем установки в систему соответствующего фильтра в соответствии с рекомендациями специалиста по ОВКВ. Использование очистителей воздуха HEPA может дополнить ваши методы воздухообмена, удаляя переносимые по воздуху частицы, такие как пыль и вирусы, из воздуха в помещении.
Воздухообмен в час в зависимости от типа местоположения
Воздухообмен в час варьируется в зависимости от количества присутствующих людей и типа местоположения, различаясь для таких сооружений, как жилые дома, отели, офисы, магазины, школы, спортивные сооружения , или рестораны.
В соответствии со стандартом ASHRAE 62.1 («Вентиляция и приемлемое качество воздуха в помещениях в жилых зданиях»), в домах должно быть не менее 0,35 воздухообмена наружного воздуха на воздух в помещении в час, чтобы поддерживать качество воздуха в помещении.
Рекомендуемая скорость вентиляции зависит от размера помещения, использования и количества людей, которые будут находиться в помещении.
В других организациях действуют инструкции для различных типов зданий. Например, Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) создали таблицу, показывающую, сколько времени требуется для достижения 9Эффективность 9% в медицинских учреждениях в зависимости от количества воздухообменов в час.
Например, требуется более двух часов (138 минут) для достижения эффективности 99% при двух заменах воздуха в час, но менее получаса (28 минут) при 10 заменах воздуха в час. Время, необходимое для достижения эффективности 99,9 %, еще больше: почти 3,5 часа (207 минут) при двух удалениях воздухообмена и 41 минута при 10.
Количество минут, необходимое для достижения обоих уровней эффективности, уменьшается по мере воздухообмен в час увеличивается, поэтому в большинстве больниц используется от 20 до 25 воздухообменов в час, а иногда и до 30.
ASHRAE рекомендует низкую скорость вентиляции 2–3 в час для офисов, 5–6 для школ и 6–12 для больниц, но мнения экспертов расходятся. Например, эпидемиолог из Гарварда Джозеф Аллен рекомендует 4-6 воздухообменов в час в школах, в то время как физик Кристиан Келер из Университета федеральных вооруженных сил в Мюнхене, Германия, советует, чтобы шесть были минимумом.
Плюсы и минусы более высоких воздухообменов в час
Существуют плюсы и минусы использования вентиляции для достижения рекомендуемых воздухообменов в час.
Когда речь идет о COVID-19, нет рекомендаций по идеальным показателям для снижения риска, потому что пока точно неизвестно, сколько частиц распространяется на человека или сколько частиц требуется для заражения.
Однако рекомендуется скорость воздухообмена от трех до шести. Более высокая скорость может быть достигнута путем открытия дверей и окон и использования систем фильтрации. Компромиссом от увеличения скорости воздухообмена для борьбы с пандемией является снижение энергоэффективности.
Pros
Использование вентиляционных систем для увеличения скорости воздухообмена может помочь контролировать проблемы с влажностью, помогая бороться с плесенью и грибком.
Более высокие скорости вентиляции и фильтрации удаляют частицы, в том числе опасные, из воздуха с большей скоростью.
Минусы
Текущие стандарты вентиляции для большинства внутренних помещений установлены ASHRAE.7, и эти стандарты были разработаны для разбавления биологических отходов (например, запахов от людей) и достижения базовых уровней приемлемого качества воздуха в помещении — чистый воздух — а не инфекционный контроль.
Увеличение скорости воздухообмена требует компромиссов, таких как дополнительные затраты на перемещение большего количества воздуха в помещении, а также на нагрев или охлаждение большего объема воздуха. Эти дополнительные расходы могут быть ограничены за счет использования энергосберегающих систем и «умных» систем, обеспечивающих подачу воздуха, когда пространство занято.
Необходимая вентиляция сильно различается. Факторы меняются в зависимости от размера помещения, количества людей (удвоить количество людей, удвоить необходимую вентиляцию) и загрязняющих веществ в помещении.
Пассивная вентиляция
Пассивная вентиляция также известна как естественная вентиляция. Как следует из названия, этот тип вентиляции использует естественные силы (ветер, тепловую плавучесть и т. д.) для перемещения воздуха в помещение и из него.
Как упоминалось ранее, открывая окна, двери и вентиляционные отверстия, а также используя вентиляторы и вытяжные вентиляционные отверстия, вы будете использовать естественную пассивную вентиляцию для увеличения скорости воздухообмена.
Активная вентиляция
Активная вентиляция использует систему, такую как HVAC, для перемещения воздуха с более регулируемой скоростью. Другими словами, системы HVAC могут помочь достичь желаемого количества воздухообменов в час на более постоянной основе.
Активная система вентиляции также играет большую роль в удалении влаги и переносимых по воздуху загрязнителей из окружающей среды здания. Это приносит пользу как здоровью (меньше вирусов и т. д.), так и комфорту (контроль температуры) людей в здании.
Преимущества надлежащей вентиляции
Надлежащая вентиляция увеличивает скорость воздухообмена, уменьшая дисбаланс воздушного потока и обеспечивая распределение чистого воздуха по всему зданию. Однако важно повторить, что правильная вентиляция включает в себя больше, чем дизайн; это включает в себя функциональность, которой могут помешать утечки и незапланированные отверстия.
Такие утечки могут нарушить работу системы, прервав необходимый поток воздуха и заменив воздух, подаваемый системой HVAC, воздухом, возвращающимся извне помещения, которое нагревается, охлаждается или, в случае очистителя воздуха HVAC, очищается и рециркулирует. Надлежащая вентиляция позволяет воздуху циркулировать там, где вы хотите, поскольку воздух будет втягиваться и выпускаться только за счет контролируемого воздушного потока. Обеспечение этого создает несколько преимуществ.
Снижает содержание загрязняющих веществ
Может снижать уровень загрязняющих веществ и переносимых по воздуху загрязняющих веществ за счет ограничения проникновения воздуха снаружи здания. Это может быть особенно полезно в районах с плохим качеством воздуха из-за промышленного загрязнения или, как в Калифорнии в последние несколько лет, из-за дыма от крупных лесных пожаров.
Но системы HVAC в большинстве школ, коммерческих структур и офисных зданий имеют дополнительное преимущество, поскольку оснащены системами фильтрации, которые помогают снизить риск распространения внутренних загрязнителей. Это может быть дым от сигареты или переносимый по воздуху вирус, такой как грипп или COVID-19.
Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) рекомендует использовать такие фильтры в системах HVAC. Фильтры, которые обычно используются в домашних условиях, должны иметь минимальное значение рейтинга эффективности (MERV) 13 или выше, уровень, при котором они будут отфильтровывать только 75% частиц размером от 0,3 до 1 микрона.
Вот почему системы HVAC в таких местах, как коммерческие здания и медицинские центры, содержат высокоэффективные воздушные фильтры для твердых частиц (HEPA), которые имеют максимально возможное число MERV 17–20 и могут отфильтровывать 99,97% или более частиц пыли. этот размер.
Надлежащая вентиляция также позволяет быстрее удалять частицы из воздуха. Это может уменьшить загрязнение, потому что у некоторых частиц даже не будет шанса попасть на такие поверхности, как столешницы, столы, стулья и другие места, которые могут способствовать передаче инфекции.
Экономит деньги
Помимо пользы для здоровья правильная вентиляция также может сэкономить деньги за счет сокращения расходов, необходимых для поддержания микроклимата в помещении. Управление воздушным потоком означает, что вашей системе HVAC не придется работать так часто, чтобы поддерживать постоянную температуру. Это не только сэкономит вам деньги на счетах за электроэнергию, но и предотвратит износ самой системы HVAC и потенциально продлит срок ее службы.
Заключение
Воздухообмен и скорость воздухообмена очень важны в таких зданиях, как дома, офисы и больницы.
Когда воздух в помещении смешивается с наружным воздухом с надлежащей частотой, качество воздуха повышается, а вероятность инфекций или других опасностей для здоровья снижается.
Мало того, надлежащая скорость воздухообмена — с использованием как пассивной (двери и окна), так и активной (системы HVAC) вентиляции — помогает обеспечить максимальный комфорт для всех внутри.
Похожие сообщения

Скорость воздухообмена. Расчет воздухообмена – Искусственный I…
1. Коэффициент воздухообмена
Расчет системы вентиляции предполагает определение воздухообмена. Количество необходимого воздуха зависит от наличия некоторых факторов, таких как: скорость воздухообмена , наличие избыточного тепловыделения, выделения влаги, наличие вредных веществ и др. Читайте: как рассчитать требуемое помещение воздухообмен. из вышеперечисленных. При условии, что наибольшей величиной будет воздухообмен при нормативной кратности, то именно величина кратности воздухообмена будет влиять на воздухообмен помещения. О расчете величины воздухообмена по кратности и ее значениях пойдет речь в этом материале.
Что называется кратностью воздухообмена
Интенсивность воздухообмена – это интенсивность воздухообмена, которая определяется количеством воздухообменов в единицу времени. Равен отношению объема воздуха, который подается в единицу времени, к объему помещения, в которое он подается.
Простыми словами, это число, которое показывает, сколько раз за один час происходит полное изменение объема воздуха в помещении.
Расчет кратности воздухообмена
Как уже было сказано, при условии, что не учитываются вредные примеси, величина воздухообмена рассчитывается по нормативной кратности. Будь то бытовая площадь или производственная, формула расчета воздухообмена по кратности будет одинаковой:
L = Vпом ⋅ Кр (м3/ч),
где Vпом – объем помещения , м3;
Кр – нормативная скорость воздухообмена, 1/ч.
Объем помещения должен быть известен, при этом количество кратности регулируется правилами. К ним относятся строительные нормы (СНиП 2.08.01-89), санитарно-гигиенические нормы и другие.
Значения кратности воздухообмена
В данной таблице приведены значения кратности воздухообмена для бытовых помещений: Норма воздухообмена для производственных помещений и помещений со значительным объемом:
Приведенные выше данные взяты из справочников известная украинская компания Вентс.
Немного о воздухообмене
Как известно, в жилых домах системы вентиляции проектируются с естественным побуждением.
Местами удаления воздуха из помещений являются кухня, ванна, туалет, то есть наиболее загрязненные участки квартиры. Свежий воздух поступает через щели, окна, двери.
Со временем материалы и дизайн окон будут улучшаться. Существующие конструкции полностью герметичны, что не позволяет осуществлять необходимый воздухообмен и удовлетворять минимум скорость воздухообмена .
Подобные проблемы решаются установкой различных систем притока воздуха. Это приточные клапаны в стене, а также приточные клапаны в окнах.
2. Расчет воздухообмена
Воздухообмен – количество воздуха, необходимое для полной или частичной замены загрязненного воздуха в помещении. Воздухообмен измеряется в кубических метрах в час.
Как выполнить расчет воздуха ? В целом воздухообмен определяется типом загрязнителей воздуха, находящихся в данном помещении.
Основными расчетами воздухообмена являются расчет по санитарным нормам, расчет по нормируемой кратности, расчет по компенсации местных вытяжек. Существует также воздухообмен для усвоения кажущегося и полного тепла, для отвода влаги, для растворения вредных веществ в воздухе. Для каждого из этих критериев существуют разные метод расчета воздухообмена .
Перед началом расчета воздухообмена необходимо знать следующие данные:
количество вредных выбросов в помещение (тепла, влаги, газов, паров) в час;
Количество вредных веществ в кубометре воздуха помещений.
Расчет кратности
Воздухообмен по кратности определяется по формуле:
Lk = k•V (м3/час)
где k – нормированная скорость воздухообмена;
V- объем помещения, м3.
Индекс k для разных помещений и подробности расчета кратности представлены выше.
Авиационная диаграмма частоты:
Домохозяйства .0853
Kitchen apartment or hostel 6-8
Bathroom 7-9
Shower 7-9
Restroom 8-10
Laundry (household ) 7
Гардеробная 1,5
Кладовая один
2 9-8852 Гараж0853
Cellar 4-6
2330853
Industrial premises and large premises Air exchange rate
Theater, cinema, conference room 20-40 m3 per person .
Офисное помещение 5-7
Банк 2-4
Ресторан 9 05-30
Bar, cafe, beer hall, billiard room 9-11
Kitchen room in a cafe, restaurant 10-15
Supermarket 1.5-3
Pharmacy (trading room) 3
Garage and auto repair shop 6-8
Toilet (public) 10-12 (or 100 m3 for 1 toilet)
Ballroom, disco 8-10
Smoking room ten
Server 5-10
Sports Hall At least 80 m3 per 1 student and at least 20 m3 per 1 spectator
Парикмахерская (до 5 мест) 2
Парикмахерская (более 5 мест) 3
Склад 1-2 1-2
10-13
Pool 10-20
Industrial paint shop 25-40
Mechanical workshop 3-5
Classroom 3-8
Воздухообмен по избыточному теплу
Воздухообмен по выделению тепла определяется при наличии в помещении большого количества тепла, которое необходимо отвести.
Расчет воздухообмена по избытку тепла проводят по формуле:
L = 3,6 • Qизл / (ρ • c • (туд – tпр)) (м3/час),
где Qизл – количество тепло, которое выделяется в помещение, Вт;
ρ – плотность воздуха в помещении, кг/м3;
c – массовая теплоемкость воздуха;
tуд – температура воздуха, удаляемого вентиляцией, ºС;
tпр – температура подаваемого воздуха, ºС.
Расчет воздухообмена по влаговыделению
Искомый воздухообмен по избытку влаги в помещении можно рассчитать по формуле:
L = W/(ρ(dyd – dpr) (м3/час),
где W – выделение влаги в помещении;
ρ – плотность воздуха в здании, кг/м3;
дуд – содержание влаги в воздухе, удаляемом системой вентиляции;
dпр – влагосодержание в подаваемом воздухе
Расчет воздухообмена
Воздухообмен на газовых выбросах
Воздухообмен на газовых выбросах в помещение рассчитывается по формуле:
L = K/(Кгдк – Kпр) (м3/час),
где К – весовое количество газов, выбрасываемых в помещение;
Кгдк – предельно допустимая концентрация газов;
CRC – концентрация газов в подаваемом воздухе.
Определение воздухообмена в зависимости от ПДК веществ:
L = GCO2 / (УПДК-УП) (м3/ч)
где GCO2 – количество выделяемого СО2, л/ч,
УПДК – предельно допустимая концентрация СО2 в вытяжном воздухе, л/м3,
УЭ – газосодержание в приточном воздухе, л/м3.
2 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082 9082. 0,48920853
Нормы допустимых концентраций СО2 в воздухе, л/м3
В местах постоянного пребывания людей (жилые помещения) 1,0
в больницах и учреждениях по уходу за детьми 0,7
В местах временного пребывания людей (учреждения) 1.25
2,0
На открытом воздухе
Воздух: Населенные пункты (деревня) 0,33
Малые города
Крупные города 0,5
Санитарная циркуляция воздуха
Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам (по количеству людей) определяется из обеспечения человека с необходимым количеством свежего воздуха. Для общественных зданий санитарными нормами предусмотрена подача 20 м3/час • чел. при временном пребывании человека в помещении, 40 м3/час • чел. при длительном пребывании и 80 м3/час • чел. для спортивного зала.
Формула расчета воздуха:
L = n•l (м3/час)
где n – количество людей, чел.;
л – расход санитарного воздуха, м3/ч • чел.
Расчетный воздухообмен
За расчетную величину воздухообмена принимают максимальное значение из расчетов по теплоте, влаге, расходу вредных паров и газов, согласно санитарным нормам, компенсации местной вытяжки и нормативной частоте воздухообмена.
Воздухообмен жилых и общественных помещений обычно рассчитывают по норме воздухообмена или по санитарным нормам.
После расчета необходимого воздухообмена составляется воздушный баланс помещений, подбирается количество воздухораспределителей и производится аэродинамический расчет системы. Поэтому советуем не пренебрегать расчетом воздухообмена , если вы хотите создать комфортные условия для своего пребывания в помещении.
Как рассчитать воздухообмен в час
9 минут на чтение
В этой статье эксперты по фильтрации воздуха из Camfil объясняют важность вентиляции в помещении и способы расчета воздухообмена в час (ACH).
Что означает количество воздухообменов в час (ACH) при фильтрации воздуха?
Воздухообмен в час, который часто обозначается аббревиатурой ACH, представляет собой расчет того, сколько раз в час весь объем воздуха в данном помещении заменяется приточным и/или рециркуляционным воздухом. Его также иногда называют «коэффициентом воздухообмена» или «коэффициентом воздухообмена».
Зачем нужно рассчитывать ACH?
Воздухообмен в час важен для определения достаточности вентиляции помещения. Кроме того, если вы решили внедрить очистители воздуха для улучшения качества воздуха и снижения риска заражения COVID-19, ACH поможет вам определить, какие устройства подходят для вашего приложения, а также сколько вам нужно.
Вентиляция важна для качества воздуха внутри здания (IAQ). Неправильная вентиляция может привести к скоплению загрязняющих веществ в помещениях, что наносит ущерб здоровью жителей здания. По данным Агентства по охране окружающей среды (1), негативное воздействие плохого качества воздуха в помещении на здоровье включает:
Раздражение глаз, носа и горла.
Головные боли, головокружение и утомляемость.
Респираторные заболевания, болезни сердца и рак.
Загрязненный воздух также приводит к капризности и снижению производительности труда сотрудников и снижению успеваемости учащихся в школе.
Кроме того, Агентство по охране окружающей среды утверждает, что усиление вентиляции является важной стратегией снижения распространения COVID-19 в общественных местах (2).
Какова формула расчета воздухообмена в час?
Чтобы рассчитать воздухообмен в час, вам нужно найти два числа.
кубических футов в минуту – Во-первых, объем воздуха в кубических футах в минуту (кубических футов в минуту), который в настоящее время доставляется в рассматриваемое помещение вентиляционной установкой здания или при оценке очистителя воздуха, кубические футы в минуту агрегата с установленными воздушными фильтрами. .
ОБЪЕМ ПОМЕЩЕНИЯ — Во-вторых, вам нужно будет найти объем комнаты в кубических футах, который рассчитывается путем нахождения высоты, длины и ширины комнаты в футах и умножения этих чисел вместе.
Отсюда вычисление воздухообмена в час простое:

Умножьте CFM на 60. Это число покажет вам, сколько кубических футов воздуха перемещает ваше устройство в час.
Разделите полученное число на объем комнаты в кубических футах. Теперь у вас есть число, показывающее, сколько раз в час устройство перемещает общий объем комнаты. Это число является вашей сменой воздуха в час или ACH.
Видео по теме: Какой размер воздухоочистительной установки подойдет для вашего офиса? с Мэтью Краучем из Camfil
Пример расчета ACH
Давайте рассмотрим пример этого расчета в действии.
В этом примере мы рассчитаем, сколько воздухообменов в час может производить в классе очиститель воздуха премиум-класса.

Рекомендуемая площадь среднего класса начальной школы в США составляет не менее 900 квадратных футов (2). В Нью-Джерси средняя высота потолков в классах должна составлять 90,5 футов (3). Объем классной комнаты с такими размерами составит 8550 кубических футов.
Воздухоочиститель Camfil City M обеспечивает циркуляцию воздуха через сертифицированные фильтры HEPA со скоростью 256 кубических футов в минуту.

Таким образом, ACH будет рассчитываться следующим образом:
Воздухоочиститель City M обеспечит дополнительные 1,8 воздухообмена в час в классе с такими размерами.
ASHRAE рекомендует шесть воздухообменов в час для классных комнат. Для измерения фактического ACH, подаваемого системой HVAC здания в отдельные классы, может потребоваться специалист по HVAC с оборудованием для измерения воздушного потока. Получив эту цифру, можно с помощью простых расчетов определить, сколько очистителей воздуха требуется, чтобы компенсировать разницу и достичь рекомендуемого ACH для класса.
Для получения рекомендаций по выбору правильных решений по фильтрации воздуха для вашей ситуации обратитесь к местному представителю Camfil.
О решениях Camfil для чистого воздуха
Более полувека компания Camfil помогает людям дышать более чистым воздухом. Являясь ведущим производителем высококачественных решений для очистки воздуха, мы поставляем коммерческие и промышленные системы для фильтрации воздуха и контроля загрязнения воздуха, которые повышают производительность труда и оборудования, минимизируют потребление энергии и приносят пользу здоровью человека и окружающей среде. Мы твердо верим, что лучшие решения для наших клиентов — это лучшие решения и для нашей планеты. Вот почему на каждом этапе пути — от проектирования до доставки и на протяжении всего жизненного цикла продукта — мы учитываем влияние того, что мы делаем, на людей и мир вокруг нас. Благодаря новому подходу к решению проблем, инновационному дизайну, точному управлению процессом и сильной ориентации на клиента мы стремимся экономить больше, использовать меньше и находить лучшие способы, чтобы всем нам стало легче дышать.

Штаб-квартира Camfil Group находится в Стокгольме, Швеция, и имеет 33 производственных площадки, шесть центров исследований и разработок, местные офисы продаж в 30 странах, а также около 4 800 сотрудников и их число постоянно растет. Мы с гордостью обслуживаем и поддерживаем клиентов в самых разных отраслях и сообществах по всему миру. Чтобы узнать, как Camfil может помочь вам защитить людей, процессы и окружающую среду, посетите наш сайт www.camfil.com/en-us/.

##
Источники:
https://www.epa.gov/report-environment/indoor-air-quality
https://www.epa.gov/coronavirus/ventilation-and-coronavirus-covid-19
https://www.scarsdaleschools.k12.ny.us/cms/lib/NY01001205/Centricity/Domain/1105/2014-11-19%20Meeting%20of%20Greenacres%20Building%20Committee%20Meeting%20Handout%203%20 -%20Classroom%20Size%20Standards.pdf
https://www. state.nj.us/education/code/current/title6a/chap13.pdf
https://www.ashrae.org/file%20library/technical%20resources/covid-19/ashrae-reopening-schools-and-universities-c19-guidance.pdf
Калькулятор скорости воздухообмена
Рассчитайте желаемую скорость воздухообмена или размер помещения и выберите подходящий воздухоочиститель Heylo.
Для расчета выберите расход воздуха одного из наших воздухоочистителей. Какой фильтр вы используете? М-класс или Н-класс?
Значения расхода воздуха:
Воздухоочиститель PF 1000 – без фильтра M-класса = 760 м³/ч
Воздухоочиститель PF 1000 – без фильтра H-класса = 515 м³/ч
Воздухоочиститель PF 1400 — без фильтра M-класса = 890 м³/ч
Воздухоочиститель PF 1400 — без фильтра H-класса = 697 м³/ч
Воздухоочиститель PF 3500 — без фильтра M-класса = 2795 м³/ч
Воздух очиститель PF 3500 – бесплатный фильтр H-класса = 2420 м³/ч
Обратите внимание, что рассчитанный коэффициент воздухообмена является приблизительным значением.
Какова скорость воздухообмена?
При проведении строительных и ремонтных работ неизбежно образуется пыль , которая оседает на поверхностях и полу. Другое загрязняющие вещества , которые естественным образом присутствуют в воздухе, также ухудшают качество воздуха и оказывают негативное воздействие на здоровье. Вот почему необходим регулярный воздухообмен, особенно в помещениях строительства, промышленности и торговли. Это достигается с помощью мобильных очистителей воздуха.
Очистители воздуха с соответствующим фильтром HEPA также обеспечивают эффективное отделение аэрозолей и, таким образом, вирусов, а также пыльцы или спор плесени в воздухе.
Скорость воздухообмена указывает как часто воздух в помещении необходимо заменить , чтобы очистить воздух и гарантировать минимальный воздухообмен. Скорость воздухообмена указана в 1/ч. Однако количество воздухообменов зависит от многих факторов и может быть определено только приблизительно без помощи специализированной компании.
Факторы, влияющие на скорость воздухообмена
Скорость воздухообмена определяется экспертами на основе многих влияющих факторов. Важно знать не только размеры помещения, но и тип загрязняющих веществ. Если, например, в помещении проводится сложный ремонт, оконной вентиляции недостаточно из-за высокой доли пыли в воздухе. В основном необходимо учитывать следующие факторы, влияющие на воздухообмен:
Объем помещения и геометрия помещения
Утечки в здании
Тип загрязняющих веществ
Внутренние устройства
Количество людей
Количество воздухоочистителей
Количество воздухоочистителей
9008 Наиболее важные утечки в здании и объем
Фактором при расчете скорости воздухообмена является размер помещения. Для расчета объем помещения необходимо определить в кубических метрах. В небольшом помещении достаточно очистителя воздуха с соответствующей производительностью. Соответственно мощные устройства должны быть установлены при проведении строительных работ в большом заводском цеху.
Однако здесь также необходимо учитывать количество людей и тип строительных работ. Следует также отметить, что новые, плотно застроенные здания обычно пропускают меньше наружного воздуха, чем старые.
Загрязняющие вещества
Во время ремонтных работ выделяется пыль, что не только влечет за собой более высокие затраты на очистку, но и вдыхается. Например, при работе со старыми дверями, содержащими свинцово-белые краски, может выделяться токсичная пыль. Отсутствие вентиляции или удаления пыли может иметь серьезные последствия для здоровья, такие как острая одышка или астма. Поэтому важно использовать очистители воздуха для очистки воздуха во время ремонта или реконструкции. Таким образом, загрязняющие вещества отфильтровываются из воздуха, чтобы они не оседали в легких.
Минимальный воздухообмен
Минимальный воздухообмен – это воздухообмен, указанный в DIN 1946-6 для обеспечения гигиенического соотношения воздуха. В нормальных условиях этого обычно можно добиться с помощью принудительной вентиляции. Однако во время строительных работ строительный очиститель воздуха необходим для удаления большого количества пыли и вредных частиц. BG Bau рекомендует 15-кратный коэффициент воздухообмена для строительной пыли.
Вирусы и бактерии легко размножаются в помещениях, где присутствует несколько человек, например, в классных комнатах. Там установка устройств очистки воздуха с HEPA-фильтрами помогает свести к минимуму концентрацию вирусов или бактерий, так что, например, заражение вирусом гриппа или короны сводится к минимуму. В этом случае рекомендуется 3-5-кратный воздухообмен.
Воздухообмен с очистителем воздуха Heylo
Если в результате ремонтных работ на строительной площадке образуется пыль, оконной вентиляции часто недостаточно для обеспечения полного воздухообмена. Для очистки и фильтрации воздуха здесь используются строительные воздухоочистители.
Очистители воздуха Heylo доступны с фильтрами H-класса и M-класса для строительства. Последние имеют более высокую пропускную способность по воздуху по сравнению с фильтрами Н-класса, так как воздух легче проходит через эти фильтры. Модель PowerFilter 1000 очищает воздух с производительностью 760 м³/ч с фильтром М-класса и 515 м³/ч с фильтром Н-класса. Выход воздуха бесступенчато регулируется. Устройство можно использовать более эффективно против запахов с фильтром с активированным углем. Благодаря эргономичным ручкам и простоте в обращении штабелируемый очиститель воздуха идеально подходит для очистки воздуха в небольших помещениях.
Воздухоочиститель PowerFilter 1400 обрабатывает комнатный воздух с производительностью 890 м³/ч или 697 м³/ч, в зависимости от класса фильтра. Благодаря соответствию с ERP, он очень эффективен, а также бесшумен в работе. Его квадратная форма, вес всего 16 кг и эргономичная ручка позволяют легко складывать его в штабель и убирать позже. Для этой модели также доступен предварительный и основной фильтр с активированным углем, который нейтрализует резкие запахи.
Очиститель воздуха PowerFilter 3500 обрабатывает самый большой объем воздуха. Фильтры класса М и Н работают с пропускной способностью 2,795м³ч и 2420м³/ч соответственно.