Меню

Эффективность вентиляции помещений оценивают по показателю содержание кислорода в воздухе



Эффективность вентиляции помещений оценивают по показателю содержание кислорода в воздухе

Проверка эффективности вентиляции

Эффективность вентиляции показывает, насколько быстро происходит удаление отработанного воздуха из помещения и определяется процентным отношением концентрации вредных примесей в вытяжном воздухе к концентрации вредных примесей в помещении.

Эффективность определяет качество воздухообмена и показывает, насколько вентиляционная система способна обеспечивать комфортные условия по чистоте воздуха. Данный показатель воздухообмена напрямую зависит от геометрии помещения, взаимного расположения приточных и вытяжных каналов, плотности и распределения источников вредных примесей и т. д.

Также полезно вычислить энергоэффективность вентсистемы — при помощи коэффициента воздухообмена и других расчетов. Фактические параметры сравнивают с желаемыми и максимальными для реальной системы и делают выводы о ее возможной оптимизации.

Коэффициент воздухообмена — это процентный показатель скорости замещения воздуха в помещении. Данный параметр зависит от условий раздачи воздуха в помещении, расположения и геометрических параметров диффузоров, расположения источников тепла и т.д. На сегодняшний день различают два типа воздухообмена в закрытом помещении — вентиляция перемешиванием и вытеснением.

Периодичность проведения проверок

Периодичность проверок эффективности вентиляционных систем следующая:

  • ежемесячно — для помещений, в которых присутствуют взрывоопасные, радиоактивные, ядовитые, вредные для здоровья вещества и составы 1-2 классов;
  • один раз в 12 месяцев — для помещений производств категорий А, Б, в которых организована местная приточно-вытяжная система;
  • один раз в 24 месяца — для комплексов, действующих на производствах категорий В, Г, Д;
  • один раз в 36 месяцев — в зданиях с общеобменными вентсистемами (естественного или механического типов).

Контроль соблюдения сроков возложен на РосПотребНадзор и владельцев зданий и помещений, в которых установлены вентиляционные системы. Результаты проверок вписывают в паспорт вентиляционных систем. Проверяют эффективность различными методами, основываясь на общих принципах.

Сдача вновь построенных или реконструируемых объектов в эксплуатацию. Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений». Статья 20. Требования к обеспечению качества воздуха: «В проектной документации зданий и сооружений должно быть предусмотрено оборудование зданий и сооружений системой вентиляции. В проектной документации зданий и сооружений может быть предусмотрено оборудование помещений системой кондиционирования воздуха. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать подачу в помещения воздуха с содержанием вредных веществ, не превышающим предельно допустимых концентраций для таких помещений или для рабочей зоны производственных помещений».

Обследование действующих вентиляционных систем в соответствии с действующими требованиями органов Роспотребнадзора и Ростехнадзора. На соответствие тематическим ГОСТам, СанПиНам, РД и другим нормативным документам.

Обследование вентиляционных систем для разработки мероприятий по улучшению условий труда.

Проводить оценку эффективности вентиляции может только лицензированная/ сертифицированная/ аккредитованная организация. Процедуры, подтверждающие эффективность работы систем вентиляции — мероприятия, требующие особых специальных навыков и знания нормативной базы.

  1. Здания и помещения с постоянным нахождением людей, без выделения вредных газов и пыли, оборудованные системой поддержания микроклимата. К таким объектам относятся практически все современные офисные здания, торговые центры.
  2. Производственные здания и помещения с выделением загрязняющих веществ в воздух рабочей зоны.
  3. Помещения с особыми требованиями к составу воздушной среды и микроклимату: детские сады, больницы, школы.

Как видно, вентиляция применяется практически в каждом здании и помещении.

  1. Периодическое проветривание помещений через окна и двери.
  2. Вентилирование с естественным и механическим побуждением тяги.
  3. Системы воздушного отопления и кондиционирования.

Вентиляция является санитарно-техническим средством, завершающим систему мероприятий по оздоровлению воздушной среды закрытых помещений. При помощи вентиляции ведут борьбу с избытком тепла и влаги, а также газов, паров и пыли.

К прямым методам относятся – скорость и температура воздушных потоков, производительность, развиваемое давление и число оборотов вентилятора, разность давлений или разряжения, шум и вибрация элементов вентиляционных систем, концентрация вредных веществ в приточном воздухе.

К косвенным методам относятся – оценка соответствия воздушной среды производственного помещения санитарным нормам в части концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны, температуры, относительной влажности и подвижности воздуха, интенсивности теплового облучения.

Проверка эффективности работы вентиляции производится путем измерения температуры и скорости воздушных потоков в рабочей зоне, открытых проемах и рабочих сечениях воздухоприемных устройств, а также монтажных, транспортных и аэрационных проемах, в приточных струях от воздухораспределяющих устройств, воздушных душей и завес, а также определения производительности вентиляторов и развиваемых ими давлений в воздуховодах приточных и вытяжных систем, общеобменных, встроенных в оборудование местных отсосов и аспирационных укрытий и измерения разности давлений или разрежения в производственных помещениях относительно соседних помещений или атмосферы, в кабинах, боксах, укрытиях.

Производительность вентиляционных систем местных отсосов, аспирационных укрытий и т.д. определяется по формуле:

L = Vср*F*3600 м3/час,

Где Vср – средняя скорость, м/с, F – площадь сечения проема, воздуховода, местного отсоса. 3600 – количество секунд в одном часе.

По результатам проведённых измерений составляется паспорт вентиляционной системы, который применяется как завершающий этап паспортизации вентиляционных установок. Также может составляться только протокол инструментальных измерений, если паспорт вентиляционной установки уже имеется.

Паспорт вентустановки — это основной документ, в котором фиксируют все результаты испытаний, параметры исследованной среды (уровень влажности, температуру, химический состав воздуха и его подвижность). Паспорт дает право на официальное использование конкретного объекта, подтверждает выполнение всего необходимого для него комплекса работ по проектированию, наладке и проверке. Паспортизация нужна для регистрации приобретенного вентоборудования (особенно это актуально для общественных и производственных зданий), подтверждения того, что требования санитарных норм выполняются.

Читайте также:  Вытяжки для дровяных плит

Одно из условий грамотной эксплуатации вентиляционных систем — постоянный производственный контроль, или оценка их эффективности. Его проводят с целью выявления потерь давления, неучтенного расхода воздуха. Периодическая оценка эффективности работы вентиляции — важная часть ее использования.

Основная цель, с которой проводят замеры вентиляции на эффективность — обнаружение проблем и неисправностей, влекущих за собой опасность для находящихся в помещениях людей и всего здания в целом.

Второстепенные цели проверки следующие:

  • оценить, правильно ли произведены расчеты на стадии проектирования вентиляционной системы;
  • узнать, достаточно ли хорошо существующие установки справляются с нагрузками, как поддерживают тягу;
  • изыскать возможности для энергосбережения, снижения расходов на эксплуатацию систем;
  • подтвердить соответствие нормам и требованиям санитарно-эпидемиологических, технико-надзорных, пожарных инстанций;
  • пересчитать параметры системы после ее модификации, реконструкции, ремонта;
  • успешно пройти паспортизацию.

Чтобы в помещениях не накапливалось избыточное количество углекислого газа, люди сохраняли работоспособность, не чувствовали сонливости, недомогания, головокружения, вентканалы должны быть чистыми и проходными. Полноценный воздухообмен особенно важен там, где есть условия для образования повышенной влажности (кухни, сауны, душевые, бассейны) — в благоприятной для них среде быстро размножаются бактерии, плесень и грибок.

Для производственных, складских и лабораторных комплексов оценка эффективности вентиляционных систем тоже необходима. Если из помещений не будут удаляться взрывоопасные, летучие, ядовитые и быстровоспламеняющиеся вещества, это приведет к драматическим последствиям. Оборудование может работать, но не вытягивать весь загрязненный воздух до конца, плохо подавать свежий извне, что негативно сказывается на микроклимате в помещениях.

Основные нормативно-правовые акты, регламентирующие необходимость и порядок проведения оценки эффективности вентиляционных систем:

  • Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.1999 N 52-ФЗ;
  • ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Системы вентиляционные. Общие требования (с Изменением N 1);
  • ГОСТ 12.3.018-79 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Системы вентиляционные. Методы аэродинамических испытаний;
  • ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением N 1);
  • ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (с Поправкой);
  • ГОСТ Р 52539-2006 Чистота воздуха в лечебных учреждениях. Общие требования;
  • ГОСТ Р ЕН 13779-2007 Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования;
  • СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений;
  • СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях»;
  • СанПиН 2.1.3.2630-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к организациям, осуществляющим медицинскую деятельность» (с изменениями на 10 июня 2016 года);
  • СП 73.13330.2016 (СНиП 3.05.01-85) Внутренние санитарно-технические системы зданий;
  • СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003;
  • СП 1.1.1058-01 Организация и проведение производственного контроля за соблюдением санитарных правил и выполнением санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий;
  • Р НОСТРОЙ 2.15.3-2011 Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Рекомендации по испытанию и наладке систем вентиляции и кондиционирования воздуха;
  • Входной параметр для микроклимата в помещении к компоновке и оценке энергетической эффективности зданий — качество воздуха помещения, температура, свет и акустика (DIN EN 15251-2012 Indoor environmental input parameters for design and assessment of energy performance of buildings addressing indoor air quality, thermal environment, lighting and acoustics);
  • Проветривание нежилых домов — Общие основы и требования для вентиляционных установок и кондиционеров и прохладных систем помещения (DIN EN 13779-2007 Ventilation for non-residential buildings — Performance requirements for ventilation and room-conditioning systems; German version EN 13779-2007:2007) и другие.

Проверка эффективности вентиляции — это комплекс мероприятий, измерений (лабораторных, инструментальных) и наблюдений, которые проводят квалифицированные специалисты. Они определяют, какова скорость движения воздуха в элементах системы, вычисляют ключевые параметры (к примеру, кратность).

В перечень исследований включают:

  • оценку естественной вентиляции — каналов, технических отверстий, форточек и так далее;
  • проверку механических установок и оборудования — нужно оценить работоспособность приточных и вытяжных систем, их аэродинамику, провести лабораторные анализы.

В комплекс проверочных процедур при анализе эффективности систем вентилирования включают следующие действия и замеры:

  • проверка гибких элементов на наличие повреждений, герметичности корпусов, кожухов и воздуховодов, баланса вентиляторов, целостности и количества ремней и приводов;
  • измерение скорости воздухопотока, содержания СО2, расчет кратности, определение всех параметров микроклимата, забор проб в рабочее время, в нескольких точках;
  • проведение аэродинамических испытаний по методикам ГОСТ — при помощи пневмометрических отверстий;
  • занесение результатов испытаний в сводные таблицы, обработка, оформление протоколов проверки, актов и заключений.

Источник

СО2: Критерий эффективности систем вентиляции

А. Л. Наумов, канд. техн. наук, генеральный директор ООО «НПО ТЕРМЭК», otvet@abok.ru

Д. В. Капко, главный специалист ООО «НПО ТЕРМЭК»

Вопросам влияния качества воздуха в помещениях зданий на самочувствие людей уделяется особое внимание как экологами, врачами, диагностами, так и инженерами, проектировщиками систем вентиляции и кондиционирования воздуха. От качества воздуха зависит физическое состояние человека: при неудовлетворительном качестве воздуха люди чувствуют недомогание, потерю концентрации внимания, развитие болезней и т. д.

К вредностям, подлежащим ассимиляции системами вентиляции, относятся газообразные загрязнители, выделяемые в процессе дыхания и через поверхность кожи человека (аммиак, сероводород, ацетон и т. п.), а также химические летучие соединения, выделяемые мебелью и отделочными материалами в помещении. В процессе дыхания человека в нормальных условиях изменению концентрации подвержены в основном два компонента воздуха: кислород и углекислый газ. В ходе метаболических процессов в организме человека концентрация кислорода в выдыхаемом воздухе снижается с 20,9 до 16,3 %, а углекислого газа, наоборот, возрастает с 0,03 до 4 % [4]. Следует обратить внимание на то обстоятельство, что концентрация углекислого газа возрастает более чем в 100 раз. Специалистами было установлено, что степень концентрации газовых загрязнителей, выделяемых человеком, тесно коррелируют с изменением концентрации углекислого газа, выделяемого при дыхании человека [1, 2]. В этой связи концентрация углекислого газа была принята в качестве индикатора качества воздуха [3]. Другие вредные газовые выделения в помещениях жилых и общественных зданий (фенолформальдегиды, ацетон, аммиак и другие компоненты, выделяемые мебелью, отделочными материалами) приводят к эквивалентам углекислого газа [5]. Загрязнители от мебели и отделочных материалов (в основном формальдегиды и анилины) по отношению к вредностям, выделяемым человеком, носят в основном разнонаправленный характер и ассимилируются воздухообменом, рассчитанным по концентрации СО2. Как правило, в отсутствие людей в помещении фоновая кратность воздухообмена 0,1–0,2 ч –1 достаточна для ассимиляции вредностей от мебели и отделочных материалов.

Читайте также:  Вентилятор вкрв ду технические характеристики

ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», разработанный с участием авторов статьи, предусматривает четыре класса качества воздуха в помещении в зависимости от концентрации углекислого газа:

  • 1-й класс (оптимальный микроклимат, высокое качество) – концентрация углекислого газа не более 400 см 3 /м 3 ;
  • 2-й класс (оптимальный микроклимат, среднее качество) – концентрация углекислого газа от 401 до 600 см 3 /м 3 ;
  • 3-й класс (допустимый микроклимат, допустимое качество) – концентрация углекислого газа от 601 до 1 000 см 3 / м 3 ;
  • 4-й класс – недопустимо высокая концентрация углекислого газа, низкое качество воздуха – более 1 000 см 3 /м 3 .

Преимущество данного подхода к определению качества воздуха и необходимого воздухообмена по отношению к традиционному (по удельным расходам воздуха или по кратности воздухообмена) состоит в следующем:

  • имеется возможность при определении воздухообмена учитывать степень загрязнения наружного воздуха;
  • появляется стимул повысить эффективность вентиляции: обеспечивать подачу свежего воздуха в зону дыхания, не допускать пересечения приточными струями грязных зон в помещении;
  • может быть учтено наличие свежего воздуха в помещении перед его заполнением людьми;
  • может быть корректно определен фоновый воздухообмен для удаления вредностей от мебели и отделочных материалов в нерабочее время;
  • повышается адекватность и точность контроля качества воздуха за счет прямых измерений концентрации углекислого газа в обслуживаемой зоне помещений.

Информацию о концентрации углекислого газа в наружном воздухе предоставляют станции метеонаблюдения. Для справки: среднегодовые примерные значения концентрации углекислого газа согласно [3] составляют:

  • сельская местность – 350 см 3 /м 3 ;
  • малые города – 375 см 3 /м 3 ;
  • загрязненный центр большого города – 400 см 3 /м 3 .

Величину воздухообмена для наиболее распространенной системы перемешивающей вентиляции определяют по формуле:

(1)

где G – количество углекислого газа, выделяемое в помещение человеком, г/ч;
gн и g – концентрация углекислого газа, соответственно нормативная и в наружном воздухе, см 3 /м 3 .

Предполагается, что перемешивающая вентиляция равномерно распределяет воздух в помещении и концентрация вредностей, в том числе углекислого газа, одинаковая во всех точках помещения (рис. 1а). Как правило, для перемешивающей вентиляции характерна достаточно высокая кратность воздухообмена, не менее 3 ч –1 .

Характер распределения углекислого газа при перемешивающей (а), короткозамкнутой (б) и вытесняющей (в) вентиляции

К классу перемешивающей вентиляции относятся системы с рециркуляцией воздуха, системы вентиляции, сочетающиеся с вентиляторными доводчиками систем кондиционирования воздуха (сплит-системами и фэнкойлами).

Во многих административных и офисных зданиях для устройства систем воздухораспределения используют подшивные потолки, в которые размещают и приточные, и вытяжные устройства. Как правило, кратность воздухообмена в традиционных решениях в этом случае не превышает 1,0–1,5 ч –1 .

В ряде случаев при изотермической вентиляции или при небольшом перегреве приточного воздуха значительная часть свежего воздуха по короткой траектории засасывается в вытяжные решетки, образуя так называемую короткозамкнутую циркуляцию (рис. 1б). В этом случае углекислый газ, выдыхаемый людьми, накапливается в обслуживаемой зоне, и его концентрация значительно выше, чем в удаляемом воздухе. Это пример неэффективной организации вентиляции.

Надо отметить, что молекулярный вес углекислого газа более чем в 1,5 раза больше, чем у воздуха, и поэтому при слабой циркуляции он может накапливаться в нижней зоне помещений.

Таблица
Коэффициенты эффективности воздухораспределения
Системы вентиляции Коэффициент
эффективности
воздухо-
распределения
Системы перемешивающей вентиляции с кратностью воздухообмена более 2,5 ч –1 , в том числе с рециркуляцией, со сплит-системами и фэнкойлами 1,0
Изотермические системы вентиляции или системы вентиляции, совмещенные с воздушным отоплением со схемой воздухораспределения «сверху вверх» с кратностью воздухообмена не более 1,5 ч –1 1,1–1,3
Системы вытесняющей вентиляции (displacement ventilation) 0,6–0,8
Системы персональной вентиляции с подачей приточного воздуха в зону дыхания 0,3–0,5

Примером эффективной вентиляции может служить вытесняющая вентиляция (displacement ventilation). Свежий приточный воздух с малыми скоростями из воздухораспределителей с большой поверхностью подается в обслуживаемую зону, как бы равномерно затапливая ее. Загрязненный воздух вместе с конвективными потоками от людей, оргтехники и оборудования вытесняется в верхнюю зону и удаляется из помещения (рис. 1в). В этом случае концентрация углекислого газа в обслуживаемой зоне может быть меньше, чем в удаляемом воздухе.

Формально во всех трех случаях (рис. 1) при традиционном подходе к проектированию может быть принят одинаковый воздухообмен, но фактически качество воздуха будет существенно отличаться.

Необходимое количество воздуха для вентиляции помещений следует определять согласно [2] с учетом коэффициента эффективности воздухораспределения (η):

где Lб – базовое количество наружного воздуха по действующим нормам, м 3 /ч.

Величина коэффициента эффективности воздухораспределения приведена в таблице.

Так, при нормативе концентрации углекислого газа в 800 см 3 /м 3 и его концентрации в наружном воздухе 400 см 3 /м 3 для рабочего места в административном здании при выделении от человека углекислого газа 45 г/ч (принято согласно [6] для взрослых людей при выполнении умственной работы) по формуле (1) можно определить расход наружного воздуха в системе вентиляции: L = 61,875 м 3 /ч

Именно такое количество воздуха должна подать в помещение на одно рабочее место система перемешивающей вентиляции. Короткозамкнутой системе потребуется с учетом таблицы уже 66–78 м 3 /ч, вытесняющая вентиляция позволит снизить воздухообмен до 36–48 м 3 /ч, а персональная вентиляция – до 18–30 м 3 /ч.

Другими словами, при одинаковом качестве воздуха различие в воздухообмене, а соответственно, и в энергетических затратах (транспортировка воздуха по воздуховодам, нагрев, охлаждение) может составлять 1,5–2,0 раза.

Распределение полей концентрации углекислого газа в объеме помещений может быть рассчитано достаточно точно, но в большинстве случаев задачи моделирования воздушно-теплового режима помещений выполняются только для уникальных объектов [7]. На рис. 2 приведены примерные картины распределения концентрации углекислого газа при вытесняющей вентиляции (а) и в зоне действия приточной струи воздуха (б).

Линии равных концентраций углекислого газа в плане помещения при вытесняющей вентиляции (а) и в струе приточного воздуха (б)

Эффективность систем вентиляции можно еще характеризовать временем жизни свежего воздуха – промежутком времени от момента истечения свежего воздуха из воздухораспределителя до момента попадания в зону дыхания. В системах персональной вентиляции эта величина составляет менее 1 с, в вытесняющих системах до 20–30 с, а в короткозамкнутых системах до 10 мин. Таким образом, эффективность системы воздухораспределения, или время жизни свежего воздуха, можно считать первым критерием адаптивности систем вентиляции.

Вторым критерием адаптивности следует считать соответствие объема выделяющихся вредностей, в данном случае углекислого газа, величине воздухообмена. Традиционные системы вентиляции запроектированы на расчетную наполняемость помещения людьми без возможности регулирования воздухообмена.

Так, например, если расчетная численность персонала в офисе 1 000 чел., это означает, что система постоянно подает и удаляет 60 тыс. м 3 /ч воздуха. Вместе с тем, с учетом отпусков, болезней, командировок фактическая наполняемость офиса не превышает 70 % от расчетной. Более того, даже при фиксированном режиме работы офиса первые сотрудники приходят на 1–2 ч раньше, а последние уходят на 3–4 ч позже.

Таким образом, традиционная система вентиляции будет работать в расчетном режиме с момента прихода первых сотрудников до ухода последних.

Адаптивная вентиляция – это вентиляция с переменным расходом воздуха, предусматривающая возможность регулирования воздухообмена по отдельным зонам или помещениям здания в зависимости от их фактической заполняемости людьми. Такие системы позволяют соблюдать оптимальный баланс между качеством воздуха и энергетическими затратами, позволяя формировать и поддерживать комфортный микроклимат в помещении, и оказывают положительное влияние на самочувствие людей.

На рис. 3 приведены графики режима работы традиционной системы вентиляции с постоянным воздухообменом и адаптивной в зависимости от наполняемости офиса персоналом. Заштрихованная на графике область характеризует экономию расхода воздуха и энергии в системе адаптивной вентиляции, которая может достигать 40–50 %.

График работы системы вентиляции

Сигналом для регулирования воздухообмена в системе адаптивной вентиляции могут служить значения концентрации углекислого газа, измеряемые специальным датчиком. По сигналу датчика регулирующие заслонки изменяют расход воздуха, поступающего в помещение. Далее сигнал передается на приточную и вытяжную вент-установки, оборудованные частотным приводом для изменения воздухопроизводительности вентиляторов.

Важную роль играет место установки датчика концентрации углекислого газа. В системе перемешивающей вентиляции датчик может устанавливаться в сборном вытяжном воздуховоде, в других случаях – в обслуживаемой зоне, в зоне дыхания (рис. 1).

Выводы

Индикатором качества воздуха в жилых и общественных зданиях может служить концентрация углекислого газа.

При выборе систем вентиляции важным критерием адаптивности служит время жизни свежего воздуха, или эффективность воздухораспределения. Следует стремиться, чтобы свежий приточный воздух по короткой траектории достигал зоны дыхания, не пересекая при этом грязные зоны с выделением вредностей.

Важно обеспечить соответствие расхода приточного воздуха степени наполняемости помещений людьми. При сохранении высокого качества воздуха с использованием адаптивной вентиляции в зданиях с переменным количеством персонала и посетителей (таких как вокзалы, аэропорты, торговые комплексы, спортивные и развлекательные объекты, офисы) может быть достигнута экономия энергии по отношению к традиционным системам вентиляции в 30–50 %.

Источник

Вентилиция и кондиционирование © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Adblock
detector