Т.В. ПОТЕМКИНА
Методические указания к практической работе №5
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Санкт-Петербург
Расчет параметров естественной вентиляции в помещении
Кратность воздухообмена в помещении
Воздухообменом называют замену загрязненного воздуха чистым. Воздухообмен можно подразделить на:
- естественный
- искусственный.
Естественный воздухообмен происходит вследствие разности и перепада давления воздуха внутри помещения и снаружи. Осуществляется он с помощью периодического открывания форточек, фрамуг, окон (аэрация), а также через щели стен, окон, двери (инфильтрация).
Искусственный воздухообмен осуществляется путем использования различных систем механической вентиляции и кондиционирования.
Кратность воздухообмена определяет, сколько раз в час необходимо менять весь воздух помещения, чтобы очистить его до предела допустимой концентрации загрязнения (ПДК).
Кратность воздухообмена N задается формулой:
где: 
– кратность воздухообмена, 
;
– необходимое количество чистого воздуха, поступающего в помещение в течение 1 часа, 
;
– объем помещения, 
.
Путем естественной аэрации обычно достигают трех - четырехкратного воздухообмена, а при необходимости большей кратности прибегают к механической вентиляции.
Объем чистого приточного воздуха , который должен разбавлять вредные газы до предельно допустимой концентрации, определяется по формуле:
где 
– количество вредного вещества (газа), поступающего в помещение в 1 час, мг/ч;
– ПДК вредного вещества в воздухе рабочего помещения, 
;
– концентрация того же вредного вещества в приточном наружном воздухе, .
Количество вредных газов 
, находящихся в воздухе рабочего помещения, можно определить несколькими способами:
- измерением концентрации газа на единицу объема b с помощью газоанализатора. Тогда количество вредного вещества определяется по формуле:
где: 
‑ коэффициент инфильтрации (для камеральных цехов 
, для гаражей 
); 
‑ концентрация вредного вещества в воздухе (мг/м3 в 1 час); 
‑ кубатура рабочего помещения.
- определением расхода вредного вещества всеми работающими за смену (8 часов) в одном рабочем помещении:
где 
– количество материала, содержащего вредное вещество, расходуемое всеми работающими в данном помещении, мг.
- c учетом выделения углекислого газа (СО2) в процессе дыхания человека в объеме 22,6 литров в 1 час. Тогда:
где 
– число работающих в помещении.
Условия достижения требуемой кратности воздухообмена путем естественной аэрации
Величина потока воздуха 
, проникающего внутрь помещения в результате перепада давлений, определяется формулой:
где 
– коэффициент, учитывающий расход воздуха через фрамугу, применительно к зданиям промышленного и городского типа;
– суммарная площадь сечений, через которые поступает воздух в помещение, 
;
– скорость ветра с наветренной стороны здания, 
;
– соответствующий аэродинамический коэффициент, зависящий от формы и конструкционных особенностей здания, 
;
– скорость ветра с подветренной стороны, для средних условий 
, 
– соответствующий аэродинамический коэффициент, 
;
Для обеспечения заданной кратности воздухообмена N требуется выполнение условия:
где коэффициент 3600 появился в результате перевода часа в секунды.
Согласно (1), (6), условие (7) можно переписать в виде:
откуда
Формула (8) позволяет рассчитать площадь открытой фрамуги, необходимую для достижения данной кратности воздухообмена 
в помещении объема 
.
Предполагается, что чистый воздух поступает в помещение через сечение 
непрерывно в течение всего рабочего дня.
Во избежание сквозняков, а также в холодное время года аэрацию помещения осуществляют с помощью периодического открывания фрамуг. В этом случае кратность воздухообмена показывает, сколько раз в 1 час необходимо проветривать помещение. Время проветривания 
можно определить из условия:
откуда
В формуле (9) площадь 
считать известной.