ГОСТ Р 56638-2015 Чистые помещения. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Общие требования

Приложение В (справочное). Расчет расхода воздуха (кратности воздухообмена) для обеспечения чистоты и времени восстановления

Приложение В
(справочное)

Основным источником загрязнений в чистом помещении является человек. Во многих случаях эмиссия загрязнений от оборудования и конструкций мала по сравнению с выделениями от человека, и ею можно пренебречь.

В.1 Расчетный метод определения концентрации частиц

Метод позволяет определить концентрацию частиц в воздухе в зависимости от разных факторов. При расчете используются следующие величины:

- расход приточного воздуха, м/с;

- объем воздуха, проникающего в помещение из-за негерметичности (инфильтрация воздуха), м/с;

V - объем помещения, м;

х - доля рециркуляционного воздуха;

С - концентрация частиц в воздухе помещения, частиц/м;

- концентрация частиц в воздухе в установившемся режиме, частиц/м;

- концентрация частиц в воздухе в начальный момент, частиц/м;

- концентрация частиц в воздухе, поступающем за счет инфильтрации, частиц/м;

- концентрация частиц в наружном воздухе, частиц/м;

t - время, с;

- эффективность фильтрации наружного воздуха;

- эффективность фильтрации рециркуляционного воздуха;

S - интенсивность выделения частиц внутри помещения частиц/с;

- фактор эффективности системы вентиляции, в практике расчетов для чистых помещений принимается ;

Н - эффективность фильтров;

, - константы.

Кратность воздухообмена определяется по формуле:

. (В.1)*

________________
* Формула соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


Причинами появления частиц в помещении являются:

Из помещения частицы удаляются вытяжным воздухом:

, (В.2)

Разница между числом частиц, которые удаляются из помещения и появляются в нем в течение определенного времени, приводит к изменению концентрации частиц в помещении.

Концентрация частиц в чистом помещении в момент времени t определяется по формуле

, (В.3)

где ;

.

Уравнение (В.3) состоит из двух частей:

- переменной :

,

- и постоянной :

,

т.е. .

Переменная часть характеризует переходный процесс, когда чистое помещение достигает требуемого класса чистоты после внесения загрязнений или перехода из эксплуатируемого состояния в оснащенное. Чем больше кратность воздухообмена, тем меньше длительность этого переходного процесса, называемого временем восстановления .

Рисунок В.1 - Зависимость концентрации частиц от времени после пуска чистого помещения

Рядом нормативных документов задано, что величина не должна превышать 15-20 мин. Это означает, что по истечении этого времени чистое помещение будет работать в стационарном режиме, т.е. величина должна быть пренебрежимо малой.

При проектировании полезно строить графики зависимости концентрации частиц от времени (рисунок В.1), которые наглядно показывают динамику переходного режима и стабилизацию работы чистого помещения.

Длительность переходного процесса дает величину .

Значение концентрации частиц в стационарном режиме определяет класс чистого помещения.

При проектировании решается обратная задача: по заданной концентрации частиц (классу чистоты) определяется необходимый объем приточного воздуха и кратность воздухообмена (рисунок В.2).

Рисунок В.2 - Подбор кратности воздухообмена в зависимости от класса чистоты и эффективности фильтрации воздуха

В практической работе удобно пользоваться программой расчета чистоты воздуха в чистых помещениях, разработанной фирмой "Camfil" (Швеция) [1].

В.2 Упрощенный метод оценки кратности воздухообмена

Самый простой подход к оценке требуемого расхода приточного воздуха без учета инфильтрации и других элементов формулы (В.3) состоит в использовании формулы (В.4):

, (В.4)*

где С - средняя концентрация частиц в воздухе в 1 м;

Е - суммарная эмиссия частиц в чистом помещении (например, 5x10 частиц с размерами мкм в мин);

60 - число минут в часе;

- расход приточного воздуха, м/ч.
____________________
* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных


Оценка кратности воздухообмена для чистых помещений с заданным предельным уровнем микробных загрязнений может быть определена следующим образом.

Отправной точкой в расчете является оценка эмиссии микроорганизмов от людей и оборудования. Если выделение микроорганизмов оборудованием и поступление их извне мало, то число микроорганизмов в 1 м воздуха приблизительно равно:

, (В.5)*

где - численность персонала в помещении;

V - объем помещения, м;

N - кратность воздухообмена, ч;

60 - число минут в часе;

- число КОЕ/мин, выделяемых человеком (КОЕ - колониеобразующие единицы);

- фактор эффективности системы вентиляции, для чистых помещений .
____________________
* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных


Соответственно кратность воздухообмена может быть получена как:

, (В.6)*

где - предельно допустимое значение концентрации микроорганизмов, КОЕ/м.
____________________
* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных


Эти методы могут использоваться для ориентировочной оценки кратности воздухообмена. В проект следует закладывать данные с достаточным запасом.