Определение качества воздуха в помещении

Определение качества воздуха в помещении — расчет концентрации CO₂ через заданное время пребывания людей при известном воздухообмене. Модуль формирует таблицу изменения концентрации во времени. Для оценки класса по ГОСТ 30494-2011 используют превышение концентрации в помещении над наружным фоном.

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.

Проверяйте класс по превышению CO₂ над наружным фоном. Если в интерфейсе или отчете используются абсолютные пороги 800, 1000 и 1400 ppm, такая шкала соответствует границам таблицы 4 ГОСТ только при наружном фоне 400 ppm. При другом фоне класс и цветовая подсветка могут не совпадать с оценкой по ГОСТ. Вычтите наружную концентрацию из рассчитанной концентрации в помещении и сопоставьте разность с таблицей классов ниже. В примерах отдельно показаны оценка по ГОСТ и обозначение по абсолютной шкале модуля.

Что рассчитывается#

• Основной результат — концентрация CO₂ в помещении, ppm. Для оценки качества воздуха определяют ее превышение над наружным фоном.
• Таблица динамики — показывает изменение концентрации при заданном воздухообмене и времени пребывания. Классы и цветовую подсветку проверяют с учетом наружного фона.
• Объемная доля CO₂ — рассчитывается через заданное время с учетом выделения от людей и удаления приточным воздухом.

Для жилых и общественных зданий пункт 5.3 ГОСТ 30494-2011 с Изменением № 1 предусматривает, как правило, класс 2. Требуемое качество воздуха уточняют по заданию на проектирование. Обозначение «В2» в интерфейсе само по себе не подтверждает соответствие этому классу.

Исходные данные#

Концентрация CO₂ в атмосферном воздухе#

• Объемная доля CO₂ в атмосферном воздухе, ppm: концентрация в наружном воздухе, поступающем в помещение, по принятым для проекта данным. В примерах ниже используются 400 и 520 ppm; это исходные условия примеров, а не универсальные значения для городской среды.
• 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: принимают по выбранной расчетной методике с учетом характера деятельности. В примерах ниже принято 11 л/ч на человека; это значение не следует переносить на другую нагрузку без проверки.
• 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#

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#

Результаты расчета#

Результат. Превышение составляет примерно 834 − 520 = 314 ppm, что соответствует классу 1 по таблице 4 ГОСТ. При оценке по абсолютным порогам модуль обозначает результат как В2. Снижение притока увеличивает концентрацию; допустимость нового расхода проверяют повторным расчетом, а не по одному пороговому значению 70 м³/ч.

Пример 2. Динамика концентрации CO₂ при длительном пребывании#

Воздухообмен 150 м³/ч, CO₂ в наружном воздухе 400 ppm, 20 человек с выделением по 11 л/ч. Начальная концентрация в помещении равна наружной. Через 1 час превышение составляет около 577 ppm — класс 2; при дальнейшем пребывании оно увеличивается.

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#

Результаты расчета — таблица динамики#

Вывод. При заданных условиях через 1 час получен класс 2, а через 2,5 часа — класс 4. Если для всего периода пребывания требуется класс 2 или лучше, расход 150 м³/ч недостаточен. В этом примере наружный фон равен 400 ppm, поэтому классы по ГОСТ совпадают с обозначениями абсолютной шкалы модуля.

Расчетные зависимости (справочно)#

Концентрация CO₂#

Формула описывает баланс между выделением CO₂ людьми и удалением его приточным воздухом. Она предполагает постоянные расход воздуха, наружный фон и выделение CO₂, равномерное перемешивание и начальную концентрацию в помещении, равную наружной. При \(t \to \infty\) концентрация стремится к равновесному значению.

Для этой зависимости задают \(L > 0\), \(V > 0\), \(t \geq 0\) и неотрицательные значения числа источников и выделения CO₂. Каждая строка источников должна быть заполнена. Сценарий без воздухообмена и случай с другой начальной концентрацией требуют отдельной расчетной зависимости.

Классы качества воздуха по ГОСТ 30494-2011#

По таблице 4 сравнивают превышение концентрации CO₂ в помещении над наружным фоном:

Обе концентрации и их разность выражают в ppm; 1 см³/м³ = 1 ppm. Для классификации используют результат до округления.

Диапазоны приведены в записи ГОСТ. Значения 400, 600 и 1000 ppm указаны на общих границах соседних классов; при результате на границе сопоставляйте само превышение с принятым в проекте критерием. Обозначения В1–В4 в интерфейсе модуля следует отличать от номеров классов в ГОСТ.

Дополнительные материалы#

Литература#

Что делать дальше#

• Пересчитать воздухообмен — если класс качества ниже требуемого, вернитесь к расчету воздухообмена и скорректируйте приток.
• К обзору направления — все расчеты общеобменной вентиляции.