Перевести страницу

Статьи

Подписаться на RSS

Популярные теги Все теги

Вентиляция вытеснением

Вентиляция вытеснением

В последние годы проблема организации комфортного и эффективного воздухообмена зданий современной конструкции пользуется повышенным вниманием не только специалистов в области вентиляции и кондиционирования воздуха, но и многих проектных и строительных организаций. Причина тому - пластиковые окна, двери с герметичным притвором и другие ультрасовременные конструкции, повсеместное использование которых приводит к нарушениям санитарно-гигиенических условий эксплуатации новых или радикально реконструируемых помещений. Здесь зачастую чрезмерно повышается относительная влажность воздуха, на стенах проступает плесень и грибок, а на поверхности окон и откосов появляется обильный конденсат. В поисках решения этой проблемы российские проектировщики стали активно внедрять в нашей стране западный опыт, предполагающий организацию проветривания помещений вытесняющим потоком воздуха.

Возможности системыvent-01

Вентиляция вытеснением - наиболее эффективный метод принудительного воздухообмена, применяемый на различных промышленных объектах с повышенными тепловыделениями и большим количеством вредностей. Подобные системы наполняют свежим воздухом лаборатории, цеха, склады хранения сырья и материалов, транспортные мастерские, типографии, прачечные и другие помещения производственного назначения. Они используются и при вентиляции театров, магазинов (создание оазисов комфорта), предприятий общественного питания, учебных аудиторий и спортивных залов, а также помещений, требующих организации комфортного воздухообмена, - офисов, кабинетов VIP-персон и т. п.

Суть метода вентиляции вытеснением заключается в использовании естественных конвективных потоков, восходящих от тепловых источников в помещении. Чистый, слегка прохладный воздух подается в нижнюю зону помещения с малой скоростью и затапливает рабочую зону, вытесняя нагретый загрязненный воздух в верхнюю зону, в результате чего взвешенные в воздухе вредности благополучно покидают вентилируемые помещения через вытяжные устройства (рис. 1).

Это позволяет существенно повысить энергетическую эффективность вентиляции по сравнению с традиционными способами организации воздухообмена, когда приточный воздух подается в помещения одним или несколькими потоками и перемешивается с загрязненным воздухом, после чего "смесь" постепенно покидает помещения через вытяжные устройства.

Проектирование системы вентиляции вытеснением невозможно без привлечения высококлассных специалистов. Расчет приточного воздуха или выделений вредностей проводится с использованием достаточно сложного программного обеспечения и требует учета взаиморасположения по высоте и мощности отопительных устройств, которые влияют на динамику воздушных потоков внутри помещения. Если расчет выполнен неправильно, вследствие неравномерного нагрева помещений по высоте и воздействия посторонних токов воздуха, вызванных движением людей и предметов, может произойти смещение нагретых слоев воздуха вниз. В результате система будет функционировать по принципу вентиляции перемешиванием. Ошибки при определении скорости поступающих в помещения воздушных потоков приводят к возникновению сквозняков.

Конструктивные особенности системыvent-02

Основное конструктивное отличие вентиляции вытеснением от традиционной вентиляционной установки (рис. 2) заключается в наличии у первой специальных низкоскоростных распределителей воздуха, которые замыкают устья воздуховодов. Их располагают на уровне пола в обслуживаемых помещениях обособленно или монтируют в стену.

Корпуса воздухораспределительных колонн изготавливают из стального проката и покрывают белой краской; иногда колеруют в доминирующий цвет помещения. В стандартном исполнении колонны оснащаются фильтрами из пропилена или полиэстера с очень низким объемным весом, которые предназначаются для равномерного распределения воздушного потока по всей фронтальной поверхности. Передняя панель колонн снимается, вследствие чего фильтр легко доступен для чистки. Срок эксплуатации фильтра колеблется от 5 до 10 лет, однако для достижения максимальных значений срока службы вентиляционная установка должна поставлять к колоннам достаточно чистый отфильтрованный воздух.

В качестве дополнительных аксессуаров к колоннам прилагаются регулируемые по высоте основания, глушители, шиберы с измерительными патрубками, устройства для поддержания постоянного потока воздуха и соединительные муфты. По мере необходимости над воздухораспределителями могут быть установлены закрывающие воздуховод декоративные панели и глушители, имеющие ту же форму, что и само устройство. Внешний вид воздухораспределителей можно выбрать так, чтобы они органично вписывались в интерьер обслуживаемых пространств.

Среди ведущих производителей воздухораспределительных колонн, проявляющих наибольшую активность на российском рынке вентиляционной техники, следует отметить компании Systemair, Halton и ABB.

Для промышленных и специальных систем расчетная температура подаваемого воздуха должна быть на 1-5 градусов ниже комнатной температуры, а для комфортных систем эта разница составляет всего 1-3 градуса. Излишний перегрев или переохлаждение могут привести к образованию конвекционных потоков. Поэтому оборудование тракта воздухообработки должно регулировать температуру подаваемого в помещения воздуха с большой точностью. В зависимости от назначения помещений это может быть центральный или мини-центральный кондиционер модульного типа. Список сертифицированных международной сертификационной организацией Eurovent производителей такого рода техники, а также оборудования, обеспечивающего ее работу, мы публиковали в NN4 и 6 за 2000 год.

Среди производителей воздуховодов, обратных решеток и других механических компонентов системы вентиляции вытеснением, следует отметить компании Systemair, Dec, ABB, Ostberg, Lambro, Air Trade Centre и др. Для управления вентиляционной установкой обычно используют автоматику Regin, Sauter, Siemens, Wexon и Wolfe.

Расчет стоимости работ по установке системы вентиляции
Назначение вентиляционной установки -- производственное помещение (цех по производству электронного оборудования)
Площадь 500 кв. м
Высота потолка 6 м
Объем помещения 3000 куб. м
Коэффициент воздухообмена для такого помещения 3
Расход воздуха 9000 куб. м
Комплект оборудования Стоимость, долларов США
Центральный кондиционер модульного типа с водяным калорифером и фреоновым испарительным блоком, производительность 10000 м. куб./час. 7338
Компрессорно-конденсаторный блок, мощность 15 кВт 2900
Система автоматики полнокомплектная 3400
Узлы обвязки теплообменника 920
Воздуховоды металлические прямоугольные 7000
Воздухораспределительные колонны 10000
Обратные решетки 750
Итого 32308
Монтаж системы, 25% 8077
Общая стоимость системы 40385
Приведенная стоимость системы 80 USD/кв. м

 

Вентиляция для частных бассейнов: типовые решения

Вентиляция для частных бассейнов: типовые решения

Основная проблема, с которой сталкиваются владельцы частных бассейнов, - большие влаговыделения и, как следствие, очень высокая влажность.

bassein

Повышенная влажность отрицательно сказывается не только на самочувствии людей, но и на состоянии строительных и отделочных материалов. Происходит их преждевременное разрушение, появляются грибковая плесень на стенах, в зимний период - запотевание и обмораживание застекленных поверхностей.

Осушители воздуха для бассейнов

Осушители воздуха, которые иногда предлагают для бассейнов, стоят очень дорого (от $3.000 до $9.000). Как правило, при покупке в целях экономии Заказчику продают осушитель меньшей мощности и он не справляется с поставленными задачами. Кроме того, осушители воздуха не дают свежий воздух, помещение не вентилируется. Поэтому наиболее эффективным решением для удаления избыточной влаги, вентиляции и осушения помещения бассейна являются приточно-вытяжные системы вентиляции. Стоимость такой системы на 30-50% дешевле установки осушителя. Плюс к этому, в помещении происходит полный воздухообмен: дышится легко и купается с удовольствием!

Организовать приточно-вытяжную систему в бассейне можно двумя способами:Отдельно приточная и отдельно вытяжная система, работающие одновременно

Этот способ - более дешевый по стоимости и напоминает организацию вытяжных и приточных систем для жилых помещений, с поправкой на автоматику (регулирование не только по температуре, но и по влажности) и более мощное оборудование.

Приточная система состоит из:

  • Воздухозаборного устройства с клапаном (для предотвращения попадания холодного воздуха зимой, когда вентилятор выключен)
  • Фильтра наружного воздуха (для очистки воздуха)
  • Приточного вентилятора (обеспечивает подачу воздуха в помещение)
  • Нагревателя (для нагрева наружного воздуха в холодный перБлока управления (регулирование расхода и температуры подаваемого воздуха).

Вытяжка обеспечивается вытяжным вентилятором, который встраивается в специально подготовленные вытяжные каналы.

Установка приточно-вытяжной системы с рекуперацией тепла в одном блокеahu

Преимущества данной системы состоят в том, что, во-первых, такое оборудование занимает намного меньше места, что немаловажно для частного бассейна. Во-вторых, встроенный рекуператор в такой установке позволяет экономить от 50 до 70% тепла за счет того, что приточный воздух нагревается в рекуператоре вытяжным (при этом два потока воздуха - приточный и вытяжной - не смешиваются). Такая экономия позволяет снизить мощность нагревателя в вентиляционной установке в 2-2.5 раза. Так, например, если обычно для бассейна с площадью воды 20 кв.м необходим воздушный нагреватель мощностью 13 кВт, то при использовании рекуператора - всего 5-6 кВт. То есть, при чуть более высокой стоимости самой системы, эксплуатационные расходы на нее будут значительно ниже.

В состав такой приточно-вытяжной установки входит:

  • Приточно-вытяжной вентилятор
  • Фильтр наружного воздуха (очистка подаваемого воздуха)
  • Двойной клапан наружного воздуха (предотвращение выхолаживания помещения бассейна при неработающей установке зимой)
  • Рекуператор тепла (энергосбережение, экономия электроэнергии и тепловой энергии)
  • Догреватель (водяной или электрический) наружного воздуха для догрева приточного воздуха до нужной температуры, располагается после рекуператора.
  • Система автоматики для регулирования влажности, температуры и объема подаваемого воздуха в помещение

Дополнительно система может быть оборудована воздухораспределительными устройствами, воздуховодами для раздачи подготовленного воздуха по помещениям.

Важно:

Для подбора оборудования как для первого, так и для второго варианта необходим точный расчет количества выделяемой влаги, который зависит от многих величин, в том числе от площади поверхности воды. Диапазон производительности вентилятора для небольших бассейнов может колебаться от 200 до 2.500 м3/час. Безусловно, в таком вопросе, как расчет, подбор и монтаж систем вентиляции мы рекомендуем Вам обратиться к услугам специалистов.

Вентиляция, отопление и охлаждение зала ресторана

Вентиляция, отопление и охлаждение зала ресторана
Общие сведения

В ресторане, где во главу угла поставлены качество воздуха и тепловой комфорт, современные технологические решения обусловили результат, предлагаемый теперь посетителям в качестве модели для подражания, - результат, ставший возможным благодаря стремлению заказчика к интеграции в окружающую среду, а проектировщика к применению новейших технологических достижений.

Для кондиционирования микроклимата ресторанного зала применены напольные панели отопления-охлаждения и вентиляция вытесняющего типа.

К основным причинам, обусловившим такое решение, можно отнести:

  • целесообразность исключения перемешивания воздуха в объеме помещения, особенно когда многие посетители курят (по просьбе заказчика);
  • необходимость достижения круглогодичного комфорта, который может быть обеспечен правильным распределением нагрузки между панельной и воздушной системами и с учетом конвективных тепловых струй от внутренних источников;
  • стремление к экономии энергоресурсов при использовании эффекта расслоения внутреннего воздуха на две зоны, свойственное системам данного типа и предоставляющего возможность кондиционировать только нижнюю часть объема помещения.

Следует иметь в виду, что при вентиляции вытеснением приточный воздух подается в помещение снизу (см. рис. 1) с небольшой скоростью и температурой ниже температуры внутреннего воздуха. Таким образом нагретый и загрязненный воздух выталкивается вверх, а свежий и чистый занимает нижнюю зону помещения. Такой способ вентиляции организует формирование двухслойной стратификации воздуха, когда разделительный слой (температурное перекрытие) располагается на высоте от 110 до 180 см от пола.

В описываемом случае температурное перекрытие принято на высоте около 160 см, что объясняется ограниченностью высоты рабочей зоны, так как в зале ресторана большинство посетителей - это сидящие за обеденным столом люди. Медленное перемещение воздуха от воздухораспределителей к вытяжным решеткам, установленным в верхней части ресторанного зала, обеспечивается за счет тепла поверхностей, с которыми соприкасается воздушная масса (люди, стены, холодильники и проч.). Проект системы разработан таким образом, что конвективное движение, обусловленное теплом посетителей ресторана, уравновешено соответствующим расходом приточного воздуха, составляющим на одного человека около 45 м3/ч (12,5 л/с).

Во избежание дисбаланса между расходом приточного воздуха и скачкообразно изменяющейся нагрузкой (заполняемость ресторана значительно различается в зависимости от времени суток и дня недели) в системе используется автоматическое регулирование с помощью трехскоростного вентилятора (описание системы ступенчатого регулирования приводится ниже). Необходимость в повышении расхода воздуха по мере увеличения числа посетителей в обеденном зале вызвана стремлением поддерживать постоянную высоту температурного перекрытия, связанную с конвективным теплообменом посетителей, а также компенсировать соответствующие повышения температуры и влажности воздуха.

Следствием недостаточного притока воздуха могут стать неприятные шлейфы воздушной массы, образовавшейся из смеси чистого воздуха и загрязненного табачным дымом и запахами пищи. Чересчур интенсивный приток воздуха ведет к перерасходу энергоресурсов и создает дискомфорт из-за расширения зоны с повышенными подвижностями воздуха вокруг воздухораспределителей (повышенной считается скорость, превышающая или равная 0,2 - 0,3 м/с). В летний период температура воздуха на выходе из воздухораспределителя составляет около 20°С (при внутреннем с температурой 26°С и относительной влажностью 50 %).

20_2

Рис. 2. Расположение приточных воздухораспределителей и вытяжных решеток в помещении. Красным цветом выделены вытяжные воздуховоды (сверху), синим - приточные (внизу)

Рабочая разность температур между подаваемым и внутренним воздухом в 6°С обеспечивает компенсацию максимальной расчетной нагрузки, хорошую очистку воздуха в обеденном зале и практически полное отсутствие неприятных воздушных шлейфов. В зимний период при температуре внутреннего воздуха по сухому термометру 20°С и при его относительной влажности 40% приточная система используется исключительно для вентиляционных целей с параметрами притока, близкими к параметрам внутреннего. Это объясняется тем, что перегрев приточного воздуха приведет к уменьшению своей плотности по сравнению с плотностью внутреннего и вызовет мгновенный его подъем к вытяжным решеткам, что вредно вдвойне: во-первых, понапрасну расходуются энергоресурсы, во-вторых, перемешиваются нижний и верхний слои воздуха.

Отопление ресторана в зимний период целиком обеспечивается напольными панелями. Что касается совместной работы системы панельного отопления-охлаждения с вентиляционной системой, то, если не считать необходимости ограничивать влажность внутреннего воздуха во избежание образования конденсата на охлажденных панелях, между ними существует позитивное взаимодействие, в особенности на этапе летнего охлаждения.

На самом деле медленное движение воздуха, выходящего из воздухораспределителей на уровне пола, повышает эффективность теплообмена панели. Такое воздействие ощущается даже без сложной измерительной аппаратуры. В рассматриваемом ресторане производительность панели существенно выше, если в зале работает вентиляция. Отмечается увеличение мощности по сравнению с заложенными в проект 40 Вт/м2.


Архитектура системы

В состав проекта входят вентиляционная приточная система с воздухораспределителями для подачи в нижнюю зону и панельная система напольного отопления-охлаждения. В летний период их обслуживают две самостоятельные холодильные машины, одна предназначена для работы в более низком диапазоне температур (7-12°С), вторая - в более высоком (15-21°С), как показано на рисунке 3. Решение использовать раздельные холодильные установки для обслуживания системы панельного охлаждения и воздухоохладителя вентиляционной системы обусловлено тем, что для них нужна разная температура. Кроме того, эти системы имеют различные мощности и время запуска.

20_3

Рис. 3. Схема управления обслуживающими системами

Холодильная машина, предназначенная для центральной приточной установки, традиционно работающей с диапазоном температур от 7 до 12°С, не пригодна для непосредственного обслуживания панельной системы, в которой необходим диапазон 15-21°С.

Решить эту проблему можно было подмешиванием к холодной воде обратной воды из панельной системы. Однако решено было контуры холодоснабжения систем разделить, принимая во внимание следующие обстоятельства:

  • разное потребление мощности (мощность холодильного агрегата панелей на 1/3 меньше мощности машины для контура воздухоохладителя);
  • разное время запуска холодильных агрегатов (при низких нагрузках в межсезонье вполне возможно обеспечивать вентилирование без осушки приточного воздуха); разная продолжительность работы (панель в режиме охлаждения может быть задействована постоянно, в том числе ночью);
  • разный расход охлаждаемой воды в двух холодильных агрегатах, работающих в двух разных температурных диапазонах (агрегат с повышенным диапазоном температур охлаждает, естественно, больший расход воды).

Основные элементы вентиляционной установки: рекуперативный теплообменник перекрестного типа, регулирующие заслонки, рециркуляционный воздуховод, воздушный фильтр, воздухоохладитель, воздухонагреватель, приточный вентилятор, вытяжной вентилятор (см. рис. 4).

20_4

Рис. 4. Принципиальная схема вентиляционной установки

Сознательно было решено отказаться от установки зимнего увлажнителя.

Такое решение обусловлено климатическими характеристиками места строительства и возможностью небольшого увлажнения воздуха внутренними влаговыделениями внутри обеденного зала.

В летний период осушка воздуха осуществляется за счет охлаждения в воздухоохладителе до температуры 11°С (при максимальной нагрузке) и подается в помещение после нагрева в воздухонагревателе до температуры около 20°С (температура подачи в помещение).

Для ограничения энергозатрат летом в воздухонагревателе циркулирует вода, нагретая в конденсаторном блоке холодильной машины, обслуживающей напольное охлаждение, до температуры около 65°С с температурным перепадом подачи и возврата не менее 15°С. Зимой вода нагревается в конденсационном котле, утилизирующем теплоту конденсации водяных паров из продуктов сгорания. Таким образом обеспечивается коэффициент полезного действия не менее 104 % (рассчитанный по низшей теплоте сгорания при температуре возвращаемой в блок воды 50°С).

Тот же конденсационный котел в зимний период обеспечивает теплом и воздухонагреватель, и напольное отопление. Благодаря своей электронике автоматически переключаются расходы подаваемой в систему воды, причем приоритетом по отношению к панельному отоплению пользуется запрос воздухонагревателя.

В контур воздухонагревателя включен бак-аккумулятор, сокращающий число циклов вкл./выкл. теплогенератора. Было решено обойтись без системы непрерывного приготовления воды, имеющей высокую температуру, с последующим подмешиванием обратной. Таким образом, разработчики в полной мере использовали преимущества, предоставляемые тепловым насосом.

Регулирование

Рассматриваемая система рассчитана на частые изменения тепловой нагрузки при ограничении температурных колебаний и минимизации расходов энергоресурсов. С этой целью в качестве регуляторов использованы свободно программируемые контроллеры. Расход и температура подаваемого приточного воздуха регулируются одним регулятором в зависимости от температуры и влажности наружного и внутреннего воздуха, а также показаний датчика качества внутреннего воздуха, тогда как второй регулятор управляет напрямую работой панельного отопления-охлаждения. Три датчика непрерывно контролируют состояние среды в помещении, управляя посредством регуляторов работой холодильных агрегатов, теплогенератора и трех заслонок, расположенных в приточном, вытяжном и рециркуляционном воздуховодах.

Обе системы регулирования взаимодействуют в случаях, когда для исключения выпадения конденсата на напольных панелях требуется обеспечить осушку приточного воздуха. В остальных случаях системы работают отдельно друг от друга (например, только в режиме вентилирования с охлаждением или без него).

Для обеспечения максимально комфортных условий, помимо энтальпийных датчиков, в системе использован датчик качества воздуха, предназначенный для обнаружения загрязняющих веществ, типичных для помещений, где разрешено курить, в частности, СО2 и органических летучих соединений (ОЛС).

В зависимости от концентрации данных веществ в воздухе регуляторы приводят в действие приточный и вытяжной вентиляторы. Вентиляторы могут работать на одной из трех скоростей (1500, 1000, 750 об./мин.).

Особенности работы системы в летний периодНизкая нагрузка

В летний период, если нагрузка ресторана невелика, напольное панельное охлаждение не выключается, а вентиляционная система работает с минимальным расходом приточного и вытяжного воздуха при автоматически устанавливаемой низкой скорости вентиляторов.

В таком режиме небольшой расход воздуха обеспечивает достаточно быструю подстройку системы осушки приточного воздуха под изменения состояния среды в помещении, а также рост эффективности теплообмена системы панельного охлаждения.

Настроенная на работу с низкой нагрузкой, предназначенная для этого холодильная машина, обеспечивает охлаждение пола, потребляя немногим более 1 кВт электроэнергии. Хладоноситель для осушки приточного воздуха готовится другой холодильной машиной, в контуре которой имеется бак-аккумулятор для сокращения циклов вкл./выкл.

Теплоаккумулирующие охлаждаемые полы и массивные наружные и внутренние стены здания образуют своего рода инерционный энергетический маховик, идущий в ход в период повышенной нагрузки.

Высокая нагрузка

Когда число посетителей заведения начинает заметно расти (часы перерыва на обед в организациях и вечернее время), растут расходы воздуха, подаваемого в залы. Вначале подается нейтральный воздух (т.е. имеющий температуру и влажность, близкие к параметрам внутреннего), затем все более холодный - при максимальной расчетной нагрузке разность температур приточного и вытяжного воздуха составляет около 6°С.

В состав приточно-вытяжной вентиляционной установки входит перекрестный рекуператор тепла для использования остаточной энергии вытяжного воздуха, что позволяет снизить энергозатраты на обработку больших расходов приточного. При благоприятных погодных условиях (температура наружного воздуха не превышает температуру рециркуляции) заслонка байпаса узла обработки воздуха закрывается, и система работает на прямотоке без обработки приточного воздуха.

Датчик температуры в приточном воздуховоде непрерывно контролирует температуру воздуха на выходе из воздухораспределителей, которая не должна выходить за рамки 20°С. В этих условиях посетители чувствуют себя комфортно.

Запускается система утром - заслонки устанавливаются на полную рециркуляцию, включаются вентиляторы. Только когда качество воздуха неудовлетворительно (а утром такое случается очень редко), заслонки переключаются на частичный приток свежего воздуха вместе с запуском вентиляторов.

Особенности работы системы в зимний период

Принцип работы системы в зимний период весьма прост. Заведение отапливается исключительно напольной панельной системой с регулированием температуры воды в подающей магистрали. Помещение вентилируется нейтральным воздухом, расход приточного изменяется ступенчато в зависимости от качества воздуха в помещении. В залах ресторана поддерживается температура воздуха по сухому термометру, равная 20°С при 40 % относительной влажности, а температура приточного воздуха также поддерживается около 20°С.

Выбор воздухораспределителей

На рисунке 5 приведено расположение воздухораспределителей в рассматриваемом заведении (они обозначены цифрами от 1 до 6). При выборе модели воздухораспределителя и определении его типоразмера были приняты в расчет следующие параметры: форма и размеры ресторана, тепловая нагрузка залов, расположение столиков и, самое главное, зона повышенной подвижности воздуха вокруг воздухораспределителей.

20_5

Рис. 5. План помещения. Указаны приточный (синий) и вытяжной (красный) воздуховоды, места установки воздухораспределителей (обозначены цифрами от 1 до 6) и зоны повышенных скоростей воздуха вокруг них

Последний показатель считается чрезвычайно важным, поскольку определяет границы участка вокруг воздухораспределителей, где скорость воздуха достигает допустимого уровня. Для рассматриваемого ресторана были закуплены воздухораспределители, у которых зона с превышающей установленный предельный уровень (0,2 м/с) скоростью имела приемлемые размеры.

Воздухораспределители ресторанных залов оборудованы такими соплами, которые позволяют изменять геометрию приточного факела.

На рисунке 6 смоделирован характерный приточный факел на выходе из воздухораспределителя.

20_6Панели отопления-охлаждения

В панелях использованы трубы диаметром 14 мм, уложенные в змеевик с постоянным шагом 10 см. Укладка труб производилась в обычном порядке.

При этом особое внимание было обращено на надежность теплоизоляции трубопровода на участке вблизи коллектора (см. рис. 7).

20_7

Рис. 7. Схема раскладки труб в напольных панелях, установленных в ресторане

Это объясняется тем, что повышенная концентрация труб на участке вблизи коллектора может послужить причиной неуправляемого снижения температуры поверхности панели с последующим образованием конденсата.

Ко всему сказанному выше о регулировании работы панелей в летний период следует добавить, что температура холодной воды внутри панели постоянно поддерживается выше точки росы внутреннего воздуха, при этом температура в подающей магистрали изменяемая от 15 до 21°С с разностью между подающей и обратной около 5°С. Температура точки росы рассчитывается определенным узлом в соответствии с показаниями энтальпийного датчика, установленного в зале (зал 1). Температура поверхности пола непрерывно контролируется, чтобы, с одной стороны, осуществлять охлаждение зала, а с другой - не допускать образования нежелательного конденсата.

Основные технические характеристики
  • Холодопроизводительность холодильной машины для воздухоохладителя - 21,3 кВт
  • Холодопроизводительность холодильной машины для панелей - 6,3 кВт
  • Расход приточного воздуха - 2900 м3/ч (макс.)
  • Расход вытяжного воздуха - 2500 м3/ч (макс.)
  • Тепловая мощность конденсационного котла - 18 кВт

Практическое воплощение

Серьезные препятствия в реализации проекта были отмечены по ходу прокладки воздуховодов в стенах ресторанного зала. Работа осложнялась тем, что, помимо горизонтальных ответвлений воздуховодов, внутри несущих конструкций необходимо было проложить вертикальные, в том числе ответвления к горловинам воздухораспределителей. Последние были "утоплены" в несущую стену (крупные распределители на глубину около 47 см, мелкие - на 35 см), при этом несущая способность стены не ослаблена.

20_8

Рис. 8. Разрезы двух встроенных воздухораспределителей, использованных в рассматриваемом ресторане.

В ходе прокладки электропроводки и разводки сети управления системами пришлось решать проблемы, типичные для работ по реконструкции зданий, имеющих определенный возраст.

В частности, в рассматриваемом ресторане возведены сводчатые потолки, а толщина несущих стен на некоторых участках превышает 60 см. В этой связи целый ряд серьезных проблем удалось решить только при активном участии профессионального архитектора.

Что же касается системы регулирования, то следует подчеркнуть, что интеграция электронных узлов управления системой панельного отопления-охлаждения в пульт управления обслуживающей ее холодильной машины позволила значительно упростить электрическую схему контура и существенно сэкономить на сроках и условиях прокладки инфраструктуры системы.

^Заключение

Выполненная разработка и реализация проекта представляется достаточно непростой, однако весьма интересной. Несомненно, главным его достижением является то, что была "придумана" система, отличная от традиционного "пакета", отработанного и знакомого до мелочей со всеми достоинствами и недостатками, - пакета, привязка, оптимизация и раскладка которого, имея перед глазами расчетные параметры (смета расходов, показатели мощности узлов, скорости воздушных потоков), производятся в кратчайшие сроки. Конечно, хороший профессионал расчеты и такого "пакета" проверит и перепроверит, но за спиной у него всегда будут тысячи уже реализованных подобных проектов и уверенность в непогрешимости общей идеи. Впрочем, справедливости ради следует сказать, что с технической точки зрения, когда "ознакомительный" барьер преодолен, разработанный проект особых сложностей не вызывает. В концептуальном плане разработчики применяли известные принципы расчета узлов за исключением, быть может, конфигурации и сопряжения различных электронных систем, не предназначенных для работы в сложной интегрированной системе подобной той, что описана в статье. Когда были сняты трудности начального периода (во многом благодаря дальновидности и чуткости руководства, а также высокому профессионализму работников), окончательный расчет системы и реализация проекта не заняли много времени. В свете сказанного можно утверждать, что установленная система позволила обеспечить хорошие комфортные условия для посетителей заведения как в летний, так и в зимний периоды во всех залах ресторана с улучшенной очисткой воздуха в зонах обслуживания. Несмотря на то, что везде в ресторане посетителям разрешено курить, до сих пор не было отмечено ни одного случая подмешивания загрязненного воздуха к нижней зоне заведения, поскольку столбики табачного дыма свободно уходят в зону вытяжки, не испытывая практически никаких сторонних возмущений. В частности, особенно в летний период, в ресторане ощущаются приятные освежающие конвективные потоки, обтекающие сидящих за столиками и удаляющие дым и испарения.

В завершение добавим, что реализованный проект позволил добиться подтвержденной существенной экономии энергоресурсов в сравнении с традиционными системами кондиционирования в основном благодаря вытесняющей вентиляции, применению теплового рекуператора, ступенчатому регулированию скорости вентиляторов, регулированию угла раскрытия струи в соответствии с нагрузкой и, наконец, использованию при нагреве воды конденсатора холодильной машины для напольных панелей в летнее время и конденсационного котла в зимний период. В результате заказчик оценил проект более чем удовлетворительно.

Перепечатано из журнала RCI № 3/96,
перевод с итальянского С.Н.Булекова

Вентиляция предприятий сферы обслуживания

Вентиляция предприятий сферы обслуживания

Для предприятий сферы обслуживания, в частности, гостиниц, административных площадей, торговых центров требуется постоянно действующая вентиляция. При этом принципиальные схемы могут быть различны в зависимости от назначения помещений.

В каждом конкретном случае вентиляция имеет свои особенности.

Гостиницы

Почти все гостиницы оборудуются вентиляционно-конвекторными системами с подачей первичного воздуха для климатизации номеров. Чаще всего вентиляционно-конвекторная система устанавливается в коробе, оборудуемом за входной дверью. Вентиляционно-конвекторная установка формирует смесь из полностью наружного и рециркуляционного воздуха, которая подается в номер через прямоугольную горловину. Рециркуляционный воздух отводится через воздухозаборник, как правило, смонтированный в нижней плоскости короба.

При этом воздух отбирается на рециркуляцию не полностью: часть воздуха отводится через ванную комнату расположенным там вытяжным вентилятором, соединенным с отводящим воздуховодом.

Объемы вытяжного воздуха всегда меньше объемов приточного наружного воздуха, что создает в номерах небольшое избыточное давление. Объемы приточного наружного воздуха, необходимые для каждого конкретного номера, должны определяться либо на основе действующих в данном регионе норм и правил, либо рекомендаций местных органов санитарного контроля, либо положений стандарта UNI 10399. Вытяжные короба, удаляющие воздух из ванных комнат, выводятся на кровлю. В больших гостиницах их довольно много, что может создавать серьезные проблемы с выбором места для размещения устройств забора приточного наружного воздуха либо агрегатов первичной обработки наружного воздуха. Следует категорически исключить попадание отводимых масс загрязненного воздуха в обслуживаемую среду через заборники наружного воздуха.

Для ресторанных залов, конференц-залов и пр. рекомендуется применять приточно-рециркуляционные системы. В этом случае система подает в помещение смесь наружного и рециркуляционного воздуха. Смешивание производится внутри воздухообрабатывающего агрегата, который при этом отводит часть отработанного воздуха рециркуляции посредством системы взаимодействующих заслонок. И в этом случае тоже объемы подаваемого наружного воздуха будут больше объемов отводимого воздуха, вследствие чего в помещении поддерживается небольшое избыточное давление. Соответственно, определение требуемых объемов наружного воздуха производится по упомянутому выше принципу.


Предприятия общественного питания

Вентиляция на предприятиях общественного питания должна отвечать следующим требованиям:

  • обеспечивать отвод дымовых газов, запахов и пр.;
  • предотвращать чрезмерный рост относительной влажности;
  • поддерживать температуру среды на уровне, комфортном для посетителей;
  • поддерживать пониженное давление по отношению к смежным помещениям, предотвращая распространение запахов.

Как правило, производится около 20-30 обменов объемов воздуха в час либо из расчета 60-90 м3/ч на квадратный метр площади. Для поддержания пониженного давления на требуемом уровне необходимо, чтобы объем подаваемого наружного воздуха не превышал 85 % объема отводимой массы. На кухне в зимний период общепринятой считается температура 22-24°С, летом она может повышаться до 25-30°С. Зимой следует регулировать температуру подаваемого наружного воздуха, чтобы избежать образования конденсата, холодных сквозняков и т. п.

В большинстве случаев вытяжка на кухне обеспечивается через вытяжной зонт. Обычный вытяжной зонт представляет собой короб, который закрепляется над кухонной плитой и выведен наружу через воздуховод, где смонтирован вытяжной вентилятор. Хотя большая часть дымов отводится наружу, незначительная часть дымов остается в помещении и растворяется поступающим сменным воздухом. От эффективности работы вытяжного короба зависят объемы сменного воздуха, требующегося для поддержания концентрации в воздухе загрязняющих газов на должном уровне. Объемы воздуха тем больше, чем ниже эффективность.

Существуют и другие факторы, связанные с особенностями установки, влияющие на объемы требующегося свежего воздуха: высота установки зонта от пола, площадь покрытия пространства над кухонной плитой, наличие или отсутствие боковых стенок и т. д. На эффективность влияет скорость воздуха: обычно она принимается порядка 0,15-0,3 м/с в зависимости от размеров зонта. С учетом значительных объемов сменяемого воздуха традиционные вытяжки имеют высокий уровень энергопотребления.

Административные помещения

В большинстве случаев климатизация административных помещений в Италии обеспечивается вентиляционно-конвекторными системами, на две или четыре трубы плюс первичный воздух. В таких установках вентиляция обеспечивается наружным воздухом. Объемы требующегося сменного воздуха определяются региональными нормативными актами, рекомендациями ASL либо нормативами UNI 10339. В помещениях без отдельных кабинетов (open space) используются полностью воздушные установки.

Вентиляция туалетных комнат осуществляется, естественно, отдельно от остальных по отдельным воздуховодам на крышные вытяжные зонты.

Торговые центры

Обычно установленные здесь системы полностью воздушные. По многоэтажным торговым сооружениям следует иметь в виду два обстоятельства:

  1. Чем выше этаж, тем ниже посещаемость. Например, на четвертом этаже покупателей существенно меньше, чем на первом. Отсюда необходимость спроектировать такую систему вентиляции, которая учитывала бы меньшую плотность посетителей.
  2. Как правило, на верхних этажах, особенно за рубежом, для привлечения покупателей размещают рестораны и закусочные. Наличие закусочных и ресторанов ставит ряд специфических проблем по вентиляции и отводу отработанной воздушной массы. В многоэтажных сооружениях такого рода с широким открытым пространством типа атриума посередине могут возникнуть определенные сложности с вентиляцией, разработка которой требует высокой квалификации инженерно-технических специалистов.
Современные системы вентиляции

Вышеописанные случаи - лишь некоторые из множества возможных, которые могут встретиться в сфере услуг. Они, однако, представляются достаточно показательными в описании общих принципов организации вентиляции в зданиях, оснащенных системами климатизации. И хотя, как уже говорилось, системы климатизации, чаще всего встречающиеся в Италии, имеют весьма узкую типологию, в последнее время все более широкое применение находят новые воздухораспределительные системы, имеющие свои особенности в плане обеспечения вентиляции. Это распределительные системы и в меньшей степени системы с тканевыми или ПВХ воздуховодами.

Распределительные системы

Распределительные воздушные диффузоры были разработаны с целью обеспечения эффективного обеззараживания среды промышленных или торговых предприятий. Они представляют собой конструкцию из перфорированного листа, чаще всего вертикальную, различной конфигурации, устанавливаемую напольно непосредственно в помещении. Конструкция может быть отдельно стоящей или встроенной в стену или колонну. Правда, последние модели уже можно устанавливать и настенно.

Вверху или внизу, в зависимости от конструкции, диффузоры оборудуются круглой муфтой, через которую они соединяются с воздуховодами. Воздух распределяется через перфорированные стенки конструкции в горизонтальном направлении с раскрытием струи 90, 180 или 3600 на малой скорости (0,25 м/с), имеет температуру чуть ниже, чем в помещении. Воздух, поступивший из диффузора, нагреваясь от соприкосновения с теплыми поверхностями машин, компьютеров и пр., устремляется вверх, унося с собой загрязняющие вещества, образующиеся в нижней части помещения. Данный процесс приводит к образованию на определенной высоте пограничного разделительного слоя: снизу поддерживается требуемая чистота и температура воздуха, сверху накапливается отработанная воздушная масса, имеющая повышенную температуру.

Высоту расположения пограничного слоя можно регулировать. Она, помимо прочего, определяется характеристиками самого диффузора, объемами поступающего свежего воздуха, его температурой и т. п. Применение распределительных диффузоров позволяет использовать толкающие усилия первичной воздушной массы, которая, не смешиваясь с воздухом среды, словно поршень перемещает его вверх за пограничный слой. Распределительная вентиляция может осуществляться только в том случае, если свежий воздух имеет температуру ниже температуры воздуха среды. Если воздух будет теплее, то произойдет простое перемешивание обеих масс.

В промышленных помещениях температура подаваемого свежего воздуха должна поддерживаться на уровне 16°С и никак не должна опускаться ниже 15°С. В торговых помещениях температура должна быть более теплой - примерно 18°С. Соответственно, температурный дифференциал составит 2-5°С для торговли и 6-8°С для промышленности. Вертикальный температурный градиент около 1,5°С/м.

Мощность распределительных диффузоров, имеющихся на рынке, варьируется от 100 до 5 000 м3/ч в зависимости от модели. Отвод отработанной воздушной массы осуществляется через воздухозаборные решетки, установленные в верхней части помещения. Как правило, система работает полностью на наружном воздухе. Воздушный поток, выйдя из диффузора, движется вначале по типу каскада, но вскоре переходит на движение по плоскости и, образуя однородный слой по всей обслуживаемой площади, обеспечивает эффективную воздушную промывку помещения.

Системы с тканевыми или ПВХ воздуховодами-диффузорами

Воздуховоды-диффузоры из ткани или ПВХ появились недавно. Они гигиеничны, функциональны и пригодны к использованию в самых разных помещениях.

Они имеют ряд любопытных преимуществ перед традиционными воздуховодами из листового металла. Главные из них: незначительная масса, умеренная стоимость, быстрота и простота установки, возможность фильтрации воздуха (для тканевых воздуховодов), равномерность распределения воздуха, возможность стирки, широкий диапазон рабочих температур.

Тканевые воздуховоды изготавливаются из различных тканей типа полиэстер, номекс, тревира и моноволоконный нейлон. Такие воздуховоды обеспечивают равномерное распределение воздуха по всей площади и длине помещения. В помещении не образуются сквозняки. Кроме того, материал, из которого выполнены воздуховоды, обеспечивает выраженный эффект фильтрации, что способствует улучшенной очистке воздуха. Некоторые модели диффузоров изготавливаются из ткани со специальной пропиткой с калиброванными отверстиями, выполняющими функции высоко-индуктивных подающих форсунок.

Воздуховоды из ПВХ также оснащены отверстиями, которые выполняют роль форсунок для подачи воздуха и расположены в соответствии с проектными требованиями. Все эти воздуховоды позволяют осуществлять установку систем низкого давления (значения статического давления от 40 до 350 Па). Номинальные диаметры предлагаемых воздуховодов - от 100 до 1 600 мм. Воздуховоды-диффузоры имеют цилиндрическую или полуцилиндрическую форму. Первые подвешиваются различными способами под потолок. Полуцилиндрические диффузоры крепятся непосредственно к потолку специальными крепежными профилями. Воздуховоды-диффузоры из ПВХ пригодны к использованию на зоотехнических, животноводческих предприятиях и пр. и обеспечивают отопление и вентиляцию.

Забор наружного воздуха

Для хорошей вентиляции отбор наружного воздуха является определяющим.

Наружный воздух следует забирать из такой точки (или точек), где можно гарантированно утверждать, что воздух не содержит загрязняющих веществ: выхлопных газов транспортных средств, отводов отработанных воздушных масс, тумана, образуемого охлаждающими башнями, бытовых и промышленных дымоотводов и пр. Выбор места установки воздухозабора требует детального ознакомления с площадкой, внимательного изучения данных по розе ветров и определенного опыта работы с аналогичными проектами. Некоторые нормативные акты устанавливают минимальные значения высоты установки воздухозаборных решеток (не ниже, чем 3 м от поверхности земли во дворах и 6 м на неогражденных территориях). Те же нормативы требуют, чтобы воздухозабор устанавливался на безопасном расстоянии от дымоотводов и других источников загрязнения.

Забор воздуха может производиться и через настенные решетки, если под стеной размещается воздухообрабатывающая подстанция. Воздух можно забирать и через специально придуманные элементы конструкции, если не хочется нарушать общую эстетику фасада сооружения. Такие решения обеспечивают большую гибкость в определении наиболее защищенной точки для установки воздухозабора.

Перепечатано с сокращениями из журнала GT.
Перевод с итальянского С. Н. Булекова

Естественная вентиляция жилых зданий

Естественная вентиляция жилых зданий

Е.Х. Китайцева, Е.Г. Малявина, доценты МГСУ

35_0

От эффективности работы вентиляции зависит качество воздуха, которым мы дышим. Недооценка влияния воздухообмена на состояние воздушной среды в жилых квартирах приводит к существенному ухудшению самочувствия проживающих в них людей.

Нормативы воздухообмена жилых зданий

СНиП 2.08.01-89 "Жилые здания" рекомендует следующую схему воздухообмена квартир: наружный воздух поступает через открытые форточки жилых комнат и удаляется через вытяжные решетки, установленные в кухнях, ванных комнатах и туалетах.

Воздухообмен квартиры должен быть не менее одной из двух величин: суммарной нормы вытяжки из туалетов, ванных комнат и кухни, которая в зависимости от типа кухонной плиты составляет 110 - 140 м3/ч, или нормы притока, равной 3 м3/ч на каждый м2 жилой площади. В типовых квартирах, как правило, первый вариант нормы оказывается решающим, в индивидуальном - второй. Так как этот вариант нормы для больших квартир приводит к неоправданно завышенным расходам вентиляционного воздуха, в московских региональных нормах МГСН 3.01-96 "Жилые здания" предусматривается воздухообмен жилых комнат с расходом 30 м3/ч на одного человека. В большинстве случаев проектными организациями эта норма трактуется как 30 м3/ч на одну комнату. В результате в больших муниципальных (не элитных) квартирах воздухообмен может быть занижен.

Способы вытяжной вентиляции

В жилых зданиях массовой застройки традиционно выполняется естественная вытяжная вентиляция. В начале массового жилищного строительства применялась вентиляция с индивидуальными каналами от каждой вытяжной решетки, которые соединялись с вытяжной шахтой непосредственно или через сборный канал на чердаке. В зданиях до четырех этажей эта схема применяется до сих пор. В высоких домах для экономии места через каждые четыре - пять этажей несколько вертикальных каналов объединялось одним горизонтальным, от которого далее воздух направлялся к шахте по одному вертикальному каналу.

В настоящее время принципиальным решением систем естественной вытяжной вентиляции многоэтажных зданий является схема, включающая в себя вертикальный сборный канал - "ствол" - с боковыми ответвлениями - "спутниками". Воздух поступает в боковое ответвление через вытяжное отверстие, расположенное в кухне, ванной комнате или туалете и, как правило, в междуэтажном перекрытии над следующим этажом перепускается в магистральный сборный канал. Такая схема значительно компактнее системы с индивидуальными каналами, может быть аэродинамически устойчивой и отвечает требованиям противопожарной безопасности.

Каждая вертикаль квартир может иметь два "ствола": по одному осуществляется транзит воздуха из кухонь, по другому - из туалетов и ванных комнат. Допускается использовать один "ствол" для вентиляции кухонь и сантехкабин при условии, что место присоединения боковых ответвлений к сборному каналу в одном уровне должно быть выше уровня обслуживаемого помещения не менее чем на 2 м. Один или два последних этажа часто имеют индивидуальные каналы, не связанные с общим магистральным "стволом". Это происходит, если конструктивно невозможно подсоединить верхние боковые каналы к магистральному по общей схеме.

В типовых зданиях основным элементом системы естественной вентиляции является поэтажный вентблок. В зданиях, строящихся по индивидуальным проектам, вытяжные воздуховоды чаще всего выполняются в металле.

Вентблок включает в себя участок магистрального канала одного или нескольких боковых ответвлений, а также отверстие, соединяющее вентблок с обслуживаемым помещением. Сейчас боковые ответвления подключаются к магистральному каналу через 1 этаж, тогда как более ранние решения предусматривали подключение через 2 - 3 и даже через 5 этажей. Междуэтажный стык вентблоков является одним из самых ненадежных мест системы вытяжной вентиляции. Для его герметизации до сих пор иногда используется цементный раствор, укладываемый на месте по верхнему торцу нижележащего блока. При установке следующего блока раствор выдавливается и частично перекрывает сечение вентиляционных каналов, вследствие чего меняется их характеристика сопротивления. Кроме того, отмечались случаи негерметичной заделки стыка между блоками. Все это приводит не только к нежелательному перераспределению воздушных потоков, но и к перетеканию воздуха через вентиляционную сеть из одних квартир в другие. Использование специальных герметиков все же приводит к желаемому результату в условиях трудоемкости операции заделки при труднодоступности шва.

В целях сокращения теплопотерь через потолок верхнего этажа и для повышения температуры на его внутренней поверхности большинство типовых проектов многоэтажных зданий предусматривает устройство "теплого чердака" высотой около 1,9 м. В него поступает воздух из нескольких сборных вертикальных каналов, что делает чердак общим горизонтальным участком системы вентиляции. Удаление воздуха из чердачного помещения осуществляется через одну на каждую секцию дома вытяжную шахту, устье которой в соответствии со СНиП "Жилые здания" располагается на 4,5 м выше перекрытия над последним этажом.

При этом вытяжной воздух на чердаке не должен остывать, в противном случае увеличивается его плотность, что приводит к опрокидыванию циркуляции или снижению расхода вытяжки. У пола чердака над вентблоком устраивается оголовок, внутри которого, как правило, подсоединяются боковые каналы последнего этажа к магистральному. При выходе из оголовка в "стволе" воздух движется с высокой скоростью, поэтому к нему за счет эжекции подсасывается вытяжной воздух из боковых каналов последнего этажа.

Так как одни и те же вентблоки используются в зданиях от 10 до 25 этажей, то для 10 - 12-этажного здания скорость воздуха в магистральном канале при выходе на "теплый чердак" недостаточна для эжекции воздуха из бокового ответвления верхнего этажа. В результате этого, при отсутствии ветра или при ветре, направленном на противоположный для рассматриваемой квартиры фасад, нередки случаи опрокидывания циркуляции и задувания вытяжного воздуха других квартир в квартиры последнего этажа.

Расчетным для естественной вентиляции является режим открытых форточек при температуре наружного воздуха +5°С и безветренной погоде. При понижении температуры наружного воздуха тяга увеличивается, и считается, что проветривание квартир только улучшается. Рассчитывается система изолированно от здания. В то же время расход удаляемого системой воздуха является всего лишь одной составляющей воздушного баланса квартиры, в котором кроме него значимую роль могут играть расходы воздуха, инфильтрующегося или эксфильтрующегося через окна и поступающего или выходящего из квартиры через входную дверь. При разных погодных условиях и направлениях ветра, открытых или закрытых форточках составляющие этого баланса перераспределяются.

Кроме конструктивных решений самой системы и погодных условий - температуры и ветра - на работу естественной вентиляции оказывают влияние высота здания, планировка квартиры, ее связь с лестнично-лифтовым узлом, размеры и воздухопроницаемость окон и входных в квартиру дверей. Поэтому нормы плотности и размеров этих ограждений тоже следует считать имеющими отношение к вентиляции, как и рекомендации по планировке квартир.

Воздушная среда в квартире будет лучше, если квартира обеспечена сквозным или угловым проветриванием. Обязательной эта норма по СНиП "Жилые здания" является только для зданий, проектируемых для III и IV климатических районов. Однако в настоящее время и для средней полосы России архитекторы стараются размещать в здании квартиры так, чтобы они удовлетворяли этому условию.

Требования к входным дверям и окнам

К входным дверям в квартиры СНиП'ом "Строительная теплотехника" предъявляется требование высокой герметичности, обеспечивающей воздухопроницаемость не более 1,5 кг/ч·м2, что практически должно отсечь квартиру от лестнично-лифтовой шахты. В реальных условиях добиться требуемой плотности квартирных дверей удается далеко не всегда. На основании многочисленных исследований, проводимых в 80-х годах ЦНИИЭП инженерного оборудования, МНИИТЭП'ом, известно, что в зависимости от степени уплотнения притворов дверей значения их аэродинамической характеристики сопротивления отличаются почти в 6 раз. Неплотность квартирных дверей порождает проблему перетекания отработанного воздуха из квартир нижних этажей по лестничной клетке в квартиры верхних этажей, в результате чего даже при хорошо работающей вытяжной вентиляции приток свежего воздуха значительно сокращается. В зданиях с односторонним расположением квартир эта проблема усугубляется. Схема формирования воздушных потоков в многоэтажном здании с неплотными квартирными дверями показана на рис. 1. Одним из способов борьбы с перетеканием воздуха через лестничную клетку и лифтовую шахту является устройство поэтажных коридоров или холлов, имеющих дверь, отделяющую лестнично-лифтовый узел от квартир. Однако такое решение при неплотных квартирных дверях усиливает горизонтальное перетекание воздуха из односторонних квартир, выходящих на наветренный фасад, в квартиры заветренной ориентации.

35_1

Воздухопроницаемость окон жилых зданий по СНиП "Строительная теплотехника" не должна превышать 5 кг/ч·м2 для пластиковых и алюминиевых окон, 6 кг/ч·м2 - для деревянных. Их размеры, исходя из норм освещенности, определяются СНиП "Жилые здания", ограничивая отношение площади световых проемов всех жилых комнат и кухонь квартиры к площади пола этих помещений величиной не более 1:5,5.

При естественной вытяжной вентиляции окна играют роль приточных устройств. С одной стороны малая воздухопроницаемость окон приводит к нежелательному сокращению воздухообмена, а с другой - к экономии теплоты на подогрев инфильтрационного воздуха. При недостаточной инфильтрации вентиляция осуществляется через открытые форточки. Невозможность отрегулировать положение створок форточек вынуждает жильцов иногда использовать их только для кратковременного проветривания помещений даже при ощутимой духоте в квартире.

Рис. 1. Формирование воздушных потоков в многоэтажном здании


Приточные устройства

Альтернативным вариантом неорганизованного притока являются приточные устройства различных конструкций, установленные непосредственно в наружных ограждениях. Рациональное размещение приточных устройств в сочетании с возможностью регулировать расход приточного воздуха позволяет считать их установку достаточно перспективной.

Натурные исследования и многочисленные расчеты воздушного режима здания позволили выявить общие тенденции изменения составляющих воздушного баланса квартир при изменении погодных условий для различных зданий.


При понижении температуры наружного воздуха увеличивается доля гравитационной составляющей в разности давления снаружи и внутри жилого дома, что приводит к увеличению расходов инфильтрации через окна на всех этажах здания. Более существенно это увеличение сказывается на нижних этажах здания.

Увеличение скорости ветра при неизменной температуре наружного воздуха вызывает увеличение давления только на наветренном фасаде здания. Наиболее сильно изменение скорости ветра влияет на перепады давлений верхних этажей высоких зданий. Скорость и направление ветра оказывают более сильное воздействие на распределение воздушных потоков в системе вентиляции и расходы инфильтрации чем температура наружного воздуха. Изменение температуры наружного воздуха от -15°С до -30°С приводит к такому же увеличению воздухообмена в квартире как и увеличение скорости ветра от 3 до 3,6 м/с. Возрастание скорости ветра не сказывается на расходе воздуха, удаляемого из квартиры заветренного фасада, однако при плохих входных дверях приток в них уменьшается через окна и увеличивается через входные двери. Влияние гравитационного давления, ветра, планировки, сопротивления воздухопроницанию внутренних и наружных ограждающих конструкций для зданий повышенной этажности выражено более резко, чем в зданиях малой и средней этажности.

35_3

Рис. 3. Схема регулируемого приточного клапана, устанавливаемого в стену

  1. Регулировочная ручка
  2. Крышка из пластика на основе сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола
  3. Фильтр PPI-15
  4. Узел регулировки
  5. Корпус из пластика на основе сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола
  6. Прокладка из термопластичной пластмассы и резины
  7. Впускной воздушный канал диаметром 133/125 из полиэтилена высокой плотности
  8. Шумоглушитель из минеральной ваты
  9. Наружная решетка US-AV из формованного алюминия, снабженная сеткой для предотвращения попадания насекомых

В связи с установкой в здании плотных окон устройство только вытяжной системы оказывается неэффективным. Поэтому для подачи притока в квартиры используются как различные устройства (специальные аэроматы в окнах, имеющие довольно большое аэродинамическое сопротивление и не пропускающие шум с улицы (рис. 2), приточные клапаны в наружных стенах (рис. 3), так и проектируется механическая приточная вентиляция.

За рубежом получили распространение в жилищном строительстве механические системы вытяжной вентиляции, особенно для зданий повышенной этажности. Эти системы отличает устойчивая работа во все периоды года. Наличие малошумных и надежных в работе крышных вентиляторов (аналогичными вентиляторами оборудуются и шахты мусоропровода) сделало такие системы достаточно массовыми. Для притока воздуха в оконных переплетах устанавливаются, как правило, аэроматы.

К сожалению отечественный опыт применения общих для здания или стояка систем механической вентиляции связан с рядом проблем, о чем свидетельствовал пример эксплуатации в Москве десятков 22-этажных зданий серии И-700А. По состоянию воздушной среды в свое время они были признаны аварийными. Следствием конструктивных и монтажных дефектов, а также плохой эксплуатации (неработающие вентиляторы) является недостаточное удаление воздуха в целом из всех квартир и перетекание его из одних квартир по неработающей системе в другие. Отмечены и другие недостатки, связанные с плохой герметичностью систем и сложностью их монтажной регулировки.

В лучшем положении, с точки зрения эксплуатации вентиляторов, находятся квартиры с индивидуальными вентиляторами. К ним относятся квартиры ряда типовых зданий, где на последних этажах в индивидуальные вытяжные каналы устанавливаются небольшие осевые вентиляторы.

Большое число нареканий на работу систем естественной вентиляции сделало правомерным вопрос: а может ли такая система работать хорошо при различных погодных условиях? Ответ на этот вопрос было решено получить методом математического моделирования путем совместного рассмотрения воздушного режима всех помещений здания с системой вентиляции, позволяющим выявить достоверную качественную и количественную картину распределения воздушных потоков в здании и системе вентиляции.

Пример расчета

Для исследования было выбрано 11-этажное одноподъездное здание, в котором все квартиры имеют угловое проветривание. Два последних этажа занимают двухуровневые квартиры. Площади окон и их воздухопроницаемость в здании соответствуют нормам так же как и воздухопроницаемость дверей (воздухопроницаемость окон 1-го этажа равнялась 6 кг/ч·м2, а дверей - 1,5 кг/ч·м2). В лестничной клетке на всех этажах имеются окна. В каждой квартире расположено два "ствола" систем естественной вытяжной вентиляции, выполненной в металле. Все системы вентиляции были приняты такими, как они рассчитаны проектной организацией. Магистральные каналы предусмотрены одного диаметра по высоте. Диаметры боковых ответвлений также выполнены одинаковыми. Для боковых ответвлений подобраны диафрагмы, выравнивающие расходы вытяжного воздуха по этажам. Высота шахты над полом верхнего технического этажа возвышается на 4 м.

Расчетом определялись расходы воздуха, составляющие воздушный баланс каждой квартиры при различных наружных температурах, скорости ветра и при открытых и закрытых форточках.

Кроме основного вышеописанного варианта, были рассмотрены варианты с квартирными дверями, соответствующими воздухопроницаемости 15 кг/ч·м2 при разности давлений в 10 Па и с окнами, обеспечивающими воздухопроницаемость 10 кг/ч·м2 на первом этаже при наружной температуре -26°С.

Результаты расчета для квартиры с требуемым расходом вытяжки 120 м3/ч·м2 представлены на

Свидетельствует о том, что при нормативных окнах и дверях и закрытых форточках расходы удаляемого через вытяжную вентиляцию воздуха практически равны расходам инфильтрационного воздуха в течение всего отопительного сезона при ветре и при безветрии. Через квартирные двери практически нет движения воздуха (все двери работают на приток с расходом 0,5 - 3 м3/ч·м2). Через окна наветренного и заветренного фасадов наблюдается инфильтрация. Расходы на верхнем этаже относятся к двухуровневой квартире, что и объясняет увеличенные значения расходов. Видно, что вентиляция работает достаточно равномерно, но при закрытых окнах нормы воздухообмена не выполняются даже при температуре наружного воздуха -26°С и лобовом ветре 4 м/с на один из фасадов квартиры.

На рис. 4б показано изменение расходов воздуха того же варианта ограждений в здании, но при открытых форточках. Двери по-прежнему изолируют квартиры всех этажей от лестничной клетки. При +5°С и безветрии воздухообмен квартир близок к нормативному с небольшим перерасходом на первых этажах (кривые 3). При температуре наружного воздуха -26°С и ветре 4 м/с воздухообмен превышает нормативный в 2,5 - 2,9 раза. Причем форточки наветренного фасада (кривая 1н) работают на приток, а бокового - на вытяжку (кривая 1б). Система вентиляции удаляет воздух с большим перерасходом. На этом же рисунке показаны расходы воздуха в теплый период года (температура наружного воздуха по параметрам А). Разность между температурами наружного и внутреннего воздуха 3°С. При ветре 3 м/с через окна одного фасада воздух поступает (кривая 5н), через окна другого - удаляется (кривая 5б). Воздухообмен достаточен. При безветрии (или при заветренном фасаде) все окна компенсируют вытяжку, которая составляет от 35 до 50% нормы (кривые 4).

Рисунки 4в и 4г иллюстрируют те же режимы, что и рисунки 4а и 4б, но при дверях с увеличенной воздухопроницаемостью. Видно, что вентиляция работает по-прежнему устойчиво. При закрытых форточках перетекание воздуха через квартирные двери незначительно, при открытых - в нижних этажах воздух уходит через двери в лестничную клетку, в верхних - поступает в квартиры. На рис. 4г расходы воздуха через двери относятся к вариантам 1 и 5. В вариантах 3 и 4 расходы воздуха через двери незначительны.

Варианты окон и дверей повышенной воздухопроницаемости при закрытых форточках приведены на рис. 4д. Расчеты показывают, что при воздухопроницаемых окнах инфильтрация обеспечивает вентиляционную норму воздуха только в самый холодный период года.

Заключение

В квартирах с двухсторонней ориентацией естественная вентиляция может работать хорошо большую часть года, если она правильно рассчитана и смонтирована. В жаркую погоду только воздействие ветра может обеспечить требуемый воздухообмен.

Современные нормы воздухопроницания окон заставляют задуматься о специальных мероприятиях по обеспечению притока наружного воздуха в квартиры.

Значительного улучшения воздушного режима жилых зданий можно добиться, если воздухопроницаемость квартирных дверей приблизить к нормативной. С одной стороны, норму воздухопроницаемости можно было бы даже несколько повысить, а с другой, необходимо дать подход к расчету требуемого сопротивления воздухопроницанию квартирных дверей. Сейчас невозможно подобрать двери, соответствующие норме, для зданий различной этажности и планировки с учетом климатических факторов.

Вентиляция помещений многоэтажных жилых зданий

Вентиляция помещений многоэтажных жилых зданий

В настоящее время за рубежом для вентиляции помещений многоэтажных зданий используются три системы вентиляции:

  • механическая вентиляция;
  • естественная вентиляция;
  • естественная вентиляция с использованием механических средств (приточных и вытяжных устройств).

Для устройства системы естественной вентиляции с применением механических средств имеется ассортимент технически совместимого оборудования (такое оборудование предлагает, в частности, французская компания "Астато").

I. Отверстия для притока воздухаpic1_1 pic1_2

Данные приточные отверстия обладают следующими характеристиками:

  • являются саморегулирующимися, что позволяет обеспечить одинаковый приток воздуха при разнице давления внутри и снаружи здания от 0 до 100 Па;
  • выполняют функцию обратного клапана, что позволяет избежать возникновения или усиления ветра в квартире, выходящей на две стороны здания. Это также позволяет избежать изменения направления тяги в вентиляционных шахтах, что может привести к нарушению удаления продуктов горения;
  • бесшумны благодаря звукоизолирующему кожуху, рассчитанному на 36 децибел.


Были разработаны три типа приточных отверстий расчитаных на 22, 30 и 45 м3/ч.

II. Вытяжные отверстия двойного действияpic2_1pic2_2pic2_3

Эти отверстия являются саморегулирующимися отверстиями двойного действия и предназначены для установки на вентиляционных шахтах влажных помещений.

Они могут быть использованы:

  • в естественной системе вентиляции;
  • в естественной системе вентиляции с применением дополнительного вытяжного вентилятора;

Существует два типа вытяжных отверстий:

  • для туалетов и ванных комнат;
  • для кухонь (с дополнительной заслонкой в вентиляционной шахте, которая открывается вручную, что позволяет увеличивать расход воздуха, и закрывается автоматически при помощи таймера).

Оба типа вытяжных отверстий являются саморегулирующимися, т. е. автоматически регулируют расход при понижении давления в вентиляционной шахте в пределах от 0 до 40 Па.

Благодаря способности вытяжного отверстия автоматически регулировать расход воздуха, независимо от перепада давления, существующего по обеим его сторонам, оно позволяет обеспечивать равномерность потоков воздуха во всем здании.

III. Вытяжные устройства-дефлекторы1. Статический дефлектор, предназначенный для естественной вентиляции.

1

pic3_1

 2

pic3_2

 3

pic3_3

 4

pic3_4

Дефлектор установлен на крыше на выходе вытяжного воздуховода и под воздействием ветра создает область пониженного давления в вытяжном воздуховоде для того, чтобы обеспечивать минимальный расход воздуха. Таким образом, расход отработанного воздуха всегда зависит от атмосферных условий.

 

Эта система не требует применения никаких механических средств, т. к. воздухообмен обеспечивается за счет:

  • подъемной силы, пропорциональной, с одной стороны, разнице плотности между удаляемым и наружным воздухом, с другой стороны высоте шахты;
  • одновременного воздействия ветра на выходную часть вентиляционной шахты и на фасады здания;
  • теплоизоляции воздуховода.
2. Дополнительный вытяжной вентилятор, предназначенный для системы естественной вентиляции с применением механических средств.pic4_1 pic4_2

Принцип применения - тот же, что и у естественной системы вентиляции, но расход воздуха может быть увеличен в определенные часы или при определенной температуре наружного воздуха при помощи дополнительного механического средства, а именно одного двигателя с крыльчаткой, подключенного к блоку питания, который включается при помощи таймера и датчика температуры.

Вентилятор может быть установлен на любом индивидуальном или коллективном воздуховоде, действующем независимо от других, или объединенных при помощи вытяжки. Объединение воздуховодов возможно только в том случае, когда они используются по одному и тому же назначению. Запрещается объединять воздуховоды различного назначения, например, для вентиляции и для удаления продуктов горения.

pic3_10pic3_9pic3_8Особенности представленной системы вентиляции
  • может быть использована на существующих воздуховодах;
  • позволяет снизить давление на 10/35 Па, что соответствует требованиям эксплуатации газовых приборов, подключенных к магистральному газопроводу;
  • позволяет легко отрегулировать приточно-вытяжную вентиляцию при помощи вытяжных отверстий двойного действия (обеспечить однородные потоки воздуха в здании в целом);
  • бесшумна в эксплуатации (скорость движения воздуха в воздуховодах порядка 2 м/с);
  • не создает сквозняков (приточные отверстия - саморегулирующиеся, действуют по принципу обратного клапана);
  • имеется прибор контроля температуры газовой колонки, который позволяет отключить котел в случае нарушений в работе, что обеспечивает дополнительную безопасность.

Материалы для статьи были представлены М. А. Малаховым,

Конструктор сайтов
Nethouse