Как рассчитать кратность воздухообмена

Воздух в жилых помещениях должен постоянно обновляться. Это необходимо для комфортного проживания жильцов и защиты конструкции здания от излишней влажности. Одним из надежных способов обеспечить требуемый микроклимат в частном доме путем притока свежего воздуха и удаления отработанного является организация естественного воздухообмена. При его устройстве важно правильно сделать расчет кратности обмена, чтобы система соответствовала действующим нормам по чистоте воздуха (СП, СНиП, ГОСТ) и работала эффективно.

В статье расскажем о том, что это за показатель, какая должна быть кратность воздухообмена, как правильно вычислить ее и измерить, а также приведем алгоритм и примеры расчета для разных помещений.

Основные понятия

Воздухообмен — это процесс обновления воздушных масс внутри помещения путем притока чистого воздуха снаружи и удаления из него отработанного, содержащего избытки влаги, теплоты, углекислый газ и неприятные запахи. Измеряется в кубических метрах в час.

Кратность воздухообмена определяется как отношение количества поступающего или удаляемого воздуха за час к общему объему помещения. Она показывает, сколько раз в течение часа полностью заменяется воздух в комнате. Этот показатель обозначается буквой n и выражается в «разах в час». Именно он характеризует производительность системы вентиляции.

Для проектирования системы воздухообмена в жилых зданиях применяются требования следующих документов:

• СП 60.13330.2016.
• СНиП 41-01-2003.
• ГОСТ 30494-2011.

Эти нормативы регламентируют расчет воздухообмена и минимальные значения притока и вытяжки воздуха в зависимости от назначения помещений.

Нормативные требования

Согласно действующим правилам, для разных типов комнат установлены минимальные значения воздухообмена. Кратность зависит от функций помещения, интенсивности использования, возможных источников загрязнения воздуха:

• Жилые комнаты: n = 0,5–1,0 [1/час] при площади до 20 м² на одного жильца.
• Кухня с газовой плитой: n = 2–3 [1/час], но не менее 90 м³/ч; оборудованная электрической плитой n = 1–1,5 [1/час], но не меньше, чем 60 м³/ч.
• Санузел: n = 6–8 [1/час], минимум 25 м³/ч.
• Ванная: n = 6–8 [1/час], но не менее 50 м³/ч.

Приведенные значения отражают необходимый уровень воздухообмена, который должна обеспечивать вентиляция для создания благоприятного микроклимата.

Посмотрите видео с объекта

Производство и монтаж вентшахты в двухэтажном доме

Ступинский район, СНТ «Радуга-2»

Заметим, что нормы воздухообмена могут указываться также в абсолютных значениях минимального объемного расхода приточного воздуха, приходящегося на единицу площади комнаты или каждого жильца. Например, для жилых комнат до 20 м² нормы предусматривают воздухообмен в объеме 3 м³ на каждый квадратный метр. Для более просторных помещений (>20 м²) на каждого человека должно приходиться 30 м³/ч притока свежего воздуха.

Математическая формула расчета

Выражение для определения фактической кратности воздухообмена имеет вид:

n = Q / V, [1/час];

где Q — измеренное количество поступающего или удаляющегося воздуха, [м³/ч];

V — объем комнаты = площадь × высота, [м³].

Для того чтобы узнать необходимый расход воздуха по нормативу, используется формула:

Qн = n × V, [м³/ч].

Так производится расчет воздухообмена исходя из кратности.

Примеры расчетов для некоторых типов помещений

Рассмотрим, как посчитать кратность воздухообмена для комнат частного дома.

● Гостиная (35 м², высота 2,7 м). Объем комнаты: V = 35 × 2,7 = 94,5 [м³]. Требуемый воздухообмен по нормативу при кратности n = 1,0 [1/час] составит Qн = 1,0 × 94,5 = 94,5 [м³/ч].

● Кухня, оборудованная электрической плитой (12 м², высота 2,7 м, нормативный воздухообмен ≥60 м³/ч). Объем кухни: V = 12 × 2,7 = 32,4 [м³]. В данном случае кратность воздухообмена: n = 60 / 32,4 = 1,85 [1/час].

Приведенные примеры расчетов демонстрируют, как высчитать кратность воздухообмена в помещениях с разным назначением, и какую производительность должна обеспечивать система вентиляции.

Алгоритм расчета воздухообмена для частного дома

Чтобы самостоятельно рассчитать обмен воздуха в помещении, придерживайтесь последовательности:

• Измерьте размеры комнаты (длину, ширину, высоту).
• Рассчитайте ее объем (V).
• Уточните норматив кратности воздухообмена или минимальный расход воздуха для данного типа помещения (по СП, СНиП).
• Проведите расчет требуемого объема вентиляции для каждой комнаты.
• Суммируйте результаты по всем помещениям дома для определения общего расхода.
• Рассчитайте сечение вентиляционных каналов по формуле: F = Qн / (3600 × W), [м²]. Здесь W, [м/с] — скорость движения воздуха в канале; Qн — расход воздуха по воздуховоду, [м³/ч].

Такой порядок действий позволяет определить требуемый воздухообмен и выбрать размеры воздуховодов в соответствии с нормами.

Посмотрите видео с объекта

Монтаж вентиляционной шахты с газоходом Rosinox и дымником

Деревня Лопотово, Солнечногорский район

Учитываем особенности естественной вентиляции

Принцип работы естественной вентиляции основан на разнице температур между внутренним и наружным воздухом, высоте вентиляционных каналов, а также на ветровом источнике побуждения. Для обеспечения требуемой кратности воздухообмена важно грамотно проектировать вытяжные и приточные каналы. Внимание уделяется следующим деталям:

• Выбор места расположения вентиляционных отверстий с учетом направления преобладающих ветров.
• Герметичность современных окон может препятствовать эффективному воздухообмену, поэтому важно предусматривать пути для поступления наружного воздуха (воздушные приточные стеновые или оконные клапаны), а межкомнатные двери должны иметь зазоры для свободной циркуляции воздушных масс по дому.
• Не рекомендуется объединять в один канал вытяжку из кухни и санузлов. Это снижает эффективность удаления запахов и влаги, а также может привести к перераспределению загрязнений.
• Определение минимального сечения вентиляционного канала производится по необходимой скорости воздуха (W). Скорость в воздуховоде принимается обычно в пределах от 0,5 до 1,5 м/с в зависимости от способа побуждения (гравитационного или ветрового), располагаемых перепадов давлений и температур воздуха.

Таблица 1: рекомендуемая скорость воздуха в системе естественной вентиляции (по данным АВОК)

Как измерить воздухообмен в помещении?

Регулярная проверка эффективности вентиляции позволяет своевременно выявлять недостатки в работе системы и поддерживать оптимальный микроклимат внутри дома. Оценка реального воздухообмена необходима для того, чтобы удостовериться в соответствии фактических показателей установленным нормативам.

Методы

Существует несколько способов измерения воздухообмена. Например, трассерный метод основан на вводе в помещение газа-маркера и анализа изменения его концентрации в разные моменты времени. Также используется балансовый способ, основанный на измерении разницы давления внутри и снаружи комнаты дифференциальными манометрами.

Наиболее практичен для домашних условий анемометр, так как его несложно приобрести и применить самостоятельно. Этот прибор измеряет скорость воздуха. Для естественной вентиляции лучшим вариантом является термоанемометр, который может измерять низкие скорости (от 0,1 м/с).

Посмотрите видео с объекта

Изготовление и монтаж двух вентшахт в доме из газоблоков

Деревня Козино, Солнечногорский район

Что учитывать

Рекомендуется производить измерения воздухообмена при различных температурных и сезонных условиях, особенно в периоды резких колебаний наружной температуры. Планировка, меблировка, наличие плотного текстиля также заметно влияют на движение воздушных потоков и могут создавать застойные области. Поэтому для получения достоверной картины воздухообмена измерения желательно проводить в разных рабочих зонах (как у вентиляционных решеток, так и на кухне, в санузле, жилых комнатах).

Все окна и двери должны быть закрыты, а приточные и вытяжные каналы полностью открыты. Анемометр нужно располагать по центру потока, не допуская касания стенок воздуховода, иначе данные могут быть занижены до 30 %. Измеряя воздухообмен в многоканальных системах, следует проверить каждый канал по отдельности, поскольку одновременное измерение не позволит выявить их слабые места.

Порядок измерения

Прикладываем лист бумаги к вытяжке для экспресс-оценки наличия тяги. Далее размещаем анемометр на расстоянии 10–15 см от центра вентиляционной решетки, фиксируем среднюю скорость воздушного потока (W, м/с) за 30 секунд. Измеряем внутренний диаметр вентиляционного канала (D) рулеткой, переводим его в метры и рассчитываем площадь поперечного сечения по формуле: F = π × D² / 4, [м²].

Объемный расход вычисляем по формуле: Q = 3600× F × W, [м³/ч].

Фактическую кратность воздухообмена рассчитываем по выражению: K = Q / V, [1/час];

где V—объем обследуемого помещения, [м³].

Сравниваем полученное значение с нормативом. Если оно соответствует или превышает требуемый уровень, то система функционирует корректно.

Итоги и рекомендации

Нужно производить расчет вентиляции по кратности воздухообмена строго индивидуально для каждого частного дома. Используйте актуальные нормативы и расчетные формулы. Правильным решением будет обращение в специализированную организацию. Это позволит избежать ошибок в расчетах и монтаже.

Наша компания занимается устройством естественной вентиляции в частных домах. Мы готовы оперативно разработать проект, подобрать комплектующие под ваш бюджет, профессионально выполнить монтаж.