Нормы кратности воздухообмена в производственных помещениях: описание и расчет

Решение

Вентиляция объектов промышленного назначения — это по сути своей обеспечение притока свежего воздуха и удаление отработанного. И включает она в себя целый ряд решений.

Первый этап — это планирование. И для этого необходимо учесть несколько важных условий: присутствие в помещениях вредных испарений, загазованность и температурный режим.

Для решения поставленных задач нужно учесть необходимые условия труда, а так же отталкиваться от параметров помещения и его технических характеристик.

Чаще всего в больших помещениях применяется приточно-вытяжная вентиляция с охлаждением или подогревом воздуха.

В настоящее время существует множество вентиляционных систем, которые отличаются по функциональности и по стоимости. Зачастую это конкретное решение для каждого отдельного помещения. Именно благодаря этому мы и получаем эффективную, экономную, и идеально справляющуюся с поставленными задачами систему. Стоит понимать, что система вентиляции — это очень сложный механизм, который не только обеспечивает чистый и свежий воздух в помещении, а следовательно высокую производительность не только оборудования, но и сотрудников, а так же их хорошее самочувствие, а также позволяет управлять многими параметрами для создания оптимальных климатических условий в зависимости от времени или части помещения. Управление системой вентиляции возможно механически или же с помощью электроники, но возможны и варианты смешанного типа.

Классификация естественно вентиляции

Аэрация

Обеспечивается за счет разницы температурных показателей на улице и внутри производственного помещения. Такой тип вентиляции широко используется в промышленности с усиленным выделением тепла, но при соответствии нормам количества пыли и вредных компонентов. Аэрация не используется в тех производствах, где необходима обработка приточного воздуха

Конвекция

Формируется за счет разницы в давлении верхних и нижних шаров воздуха: теплый воздух в закрытом пространстве вытесняется холодным воздушным потоком с улицы

Ветровое давление

Образуется за счет расположения вентиляционных шахт с ветреной стороны здания. Воздушные потоки, которые перемещаются с помощью ветра попадают в здание и вытесняют отработанный воздух

Таблица воздухообмена

После того, как расчёт воздухообмена проведён для каждого из помещений, составляется таблица воздухообмена. Она представляет собой список всех помещений с указанием расходов приточного и вытяжного воздуха, а также обозначения систем, которые будут обслуживать данное помещение. Ниже приведён пример таблицы воздухообмена:

Наименование помещения Приток Вытяжка Обозначение систем
1 Тамбур
2 Коридор 100 100 П1, В1
3 Ресепшен 120 90 П1, В1
4 Офис 280 230 П1, В1
5 Офис 360 300 П1, В1
6 Офис 360 300 П1, В1
7 Санузел 200 В2
ИТОГО: 1220 1220

Помимо расходов воздуха таблица воздухообмена также может содержать иные данные, которые помогают определить расход воздуха — площадь и высоту помещений, кратность воздухообмена по нормам, количество человек и посетителей и другую информацию. При подготовке такой расширенной таблицы воздухообмена в Excel появляется возможность ввести формулы расчёта расходов воздуха. Таким образом, достигается автоматизация расчёта воздухообмена.

Из таблицы воздухообмена определяется расход каждой из вентиляционных систем. Для нашего примера получим:

  • Расход системы П1 — 1220 м3/ч
  • Расход системы В1 — 1020 м3/ч
  • Расход системы В2 — 200 м3/ч

Далее под эти расходы воздуха выполняется подбор всех элементов системы вентиляции.

Установка канальных систем воздухообмена

Популярная форма среди воздуховодов – квадратная, а среди вентиляторов – круглая, поэтому важно правильно осуществить соединение:

  1. Найти оптимальный метод.
  2. Расположить прибор в воздуховоде. Правильность отразится на интенсивности потока и уровне шума. Схематичное изображение предполагает использование эквивалентного диаметра:

D=√4hb/π,

где h – высота;

b – ширина воздухоотвода.

  1. Выбрать направление двигателя вентилятора, обеспечивающее правильное движение воздушного потока.
  2. Нужно устанавливать вентилятор с наименьшим количеством поворотов. Большое число изгибов ведет к торможению потока и сокращению производительности.

Монтаж круглого канального вентилятора требует соблюдения следующего порядка:

  1. Открутить крышку, расположенную на клеммной коробке.
  2. Подключить провода к соответствующим клеммам.
  3. Закрыть крышку, проверить подключение, устройство включить в розетку.
  4. Использовать разъемные хомуты для монтажа в воздуховод.
  5. Компактно расположить монтажные кронштейны.

Для фиксации вентилятора подходит ровная поверхность. Канальное устройство требует наличия фланцевых соединений с переходником (актуально для квадратных и прямоугольных сечений). Оборудование и аксессуары должны соответствовать СНиПу 3.05.01-85.

Материал изготовления должен быть устойчивым к температуре и агрессивному воздействию. Перед покупкой вентилятора нужно сделать расчет мощности. Значение производительности меняется в зависимости от протяженности воздуховода, места установки и сечения вентилятора.

Основные правила проектирования воздуховода

Дополнительная вентиляция – проект, подразумевающий разводку охлаждающего оборудования. Объем работ зависит от особенностей помещения и желания клиента. Сплит-система – отдельная структура «под ключ», самостоятельно организующая обмен потоками воздуха, без вентиляции.

Центральная система должна быть задумана и смонтирована на этапе закладки корпуса здания. Застройщик должен предусмотреть, чтобы каждое жилое пространство имело возможность регулировать воздушную среду.

На порядок обустройства вентиляционной тяги в частном строении влияют виды материалов, используемые при возведении короба. Применение гладкой доски или сруба совместно с печным отоплением исключает необходимость организации дополнительной циркуляции. Использование каркасного материала или кирпича требует начинать проектирование с определения воздухообмена и оптимального сечения канала.

Кухня и санитарно-гигиенические комнаты – помещения, для которых свойственна температура и влажность, поэтому для них нужно повысить показатель воздухообмена. При составлении проекта нужно соблюдать определенные правила:

  • проанализировать помещение;
  • рассчитать главные показатели – сечение каналов, коэффициент полезного действия, кратность воздухообмена;
  • выбрать подходящую конструкцию, удобную для доступа и технического обслуживания;
  • изолировать вентиляцию от шума и холода;
  • подобрать устройство, соответствующее предварительным расчетам.

Короб из металла актуален для промышленных предприятий, предусматривающих выход воздуха с большой скоростью или работу при отрицательных значениях. Для квартиры – пластиковая конструкция – простая в монтаже и легко вписывающаяся в интерьер.

Оборудование для промышленной вентиляции

Монтаж промышленных вентиляционных систем подразумевает использование специализированного оборудования. При расчетах некоторые его характеристики могут изменяться, но основные компоненты остаются неизменными.

  1. Вентиляционные каналы – специальные трубы, сечение и размер которых зависит от количества воздуха, которое необходимо прогнать за единицу времени. Именно от правильного проектирования каналов зависит эффективность работы всей системы, именно по ним воздух транспортируется по объекту. Каналы могут быть изготовлены из пластика, алюминия, металла и других материалов.
  2. Вентиляторы – основной компонент любой системы циркуляции воздуха, обеспечивают необходимую мощность, а также задают направление движения воздушных потоков.
  3. Фасонные части – как и трубы, могут быть изготовлены из пластика, служат для соединения каналов, создания их поворотов и развилок.
  4. Фильтры – промышленный фильтр может задерживать крупные и мелкие примеси, которые неизбежно находятся в воздухе любых промышленных сооружений. Для расчета требуемого типа фильтра необходимо знать, насколько грязный воздух на объекте.
  5. Рекуператоры – отличие промышленного вентиляционного рекуператора от бытового заключается в том, что за единицу времени он способен обогреть большее количество воздуха.
  6. Системы кондиционирования – такими системами обязательно нужно оснащать вентиляцию, если вы хотите, чтобы воздух на предприятии был не только чистым, но и свежим.

Рекуператор — оборудование для вентиляционной системы, необходимое для обогрева воздуха

Проектирование и монтаж

Для обеспечения максимально качественной вентиляции, необходимо выполнять ее проектирование и монтаж уже на этапе строительства. Только так можно учесть все меры безопасности, правильно спроектировать вытяжные зоны.

Но случается и так, что необходим монтаж системы вентиляции в уже построенном здании. В этом случае следует учесть все условия, в которых будет эксплуатироваться система, а так же назначение самого помещения. Выбор оборудования всегда зависит от взрыво- и пожароопасности помещения.

Как известно для производственных помещений используют обще обменную и местную вентиляцию. Первая отвечает за воздухообмен и очистку воздуха всего помещения. А вот с помощью местных отсосов можно решить только локальные задачи в месте образования тех самых вредных веществ. Но удержать и нейтрализовать такие воздушные потоки полностью, препятствуя их распространению по всему помещению, не удается. Тут необходимы дополнительные элементы, такие как зонты.

На выбор оборудования при монтаже вентиляции производственных помещений оказывает влияние тип производства и количество выделяемых вредных веществ, параметры самого помещения, и расчетная температура для холодного и теплого времени года.

Подведя итог хочется сказать, что такая непростая задача, как расчет, проектирование и последующий монтаж вентиляции, должны выполнять квалифицированные специалисты, у которых за плечами багаж знаний и накопленный годами опыт.

Нормы вентиляции в складских помещениях

Склады – постройки, предназначенные для хранения определенных товаров, грузов. И сроки хранения содержимого склада во многом зависят от его микроклимата — температуры, подвижности и влажности воздуха. В зависимости от характеристики содержимого склада применяют комбинированные и принудительные системы вентиляции. Вентиляция на складе должна полностью заменить воздух за час – это кратность единице.

Для складов, в которых хранится бензин, керосин, масла и летучие вещества, а персонал там находится временно, кратность равна 1,5-2, если постоянно — 2,5-5. Складов с баллонами со сжиженными газами и нитролаками – 0,5, при временном нахождении в нем людей. В складах для хранения легковоспламеняющихся жидкостей кратность при временном там нахождении людей составляет 4-5, временном – 9-10. В помещениях для хранения ядовитых веществ часовая кратность – 5, при временно нахождении.

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:

Таблица воздухообмена

После того, как расчёт воздухообмена проведён для каждого из помещений, составляется таблица воздухообмена. Она представляет собой список всех помещений с указанием расходов приточного и вытяжного воздуха, а также обозначения систем, которые будут обслуживать данное помещение. Ниже приведён пример таблицы воздухообмена:

Наименование помещения Приток Вытяжка Обозначение систем
1 Тамбур
2 Коридор 100 100 П1, В1
3 Ресепшен 120 90 П1, В1
4 Офис 280 230 П1, В1
5 Офис 360 300 П1, В1
6 Офис 360 300 П1, В1
7 Санузел 200 В2
  ИТОГО: 1220 1220  

Помимо расходов воздуха таблица воздухообмена также может содержать иные данные, которые помогают определить расход воздуха — площадь и высоту помещений, кратность воздухообмена по нормам, количество человек и посетителей и другую информацию. При подготовке такой расширенной таблицы воздухообмена в Excel появляется возможность ввести формулы расчёта расходов воздуха. Таким образом, достигается автоматизация расчёта воздухообмена.

Из таблицы воздухообмена определяется расход каждой из вентиляционных систем. Для нашего примера получим:

  • Расход системы П1 — 1220 м3/ч
  • Расход системы В1 — 1020 м3/ч
  • Расход системы В2 — 200 м3/ч

Далее под эти расходы воздуха выполняется подбор всех элементов системы вентиляции.

Требования к производственной вентиляции

Вентиляция и кондиционирование производственных помещений регулируется общими требованиями СанПиН, а также параметрами, характерными непосредственно данному цеху предприятия. К ним относятся:

  • механическая вентиляция производственных помещений должна отвечать правилам пожарной безопасности;
  • удаление опасных для здоровья веществ, выбросов без допуска в рабочую зону персонала;
  • обязателен гигиенический и пожарный сертификат о безопасности материалов, из которых произведены элементы вентсистемы;
  • антикоррозийное покрытие воздуховодов, либо они должны быть сделаны из материалов, устойчивых к подобным воздействиям;
  • толщина покрытия вентиляционных каналов горючей краской не должна превышать 0,2 мм;
  • для расположенных непосредственно внутри цеха рабочих зон персонала концентрация вредных веществ не должна составлять более 30 %;
  • влажностный, скоростной показатели воздухопотока не нормируются в летний период;
  • в зимний период температурный показатель воздуха внутри цеха с находящимся там персоналом – минимум 10⁰ С, при отсутствии людей – минимум 5⁰ С;
  • в летний период температурные показатели внутреннего и наружного воздухопотоков равны, либо внутренняя температура не превышает наружную более чем на 4⁰ С;
  • неиспользуемые летом цеха требования к производственной вентиляции не регламентируют по температурному показателю;
  • общий уровень шума внутри промышленного цеха не должен превышать 110 дБа, сюда включается и рабочий шум системы вентилирования.

Приведенный перечень довольно общий. На практике требования к вентиляции производственных помещений дополняются индивидуальными параметрами производства, конструкции цеха, спецификой выпускаемой продукции и т.д. Кроме того, необходимо обязательно учитывать, как взаимодействуют отопление и вентиляция внутри цеха. А также следует принимать в расчет, что освещение и вентиляция производственных помещений также взаимосвязаны.

Законодательные нормы и требования

Нормативы воздухообмена, изложенные в СП 60.13330.2016, определяются предназначением кабинета и количеством работающих в нем человек.

Документ содержит следующие требования к кратности воздухообмена (в расчете на человека):

  • помещение, используемое для проведения оперативных совещаний – 60 м³/ч;
  • кабинет руководителя – 60 м³/ч;
  • приемная руководителя – 40 м³/ч;
  • переговорная комната – 40 м³/ч;
  • опен-спейс (офис открытого типа) – 30 м³/ч;
  • коридоры и холлы – 11 м³/ч;
  • уборные – 75 м³/ч;
  • курилки – 100 м³/ч.

Обеспечение адекватной вентиляции помещения важно не только с точки зрения производственной безопасности. Речь идет о здоровье людей и качестве работы

Соблюдение нормативов кратности воздухообмена в офисном помещении напрямую отражается на качестве работы персонала, а результат работы коллектива – на прибыли компании

Спертый, душный воздух не способствует повышению трудоспособности коллектива, а значит – ухудшается эффективность работы и компания несет экономические потери. Несоблюдение изложенных в СНиП 41-01-2003 требований станет не только причиной наложения штрафных санкций, но и повлечет за собой множество функциональных проблем.

Из каких элементов состоят системы промышленной вентиляции

Для устройства систем промышленной вентиляции используют 10 основных элементов.

Воздухозаборная решетка. Устанавливают на внешней стороне здания. Она выполняет декоративные и защитные функции: не дает попасть в систему вентиляции мелкому мусору, влаге, снегу или тополиному пуху.

Воздушный клапан. Не дает холодному уличному воздуху попадать в систему вентиляции, когда она выключена. Чаще всего воздушный клапан комплектуется электроприводом для синхронизации его закрытия/открытия с выключением/включением системы вентиляции.

Фильтры очистки воздуха. Предотвращают попадание мелких твердых частиц и пыли в механизмы системы вентиляции и увеличивают ее срок службы. Фильтры делятся на три класса:

  1. Грубой очистки. Задерживают частицы размером более 10 мкм и подходят для обслуживания бытовых помещений. Представляют собой синтетическую ткань или металлизированную сетку.
  2. Тонкой очистки. Задерживают частицы до 1 мкм. Устанавливают в помещениях с высокими требованиями к чистоте: в пищевых цехах, лабораториях, больницах или музеях. Фильтры изготавливают с применением активированного угля или стеклоткани.
  3. Особо тонкой очистки. Задерживают частицы размером до 0,1 мкм. Устанавливают на оптических и электронных предприятиях, в фармакологической, химической и атомной промышленности, в операционных. При изготовлении используют клееную бумагу из субмикронных волокон или клееное стекловолокно.

Воздухонагреватель (по-другому калорифер). Подогревает холодный воздух, поступающий с улицы. По способу нагревания делятся на электрические и водяные. Иногда в системах вентиляции дополнительно используют рекуператоры. Они нагревают поступающий холодный воздух, передавая ему тепло от загрязненного теплого воздуха из помещений, без смешения потоков. Основная ценность рекуператоров – невысокое энергопотребление.

Вентилятор. Подает воздух в производственные помещения. У вентилятора 5 основных характеристик:

  1. Полное давление – на какое расстояние вентилятор может переместить воздух.
  2. Производительность – количество воздуха, которое вентилятор может прокачать за час.
  3. Уровень шума во время работы.
  4. Габаритные размеры.
  5. Тип – осевой или радиальный. У осевого высокая производительность, но низкое полное давление, поэтому он не подходит для систем с разветвленной сетью воздуховодов.

Шумоглушитель. Не дает шуму от работающего вентилятора распространиться по воздуховодам. При изготовлении используют звукоизолирующие материалы: минеральную вату или стекловолокно, которые помещают в металлическую коробку или цилиндр.

Воздуховод. Доставляет воздушный поток. Различается тремя параметрами:

  1. Площадью сечения.
  2. Формой: круглой или прямоугольной.
  3. Типом.

По типу воздуховоды делят на гибкие, полугибкие и жесткие. Гибкие и полугибкие представляют собой многослойную алюминиевую фольгу, одетую на каркас из стальной проволоки. У них только круглое сечение. Воздуховоды легко гнутся, но отличаются высоким аэродинамическим сопротивлением и поэтому подходят только для небольших по длине участков системы вентиляции.

Жесткие воздуховоды изготавливают из нержавеющей или оцинкованной стали. Могут иметь круглое или прямоугольное сечение. Круглые воздуховоды проще в изготовлении и создают меньшее аэродинамическое сопротивление потоку воздуха, а прямоугольные прочнее, их легче укладывать, они лучше вписываются в интерьер.

Фасонные изделия. Разветвители, повороты и переходники, с помощью которых собирают воздуховод.

Воздухораспределительные устройства. Нужны для равномерного распределения воздуха в производственных помещениях. Воздухораспределительные устройства бывают металлические или пластиковые, круглой или прямоугольной формы, различаются расцветкой и размерами. Чаще всего это решетки или плафоны.

Система управления. Простая или сложная. Простая – кнопка включения/выключения. Сложная – самостоятельно контролирует состояние фильтров, включает или отключает калорифер, управляет воздушным клапаном и прочее.

Все перечисленные выше элементы можно заменить готовой вентиляционной установкой – это гарантирует совместимость компонентов, исключает возможные ошибки во время сборки и не требует настройки автоматики.

Что учесть на стадии проектирования?

На стадии разработки проекта системы вентиляции подлежат согласованию следующие моменты:

  • Особенности архитектуры и конструкции офисного здания/кабинетов.
  • Местонахождение  оборудования.
  • Вероятное расположение каналов, по которым будет идти ток воздуха.
  • Показатель мощности электроустановки.
  • Наличие возможности подведения воды, а также вероятные пути отвода конденсата. Обеспечение свободного доступа к системе вентиляции.
  • Возможность (при необходимости) внесения изменений в конструкцию.

В проекте системы вентиляции делать поправки на работу системы кондиционирования как еще одного источника обеспечения воздухообмена не стоит.

Это объясняется очень просто – только система вентиляции обеспечивает адекватный воздухообмен.

Удачное сочетание кондиционера с приточной вентиляцией позволяет подавать в помещение свежий, увлажненный и очищенный воздух, параллельно экономя на электроэнергии

Кондиционеры предназначены для улучшения характеристик поступающего воздуха (коррекция температуры, увлажнение, очищение от вредных компонентов), но ни один, даже самый современный кондиционер, не обеспечит приток свежего, обогащенного О2, воздуха.

Другой вопрос – центральные кондиционеры с притоком свежего воздуха, которые могут обеспечить приток воздуха, соответствующего всем требованиям.

Процесс проектирования вентиляционной сети включает проведение расчетов:

  1. Обмена воздушных потоков.
  2. Схемы коммуникаций.
  3. Теплопритоков. Расчет проводится для каждого помещения в отдельности с поправкой на технические и конструктивные особенности строения.
  4. Площади сечений путей, по которым происходит обмен воздушных потоков.
  5. Потери давления по сети вентиляционных каналов.
  6. Необходимой мощности калорифера.

Кроме того, определяется оборудование, необходимое для комплектации и сборки вентиляционной сети. Составляется документация по проекту и согласовываются все детали.

Что такое чистые помещения?

Определение чистого помещения подразумевает собой определенной площади комнату, в которой при помощи специального оборудования поддерживается в заданных пределах концентрация аэрозольных частиц (пыль, химические пары, микроорганизмы) в воздухе.

В таком помещении количество загрязняющих частиц на поверхности стен, потолка и в воздухе должно поддерживаться на минимальном уровне.

Чистые помещения используются в микроэлектронике, космических технологиях, тонкопленочном производстве, выпуске печатных схем – везде, где необходимо устранение загрязняющих элементов

Эти особые помещения оснащаются следующими составляющими:

  • антистатическим полом;
  • передаточными оконными проемами;
  • переходными шлюзами;
  • глухой конструкции стеновыми панелями;
  • потолками со встроенным освещением.

Предельно чистой атмосферы в таких комнатах можно достичь одним способом – вымещение имеющихся воздушных масс и приток свежего отфильтрованного кондиционированного воздуха.

Чистые помещения необходимы для таких областей деятельности человека, как медицина, фармацевтика, изготовление различных электронных устройств и пищевое производство.

Кратность воздухообмена

Кратность воздухообмена характеризует скорость, с которой воздух сменяется в помещении. В системах вентиляции принято рассчитывать сменяемость воздуха в течение одного часа. Таким образом, кратность воздухообмена в помещении показывает, сколько раз воздух полностью сменился в помещении за час.

Однократный воздухообмен — это однократная смена воздуха в помещении в час. Допустим, площадь помещения составляет 80 м2, а высота потолков — 3 м. Объём такого помещения составит 240 м3. Чтобы достичь однократного воздухообмена в помещении должна быть предусмотрена подача воздуха в объёме 240 м3 свежего воздуха за 1 час и вытяжка в объёме 240 м3 отработанного воздуха за 1 час. Это соответствует расходу воздуха 240 м3/ч для приточной и вытяжной систем вентиляции.

В некоторых случаях требуется, чтобы кратность воздухообмена в помещениях была равна 2. Для комнаты площадью 80м2 и высотой потолков 3 метра расход приточного и вытяжного воздуха составит по 480 м3/ч.

Наконец, рассмотрим случай, когда требуется кратность воздухообмена в помещении по притоку 2, а по вытяжке 3. Для рассматриваемой комнаты это будет означать необходимость подать 480 м3/ч свежего воздуха и удалить 720 м3/ч отработанного воздуха.