Чим викликана необхідність повітрообміну
Обмін повітря в квартирах і приватних будинках дозволяє підтримувати необхідну якість повітряного середовища в приміщеннях. Під повітрообміном розуміється витрата зовнішнього повітря (м 3 / год), що подається в будівлю шляхом організації вентиляції.
Підтримка якості повітря в приміщенні
Підтримка якості повітря в житловому будинку можна виконати шляхом контролю концентрації СО2 і зміною продуктивності вентиляції в залежності від її величини. Найбільшого поширення набув другий спосіб-шляхом контролю повітрообміну (витрати зовнішнього повітря в одиницю часу). Цей спосіб значно дешевше в реалізації і в більшості випадків ефективний. Для спрощеної оцінки необхідного повітрообміну можна скористатися таблицею 1. Однак при проектуванні системи механічної вентиляції житлового будинку або квартири слід виконати розрахунок.
Таблиця 1 Якість повітря в приміщеннях по витраті зовнішнього повітря на одну людину
Для визначення нормативного повітрообміну використовуються два методу:
- метод забезпечення допустимих концентрацій шкідливих речовин (в т.ч. в спрощеному вигляді тільки по концентрації .углекіслого газу СО2).
Так як житлові будинки мають схожу санітарну навантаження і в них відсутні шкідливі технологічні процеси, до розрахунку повітрообміну зазвичай застосовується перший з цих методів. При цьому приймається схема повітрообміну, яка використовує такі принципи підвищення ефективності:
- повітря подається послідовно з більш чистого приміщення в більш забруднене;
- повітрообмін для окремого приміщення зменшується або відключається, якщо це приміщення не використовується.
Ріс.1- Схема повітрообміну
Метод питомих норм
Метод визначення повітрообміну на основі питомих норм послідовно розглядає санітарну навантаження на повітряне середовище будинку, створювану матеріалами (1-й етап) і навантаження створювану людиною (2-й етап). Наступним 3-м етапом розглядається умова дотримання балансу між припливом і витяжкою [2]. Як результат приймається найбільший повітрообмін з трьох розрахованих величин. Приклади розрахунку повітрообміну см. В додатку.
1-й етап. Розраховується повітрообмін [м 3 / год], виходячи із загального обсягу приміщень будинку (квартири):
Де V- загальний обсяг будинку (квартири), м 3;
0.35- кратність повітрообміну, 1 / ч.
2-й етап. Розраховується повітрообмін виходячи з норми на одну людину.
При загальній площі будинку (квартири) на одну людину менше 20 м 2 (S заг / N <20 м 2 /чел), воздухообмен равен:
Де 3 нормативний коефіцієнт, м 3 / м 2;
Sжіл- житлова площа, м 2.
При загальній площі будинку (квартири) на одну людину більше 20 м 2 (S заг / N> 20 м 2 / чол), повітрообмін дорівнює:
Де N- кількість проживаючих осіб, чол;
60 повітрообмін на одну людину, м 3 / чол.
Під загальною площею будинку Sобщ мається на увазі сумарна площа приміщень, включених в схему загального повітрообміну. Житлова площа Sжіл - це сумарна площа тільки житлових приміщень, в неї не входять площі коридору, кухні, санвузла та інших допоміжних приміщень.
У щільно заселених будинках (квартирах) при загальній площі на одну людину значно менше 20 м 2 повітрообмін, розрахований за формулою Qнорм = 3хSжіл виходить заниженими, тому що ця формула продиктована стандартом [1], не враховує кількість проживаючих осіб. Тому слід взяти до уваги класифікацію якості повітря для нежитлових приміщень (це приміщення громадського призначення, офіси), див. Таблицю 1, за допомогою якої можна задати нижню межу витрати повітря на одну людину.
3-й етап. Розраховується витрата витяжного повітря;
Розрахунок полягає у визначенні сумарної витрати витяжки з допоміжних приміщень:
Де Qi- повітрообмін допоміжного приміщення обладнаного витяжною вентиляцією, визначається по таблиці 2.
Таблиця 2 Норми повітрообміну допоміжних приміщень
Примітка. Повітрообмін допоміжних приміщень вказано в режимі використання приміщення. Якщо приміщення не використовується, кратність повітрообміну зменшується до 0,2 год -1.
4-й етап. Як результат приймається найбільша з розрахованих вище величин повітрообміну:
Таким чином, результуючий повітрообмін забезпечує відповідність усім трьом складовим вимогам.
Метод допустимих концентрацій
Для застосування цього методу в спрощеному варіанті, комплексне забруднення повітря шкідливими речовинами побічно оцінюється тільки за змістом вуглекислого газу СО2. видихається людиною. Повітрообмін повинен забезпечувати концентрацію СО2 в приміщенні в залежності від вимог таблиці див. Статтю "Норми концентрації вуглекислого газу (СО2) в житлових приміщеннях". У системах вентиляції регулювання витрати за показаннями датчика концентрації СО2 використовується рідко тому відомо [3], що забезпечення якості повітря за критерієм витрати м 3 / (год х чол) приблизно призводить до забезпечення такого ж якості повітря за критерієм концентрації СО2. В рамках даної статті метод допустимих концентрацій детально не розглядається.
Використання результатів розрахунку
Розрахунок повітрообміну виходить з оптимального досягнення двох цілей. З одного боку необхідно забезпечити якість повітря в приміщенні, з іншого боку вартість системи і вартість її функціонування повинні бути прийнятні для власника. Збільшення повітрообміну збільшує витрати на нагрів, фільтрацію, транспортування повітря.
Показник повітрообміну лежить в основі при проектуванні системи вентиляції приватного будинку або квартири. Виходячи з нього, зокрема, визначається потужність вентилятора, перетину повітроводів. Необхідно передбачити запас на випадок присутності більшої кількості людей, а так само в розрахунку на зниження продуктивності у міру заповнення фільтра. Наведена вище методика занижує розрахунковий повітрообмін в порівнянні з реальною потребою при розрахунках для щільно заселеної житлоплощі. У таких випадках правильніше орієнтуватися на величину повітрообміну 40-70 м3 / чол, див. Таблицю 2.
Застосування зарубіжних стандартів
Витрата загальної припливної вентиляції [м 3 / год] визначається виходячи із загальної площі будинку (квартири):
Де Sобщ- загальна площа будинку, м 2;
N- кількість спальних кімнат (не менше 1). Прийнято, що будинок з однією спальною кімнатою призначений для проживання 2-х чоловік. Далі кожне збільшення кількості мешканців на одну людину призводить до збільшення кімнат на одну спальну кімнату. Наприклад, для визначення повітрообміну в будинку з 4-ма мешканцями слід приймати кількість спалень nсп = 3. Іншими словами, вираз в дужках (nсп + 1) дорівнює кількості мешканців.
ДОДАТОК
Приклади розрахунку повітрообміну методом питомих норм
Приклад 1. Загальна площа квартири Sобщ = 55 м 2; Загальний обсяг приміщень V = S заг х h = 139 м 3; Площа житлових приміщень Sжіл = 30 м 2; У квартирі проживає 4 людини.
Qкратн = 0.35 х V = 0,35х139 = 49 м 3 / год
Sобщ / N = 55/4 = 14<20 м 2 /чел, следовательно:
Qнорм = 3 х Sжіл = 3х30 = 90 м 3 / год
Обсяг витяжки з приміщень кухні, ванни, туалету, пральнею:
Qвит = 100 + 25 + 25 + 20 = 170 м 3 / год
Витрата припливного повітря Q = max = max = 170 м 3 / год
Приклад 2. Загальна площа квартири Sобщ = 100 м 2; Загальний обсяг приміщень V = S заг х h = 270 м 3; Площа житлових приміщень Sжіл = 70 м 2; У квартирі проживає 3 людини.
Qкратн = 0.35 х V = 0,35х270 = 95 м 3 / год
Sобщ / N = 100/3 = 33> 20 м 2 / чол, отже:
Qнорм = Nх60 = 3х60 = 180 м 3 / год
Обсяг витяжки з приміщень кухні, ванни, туалету, пральнею:
Qвит = 100 + 25 + 25 + 20 = 170 м 3 / год
Витрата припливного повітря: Q = max = max = 180 м 3 / год
Приклад 3. Загальна площа будинку Sобщ = 200м 2; Загальний обсяг приміщень V = S заг х h = 600 м 3; Площа житлових приміщень Sжіл = 140 м 2; У квартирі проживає 3 людини.
Qкратн = 0.35 х V = 0,35х600 = 210 м 3 / год
Sобщ / N = 200/3 = 67> 20 м 2 / чол, отже:
Qнорм = Nх60 = 3х60 = 180 м 3 / год
Обсяг витяжки з приміщень кухні, ванни, туалету, пральнею:
Qвит = 100 + 25 + 25 + 20 = 170 м 3 / год
Витрата припливного повітря: Q = max = max = 210 м 3 / год