Как рассчитать воздухообмен в помещении

Воздухообмен можно рассчитать тремя разными способами — по площади, по кратности объёма помещения или по числу людей, — и все три дают формально верный, но разный по смыслу результат.

Простой расчёт по площади годится для предварительной оценки, расчёт по кратности задан нормативом для конкретного типа помещения, а расчёт по числу людей даёт максимально комфортные, но и более затратные показатели. Для большинства практических задач достаточно кратности, расчёт по людям применяют там, где комфорт важнее экономии на оборудовании.

Прежде чем считать, стоит понимать разницу в подходах, а не просто выбирать формулу наугад:

• по площади — самый простой и грубый способ, не учитывает ни высоту потолков, ни назначение помещения;
• по кратности объёма — точнее, привязан к нормативу конкретного типа помещения из свода правил;
• по числу людей — самый комфортный результат, но и самый затратный по мощности оборудования.

Формула предельно проста: площадь умножается на регламентированное значение расхода свежего воздуха — для жилых помещений это 3 м³/ч на квадратный метр. Для комнаты площадью 18 м² приток составит 18 × 3 = 54 м³/ч — вычисление занимает секунды и не требует данных о высоте потолков или количестве людей в комнате.

Именно в этом и слабость метода: комната с потолками 2,5 м и комната с потолками 3,5 м при одинаковой площади получат одинаковый расчётный приток, хотя по факту объёмы воздуха в них разные.

Кратность показывает, сколько раз за час воздух в помещении полностью обновляется. Формула: n × V, где n — кратность из норматива, V — объём помещения (площадь, умноженная на высоту). Нормы кратности для разных типов помещений задаются профильными сводами правил — например, СП 44.13330 для административных и бытовых зданий, СП 54.13330 для многоквартирных жилых домов.

Важный нюанс, который легко упустить: приток и вытяжка для одного и того же помещения нередко нормируются разной кратностью, а не одним и тем же числом. Пример: жилая комната площадью 16 м² с высотой потолков 2,7 м — объём составит 16 × 2,7 = 43,2 м³. При нормативе двукратного притока и трёхкратной вытяжки расход притока будет 2 × 43,2 ≈ 86 м³/ч, а вытяжки — 3 × 43,2 ≈ 130 м³/ч. Разница не ошибка, а особенность нормирования: вытяжка компенсирует ещё и вредности, которых нет в чистом притоке.

Этот способ ориентируется не на геометрию помещения, а на то, сколько человек им пользуется и как долго. Ориентировочные нормы расхода: 60 м³/ч на человека при постоянном пребывании, 20 м³/ч — на временного посетителя, 80 м³/ч — на активно тренирующегося спортсмена.

Пример: спальня, где постоянно находятся два человека, — 2 × 60 = 120 м³/ч. Гостиная с двумя постоянными жильцами и тремя гостями на вечер — 2 × 60 + 3 × 20 = 180 м³/ч. Вытяжку в этом методе обычно закладывают на 10–30% меньше притока, а не равной ему.

Все три метода дают правильный результат — они просто отвечают на разные вопросы, а не конкурируют друг с другом. Расчёт по площади или по кратности обходится дешевле в оборудовании, а расчёт по числу людей создаёт более комфortные условия ценой более мощной и дорогой системы.

Практический ориентир: для типовых жилых комнат и рядовых офисных кабинетов достаточно расчёта по кратности — он уже заложен в норматив и не требует дополнительных данных. Для помещений с переменной и пиковой нагрузкой — переговорных, залов групповых программ, конференц-залов — расчёт по кратности недооценивает реальную нагрузку в момент максимального заполнения, и здесь оправдан именно расчёт по числу людей.

Расчётный расход воздуха — это ещё не готовый проект: дальше нужно определить сечение воздуховода, через который этот воздух будет проходить. Формула: F = Q / (3600 × W), где Q — расход воздуха в м³/ч, W — скорость воздуха в канале в м/с, а 3600 переводит часы в секунды.

Скорость выбирается не произвольно: заниженная скорость требует непропорционально большого и дорогого сечения воздуховода, завышенная — создаёт шум и повышенное сопротивление сети. Для магистральных участков скорость обычно держат выше, чем для ответвлений к отдельным помещениям, где важнее тишина, чем компактность канала.

Для производственных помещений с выделением вредных веществ три описанных метода не применяются напрямую — расчёт ведётся по предельно допустимым концентрациям конкретных веществ, приведённым в гигиенических нормативах (например, ГН 2.2.5.3532-18), а общая методология задаётся ГОСТ 12.1.005-88. Это отдельная, более сложная задача — подробно она разобрана в статье о вентиляции производственного цеха.