Эта статья подробно разбирает требования к объёму воздуха в помещениях на этапе проектирования. Мы поговорим о том, как связаны количество людей и кубатура комнаты, какую роль играют окна и на что ещё обязательно обратить внимание, чтобы здание было безопасным и комфортным.
Проектирование любого здания — жилого дома, офиса или производственного цеха — невозможно без тщательного расчёта воздухообмена. Воздух в помещении нужен не просто для дыхания. Он должен удалять избытки тепла, влагу, углекислый газ и другие вредные выделения. Игнорирование этих требований ведет к духоте, сырости, распространению плесени и, как следствие, к дискомфорту и заболеваниям людей. В этой статье мы разберем, как проектировщики определяют необходимый объём воздуха и на какие нормативы опираются.
1. Как объём помещения зависит от количества людей: основные формулы
Самый первый и важный вопрос: каким должен быть объём комнаты, чтобы в ней комфортно находилось, скажем, 10 человек? В проектировании действует принцип «от противного»: мы не просто ищем готовую цифру в таблице, а рассчитываем воздухообмен, который напрямую зависит от количества людей, а затем проверяем, соответствует ли ему объём помещения.
Существует два основных подхода к расчёту необходимого количества свежего воздуха:
Метод 1: По санитарным нормам на человека
Этот метод используется, когда известна точная численность людей. Нормы подачи свежего воздуха закреплены в сводах правил (СП) и строительных нормах (СНиП), а также в специализированных стандартах, например, в СТО НП «АВОК».
- Для жилых и общественных зданий: в зависимости от назначения помещения и его системы вентиляции, расход воздуха составляет от 20 до 60 м³/ч на человека. Например, для офисов с небольшим количеством сотрудников этот показатель будет ниже, чем для переполненного зрительного зала.
Метод 2: По кратности воздухообмена
Этот метод «привязывает» количество воздуха к объёму помещения (его кубатуре). Кратность показывает, сколько раз в течение часа воздух в комнате должен полностью обновиться. Например, если кратность для жилой комнаты равна 1, а объём комнаты 50 м³, то система вентиляции должна подавать 50 м³/ч свежего воздуха.
Как связаны эти методы?
Они работают в паре. Рассчитав нужное количество воздуха на всех людей, проектировщик проверяет, не получится ли так, что объём помещения слишком мал. Здесь вступает в силу правило «20 м³»:
- Если на одного человека приходится менее 20 м³ объёма помещения, система вентиляции должна подавать не менее 30 м³/ч свежего воздуха на каждого.
- Если же объём на человека составляет 20 м³ и более, допускается подавать не менее 20 м³/ч на человека (при условии отсутствия других вредных выделений).
Пример: Представьте комнату площадью 30 м² и высотой потолков 2,7 м. Её объём — 81 м³. В комнате работают 5 человек. Объём на одного человека составляет 16,2 м³ (81/5). Это меньше 20 м³. Следовательно, системе вентиляции нужно обеспечить подачу не менее 150 м³/ч (5 чел. * 30 м³/ч). Если бы в этой комнате работало всего 3 человека (объём на человека 27 м³), то можно было бы проектировать подачу 60 м³/ч (3 * 20 м³/ч).
Что говорит закон о площади, а не об объёме?
Интересно, что в жилищном праве (Гражданский и Жилищный кодексы) оперируют не объёмом, а нормой общей площади на человека . Она используется для постановки на учёт нуждающихся в жилье или вселения временных жильцов. Этот показатель устанавливается местными властями (например, в Москве это может быть 10-15 м² на человека). В проектировании же мы всегда имеем дело с объёмом (высота потолков играет ключевую роль) и конкретными нормативами воздухообмена, которые зависят от функционала здания.
Для разных типов зданий существуют свои подробные нормативы. Например, СанПиН 1.2.3685-21 чётко устанавливает минимальную площадь на человека в школах, детских садах и других учреждениях.
- В классах необходимо не менее 2,5 м² на одного учащегося.
- В спортивных залах норматив составляет 10 м² на человека.
- В больничных палатах, согласно рекомендациям, типовое значение площади — 10 м² на человека.
- Для массовых мероприятий, например, в ресторанах, этот показатель может быть совсем небольшим — около 1,5 м² на человека , что требует очень мощной вентиляции.
2. Роль окон в обеспечении воздухообмена
Окна — это не просто источник света и вид на улицу. В контексте вентиляции они выполняют несколько ключевых функций, особенно если в здании предусмотрена естественная вентиляция.
- Естественный приток воздуха. В старых зданиях приток воздуха осуществлялся через щели в деревянных окнах. Современные стеклопакеты герметичны, поэтому для притока воздуха необходимо либо открывать створки (проветривание), либо устанавливать специальные приточные клапаны (стенные или оконные). Проектировщик должен предусмотреть, достаточно ли будет естественного напора ветра и гравитационных сил для удаления всего необходимого объёма воздуха.
- Расчёт инфильтрации. Инфильтрация — это неорганизованное поступление воздуха через неплотности. В СНиП 2.04.05-91 приведены сложные формулы для расчёта инфильтрации через окна. Она зависит от:
- Разности давлений снаружи и внутри здания.
- Сопротивления окна воздухопроницанию (чем современнее окно, тем оно выше).
- Высоты здания и скорости ветра.
Этот расчёт важен для баланса теплопотерь зимой. - Коэффициент остекления. Количество и размер окон влияют на тепловой баланс помещения. Большие окна означают больше солнечного света (теплопоступления летом), но и больше теплопотерь зимой. Это необходимо учитывать при расчёте мощности систем отопления и кондиционирования, а также при определении воздухообмена для ассимиляции избытков тепла.
На этапе проектирования (ПД и РД) окна должны быть смоделированы с точными габаритами и параметрами, чтобы корректно рассчитать все эти нагрузки.
3. Ключевые аспекты, которые нельзя упустить при проектировании
Расчёт объёма воздуха и выбор схемы вентиляции — это комплексная задача. Помимо количества людей, окон и объёма помещения, проектировщик обязан учесть целый ряд других факторов:
- Назначение здания и наличие вредных выделений. Для производственных цехов (п. 11 таблицы в СНиП) воздухообмен рассчитывается не по людям, а по количеству выделяющихся вредных веществ, пыли, избыточного тепла или влаги. Для жилых комнат и офисов подход принципиально иной.
- Система вентиляции и отопления. Тип системы (естественная, механическая, смешанная) диктует требования к объёму воздуха. Например, для помещений с газовыми плитами или водонагревателями требуются повышенные нормы воздухообмена и отдельные вентиляционные каналы. Также важен тип отопительных приборов, так как они влияют на конвекционные потоки в комнате.
- Категория помещения и этажность. Для высотных зданий (СП 253.1325800.2016) действуют особые требования к системам вентиляции из-за перепадов давления и сложности организации естественного воздухообмена. Также помещения разных категорий пожарной безопасности (например, категории А, Б, В) имеют жёсткие ограничения на типы систем отопления и вентиляции.
- Качество воздуха и энергоэффективность. Современные стандарты, такие как ГОСТ Р 59972-2021 и стандарты АВОК , рекомендуют проектировать системы, которые не просто подают фиксированный объём воздуха, а делают это "интеллектуально". Расчёт может вестись по допустимым концентрациям загрязняющих веществ (CO₂, летучие органические соединения), что позволяет экономить энергию, снижая воздухообмен, когда в помещении никого нет. В стандарте АВОК даже есть таблицы с типовыми значениями температуры для разных сезонов: 20°C зимой и 25°C летом.
Заключение
Проектирование воздушной среды здания — это высокоточная инженерная задача. Ключевые требования к объёму воздуха диктуются не просто "средней температурой по больнице", а строгими математическими расчётами, которые учитывают:
- Количество людей (минимум 20-30 м³/ч на человека) и приходящийся на них объём помещения (правило 20 м³).
- Характеристики окон (как источник притока воздуха и фактор теплопотерь).
- Функциональное назначение (наличие вредных веществ, влаги, тепла).
- Тип здания и системы ОВиК (отопление, вентиляция, кондиционирование).
Грамотный учёт всех этих аспектов на этапе проектирования гарантирует, что здание будет не только красивым и прочным, но и безопасным, здоровым и комфортным для человека на протяжении десятилетий его эксплуатации.
На этом всё. Подписывайтесь на канал, чтобы ничего не пропустить…