Введение
Основнымипоказателямивоздушно-тепловогокомфортапомещенийявляютсясоставичистотавоздуха (качествовоздуха) ипараметрымикроклимата, обеспечиваемыесистемамиотопления, вентиляцииикондиционированиявоздуха.
Качество воздуха в помещении зависит от многих факторов: качества наружного воздуха; наличия в помещении источников загрязнений, мощности и расположения этих источников; способа и конструкции системы вентиляции и кондиционирования воздуха, способов управления и качества эксплуатации этой системы и т.п.
Воздух в помещении не должен содержать загрязняющих веществ в концентрациях, опасных для здоровья человека или вызывающих дискомфорт. К подобным загрязнениям относятся: различные газы, пары, микроорганизмы, табачный дым и некоторые аэрозоли, например пыль. Загрязняющие вещества могут попадать в помещения вместе с наружным приточным воздухом, от источников загрязняющих веществ в помещении, в том числе продуктов жизнедеятельности людей, технологических процессов, мебели, ковров, строительных и декоративных материалов.
Действующие сегодня нормативы по качеству воздуха (СНиП 41-01-2003, отраслевые СНиП, ВСН и СН, документы государственного санитарно-эпидемиологического надзора РФ (см. )) содержат неполные, а иногда и противоречивые данные.
Имеется ряд зарубежных стандартов, европейских и американских, касающихся качества воздуха, в том числе стандарт ASHRAE (Американская ассоциация инженеров по отоплению, охлаждению, вентиляции и кондиционированию воздуха), разработанный в 1999 году (см. ).
При разработке настоящего стандарта использованы отечественные и зарубежные нормативы. В качестве прототипа использован стандарт ASHRAE 62-1999 «Ventilation for acceptable indoor air quality» как наиболее полный и отражающий результаты новейших исследований в области качества воздуха.
В настоящем стандарте предлагаются две методики расчета минимальных норм воздухообмена, достаточного для обеспечения в помещении воздуха допустимого качества:
– | методика на основе удельных норм воздухообмена, отечественным аналогом которой является расчет расхода приточного воздуха по нормируемой кратности и удельному расходу (приложение М СНиП 41-01-2003, отраслевые СНиП, ВСН и СН); |
– | методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ, отечественным аналогом которой является расчет расхода приточного воздуха по массе вредных веществ (приложение Л СНиП 41-01-2003). |
В стандарте сделана попытка гармонизировать отечественные нормы и нормы стандарта ASHRAE 62-1 999.
Применение норм стандарта не ухудшает качество воздуха в помещениях и не противоречит действующим нормативным документам. Стандарт позволяет оптимизировать величину воздухообмена по наружному воздуху в помещениях в зависимости от конкретных условий применения.
В настоящем стандарте уточнены нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий в периоды, когда помещения не используются; нормы минимального воздухообмена в помещениях общественных зданий представлены в более удобной форме; приведены значения предельно допустимых концентраций (ПДК) радиоактивных газов (радон, торон); устранены неточности, присутствовавшие в первой редакции.
Стандарт предназначен для инженеров, проектирующих и эксплуатирующих системы вентиляции и кондиционирования воздуха.
СТАНДАРТ АВОК
ЗДАНИЯ ЖИЛЫЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ. Нормывоздухообмена RESIDENTIAL AND PUBLIC BUILDINGS. Air change rate |
Датавведения – 2004-06-01
Примеры расчета кратности воздухообмена
Возьмем для примера помещение высотой 3,5 м и площадью 60 м², где работает 15 человек. Считаем, что воздух загрязняется только от роста концентрации углекислого газа из-за дыхания.
Сначала находим объем помещения: V = 3,5 м × 60 м² = 210 м³.
Учитываем, что 1 среднестатистический человек выделяет 22,6 л углекислого газа в час.
Получаем, что вредные выделения можно рассчитать формулой B = 22,6 × n, где n соответствует количеству людей в помещении.
B = 22,6 л/ч × 15 = 339 л/ч
Для помещений максимально допустимая концентрация углекислого газа равняется 1/1000, или же 0,1 %. Переведем это в 1 л/м³. В чистом воздухе углекислого газа есть около 0,035 %. Переводим в 0,35 л/м³.
Рассчитаем, сколько свежего воздуха понадобится для всех 15 человек:
Q = 339 л/ч : 1 л/м³ – 0,35 л/м³ = 339 л/ч : 0,65 л/м³ = 521,5 м³/ч. Кубические метры в данном случае перешли в числитель, а часы — напротив, в знаменатель.
Определяем кратность воздухообмена:
N = 521,5 м³/ч : 210 м³ = 2,48 раз в час. Выходит, при сменяемости воздуха на уровне 2,48 раз в час концентрация углекислого газа останется в пределах нормы.
Найдем теперь удельную кратность воздухозамещения на 1 человека и на 1 м². Объем помещения при этом должен быть не меньше 210 м³, а высота потолка — от 3,5 м.
521,5 м³/ч : 15 чел. = 34,7 м³/ч на 1 человека
521,5 м³/ч : 60 м² = 8,7 м³/ч на 1 м² площади
Вредные выделения (B) также рассчитывают через формулу:
B = a × b × V × n, где:
Содержание веществ можно измерять в граммах, а не в литрах — так будет лучше для безопасности.
Кратность воздухообмена в помещении детских дошкольных организаций
| Помещения | t° (С)-не ниже | Кратность обмена воздуха в 1 час | |||
| В IА, Б, Г климатических районах | В других климатических районах | ||||
| приток | вытяжка | приток | вытяжка | ||
| Приемные, игровые ясельных групповых ячеек | 22-24 | 2,5 | 1,5 | — | 1,5 |
| Приемные, игровые младшей, средней, старшей групповых ячеек | 21-23 | 2,5 | 1,5 | — | 1,5 |
| Спальни всех групповых ячеек | 19-20 | 2,5 | 1,5 | — | 1,5 |
| Туалетные ясельных групп | 22-24 | — | 1,5 | — | 1,5 |
| Туалетные дошкольных групп | 19-20 | 2,5 | 1,5 | — | 1,5 |
| Помещения медицинского назначения | 22-24 | 2,5 | 1,5 | — | 1,5 |
| Залы для муз. и гимнастических занятий | 19-20 | 2,5 | 1,5 | — | 1,5 |
| Прогулочные веранды | не менее 12 | по расчету, но не менее 20 м3 на 1 ребенка | |||
| Зал с ванной бассейна | не менее 29 | ||||
| Раздевалка с душевой бассейна | 25-26 | ||||
| Отапливаемые переходы | не менее 15 |
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.
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.
1. Область применения
1.1. Настоящий стандарт устанавливает минимальные нормы воздухообмена по наружному воздуху (нормы расхода наружного воздуха), обеспечивающего в обслуживаемых помещениях необходимую чистоту (качество) воздуха и его минимально возможное неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Минимальные нормы воздухообмена не являются расчетными.
1.2. Качество воздуха в помещениях должно быть обеспечено вне зависимости от принятой системы вентиляции и схемы организации воздухообмена.
1.3. Настоящий стандарт распространяется на все помещения, которые могут занимать люди в жилых и общественных зданиях, за исключением помещений, для которых другие нормативные документы или специальные условия требуют больший воздухообмен, чем установленный в настоящем стандарте.
1.4. Настоящий стандарт распространяется на все помещения, в которых параметры микроклимата обеспечиваются в соответствии с требованиями ГОСТ 30494-96, СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные», СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения», СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения», МГСН 3.01-01 «Жилые здания».
1.5. В настоящем стандарте рассмотрены химические, физические и биологические загрязняющие вещества, поступающие, выделяющиеся или образующиеся в помещении и способные повлиять на качество воздуха.
1.6. В настоящем стандарте не рассматриваются такие факторы, влияющие на восприятие человеком качества воздуха, как:
– неустановленные и неизученные загрязняющие вещества;
– различие в восприимчивости у разных людей, психологический стресс и т.п.
1.7. В стандарте предлагаются две методики для расчета минимальных норм воздухообмена, достаточного для обеспечения в помещении воздуха допустимого качества:
1.7.1. Методика на основе удельных норм воздухообмена.
Необходимое качество воздуха обеспечивается за счет подачи в помещение определенного количества наружного воздуха в зависимости от назначения помещения и режима его эксплуатации. Эту методику рекомендуется применять для расчета величины воздухообмена в помещениях, в которых, как правило, не предполагается изменения их назначения, величины и характера поступающих в помещение загрязняющих веществ в период эксплуатации.
1.7.2. Методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ.
Необходимое качество воздуха обеспечивается за счет подачи в помещение определенного количества наружного воздуха в зависимости от величины и характера загрязняющих веществ в помещении. Эту методику рекомендуется применять для расчета величины воздухообмена в помещениях, которые могут изменять свое назначение и/или режим работы в период эксплуатации, в которых могут присутствовать или появиться интенсивные источники загрязняющих веществ и т.п.
В проектной документации следует указывать, какая из методик использована при расчете воздухообмена.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:
ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях
СНиП 2.08.02-89* Общественные здания и сооружения
СНиП 31-01-2003 Здания жилые многоквартирные
СНиП 31-05-2003 Общественные здания административного назначения
СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование
МГСН 3.01-01 Жилые здания
СанПиН 2.1.6.1032-01 Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест
ГН 2.1.6.014-94 Предельно допустимая концентрация (ПДК) полихлорированных дибензодиоксинов и полихлорированных дибензофуранов в атмосферном воздухе населенных мест
ГН 2.1.6.1338-03 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
ГН 2.1.6.1339-03 Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест
ГН 2.1.6.2177-07 Предельно допустимые концентрации (ПДК) микроорганизмов-продуцентов, бактериальных препаратов и их компонентов в атмосферном воздухе населенных мест
НМ 113-91 Рекомендации по применению нормативных требований при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для зданий различного назначения
НРБ-99 Нормы радиационной безопасности
ТР АВОК-4-2004 Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома
ASHRAE 62-1999 Ventilation for acceptable indoor air quality (Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха)
DIN EN 13779:2007 Ventilation for non-residential buildings – Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems (Вентиляциядлянежилыхзданий. Требования к рабочим характеристикам для вентиляционных и кондиционерных комнатных систем)
DIN EN 15251:2007 Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics (Входные параметры внутренней среды для проектирования и оценки энергетической характеристики зданий, относительно качества воздуха внутри помещения, тепловой среды, освещения и акустики)
CIBSE Guide A:2006 Environmental design. Ch. 1. Environmental criteria for design
Виды вентиляции коттеджей
Основное разделение вентиляционных систем производится по тому, как отработанный воздух из коттеджа будет удаляться за его пределы. То есть, с использованием различных приборов или по естественным законам физики. Первый вариант называется принудительным, второй естественным. Поэтому когда ставится вопрос о том, какая вентиляция и кондиционирование коттеджа требуется именно для определенного типа здания, выбор в первую очередь производится именно по этим двум видам.
Естественная
Все происходит за счет разницы температур внутри коттеджа и за его пределами. Главное – это сделать так, чтобы не было никаких препятствий, чтобы отработанный воздух мог покинуть помещения коттеджа, а ему на смену пришел свежий воздух. Поэтому естественную вентиляцию разделяют на два типа: организованная и неорганизованная.
Первая – это когда есть вытяжка в виде дымохода от печи или камина, или установленная труба, специально возведенная для удаления воздуха из комнат, а в качестве приточной вентиляции коттеджа используются щели и зазоры в оконных и дверных проемах. Так было в советские времена.
Вторая – это когда в процессе возведения коттеджа в его конструктивные элементы закладываются вентиляционные каналы. Они делятся на вытяжные, через которые отработанный воздух удаляется, и на приточные, через них свежий воздух подается внутрь дома.
Естественная вентиляция до поры до времени еще как-то использовалась. Но с появлением пластиковых окон, герметичных входных дверей надобность в ней отпала. Тем более, эффективность ее работы во многом зависит от побочных факторов: силы ветра, погодных условий, температуры на улице. Часто неправильно произведенный расчет и монтаж просто делают такую вентиляцию не дееспособной.
Принудительная
Это совершенно отличная от предыдущей модели отвода воздуха, в которой обязательно присутствует прибор. С его помощью отводятся воздушные массы или наоборот загоняются. Для коттеджей за городом это оптимальное решение. Главное здесь – точно рассчитать параметры вентиляции, которые зависят от такого показателя, как воздухообмен.
Существует четыре вида принудительной схемы:
- Вытяжная – вентилятор устанавливается на вытяжном участке.
- Приточная – установлен на приточном участке.
- Приточно-вытяжная – один вентилятор монтируется на приток, другой на вытяжку.
- С рекуперацией – это когда в вентиляционной системе установлено устройство, обеспечивающее передачу тепла от отводящего воздуха приточному. Приспособление называется рекуператором.
Комбинированная
Говорить о том, что существует отдельная категория под названием комбинированная система вентиляции и кондиционирования, нельзя. Потому что комбинаций разных схем практически-то и нет. Здесь можно говорить о сопоставимости той или иной цепочки отвода отработанного воздуха. К примеру, приточно-вытяжная модель – это, по сути, комбинация приточной и вытяжной вентиляций, объединенных в одном большом коттедже. То же самое можно сказать и о самой приточной или вытяжной схемах. По сути, это комбинация принудительного и естественного оттока.
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.
Расчет естественной вентиляции жилых помещений
Расчет заключается в определении расхода приточного воздуха L в холодный и теплый период года. Зная эту величину, можно подобрать площадь сечения воздуховодов.
Дом или квартиру рассматривают как единый воздушный объем, где циркуляция газов происходит через открытые двери или подрезанное на 2 см от пола полотно.
Приток происходит сквозь негерметичные окна, наружные ограждения и путем проветривания, удаление — через вытяжные вентканалы.
Монтаж вентиляцииИсточник market.sakh.com
Объем находят по трем методикам — кратности, санитарным нормам и площади. Из полученных значений выбирают наибольшее. Перед тем, как рассчитать вентиляцию, определяют назначение и характеристики всех помещений.
Основная формула для первого расчета:
L=nхV, м³/ч, где
- V — объем комнаты (произведение высоты на площадь),
- n — кратность, определяемая по СНиП 2.08.01-89 в зависимости от расчетной температуры в помещении в зимний период.
По второй методике объем рассчитывают исходя из удельной нормы на человека, регламентируемой СНиП 41-01-2003. Учитывают количество постоянно проживающих людей, наличие газовой плиты и санузла. По таб.М1 расход 60 м³/чел в час.
Третий способ — по площади.
L=Axk, где
- А — площадь помещения, м²,
- k — нормативный расход на м².
Расчет системы вентиляции: пример
Трехкомнатный дом общей площадью 80 м². Высота помещений 2,7 м. Проживает три человека.
- Гостиная 25 м²,
- спальня 15 м²,
- спальня 17 м²,
- санузел — 1,4² м²,
- ванна — 2,6 м²,
- кухня 14 м² с четырехкомфорной плитой,
- коридор 5 м².
Требуется рассчитать воздушный баланс.
Отдельно находят расход по притоку и вытяжке, чтобы объем входящего воздуха был равен удаляемому.
Приток:
- гостиная L=25х3=75м³/ч, кратность по СниП.
- спальни L=32х1=32 м³/ч.
Общий расход по притоку:
L общ=Lгост.+Lспал.=75+32=107 м³/ч.
Вытяжка:
- санузел L= 50 м³/час (таб.СНиП 41-01-2003),
- ванна L= 25 м³/час.
- кухня L=90 м³/час.
Коридор по притоку не нормируется.
По вытяжке:
L=Lкух.+Lсануз.+ L ванны=90+50+25=165 м³/ч.
Приточный расход меньше вытяжки. Для дальнейших расчетов принимается наибольшая величина L=165 м³/ч.
По санитарным нормам расчет проводят исходя из количества жильцов. Удельный расход на одного человека составляет 60 м³.
L общ.=60х3=180м/ч.
С учетом временных посетителей, для которых установленный расход воздуха 20м/ч, можно принять L=200 м³/ч.
По площади расход определяют с учетом нормативной скорости воздухообмена 3м²/час на 1 м² жилого помещения.
L=57х3=171 м³/ч.
По результатам расчетов расход по санитарным нормам 200 м³/ч, кратности 165 м³/ч, по площади 171 м³/ч. Хотя все варианты правильны, при первом для проживающих условия будут комфортнее.
