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
По кратности. Укажите площадь, высоту потолка и кратность:
Требуемый расход воздуха: –
Калькулятор дает ориентир по методу кратности. Точный расчет для проекта выполняется по всем методам с учетом назначения помещений, оборудования и норм – это часть проектирования вентиляции.
Что такое воздухообмен и кратность
Воздухообмен – это объем воздуха, подаваемого или удаляемого из помещения за час (м³/ч). Кратность воздухообмена показывает, сколько раз за час полностью сменяется весь объем воздуха в помещении. Для разных помещений нормируется своя кратность: для офиса она одна, для кухни, лаборатории или производственного цеха – заметно выше.
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). Ориентировочно: 60 м³/ч на человека при постоянном пребывании, 20–40 м³/ч – при периодическом. Точное значение берут по нормам для конкретного типа помещения.
Норма зависит и от того, можно ли открыть окно: при естественном проветривании она снижается примерно вдвое. Число людей берут не по штатному расписанию, а по расчетной 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 число, показывающее, сколько раз за час полностью сменяется весь объем воздуха в помещении. Для каждого типа помещения кратность нормируется отдельно.
Сколько воздуха нужно на одного человека?
Ориентировочно 60 м³/ч при постоянном пребывании и 20–40 м³/ч при периодическом. Точное значение берут по нормам для конкретного назначения помещения.
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.
