Co je výměna vzduchu a frekvence výměny vzduchu. Výpočet výměny vzduchu v místnostech

Výměna vzduchu je jedním ze základních pojmů v oblasti větrání. Charakterizuje proměnlivost vzduchu v místnosti a v důsledku toho účinnost systémů přívodu a odvodu vzduchu. Účelem jakéhokoli větrání je ve skutečnosti vytvořit výměnu vzduchu v prostorách.

Dobrá výměna vzduchu svědčí o dobrém fungování ventilačních systémů, pravidelné obnově vnitřního vzduchu a dostatečné čerstvosti vnitřního vzduchu. Špatná výměna vzduchu znamená, že vzduch stagnuje, v místnosti je dusno, proudění čerstvého vzduchu prakticky chybí nebo je zjevně nedostatečné.

Směnný kurz vzduchu

Rychlost výměny vzduchu charakterizuje rychlost výměny vzduchu v místnosti. Ve ventilačních systémech je zvykem počítat změny vzduchu do jedné hodiny. Rychlost výměny vzduchu v místnosti tedy ukazuje, kolikrát se vzduch v místnosti úplně vymění za hodinu.

Jedna výměna vzduchu je jedna výměna vzduchu v místnosti za hodinu. Řekněme, že plocha místnosti je 80 m2 a výška stropu je 3 m. Objem takové místnosti bude 240 m3. Pro dosažení jednorázové výměny vzduchu v místnosti je třeba zajistit přívod vzduchu v objemu 240 m 3 čerstvého vzduchu za 1 hodinu a odtah v objemu 240 m 3 odpadního vzduchu za 1 hodinu. To odpovídá průtoku vzduchu 240 m 3 /h pro systémy přívodu a odvodu ventilace.

V některých případech je požadováno, aby rychlost výměny vzduchu v prostorách byla rovna 2. Pro místnost o ploše 80 m 2 a výšce stropu 3 metry bude průtok přiváděného a odváděného vzduchu 480 m 3 /h.

Nakonec uvažujme případ, kdy je požadovaná rychlost výměny vzduchu v místnosti 2 pro přívod a 3 pro odvod Pro danou místnost to bude znamenat potřebu dodávat 480 m 3 /h čerstvého vzduchu a odvádět 720. m 3 /h odpadního vzduchu.

Výpočet výměny vzduchu

Výpočet výměny vzduchu v místnostech lze v závislosti na účelu prostor provést třemi způsoby:

• Výpočet výměny vzduchu podle norem výměny vzduchu (po násobcích)

• Výpočet výměny vzduchu lidmi
• Výpočet výměny vzduchu k odstranění škodlivých látek
  

Normy výměny vzduchu jsou tabulky udávající různé typy prostor a frekvenci výměny vzduchu v přívodu a odvodu, která musí být v dané místnosti zajištěna. Dříve byly uvedeny v SNiP a projektant byl povinen určit směnný kurz vzduchu podle SNiP. Dnes jsou normy pro výměnu vzduchu uvnitř budov uvedeny v Kodexech pravidel (SP) a dalších regulačních dokumentech platných v Ruské federaci.

Níže je uveden výňatek z tabulky 12 SP 44.13330.2011 „Administrativní a obytné budovy“, která uvádí normy směnných kurzů vzduchu pro různé místnosti v administrativních budovách. Ve skutečnosti se jedná o tabulku směnných kurzů vzduchu.
Jak vyplývá z tabulky, například do vestibulů by měly být dodávány 2 objemy místností za hodinu. Při ploše předsíně 40 m2 a výšce stropu 3 metry zjistíme, že přítok by měl být 2·40·3 = 240 m3/h.

A v místnostech pro opravy pracovních oděvů vyžadují normy výměny vzduchu
2x přítok a
3-násobná kapuce. Řekněme, že plocha místnosti je 15 m2, výška stropu je 3 metry. Pak by měl být průtok přiváděného vzduchu 2 = 15 m3/h a průtok odváděného vzduchu by měl být 90 = 3 m3/h. Právě tato čísla pak jdou do tabulky výměny vzduchu.

Evropské a americké normy výměny vzduchu

Na některých provozovnách nastává kuriózní situace, kdy si zákazník za účelem zlepšení větrání vyžádá výpočet větrání podle evropských a amerických norem výměny vzduchu. Ve skutečnosti jsou ruské požadavky přísnější než zahraniční. Normy výměny vzduchu v některých zemích vyžadují mnohem méně čerstvého vzduchu na osobu – až 15 m 3 / h, což je 4krát méně než ruské požadavky, a odpovídá znatelně méně pohodlným parametrům mikroklimatu.

Kromě toho existují případy bezmyšlenkovitého překladu evropských a amerických norem pro stavbu a instalaci inženýrských systémů do ruštiny s jejich následným povýšením na úroveň ruských státních norem. Od zahraničních kolegů je samozřejmě co učit a má smysl přebírat nějaké zkušenosti. Kopírování standardů bez ohledu na klimatické podmínky naší země, rozdíly v architektuře a další faktory však přináší více rizika než užitku.

Výpočet výměny vzduchu lidmi

Výpočet výměny vzduchu lidmi spočívá v počítání počtu osob v místnosti, určení průtoku vzduchu pro každou osobu a sečtení těchto proudů vzduchu. Pro každého trvale žijícího obyvatele je tedy vyžadováno 60 m 3 / h čerstvého vzduchu, pro návštěvníka – 20 m 3 / h, pro sportovce – 80 m 3 / h.

Kancelář má například 4 pracovní stanice a 2 židle pro návštěvy. Proto by měl být průtok přiváděného vzduchu 4·60+2·20=280 m 3 /h. Rychlost proudění odpadního vzduchu je obvykle
o 10-30% méně než přiváděný vzduch, ale je nakonec stanoveno ve fázi výpočtu vzduchové bilance v zařízení jako celku.

Nebo jiný příklad – skupinové kurzy probíhají v tanečním sále s průměrným počtem studentů 8 osob. Jaký je požadovaný průtok přiváděného vzduchu? Tyto náklady by měly být stanoveny na základě 9 osob, protože kromě 8 studentů je v místnosti učitel. Průtok přiváděného vzduchu pro taneční sál bude 9·80 = 720 m 3 /h.

Výpočet výměny vzduchu k odstranění škodlivých látek

Výpočet výměny vzduchu pro odstranění škodlivých látek se obvykle používá v průmyslových odvětvích s emisemi škodlivých látek do místnosti. Může se však jednat i o výpočet pro odstranění přebytečné vlhkosti, například v bazénu. Jeho podstatou je naředění koncentrace konkrétní látky na přijatelné hodnoty. Maximální hodnoty koncentrací pro různé látky jsou uvedeny v GN
2.2.5.3532-18 „Maximální přípustné koncentrace (MPC) škodlivých látek ve vzduchu v pracovní oblasti.“

Například v soukromém domě se z bazénu o ploše 15 m2 odpaří 4,3 kg/h (4300 g/h) vody. Vlhkost venkovního vzduchu v zimě je 0,5 g/kg, v létě – 11 g/kg a požadovaná vlhkost v bazénové místnosti je 13 g/kg.

V zimě je tedy venkovní vzduch schopen absorbovat 13-0,5 = 12,5 g/kg vlhkosti z místnosti s bazénem. Pro odstranění 4,3 kg/h vody je zapotřebí průtok vzduchu 4300/12,5 = 344 kg/h nebo při zohlednění průměrné hustoty vzduchu 1,2 kg/m 3 získáme průtok 344/1,2 = 287 m 3 / h.

V létě může venkovní vzduch absorbovat pouze 13-11 = 2 g/kg vlhkosti. K odstranění 4,3 kg/h vody bude zapotřebí průtok vzduchu 4300/(2·1,2) ≈ 1800 m3/h. Další výpočet systému by měl být proveden na základě nejvyššího vypočteného průtoku, to znamená na základě 1800 m 3 / h.

Tabulka výměny vzduchu

Po provedení výpočtu výměny vzduchu pro každou místnost se sestaví tabulka výměny vzduchu. Je to seznam všech místností s uvedením průtoků přiváděného a odváděného vzduchu a také označení systémů, které budou tuto místnost obsluhovat. Níže je uveden příklad tabulky výměny vzduchu:
Tabulka výměny vzduchu může kromě proudění vzduchu obsahovat i další údaje, které pomáhají určit proudění vzduchu – plochu a výšku prostor, frekvenci výměny vzduchu dle norem, počet osob a návštěvníků a další informace. Při přípravě takové rozšířené tabulky výměny vzduchu v Excelu je možné zadávat vzorce pro výpočet průtoků vzduchu. Tím je dosaženo automatizace výpočtů výměny vzduchu.

Tabulka výměny vzduchu určuje průtok každého ventilačního systému. Pro náš příklad dostaneme:

• Průtok systému P1 – 1220 m 3 / h

• Průtok systému B1 – 1020 m 3 / h
• Průtok systému B2 – 200 m 3 / h

Závěr

Výměna vzduchu je pohyb vzduchu v místnosti, jehož cílem je nahradit odpadní vzduch čerstvým venkovním vzduchem. Intenzita této výměny určuje frekvenci výměny vzduchu – hodnota, která ukazuje, kolikrát se vzduch v místnosti úplně vymění za jednu hodinu.

Výpočet výměny vzduchu se provádí v souladu s normami výměny vzduchu nebo s přihlédnutím k počtu osob v místnosti nebo na základě potřeby odstranění škodlivých látek. Tak či onak se výměna vzduchu počítá pro každou místnost zvlášť, načež se údaje zanesou do tabulky výměny vzduchu, na základě které se tvoří požadavky na ventilační zařízení.