Расчет воздухообмена: формулы по кратности, числу людей, СО2, теплу и вредностям, таблица методов, типовые ошибки и онлайн-калькулятор для быстрой прикидки.
В этой статье
Расчет воздухообмена определяет, сколько воздуха система должна подавать и удалять, чтобы в помещении было чем дышать и соблюдались нормы. От этого зависит подбор оборудования: недобор воздуха – духота и жалобы, перебор – лишние затраты на оборудование и электроэнергию. Ниже – основные методы, формулы и онлайн-калькулятор для быстрой прикидки.
Онлайн-калькулятор воздухообмена
Площадь, высота и кратность → расход воздуха в м³/ч. Формула и сравнение вариантов доступны на отдельной странице инструмента.
Что такое воздухообмен и кратность
Воздухообмен – это объем воздуха, подаваемого или удаляемого из помещения за час (м³/ч). Кратность воздухообмена — отношение часового расхода воздуха к объёму помещения. Например, 2 1/ч означает расход, равный двум объёмам помещения за час, а не гарантированную полную замену воздуха дважды. Нужный расход определяют по применимым требованиям: по людям, технологии, выделениям или нормативно обоснованной кратности.
Методы не заменяют друг друга: каждый отвечает на свой вопрос – хватит ли воздуха людям, унесет ли система тепло, разбавит ли вредности. Считают по всем применимым, в проект идет наибольший результат.
| Метод | Формула | Когда применяют |
|---|---|---|
| По кратности | L = n × V | помещения с нормируемой кратностью |
| По числу людей | L = N × m | офисы, торговые и спортивные залы |
| По углекислому газу | L = M / (Cвн – Cнар) | переменная заполняемость |
| По теплоизбыткам | L = 3,6 × Q / (c × ρ × Δt) | серверные, горячие цеха, кухни |
| По влаговыделениям | L = W / (ρ × (dуд – dпр)) | бассейны, прачечные |
| По вредным веществам | L = M / (qПДК – qпр) | лаборатории, паркинги, окраска |
Метод по кратности
Самый простой способ прикидки. Расход воздуха равен объему помещения, умноженному на нормируемую кратность:
L = n × V, где L – расход воздуха (м³/ч), n – кратность (1/ч), V – объем помещения (м³ = площадь × высота).
Например, для помещения 50 м² высотой 3 м (объем 150 м³) при кратности 2 расход составит 300 м³/ч. Метод надежен там, где кратность задана нормой; взятая «на глаз» дает результат, который нечем защитить в экспертизе.
Метод по количеству людей
Для помещений с людьми воздухообмен считают по санитарной норме подачи свежего воздуха на человека:
L = N × m, где N – число людей, m – норма на человека (м³/ч). Для кабинетов и офисов общественных зданий административного назначения при пребывании более 2 ч непрерывно таблица В.1 СП 60.13330.2020 указывает 60 м³/ч наружного воздуха на человека без естественного проветривания и 40 м³/ч — с ним. Для других назначений используют соответствующие нормы.
Наличие открывающегося окна само по себе не подтверждает обеспеченность естественным проветриванием. Число людей принимают по расчётной одновременной заполняемости – для вентиляции офиса и торгового зала это норма площади на одно место.
Расчет по углекислому газу
СО2 – измеримый индикатор качества воздуха: его концентрацию видно прибором. Расход считают как L = M / (Cвн – Cнар), где M – выделение СО2 одним человеком (около 20 л/ч в покое и больше при нагрузке), C – концентрации внутри и снаружи.
Наружный воздух содержит примерно 400 ppm СО2, комфортным в помещении считают 800–1000 ppm. При разнице 600 ppm (0,6 л на 1 м³) на человека нужно 20 / 0,6 ≈ 33 м³/ч. Тот же датчик СО2 позволяет снижать расход при неполной загрузке зала.
Метод по вредностям, теплу и влаге
На производстве и в помещениях с тепло- или влаговыделениями воздухообмен считают по количеству выделяющихся вредных веществ, избыточного тепла или влаги – так, чтобы разбавить их до предельно допустимых концентраций и параметров. Из всех методов в проект принимается наибольший результат.
По теплоизбыткам: L = 3,6 × Q / (c × ρ × Δt), где Q – избыточное тепло (Вт), c ≈ 1,005 кДж/(кг·°C), ρ ≈ 1,2 кг/м³, Δt – разность температур удаляемого и приточного воздуха (°C). Формула сводится к L ≈ 3 × Q / Δt: при 3000 Вт и Δt = 5 °C нужно около 1800 м³/ч. По вредным веществам: L = M / (qПДК – qпр), где M – поступление вещества (мг/ч), q – концентрации (мг/м³). Где вредности выделяются локально, правильнее поставить местный отсос, а не разбавлять весь объем, – это основа расчета вентиляции производственных помещений.
Баланс притока и вытяжки
Расчет не заканчивается расходом по помещению: приток и вытяжка сводятся в баланс по зданию. Равенство соблюдают не везде: в помещениях, куда не должны попадать запахи, поддерживают избыточное давление, а санузлы, паркинги и горячие цеха держат в разрежении. Приток в вентиляции ресторана и кухни компенсирует вытяжку зонтов на 80–90 %: остальное подсасывается из зала и удерживает запахи в кухне.
Типовые ошибки при расчете
- Считать одним методом. Кратность в офисе может дать 300 м³/ч, а расчет по людям – 600 м³/ч; в проект идет большее.
- Брать площадь без высоты: при потолке 4,5 м объем в полтора раза больше, чем при 3 м.
- Забыть технологическую вытяжку: зонты, отсосы и вытяжные шкафы считают отдельно и добавляют к общеобменному расходу.
- Не проверить баланс: приток без равной вытяжки создает подпор, двери перестают закрываться.
- Считать по средней заполняемости: зал проектируют на пиковую загрузку, иначе в час пик СО2 уходит выше 1500 ppm.
Нормативная база и что делать с результатом
Воздухообмен рассчитывают по СП 60.13330.2020, с учетом гигиенических нормативов СанПиН 1.2.3685-21 и параметров воздуха рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005-88. Что требует основной документ, разобрано в статье про требования СП 60.13330.2020 к вентиляции.
Полученный расход – вход в подбор оборудования. По нему назначают сечения воздуховодов (в магистралях обычно 4–6 м/с, в ответвлениях 2–4 м/с), считают потери давления, подбирают установку по расходу и напору, проверяют шум и скорость воздуха в обслуживаемой зоне – до 0,2 м/с.
Частые вопросы
Как быстро прикинуть воздухообмен?
По кратности: умножьте объем помещения (площадь на высоту) на нормируемую кратность. Формула L = n × V. Для точного проекта считают по всем методам и берут наибольший результат.
Что такое кратность воздухообмена?
Это отношение часового расхода воздуха к объёму помещения. Кратность 2 1/ч означает два объёма за час, но не гарантированную полную замену воздуха дважды. Значение должно быть обосновано требованиями для помещения.
Сколько воздуха нужно на одного человека?
Для кабинетов и офисов общественных зданий административного назначения при пребывании более 2 ч непрерывно таблица В.1 СП 60.13330.2020 указывает 60 м³/ч наружного воздуха на человека без естественного проветривания и 40 м³/ч — с ним. Для других назначений используют соответствующие нормы.
Можно ли проектировать по результату калькулятора?
Нет, калькулятор дает только ориентир по методу кратности. Проектный расчет учитывает людей, вредности, тепло- и влаговыделения, оборудование и нормы – его выполняет проектировщик.
Какой уровень СО2 считается нормальным?
В наружном воздухе – около 400 ppm. Комфортным в помещении считают 800–1000 ppm; выше 1400 ppm появляются жалобы на духоту.
По каким нормам считается воздухообмен?
По СП 60.13330.2020 с учетом СанПиН 1.2.3685-21 и ГОСТ 12.1.005-88.
