Определение минимального расхода наружного воздуха при проектировании систем вентиляции

В. В. Устинов, исполнительный директор ООО «Линдаб», otvet@abok.ru

Например, в вопросе определения минимально допустимого расхода наружного воздуха (несмотря на обязательный статус Приложения К по СП 60.13330 [2]) причиной горячих споров части профессионального сообщества стала глава 5 «Качество воздуха» ГОСТ 30494–2011 [1]. В данном пункте, помимо собственно определения «качество воздуха», говорится о том, что «в зависимости от эффективности системы воздухораспределения, необходимый расход наружного воздуха…» следует определять с понижающим коэффициентом по таблице 6. Для системы вытесняющей вентиляции понижающий коэффициент в данной таблице составляет 0,6–0,8.

Сокращение расхода наружного воздуха в большинстве случаев ведет к экономии как капитальных, так и эксплуатационных затрат, и, если качество воздуха обеспечивается, почему бы не воспользоваться этой возможностью?

ГОСТ 30494–2011 [1] – это действующий межгосударственный стандарт, принятый по всем правилам. Должна ли экспертиза принимать во внимание главу 5 и формулу с понижающим коэффицентом?

В данной статье я постараюсь описать свое видение этого вопроса, рассмотреть вопрос соответствия действующих нормативных документов друг другу и оценить актуальность действующего подхода к определению минимального расхода наружного воздуха.

Поскольку объять необъятное крайне затруднительно, далее по тексту рассматривается вопрос определения расхода наружного воздуха только для помещений кабинетов и офисов общественных зданий административного назначения.

Понижающие коэффициенты из таблицы 6 ГОСТ 30494–2011 [1]

Так должна ли экспертиза принимать во внимание главу 5 ГОСТ 30494–2011 [1]?

Мой ответ: нет, нет и еще раз нет.

Во-первых, чисто юридически… В эпоху развитого саморегулирования, когда большинство нормативных документов носят рекомендательный характер, эксперт, при вынесении решения о соблюдении требований ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», руководствуется Постановлением Правительства Российской Федерации № 1521 от 26 декабря 2014 года [3].

Согласно данному Постановлению не все части СП 60.13330 [2] являются «обязательными», но пункт 7.4.2 «Расход наружного воздуха в помещении следует принимать не менее минимального расхода наружного воздуха, рассчитанного по Приложениям И и К», и, собственно, Приложения И и К являются обязательными.

ГОСТ 30494–2011 [1] в Постановлении № 1521 [3] не упоминается.

Поэтому, на мой взгляд, де-юре эксперт имеет полное право настаивать на соблюдении Приложения К и не принимать во внимание понижающие коэффициенты из главы 5 ГОСТ 30494–2011 [1]. Но юридический аспект не единственный в данном вопросе. Применять положения главы 5 из ГОСТ 30494–2011 [1] к значениям показателей СП 60.13330 [2] некорректно и недопустимо с инженерной точки зрения. Почему? Для того чтобы понять это, в первую очередь необходимо немного окунуться в историю создания существующих нормативных документов.

СП 60.13330 [2]

Начнем с СП 60.13330 [2]. Это актуализированная редакция СНиПа 41-01–2003 [4], который, в свою очередь, является наследником ранее существовавших российских и советских СНиПов. В части Приложения К и минимального расхода воздуха для офисных помещений данные не изменялись с 1982 года – 60 м³/ч на человека для помещений без естественного проветривания и 40 м³/ч на человека для помещений с естественным проветриванием.

Важно понимать, что данные значения являются «удельными», т. е. подразумевают целый комплекс допущений и требований (прямо закрепленных в советской нормативной базе) о плотности посадки людей, характере работы и активности, эмиссии вредных веществ материалами отделки, качестве наружного воздуха и т. п. На этих допущениях «построен» СНиП и связанные с ним документы, что означает корректность применения этих значений только при обязательном соблюдении прочих норм данных документов.

А что же собой представляет ГОСТ 30494–2011 [1]?

Данный документ был разработан взамен ГОСТ 30494–96 [5] и практически полностью дублирует текст стандарта 1996 года за исключением именно главы 5 «Качество воздуха».

Откуда же появилась глава 5 и чем это было обусловлено?

Все дело в том, что в СНиПе 41-01–2003 [4] и его предшественниках такого термина, как «качество воздуха», не было. До появления СП 60.13330 [2] использовался термин «чистота воздуха», и определялся он СанПиНом 2.1.2.1002–00 [6] «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям». В СанПиНе 2.1.2.1002–00 [6] для определения «чистоты» воздуха использовалось Приложение 2 с перечнем из 19 наиболее гигиенически значимых веществ, загрязняющих воздушную среду помещений.

В более сложных случаях проектировщик мог воспользоваться Приложением 2 из ГОСТ 12.1.005–88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», где содержатся данные о ПДК по 1307 веществам.

Но в СП 60.13330 [2] появился термин «качество воздуха» со ссылкой на обновленный ГОСТ 30494–2011 [1], куда в главу 5 и «добавили» данный раздел. «Добавили» – в данном случае означает скопировали из переводного ГОСТ Р ЕН 13779 [8] (перевод без адаптации EN 13779) с незначительными дополнениями.

СанПиН 2.1.2.1002-00, Приложение 2 [6]

№ п/п Наименование вещества Формула Величина ПДК среднесуточная, мг/м3 Класс опасности 1 Азот (IV) оксид NО2 0,04 2 2 Аммиак NH3 0,04 4 3 Ацетальдегид С2H4О 0,01** 3 4 Бензол С6Н6 0,1 2 5 Бутилацетат С6Н12O2 0,1** 4 6 Диметиламин C2H7N 0,0025 2 7 1,2-Дихлорэтан C2H4Cl2 1,0 2 8 Ксилол С8Н10 0,2** 3 9 Ртуть Hg 0,0003 1 10 Свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец) РЬ 0,0003 1 11 Сероводород H2S 0,008** 2 12 Стирол С8Н8 0,002 2 13 Толуол С7Н8 0,6** 3 14 Углерод оксид СО 3,0 4 15 Фенол С6Н6О 0,003 2 16 Формальдегид СН20 0,01** 2 17 Диметилфталат С10Н10О4 0,007 2 18 Этилацетат С4Н8O2 0,1** 4 19 Этилбензол С8Н10 0,02** 3

Глава 5. «Качество воздуха»

Глава 5 из ГОСТ 30494–2011 [1] заслуживает отдельного внимания. На мой взгляд, это наглядный пример последствий неудачного прямого копирования из неадаптированного переводного документа. Следует отметить, что это не лучший путь для создания нормативного документа.

Во-первых, неизбежен эффект «испорченного телефона» – неточности в переводе и упущения отдельных положений оригинального документа при копировании в третий документ становятся полноценными ошибками.

Во-вторых, оригинальный документ EN 13779–2005 «Вентиляция в нежилых зданиях» является частью европейской концепции норативных документов и, как уже говорилось выше, имеет набор допущений и требований, изложенных во взаимосвязанных документах. Попытка выдергивания единичных таблиц, формул и методик и совмещения их с положениями СП60.13330 (представитель концепции советских нормативных документов) аналогично арифметическому сложению количества яблок и бегемотов.

Разберем главу 5 по пунктам в сравнении с исходным документом EN 13779 [9].

Пункт 5.1 напрямую увязывает качество воздуха с содержанием углекислого газа в помещении: «Качество воздуха в помещениях жилых и общественных зданий обеспечивается согласно действующим нормативно-техническим документам* [ГОСТ Р ЕН 13779] необходимым уровнем вентиляции (величиной воздухообмена в помещениях), обеспечивающим допустимые значения содержания углекислого газа в помещении».

Несомненно, содержание углекислого газа в воздухе помещения является удобным и популярным во всем мире косвенным показателем загрязнения воздуха жилых и общественных зданий.

Возможно, при расчете пресловутых 60 м³/ч на человека для нужд СНиПа в восьмидесятых годах использовали метод «по концентрации углекислого газа». Возможно, авторам это известно, но читатель ГОСТ в этом случае вынужден путать причины со следствием.

Стоит ли в нормативном документе по параметрам микроклимата принимать показатель содержания углекислого газа как основной и единственный?

В статье «Сколько воздуха нужно человеку для комфорта?» [10] Е. О. Шилькрот и Ю. Д. Губернский подробно разбирают этот вопрос и, опираясь на результаты исследований [11], отмечают, что «… весомость углекислого газа, по которой ранее только и велся расчет воздухообмена, в суммарном показателе токсичности не превышает 20–40 %».

С моей точки зрения, «урезание» перечня гигиенически значимых веществ, загрязняющих воздушную среду помещений до одного единственного вещества, несомненно, упрощает подход к расчету, и этот подход может успешно применяться в большинстве зданий. Но при этом сокращаются и возможности для расчетов систем для сложных и нестандартных помещений и для случаев, когда определяющим веществом может выступать иной элемент.

Забавный факт заключается и в том, что в ГОСТ Р ЕН 13779–2007 [8], на который идет ссылка, содержится фраза: «Исчерпывающее определение качества воздуха в помещениях является сложной задачей и не рассматривается в настоящем стандарте».

В оригинальном же документе EN 13779 [9] определение расхода наружного воздуха по уровню СО₂ в помещении является лишь одним из предлагаемых вариантов расчета, с допущениями о необходимости учитывать прочие факторы.

Расчет по концентрации СО₂, по сути, является частным случаем расчета «по массе выделяющихся вредных или взрывоопасных веществ».

Таблица 4 Классификация воздуха в помещениях [2]

Класс Качество воздуха в помещении Допустимое содержание СО2*, см3/м3 Оптимальное Допустимое 1 Высокое - 400 и менее 2 Среднее - 400–600 3 - Допустимое 600–1000 4 - Низкое 1000 и более

*Допустимое содержание СО2 в помещениях принимают сверх содержания СО2 в наружном воздухе, см3/м3.

Таблица 9 исходного документа ГОСТ Р ЕН 13779 [8]

Класс Содержание CO2 в помещениях сверх содержания в наружном воздухе, ppm Типовые пределы Типовые значения IDA 1 ≤400 350 IDA 2 400–600 500 IDA 3 600–1000 800 IDA 4 >1000 1200

Таблица 4

Документ гласит: «Требования к качеству воздуха в помещениях следует принимать по заданию на проектирование согласно таблице 4». Далее приводится таблица 4 «Классификация воздуха в помещениях». Это самый наглядный пример испорченного телефона!

Во-первых, следуя логике СП 60.13330 [2], таблицу переработали в вид оптимальное/допустимое, исказив понятие «Класс помещений» и не согласовав классы в таблице 4 с собственными определениями классов помещений ГОСТ 30494–2011 [1], содержащимися в главе 3. Сравните ниже виды исходной и переработанной таблиц.

Во-вторых, если исходный документ говорит о том, что при содержание СО₂ в воздухе помещения > 1000 ppm сверх концентрации в наружном воздухе помещение следует считать помещением класса IDA4 (с «низким качеством воздуха»), то таблица 4 говорит о том, что при указании в задании на проектирование качества воздуха как «допустимое качество, класс 4» проектировщик не имеет верхнего предела по СО₂ (1000 ppm и более)! То есть де-юре можно принять 99 999 ppm!

Однако самое важное упущение заключается в том, что в оригинале EN 13779 [9] данная таблица приводится с пояснением, что это типовые значения для проектирования систем вентиляции «по потребности» с переменным расходом воздуха! То есть системы, оборудованной VAV-боксами и датчиками CO₂ в помещении, и, что немаловажно, такая система требует проведения оценки загрязнения наружного воздуха «на месте»!

Здесь можно было бы остановиться, зафиксировав что все положения главы 5 изначально применимы исключительно для систем вентиляции «по потребности» с регулированием по уровню СО₂. И если Заказчик готов инвестировать в такую систему (оценка загрязнения воздуха в районе строительства, VAV-боксы, датчики СО₂ в помещении, система автоматизации), то положения главы 5 логично учитывать при обосновании расчета расхода наружного воздуха.

Но крайне интересно рассмотреть вопрос применения в расчете расхода наружного воздуха коэффициента эффективности воздухораспределения по методике, предлагаемой в пункте 5.2 и таблице 6 ГОСТ 30494–2011.

Литература

1. ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». – М., 2011.
2. СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01–2003». – М., 2003.
3. Постановление Правительства Российской Федерации № 1521 от 26 декабря 2014 года «Об утверждении перечня национальных стандартов и сводов правил (частей таких стандартов и сводов правил), в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается соблюдение требований Федерального закона «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений”». – М., 2014.
4. СНиП 41-01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование». – М., 2003.
5. ГОСТ 30494–96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». – М., 1996.
6. СанПиН 2.1.2.1002–00 «Санитарно-эпидемиологические требования к жилым зданиям и помещениям». – М., 2000.
7. ГОСТ 12.1.005–88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». – М., 1988.
8. ГОСТ Р ЕН 13779–2007 «Вентиляция в нежилых зданиях. Технические требования к системам вентиляции и кондиционирования». – М., 2007.
9. EN 13779 Ventilation for non-residential buildings – Performancerequirements for ventilation and room-conditioning systems.
10. Шилькрот Е. О., Губернский Ю. Д. Сколько воздуха нужно человеку для комфорта? // АВОК. – 2008. – № 4 .
11. Губернский Ю. Д. Гигиенические аспекты обеспечения оптимальных условий внутренней среды жилых и общественных зданий // Автореф. … докт. техн. наук. – М., 1976.

Окончание статьи читайте в следующем номере