Как рассчитать вентиляцию производственного цеха: формулы, таблицы кратностей и пример расчёта
«Вентиляцию цеха считают двумя методами: по кратности (L = n × V) и по вредностям (L = G / ПДК × 1000). В проект принимают большее значение.»
Расчёт вентиляции производственного цеха выполняется по СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны». Два обязательных метода расчёта: по нормативной кратности воздухообмена (n, 1/ч) и по выделяемым вредным веществам с разбавлением до ПДК. Кратность для производственных помещений — от 3 до 20 1/ч. Итоговый расход воздуха (м³/ч) используется для подбора вентилятора.
- Два метода: по кратности (L = n × V) и по вредностям (L = G / ПДК × 1 000) — принимают большее
- Кратность для цехов: сборка/механика — 5–8 1/ч, сварка — 10–15 1/ч, окраска — 15–20 1/ч
- При нескольких вредных веществах — расчёт по каждому, условие суммарного воздействия: ΣC/ПДК ≤ 1
- Местные отсосы у источников считаются отдельно: скорость всасывания 0,3–1,5 м/с в зоне захвата
- Вентилятор подбирают с запасом +10–15% по расходу и давлению от расчётного
- Расчёт оформляется в составе тома ОВ (отопление и вентиляция) проектной документации
для производств
вентилятора
санитарный минимум
Два метода расчёта воздухообмена — какой и когда применять
СП 60.13330.2016 устанавливает два равноправных метода. Оба обязательны для производственных помещений — проектировщик выполняет оба расчёта и принимает большее значение.
Метод 1: по нормативной кратности воздухообмена
Применяется когда технологический процесс не сопровождается значительными выделениями вредных веществ, или когда их количество невозможно точно определить. Формула:
| Параметр | Обозначение | Единица |
|---|---|---|
| Требуемый расход воздуха | L = n × V | м³/ч |
| Нормативная кратность | n | 1/ч (из таблицы ниже) |
| Объём помещения | V = a × b × h | м³ |
Метод 2: по вредностям (разбавление до ПДК)
Обязателен при наличии вредных газов, паров, аэрозолей. Расход воздуха рассчитывается из условия разбавления концентрации до ПДК:
| Параметр | Обозначение | Откуда берётся |
|---|---|---|
| Расход воздуха | L = G / (ПДК − Сприт) × 1 000 | Результат расчёта, м³/ч |
| Выделение вредного вещества | G | Технологический регламент, г/ч |
| ПДК вредного вещества | ПДК | ГОСТ 12.1.005-88, мг/м³ |
| Концентрация в приточном воздухе | Сприт | Обычно = 0 мг/м³ |
Таблица нормативных кратностей по типам производств
| Тип производства / цех | Кратность n, 1/ч | Дополнительные требования |
|---|---|---|
| Механосборочное, инструментальное | 5–8 | Местные отсосы от шлифовальных станков |
| Деревообработка, столярный цех | 6–10 | Аспирация от станков — отдельно |
| Сварочный цех, резка металла | 10–15 | Местные отсосы 1 500–4 500 м³/ч на пост |
| Окрасочный цех (ЛКМ с растворителями) | 15–20 | Взрывозащита по ПУЭ, контроль НКПР |
| Кузнечный, термический цех | 10–15 | Удаление тепла — расчёт по тепловыделениям |
| Гальванический цех | 8–12 | Отсосы от ванн по скорости всасывания 0,3–0,5 м/с |
| Аккумуляторное помещение | 15 (аварийная 25) | Контроль концентрации H₂ < 0,4% |
| Химическое производство (III класс) | 12–15 | Расчёт по ПДК + аварийная вентиляция 8 1/ч |
| Хлебопекарня, пищевое производство | 5–10 | Удаление тепла + технологического пара |
| Автомастерская, автосервис | 6–10 | Вытяжка от выхлопных труб — местные отсосы |
Примечание: значения кратностей — ориентировочные для предварительной оценки. Окончательные значения — по результатам расчёта по вредностям и тепловыделениям.
Пошаговый расчёт: пример для сварочного цеха
Задача: определить расчётный воздухообмен для сварочного цеха и подобрать вентилятор.
Исходные данные: цех 30 × 20 × 6 м, 8 сварочных постов, ручная дуговая сварка (РДС) стальными электродами, расход электродов на смену 120 кг.
-
1Рассчитать объём помещения и воздухообмен по кратности
V = 30 × 20 × 6 = 3 600 м³. Кратность для сварочного цеха n = 12 1/ч (принимаем по таблице).
L₁ = n × V = 12 × 3 600 = 43 200 м³/ч -
2Определить выделение вредных веществ
При РДС стальными электродами выделяется сварочный аэрозоль (содержит оксиды марганца, железа). По нормативу: ~40 г аэрозоля на 1 кг наплавленного металла. Расход электродов 120 кг/смену = 15 кг/ч → G = 15 × 40 = 600 г/ч.
Из ГОСТ 12.1.005-88: ПДК сварочного аэрозоля = 4 мг/м³ (при содержании Mn до 10%).
-
3Рассчитать воздухообмен по вредностям
L₂ = G / (ПДК − Сприт) × 1 000 = 600 / (4 − 0) × 1 000 = 150 000 м³/чL₂ >> L₁. Это значит: общеобменная вентиляция с кратностью 12 не справится. Нужны местные отсосы непосредственно у сварочных постов.
-
4Рассчитать местные отсосы
8 постов × 3 000 м³/ч на пост (вытяжной зонт над постом) = 24 000 м³/ч местной вытяжки. Остаток для общеобменной вентиляции: Lобщ = 150 000 − 24 000 = 126 000 м³/ч → или пересчитать с учётом эффективности отсосов 85%: G_остат = 600 × 0,15 = 90 г/ч → L₂_остат = 90/4 × 1 000 = 22 500 м³/ч. Принимаем L₂ = max(L₁, L₂_остат) = max(43 200; 22 500) = 43 200 м³/ч.
-
5Подобрать вентилятор с запасом
Расчётный расход: 43 200 м³/ч. С запасом +15%: 49 700 м³/ч. Давление в сети воздуховодов — по аэродинамическому расчёту, ориентировочно 400–600 Па. Подходит ВР 280-46 №12,5 или два ВР 80-75 №10.
Типичные ошибки при расчёте вентиляции цеха
Запроектировали вентиляцию сварочного цеха по кратности 12 1/ч без расчёта по выделению сварочного аэрозоля. Реальная потребность в 3–4 раза выше. Концентрация марганца на постах превышает ПДК в 6 раз — выявлено при замерах Роспотребнадзором.
Правильно: для производств с технологическими выделениями оба метода обязательны. Пренебрежение расчётом по вредностям — грубое нарушение СП 60.13330.
Весь расчётный воздухообмен по вредностям переложили на общеобменную вентиляцию. Для сварочного цеха это потребовало бы 150 000 м³/ч — нереализуемо конструктивно. Проект не прошёл экспертизу.
Правильно: местные отсосы перехватывают 80–90% выделений у источника. Общеобменная вентиляция доразбавляет оставшиеся 10–20%. Только такая схема реализуема и экономична.
Взяли вентилятор с рабочей точкой точно на расчётных параметрах. При засорении фильтров или изменении режима технологии — вентилятор уходит в неустойчивую зону, шум, вибрация, снижение производительности на 20–30%.
Правильно: рабочая точка на аэродинамической характеристике должна соответствовать расходу с запасом +10–15% и давлению с запасом +10%. Это обеспечивает стабильную работу при реальных отклонениях сети.
Для химического производства III класса опасности запроектировали только рабочую вентиляцию. Аварийная система не предусмотрена. При аварийном выбросе — концентрация вредных веществ немедленно превышает НКПР.
Правильно: для производств с взрывоопасными и высокотоксичными веществами СП 60.13330.2016, п. 7.9 требует аварийной вентиляции с кратностью не менее 8 1/ч дополнительно к рабочей, с автоматическим пуском от датчика концентрации.
Нормативная база расчёта вентиляции цеха
Ключевые документы, которые должны быть в распоряжении проектировщика:
- СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» — методология расчёта, требования к системам, схемы воздухораздачи. Обязательный для применения (включён в Перечень к ФЗ-384).
- ГОСТ 12.1.005-88 «Воздух рабочей зоны» — таблицы ПДК для 1 300+ веществ, методы расчёта воздухообмена по вредностям. Используется совместно с СП 60.
- СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы» — актуальные нормативы параметров микроклимата рабочих мест для проверки при надзорных проверках.
- СП 12.13130.2009 «Определение категорий помещений» — для отнесения помещений к категориям А, Б, В, Г, Д по взрывопожарной и пожарной опасности. Категория влияет на требования к вентиляции.
- ГОСТ Р 52539-2006 «Чистота воздуха» — требования к качеству приточного воздуха и классификация систем фильтрации.
Нужен подбор вентилятора по вашему расчёту воздухообмена?
Пришлите расчётный расход (м³/ч), давление в сети и тип производства — подберём серию и типоразмер бесплатно за 1 день.
Подбор вентилятора по результатам расчёта
После расчёта расхода воздуха L (м³/ч) необходимо определить давление в сети и выбрать вентилятор. Аэродинамический расчёт сети — по СП 60.13330.2016, Приложение К.
Ориентировочные потери давления в сети
| Элемент сети | Потери давления |
|---|---|
| Прямой воздуховод 500–800 мм, скорость 8–12 м/с | 10–20 Па на 1 м длины |
| Поворот 90°, отвод R/D = 1,5 | 15–35 Па |
| Тройник на разветвление | 30–80 Па |
| Фильтр G4 (класс EU4) | 70–150 Па (новый) |
| Калорифер (воздухонагреватель) | 50–200 Па |
| Решётка приточная / вытяжная | 20–60 Па |
Радиальный ВР 80-75
Универсальная серия для большинства производственных цехов. КПД 80–84%, типоразмерный ряд №3,15–16, давление до 1 200 Па. ВР 80-75 — оптимальный выбор для сборочных, деревообрабатывающих, пищевых цехов.
Часто задаваемые вопросы
Два основных метода: 1) по кратности — L = n × V, где n — нормативная кратность (3–20 1/ч по типу производства), V — объём помещения в м³; 2) по вредностям — L = G / (ПДК − Сприт) × 1000, где G — выделение вредного вещества в г/ч, ПДК — из ГОСТ 12.1.005-88. В проект принимается большее значение из двух методов.
По ГОСТ 12.1.005-88 и СП 60.13330.2016 для сварочных цехов — кратность общеобменной вентиляции 10–15 1/ч. Но это только общеобменная вентиляция; дополнительно требуются местные отсосы непосредственно у сварочных постов с расходом 1 500–4 500 м³/ч на каждый пост в зависимости от типа сварки.
Кратность воздухообмена (n, 1/ч) — количество раз в час, когда объём воздуха в помещении полностью заменяется свежим. Рассчитывается как n = L / V: расход воздуха (м³/ч) делённый на объём помещения (м³). Для офисов — 3–5 1/ч, для производств — 5–20 1/ч в зависимости от вредности.
Расчёт вентиляции входит в состав проектной документации, которая проходит экспертизу. Для производственных объектов I–III класса опасности — обязательная санитарно-эпидемиологическая экспертиза Роспотребнадзора до получения разрешения на строительство/реконструкцию. Для IV класса опасности — только заявительный порядок с уведомлением.
Для окрасочных цехов расчёт ведётся по вредностям: определяется расход растворителей (г/ч), из ГОСТ 12.1.005-88 берётся ПДК (например, для ксилола — 50 мг/м³). Формула: L = G / ПДК × 1000. Дополнительно учитывается взрывобезопасная концентрация (не выше 5% НКПР) — обычно это условие даёт бо́льший расход. Кратность — не менее 15–20 1/ч.
Местная вытяжная вентиляция — отсосы непосредственно у источника выделения вредностей (сварочный пост, покрасочный стол, химический реактор). Её расход рассчитывается отдельно по скорости всасывания в зоне захвата (0,3–1,5 м/с в зависимости от вредности вещества) и добавляется к общеобменному воздухообмену. Местная вентиляция — основная, общеобменная — дополнительная.
По расчётному расходу L (м³/ч) и потерям давления в сети воздуховодов ΔP (Па) выбирают вентилятор на аэродинамической характеристике. Рабочая точка (L, ΔP) должна лежать в зоне максимального КПД (80–85% от пика). Прибавляют запас +10–15% к обоим параметрам. Для большинства производственных цехов подходят радиальные вентиляторы серий ВР 80-75 или ВР 280-46.
Похожие материалы
Подберём вентилятор под ваш расчёт воздухообмена — бесплатно
Пришлите расчётный расход воздуха, давление в сети и тип производства. Инженер подберёт серию и типоразмер с аэродинамической характеристикой за 1 день.