Какая кратность воздухообмена в производственных помещениях. Нормы вентиляции в различных помещениях. Основные методики расчета, учитываемые при нормировании вентиляции

При проектировании систем вентиляции разработчики обязаны обращать внимание на указания, рекомендации и требования контролирующих инстанций. Нормы, на которые необходимо ориентироваться, ‒ это СанПины, ГОСТы, данные АВОК и так далее. Они достаточно подробны, многочисленны и сложны, так как учитывают большое количество параметров:

• назначение объекта ‒ например, если обсчитывается вентиляция технических помещений, нормы будут существенно отличаться от применимых для жилых пространств;
• размеры помещения - от этого зависит количество подаваемого/удаляемого воздуха, модели и мощность вентиляционных установок, тип используемой системы и так далее;
• количество одновременно находящихся на объекте людей;
• время года, температурный режим, влажность ‒ особенно это актуально для жилых пространств, но и для склада важно, в каких условиях хранится продукция;
• требования пожаробезопасности, другие специфические условия.

Основные методики расчета, учитываемые при нормировании вентиляции

Специалисты ориентируются на обобщенные таблицы. В них учитываются необходимые параметры и после расчета по всем возможным методикам выбирается наибольшее значение ‒ его и берут за основу при проектировании (этот подход не используется при организации подобных систем в бассейнах). Вне зависимости от того, что именно в них описывается ‒ воздухообмен в детском саду или вентиляция складских помещений, нормы базируются на нескольких ключевых показателях:

• объем и расход воздуха на одного человека;
• уровень аэродинамического сопротивления в системе;
• допустимый процент вредных выделений;
• ориентировочно возможная мощность воздухонагревателей и вентиляционного оборудования;
• количество окон, влажность, температура и так далее.

В жилых, общественных и производственных помещениях, где люди проводят много времени, расчет производят по следующим методикам:

• по площади, без учета количества людей ‒ нормы оговаривают ориентирование на объемы приточного воздуха для объектов разного назначения (например, для жилых это 3 куб. м/час на 1 кв. м);
• по нормам санитарно-гигиенического характера (для одного человека) ‒ жилым пространствам необходимо 30 куб. м/час, для производственных, больших, чем 20 кв. м ‒ не менее 20, если организуется вентиляция офисных помещений, нормы предусматривают 40 куб. м;
• по нормам вытяжки (кратность) ‒ учитывается, сколько раз в течение часа обновляется состав аэромасс в помещении (в сводных таблицах приводятся нормативные кратности).

Особенности норм для жилого и офисного типов помещений

К жилым пространствам предъявляются высокие требования ‒ при проектировании вентиляции должна обеспечиваться безопасность людей. В подобном строительстве обычно используется классическая схема аэрации ‒ естественно-вытяжная, с каналами. Удаляются загрязненные массы, в первую очередь, из санитарной зоны ‒ кухонь, ванных ‒ причем пространство считается по умолчанию единым по уровню давления и негерметичным, поэтому при расчете учитывают подрезку дверных полотен и параметры окон.

Нормы воздухообмена подразделяются по назначению помещений:

• для жилых комнат ‒ постоянный параметр кратности не менее 30 куб.м/час или 0,35 1 /ч, но при общей площади квартиры менее 20 кв. м ‒ 3 куб. м на 1 куб.м помещения;
• для кухонь с электроплитой 60 куб.м/час, с газовой ‒ 90, минимальный ‒ 30 и 45 соответственно;
• для ванной и туалетных комнат — 25 куб.м/час при разделении санузла, 50 при совмещенной организации;
• для постирочных, гардеробных, подсобных комнат ‒ кратность не менее 1 на один час.

Это краткое описание, так как жилищное проектирование ‒ объемная, сложная отрасль, и в нем учитывается впечатляюще большое количество нормативных показателей. То же, в принципе, касается и офисных пространств ‒ там люди проводят много времени, причем объединяясь порой в немаленькие группы. По проектировочным нормам для подобных объектов необходимо учитывать, чтобы:

• температура воздуха поддерживалась на уровне 19-21 градуса Цельсия в холодный период и 23-25 в теплый;
• в помещениях без окон была организована механическая система вентилирования, а в санузлах, курительных, офисах более 35 кв. м ‒ независимые вытяжные системы;
• подвижность воздуха поддерживалась на уровне 0,2-0,5 м/сек;
• кратность составляла: для стандартных кабинетов (начальственные, бухгалтерские, рабочие и так далее) ‒ 1,5 на приток, для копировальных и переплетно-брошюровочных служб ‒ 3-5, на вытяжку для гардеробных ‒ 2, уборных ‒ 50, кладовых ‒ 1-1,5.

Нормирование технических, производственных и складских объектов

Нормы вентиляции в производственных помещениях и в складских зонах формируются несколько иным способом. Здесь, кроме нужд людей, необходимо учитывать особенности и технические требования для оборудования и содержащихся в помещении товаров, веществ. Если говорить о санитарной составляющей, то в зале без окон необходимо организовать подачу наружных аэромасс ‒ на одного человека 60 куб. м/час. Также нормируется (по отдельным наименованиям):

• содержание пыли;
• присутствие и уровень вредных паров, газов, испарений;
• температура в помещении (в том числе избыточная теплота), влажность.

Как правило, система, которая организуется в помещении, сочетает естественные и механические источники вентилирования и базируется на приточно-вытяжном принципе. Основной параметр ‒ кратность. Для производственно-складских помещений она может варьироваться от единицы до 10. В целом расчет по одной лишь кратности недостаточен и нужно учитывать:

• скорость всасывания воздушных масс ‒ для малотоксичных газов 0,5-0,7 м/сек, для высокотоксичных 1,2-1,7;
• необходимый расход аварийной вентиляции ‒ с коэффициентом не менее 8;
• соответствие специфике хранящихся ценностей (для склада ГСМ, например, воздухообмен должен быть не меньше 2,5, а при хранении ацетона ‒ 9-10).

доцент Миронова Е.М.

л а б о р а т о р н а я р а б о т а

Расчет кратности воздухообмена в помещении

Методические указания

Цель работы:

Ознакомиться с понятием кратности воздухообмена в помещениях и приобрести практические навыки по расчету этой метеорологической величины.

Учебные вопросы:

Определение кратности воздухообмена в помещении, осуществляемого путем естественной аэрации.

Некоторые производственные компании предлагают купола с системой дымохода, которая позволяет автоматически открывать купол в случае пожара. Он состоит из электромагнетиков, которые держат крышку в закрытом положении во время нормальной работы. Питание может быть подано через кнопку или электрическую систему управления. В случае пожара питание отключается, а электромагниты отпускают крышку. Закрытие купола чаще всего выполняется вручную. Все купола изготовлены из негорючих материалов, что предотвращает распространение пожаров даже при отсутствии системы дымоудаления.

Расчет площади открытой фрамуги, через которую поступает атмосферный воздух в помещение, необходимой для достижения заданной кратности воздухообмена.

Определение времени проветривания помещения при периодическом открывании фрамуги известной площади.

Порядок выполнения работы:

Изучить методику определения кратности воздухообмена помещения.

Как мы прекрасно знаем, крышные купола также имеют недостатки, которые необходимо знать, чтобы принять необходимые меры для минимизации их воздействия. Одной из основных проблем, которые могут возникнуть в куполах крыши, является конденсация. Опасность конденсации водяного пара существует там, где горячий воздух встречает холодную поверхность. Из-за естественного желания теплого воздуха подниматься вверх с помощью купольных систем крыши, он довольно большой. Конденсация вызывает размытие и затемнение световой передачи купола, и при более высокой влажности может возникать больше капель.

Получить у преподавателя задание на проведение расчетов.

Провести расчеты по определению кратности воздухообмена, площади сечения на воздухообмен и времени воздухообмена.

1. КРАТНОСТЬ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИИ

Воздухообменом называют замену загрязненного воздуха чистым. Воздухообмен делят на естественный и искусственный. Естественный происходит вследствие разности и перепада давления воздуха внутри помещения и снаружи. Осуществляется он с помощью периодического открывания форточек, фрамуг, окон (аэрация), а также через щели стен, окон, двери (инфильтрация).

Искусственный воздухообмен осуществляется путем использования различных систем механической вентиляции и кондиционирования.

Кратность воздухообмена определяет, сколько раз в час необходимо менять весь воздух помещения, чтобы очистить его до предела допустимой концентрации загрязнения (ПДК).

Кратность воздухообмена N задается формулой:

раз в 1 час. (1)

где: V (м 3 /ч) – необходимое количество чистого воздуха, поступающего в помещение в течение 1 часа; W (м 3) – объем помещения.

Путем естественной аэрации обычно достигают трех – четырехкратного воздухообмена, а при необходимости большей кратности прибегают к механической вентиляции.

Объем чистого приточного воздуха, который должен разбавлять вредные газы до предельно допустимой концентрации, определяется по формуле:

м 3 /ч, (2)

где: В – количество вредного вещества (газа), поступающего в помещение в 1 час, мг/ч;

ρ В - ПДК вредного вещества в воздухе рабочего помещения, мг/м 3 ;

ρ 0 – концентрация того же вредного вещества в приточном наружном воздухе, мг/м 3 .

Количество вредных газов В , находящихся в воздухе рабочего помещения, можно определить несколькими способами:

а) Измерением концентрации газа на единицу объема b с помощью газоанализатора. Тогда количество вредного вещества определяется по формуле:

B = a ∙ b ∙ W мг/ч,

где: а – коэффициент инфильтрации (для камеральных цехов а=1 , для гаражей а=2 );

b – концентрация вредного вещества в воздухе (мг/м 3 в 1 час);

W (м 3) – кубатура рабочего помещения.

б) Определением расхода вредного вещества всеми работающими за смену (8 часов) в одном рабочем помещении

мг/ч,

где b п – количество материала, содержащего вредное вещество, расходуемое всеми работающими в данном помещении, мг.

в) С учетом выделения углекислого газа (СО 2) в процессе дыхания человека в объеме 22,6 литров в 1 час. Тогда

В=22,6· n л/ч,

где: n – число работающих в помещении.

2. УСЛОВИЯ ДОСТИЖЕНИЯ ТРЕБУЕМОЙ КРАТНОСТИ ВОЗДУХООБМЕНА ПУТЕМ ЕСТЕСТВЕННОЙ АЭРАЦИИ

Величина потока воздуха Q , проникающего внутрь помещения в результате перепада давлений, определяется формулой:

М 3 /с, (3)

где: α = 0,6

- коэффициент, учитывающий расход воздуха через фрамугу применительно к зданиям промышленного и городского типа;

S (м 2) – суммарная площадь сечений, через которые поступает воздух в помещение; u 1 (м/с) – скорость ветра с наветренной стороны здания;

а 1 – соответствующий аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и конструкционных особенностей здания,

;

u 2 (м/с) – скорость ветра с подветренной стороны, для средних условий

а 2 – соответствующий аэродинамический коэффициент,

;

Для обеспечения заданной кратности воздухообмена N требуется выполнение условия:

V = 3600 Q (4),

где коэффициент 3600 появился в результате перевода часа в секунды.

Согласно (1), (3), условие (4) можно переписать в виде:

,

, м 2 (5)

Предполагается, что чистый воздух поступает в помещение через сечение S непрерывно в течение всего рабочего дня.

Во избежание сквозняков, а также в холодное время года аэрацию помещения осуществляют с помощью периодического открывания фрамуг. В этом случае кратность воздухообмена показывает, сколько раз в 1 час необходимо проветривать помещение. Время проветривания t можно определить из условия:

(6)

В формуле (6) площадь S 1 считать известной.

3. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ВОЗДУХООБМЕНА

Задача 1.

Определить кратность воздухообмена производственного помещения высотой h = 3,5 м, в котором работают 20 человек, на каждого человека приходится 4,5 м 2 площади. Загрязнение воздуха происходит за счет выдыхаемого углекислого газа. Принудительная вентиляция отсутствует.

Количество вредного вещества В, поступающего в помещение в 1 час, задается формулой:

B = 22,6∙ n (л/ч)

Предельно допустимая концентрация СО 2 составляет 0,1 % или ρ В = 1 л/м 3 . В атмосферном воздухе углекислого газа содержится 0,035 %, т. е. ρ о = 0,35 л/м 3 . Тогда объем чистого воздуха V , необходимого для n человек, согласно формуле (2), составит:

м 3 /ч

Кратность воздухообмена определяется по формуле (1):

раз в 1 час

Для рассматриваемого производственного помещения n = 20 человек, объем .

Согласно формуле (7):

N =

раза в 1 час.

Следовательно, если 3 раза в 1 час производить замену загрязненного воздуха помещения чистым воздухом, концентрация углекислого газа в помещении будет ниже предельно допустимой.

Ответ: N = 3.

Задача 2.

Определить площадь сечения S , через которую в помещение поступает чистый воздух, для обеспечения кратности воздухообмена N = 3 в помещении объемом

.

Скорости ветра с наветренной и подветренной сторон и соответствующие коэффициенты заданы: u 1 = 5 м/с; а 1 = 0,8; u 2 = 2,5 м/с; а 2 = 0,3; α = 0,7.

Воспользуемся формулой (5):

Следовательно, аэрацию рабочего помещения можно осуществлять с помощью открытой в течение всего рабочего дня форточки, площадью S =50 см * 20 см

Ответ: S = 0,1 м 2

Задача 3.

Определить время проветривания помещения объемом

, необходимое для полной замены загрязненного воздуха чистым, считая площадь открытой фрамуги известной:S 1 =1м 2 ;u 1 = 5 м/с; а 1 = 0,8; u 2 = 2,5 м/с;

а 2 = 0,3; α = 0,7.

Воспользуемся формулой (6):

Следовательно, достаточно двух минут, чтобы полностью проветрить помещение данного объема.

Ответ: t = 106 с.

Аэрацию помещения, объемом 315 м 3 , где работают 20 человек, можно осуществлять с помощью постоянно открытой форточки, площадью 0,1 м 2 . Возможно также периодическое, через каждые 20 минут, проветривание помещения с помощью открывания на 2 минуты фрамуги, площадью 1 м 2 .

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ СТУДЕНТАМ

В помещении, объемом W , работает n человек. 1% помещения занят мебелью и производственным оборудованием. Определить воздухообмен помещения в результате естественной аэрации, считая загрязнителем воздуха углекислый газ, образующийся при дыхании людей.

Определить площадь S открытой на протяжении всего рабочего дня фрамуги, обеспечивающей данную кратность воздухообмена N .

Определить время t проветривания помещения при периодическом открывании N раз в 1 час фрамуги, площадью S 1 (S 1 >S) .

Исходные данные для выполнения задания выдаются преподавателем.