חשב שינויים באוויר לשעה (ACH) עבור כל חדר על ידי הזנת ממדי החדר וקצב זרימת האוויר. חיוני לתכנון אוורור, הערכת איכות האוויר הפנימי, ולעמידה בדרישות הקוד הבניין.
נפח: 5 m × 4 m × 3 m = 0.00 m³
שינויים באוויר לשעה: 100 m³/h ÷ 0 m³ = 0.00 לשעה
נפח חדר
שינויים באוויר לשעה
המחשבון לקצב זרימת אוויר הוא כלי עוצמתי שנועד לעזור לך לקבוע את מספר שינויים באוויר לשעה (ACH) בכל חלל סגור. שינויים באוויר לשעה הם מדידה קריטית בתכנון מערכות אוורור, ניהול איכות האוויר הפנימית, ועמידה בתקנות הבנייה. זה מייצג כמה פעמים כל נפח האוויר בחלל מוחלף באוויר טרי בכל שעה. אוורור נכון חיוני לשמירה על איכות האוויר הפנימית, הסרת מזהמים, שליטה בלחות, והבטחת נוחות וביטחון של הדיירים.
המחשבון הזה מפשט את התהליך של קביעת קצב השינוי באוויר על ידי לקיחת ממדי החלל שלך (אורך, רוחב וגובה) יחד עם קצב הזרימה כדי לחשב את מספר השינויים באוויר לשעה. בין אם אתה בעל בית שדואג לאיכות האוויר הפנימית, מקצוען HVAC שמתכנן מערכות אוורור, או מנהל מתקן שמוודא עמידה בתקני אוורור, המחשבון לקצב זרימת אוויר מספק תוצאות מהירות ומדויקות כדי ליידע את החלטותיך.
החישוב של שינויים באוויר לשעה מתבצע לפי נוסחה מתמטית פשוטה:
איפה:
חישוב נפח החדר הוא:
בואו נעבור על דוגמה פשוטה:
לחדר עם:
ראשית, חשב את נפח החדר:
לאחר מכן, חשב את השינויים באוויר לשעה:
זה אומר שכל נפח האוויר בחדר מוחלף פעמיים בכל שעה.
המחשבון מטפל בכמה מקרים קצה כדי להבטיח תוצאות מדויקות:
ממדים אפסיים או שליליים: אם כל ממד חדר הוא אפס או שלילי, הנפח יהיה אפס, והמחשבון יראה אזהרה. במציאות, חדר לא יכול להיות עם ממדים אפסיים או שליליים.
קצב זרימה אפס: אם קצב הזרימה הוא אפס, השינויים באוויר לשעה יהיו אפס, מה שמעיד על כך שאין חילופי אוויר.
חללים גדולים מאוד: עבור חללים מאוד גדולים, המחשבון שומר על דיוק אך עשוי להציג תוצאות עם יותר מקומות עשרוניים לצורך דיוק.
עקוב אחרי השלבים הפשוטים הללו כדי לחשב את השינויים באוויר לשעה עבור החלל שלך:
הזן את ממדי החדר:
הזן את קצב הזרימה:
צפה בתוצאות:
פענח את התוצאות:
המחשבון מספק משוב בזמן אמת, כך שתוכל להתאים את הקלטים שלך ולראות מיד כיצד הם משפיעים על קצב השינוי באוויר.
חללים שונים דורשים קצב שינוי שונה בהתאם לשימושם, תפוסה ודרישות ספציפיות. הנה טבלה להשוואה של קצב השינויים המומלצים עבור יישומים שונים:
סוג חלל | ACH מומלץ | מטרה |
---|---|---|
חדרי מגורים ביתיים | 2-4 | נוחות כללית ואיכות אוויר |
חדרי שינה | 1-2 | נוחות במהלך שינה |
מטבחים | 7-8 | הסרת ריחות בישול ולחות |
חדרי אמבטיה | 6-8 | הסרת לחות וריחות |
משרדים | 4-6 | שמירה על פרודוקטיביות ונוחות |
חדרי ישיבות | 6-8 | לקחת בחשבון תפוסה גבוהה יותר |
כיתות לימוד | 5-7 | תמיכה בסביבת למידה |
חדרי חולים בבתי חולים | 6 | נוחות בסיסית לחולים |
חדרי ניתוח | 15-20 | שליטה בזיהומים |
מעבדות | 6-12 | הסרת מזהמים פוטנציאליים |
מקומות עבודה תעשייתיים | 4-10 | הסרת חום ומזהמים |
אזורי עישון | 15-20 | הסרת עשן וריחות |
הערה: אלו הן הנחיות כלליות. דרישות ספציפיות עשויות להשתנות בהתאם לקודי הבניין המקומיים, תקנים ותנאים ספציפיים. תמיד יש להתייעץ עם תקנות ותקנים רלוונטיים למיקום וליישום שלך.
המחשבון לקצב זרימת האוויר יש לו מספר יישומים מעשיים במגוון תחומים:
תכנון מערכת אוורור לבית: בעלי בתים וקבלנים יכולים להשתמש במחשבון כדי לקבוע אם מערכות האוורור הקיימות מספקות חילופי אוויר מספקים לסביבות פנימיות בריאות.
תכנון שיפוצים: כאשר משפצים בתים, המחשבון עוזר לקבוע אם יש צורך בשדרוגי אוורור בהתבסס על שינויים בגודל או בפונקציות של חדרים.
שיפור איכות האוויר הפנימית: עבור בתים עם בעיות איכות אוויר, חישוב קצב השינוי הנוכחי יכול לזהות חוסרים באוורור.
אופטימיזציה של יעילות אנרגטית: איזון בין אוורור מספק ליעילות אנרגטית על ידי חישוב השינויים המינימליים הנדרשים לשמירה על איכות האוויר.
אוורור בבנייני משרדים: מנהלי מתקנים יכולים לוודא שהחללים עובדים בהתאם לדרישות התקן ASHRAE 62.1 לקצב האוורור.
תכנון כיתות לימוד: מהנדסים יכולים לתכנן מערכות אוורור שמספקות אוויר טרי מספק לסביבות למידה אופטימליות.
עמידה בדרישות מתקני בריאות: מהנדסי בתי חולים יכולים לאמת שהחדרים לחולים, חדרי ניתוח וחדרי בידוד עומדים בדרישות אוורור מחמירות.
אוורור במטבחים של מסעדות: מקצועני HVAC יכולים לתכנן מערכות יניקה שמספקות חילופי אוויר מספקים להסרת חום, לחות וריחות בישול.
אוורור במפעלי ייצור: היגייניסטים תעשייתיים יכולים לחשב קצב אוורור נדרש להסרת מזהמים שנוצרים בתהליך.
תכנון מעבדות: מתכנני מעבדות יכולים להבטיח שהקירות והאוורור הכללי מספקים חילופי אוויר מספקים לבטיחות.
תפעול תאי צבע: פעולות צביעה תעשייתיות ואוטומטיביות דורשות קצב שינויים ספציפי לשמירה על בטיחות ואיכות הגימור.
קירור מרכזי נתונים: מנהלי מתקני IT יכולים לחשב דרישות חילופי האוויר לקירור הציוד ושליטה בלחות.
אימות קודי בניין: קבלנים ומבקרים יכולים לאמת שמערכות האוורור עומדות בדרישות קוד הבניין המקומי.
עמידה בדרישות OSHA: מנהלי בטיחות יכולים להבטיח שהמקומות עומדים בדרישות האוורור של מנהלת הבטיחות והבריאות בעבודה.
אישור בנייה ירוקה: פרויקטים שמחפשים אישור LEED או אישורים אחרים לבניינים ירוקים יכולים לתעד את ביצועי האוורור.
בעוד ששינויים באוויר לשעה הם מדד נפוץ לאוורור, גישות אחרות כוללות:
קצב אוורור לאדם: חישוב אספקת האוויר הטרי בהתבסס על מספר הדיירים (בדרך כלל 5-20 ליטר/שנייה לאדם).
קצב אוורור לפי שטח רצפה: קביעת אוורור בהתבסס על שטח ריבועי (בדרך כלל 0.3-1.5 ליטר/שנייה למטרים רבועים).
אוורור מבוקר לפי דרישה: התאמת קצב האוורור בהתבסס על מדידות בזמן אמת של תפוסה או רמות CO2.
חישובי אוורור טבעי: עבור בניינים המשתמשים באוורור פסיבי, חישובים בהתבסס על לחץ רוח, אפקט ערימה (אוויר חם עולה) וגודל פתחים.
כל גישה יש לה יתרונות עבור יישומים ספציפיים, אך שינויים באוויר לשעה נשארים אחד המדדים הפשוטים והנפוצים ביותר להערכה כללית של אוורור.
המושג של מדידה וסטנדרטיזציה של קצב חילופי האוויר התפתח משמעותית עם הזמן:
במאה ה-19, חלוצים כמו פלורנס נייטינגייל הכירו בחשיבות האוויר הטרי בבתי חולים, והמליצו על אוורור טבעי דרך חלונות פתוחים. עם זאת, לא היו מדידות סטנדרטיות לחילופי האוויר.
בשנות ה-20 וה-30, כאשר מערכות אוורור מכניות הפכו לנפוצות יותר, מהנדסים החלו לפתח גישות כמותיות לאוורור. המושג של שינויים באוויר לשעה צץ כמטריקה מעשית לציון דרישות האוורור.
האגודה האמריקאית להסקה, קירור ואוויר (ASHRAE) החלה לפתח תקני אוורור מקיפים לאחר מלחמת העולם השנייה. הגרסה הראשונה של התקן 62, "אוורור לאיכות אוויר פנימית מקובלת," פורסמה בשנת 1973, והקימה מינימום קצב אוורור עבור חללים שונים.
משברי האנרגיה של שנות ה-70 הובילו לבנייה הדוקה יותר ולירידה בקצב האוורור כדי לחסוך באנרגיה. תקופה זו הדגישה את המתיחות בין יעילות אנרגטית ואיכות האוויר הפנימית.
התקנים הנוכחיים כמו ASHRAE 62.1 (לבניינים מסחריים) ו-62.2 (לבניינים מגורים) מספקים דרישות מפורטות לקצב אוורור בהתבסס על סוג החלל, תפוסה ושטח רצפה. תקנים אלו ממשיכים להתפתח ככל שהבנתנו את איכות האוויר הפנימית משתפרת.
מדינות שונות פיתחו את התקנים שלהן לאוורור, כמו:
תקנים אלו לרוב מפרטים מינימום קצב חילופי אוויר עבור סוגי חללים שונים, אם כי הדרישות המדויקות משתנות על פי שיפוט.
הנה דוגמאות בשפות תכנות שונות לחישוב שינויים באוויר לשעה:
1' נוסחת Excel לחישוב שינויים באוויר לשעה
2=קצבזרימה/(אורך*רוחב*גובה)
3
4' פונקציית VBA ב-Excel
5Function CalculateACH(אורך As Double, רוחב As Double, גובה As Double, קצבזרימה As Double) As Double
6 Dim נפח As Double
7 נפח = אורך * רוחב * גובה
8
9 If נפח > 0 Then
10 CalculateACH = קצבזרימה / נפח
11 Else
12 CalculateACH = 0
13 End If
14End Function
15
1def calculate_room_volume(length, width, height):
2 """חשב את נפח החדר במטרים מעוקבים."""
3 return length * width * height
4
5def calculate_air_changes_per_hour(airflow_rate, room_volume):
6 """חשב שינויים באוויר לשעה.
7
8 Args:
9 airflow_rate: קצב זרימה במטרים מעוקבים לשעה (מ³/שעה)
10 room_volume: נפח חדר במטרים מעוקבים (מ³)
11
12 Returns:
13 שינויים באוויר לשעה (ACH)
14 """
15 if room_volume <= 0:
16 return 0
17 return airflow_rate / room_volume
18
19# דוגמת שימוש
20length = 5 # מטרים
21width = 4 # מטרים
22height = 3 # מטרים
23airflow_rate = 120 # מ³/שעה
24
25volume = calculate_room_volume(length, width, height)
26ach = calculate_air_changes_per_hour(airflow_rate, volume)
27
28print(f"נפח החדר: {volume} מ³")
29print(f"שינויים באוויר לשעה: {ach}")
30
1/**
2 * חשב את נפח החדר במטרים מעוקבים
3 * @param {number} length - אורך החדר במטרים
4 * @param {number} width - רוחב החדר במטרים
5 * @param {number} height - גובה החדר במטרים
6 * @returns {number} נפח החדר במטרים מעוקבים
7 */
8function calculateRoomVolume(length, width, height) {
9 return length * width * height;
10}
11
12/**
13 * חשב שינויים באוויר לשעה
14 * @param {number} airflowRate - קצב זרימה במטרים מעוקבים לשעה
15 * @param {number} roomVolume - נפח חדר במטרים מעוקבים
16 * @returns {number} שינויים באוויר לשעה
17 */
18function calculateAirChangesPerHour(airflowRate, roomVolume) {
19 if (roomVolume <= 0) {
20 return 0;
21 }
22 return airflowRate / roomVolume;
23}
24
25// דוגמת שימוש
26const length = 5; // מטרים
27const width = 4; // מטרים
28const height = 3; // מטרים
29const airflowRate = 120; // מ³/שעה
30
31const volume = calculateRoomVolume(length, width, height);
32const ach = calculateAirChangesPerHour(airflowRate, volume);
33
34console.log(`נפח החדר: ${volume} מ³`);
35console.log(`שינויים באוויר לשעה: ${ach}`);
36
1public class AirflowCalculator {
2 /**
3 * חשב את נפח החדר במטרים מעוקבים
4 * @param length אורך החדר במטרים
5 * @param width רוחב החדר במטרים
6 * @param height גובה החדר במטרים
7 * @return נפח החדר במטרים מעוקבים
8 */
9 public static double calculateRoomVolume(double length, double width, double height) {
10 return length * width * height;
11 }
12
13 /**
14 * חשב שינויים באוויר לשעה
15 * @param airflowRate קצב זרימה במטרים מעוקבים לשעה
16 * @param roomVolume נפח חדר במטרים מעוקבים
17 * @return שינויים באוויר לשעה
18 */
19 public static double calculateAirChangesPerHour(double airflowRate, double roomVolume) {
20 if (roomVolume <= 0) {
21 return 0;
22 }
23 return airflowRate / roomVolume;
24 }
25
26 public static void main(String[] args) {
27 double length = 5.0; // מטרים
28 double width = 4.0; // מטרים
29 double height = 3.0; // מטרים
30 double airflowRate = 120.0; // מ³/שעה
31
32 double volume = calculateRoomVolume(length, width, height);
33 double ach = calculateAirChangesPerHour(airflowRate, volume);
34
35 System.out.printf("נפח החדר: %.2f מ³%n", volume);
36 System.out.printf("שינויים באוויר לשעה: %.2f%n", ach);
37 }
38}
39
1#include <iostream>
2#include <iomanip>
3
4/**
5 * חשב את נפח החדר במטרים מעוקבים
6 * @param length אורך החדר במטרים
7 * @param width רוחב החדר במטרים
8 * @param height גובה החדר במטרים
9 * @return נפח החדר במטרים מעוקבים
10 */
11double calculateRoomVolume(double length, double width, double height) {
12 return length * width * height;
13}
14
15/**
16 * חשב שינויים באוויר לשעה
17 * @param airflowRate קצב זרימה במטרים מעוקבים לשעה
18 * @param roomVolume נפח חדר במטרים מעוקבים
19 * @return שינויים באוויר לשעה
20 */
21double calculateAirChangesPerHour(double airflowRate, double roomVolume) {
22 if (roomVolume <= 0) {
23 return 0;
24 }
25 return airflowRate / roomVolume;
26}
27
28int main() {
29 double length = 5.0; // מטרים
30 double width = 4.0; // מטרים
31 double height = 3.0; // מטרים
32 double airflowRate = 120.0; // מ³/שעה
33
34 double volume = calculateRoomVolume(length, width, height);
35 double ach = calculateAirChangesPerHour(airflowRate, volume);
36
37 std::cout << std::fixed << std::setprecision(2);
38 std::cout << "נפח החדר: " << volume << " מ³" << std::endl;
39 std::cout << "שינויים באוויר לשעה: " << ach << std::endl;
40
41 return 0;
42}
43
שינוי באוויר לשעה (ACH) מייצג כמה פעמים כל נפח האוויר בחלל מוחלף באוויר טרי בכל שעה. זה מחושב על ידי חלוקת קצב זרימת האוויר (במטרים מעוקבים לשעה) בנפח החדר (במטרים מעוקבים).
לרוב החללים המגורים, 2-4 שינויים באוויר לשעה נחשבים בדרך כלל מספקים. חדרי שינה בדרך כלל זקוקים ל-1-2 ACH, בעוד שמטבחים וחדרי אמבטיה עשויים לדרוש 7-8 ACH בשל בעיות לחות וריחות.
מדידת קצב זרימת האוויר בפועל בדרך כלל דורשת ציוד מיוחד כמו:
כן, אוורור יתר יכול להוביל ל:
קודי הבניין בדרך כלל מפרטים דרישות מינימום לאוורור בהתבסס על:
סביבות עם לחות גבוהה בדרך כלל דורשות קצב חילופי אוויר גבוה יותר כדי להסיר לחות ולמנוע צמיחת עובש. באקלים יבש מאוד, קצב האוורור עשוי להיות מתון יותר כדי לשמור על רמות לחות נוחות. מערכות HVAC עשויות לכלול רכיבי ייבוש או לחות כדי לנהל לחות באופן עצמאי מאוורור.
אוורור מכני משתמש במאווררים ובמערכות צינורות כדי לספק קצב חילופי אוויר עקבי ומבוקר ללא קשר לתנאי מזג האוויר. אוורור טבעי מתבסס על לחץ רוח ואפקט ערימה (אוויר חם עולה) דרך חלונות, דלתות ופתחים אחרים, מה שמוביל לקצב חילופי אוויר משתנה בהתאם לתנאי מזג האוויר ועיצוב הבניין.
כדי לקבוע את קיבולת המאוורר הנדרשת במטרים מעוקבים לשעה (מ³/שעה):
במהלך מגפת COVID-19, רבות מהרשויות הבריאותיות המליצו על העלאת קצב האוורור כדי להפחית את ריכוז חלקיקי הווירוס באוויר. ASHRAE וארגונים אחרים הציעו:
בעוד שהמחשבון הזה מספק את החישוב הבסיסי של ACH, סביבות מיוחדות יש להן דרישות נוספות:
ASHRAE. (2019). ANSI/ASHRAE Standard 62.1-2019: אוורור לאיכות אוויר פנימית מקובלת. האגודה האמריקאית להסקה, קירור ואוויר.
ASHRAE. (2019). ANSI/ASHRAE Standard 62.2-2019: אוורור ואיכות אוויר פנימית מקובלת בבניינים מגורים. האגודה האמריקאית להסקה, קירור ואוויר.
EPA. (2018). איכות האוויר הפנימית (IAQ) - אוורור. סוכנות ההגנה על הסביבה של ארצות הברית. https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/ventilation-and-air-quality-buildings
WHO. (2021). מפת דרכים לשיפור ולהבטחת אוורור טוב בפנים בהקשר של COVID-19. ארגון הבריאות העולמי. https://www.who.int/publications/i/item/9789240021280
CIBSE. (2015). מדריך A: עיצוב סביבתי. המוסד הבריטי להנדסת שירותי בניין.
Persily, A., & de Jonge, L. (2017). שיעורי יצירת דו-תחמוצת הפחמן עבור דיירי בניין. Indoor Air, 27(5), 868-879.
REHVA. (2020). מסמך הנחיות COVID-19. פדרציית הארגונים האירופיים להסקה, אוורור ואקלים.
AIHA. (2015). הכרה, הערכה ושליטה בעובש פנימי. האגודה האמריקאית להיגיינה תעשייתית.
המחשבון לקצב זרימת האוויר מספק דרך פשוטה אך עוצמתית לקבוע את השינויים באוויר לשעה בכל חלל סגור. על ידי הבנת קצב האוורור שלך, תוכל לקבל החלטות מושכלות לגבי איכות האוויר הפנימית, תכנון מערכת האוורור, ועמידה בתקנות.
אוורור נכון חיוני לשמירה על סביבות פנימיות בריאות, הסרת מזהמים, שליטה בלחות, והבטחת נוחות של הדיירים. בין אם אתה מתכנן מערכת אוורור חדשה, מעריך אחת קיימת, או פותר בעיות איכות האוויר הפנימית, ידיעת קצב השינוי שלך היא צעד קריטי ראשון.
השתמש במחשבון הזה כחלק מהגישה הכוללת שלך לניהול איכות האוויר הפנימית, והתייעץ עם מקצועני HVAC עבור אתגרים מורכבים באוורור או סביבות מיוחדות.
נסה את המחשבונים האחרים שלנו כדי לייעל עוד יותר את הסביבה הפנימית שלך ואת מערכות הבניין!
גלה עוד כלים שעשויים להיות שימושיים עבור זרימת העבודה שלך