Нормы вентиляции и кондиционирования помещений: требования к воздухообмену в различных помещениях

Нормативные документы и расчет воздухооборота

Кратность обмена воздуха в здании регулируется СТО, СНиПами и правилами ТБ, применимыми для конкретного предприятия. Требования к гигиене и санитарии в помещениях производства регулируются СанПиН 2.2.4.548-96.

Методические указания для расчета воздухооборота.

Обмен воздушными массами рассчитывается следующим образом:

где L- объем поступающего воздуха м³/ч;
n- число, указывающее кратность воздушного обмена;
S – площадь объекта, м²;
H- высота объекта, м.

Естественные условия вентиляции увеличивают количественное число показателя кратности до 3-4 раз в час. С целью повышения этого параметра используют механическую вентиляцию.

Расчетные параметры вытяжной вентиляции помещений производства определяются по следующей формуле:

А=а+0,8z, B=b+0,8z

В случае наличия круглых откосов D=d+0,8z

где а×b – габариты источника выброса, d – диаметр.
Ʋв – скорость перемещения воздуха там, где происходит его выделение;
Ʋз – скорость всасывания в районе зонта;
z – высота установки.

Цеха производства

Места рабочих в цехах часто попадают под воздействие тепловой энергии и вредных веществ. Нормы воздушного обмена для производственных цехов определены СНиП 41-01-2003.

Расчетные значения цеховой вентиляции вычисляются следующим образом:

где L- расход воздуха, м³;
V- скорость воздушного потока в устройстве, м/с;
S- площадь, определяемая проемом установленной вытяжки, м².

Значения воздухооборота в помещениях производства зависят от:

площади и формы цеха;
количества персонала;
интенсивности физической нагрузки людей;
технологии производства;
тепловых потерь оборудования;
повышенной влажности в цеху.

Выбросы пыли и вредных веществ

В зависимости от направленности работ, осуществляемых производственными цехами, вредные выбросы бывают в виде паров химических веществ, механической пыли, тепловых выбросов.

Вытяжные устройства могут иметь различную мощность и схему работы. В случае возникновения аварии и внезапного выброса повышенного количества отравляющих паров и газов в помещениях производства должна быть смонтирована дополнительная вентиляция с вытяжкой, обеспечивающая обмен, превышающий общую вентиляцию в десять раз.

Включение вентиляционного оборудования, установленного на случай аварии, должно производиться как снаружи, так и во внутренней части здания, и за небольшой промежуток времени уменьшать концентрацию ядовитых газов и удалять вредные отходы в виде пара на местах работы.

Вентиляция складских комплексов

Вентиляционное обеспечение складов обеспечивает сохранность, хранящейся там продукции от воздействия вредных факторов. В помещениях складских комплексов присутствуют выделения пыли, тепла. Если там хранятся опасные вещества могут присутствовать вредные выделения газа.

Нормы вентиляции для помещений, в которых располагаются склады регулируются СП 60.13330.2012 «СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

Вытяжные конструкции монтируются в самых грязных местах складских зданий.

Показатель кратности воздухообмена определяется следующим образом:

где A(м³/ч)-воздушный объем, выделяемый в складском помещении в течение одного часа;
V(м³ )- объем складского помещения

Считаем расход по выделениям тепла

Избытки тепла (кДж/ч), выводимые из складского помещения вычисляются по следующей формуле:

где Q_n- тепловая энергия, выделяемая в помещение от оборудования и работающих людей, кДж/ч.;
Qотд. – выделение тепла в окружающую среду, кДж/ч.

При условии имеющихся теплоизбытков, расчет количественного параметра воздуха (в м³/ч), необходимых для удаления за 1 час, рассчитывается по формуле:

где С – теплоемкость воздушных масс, С=1, кДж/кг;
ΔT – разница между температурными значениями поступающего и удаляемого воздуха, К;
γпр – плотность приточного воздуха, γпр=1,29 кг/м³.

При наличии опасных газов или пыли расчет L производится отдельно для каждого случая.

Расчетная величина кратности по выделениям теплоты вычисляется следующим образом:

Избытки водяных паров

Воздушные массы, содержащие большую концентрацию водных паров, отрицательно воздействует на состояние человека. Показатель относительной влажности, обеспечивающий комфортное пребывание человека в помещении, составляет 40-60%.

Избытки водяных паров удаляют установкой дополнительных щелевых отсосов. Они способны удалять воздух, насыщенный водяными парами, в объеме 300-500 м³/ч.

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.

Роль кратности в зданиях промышленного назначения

Точно подобранный коэффициент кратности позволяет произвести точный расчет воздухообмена в помещениях производства. Правильное обеспечение воздухообмена является одним из главных факторов, влияющих на качественный монтаж оборудования, включающего в себя вентиляционное обеспечение.

Показатели воздухообмена по кратности применяются с целью повышения точности определения количества выделяемого тепла. Воздух необходимого объема, выделяемый в цех производственного объекта, позволяет обеспечить условия труда, отвечающие нормам санитарии, и предотвратить перегрев оборудования.

Параметрический ряд

Технико-экономические расчеты показывают, что с ростом объема воздуха, перемещаемого по воздуховодам, оптимальная (экономичная) скорость его должна падать. При переходе на экономичные скорости, сечения магистральных воздуховодов крупных вентиляционных установок становятся соизмеримыми с сечением самой установки. Естественно, что прокладка воздуховодов и раздача воздуха становятся крупной проектной проблемой, при которой не приходится считаться с оптимизацией скорости в воздуховодах, что в свою очередь, ведет к перерасходу электроэнергии.

Можно отметить тенденцию к снижению единичной производительности вентиляционных установок и центральных кондиционеров. Многие фирмы выпускают основной размерный ряд установок производительностью по воздуху до 100-120 тыс. м3/ч, при этом, как правило, указывается, что по особому заказу могут быть поставлены установки и большей воздухопроизводительности. В качестве параметрического ряда по производительности принимается последовательность чисел

[аj-1 + (i-1)·dh1

Снижение общей воздухопроиэводительности установок систем вентиляции и кондиционирования воздуха идет по нескольким направлениям.

1. Введение в ряде стран нормативов энергопотребления зданий. Такие нормативы установлены в Англии, Швеции, США, Финляндии и др. Естественно, для того чтобы уложиться в жесткий норматив, проектировщику необходимо осуществить весь комплекс мер по снижению воздухообменов, а вместе с этим энергетических затрат на установки.

Введение стандарта нормативов энергопотребления для зданий различного назначения и инженерного оборудования дает значительный экономический эффект.

2. В ряде стран приняты нормы теплозащиты зданий различного назначения с высоким сопротивлением теплопередачи для наружных ограждающих конструкций.

Повышение теплозащитных свойств зданий (особенно с кондиционированием воздуха) также приводит к снижению воздухопроизводительности и энергопотребления установок.

Усилилось внимание к вопросам рециркуляции удаляемого из помещений воздуха. Наиболее просто это осуществляется для вытяжных систем, где не происходит загрязнения воздуха газами и парами вредных веществ. Например, при механической обработке металла, деревообработке и т

д. производится очистка воздуха от твердых частиц, после чего он возвращается в помещение. Для очистки воздуха при сварке, пайке и других подобных процессах выпускаются высокоэффективные фильтры

Например, при механической обработке металла, деревообработке и т. д. производится очистка воздуха от твердых частиц, после чего он возвращается в помещение. Для очистки воздуха при сварке, пайке и других подобных процессах выпускаются высокоэффективные фильтры.

Фирмы, производящие подобное оборудование, рекламируют их как теплоутилизаторы со 100%-ной эффективностью, так как весь воздух возвращается в очищенном виде в рабочее помещение, при этом уменьшаются отопительная нагрузка и воздухопроизводительность вентиляционных установок.

Традиционные схемы и системы, рассчитанные по валовому поступлению вредностей в весь объем помещения и на воздухообмен всего объема помещения, становятся неэкономичными из-за существенных капитальных вложений и эксплуатационных издержек.

4. Практически полный охват всех технологических устройств с вредными выделениями системами локальной вытяжной вентиляции, с подводом приточного, зачастую кондиционируемого воздуха к рабочим постам. Это особенно характерно для гибких автоматизированных производств машиностроения, приборостроения, электронных производств и др. В сочетании с устройствами регенерации вытяжного воздуха, теплоутилизаторами и другими системы кондиционирования воздуха приближаются к установкам безотходной технологии.

Общие требования к вентиляционной системе

Существует ряд требований к вентиляции, которые нужно соблюдать для правильной работы:

Надежность несущих конструкций, на которые будет устанавливаться вентиляционная система. Они должны быть устойчивы к вибрациям.
Стыки не должны находиться в стенах или перегородках.
Все детали перед установкой необходимо очищать от грязи, ржавчины и других инородных веществ.
Легкая эксплуатация, доступ к системе в случае поломки.
Вентиляционная система должна быть расположена согласно противопожарным нормам.
Желателен низкий уровень шума, а лучше его отсутствие.
Легкость в управлении и компактные размеры.

Существуют правила, чего не стоит делать, и ориентированы они на пользователей систем. Это:

Нарушение целостности всех элементов.
Закрытие отверстий, которые отвечают за вход и выход воздуха.
Отключение вентиляции во время пожара.
Отключение всех составляющих во время ремонтных работ.

Как измеряются и рассчитываются показатели?

Расчет необходимой влажности ведется по формуле:

L = n×V, где:

V – это объем площади;
n – это кратность, установленная в СНИПах и ГОСТах.

Для расчета объема помещения используют формулу:

V (м³) = A×B×H, где:

А – ширина в метрах;
В – длина;
Н – высота.

Следом, в зависимости от типа помещения и предназначения комнаты, в таблице кратности берется нужный показатель и умножается на объем.

Например, V= 5(м) × 4(м) × 10 (м): объем помещения составляет 200 м³. Далее определяется воздухообмен по кратности. На примере комнаты для курения: L = 10 (кратность комнаты для курения) × 200. Получается 2000 м³.

Компоненты офисных вентиляционных систем

Воздуховоды

Доставка воздуха в помещение и отвод его осуществляется по системе воздуховодов. Сеть воздуховодов содержит непосредственно трубы, адаптеры, разветвители, повороты и переходники, а также диффузоры и распределительные решетки. Диаметр воздуховодов, сопротивление всей сети, шум от работы вентиляции и мощность установки тесно взаимосвязаны. Поэтому для оптимальной работы вентиляции в процессе проектирования необходимо сбалансировать все показатели. Это сложная работа, правильно выполнить которую могут только профессионалы.

Давление воздуха вычисляется с учетом общей длины воздушных каналов, разветвленности сети и площади сечения трубы. Мощность вентилятора увеличивается при большом количестве переходов и ответвлений. Скорость движения воздуха в офисных вентиляционных системах должна быть около 4 м\с.

Решетки для забора воздуха

Устанавливаются в месте поступления воздуха с улицы в вентканал. Решетки защищают от проникновения в трубу насекомых, грызунов, атмосферных осадков. Производятся из пластика или металла.

Клапана воздушные

Предотвращают задувание ветра при выключенной системе вентиляции. Нередко к клапану подводится электропривод, управляемый автоматикой. В целях экономии используются ручные приводы. Тогда к клапану примыкает обратный пружинный клапан или «бабочка», чтобы на всю зиму перекрыть выходы вентканалов.

Воздушный фильтр

Очищает приточный воздух от пыли. Как правило, применяются фильтры грубой очистки, задерживающие до 90% частиц размером от 10 микрон. В некоторых случаях дополняется фильтром тонкой или особо тонкой очистки.

Калорифер

Используется для подогрева уличного воздуха зимой, бывают электрическими или водяными.

Электрические нагреватели обладают некоторыми плюсами по сравнению с водяными:

простое автоматическое управление;
легче монтируется;
не замерзает;
легко обслуживается.

Главный минус – высокая цена электроэнергии.

Водяные калориферы работают на воде температурой 70 – 95 градусов. Недостатки:

сложная автоматическая система управления;
громоздкий и сложный смесительный контур;
за смесительным контуром требуется особый уход и надзор;
может замерзнуть.

Но при грамотной эксплуатации обеспечивает значительную экономию средств по сравнению с электрическим нагревателем.

Вентиляторы

Один из важнейших узлов всей вентиляционной системы. Основные параметры при выборе: производительность, давление, уровень шума. Существуют радиальные и осевые типы вентиляторов. Для мощных и разветвленных сетей предпочтительнее радиальные вентиляторы. Осевые более производительны, но выдают слабое давление.

Шумоглушитель

Устанавливается после вентилятора для подавления шума. Основной источник шума в системе вентиляции для офиса – это лопасти вентилятора. Наполнитель шумоглушителя обычно минвата или стекловолокно.

Распределительные решетки или диффузоры

Устанавливаются на выходах воздуховодов в помещения. Находятся на виду, поэтому должны вписываться в интерьер и обеспечить распространение воздушных потоков во все стороны.

Автоматическая система управления

Осуществляет контроль над работой вентиляционного оборудования. Обычно устанавливается в электрощитке. Запускает вентиляторы, предохраняет от замерзания, оповещает о необходимости прочистки фильтров, включает и выключает вентиляторы и калориферы.

Требования к вентиляции офиса

Вентиляция офисного здания должна соответствовать следующим требованиям:

обеспечение притока свежего чистого воздуха;
удаление или фильтрация отработанного воздуха;
минимальный уровень шума;
доступность в управлении;
небольшое энергопотребление;
малые размеры, возможность гармонично вписать в интерьер.

Используемые ранее естественные системы вентиляции офисов сегодня не в состоянии обеспечить условия, регламентируемые санитарными нормами. Работу естественной вентиляции невозможно контролировать, эффективность ее очень зависит от параметров воздуха снаружи. Зимой такой способ грозит охлаждением помещения, а летом сквозняками.

Широко применяемые при возведении офисных зданий современные герметично закрывающиеся окна и двери, сплошное панорамное остекление препятствуют прохождению воздуха снаружи, вызывая его застой и ухудшение самочувствия людей.

Все требования к вентиляции офисных помещений указаны в СанПиН (Санитарные правила и нормы) 2.2.4.

Согласно документу влажность в помещениях должна быть:

при температуре 25 градусов – 70%;
при температуре 26 градусов – 65%;
при температуре 27 градусов – 60%.

Рекомендуемая температура воздуха 22 – 24 градуса при влажности 40 – 60%.

Схема вентиляции офисного здания

Разработаны следующие нормы вентиляции в офисах с учетом назначения помещения, в кубометрах в час на 1 лицо:

кабинет руководителя – от 50;
конференцзал – от 30;
приемная – в среднем 40;
зал для переговоров – 40;
кабинеты сотрудников – 60;
коридоры и вестибюли – не менее 11;
туалеты – от 75;
помещения для курения – от 100.

СанПиН вентиляции офисных помещений регламентирует и скорость движения воздуха 0,1 м\с независимо от времени года.

Как правило, вентиляция небольших офисных помещений реализуется с помощью нескольких приточных установок. Если в жаркое время года приточная вентиляция офиса не в состоянии опустить температуру воздуха ниже 28 градусов, требуется дополнительное кондиционирование.

Если общая площадь не более 100 кв. метров и в нем 1-2 туалета разрешается естественная приточная вентиляция в офисе через форточки. Приточно-вытяжная вентиляция устанавливается в офисах средних и больших размеров.

Расчёт воздухообмена на удаление вредностей

Расчёт воздухообмена на удаление вредностей, как правило, применяется на производствах с выбросами вредных веществ в помещение. Однако это может быть и расчёт на удаление влагоизбытков, например, в бассейне. Суть его заключается в том, чтобы разбавить концентрацию того или иного вещества до допустимых значений. Значения предельных концентраций для различных веществ приведены в ГН 2.2.5.3532-18 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны».

Например, в частном доме бассейн площадью 15 м2 испаряет 4,3 кг/ч (4300 г/ч) воды. Влагосодержание наружного воздуха зимой составляет 0,5 г/кг, летом — 11 г/кг, а требуемое влагосодержание в помещении бассейна составляет 13 г/кг.

Таким образом, зимой наружный воздух способен поглотить 13-0,5=12,5г/кг влаги из помещения бассейна. Для отвода 4,3 кг/ч воды нужен расход воздуха, равный 4300/12,5=344 кг/ч или, учитывая среднюю плотность воздуха 1,2 кг/м3, получим расход 344/1,2=287 м3/ч.

В летнее время наружный воздух способен поглотить лишь 13-11=2 г/кг влаги. Для отвода 4,3 кг/ч воды потребуется расход воздуха 4300/(2·1,2) ≈ 1800 м3/ч. Дальнейший расчёт системы следует вести по наибольшему расчётному расходу, то есть исходя из 1800 м3/ч.

Строительные нормы и правила

Свод правил СП 60.13330.2016 «СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» — настоящий свод правил устанавливает нормы проектирования и распространяется на системы внутреннего теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений.
Свод правил СП 113.13330 СНиП 21-02-99 «Стоянки автомобилей» — настоящий свод правил распространяется на проектирование зданий, сооружений, площадок и помещений, предназначенных для стоянки (хранения) автомобилей, микроавтобусов и других мототранспортных средств.
ВСН 01-89 «Ведомственные строительные нормы предприятия по обслуживанию автомобилей» — предназначены для разработки проектов строительства новых, реконструкции, расширения и технического перевооружения действующих предприятий. (утратил силу)
Свод правил СП 56.13330.2011 «СНиП 31-03-2001. Производственные здания» — настоящий свод правил должен соблюдаться на всех этапах создания и эксплуатации производственных и лабораторных зданий, мастерских, складских зданий и помещений.
Свод правил СП 54.13330.2016 «СНиП 31-01-2003. Здания жилые многоквартирные» — настоящий свод правил распространяется на проектирование и строительство вновь строящихся и реконструируемых многоквартирных жилых зданий.
Свод правил СП 118.13330.2012 «СНиП 31-06-2009. Общественные здания и сооружения» — настоящий свод правил распространяется на проектирование новых, реконструируемых и капитально ремонтируемых общественных зданий.
Свод правил СП 131.13330.2012 «СНиП 23-01-99. Строительная климатология» — настоящий свод правил устанавливает климатические параметры, которые применяют при проектировании зданий и сооружений, систем отопления, вентиляции, кондиционирования.
«СНиП 2-04-05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование» — настоящие строительные нормы следует соблюдать при проектировании отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений.
СН 512-78 «Инструкция по применению зданий и помещений для электронно-вычислительных машин» — требования настоящей инструкции должны выполняться при проектировании новых и реконструируемых зданий и помещений для размещения электронно-вычислительных машин.
ОНТП 01-91 «Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий автомобильного транспорта» — следует соблюдать при разработке технологических решений проектов на строительство новых, реконструкцию, расширение и техническое перевооружение действующих предприятий, зданий и сооружений, предназначенных для организации межсменного хранения, технического обслуживания (ТО) и текущего ремонта (ТР) подвижного состава.
«СНиП 31-04-2001. Складские здания» — должны соблюдаться на всех этапах создания и эксплуатации складских зданий и помещений, предназначенных для хранения веществ, материалов, продукции и сырья.
Свод правил СП 7.13130.2013 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности.» — применяется при проектировании и монтаже систем отопления, вентиляции и кондиционировании воздуха, противодымной вентиляции.
«СНиП 31-05-2003. Общественные здания административного назначения» — содержит нормы и правила для группы зданий и помещений, имеющих ряд общих функциональных и объёмно-планировочных признаков и предназначенных преимущественно для умственного труда и непроизводственной сферы деятельности.
Свод правил СП 252.1325800.2016 «Здания дошкольных образовательных организаций. Правила проектирования» — настоящий свод правил распространяется на проектирование вновь строящихся и реконструируемых зданий дошкольных образовательных организаций.
Свод правил СП 51.13330.2011 «СНиП 23-03-2003. Защита от шума» — настоящий свод правил устанавливает нормы допустимого шума на территориях и в помещениях зданий различного назначения.

Нормы вентиляции и кондиционирования помещений: воздухообмен в помещениях различного назначения