Кратность воздухообмена – это ключевой показатель, определяющий, сколько раз в час весь объем воздуха в помещении должен полностью заменяться на свежий. Например, если объем цеха составляет 100 кубометров, а кратность воздухообмена равна 3, значит, за один час через помещение должно пройти 300 кубометров свежего воздуха.
Этот параметр напрямую влияет на эффективность работы оборудования, здоровье сотрудников и энергоэффективность производства. Поэтому расчет воздухообмена – обязательный этап при подборе системы кондиционирования, вентиляции и промышленного охлаждения.
Содержание
Принцип расчета кратности воздухообмена
Кратность воздухообмена формула выглядит просто: L = n × V, где L – расход воздуха в кубометрах в час, n – кратность воздухообмена, V – объем помещения в кубометрах.
Есть и обратная формула: n = L / V. Она помогает определить кратность, когда известен требуемый расход воздуха.
Например, у нас есть цех объемом 1000 кубометров. По технологии нужно подавать 5000 кубометров воздуха в час. Кратность будет: 5000 / 1000 = 5. Это значит, воздух в цехе полностью обновляется 5 раз в час.
На практике расчет может быть сложнее. Учитывают тепловыделения от оборудования, количество работников, вид производства. Но базовая формула остается той же.
Нормативные требования в Украине
Кратность воздухообмена ДБН четко регламентирует для разных типов помещений. Украинские строительные нормы учитывают специфику местного климата и производственных условий.
Для складских помещений минимальная кратность составляет 1. Это означает, что воздух должен обновляться минимум раз в час. Для производственных помещений нормы выше – от 3 до 12 в зависимости от вредности производства.
Кратность воздухообмена производственных помещений зависит от многих факторов. Учитывают выделения пыли, газов, паров, тепла. Чем вреднее производство, тем больше нужно свежего воздуха.
В химической промышленности кратность может достигать 20-30, в пищевой – обычно 6-12, в машиностроении – 4-8. Точные цифры зависят от конкретных технологических процессов.
Факторы, влияющие на выбор кратности воздухообмена
- Количество работающих людей – главный фактор. На одного человека нужно 20-60 кубометров воздуха в час в зависимости от тяжести труда.
- Тепловыделения от оборудования тоже важны. Горячие печи, сварочные посты, компрессоры выделяют много тепла и его нужно удалять принудительной вентиляцией.
- Вредные вещества требуют особого внимания. Пыль, пары растворителей, продукты сгорания должны удаляться быстро, иначе концентрация превысит допустимые нормы.
- Влажность влияет на комфорт и сохранность продукции. Избыточная влага приводит к коррозии оборудования и порче товаров.
Практический пример расчета кратности воздухообмена для пищевого производства
Рассмотрим расчет для кондитерского цеха в Киеве. Площадь цеха 200 квадратных метров, высота потолков 4 метра. Объем помещения: 200 × 4 = 800 кубометров.
В цехе работают 20 человек, есть печи для выпечки, которые выделяют тепло и пары. По нормам для пищевого производства кратность должна быть 8-10, так что возьмем кратность 9. Требуемый расход: 800 × 9 = 7200 кубометров в час – это количество свежего воздуха должна подавать вентиляционная система.
Результат внедрения: температура в цехе снизилась на 3-4 градуса, влажность нормализовалась, исчезли запахи выпечки в соседних помещениях.
Таблица норм кратности для разных производств
Тип производства | Кратность воздухообмена | Особенности расчета | Дополнительные требования |
Пищевое производство | 6-12 | Учет влаговыделений и запахов | Санитарные требования, НАССР |
Машиностроение | 4-8 | Удаление металлической пыли | Местная вытяжка у станков |
Химическое производство | 10-30 | Токсичные вещества | Аварийная вентиляция |
Текстильное производство | 3-6 | Пыль от волокон | Фильтрация приточного воздуха |
Деревообработка | 5-10 | Древесная пыль | Взрывобезопасность |
Металлургия | 8-15 | Высокие температуры | Термостойкое оборудование |
Складские помещения | 1-3 | Минимальное проветривание | Противопожарные требования |
Лаборатории | 8-15 | Точное поддержание параметров | Системы очистки выбросов |
Покрасочные цеха | 15-25 | Удаление паров растворителей | Взрывозащищенное оборудование |
Расчет кратности воздухообмена по вредным выделениям
Кратность воздухообмена норма может быть превышена, если есть значительные вредные выделения. Тогда расчет ведут по формуле: L = G / (Cуд – Cпр), где G – количество вредного вещества в мг/час, Cуд – допустимая концентрация в помещении, Cпр – концентрация в приточном воздухе.
Например, в сварочном цехе выделяется 100 мг/час сварочных аэрозолей. Допустимая концентрация 6 мг/кубометр, в приточном воздухе аэрозолей нет. Нужный расход: 100 / (6 – 0) = 16,7 кубометров в час.
Если объем цеха 50 кубометров, кратность составит: 16,7 / 50 = 0,33. Это очень мало, значит, нужна местная вытяжка у сварочных постов.
Контроль и измерение воздухообмена
Наши эксперты рекомендуют регулярно контролировать фактическую кратность воздухообмена. Для этого используют анемометры – приборы для измерения скорости воздуха.
Измеряют скорость во всех приточных и вытяжных отверстиях. Умножают на площадь отверстия – получают расход воздуха. Сумма всех расходов дает общий воздухообмен помещения. Контроль нужно проводить минимум раз в год, а при изменении технологии или планировки – внепланово.
Энергетические аспекты воздухообмена
Высокая кратность требует больших энергозатрат. Нужно подавать, нагревать или охлаждать, фильтровать большие объемы воздуха. По опыту наших инженеров, оптимизация кратности может снизить энергозатраты на вентиляцию на 20-30%. Главное – не нарушить санитарные нормы.
Системы с переменным расходом воздуха подстраивают кратность под реальную загрузку помещения. Ночью и в выходные она может быть минимальной.
Ошибки при расчете кратности воздухообмена
Частая ошибка – использование устаревших норм. Новейшие технологии позволяют снизить кратность воздухообмена без ущерба для условий труда.
Неучет местных источников загрязнений – еще одна проблема. Лучше установить местную вытяжку, чем увеличивать общеобменную вентиляцию.
Копирование чужих решений без адаптации к местным условиям часто приводит к перерасходу энергии или нарушению норм.
Новые подходы к расчету воздухообмена
- Компьютерное моделирование позволяет точно рассчитать распределение воздуха в помещении. Можно найти оптимальную кратность для конкретной планировки и технологии.
- Датчики качества воздуха дают возможность управлять кратностью в реальном времени. Система автоматически увеличивает воздухообмен при превышении норм загрязнения.
- Интеллектуальные системы управления учитывают погоду, время суток, количество людей в помещении. Все это позволяет минимизировать энергозатраты при соблюдении всех норм.
Кратность воздухообмена – это основа для проектирования эффективных систем вентиляции. Правильный расчет гарантирует здоровые условия труда и оптимальные энергозатраты. Главное – учесть все факторы и не экономить на безопасности людей.
