Нормативы по кратности воздухообмена в разных типах помещений + примеры расчетов

Если вы задумываетесь о постройке частного дома или сооружения для своего бизнеса, вам, вероятно, уже приходилось сталкиваться с многочисленными стандартами. Но безопасность всегда должна оставаться в приоритете, не так ли? Если вы планируете начать строительство или установить систему вентиляции в уже готовом объекте, предложенные в этой статье нормы кратности воздухообмена окажутся вам полезными. Достичь желаемого результата достаточно просто, если уделить этому вопросу должное внимание. Вы согласны?

В данной статье вы сможете выяснить, что такое воздухообмен, как его измеряют и какие существуют нормативные документы, касающиеся этой темы. Также мы приведем нормы для различных помещений и примеры расчета кратности воздухообмена.

Понятие кратности воздухообмена и его важность

Воздухообмен — это количественная характеристика, показывающая эффективность работы вентиляционной системы в замкнутом пространстве.

Кратность означает количество замен воздуха за определенный промежуток времени, что учитывается при проектировании зданий и вентиляционных систем. Прежде чем выбрать нужный показатель кратности, важно ознакомиться с действующими правилами и научиться расчетам.

Простая схема воздеханического процесса в квартире или доме выглядит следующим образом: в технических помещениях акцент делается на удаление воздуха, тогда как в жилых — на его приток, а также переток воздушных масс между комнатами компенсирует его нехватку.

Кратность воздухообмена представляет собой санитарный критерий состояния воздуха в помещении. Этот параметр играет ключевую роль в обеспечении безопасности и комфортного пребывания людей. Нормативные значения регулируются государственными стандартами — строительными нормами и правилами (СНиП), сводами правил (СП), санитарными нормами и правилами (СанПиН) и ГОСТами. Кратность воздухообмена отражает, сколько раз воздух обновляется в течение одного часа.

В основе СНиПов, касающихся воздухообмена, лежат следующие факторы:

• назначение помещения;
• температура и влажность воздушных масс;
• качество и степень интенсивности естественной вентиляции;
• число людей, находящихся в помещении на постоянной или временной основе;
• тепловыделение работающей техники;
• количество используемой бытовой техники.

Существует два вида воздухообмена: естественный и искусственный. Естественный обмен происходит за счет разности давлений, перемещая воздух из зон с высоким давлением в области с низким. Искусственный воздухообмен реализуется с помощью вентиляторов, кондиционеров и других электроприборов.

Формула для расчета кратности воздухообмена выглядит следующим образом:

N = Q возд / V пом, где:

N или n — кратность (количество раз в час);
Q возд — необходимое количество свежего воздуха в час, м³/ч;
V пом — объем помещения, м³; если комната имеет сложную форму, лучше обратиться к специалистам для точного определения объема.

Естественное воздухообменное замещение ограничено показателем 3—4 раза, поэтому иногда для его улучшения требуется установка механической вентиляции.

При устройстве системы приточно-вытяжной вентиляции (от 1 до 10): обеспечивает забор воздуха, его очистку, воздуховоды, приточные и вытяжные вентиляторы, устройства для подачи и удаления воздуха, фильтры, пыле- и газоуловители.

Вентиляционные установки функционируют в двух режимах: вытесняют старый воздух новым или перемешивают обе воздушные массы.

Для систем, предназначенных исключительно для удаления воздуха, основное уравнение кратности будет выглядеть следующим образом:

N = V у. в. / V пом, где:

V у. в. — объем удаляемого воздуха, м³/ч;
V пом — объем помещения, м³.

Удаляемый объем включает в себя тепловые выделения и опасные летучие вещества.

Для приточной и вытяжной вентиляции рассчитываются также отдельные показатели кратности.

Например, для системы притока используются следующие расчеты:

N пр = L пр / V пом, где:

L пр — производительность приточной системы, м³/ч;
V пом — объем помещения, м³.

Как правило, кратность для вытяжной вентиляции выше на 1 или 2 единицы в час относительно притока, за исключением некоторых медицинских учреждений, где наоборот. Общая кратность определяется по более высокому показателю.

Кратность воздухообмена, указанная в СНиПах и санитарных нормах, представлена четырьмя способами:

• количество замен в час;
• кубические метры в час — обычно для стандартных помещений;
• кубические метры в час на человека;
• кубические метры в час на квадратный метр площади.

Последние два показателя — это удельные нормы воздухообмена, которые особенно важны в местах с большой численностью людей. Расчет на одного человека может быть полезен на производствах, в магазинах и медицинских учреждениях, где можно оценить среднее количество посетителей.

Для одного сотрудника рекомендуется обеспечивать 60 м³/ч, а для временного посетителя — 20 м³/ч. Это удельное значение служит информативным критерием, если размеры помещения приближаются к стандартным.

Воздухообмен в помещении: Q изб — это избыточные тепловые выделения, G — вредные пары или газы, V — объем комнаты, q пр — концентрация вредных веществ в приточном воздухе, q выт — это то же значение в удаляемом воздухе, t пр — температура поступающего воздуха, t выт — температура уходящего воздуха.

Существует также коэффициент воздухообмена, который можно определить по формуле:

E = T / (2 × Y) × 100 %, где:

T — объем помещения или поступающий воздух;
Y — время замещения атмосферы.

Этот коэффициент также называется качеством воздухообмена и достигает 100 % для систем, которые эффективно удаляют старый воздух, и 50 % для тех, что перемешивают воздушные массы.

Согласно нормативам, кратность воздухообмена вводит требования к производительности вентиляции.

Формула выглядит следующим образом:

L = n × V пом, где:

L — производительность, м³/ч;
n — нормативная кратность (количество замен в час);
V пом — объем помещения, м³.

Нормативные значения кратности обычно составляют 1—2 для жилых комнат и 2—3 для офисов. Для санузлов кратность начинается с 3—5, а для кухонь — с 5—10.

Нормативы кратности воздухообмена для конкретных помещений

С современными утепленными и герметичными строительными конструкциями кратность воздухообмена может снижаться. Это приводит к более активному размножению вредных микроорганизмов и ухудшению общего состояния гигиены.

Нормативные документы содержат критические значения для воздухообмена, несоблюдение которых приведет к различным проблемам.

Пример воздухообмена в подвале: для достижения необходимой кратности потребуется несколько приточных отверстий и дефлектор на отводной трубе для более эффективного отведения.

Для многоквартирных домов и различных типов помещений разработаны нормы кратности, указанные в СП 54.13330.2016.

Индивидуальные требования для различных комнат выглядят следующим образом:

• кухня с газовым оборудованием — 80—100 м³/ч;
• кухня с электрическими плитами — 60 м³/ч;
• ванная/душ/туалет — 25 м³/ч;
• совмещенный санузел — 50 м³/ч;
• общая стиральная, сушильная или гладильная — 7 м³/ч;
• холл или коридор в жилом доме — 3 м³/ч;
• жилое помещение (детская, спальня) — 3 м³/ч на 1 м²; 30 м³/ч на человека, но не менее 0,35 раз в час от общего объема помещения;
• лестничная клетка — 3 м³/ч;
• гардероб в общежитии — 1,5 м³/ч;
• машинное помещение для лифта — 1 м³/ч;
• комната с теплогенератором мощностью до 50 кВт — 1 м³/ч для закрытых камер сгорания и 100 м³/ч для открытых;
• кладовая для инвентаря или спортивного оборудования — 0,5 м³/ч.

Если в помещение с теплогенератором добавить газовую плиту, потребуется дополнительно обеспечить 100 м³/ч воздухообмена.

Нормативы для помещений различного типа подбираются в соответствии с СП 60.13330.2016, СП 118.13330.2012 и СП 44.13330.2011.

Для оценки кратности воздухообмена в помещениях с нестандартной конфигурацией следует полагаться на СанПиНы и вносить корректировки по результатам самостоятельных расчетов.

В ресторанах следует обеспечивать как приточную, так и вытяжную вентиляцию над каждым источником тепла, причем если воздуховоды расположены вверх, температура между внутренним воздухом и притом не должна превышать 6 °C.

Современные здания оснащаются автономными воздушными клапанами, позволяющими устранять застойный воздух, что дает возможность жильцам регулировать их работу.

Дополнительные устройства для вентиляции помогают справляться с максимально допустимыми концентрациями токсичных веществ. В жилых и общественных зданиях допустимыми нормами считаются 0,1 мг/м³ для озона и 0,005 мг/м³ для соединений, содержащих хлор.

Жители будут защищены в еще большей степени, если установят мощную механическую систему вентиляции.

Промышленные помещения и цеха

В производственных помещениях условия могут быть более строгими и даже неблагоприятными. Кратность воздухообмена в таких помещениях должна значительно превышать параметры для жилых и общественных зданий.

Для производственных объектов требуется интенсивный воздухообмен с высокой кратностью, который рассчитывается на основе избытка тепла, влаги, а также возможного присутствия опасных и вредных веществ, в том числе выделений от людей.

При выборе оптимальных параметров вентиляции для цеха следует учитывать следующие факторы:

1. Уровень влажности, избыток влаги в воздухе. Это особенно актуально для тех предприятий, которые используют жидкости в своих процессах.
2. Тепловая энергия, выделяемая оборудованием. Избыточное тепло от машин необходимо удалять как естественным, так и механическим способом.
3. Степень загрязнения и особенности процессов. Каждый химический элемент имеет свою предельно допустимую концентрацию. Воздушные обмены должны планироваться так, чтобы основные вредные вещества находились в воздухе в минимальном количестве.
4. Интенсивность труда. Высокий уровень свежего воздуха облегчает выполнение тяжелых физически или умственно сложных задач. В ряде случаев это также влияет на безопасность.
5. Число сотрудников, находящихся в помещении одновременно и в течение рабочего дня. Каждый работник должен получать воздух в расчетном объёме, исходя из средних потребностей на человека.

Также важно учитывать форму и объем цеха. Форма влияет на циркуляцию воздуха, объем — на необходимый объём воздуха.

Необходимо учесть возможность скопления воздуха и его завихрение.

Существуют различные типы цехов: малярные, сварочные, механические и механосборочные. В таких помещениях требуется удалять конвективное тепло, дым, инертные газы и прочие примеси.

Для объектов с опасными летучими химическими соединениями необходима 45-кратная смена воздуха. Для красильных цехов требуется 40-кратный обмен. В тех помещениях, где работникам нужно активно использовать физическую силу, воздух необходимо обновлять 35 раз в час.

На производствах, где рабочие процессы не требуют особых усилий, будет достаточно 30 кратной смены. Для цехов с легкой физической нагрузкой скорость воздухообмена устанавливается на уровне 25 раз в час.

Рекомендуемые кратности воздухообмена для промышленных помещений определены в СП 118.13330.2012, а также обновленных документах СП 60.13330.2012 и СП 60.13330.2016, которые основаны на СНиП 41-01-2003.

Медицинские учреждения и больницы

В учреждениях здравоохранения качество воздуха критически важно для благополучия пациентов и их быстрого выздоровления. Особенно это касается детских больниц, где требования к воздухообмену должны быть более строгими. Кратность воздухообмена для медицинских учреждений прописана в СП 158.13330.2014.

Наибольшая потребность в обновлении воздуха наблюдается в палатах для инфекционных больных, где необходима кратность 160 м³/ч на одного пациента. Для других палат, где находятся как дети, так и взрослые, необходимый воздухообмен составляет 80 м³/ч на человека.

Обычно указанные параметры в м³/ч на человека обеспечивают достаточный воздухообмен для поддержания здоровья пациентов.

В кабинетах врачей и лабораториях достаточно 60 м³/ч на одного человека. Столько же воздуха необходимо в помещениях для мануальной терапии, лечебной физкультуры и кабинетах с постоянными рабочими местами.

При правильной кратности воздухообмена в медицинских учреждениях создаются оптимальные химические и микробиологические условия, а уровень шума и вибраций сводится к минимуму.

Во многих случаях можно обойтись без высокой кратности воздухообмена и специальных физических показателей. В кабинетах для томографии и процедурных для радиофармацевтических манипуляций достаточно 6-кратной смены воздуха.

Для грязных зон ДСО/ЦСО, санитарной обработки, хранения дезинфицирующих средств и сортировки использованного белья необходимо осуществлять обновление воздуха 5 раз в час.

Помещения для хранения медикаментов и стерильных материалов требуют 4-кратного воздухообмена, а аналогичный уровень необходим и в кабинетах для флюорографических и рентгенологических исследований.

Трехкратная смена воздуха признана нормой для небольших мастерских, лабораторий клинических анализов и чистых зон стерилизационного отделения.

Эти нормы также применяются к помещениями для сортировки анализов, холлам, а также кабинетам функциональной и ультразвуковой диагностики.

В реанимации и отделениях интенсивной терапии система воздухообмена должна быть спроектирована так, чтобы предотвратить распространение продуктов горения, и в этом помогают противопожарные клапаны.

Для буфетов и зон приема пищи в стационарах необходимо 2-кратное обновление воздуха. Для небольших кабинетов, где отсутствуют постоянные рабочие места, достаточно одного воздухообмена в час.

Аналогично, одного обновления в час достаточно для малых складов с оборудованием и чистыми материалами, вестибюлей на первом этаже, архивов, справочных, гардеробных и кладовых.

Офисы и деловые центры

В офисных и административных помещениях требуется гораздо больше свежего воздуха по сравнению с жилыми квартирами. Это связано с обилием офисной техники, недостатком свежего воздуха из-за большой умственной нагрузки и требованиями к уровню обслуживания клиентов.

Основные критерии вентиляции для офисных пространств:

• широкие вентиляционные каналы;
• наличие как естественной, так и механической вентиляции;
• эффективное проветривание с минимальными затратами электроэнергии;
• настраиваемая система вентиляции, адаптируемая под изменения погодных условий;
• удобное расположение элементов вентиляции для проведения ремонта и установки;
• использование тихого оборудования и звукоизоляционных материалов;
• качественная приточная и вытяжная вентиляция;
• непрерывное поступление чистого воздуха, желательно из внешней среды.

Свежий воздух должен эффективно справляться с выводом испарений. Важно акцентировать внимание на его увлажнении, очистке, а также нагревании или охлаждении перед поступлением в помещения.

В просторных офисных пространствах устанавливается развитая система обмена воздуха и местной вентиляции, включающая клапаны, распределители воздуха, калориферы, теплоизоляцию и автоматизированное управление.

На каждого рабочего в комнате должно приходиться минимум 20 м³/ч воздуха. Конференц-залы требуют того же объема на каждого участника. В областях с высоким уровнем влажности и в санитарных узлах следует организовать интенсивный воздухообмен — до 15 обновлений воздуха в час.

В курительных помещениях требуется десятикратный обмен. В кабинетах руководителей установлен уровень воздухообмена на уровне 3, в технических помещениях — 1, тогда как в архивных комнатах и кладовых — 0,5. Нормативы для офисных зданий изложены в СП 118.13330.2012 и международном стандартe ASHRAE 62-1-2004.

Примеры вычисления кратности воздухообмена

Рассмотрим пример помещения высотой 3,5 метра и площадью 60 м², где трудится 15 человек. Предположим, что загрязнение воздуха происходит только из-за увеличения уровня углекислого газа в результате дыхания.

Сначала вычисляем объем помещения: V = 3,5 м × 60 м² = 210 м³.

Учитываем, что один средний человек выделяет 22,6 литра углекислого газа в час.

Таким образом, количество вредных выделений рассчитывается по формуле B = 22,6 × n, где n — число людей в помещении.

B = 22,6 л/ч × 15 = 339 л/ч

Для данного помещения максимально допустимая концентрация углекислого газа составляет 1/1000, или 0,1 %. Это эквивалентно 1 л/м³. В чистом воздухе содержание углекислого газа примерно 0,035 %, что соответствует 0,35 л/м³.

Теперь можем рассчитать, сколько свежего воздуха потребуется для 15 человек:

Q = 339 л/ч : 1 л/м³ — 0,35 л/м³ = 339 л/ч : 0,65 л/м³ = 521,5 м³/ч. В этом случае кубические метры попадают в числитель, а часы — в знаменатель.

Кроме расчета по вредным компонентов, кратность воздухообмена также важна для учета уровня влаги и тепла в помещениях: соответствующие вычисления показаны на изображении.

Определим кратность воздухообмена:

N = 521,5 м³/ч : 210 м³ = 2,48 раз в час. То есть, при указанном уровне смены воздуха концентрация углекислого газа будет оставаться в допустимых пределах.

Теперь рассчитаем удельную кратность обмена воздуха на одного человека и на один квадратный метр. Объем помещения должен быть не менее 210 м³, а высота потолков — 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) можно также вычислить по формуле:

B = a × b × V × n, где:

a — коэффициент инфильтрации;
b — концентрация углекислого газа в литрах на м³ за 1 час;
V — объем помещения в м³;
n — количество людей.

Для обеспечения безопасности содержание веществ лучше измерять в граммах вместо литров.

Выводы и полезное видео на данную тему

Кратность воздухообмена для различных зон магазина + схема:

Приложение для расчета воздухообмена в разных помещениях:

Основные параметры для системы вентиляции и расхода воздуха:

Кратность воздухообмена демонстрирует, сколько воздуха требуется помещениям для нормального функционирования. Частота смены воздуха может выражаться в количестве раз в час или в кубометрах за тот же период. Также существуют удельные показатели для 1 человека и 1 квадратного метра.

В первую очередь в свежем воздухе нуждаются больницы, предприятия с повышенной опасностью и общественные места. Показатель минимальной кратности воздухообмена может оказать критическое влияние на здоровье, поэтому используйте не только установленные нормы, но и проводите расчеты самостоятельно, а также привлекайте профессионалов.

Если у вас есть вопросы относительно кратности воздухообмена или сопутствующих характеристик, не стесняйтесь задавать их в комментариях под статьей. Вы также можете обмениваться ценным опытом с другими читателями. Возможно, ваша информация будет полезна кому-то еще.