Расчет определения качества воздуха в помещении проверяет качество воздуха по концентрации CO₂ в жилых и общественных помещениях. Модуль определяет концентрацию CO₂ через заданное время пребывания, класс качества воздуха по ГОСТ 30494-2011 и формирует таблицу динамики изменения концентрации. Результат расчета — объемная доля CO₂, ppm, и класс качества.
Расчет применяется после определения расхода приточного воздуха, когда нужно проверить, обеспечивает ли заданный воздухообмен допустимую концентрацию CO₂ в конкретном помещении за определенное время пребывания людей. Воздухообмен помещения \(L\), м³/ч, берется из предыдущего расчета или проектного решения.
Граница с расчетом воздухообмена квартиры. Этот модуль не определяет расход приточного воздуха. Если класс качества не удовлетворяет требованиям, нужно вернуться к распределению воздуха и скорректировать расход.
Что рассчитывается#
- Основной результат — концентрация CO₂ в помещении, ppm, и класс качества воздуха по ГОСТ 30494-2011. Целевой класс для жилых помещений — В2 или выше.
- Таблица динамики — показывает момент перехода между классами качества при заданном воздухообмене и времени пребывания.
- Объемная доля CO₂ — рассчитывается через заданное время с учетом выделения от людей и удаления приточным воздухом.
Исходные данные#
Концентрация CO₂ в атмосферном воздухе#
- Объемная доля CO₂ в атмосферном воздухе, ppm: по данным мониторинга или нормативным документам. Типичное значение для городской среды — 400–520 ppm.
- Объемная доля CO₂ в атмосферном воздухе, %: рассчитывается автоматически как ppm / 10 000.
Источники и объемы выделения CO₂#
- Количество источников \(N_i\): количество людей в помещении. Для разных групп добавляются отдельные строки.
- Объем CO₂ от одного источника \(q_{V,\text{CO}_2}\), л/ч: зависит от характера деятельности. Сон — 10–15, сидячая работа — 15–20, легкая работа — 20–40 л/ч.
- Суммарный выделяемый объем CO₂ \(Nq_{V,\text{CO}_2}\), л/ч: рассчитывается автоматически как сумма \(N_i \times q_{V,\text{CO}_2i}\).
Параметры помещения#
- Воздухообмен в помещении \(L\), м³/ч: расход приточного воздуха, приходящийся на помещение.
- Объем помещения \(V\), м³: по архитектурным чертежам.
- Кратность воздухообмена \(n\), ч⁻¹: рассчитывается автоматически как \(L / V\).
- Время \(t\), ч: время пребывания людей в помещении.
Как выглядит расчет#
Экран расчета с вводом концентрации CO₂ в наружном воздухе, источников выделения, параметров помещения и отображением класса качества воздуха с таблицей динамики.
Рабочий порядок#
Задайте концентрацию CO₂ в наружном воздухе#
Типичное значение для городской среды — 400–520 ppm.
Добавьте источники выделения CO₂#
Укажите количество людей и объем CO₂ от одного человека в зависимости от характера деятельности.
Заполните параметры помещения#
Воздухообмен, объем помещения и время пребывания.
Проверьте концентрацию CO₂ и класс качества#
Целевой класс для жилых помещений — В2 или выше.
При необходимости используйте таблицу динамики#
Она показывает момент перехода между классами при заданном воздухообмене.
Сформируйте отчет#
Если расчет подтвержден, нажмите кнопку «Сформировать отчет». При неудовлетворительном классе — вернитесь к расчету воздухообмена и скорректируйте приток.
Практические примеры#
Пример 1. Проверка качества воздуха в жилой комнате#
Проверка качества воздуха в комнате №3 трехкомнатной квартиры. Приток 70 м³/ч, объем помещения 61 м³, CO₂ в атмосферном воздухе 520 ppm, выделение от одного человека — 11 л/ч.
Условие задачи#
Задача. Проверить класс качества воздуха в жилой комнате при притоке 70 м³/ч, 2 человека, время пребывания 8 часов.
В примере приняты:
- Помещение: Комната №3 трехкомнатной квартиры. Объем 61 м³.
- Приток: 70 м³/ч.
- CO₂ наружный: 520 ppm.
- Источники: 2 человека, сон, 11 л/ч на человека.
- Время: 8 часов.
Что задается в интерфейсе#
| № | Поле | Значение | Размерность | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 1 | CO₂ в атмосферном воздухе | 520 | ppm | По условию задачи |
| 2 | Количество источников | 2 | чел. | По условию задачи |
| 3 | Объем CO₂ от одного источника | 11 | л/ч | Сон |
| 4 | Воздухообмен в помещении \(L\) | 70 | м³/ч | Из расчета воздухообмена |
| 5 | Объем помещения \(V\) | 61 | м³ | По архитектурным чертежам |
| 6 | Время \(t\) | 8 | ч | По условию задачи |
Результаты расчета#
| Параметр | Значение | Размерность |
|---|---|---|
| Суммарный объем выделения CO₂ | 22 | л/ч |
| Кратность воздухообмена \(n\) | 1,15 | ч⁻¹ |
| CO₂ через 8 часов | ≈ 834 | ppm |
| Класс качества | В2 | средний |
Результат. Класс В2 — удовлетворительный результат для жилых помещений. Снижение притока ниже 70 м³/ч привело бы к переходу в В3.
Пример 2. Динамика концентрации CO₂ при длительном пребывании#
Воздухообмен 150 м³/ч, CO₂ в наружном воздухе 400 ppm, выделение от одного человека — 11 л/ч. Через 1 час класс ещё В1, но при дальнейшем пребывании концентрация переходит в В2, затем в В3 и В4.
Условие задачи#
Задача. Проследить изменение класса качества воздуха в помещении 300 м³ с воздухообменом 150 м³/ч, 20 человек, CO₂ наружный 400 ppm.
Что задается в интерфейсе#
| № | Поле | Значение | Размерность | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| 1 | CO₂ в атмосферном воздухе | 400 | ppm | По условию задачи |
| 2 | Количество источников | 20 | чел. | По условию задачи |
| 3 | Объем CO₂ от одного источника | 11 | л/ч | Сидячая работа |
| 4 | Воздухообмен в помещении \(L\) | 150 | м³/ч | По условию задачи |
| 5 | Объем помещения \(V\) | 300 | м³ | По архитектурным чертежам |
Результаты расчета — таблица динамики#
| Время, ч | CO₂, ppm | Класс |
|---|---|---|
| 1,0 | 589 | В1 |
| 2,0 | 939 | В2 |
| 2,5 | 1 058 | В3 |
| 6,0 | 1 406 | В4 |
Вывод. При воздухообмене 150 м³/ч и 20 человек в помещении 300 м³ класс качества падает с В1 до В4 за 6 часов. Для длительного пребывания требуется увеличение воздухообмена.
Расчетные зависимости (справочно)#
Концентрация CO₂#
| Зависимость | Что определяет |
|---|---|
| \(\varphi_{\text{CO}_2(\text{атм})},\% = \frac{\varphi_{\text{CO}_2(\text{атм})},\text{ppm}}{10\,000}\) | Перевод концентрации из ppm в проценты. |
| \(Nq_{V,\text{CO}_2} = \sum \left(N_i \cdot q_{V,\text{CO}_2i}\right)\) | Суммарный объем выделения CO₂ (л/ч). |
| \(n = \frac{L}{V}\) | Кратность воздухообмена (ч⁻¹). |
| \(\varphi_{\text{CO}_2(t)} = \varphi_{\text{CO}_2(\text{атм})} + \left(\frac{Nq_{V,\text{CO}_2}}{L \cdot 10}\right)\cdot\left(1 - e^{-nt}\right)\) | Концентрация CO₂ через время \(t\) (%). Баланс между выделением и удалением. |
| \(\varphi_{\text{CO}_2(t)},\text{ppm} = \varphi_{\text{CO}_2(t)},\% \cdot 10\,000\) | Перевод концентрации из процентов в ppm. |
Формула описывает баланс между выделением CO₂ людьми и удалением его приточным воздухом. При \(t \to \infty\) концентрация стремится к равновесному значению.
Классы качества воздуха по ГОСТ 30494-2011#
| Класс | Диапазон CO₂ |
|---|---|
| В1 | ≤ 800 ppm |
| В2 | 801–1000 ppm |
| В3 | 1001–1400 ppm |
| В4 | > 1400 ppm |
Дополнительные материалы#
Расчет воздухообмена квартир
Полный цикл от расчета притока до проверки качества воздуха.
Часть 2: Проверка качества воздуха
Видеоразбор распределения притока и оценки CO₂ по комнатам.
Литература#
[1] ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
Таблица 3 — классы качества воздуха по содержанию CO₂.
[2] СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».
с Изменениями № 1-4.
[3] ГОСТ Р 70824-2023 «Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Устройство систем вентиляции многоквартирных жилых зданий».
Правила и контроль выполнения работ.
[4] СТО НОСТРОЙ 2.15.180-2015 «Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Устройство систем вентиляции многоквартирных жилых зданий».
Правила, контроль выполнения, требования к результатам работ.