ABOK СТАНДАРТ-1-2004
Отраслевой стандарт
АВОК
СТАНДАРТ
ЗДАНИЯ
ЖИЛЫЕ
И ОБЩЕСТВЕННЫЕ НОРМЫ
ВОЗДУХООБМЕНА
Переиздание
АВОК СТАНДАРТ-1-2002
с дополнениями и
изменениями
НП «Инженеры по отоплению,
вентиляции, кондиционированию
воздуха, теплоснабжению и
строительной теплофизике»
(НП «АВОК»)
Москва - 2004
Управление стандартизации, технического нормирования и сертификации Госстроя России одобряет и рекомендует для применения стандарт НП «АВОК» «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» (письмо № 9-23/667 от 02.09.2002 г.). Мосгосэкспертиза Правительства Москвы рекомендует стандарт НП «АВОК» «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» для применения проектировщиками и всеми организациями, задействованными в строительном процессе (письмо МГЭ-30/1298 от 13.08.2002 г.). Стандарт АВОК-1-2004. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2004. Разработан творческим коллективом Некоммерческого партнерства «Инженеры по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике» (НП «АВОК»): Е.О. Шилькрот, канд. техн. наук (ОАО «ЦНИИПромзданий») - руководитель; М.М. Бродач, канд. техн. наук (Московский архитектурный институт (Государственная академия)); Л.А. Гулабянц, доктор техн. наук (НИИ Строительной физики РААСН); В.И. Ливчак, канд. техн. наук (Москомэкспертиза); Ю.А. Табунщиков, доктор техн. наук (Московский архитектурный институт (Государственная академия)); М.Г. Тарабанов, канд. техн. наук (НИЦ «Инвент»). Внесен Комитетом по техническому нормированию, стандартизации и сертификации НП «АВОК». Утвержден и введен в действие постановлением бюро президиума НП «АВОК» от 9 июня 2004 г. Введен взамен АВОК СТАНДАРТ-1-2002. Срок действия - 4 года.
О ПРИНЦИПАХ И ПОРЯДКЕ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ СТАНДАРТОВ АВОК
«Стандарты АВОК» - это наименование технических материалов в области отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, тепло- и холодоснабжения, теплозащиты, микроклимата зданий и сооружений и их элементов, представленных в форме нормативно-методических документов. Наименование «Стандарты» им дано исходя из интернациональности содержания этого термина для технических материалов, что соответствует мировой практике разработки подобных документов профессиональными организациями аналогичного профиля, например, ASHRAE , ARI , REHVA , SCANVAC . В России имеют место названия для нормативных документов: ГОСТы «Строительные нормы и правила» (СНиП), «Свод правил по проектированию и строительству» (СП), которые на разных языках будут иметь разное написание и звучание. В международной практике наименование технического документа «Стандарт», как правило, соответствует рекомендательному документу в отрасли. НП «АВОК» как профессиональное объединение специалистов, главная задача которого содействовать прогрессу отрасли, разрабатывает стандарты АВОК с целью повышения уровня проектирования, строительства и эксплуатации с ориентацией на использование современных технологий в отопительно-вентиляционной технике за счет: - улучшения качества микроклимата зданий; - повышения энергетической эффективности зданий; - гармонизации отечественной нормативной базы с прогрессивными международными стандартами. Система подготовки каждого стандарта АВОК включает в себя два этапа: 1 . Введение в пользование «временного» стандарта со сроком действия 1 год. В течение этого периода его апробация, сбор замечаний и предложений и подготовка стандарта со сроком действия 4 года. 2 . Введение в пользование стандарта со сроком действия 4 года, его дальнейшим совершенствованием и переизданием. В разработке стандартов и их дальнейшем использовании НП «АВОК» получило одобрение со стороны Управления стандартизации, технического нормирования и сертификации Госстроя России, Москомархитектуры, Мосгосэкспертизы, а также других региональных организаций, заинтересованных в использовании документов такого рода. После годовой апробации при положительном заключении о возможности их использования стандарты АВОК представляются в соответствующие организации для утверждения и придания им регионального или федерального статуса. Стандарты АВОК распространяются на сферу деятельности НП «АВОК», а также на другие направления строительства. Стандарты АВОК относятся к проектированию, строительству, испытаниям, эксплуатации, сертификации систем и оборудования для отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха, тепло- и холодоснабжения, теплозащиты, микроклимата зданий и сооружений и их элементов. НП «АВОК» активно участвует в разработке международных нормативно-методических документов и проводит политику адаптации этих документов для российских условий, если это экономически и практически целесообразно.
АВОК СТАНДАРТ
ЗДАНИЯ
ЖИЛЫЕ И ОБЩЕСТВЕННЫЕ.
НОРМЫ
ВОЗДУХООБМЕНА
RESIDENTIAL AND PUBLIC
BUILDINGS.
AIR CHANGE RATE
Предисловие
Основными показателями воздушно-теплового комфорта помещений являются состав и чистота воздуха (качество воздуха) и параметры микроклимата, обеспечиваемые системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Качество воздуха в помещении зависит от многих факторов: качества наружного воздуха; наличия в помещении источников загрязнений, мощности и расположения этих источников; способа и конструкции системы вентиляции и кондиционирования воздуха, способов управления и качества эксплуатации этой системы и т.п. Воздух в помещении не должен содержать загрязняющих веществ в концентрациях, опасных для здоровья человека или вызывающих дискомфорт. К подобным загрязнениям относятся: различные газы, пары, микроорганизмы, табачный дым и некоторые аэрозоли, например, пыль. Загрязняющие вещества могут попадать в помещения вместе с наружным приточным воздухом, от источников загрязняющих веществ в помещении, в том числе продуктов жизнедеятельности людей, технологических процессов, мебели, ковров, строительных и декоративных материалов. Действующие сегодня нормативы по качеству воздуха (СНиП 41-01-2003, отраслевые СНиП, ВСН и СН, документы государственного санитарно-эпидемиологического надзора РФ (прил. 1 пп. 1 - 13)) содержат неполные, а иногда и противоречивые данные. Имеется ряд зарубежных стандартов, европейских и американских (прил. 1 пп. 4 - 17), касающихся качества воздуха, в том числе стандарт ASHRAE (Американская ассоциация инженеров по отоплению, охлаждению, вентиляции и кондиционированию воздуха), разработанный в 1999 году (прил. 1 п. 14). При разработке настоящего стандарта использованы отечественные и зарубежные нормативы. В качестве прототипа использован стандарт ASHRAE 62-1999 « Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality » как наиболее полный и отражающий результаты новейших исследований в области качества воздуха. В стандарте предлагаются две методики расчета минимальных норм воздухообмена, достаточного для обеспечения в помещении воздуха допустимого качества: - методика на основе удельных норм воздухообмена, отечественным аналогом которой является расчет расхода приточного воздуха по нормируемой кратности и удельному расходу (прил. М СНиП 41-01-2003, отраслевые СНиП, ВСН и СН); - методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ, отечественным аналогом которой является расчет расхода приторного воздуха по массе вредных веществ (прил. Л СНиП 41-01-2003). В стандарте сделана попытка гармонизировать отечественные нормы и нормы стандарта ASHRAE 62-1999. Применение норм стандарта не ухудшает качество воздуха в помещениях и не противоречит действующим нормативным документам. Стандарт позволяет оптимизировать величину воздухообмена по наружному воздуху в помещениях в зависимости от конкретных условий применения. Во второй редакции стандарта уточнены нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий в периоды, когда помещения не используются; нормы минимального воздухообмена в помещениях общественных зданий представлены в более удобной форме; приведены значения предельно допустимых концентраций (ПДК) радиоактивных газов (радон, торон); устранены неточности, присутствовавшие в первой редакции. Стандарт предназначен для инженеров, проектирующих и эксплуатирующих системы вентиляции и кондиционирования воздуха.1. Область применения
1.1 . Настоящий стандарт устанавливает минимальные нормы воздухообмена по наружному воздуху (нормы расхода наружного воздуха), обеспечивающего в обслуживаемых помещениях необходимую чистоту (качество) воздуха и его минимально возможное неблагоприятное воздействие на здоровье человека. Минимальные нормы воздухообмена не являются расчетными. 1.2 . Качество воздуха в помещениях должно быть обеспечено вне зависимости от принятой системы вентиляции и схемы организации воздухообмена. 1.3 . Настоящий стандарт распространяется на все помещения, которые могут занимать люди в жилых и общественных зданиях, за исключением помещений, для которых другие нормативные документы или специальные условия требуют больший воздухообмен, чем установленный в настоящем стандарте. 1.4 . Настоящий стандарт распространяется на все помещения, в которых параметры микроклимата обеспечиваются в соответствии с требованиями ГОСТ 30494-96 , СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные», СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения», СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения», МГСН 3.01-01 «Жилые здания». 1.5 . В настоящем стандарте рассмотрены химические, физические и биологические загрязняющие вещества, поступающие, выделяющиеся или образующиеся в помещении и способные повлиять на качество воздуха. 1.6 . В настоящем стандарте не рассматриваются такие факторы, влияющие на восприятие человеком качества воздуха, как: - неустановленные и неизученные загрязняющие вещества; - различие в восприимчивости у разных людей, психологический стресс и т.п. 1.7 . В стандарте предлагаются две методики для расчета минимальных норм воздухообмена, достаточного для обеспечения в помещении воздуха допустимого качества: 1.7.1 . Методика на основе удельных норм воздухообмена. Необходимое качество воздуха обеспечивается за счет подачи в помещение определенного количества наружного воздуха в зависимости от назначения помещения и режима его эксплуатации. Эту методику рекомендуется применять для расчета величины воздухообмена в помещениях, в которых, как правило, не предполагается изменения их назначения, величины и характера поступающих в помещение загрязняющих веществ в период эксплуатации. 1.7.2 . Методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ. Необходимое качество воздуха обеспечивается за счет подачи в помещение определенного количества наружного воздуха в зависимости от величины и характера загрязняющих веществ в помещении. Эту методику рекомендуется применять для расчета величины воздухообмена в помещениях, которые могут изменять свое назначение и/или режим работы в период эксплуатации, в которых могут присутствовать или появиться интенсивные источники загрязняющих веществ и т.п. В проектной документации следует указывать, какая из методик использована при расчете воздухообмена.2. Нормативные ссылки
Нормативные ссылки приведены в прил. 1.3. Термины и определения
Термины и определения, на которые имеются ссылки в тексте, приведены в прил. 2.4. Общие технические требования
4.1 . Минимальный необходимый воздухообмен, достаточный для поддержания в обслуживаемых зонах помещений необходимого качества воздуха, следует обеспечивать системой естественной или механической вентиляции (кондиционирования воздуха) путем подачи наружного воздуха и удаления воздуха, ассимилировавшего загрязняющие вещества в помещениях. 4.2 . Необходимое качество воздуха в обслуживаемых зонах помещений должно обеспечиваться при всех режимах использования помещений и соответствующих им режимах работы систем вентиляции. 4.3 . Подача наружного воздуха в помещение не обязательна, если помещение не используется и в нем отсутствуют источники загрязнения, не связанные с присутствием людей и их деятельностью (например, загрязнения, источником которых являются строительные материалы, предметы обстановки и т.п.). 4.4 . Схема организации воздухообмена в помещениях должна обеспечивать распро странение приточного воздуха, исключающее его поступление через зоны с большим загрязнением в зоны с меньшим загрязнением. 4.5 . Помещения, оборудованные вытяжными системами (кухни, ванные комнаты, туалеты, помещения для курения и т.п.), для компенсации удаляемого воздуха могут использовать воздух, подаваемый через прилегающие помещения. Качество приточного воздуха должно удовлетворять требованиям табл. 1 . 4.6 . Стационарные локальные источники вредных выделений следует, как правило, оборудовать местными отсосами. 4.7 . Расчетный воздухообмен в помещениях следует принимать большим из расходов приточного и удаляемого воздуха при любом режиме использования помещений. 4.8 . Приемные устройства наружного воздуха и выбросы вытяжного воздуха следует устраивать в соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 . 4.9 . Материалы и конструкция вентиляционных каналов и камер должны сводить к минимуму условия, способствующие росту и распространению микроорганизмов через вентиляционную систему. Конструкция вентиляционной системы должна соответствовать требованиям СНиП 41-01-2003 .5. Методики определения норм воздухообмена
5.1. Методика на основе удельных норм воздухообмена.
Данная методика устанавливает: - допустимое качество наружного воздуха, определяемое величиной ПДК загрязняющих веществ в наружном воздухе; - способы обработки наружного воздуха в случае необходимости; - нормы удельного воздухообмена в помещениях жилых и общественных зданий; - режимы работы систем вентиляции (кондиционирования воздуха) при переменных нагрузках и/или при периодическом использовании помещений. 5.1.1 . Концентрация вредных веществ в наружном (атмосферном) воздухе, используемом для вентиляции (кондиционирования), не должна превышать ПДК в воздухе населенных мест. Значения ПДК следует принимать в соответствии с ГН 2.1.6.695-98, ГН 2.1.6.696-98, ГН 2.1.6.716-98, ГН 2.1.6.7135-98, ГН 2.1.6.789-99, ГН 2.1.6.790-99. Значения ПДК загрязняющих веществ, наиболее часто присутствующих в атмосферном воздухе, представлены в табл. 1. При совместном присутствии в атмосферном воздухе нескольких вредных веществ, обладающих суммацией действия, сумма их относительных концентраций, рассчитанная по следующей формуле, не должна превышать 1:Здесь C i - величина концентрации i -го загрязняющего вещества в наружном воздухе, мг/м 3 . 5.1.2 . Если уровень загрязнения наружного воздуха превышает показатели, приведенные в табл. 1 , необходимо проводить его очистку. В случаях, когда существующие технологии очистки не позволяют обеспечить требуемую чистоту наружного воздуха, допускается кратковременное (например, в часы пик на автодорогах) уменьшение количества наружного воздуха.
Таблица 1
Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в воздухе населенных пунктов
|
Вещество |
ПДК в наружном воздухе, q H ПДК, мг/м 3 |
|
|
максимальная разовая |
среднесуточная |
|
| Азота двуокись | ||
| Пыль нетоксичная | ||
| Свинец | ||
| Сернистый ангидрид | ||
| Углеводороды (бензол) | ||
| Углерода окись | ||
| Фенол | ||
| Углекислый газ*: | ||
| населенная местность (село) | ||
| малые города | ||
| большие города | ||
Таблица 2
Нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий 1)
|
Помещения |
Норма воздухообмена 2) |
Примечания |
| Жилая зона | Кратность воздухообмена 0,35 ч -1 , но не менее 30 м 3 /ч × чел. | Для расчета расхода воздуха (м 3 /ч) по кратности объем помещений следует определять по общей площади квартиры |
| 3 м 3 /м 2 жилых помещений, если общая площадь квартиры меньше 20 м 2 /чел. | Квартиры с плотными для воздуха ограждающими конструкциями требуют дополнительного притока воздуха для каминов (по расчету) и механических вытяжек | |
| Кухни | 60 м 3 /ч при электрической плите | Приточный воздух может поступать из жилых помещений 3) |
| 90 м 3 /ч при 4-конфорочной газовой плите | ||
| Ванные комнаты, туалеты | 25 м 3 /ч из каждого помещения | То же |
| 50 м 3 /ч при совмещенном санузле | ||
| Постирочная | Кратность воздухообмена 5 ч -1 | " |
| Гардеробная, кладовая | " | |
| Помещение теплогенератора (вне кухни) | Кратность воздухообмена 1 ч -1 | " |
Таблица 3
Нормы минимального воздухообмена в помещениях общественных зданий
|
Помещения |
Норма воздухообмена |
Примечание |
| Предприятия питания | ||
| Ресторан: | ||
| Вестибюль |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Аванзал |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Обеденный зал без курения |
40 м 3 /ч × чел. |
|
| Обеденный зал с курением |
100 м 3 /ч × чел. |
|
| Кафе: | ||
| Обеденный зал без курения |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Кафе детское: | ||
| Обеденный зал |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Комната для игр |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Столовые: | ||
| Обеденный зал |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Бары: | ||
| Залы без курения |
40 м 3 /ч × чел. |
|
| Залы с курением |
100 м 3 /ч × чел. |
|
| Гостиницы | ||
| Жилая комната гостиничного номера без курения |
60 м 3 /ч × комн. |
Номер используется |
|
10 м 3 /ч × комн. |
Номер не используется | |
| Жилая комната гостиничного номера с курением |
100 м 3 /ч × комн. |
Номер используется |
|
20 м 3 /ч × комн. |
Номер не используется | |
| Совмещенный санузел гостиничного номера |
120 м 3 /ч × комн. |
Санузел используется |
|
20 м 3 /ч × комн. |
Санузел не используется | |
| Конференц-залы |
30 м 3 /ч × комн. |
|
| Залы для концертов и балов |
30 м 3 /ч × комн. |
|
| Казино без курения |
40 м 3 /ч × комн. |
|
| Казино с курением |
100 м 3 /ч × комн. |
|
| Офисы | ||
| Рабочая комната |
60 м 3 /ч × чел. |
|
| Кабинет |
60 м 3 /ч × чел. |
|
| Приемная |
40 м 3 /ч × чел. |
|
| Переговорная |
40 м 3 /ч × чел. |
|
| Залы совещаний |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Коридоры и холлы | ||
| Туалеты |
75 м 3 /ч × чел. |
|
| Курительные |
100 м 3 /ч × чел. |
|
| Магазины | ||
| Подвальные помещения |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Надземные помещения |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Складские помещения |
20 м 3 /ч × чел., но не менее 0,5 ч -1 |
|
| Примерочные |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Пассажи |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Помещения погрузки-разгрузки |
20, но не менее 0,5 ч -1 |
|
| Цветы |
30 м 3 /ч × чел. |
Требования к воздухообмену могут быть продиктованы необходимостью создания условий, оптимальных для роста и развития растений |
| Зоомагазины |
30 м 3 /ч × чел. |
Требования к воздухообмену могут быть продиктованы необходимостью создания условий по зоологическим требованиям |
| Одежда, ткани, обувь |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Хозтовары, мебель, ковры |
30 м 3 /ч × чел. |
Требования по воздухообмену могут быть продиктованы необходимостью удаления технологических вредностей |
| Парикмахерские |
40 м 3 /ч × чел. |
|
| Косметические салоны |
60 м 3 /ч × чел. |
|
| Театры | ||
| Вестибюли |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Кассы |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Зрительные залы |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Сцены и гримерные |
30 м 3 /ч × чел. |
Для устранения последствий некоторых сценических эффектов (например, сухой пар, туман и т.д.) потребуется специальная вентиляция |
| Учреждения образования | ||
| Классы для учащихся 1 - 4 классов |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Классы для учащихся 5 - 11 классов |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Лаборатории |
40 м 3 /ч × чел. |
|
| Библиотеки |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Аудитории |
40 м 3 /ч × чел. |
|
| Учреждения здравоохранения | ||
| Смотровые |
50 м 3 /ч × чел. |
|
| Процедурные |
60 м 3 /ч × чел. |
Процедуры, вызывающие загрязнение воздуха, могут потребовать введения более высоких норм |
| Операционные |
80 м 3 /ч × чел. |
|
| Палаты |
80 м 3 /ч × чел. |
|
| Физиотерапия |
60 м 3 /ч × чел. |
|
| Исправительные учреждения | ||
| Камеры |
30 м 3 /ч × чел. |
|
| Столовые |
20 м 3 /ч × чел. |
|
| Помещения охраны |
30 м 3 /ч × чел. |
|
Рис. 1 . Максимально допустимое время запаздывания вентиляции
Пример: расход воздуха - 60 м 3 /ч × чел.; объем помещения - 30 м 3 /чел.; допустимое время запаздывания вентиляции - 0,6 ч.
5.1.4 . Помещения, оборудованные вытяжными системами (кухни, ванные комнаты, туалеты, помещения для курения и т.п.), для компенсации удаляемого воздуха могут использовать воздух, подаваемый через прилегающие помещения. Качество приточного воздуха должно удовлетворять требованиям табл. 1 .
Рис. 2 . Минимальное требуемое время вентиляции перед заполнением помещения
Пример: расход воздуха - 30 м 3 /ч × чел.; объем помещения - 3,5 м 3 /чел.; допустимое время запаздывания вентиляции - 0,5 ч.
5.1.5 . Подача наружного воздуха в помещение не обязательна, если помещение не используется и в нем отсутствуют источники загрязнения, не связанные с присутствием людей и их деятельностью (например, загрязнения, источником которых являются строительные материалы, предметы обстановки и т.п.). 5.1.6 . Если загрязнение помещения связано только с присутствием людей и их деятельностью, которая не создает за короткий срок опасности для здоровья, то подача наружного воздуха может отставать по времени от начала использования помещения. Время отставания, временной лаг можно определить по графику на рис. 1. 5.1.7 . Если загрязнение помещения связано с наличием в нем источников загрязнения, не связанных с присутствием людей и их деятельностью, подача наружного воздуха должна предшествовать началу использования помещения. Время начала подачи наружного воздуха можно определить по графику на рис. 2. 5.1.8 . Если максимальное загрязнение помещения продолжается менее 3 ч в течение рабочего дня, расход наружного воздуха может быть определен по средней величине загрязнений, но не менее половины от максимального значения.
5.2. Методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ
Данная методика устанавливает: - допустимое качество наружного воздуха; - способы обработки наружного воздуха в случае необходимости; - количество наружного воздуха в зависимости от величины поступающих в помещение загрязняющих веществ. ПДК некоторых загрязняющих веществ в обслуживаемой зоне помещений представлена в табл. 4. 5.2.1 . Расход наружного воздуха по массе загрязняющих веществ следует принимать наибольшим из рассчитанных по формуле прил. Л СНиП 41-01-2003:
,
Где L - расход наружного воздуха, м 3 /ч; L M O - расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой зоны местными отсосами от оборудования, м 3 /ч; m PO - расход каждого загрязняющего вещества, поступающего в помещение, кг/ч.
Таблица 4
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе обслуживаемой зоны помещений жилых и общественных зданий
При одновременном поступлении в помещение нескольких загрязняющих веществ, обладающих суммацией действия, расход наружного воздуха следует принимать равным сумме расходов наружного воздуха, рассчитанного по каждому веществу: q O З - предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в обслуживаемой зоне, мг/м 3 ; q H - концентрация вредного вещества в наружном воздухе, мг/м 3 ; q УД - концентрация вредного вещества в удаляемом воздухе, мг/м 3 . Концентрацию вредного вещества в удаляемом воздухе следует рассчитывать по формулеГде K q - коэффициент эффективности воздухообмена в помещении. Для схем организации воздухообмена в помещении с градиентом концентраций загрязняющих веществ по высоте, как правило, это возможно при подаче воздуха в обслуживаемую зону общественных зданий через напольные перфорированные воздухораспределители (вытесняющая вентиляция) K q > 1 и определяется расчетом. Пример расчета воздухообмена в помещении представлен в справочном прил. 4.
Приложение 1
Нормативные ссылки
1 . ГОСТ 30494-96 . Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. 2 . СНиП 41-01-2003 . Отопление, вентиляция и кондиционирование. 3 . СНиП 31-01-2003 . Здания жилые многоквартирные. 4 . СНиП 2.08.02-89* . Общественные здания и сооружения. 5 . СНиП 31-05-2003 . Общественные здания административного назначения. 6 . МГСН 3.01-01 . Жилые здания. 7 . ТР АВОК-4-2004. Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома. 8 . ГН 2.1.6.695-98 , ГН 2.1.6.789-99 , ГН 2.1.6.981-00 . Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. 9 . ГН 2.1.6.696-98 , ГН 2.1.6.790-99 , ГН 2.1.6.982-00 . Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. 10 . ГН 2.1.6.683-00. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест. 11 . ГН 2.1.6.711-98 . Предельно допустимые концентрации (ПДК) микроорганизмов-продуцентов, бактериальных препаратов и их компонентов в атмосферном воздухе населенных мест. 12 . НМ 113-91. Рекомендации по применению нормативных требований при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха для зданий различного назначения / Моспроект-1. М., 1992. 13 . НРБ-99 . Нормы радиационной безопасности. 14 . ASHRAE 62-1999. ASHRAE Standard. Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality. (Стандарт ASHRAE 62-1999. Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха.) 15 . DIN 1946. Part 2. 1994. Ventilation and Air Conditioning Technical Health Requirements. 16 . CIBSE Guide A. Revision Section 2. 1993. Environmental Criteria for Design. Chartered Institute of Building Service Engineers. UK. 17 . CEN prENV 1752. 1996. Ventilation for Buildings: Design Criteria for the Indoor Environment.Приложение 2
Термины и определения
Биоэфлюенты - загрязняющие вещества, поступающие от людей, домашних животных, птиц и т.п., такие как запах, углекислый газ, твердые частицы поверхности кожи, волосы и т.д. Вентиляция - организованный обмен воздуха в помещениях для обеспечения параметров микроклимата и чистоты воздуха в обслуживаемой зоне помещений в пределах допустимых норм. Вентиляция естественная - организованный обмен воздуха в помещениях под действием теплового (гравитационного) и/или ветрового давления. Вентиляция механическая (искусственная) - организованный обмен воздуха в помещениях под действием давления, создаваемого вентиляторами. Воздух наружный - атмосферный воздух, забираемый системой вентиляции или кондиционирования воздуха для подачи в обслуживаемое помещение и/или поступающий в обслуживаемое помещение за счет инфильтрации. Воздух приточный - воздух, подаваемый в помещение системой вентиляции или кондиционирования и поступающий в обслуживаемое помещение за счет инфильтрации. Воздух удаляемый (уходящий) - воздух, забираемый из помещения и больше в нем не используемый. Вредные (загрязняющие) вещества - вещества, для которых органами санэпиднадзора установлена предельно допустимая концентрация (ПДК). Вредные выделения - потоки теплоты, влаги, загрязняющих веществ, поступающие в помещение и отрицательно влияющие на параметры микроклимата и чистоту воздуха. Допустимое качество воздуха в помещениях (чистота воздуха) - состав воздуха, в котором, в соответствии с определением полномочных органов, концентрация известных загрязняющих веществ не превышает ПДК и к которому не имеют претензии более 80 % людей, подвергаемых его воздействию. Допустимые параметры микроклимата - сочетания значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать общее и локальное ощущение дискомфорта, умеренное напряжение механизмов терморегуляции, не вызывающих повреждений или нарушений состояния здоровья. Запах - ощущение, возникающее при воздействии газов, жидкостей, либо частиц в воздухе на рецепторы слизистой оболочки носа. Инфильтрация - неорганизованное поступление воздуха в помещение через неплотности в ограждениях здания под действием теплового и/или ветрового давления и/или вследствие работы механической вентиляции. Концентрация - отношение количества (массы, объема и т.п.) одного компонента к количеству (массе, объему и т.п.) смеси компонентов. Место постоянного пребывания людей в помещении - место, где люди находятся более 2 ч непрерывно. Микроорганизмы - бактерии, грибки и одноклеточные. Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, характеризуемое следующими показателями: температурой воздуха, радиационной температурой, скоростью движения и относительной влажностью воздуха в помещении. Обслуживаемая зона (зона обитания) - пространство в помещении, ограниченное плоскостями, параллельными ограждениям, на высоте 0,1 и 2,0 м над уровнем пола, но не ближе чем 1,0 м от потолка при потолочном отоплении; на расстоянии 0,5 м от внутренних поверхностей наружных стен, окон и отопительных приборов; на расстоянии 1,0 м от раздающей поверхности воздухораспределителей. Отсос местный - устройство для улавливания вредных и взрывоопасных газов, пыли, аэрозолей и паров у мест их образования, присоединяемое к воздуховодам систем местной вентиляции и являющееся, как правило, составной частью технологического оборудования. Очистка воздуха - удаление из воздуха загрязняющих веществ. Помещение, не имеющее выделений вредных веществ - помещение, в котором выделяются в воздух вредные вещества в количествах, не создающих концентраций, превышающих ПДК в воздухе обслуживаемой зоны. Помещение с постоянным пребыванием людей - помещение, в котором люди находятся не менее 2 ч непрерывно или 6 ч суммарно в течение суток. Помещение с массовым пребыванием людей - помещение (залы и фойе театров, кинотеатров, залы заседаний, совещаний, лекционные аудитории, рестораны, вестибюли, кассовые залы, производственные и др.) с постоянным или временным пребыванием людей (кроме аварийных ситуаций) числом более 1 чел. на 1 м 2 помещения площадью 50 м 2 и более. Рециркуляция воздуха - подмешивание воздуха помещения к наружному воздуху и подача этой смеси в данное или другие помещения.Приложение 3
(справочное)
Схема организации и варианты расчета воздухообмена в квартире
Варианты расчета воздухообмена Общая площадь квартиры F общ = 95 м 2 . Площадь жилых помещений F жил = 60 м 2 . Объем квартиры V = 280 м 2 . Кухня с 4-конфорочной электрической плитой. 1 . В квартире проживает 5 человек (заселенность 95/5 = 19 м 2 /чел. < L жил. 1 L жил. 5 (по нормативу) = 3 × 60 = 180 м 3 /ч. б) Объем вытяжки: L кухни = 60 м 3 /ч; L ванны = 25 м 3 /ч; L туалета = 25 м 3 /ч; L клад = 10 м 3 /ч; L постир. = 20 м 3 /ч; L L нар = 180 м 3 /ч. Расчетный расход вытяжного воздуха L выт = 1 80 м 3 /ч.Схема организации воздухообмена в квартире
2 . В квартире проживает 4 человека (заселенность 100/4 = 25 м 2 /чел. > 20 м 2 /чел.). а) Объем притока: L жил. 1 (по кратности) = 280 × 0,35 = 98 м 3 /ч; L жил. 4 (по нормативу) = 30 × 4 = 120 м 3 /ч. б) Объем вытяжки: L удал. S = 140 м 3 /ч. Минимальный расход приточного воздуха следует принять L L выт = 140 м 3 /ч. 3 . В квартире проживает 2 человека (заселенность 100/2 = 50 м 2 /чел. > 20 м 2 /чел.). а) Объем притока: L жил. 2 (по кратности) = 280 × 0,35 = 98 м 3 /ч; L жил. 2 (по числу проживающих) = 30 × 2 = 60 м 3 /ч. б) Объем вытяжки: L удал. S = 140 м 3 /ч. Минимальный расход приточного воздуха следует принять L расч. нар = 140 м 3 /ч. Расчетный расход вытяжного воздуха L выт = 140 м 3 /ч.
Приложение 4
(Справочное)
Пример расчета воздухообмена в помещении
Рассчитать величину воздухообмена по наружному воздуху в помещении школьной лаборатории, площадью F лаб = 40 м 2 . В лаборатории находится 10 человек. Выделяющаяся вредное вещество - озон в количестве m O З = 150 мг/ч. Расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой зоны местными отсосами от оборудования, L MO = 200 м 3 /ч. Предельно допустимая концентрация загрязняющего вещества в обслуживаемой зоне q O З = 0,1 мг/м 3 . Концентрация вредного вещества в наружном воздухе q H = 0 мг/м 3 . Коэффициент эффективности воздухообмена в помещении К q = 1. Варианты расчета воздухообмена: 1 . По методике на основе удельных норм воздухообмена (п. 5.1). Норма воздухообмена по табл. 3 составляет 40 м 3 /ч × чел. Расчетный воздухообмен следует принять L расч. нар = 40 × 10 = 400 м 3 /ч. 2 . По методике на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ (п. 5.2). Количество озона, удаляемого местными отсосами, m моОз = 90 мг/ч. Расход воздуха, удаляемого из обслуживаемой зоны местными отсосами от оборудования, L MO = 200 м 3 /ч. Количество озона, удаляемого системой общеобменной вентиляции, m O З = 60 мг/ч. Расчет по формуле п. 5.2.1:Минимальный расход приточного воздуха следует принять L расч. нар = 600 м 3 /ч. Методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ наиболее приемлема для рассматриваемого случая, т. к. в помещении присутствуют интенсивные источники загрязняющих веществ.
Е. О. Шилькрот , канд. техн. наук, старший научный сотрудник. Лауреат премии НП «АВОК» «Медаль им. В. Н. Богословского». ОАО «ЦНИИПромзданий»
Ю. Д. Губернский , академик РАЕН, профессор, доктор медицинских наук. Институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН
В журнале «АВОК», № 6, 2007 в рубрике «Предложение к дискуссии» напечатана статья В. И. Ливчака «О нормах воздухообмена общественных зданий и последствиях их завышения», в которой дан сравнительный анализ изменения норм воздухообмена в Стандартах ASHRAE 62–1999, 62.1–2004 «Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality» и приведено их сопоставление со Стандартом АВОК-1-2002 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена». Автор статьи приходит к следующему выводу: «… норма воздухообмена на одного человека для большинства характерных помещений … стала ниже рекомендованной в предыдущих редакциях стандарта ASHRAE за 2002 и 1999 годы…». Это обстоятельство побудило президента НП «АВОК» Ю. А. Табунщикова обратиться к разработчикам Стандарта ASHRAE 62.1–2004 с просьбой разъяснить тенденцию снижения норм воздухообмена. Ответы разработчиков Стандарта ASHRAE 62.1–2004 были опубликованы после статьи В. И. Ливчака, но они не содержат обоснований причин, объясняющих эту тенденцию уменьшения норм воздухообмена.
В своей статье В. И. Ливчак отмечает, что поскольку «в обеспечении человека свежим воздухом для дыхания не может быть «национальных особенностей», следует ориентироваться на американские нормы», т. к. они обобщают передовой мировой опыт. Кроме этого, в статье говорится о том, что невозможность организовать нормальное воздухораспределение приводит на практике к фактическому сокращению воздухообмена в помещении.
Один из авторов настоящей статьи – Е. О. Шилькрот – специально встретился в течение ASHRAE Winter Meeting в январе 2008 года в Нью-Йорке с одним из разработчиков стандарта и обсудил с ними принципы, лежащие в основе американского стандарта ASHRAE 62.1–2004.
Считая статью В. И. Ливчака дискуссионной и соглашаясь с автором в том, что несмотря на то что хорошее воздухораспределение в помещении – действительно достаточно сложная задача, трудности воздухораспределения ни в коем случае не могут являться причиной для сокращения воздухообмена, мы попробуем разобраться – сколько воздуха нужно человеку для комфорта?
Расчет необходимого воздухообмена является достаточно сложной задачей. Несмотря на давность проблемы отечественные и зарубежные данные об оптимальном воздухообмене до сих пор противоречивы и нередко недостаточно обоснованы.
Увеличение воздухообмена повышает комфортность; с другой стороны – усложняются системы вентиляции и воздухораспределения, увеличиваются энергетические затраты на обработку и транспортировку наружного приточного воздуха.
Первоочередным в данной дилемме, бесспорно, является обеспечение безопасности и комфортности пребывания людей в помещении, причем энергетические затраты на вентиляцию должны оставаться на приемлемом уровне.
Одним из основных показателей комфортности помещений является состав и чистота (качество) воздуха.
Качество воздуха в помещении зависит от многих факторов: качества наружного воздуха; наличия в помещении источников загрязнений, мощности и расположения этих источников; способа и конструкции системы вентиляции и кондиционирования воздуха, способов управления и надежности эксплуатации этих систем и т. п.
Воздух в помещении не должен содержать загрязняющих веществ в концентрациях, опасных для здоровья человека или вызывающих дискомфорт. К подобным загрязнениям относятся различные газы, пары, микроорганизмы, табачный дым и некоторые аэрозоли, например, пыль. Загрязняющие вещества могут попадать в помещения вместе с наружным приточным воздухом, от источников загрязняющих веществ в помещении, в том числе продуктов жизнедеятельности людей, технологических процессов, мебели, ковров, строительных и декоративных материалов.
Существующая норма величины воздухообмена базируется на расчете воздухообмена по допустимому уровню углекислоты (СО 2), предложенному M. Pettenkofer в позапрошлом веке в качестве критерия степени чистоты воздуха помещений. Вместе с тем, в современных городах, где основными источниками углекислоты являются продукты сгорания топлива, допустимый ее уровень, предложенный M. Pettenkofer, в определенной степени теряет свое значение, т. к. повышенная концентрация СО 2 в этих условиях зачастую еще не говорит о загрязнении воздуха помещений в связи с недостаточной его вентиляцией.
Как же сегодня решаются эти вполне банальные вопросы качества и количества вентиляционного воздуха? Рассмотрим их на примере современного здания с офисными помещениями.
В офисных помещениях чаще всего применяются раздельные системы отопления и вентиляции, что в целом является оправданным в условиях большинства регионов России.
Сегодня, как правило, в подобных зданиях устраивается система приточно-вытяжной механической вентиляции (кондиционирования воздуха). Схема организации воздухообмена – в подавляющем большинстве случаев – перемешивающая вентиляция c использованием вентиляторных конвекторов или внутренних блоков сплит-систем. В этом случае задача системы вентиляции – обеспечение чистоты воздуха. Очень редко в отечественной практике применяются системы с переменным расходом воздуха, вытесняющая вентиляция, излучающие панели.
В настоящее время используются две методики для определения минимально необходимого воздухообмена, достаточного для обеспечения в помещении допустимого качества воздуха :
Методика на основе удельных норм воздухообмена,
когда количество наружного воздуха устанавливается в зависимости от назначения помещения и режима его эксплуатации. Эта методика применятся для расчета величины воздухообмена в помещениях, в которых, как правило, не предполагается изменения их назначения, величины и характера поступающих в помещение загрязняющих веществ в период эксплуатации.
Методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ,
когда необходимое качество воздуха определяется в зависимости от величины и характера загрязняющих веществ в помещении. Эту методику рекомендуется применять для расчета величины воздухообмена в помещениях, которые могут изменять свое назначение и (или) режим работы в период эксплуатации, в которых могут присутствовать или появиться интенсивные источники загрязняющих веществ и т. п.
Методика на основе удельных норм воздухообмена
нашла свое отражение в отечественных и зарубежных нормативно-методических документах.
Применительно к офисным помещениям предлагаются следующие значения удельных норм:
- СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания» . Здесь указывается кратность воздухообмена 1,5 ч-1 (площадь помещения менее 36 м 2 , площадь помещения на 1 работающего – 4 м 2), т. е. воздухообмен при высоте помещения 3 м составит 18 м 3 /ч чел.*
* Здесь и ниже под «воздухообменом» подразумевается количество приточного наружного воздуха, соответствующего требованиям ГН 2.1.6.1338-03 и имеющего концентрацию СО 2 не выше 400 ppm (1 ppm [см 3 /м 3 ] = 0,12 х 10-6 х х M х P/T [г/м 3 ], где М – молекулярная масса; P – давление [Па]; T – температура [К].)
Для помещений площадью более 36 м 2 воздухообмен предлагается рассчитывать из условия ассимиляции тепло-, влаговыделений.
- МГСН 4.10-97 «Здания банковских учреждений» . Здесь указывается кратность воздухообмена 2,0 ч-1 (площадь помещения на 1 работающего – 6 м 2), т. е. воздухообмен при высоте помещения 3 м составит 36 м 3 /ч чел.
- СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения» . Здесь указываются два показателя: 20 м 3 /ч чел. или 4 м 3 /ч м 2 (площадь помещения на 1 работающего 6,5 м 2), т. е. воздухообмен при высоте помещения 3 м составит 26 м 3 /ч чел.
Документы ссылаются на СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» , где во всех редакциях после 1982 года предписывается предусматривать воздухообмен 60 м 3 /ч чел. для помещений, не имеющих естественного проветривания, и 40 м 3 /ч чел. в случаях, если оно есть.
Стандарт ASHRAE 62–1999 «Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality» предлагает принимать для офисов воздухообмен 36 м 3 /ч чел., при этом офисная площадь составляет 14,3 м 2 /чел. В Стандарте не говорится, как установить величину воздухообмена для других значений плотности размещения людей. С формальной точкой зрения, если сопоставить площадь 14,3 м 2 /чел. с принятой в , воздухообмен должен составлять 79,2 м 3 /ч чел.
В Стандарте АВОК-1-2004 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» сделана попытка гармонизировать отечественные нормы и нормы Стандарта . Стандарт АВОК был одобрен Госстроем России, согласован с Мосгосэкспертизой и распространяется на все помещения, в которых параметры микроклимата обеспечиваются в соответствии с требованиями ГОСТ 30494-96 . В стандарте предложено принимать для офисов и рабочих кабинетов, как и в , воздухообмен 60 м 3 /ч чел.
В рассмотрены химические, физические и биологические загрязняющие вещества, поступающие, выделяющиеся или образующиеся в помещении и способные повлиять на качество воздуха.
В частности, вслед за отмечается, что нормы удельного воздухообмена установлены таким образом, что при подаче наружного воздуха требуемого качества в достаточном количестве происходит разбавление биоэффлюентов человека. Биоэффлюенты – твердые частицы, запахи и другие загрязняющие вещества, обычные для офисных помещений. При этом достигается допустимый уровень качества воздуха в помещениях. Критерии комфортности (включая запах) с учетом биоэффлюентов, вероятно, будут выполнены, если воздухообмен достаточен для поддержания концентрации углекислого газа внутри помещения не более чем на 1 250 ppm выше концентрации углекислого газа в наружном воздухе.
Это положение является определенным «мостиком» между методикой на основе удельных норм воздухообмена и методикой на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ.
В Стандарте ANSI/ASHRAE 62.1-2004, 62.1-2007 (эти редакции стандарта, в отличие от предыдущих, распространяются исключительно на общественные здания) предлагается определять расход наружного воздуха в обслуживаемой зоне или расход воздуха на 1 человека составит 31,0 м 3 /ч чел., что меньше, чем в предыдущей редакции стандарта (36 м 3 /ч чел.). Если допустить, что удельный воздухообмен на 1 м 2 пола помещения не изменился, то воздухообмен должен составлять 43 м 3 /ч чел.
Структура вывода позволяет предположить, что вредные выделения в помещении от человека и от окружающих его поверхностей, предметов обстановки, оборудования и т. п. одинаковые. Их эквивалентом, по-видимому, является углекислый газ, а в помещении имеются как бы два источника вредных выделений разной интенсивности. Дифференцированный учет вредных выделений от людей и «самого помещения» представляется правильным, хотя количественная их оценка вызывает определенные сомнения. Дифференцированный учет имеет важное прикладное значение, поскольку позволяет определять необходимый воздухообмен в зависимости от загруженности помещения в разные периоды суток, например, в рабочее и нерабочее время.
Подход аналогичный имеется и в европейском стандарте CEN 2005. Разница состоит в численных значениях удельных расходах воздуха в помещении на 1 человека и на 1 м 2 пола помещения, Lчелудел и Lм 2 удел.
В зависимости от класса офиса значение Lчелудел колеблется в пределах 36–14,4 м 3 /ч чел. и, соответственно, Lм 2 удел– 7,2–2,9 м 3 /м 2 .
Таким образом расход воздуха на 1 человека составит 123,0–50 м 3 /ч чел. Если допустить, что удельный воздухообмен на 1 м 2 пола помещения не изменился (относительно ), то воздухообмен должен составлять 200–82,0 м 3 /ч чел.
Существенная разница между различными выводами по расходу объясняется подбором испытуемых: брались люди, адаптированные к загрязнению воздуха в помещении; в другом случае – не адаптированные, «свежие» люди.
Методика на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ предусматривает, что количество воздуха, необходимого для ассимиляции вредных выделений, определяется из уравнения материального баланса (уравнения Селиверстова):
Для того чтобы воспользоваться уравнениями, необходимо установить, какие вредности и в каком количестве имеются в офисном помещении, какова концентрация их в наружном воздухе и какова их ПДК, обладают ли эти вредности эффектом суммации действия, какова величина коэффициент эффективности воздухообмена.
В настоящее время принято считать, что основными вредностями в офисных помещениях являются продукты жизнедеятельности человека, в первую очередь углекислый газ. Это положение было введено в гигиеническую практику M. Pettenkofer еще в позапрошлом веке. Кроме углекислого газа загрязнителями воздуха в помещениях офисов служат антропотоксины, а также вредные выделения, содержащиеся в приточном наружном воздухе, и вредные выделения от элементов интерьера помещения – ограждающих конструкций, покрытий, предметов обстановки и т. п. Таким образом, становится очевидным, что определяющим при установлении необходимого воздухообмена являются исследования, выполненные врачами-гигиенистами.
По результатам гигиенических исследований, проведенных в нашей стране , наиболее точные данные об оптимальном воздухообмене помещений могут быть получены на основе прямого определения антропотоксинов – продуктов жизнедеятельности человека и других внутренних источников загрязнения (биоэффлюентов).
Роль антропотоксинов в формировании воздушной среды замкнутых герметизированных систем достаточно полно освещена лишь в специальной литературе. Отмечается, что присутствие человека в герметически закрытых объемах повышает концентрацию органических кислот, кетона, окиси углерода и углеводородов до уровня их ПДК. Естественно, что в обычных условиях эксплуатации жилых и общественных зданий накопления в негерметичных помещениях антропотоксинов до уровней, способных вызвать четко выраженное токсическое действие, не происходит. Однако даже относительно невысокие концентрации большого количества токсических веществ не безразличны для человека и способны влиять на его самочувствие, работоспособность и здоровье.
Проведенные нами исследования подтвердили, что воздушная среда помещений, невентилируемых или вентилируемых недостаточно, ухудшается пропорционально числу лиц и времени их пребывания в помещении. Масс-спектрометрический анализ проб воздуха помещений позволил идентифицировать в них ряд токсических веществ 2–4 классов опасности. 20 % выявленных антропотоксинов относится к классу высокоопасных веществ. Хотя их концентрации меньше ПДК, однако, вместе взятые свидетельствуют о неблагополучии воздушной среды, поскольку даже двух-, четырехчасовое пребывание в этих условиях отрицательно сказывается на показателях умственной работоспособности исследуемых. Взаимодействие комплекса веществ, входящих в состав антропотоксинов, весьма сложно, но большинство из них обладает суммарным токсическим эффектом. Поэтому для определения оптимального воздухообмена нами использовался сум-марный показатель, применяемый для оценки токсичности газовоздушных смесей, содержащих многочисленные компоненты на уровне ПДК каждого из них. По данным ряда авторов смесь считается безопасной, если сумма отношений обнаруженных концентраций отдельных ингредиентов к предельно допустимым их концентрациям не превышает единицу или равна ей.
Суммарный показатель загрязнения воздуха приближался к единице при подаче на одного человека 170 м 3 /ч (если допустимый уровень углекислоты принять по К. Флюгге 1 000 ppm*) и 210 м 3 /ч (если принять в качестве допустимого уровня содержания СО 2 по M. Pettenkofer – 800 ppm). Весомость углекислого газа, по которой ранее только и велся расчет воздухообмена, в суммарном показателе токсичности не превышает 20–40 %. Поэтому если при установлении искомой величины оптимального воздухообмена ориентироваться только на СО 2 , то его необходимая величина при допустимом уровне углекислоты в воздухе помещений 1 000 ppm составит около 20 м 3 /ч, т. е. почти в 8 раз будет меньше оптимальной.
Для всестороннего обоснования оптимального воздухообмена изучалась также скорость и степень эвакуации всех эндогенных загрязнений, возникающих в результате жизнедеятельности человека и эксплуатации помещений. Эти исследования, а также расчет воздухообмена, проведенный нами, с учетом необходимости удаления тепловыделений человека, также показали, что оптимальный воздухообмен составляет порядка 200 м 3 /ч чел.
Минимально необходимый воздухообмен уточнялся нами в натурных условиях в рабочих помещениях офисного здания с кондиционированием воздуха.
Результаты анализа воздушной среды помещений и анкетного опроса служащих показали улучшения качества воздуха и последовательное снижение числа жалоб на воздушный дискомфорт при увеличении воздухоснабжения выше 40 м 3 /ч чел., причем количество жалоб составляет 25 % и меньше лишь при воздухообмене 60 м 3 /ч и более. Оценка функционального состояния исследуемых свидетельствовала, что работоспособность служащих значительно улучшается при воздухообмене 60–80 м 3 /ч чел. (р
Приведенные данные были получены применительно к условиям организованного воздухообмена, который имеет место в общественных зданиях.
Резюмируя вышеприведенные данные следует отметить, что до сих пор на практике по количеству СО 2 принято судить о чистоте воздуха в помещениях и степени их вентиляции. Содержание СО 2 равное 0,1 % является в настоящее время гигиеническим регламентом. Практически СО 2 сыграл положительную роль и применяется для расчета потребного воздухообмена в помещениях, служит критерием для оценки чистоты комнатного воздуха и работы вентиляционных систем.
Возникает вопрос о том, насколько эта норма обоснована. M. Pettenkofer исходил из мысли об использование двуокиси углерода как косвенного показателя загрязнения воздуха жилых и общественных зданий летучими продуктами обмена веществ человека, содержащимися в выдыхаемом воздухе, выделениях пота и дурно пахнущих газов с поверхности его тела и одежды. В современных городах, где основным источником СО 2 чаще всего служит сгорание топлива, норма, предложенная M. Pettenkofer, теряет значение косвенного санитарного показателя. В этих условиях настаивать на ее соблюдении означало бы снизить концентрацию СО 2 во внешней атмосфере, что связано с крайне дорогостоящими мероприятиями по уменьшению выбросов СО 2 . На это можно было бы пойти только в том случае, если бы было доказано, что углекислый газ сам по себе оказывает нежелательное с гигиенической точки зрения действие на человека в таких концентрациях, как 1 000 ppm. Между тем, исследования о физиологическом действии концентрации СО 2 ниже 10 000 ppm показали, что нежелательные сдвиги в функции внешнего дыхания отмечаются при действии СО 2 в концентрации свыше 5 000 ppm. При концентрации 500–1 000 ppm никаких отрицательных явлений не отмечается. Данные величины не внесены в официальные регламенты ПДК, т. к. СО 2 является природной компонентой атмосферного воздуха и лишь ориентировочным гигиеническим регламентом.
СП 2.5.1198-03 «Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте» , п. 3.4.8. устанавливают величину концентрации углекислого газа в воздухе помещений вокзалов. Концентрация в зоне дыхания пассажиров не должна превышать 1 000 ppm.
Аналогичные значения концентрации СО 2 в офисных помещениях рекомендуются и в зарубежной литературе.
По данным Olli Seppа.. nen при концентрации углекислого газа в офисном помещении ниже 800 ppm такие симптомы, как воспаление глаз, заложенность носа, воспаление носоглотки, проблемы, связанные с дыхательной системой, головная боль, усталость и сложность с концентрацией внимания, которые возникали у сотрудников при более высокой концентрации СО 2 , значительно снижались.
По данным Adrie van der Luijt , исследования Middlex University (UK) и мониторинг качества воздуха в офисах, выполненный компанией KLMG, показали, что уровень углекислого газа в офисе дол-жен составлять 600–800 ppm. В ходе наблюдений, проведенных с участием 300 взрослых людей, было установлено, что более высокий уровень СО 2 снижает концентрацию внимания на 30 %. При концентрациях выше 1 500 ppm – 79 % опрошенных испытывали чувство усталости, а при уровне выше 2 000 ppm – две трети из них заявили, что не в состоянии сосредоточиться. 97 % из тех, кто страдает время от времени мигренью, заявили, что головная боль появляется у них уже при уровне 1 000 ppm.
Измерения в офисах и на улицах Москвы показали, что в ряде офисов уровень СО 2 достигал 2 000 ppm и выше. Уровень углекислого газа на улицах колебался в показателях до 1 000 ррm, но измерения были сделаны не в самые неблагополучные дни, с точки зрения климатической обстановки.
Высокая концентрация СО 2 – одна из основных причин синдрома «больного здания». Потери крупного правительственного офиса (2 500 сотрудников) вследствие плохого качества воздуха в ценах 1990 го-да составили 400 000 фунтов-стерлингов.
Ученый из Великобритании Д. С. Робертсон пишет в журнале Current Science, Vol. 90, No. 12, 06.25.2006: «При концентрации СО 2 600 ppm в помещении люди начинают чувствовать признаки ухудшения качества воздуха. Когда концентрация СО 2 становится выше этого уровня, некоторые люди начинают испытывать один и несколько классических симптомов отравления углекислотой, таких как проблемы с дыханием, учащенный пульс, головная боль, снижение слуха, гипервентиляция, потливость, усталость».
Концентрация СО 2 в атмосферном воздухе составляла в середине 1960-х годов примерно :
- 360 ppm – в малых населенных пунктах;
- 440 ppm – в средних городах;
- 550 ppm – в крупных городах.
По данным , приложение C, предлагается принимать концентрацию СО 2 в атмосферном воздухе 300–500 ppm.
Человек при работе в учреждении выделяет 0,023 м 3 /ч чел. углекислого газа .
В , приложение D, приводится величина выделений СО 2 человеком при спокойной работе сидя – 0,019 м 3 /ч чел. Здесь же указывается, что величина выделений СО 2 зависит от рациона питания человека. При преимущественном потреблении углеводов выделения СО 2 составят 0,022 м 3 /ч чел. Оба значения и практически совпадают.
Теперь имеются все исходные данные для расчета необходимого воздухообмена на основе расчета допустимых концентраций загрязняющих веществ, хотя бы по загрязнению углекислым газом. Если воспользоваться уравнением (2), удельная величина воздухообмена будет существенно различаться от места расположения здания и принятого значения ПДК. Для ПДК, в 1 000 ppm, воздухообмен составит:
- в малых населенных пунктах – 36 м 3 /ч чел.;
- в средних городах – 41 м 3 /ч чел.;
- в крупных городах – 51 м 3 /ч чел., если концентрация СО 2 в наружном воздухе принята в соответствии с , что близко к рекомендациям .
Значение величины воздухообмена (для крупного города) почти в 2 раза превышает рекомендации . Предложенный в Стандарте ASHRAE 62.1-2004, 62.1-2007 метод определения воздухообмена вызывает сомнения.
- Концентрация углекислого газа в помещении при воздухообмене в 31 м 3 /ч, выделений от человека 23 л/ч и снар = 0,5 л/м 3 составит 1 240 ppm, что превышает рекомендуемые значения, даже без учета вредных выделений от «самого помещения».
- Насколько нам известно, в беседе с профессором Bjarne W. Olesen, директором Международного центра по качеству воздуха и энергосбережению, рекомендуемые в стандарте величины воздухообмена не основываются на объективных физиологических реакциях человека, а получены путем статистической выборки среди людей, адаптированных к внутренней воздушной среде (количество удовлетворенных – 80 %).
Кроме того, становится очевидным, что при больших загрязнениях приземного слоя атмосферного воздуха, что имеет место в мегаполисах, воздухообмен резко возрастает. Это обстоятельство делает бессмысленным приток наружного воздуха. Выход – применение абсорбера углекислого газа, рациональное размещение воздухозабора, управляемые системы вентиляции (с переменным расходом воздуха или работающие периодически в периоды минимального загрязнения атмосферы).
Изучение загрязнений атмосферного воздуха при проектировании высотного здания «Commerzbank» во Франкфурте-на-Майне, Германия, показало, что на высоте 10 этажа загрязнения воздуха минимальны.
Проектирование оптимальных схем и режимов работы вентиляционной системы, учитывающих фактическое загрязнение внутреннего и наружного воздуха, например по датчику СО 2 , загруженность помещения персоналом, объем помещения (все эти факторы легко учитываются, если воспользоваться уравнением (2)), позволит существенно уменьшить эксплуатационный расход вентиляционного воздуха и решить проблему эффективного расходования энергии без ухудшения качества воздуха.
С медико-гигиенической позиции важно учитывать, что нарушение природного состава атмосферного воздуха или загрязнение его посторонними вредными токсическими веществами вызывают целый ряд патофизиологических изменений в организме человека. Для предотвращения этих процессов необходим контроль за качеством воздушной среды по всем ингредиентам, а не только СО 2 , и эффективностью действия вентиляционных устройств. Наиболее полное представление о качественных параметрах воздушной среды закрытых помещений следует получать с помощью комплексной оценки среды, для чего помимо традиционного изучения содержания углекислоты целесообразно исследование:
а) продуктов метаболизма организма человека;
б) токсичных выделений из строительных материалов;
в) запыленности;
г) бактериальной обсемененности;
д) ионного режима помещений.
Установление оптимальных параметров воздушной среды становится особенно важным в последние годы в связи с необходимостью обеспечения человеку комфортных условий пребывания и разработки прогрессивных систем климатизации. Это является достаточно сложной задачей, так как человек постоянно подвергается в помещениях воздействию целого ряда факторов воздушной среды, о которых сказано выше, но благодаря научно-техническому прогрессу возможно вне зависимости от погодных, атмосферных и антропогенных условий обеспечивать оптимальные для человека параметры.
Поскольку деятельность человека, направленная на создание искусственной воздушной среды, в наши дни имеет крайне важное значение, то на современном этапе необходимо сочетание усилий экологов, гигиенистов, инженеров по дальнейшей углубленной работе в области оптимизации воздушной среды помещений с помощью современной техники с учетом предыдущих и новых исследований.
Литература
- СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
- ASHRAE 62–1999 «Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality».
- Стандарт АВОК-1-2004 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена».
- СНиП 2.09.04-87 «Административные и бытовые здания».
- ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест».
- МГСН 4.10-97 «Здания банковских учреждений».
- СНиП 31-05-2003 «Общественные здания административного назначения».
- ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
- ASHRAE 62.1-2004, 62.1-2007 «Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality».
- Ventilation Systems. Edited by Hazim D. Awbi. London and New York. 2008.
- А. Н. Селиверстов. Вентиляция фабрично-заводских помещений. Т.1. НКТП СССР. ОНТИ. – М, Госстройиздат, 1934.
- Ю. Д. Губернский. Гигиенические аспекты обеспечения оптимальных условий внутренней среды жилых и общественных зданий. Автореферат докторской диссертации. – М., 1976.
- О. В. Елисеева. К обоснованию ПДК двуокиси углерода в воздухе // Гигиена и санитария. – 1964. – № 8.
- СП 2.5.1198-03 «Санитарные правила по организации пассажирских перевозок на железнодорожном транспорте».
- Olli Seppa..nen. Tuottava toimisto 2005. Raportti b77. Loppuraportti 2005.
- Adrie van der Luijt. Management CO2 levels cause office staff to switch off // Director of Finance online. 11.19.2007.
- Справочник по теплоснабжению и вентиляции в гражданском строительстве. – Киев: Госстройиздат УССР, 1959.
9. Гигиенические требования к вентиляции различных помещений. Воздушный куб. Нормы воздухообмена.
Сколько воздуха нужно человеку для нормального существования?
Вентиляция помещений обеспечивает своевременное удаление избытка углекислого газа, тепла, влаги, пыли, вредных веществ, в общем, результатов различных бытовых процессов и пребывания в помещении людей.
Виды вентиляции.
1) Естественная.
Заключается в естественном воздухообмене между по
мещением и внешней средой за счет разницы температур внутреннего и на
ружного воздуха, ветра и тд.
Естественная вентиляция может быть:
- 1. Неорганизованная (путем фильтрации воздуха через щели)
- Организованная (через открытые форточки, окна и тд) - проветривание.
2) Искусственная.
- 1. Приточная - искусственная подача наружного воздуха в помещение.
- Вытяжная - искусственная вытяжка воздуха из помещения.
- Приточно-вытяжная - искусственный приток и вытяжка. Поступление воздуха происходит через приточную камеру, где он обогревается, фильтруется и удаляется через вентиляцию.
Общий принцип вентиляции заключается в том, что
- В грязных помещениях должна преобладать вытяжка (чтобы исключить самопроизвольное поступление грязного воздуха в соседние помещения)
- В чистых помещениях должен преобладать приток (чтобы в них не поступал воздух из грязных помещений).
Как определить, сколько чистого воздуха должно поступать в помещение в час на одного человека, чтобы вентиляция была достаточной?
Количество воздуха, которое необходимо подать в помещение на одного человека в час называется объемом вентиляции.
Он может быть определен по влажности, температуре, но точнее всего определяется по углекислому газу.
Методика:
В воздухе содержится 0.4 %<■ углекислого газа. Как уже упоминалось, для помещений, требующих высокого уровня чистоты (палаты, операционные), допускается содержание углекислого газа в воздухе не более 0.7 /~ в обычных помещениях допускается концентрация до 1 Л«.
При пребывании в помещении людей количество углекислого газа увеличивается. Один человек вьщеляет приблизительно 22.6 л углекислого газа в час. Сколько же нужно подать воздуха на одного человека в час, чтобы эти 22.6 литра разбавить так, чтоб концентрация углекислого газа в воздухе помещения не превысила бы 0.7 %° или 1 /<.. ?
Каждый литр подаваемого в помещение воздуха содержит 0.4 %° углекислого газа, то есть каждый литр этого воздуха содержит 0.4 мл углекислого газа и таким образом может еще "принять" 0.3 мл (0.7 - 0.4) для чистых помещений (до 0.7 мл в литре или 0.7 /~) и 0.6 мл (1 - 0.4) для обычных помещений (до 1 мл в литре или 1 /~).
Так как каждый час 1 человек вьщеляет 22.6 л (22600 мл) углекислого газа, а каждый литр подаваемого воздуха может "принять" указанное выше число мл углекислого газа, то количество литров воздуха, которое необходимо подать в помещение на 1 человека в час составляет
1) Для чистых помещений (палаты, операционные) - 22600 / 0.3 = 75000 л = 75 м 3 . То есть, 75 м 3 воздуха на каждого человека в час должно поступить в помещение для того чтобы концентрация углекислого газа в нем не превысила 0.7%*
2) Для обычных помещений - 22600 / 0.6 = 37000 л = 37 м 3 . То есть, 37 м воздуха на каждого человека в час должно поступить в помещение, для того чтобы концентрация углекислого газа в нем не превысила .
Если в помещении находится не один человек, то указанные цифры умножаются на количество человек.
Выше было подробно объяснено, как находится величина вентиляционного объема прямо на конкретных цифрах, вообще же нетрудно догадаться, что общая формула выглядит следующим образом:
Ь = (К * М) / (Р - Р0 = (22.6 л * 14) / (Р - 0.4%.)
Ь - объем вентиляции (м)
К - количество углекислого газа, выдыхаемого человеком за час (л)
N - число людей в помещении
Р - максимально допустимое содержание углекислоты в помещении (/«)
По данной формуле мы рассчитываем необходимый объем подаваемого воздуха (необходимый объем вентиляции). Для того, чтобы рассчитать реальный объем воздуха, который подается в помещение за час (реальный объем вентиляции) нужно в формулу вместо Р (ПДК углекислого газа - 1/Ц 0.7 У«) подставить реальную концентрацию углекислого газа в данном помещении в промилях:
^ реальный-
- (22.6 л * 14) / ([С0 2 ] факт - 0.4 /~)
Ь реальный - реальный объем вентиляции
[ССЫфакт - фактическое содержание углекислого газа в помещении
Для определения" концентрации углекислого газа используют метод Суб-ботина-Нагорского (основан на снижении титра едкого Ва, наиболее точен), метод Реберга (также использование едкого Ва, экспресс-метод), метод Прохорова, фотоколориметрический метод и др.
Другой количественной характеристикой вентиляции, непосредственно связанной с объемом вентиляции, является кратность вентиляции. Кратность вентиляции показывает сколько раз в час воздух в помещении полностью обменивается.
Кратность вентиляции - Объем попаваемого (извлекаемого 4) в чяг. возгсух я
Объем помещения.
Соответственно, чтобы рассчитать для данного помещения необходимую кратность вентиляции нужно в эту формулу в числителе подставить необ ходимый объем вентиляции. А для того, чтобы узнать, какова реальная кратность вентиляции в помещении в формулу подставляют реальный объем вентиляции (расчет см. выше).
Кратность вентиляции может рассчитываться по притоку (кратность по притоку), тогда в формулу подставляется объем подаваемого в час воздуха и значение указывается со знаком (+), а может рассчитываться по вытяжке (кратность по вытяжке), тогда в формулу подставляется объем извлекаемого в час воздуха и значение указывается со знаком (-).
Например, если в операционной кратность вентиляции обозначается как +10, -8, то это означает, что каждый час в это помещение поступает десятикратный, а извлекается восьмикратный объем воздуха по отношению к объему помещения.
Существует такое понятие как воздушный куб.
Воздушный куб - это необходимый на одного человека объем воздуха.
Норма воздушного куба составляет 25-27 м. Но как было рассчитано выше на одного человека в час требуется подавать объем воздуха 37 м, то есть при данной норме воздушного куба (данном объеме помещения,) необхо димая кратность воздухообмена составляет 1.5 (37 м / 25 м = 1.5).
.....
Осталось вспомнить такую небольшую деталь, собственно ради которой и строится дом – это жильцы. Для жизни людей нужен свежий воздух, который должен обновляться.
А сколько кубов воздуха за час должно обновляться в доме? Сколько кубов реально обновляется за час в помещении, где вы сейчас находитесь?
На этот вопрос нет единого ответа.
Формально, в соответствии со СНиПом советских времён три метра кубических за час на метр квадратный, проще говоря в обычном помещении при высоте потолков 2,5 - 3 метра воздух за час должен обновиться однократно!
Всегда ли нужен свежий воздух?
Нет, не всегда. В помещениях, где нет людей и нет потребляющих воздух технологических процессов, воздухообмен вообще не нужен. Зачем там воздухообмен? В доме в режиме консервации (при пониженной температуре) он вообще вреден! С новым (свежим) воздухом помещения могут наполняться ненужной влагой и пылью.
А сколько воздуха для дыхания нужно человеку?
«Взрослые люди в условиях покоя производят в среднем от 16 до 20 дыхательных движений в 1 минуту. Объем каждого вдоха обычно составляет около 500мл, отсюда минутный объем дыхания равен 500*16=8000мл. У новорожденного частота дыхания 60-70 вдохов в 1 минуту, к 5 годам она снижается до 26, а к 15-20 годам, до 20 в минуту. При работе, движении, при лихорадке (в условиях повышенного обмена) число дыхательных движений в 1 мин увеличивается. Вентиляция легких, равная в покое в среднем 8 л, при тяжелом физическом труде возрастает в 20 раз.»
Так как дома тяжелой физической работой занимаются крайне редко, а если и занимаются, то, бывает, и окна настежь открывают, даже не для дыхания, а охладиться дабы. Будем считать, что дома норма дыхания может быть перевыполнена, допустим в 3-4 раза. Так один человек использует приблизительно 2 м3 воздуха в час. Поскольку свежий воздух смешивается со старым в неясном соотношении, предположим, что в кубе обновляется 20% воздуха, значит на одного человека нужно (даже с четырёхкратным запасом) 10м3 воздуха за час.
Логика подсказывает что интенсивность воздухообмена должна зависеть не от объёма помещения (однократно за час), а от количества людей в этом помещении находящихся. Одно дело жилая комната с одним жильцом, другое дело, например, учебный класс в котором постоянно присутствуют более 30-ти человек. В спальной комнате объёмом 30м3 достаточно замены 10м3/час - это 1/3 смены воздуха в помещении. А в переполненной аудитории, 130м3 и двукратного воздухообмена за час окажется недостаточно - на 30 человек нужно воздуха 300м3.
Подобными соображениями успешно спекулируют инженерные компании, навязывающие наивным владельцам коттеджей мощные вентиляционные и дорогостоящие рекуперационные (энергосберегающие) установки.
У вас сколько метров квадратных дом?
600? Прекрасно… 600м2 площади *3м высоты = 1800м3 воздуха. 1800 кубов воздуха вам нужно заменять за час по требованию СНиПа - не меньше! А это значит что зимой (-20 С) на нагрев такого объёма воздуха за час будет затрачено 24кВт/час или 576кВт за сутки.
Почти 600кВт за сутки!!! Однако….
Ну вы же не хотите задохнуться?
Конечно, нет!
Причём, заметьте, мы ничего не придумываем, вот СНиП – это официальный документ. Теперь вы понимаете, как вам остро необходима система рекуперации, которая будет вам экономить до 60% этих энергозатрат, ведь часть тепла отработанный (выброшенный на улицу) воздух передаст свежему, предварительно подогрев его! Здорово?!
Здорово…
И говорится это в то время, как такого объёма воздуха реально хватит для комфортного дыхания 180 человек! А в доме том всего 4-6 человек жить будет (включая обслугу).
Менять воздух однократно в час!!! В то время, как запас воздуха для дыхания в доме 600м2 такой, что если непрерывно дышать всей семьёй, его можно «передышать» только за двое суток – 45 часов.
А какой воздухообмен происходит в наших квартирах?
В обычной квартире 80 м2 при высоте потолка 2,65м объём помещений составляет 200м3. Квартир таких, подключённых к общему вентиляционному каналу, 14, а в других домах бывает и 16, и 22. Если предположить, что во всех квартирах происходит однократный в час воздухообмен, то из вентиляционного стояка за час должно выходить 2800м3 воздуха, в случае вентиляционной шахты сечением 0,24м2 этот воздух являет собой столб высотой 11,6км. Значит воздух из вентканала должен выходить со скоростью 11,6км/час или 3,2м/сек! Я на крышу лазил - воздуховод в полном порядке (не перекрыт, как это обычно бывает), в квартирах все живут и воздуха не жалеют. Такого потока там нет, даже и в помине!
Так какой же реально воздухообмен должен быть в коттедже
, ведь мы рассматриваем именно этот случай.
Если в доме нет или немного экологически вредных испарений от предметов или других негативных факторов, влияющих на качество воздуха, то приток свежего воздуха (обновление) на одного человека, даже с запасом, должен быть примерно 10м3/час. Значит на семью (5 человек) это будет 50м3/час, и какая разница, где проживает эта семья??? Одна семья проживает в малогабаритной квартире 50м2 с потолками 2,5м, а другая семья проживает во дворце 1000м2 с потолками 3,5м, а по СНиПам получается, что во дворце нужно менять 3500м3 воздуха каждый час??? Это что, семья оттого что живёт во дворце, дышать станет в 70 раз больше?! Заведомый абсурд! Дышат такие люди не больше, чем обычные граждане - сам видел. В противном случае для продувки (вентиляции) дворца необходимо было бы позаимствовать турбину от аэродинамической трубы в г. Жуковском, в то время, как все знают, что дворцы всегда без турбин и вентиляторов с древних времен обходились. Неувязочка в концепции…
