Перевод статьи с сайта www.buildingscience.com ()

Любая система кондиционирования помещений предназначена для обеспечения комфортной и здоровой атмосферы в здании. Многие, пожалуй, даже большинство, систем спроектированы таким образом, что они не в состоянии обеспечить приток свежего воздуха и комфорт при минимальных затратах энергии. Как показывает практика, большая часть популярных систем отопления/кондиционирования воздуха для жилых и коммерческих помещений имеют фундаментальные изъяны в своей конструкции.

Нагрузка на систему кондиционирования зависит от функции здания, а также от характера эксплуатации и толщины стен. Однако даже для здания в форме куба с идеальной изоляцией, в котором живет старик-отшельник, необходима вентиляция. Кондиционирование воздуха в здании может осуществляться с помощью активного механического оборудования или пассивной системы. Однако эффективность системы определяется не ее способностью выдерживать высокие нагрузки, а в стабильности работы.

Давайте постараемся понять, как должна выглядеть идеальная система отопления, вентиляции и кондиционирования. Несмотря на то, что проектировщикам очень часто приходится идти на те или иные компромиссы, необходимо отдавать себе отчет в недостатках системы и оказываемыми ими влиянии. Данная статья посвящена описанию идеальной системы отопления, вентиляции и кондиционирования как для жилых помещений с одной зоной, занимаемых одной семьей, так и для разбитой на несколько зон жилой и коммерческой недвижимости. Статья содержит основные принципы обеспечения энергоэффективности, надежности, безопасности и комфорта для зданий, находящихся в любых климатических зонах.

Цель

Фундаментальное требование для любого здания - обеспечение безопасности и комфорта. Следовательно, необходимо обеспечить вентиляцию помещений, создавая приятную атмосферу для находящихся внутри людей. Кроме того, на систему вентиляции ложится нагрузка по отводу выделяемых зданием в атмосферу вредных веществ. Необходимый приток свежего воздуха может меняться в диапазоне от долей кубических метров до нескольких кубических метров в минуту на человека в зависимости от поставленных задач. Однако сложность заключается не в том, чтобы обеспечить нужный объем притока воздуха, а в том, чтобы гарантировать необходимое количество свежего воздуха. В большинстве случаев с помощью высокой интенсивности вентиляции проектировщики пытаются компенсировать сложности с доставкой нужного объема свежего воздуха.

Комфортная температура воздуха внутри здания может варьироваться в диапазоне от 20 до 24°C при относительной влажности воздуха от 20 до 60%. Чем шире диапазон колебаний, тем большее количество людей будут испытывать дискомфорт. Это не означает, что при температуре воздуха на улице в 26°C большинство людей будут чувствовать себя некомфортно, это значит, что какая-то часть людей (скажем, 10%) не будут чувствовать себя хорошо.

Температура, определяющая комфорт нахождения внутри здания, это не температура воздуха, а так называемая «расчетная температура». Расчетная температура представляет собой сочетание температуры воздуха, средневзвешенное значение температур всех поверхностей внутри помещения (определяется как средняя радиационная температура) и скорости циркуляции воздуха. При низкой скорости воздуха расчетная температура будет представлять собой просто среднее значение температуры воздуха и средней радиационной температуры.

Для зданий с хорошей изоляцией (например, для зданий с идеальными стенами и качественной облицовкой) температуры поверхностей внутри здания не будут сильно расходиться с температурой воздуха, поэтому людям будет комфортно находиться в помещении, даже если температура будет находиться вблизи границ указанного выше комфортного диапазона. В стандартных современных зданиях в зимний период температура внутренних поверхностей стен и окон будет на несколько градусов ниже температуры воздуха внутри помещения, поэтому в этот период для достижения комфортной расчетной температуры нужно скорректировать температуру воздуха. В летние месяцы ситуация повторяется, но уже в обратном направлении .

Функции системы

Вне зависимости от качества изоляции здания кондиционирование воздуха внутри помещений необходимо выполнять в любых климатических зонах. Список обязательных функций для любой системы кондиционирования воздуха выглядит следующим образом:

Охлаждение воздуха
Нагревание воздуха
Увеличение влажности
Снижение влажности
Подача свежего воздуха
Фильтрация и удаление вредных веществ

Если говорить с точки зрения практики, любая система, активная или пассивная, должна выполнять следующие задачи:

Генерация или отвод тепла (холода)
Циркуляция холодного/горячего воздуха внутри здания
Подача тепла или холода в помещение
Увлажнение/осушение воздуха
Перемещение свежего воздуха внутри здания
Фильтрация воздуха для удаления пыли и выделяемых зданием вредных веществ,
Вывод лишнего тепла/холода наружу.

Идеальная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) оснащается отдельными компонентами, позволяющими выполнять каждую из этих задач. Это позволяет оптимизировать каждую подсистему в соответствии с выполняемой функцией, а также внедрить систему контроля, позволяющую управлять каждой функцией отдельно, избежав неизбежных при установке многофункциональных модулей компромиссов.

Наиболее сложными для управления являются как раз устройства, объединяющие сразу несколько функций. Несмотря на свою популярность, эти устройства обладают недостатками, в частности, они потребляют много энергии.

Если при проектировании системы основными целями являются надежность и обеспечение комфорта, выбор теплового насоса, использующего теплоту грунта, электрической охлаждающей установки, конденсационного котла или пассивной системы отопления с использование солнечной энергии будет иметь второстепенное значение при определении того, как будут реализованы функции системы ОВКВ. От использования энергоэффективного источника тепла (например, конденсационного бойлера) и холода (например, современные охладители имеют показатели эффективности при неполной нагрузке до 0,6) часто отказываются в пользу систем с переменным расходом воздуха, сочетающим функции вентиляции и контроля влажности. Системы переменного расхода воздуха, управляемые с помощью термостатов, часто нагревают ранее охлажденный воздух и не в состоянии обеспечить приток свежего воздуха в нужном объеме (либо склонны чрезмерно вентилировать помещение). Таким образом, использование менее эффективной установки нагрева/охлаждения в составе системы, выполняющего отдельную функцию, может принести существенный эффект в виде снижения потребления энергии, а также поможет улучшить качество воздуха, повысить уровень комфорта и надежность.

Небольшие ОВКВ системы для жилых помещений

Стандартная однозональная система обычно включает устройство отопления и кондиционирования воздуха, которое дополняет вентиляционная установка. Данная система разделяет процесс нагрева и охлаждения, а также процесс отвода тепла, возлагая эти задачи на отдельные устройства . Горячий и холодный воздух, смешиваются в вентиляционных трубах и подаются по всему зданию (хотя в этом случае более удачным, хотя и более дорогим вариантом было бы использование холодильной и жидкостной установки, применение которых в коммерческих целях описано ниже). Также в состав системы входит воздушный фильтр, который удаляет пыль. Отдельный увлажнитель также может использоваться для увеличения влажности воздуха, хотя в современных условиях необходимость в этом возникает редко. Описанная система выглядит идеально за исключением необходимости вентиляции подвального помещения, которое часто испытывает недостаток в свежем воздухе, и эту проблему надо как-то решать. Также она не подразумевает возможности осушения воздуха при необходимости. Эта проблема также требует решения, особенно для территорий с влажным климатом.

Чтобы обеспечить достаточную вентиляцию идеальная система ОВКВ должна иметь отдельные трубы для подачи и вывода воздуха. Чтобы снизить количество энергии, потребляемой на обогрев или охлаждение подаваемого снаружи воздуха, может использовать рекуператор. Такая система может передавать тепло между входным и выходным потоками воздуха, а также проталкивать воздух в нужном направлении. В зонах с теплым и влажным климатом лучше всего использовать вентилятор, утилизирующий энергию, который будет охлаждать поступающий снаружи воздух с помощью холодного и сухого воздуха, выходящего из здания .

Тепло или холод будут подаваться в помещение с помощью напольного и устанавливаемого над потолком радиаторов, так как такое решение обеспечивает максимальный комфорт при отсутствии движущихся элементов внутри помещения, минимальном количестве потерь энергии и слабом уровне шума. В домах с хорошей изоляцией преимущества радиаторного кондиционирования выражены меньше, так как нагрузки на систему ОВКВ очень малы, а значит, доставка тепла/холода с потоком воздуха становится практическим методом достижения эффективности «идеальной» системы ОВКВ, помогая добиться значительной экономии по сравнению с радиаторными системами.

На деле в небольших помещениях использование специальной вентиляционной установки и вентиляционных шахт не представляется возможным. Сочетание разных методов (распределение кондиционированного воздуха вместе с вентиляцией) требует более продуманных средств управления (см. ниже) и проектирования для устранения возможности расходования энергии впустую. Однако для однозональных систем, например, небольшого дома, в котором проживает одна семья, такие решения могут помочь получить достойный результат.

Отсутствие контроля влажности может стать серьезной проблемой для любого климата при влажной теплой погоде. Небольшое количество влаги может выводиться из воздуха при конденсации влаги на радиаторе охладительной установки, но для этого она должна проработать длительное время. Обычно процесс конденсации (и осушения воздуха) начинается через 10 - 15 минут после включения функции охлаждения воздуха. Таким образом, для получения идеальной системы ОВКВ необходимо использование отдельного устройства для осушения воздуха. На данный момент в продаже присутствует несколько решений от различных производителей.

При грамотном сочетании всех описанных выше решений можно получить практически идеальную модель системы ОВКВ для жилого дома, представленную на рисунке 1. Эта система экономична, проста в управлении и обслуживании, гарантирует приток свежего воздуха в нужном объеме и позволяет управлять влажностью воздуха. Если вы не стеснены в средствах, представленную ниже систему можно дополнить нижними и верхними радиаторами для обогрева крыши и пола, в результате чего на систему кондиционирования будет возложена только нагрузка по вентиляции, смешиванию, фильтрации воздуха и контролю влажности.

Рис. 1. Небольшая однозональная система вентиляции, отопления и фильтрации воздуха в жилом помещении, которая подразумевает совместное использование системы вентиляционных труб и разделение функций между различными устройствами.

Крупные многозональные системы ОВКВ

В коммерческой недвижимости (а также в больших жилых зданиях) распределение большого количества тепла по зданию требует использования крупных вентиляционных шахт. Кроме того, в подобных случаях часто встает необходимости в вентиляции крупных межэтажных зон. Крупные вентиляционные шахты, используемые для подачи воздуха от центральных систем ОВКВ, часто проходят через технические помещения и противопожарные перекрытия, что сопровождается дополнительными издержками и сложностями. Очень многие системы ОВКВ в многоэтажных домах бездумно используют крупные вентиляционные шахты, которые проникают через все здание от подвала до крыши, что позволяет реализовать регулировку подачи воздуха за счет давления воздуха, идущего снизу вверх, при этом проектировщики ожидают, что свежий воздух попадет в коридоры между квартирами и найдет выход через отверстия ниже входных дверей. Именно поэтому идеальная система ОВКВ для коммерческой недвижимости использует жидкости (например, хладагент, воду или гликоль) для транспортировки энергии, а вентиляционные шахты могут использоваться только для перемещения воздуха по зданию при кондиционировании воздуха внутри каждого помещения (жилой квартиры, офиса и т.д.).

Отделив контроль температуры от контроля вентиляции и влажности воздуха, можно получить очень надежную, простую в управлении и энергоэффективную систему.

Например, для коммерческой недвижимости центральная система может использоваться для получения тепла или холода, передаваемого с помощью жидкостей (воды или хладагента), благодаря использованию самых разных технологий. Охлаждение и обогрев помещений может осуществляться с помощью целого набора устройств, располагающихся непосредственно в кондиционируемом помещении. Например, с помощью радиаторной системы отопления и кондиционирования, встраиваемой в пол, стены и потолок. Такая система, конечно, требует раздельного и надежного контроля влажности воздуха в помещении при работе в режиме охлаждения. Данный тип «неавтономного местного кондиционера» обеспечивает минимальный уровень шума и максимальный уровень комфорта (контролируя среднюю радиационную температуру и температуру воздуха), а также низкий уровень энергопотребления.

Рис. 2. Многозональная система вентиляции, которая удаляет лишнюю влагу из подаваемого воздуха в соответствии с установленной влажностью воздуха в помещении, контролирует степень вентиляции для конкретного помещения и охлаждает/нагревает воздух в отдельных помещениях с помощью радиаторного или вентиляторного неавтономного местного кондиционера, управляемого с помощью термостата.

Существуют другие более экономичные решения, которые, тем не менее, в состоянии обеспечить схожую эффективность системы ОВКВ. Например, неплохими эксплуатационные качествами обладает система с вентиляторным доводчиком с низкой скоростью вращения, оснащенным устройством осушения воздуха, и блоком управления двигателем (ECM — engine control module), которая забирает воздух из помещения и смешивает его с кондиционированным воздухом, подавая эту смесь назад в помещение. Необходимо отметить, что эти системы не только дешевле, но и обладают большей скоростью срабатывания . Среди других доступных вариантов заслуживают упоминания прямоточные приточные вентиляционные системы (DedicatedOutdoorAirSystems- DOAS).

Выделенные системы притока воздуха могут использоваться в многозональных или больших однозональных помещениях для обеспечения вентиляции при нейтральной температуре независимо от отопления и охлаждения. Подобная система может включать разные модели вентиляторов, утилизирующих тепло или энергию. Для многозональных зданий рекомендуется использовать выделенную систему приточной вентиляции для каждого этажа отдельно, что позволит избежать проблем с вентиляционными трубами, проходящими через этажи. Системы подачи воздуха с регулируемой скоростью, которые поддерживают постоянное давление в вентиляционных приточных трубах, служат идеальным дополнением для описанных выше систем. Необходимо также отметить, что выделенные системы притока воздуха не испытывают проблем с качеством воздуха внутри помещения, связанных с рециркуляцией загрязненного воздуха из одного помещения в другое .

В идеале для каждого помещения необходимо обеспечить отдельное устройство для осушения воздуха. С практической точки зрения большая часть нагрузки на устройство осушения воздуха сопряжена с необходимость отвода влаги из приточного воздуха, таким образом, регулировка уровня влажности приточного воздуха в данных системах может помочь удерживать уровень влажности в нужных пределах.

Управление

Естественно, ни одно из описанных выше устройств и систем не может работать без соответствующих органов управления. Количество производимого тепла или холода регулируется с помощью термостата, устанавливаемого в кондиционируемом помещении. Причем один или несколько термостатов могут использоваться совместно только для группы помещений с одинаковыми тепловыми нагрузками.

Несмотря на возможные возражения, я настаиваю на том, что контроль влажности можно осуществлять только с помощью датчика влажности, который устанавливается вместе с оборудованием для увлажнения/осушения воздуха. Эти датчики, называемые гигростатами, широко представлены в продаже и стоят недорого. Стандартные системы охлаждения воздуха реагируют только на сигналы, получаемые от термостата, следовательно, они могут контролировать только температуру, а не влажность. Исключений из этого правила не существует.

Контроль системы вентиляции осуществляется также с помощью специального датчика. В большинстве случаев вентилирование помещений осуществляется на основании установленных интервалов времени. Очевидно, что такой подход имеет ряд ограничений при использовании в коммерческой недвижимости и объясняет частые жалобы на качество воздуха: наиболее часто сложности возникают с вентиляцией заполняемых время от времени переговорных комнат, кроме того, очень часто на вентиляцию пустых помещений энергия расходуется впустую. У нас есть хорошие новости: существуют специальные датчики, которые измеряют содержание углекислого газа в воздухе (этот уровень позволяет оценить количество людей в помещении и их активность). Таким образом, датчик, определяющий уровень CO 2 , может использоваться для управления системой вентиляции и контроля управления притоком воздуха, определяя, сколько воздуха необходимо и когда необходимо (конечно, минимальная вентиляция необходима даже в те моменты, когда в помещении никого нет, для удаления выделяемых зданием вредных веществ). Эта технология называется «вентиляция по требованию».

Сочетание выделенной приточной вентиляции и вентиляции по требованию является единственным «идеальным» решением для крупной многозональной недвижимости и зданий, в которых располагаются крупные государственные организации, а также единственным экономичным средством обеспечения притока свежего воздуха. В случае использования вентиляции вытесняющим потоком, потолочной вентиляции или подпольной вентиляции, все эти решения оказывают небольшое влияние на потребление энергии, комфорт или качество воздуха внутри здания. Выделенная приточная вентиляция и вентиляция по требованию, напротив, оказывает сильный положительный эффект. Для однозональных помещений вентиляция, осуществляемая через указанные интервалы времени, в сочетании с системой, обеспечивающей циркуляцию воздуха по всему зданию, она более чем достаточна и более экономична, хотя использование датчиков, определяющих необходимость вентиляции, позволит сэкономить некоторое количество энергии для домов с нулевым энергетическим балансом .

Сложные интегрированные системы автоматизации здания часто считаются очень полезным и даже обязательным условием для обеспечения эффективности и производительности. На деле, все обстоит ровным счетом наоборот. Система, подразумевающая использование центрального контроллера для обеспечения согласованной работы различного оборудования служит сигналом наличия проблем при проектировании системы ОВКВ. Условия в помещении контролируются датчиками, установленными в помещении, которые взаимодействуют только с оборудованием, установленными в данном помещении.

Системы контроля, которые мониторят состояние, но не управляют оборудованием, а также центральный пульт управления, позволяющий задавать температуру воздуха для отдельных зон помещения в конкретные часы и дни недели, могут быть очень полезны. Однако любая система, подразумевающая контроль удаленных насосов, охладителей и клапанов для обеспечения нужных условий влажности, температуры и качества воздуха, носит избыточный характер, сложна в реализации и требует сложного обслуживания; очень часто такие системы в долгосрочной перспективе испытывают проблемы с корректной калибровкой и обслуживанием.

Выводы

Идеальная система ОВКВ, описанная в данной статье, отличается надежностью, эффективностью и способна обеспечить комфортную и здоровую атмосферу. Многие описанные в статье идеи уже использовались в прошлом, но от них отказывались из-за отсутствия необходимости в экономичных решениях, недостаточной изоляции и т.п. Однако по мере повышения требований к качеству воздуха внутри помещений и эффективности систем ОВКВ сочетание разделения функций между различными устройствами и использование простых устройств контроля стало обязательной нормой при проектировании систем ОВКВ. При условии хорошей изоляции здания подобные системы оказываются дешевы, просты в эксплуатации и обслуживании и позволяют сэкономить значительное количество энергии.

Примечания

Плохая изоляция, расчетная температура и зонирование объясняют причины, которые вызывают жалобы о том, почему здание охлаждается сильнее в летние месяцы, чем нагревается в зимние месяцы.
Необходимо отметить, что холод - это условный термин, обозначающий отсутствие тепла, соответственно, охлаждение подразумевает отвод тепла.
Некоторые определяют вентиляционный доводчик как «коробку с вентилятором внутри». Очень часто для отвода или подачи тепла используется теплообменник, а фильтр - для фильтрации проходящего через вентиляционный доводчик воздуха.
Очень важно отметить, что вентилятор, утилизирующий энергию, ни при каких обстоятельствах не может использоваться для осушения воздуха. Он может снижать уровень влажности с помощью вентилирования помещения.
Параллельные установки переменного расхода воздуха, которые прогоняют воздух из помещения и оснащаются сухим теплообменником, являются менее эффективным решением.
Очень многим людям будет трудно в это поверить, однако большинство систем вентиляции в больницах подразумевают рециркуляцию воздуха между палатами и холлами, следовательно, патогенные микроорганизмы могут перемещаться по больнице через систему ОВКВ. Данные проблемы обычно нивелируются очень высокой скоростью воздухообмена, однако их можно полностью решить с помощью выделенной вентиляционной установки для отдельного помещения.
Контроллер FanCycler™ разработан как дешевое средство для управления системой кондиционирования. Данный контроллер позволяет управлять настройками и регулировать цикл нагрузки для различного времени суток в зависимости от дней недели.

Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха — важные слагаемые помещения

Оптимальные условия для работы и отдыха в любом помещении складываются из нескольких позиций. Одними из основных являются комфортный тепловой режим и возможность доступа свежего воздуха. Все параметры регламентируются определенными нормативами и СП вентиляции, отопления и кондиционирования, которые должны учитываться при проектировании систем, а также при их монтаже и эксплуатации. В них указывается нормируемая чистота воздуха в жилом или производственном помещении, уровень шума и вибрации оборудования, охранные мероприятия, ремонтопригодность и пожаробезопасность систем.

Условия безопасности

При проектировании любых инженерных сетей необходимо учитывать определенные в нормативах требования безопасности, а также инструкции производителей оборудования и комплектующих к нему, если они соответствуют прописанным нормам в СП и кондиционирование. Рассмотрим некоторые из них.

В отопительных системах с предполагаемой температурой теплоносителей выше 105 градусов необходимо предусматривать возможность предотвращения их закипания. Температура доступных поверхностей радиаторов, труб и других приборов теплоснабжения не должна превышать максимального показателя, регламентируемого соответствующими нормами. В противном случае требуется установка защитных экранов или устройство изоляции во избежание травм, ожогов, а также лишней потери тепла. На поверхности изоляции не допускается превышение температуры более 40 градусов.

Важно! При расчетах отопительно-вентиляционных систем не разрешается принимать разницу температур между выходящим из распределителя воздухом и самовоспламеняющимися веществами - парами, газами, аэрозолями - менее чем на 20 градусов.

Причем окружающий воздух должен быть прохладнее. При устройстве воздушно-тепловых завес, установленных на входных дверях, температуру выходящих потоков можно принимать не более 50 градусов.

Отопление

Отопительные системы, без сомнения, являются неотъемлемой частью любого дома или сооружения в нашей климатической зоне. По принципу действия они различаются на конвективные и лучистые. Конечно же, каждая из них имеет свои недостатки и неоспоримые преимущества, но основную свою функцию они, без сомнения, выполняют.

Конвективное отопление на сегодня более популярно, хотя и менее эффективно по сравнению с лучистым. Но последний вариант позволяет обогреть помещение более качественно, благодаря своим конструктивным особенностям. Для каждого вида отопления существуют свои правила проектирования, нормы и расчеты. На самом деле, вариантов отопления достаточно много. И каждый выбирает их на свое усмотрение.

Когда-то альтернативы печам не было, но в настоящее время частные дома оборудуют автономными системами отопления, а многоэтажки – централизованными. Каждая система проектируется индивидуально, учитывает много особенностей и различных нюансов. И даже типовые схемы приходится дорабатывать под определенные условия.

Системы отопления предназначены для обеспечения нормируемой температуры воздуха внутри помещений во время всего отопительного сезона. Для жилых зданий СНиП регламентирует максимально допустимую температуру теплоносителя или теплоотдающей поверхности:

для двухтрубной системы водяного отопления с радиаторами – не более +95 градусов;
для однотрубной системы водяного отопления с радиаторами – не более +105 градусов;
для поквартирной системы водяного отопления с радиаторами – не более +95 градусов;
для электрического или газового отопления – не более +95 градусов;
для наружных стен – не выше +70 градусов;
для теплых полов – не выше +26 градусов;
для потолков при лучистом отоплении – не выше +35 градусов.

Расчеты отопления производят, исходя из условий, оговоренных заказчиком, но они должны находиться в пределах норм, установленных определенными государственными службами и СНиП. Одним из таких параметров является температура воздуха внутри помещения в зимний период. Она, в частности, не может быть ниже минимально допустимой . Для летнего периода температурные условия не нормируются.

Вентиляция

Вентиляция и системы кондиционирования -проектирование

Свежий воздух необходим любому живому организму. Если помещение не проветриваемое, то появляются болезни и плохое самочувствие, влажность и дурные запахи, на стенах начинает расти плесень, а бытовые приборы и предметы – быстро выходят из строя.

Системы вентиляции подразделяются:

на естественные и искусственные;
вытяжные, приточные и комбинированные;
местные и общие.

Нормативными документами предусматривается, что искусственную, или механическую, вентиляцию устанавливается там, где:

микроклимат и поступление свежего воздуха невозможно обеспечить при помощи естественного передвижения воздушных потоков за счет разницы плотностей, а также внутренней или наружной температуры воздуха (ветер, сквозняк и т. д.);
помещения расположены в закрытых зонах без возможности естественного проветривания или при отсутствии оконных проемов, а также открывающихся фрамуг.

Обратите внимание! Искусственная вентиляция должна быть обязательно предусмотрена в общественных и административных зданиях в регионах, где для расчетов принимается температура наружного воздуха от 40 градусов и ниже.

В случае совмещения приточной вентиляции с отоплением, нормативы настоятельно рекомендуют в проекте закладывать резервные вентиляторы и не менее двух отопительных приборов. Также необходимо учитывать, что в случае выхода из строя одного из элементов системы воздушного отопления не допускается снижение температуры воздуха в помещении ниже 12 градусов. Для возможности компенсации недостающего тепла и предусматривается установка дополнительного оборудования.

Также резервные установки необходимо предусматривать при круглосуточной и круглогодичной работе приточных общеобменных систем. При поломке одной из них другая обязана обеспечить как минимум 50% предусмотренного воздухообмена. Это должно учитываться при расчетах.

Правила организации воздухообмена

Канальная вентиляция

Резервный вентилятор разрешается не устанавливать в общих вентиляционных системах, если предусмотрен аварийный вариант вентиляции, или есть возможность быстрого прекращения выделения угарных и других вредных газов.

Нормами оговаривается минимальное расстояние отверстия для приемного отверстия приточной вентиляции. Оно должно находиться на высоте не менее двух метров от уровня земли. Учитывается также расчетный уровень снегового покрова для конкретной области. Входное отверстие не может располагаться на расстоянии менее одного метра от него.

В регионах, где существует опасность появления песчаных бурь, высоту отверстия определяют не ниже трех метров от уровня земли. Чтобы воздухоприемные проходы не засорялись, необходимо ставить соответствующую защиту в виде сеток. В этом случае в систему вентиляции не попадут опасные для нее взвешенные растительные примеси. Данные моменты рассматриваются на стадии проектирования.

Каковы правила организации воздухообмена?

В холодное время необходимо обеспечивать равновесие между поступающим и вытяжным воздухом. Следует отметить, что в общественных зданиях разрешается не более 50% приточного воздуха подавать в смежные комнаты или коридоры.
В производственных цехах допускается отрицательный дисбаланс притока/оттока воздуха в помещениях с потолками более шести метров при техническом обосновании.

Следует отметить, что нормами оговаривается и горизонтальное расстояние между приемными отверстиями приточных вентиляционных устройств, предназначенных для забора воздуха, в пределах соседних пожарных отсеков. Оно должно быть более трех метров.

Кондиционирование

Кондиционирование нежилых помещений

Нормативы указывают, что устанавливать системы кондиционирования воздуха требуется в следующих случаях:

для обеспечения требуемого микроклимата и, соответственно, чистоты воздуха в производственных помещениях с особыми условиями технологических процессов или при экономическом обосновании;
для поддержания заданных в техпаспорте на проектирование параметров окружающего воздуха в оптимальных пределах;
для возможности сохранения в пределах норм температуру и влажность воздуха в жаркий период года внутри жилых или общественных зданий в случае, когда системы вентиляции не способны обеспечить охлаждение в помещении.

Важно! Особое внимание при устройстве кондиционирования следует обратить на то, что скорость движения воздушных потоков должна быть постоянной, не превышающей допустимых норм.

Для кондиционирования используют естественные и искусственные системы. Так же, как и для вентиляции, предусматривают резервные источники охлаждения, которые подключаются при выходе из строя одной из установок. Кондиционирование воздуха необходимо в условиях жаркого климата и в регионах, где летняя температура поднимается выше допустимых для нормальной жизнедеятельности человеческого организма норм. Это особенно актуально в условиях всемирного потепления. В наши дни летняя температура бьет все рекорды, и человек без наличия кондиционера в помещении теряет трудоспособность и бодрое расположение духа.

Даже в обычных температурных условиях кондиционирование необходимо:

там, где используется открытый огонь;
в помещениях, где работают испарители;
в местах, где для технологического процесса недопустима постоянная циркуляция воздуха.

Кондиционирование предусматривается для жилых и общественных зданий, спортивных сооружений и торговых площадей. Такие системы многофункциональны, а работать могут даже в «глухих» помещениях.

Пожарная безопасность

Системы кондиционирования и вентиляции

Для каждого здания, конструкции или инженерной сети устанавливаются свои противопожарные требования. Как правило, для домов, квартир или других групп помещений предусматриваются отдельные пожарные отсеки . В их рамках допустимо объединение системы вентиляции одной группы с другой:

в жилых и общественных зданиях при выполнении требований нормативов;
в производственных помещениях, в которых нет массового пребывания работников;
в складах и кладовых.

В этих случаях разрешается единая система вентиляции, если предусмотрен противопожарный клапан на сборном воздуховоде. Но в любом случае общая площадь помещений, которые могут быть присоединены в общую сеть, не может превышать 200 м 2 . Так говорят правила СНиП.

Важно! Противодымная система вентиляции для каждого пожарного отсека должна быть автономной. При возникновении пожара она берет на себя функцию удаления угарных газов и продуктов горения из коридоров и холлов, лестничных клеток и лифтовых шахт, подвалов и цокольных этажей.

Заключение

Безопасность и долговечность систем жизнеобеспечения человека зависит, в первую очередь, от правильности их расчетов, грамотного проектирования и монтажа. Не стоит полагаться на счастливый случай. Будет лучше обратиться к специалистам, которые знакомы с правилами установки, нормами СНиП, СП, ГОСТ, СанПиН и другими необходимыми документами.

Предназначена для обеспечения нормируемых метеорологических условий и чистоты воздуха на рабочих местах.

Общие требования к системам производственных, складских, вспомогательных и общественных зданий и сооружений определены ГОСТ 12.4.021 Требования к проектированию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений на территории Республики Беларусь установлены СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» с изменениями, утвержденными Министерством архитектуры и строительства Республики Беларусь.

Отопление. Отопление проектируется для обеспечения в помещениях расчетной температуры воздуха, которая принимается в зависимости от периода года. Для холодного периода года расчет отопления производится с учетом обеспечения минимальной из допустимых температур. В холодный период года в общественных, отапливаемых зданий, когда они не используются, и в нерабочее время следует принимать температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже 5 0 С. На постоянных рабочих местах в помещениях пультов управления технологическими процессами необходимо 22 0 С и относительную влажность не более 60% в течение всего года.

Система отопления - это комплекс конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и подачи необходимого расчетного количества тепла в обогреваемые помещения.

К местным системам относят такие, в которых генератор тепла, нагревательные приборы и теплопроводы. К системам центрального отопления относятся такие, в которых генераторы тепла расположены вне отапливаемых помещений. Центральные системы отопления представлены прежде всего водяными, паровыми, воздушными и комбинированными.Водяное отопление обычно используют в жилых, общественных, административно-бытовых, производственных и других помещениях. Основным недостатком системы является возможность ее замерзания в зимнее время. В паровом отоплении теплоносителем является водяной пар (влажный, насыщенный). В зависимости от рабочего давления оно делится на системы низкого, высокого давления и вакуум-паровые. Воздушное отопление по способу подачи теплого воздуха подразделяется на центральное - с подачей нагретого воздуха от единого теплогенератора и местное - с подачей теплого воздуха местными отопительными агрегатами. Воздушное отопление проектируют преимущественно в производственных помещениях всех категорий с выделением и без выделения пыли. В производственных помещениях категорий температура воздуха на выходе из воздухораспределителей должна быть не менее чем на 20 0 ниже температуры самовоспламенения газов, паров и пыли, выделяющихся в этих помещениях

Вентиляция . По способу организации воздухообмена вентиляция может быть обще-обменной, местной и комбинированной.

Обще-обменную вентиляцию, при которой смена воздуха происходит во всем объеме помещения, наиболее часто применяют в тех случаях, когда вредные вещества выделяются в небольших количествах и равномерно по всему помещению. Местная вентиляция предназначена для отсоса вредных выделений (газы, пары, пыль, избыточное тепло) в местах их образования и удаления из помещения. Комбинированная система предусматривает одновременную работу местной и обще-обменной вентиляции. В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает естественной и механической. При естественной вентиляции воздух перемещается под влиянием естественных факторов: теплового напора или действия ветра. При механической вентиляции воздух перемещается с помощью вентиляторов, эжекторов и др. Сочетание естественной и искусственной вентиляции образует смешанную систему вентиляции.

В зависимости от назначения вентиляции - подача (приток) воздуха в помещение или удаление (вытяжка) его из помещения, вентиляцию называют приточной и вытяжной. При одновременной подаче и удалении воздуха вентиляция называется приточно-вытяжной. В соответствии с ГОСТ 12.4.021 во всех помещениях должна быть предусмотрена естественная вентиляция, которая может иметь неорганизованный и организованный характер. При неорганизованной вентиляции воздух подается и удаляется из помещения через неплотности и поры наружных ограждений зданий (инфильтрация), а также через форточки, окна, открываемые без всякой системы. Естественная вентиляция считается организованной, если направления воздушных потоков и воздухообмен регулируются с помощью специальных устройств. Систему организованного естественного воздухообмена называют аэрацией. Аварийная вентиляция представляет собой самостоятельную установку и имеет большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрыво- и пожароопасных производств и производств, связанных с использованием вредных веществ. Для автоматического включения аварийную вентиляцию блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными либо на величину ПДК (вредное вещество), либо на определенный процент от величины нижнего концентрационного предела взрываемости (взрывоопасные смеси). Кроме того, должен быть предусмотрен дистанционный пуск аварийной вентиляции пусковыми устройствами, расположенными у входных дверей снаружи помещения. Аварийную вентиляцию всегда устраивают только вытяжной, чтобы предотвратить перетек вредных веществ в соседние помещения. Кратность вытяжки определяется отраслевыми правилами охраны труда (правилами безопасности), она колеблется в широких пределах. Обычные системы вентиляции не способны поддерживать сразу все параметры воздуха в пределах, обеспечивающих комфортные условия в зонах пребывания людей. Эту задачу выполняет кондиционирование, которое является наиболее совершенным видом механической вентиляции и автоматически поддерживает микроклимат на рабочем месте независимо от наружных условий.

В соответствии со СНиП 2.04.05-91 кондиционирование воздуха - это автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения, главным образом, оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей культуры.

При низких качестве кондиционеров и технологии их обслуживания в рабочих секциях возможно накопление микроорганизмов, в т. ч. и патогенных. В мировой и отечественной практике известны случаи, когда кондиционеры являлись источником инфекционных заболеваний людей. Поэтому в современных кондиционерах предусмотрена реализация дополнительных операций - обеззараживания, дезодорации, ароматизации, ионизации воздуха и др.

Различают системы комфортного кондиционирования, обеспечивающие в помещении постоянные комфортные условия для человека, и системы технологического кондиционирования, предназначенные для поддержания в производственном помещении требуемых технологическим процессом условий. К эксплуатации допускаются вентиляционные системы, полностью прошедшие предпусковые испытания и имеющие инструкции по эксплуатации, паспорта, журналы ремонта и эксплуатации. В инструкции по эксплуатации вентиляционных систем должны быть отражены вопросы взрыво- и пожарной безопасности. Плановые осмотры и проверки вентиляционных систем должны проводиться в соответствии с графиком, утвержденным администрацией объекта. Ответственность за техническое состояние, исправность и соблюдение требований пожарной безопасности при эксплуатации вентиляционных систем возлагается на должностное лицо, назначенное руководителем организации. Профилактические осмотры помещений для вентиляционного оборудования, очистных устройств и других элементов вентиляционных систем, обслуживающих помещения с производствами категорий А, Б должны проводиться не реже одного раза в смену с занесением результатов осмотра в журнал эксплуатации. Обнаруженные при этом неисправности подлежат немедленному устранению. Помещения для вентиляционного оборудования должны запираться, и на их дверях - вывешиваться таблички с надписями, запрещающими вход посторонним лицам. Хранение в этих помещениях материалов, инструментов и других посторонних предметов, а также использование их не по назначению не допускается. В процессе эксплуатации вытяжных вентиляционных систем, транспортирующих агрессивные среды, необходимо производить периодическую проверку толщины стенок воздуховодов вентиляционных устройств и очистных сооружений. Проверка должна производиться не реже одного раза в год. Вентиляционные системы, располагающиеся в помещениях с агрессивными средами, должны проходить проверку состояния и прочности стенок и элементов крепления воздуховодов, вентиляционных устройств и очистных сооружений в сроки, установленные администрацией объекта, но не реже одного раза в год. Ревизия огнезадерживающих клапанов, самозакрывающихся обратных клапанов в воздуховодах вентиляционных систем и взрывных клапанов очистных сооружений должны проводиться в сроки, устанавливаемые администрацией объекта, но не реже одного раза в год. Результаты оформляются актом и заносятся в паспорта установок. При составлении планов реконструкции производства, связанных с изменением принятых технологических схем, производственных процессов и оборудования, должны одновременно рассматриваться вопросы о необходимости изменения существующих вентиляционных систем или о возможности их использования в новых условиях.

Вентиляционные системы, не подлежащие использованию вследствие изменения технологических схем и оборудования, должны быть демонтированы.Ремонт и чистка вентиляционных систем должны производиться способами, исключающими возможность возникновения взрыва и пожара. Чистка вентиляционных систем должна производиться в сроки, установленные инструкциями по эксплуатации. Отметка о чистке заносится в журнал ремонта и эксплуатации системы

Требования к системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в производственных помещениях

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха предназначены для обеспечения нормируемых метеорологических условий и чистоты воздуха на рабочих местах.

Общие требования к системам вентиляции, кондиционирования воздуха и воздушного отопления (далее - вентиляционные системы) производственных, складских, вспомогательных и общественных зданий и сооружений определены ГОСТ 12.4.021 "ССБТ. Системы вентиляционные. Общие требования " (далее - ГОСТ 12.4.021).

Требования к проектированию систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в помещениях зданий и сооружений на территории Республики Беларусь установлены СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» с изменениями, утвержденными Министерством архитектуры и строительства Республики Беларусь.

Отопление. Отопление проектируется для обеспечения в помещениях расчетной температуры воздуха, которая принимается в зависимости от периода года. Для холодного периода года расчет отопления производится с учетом обеспечения минимальной из допустимых температур. В холодный период года в общественных, административно-бытовых и производственных помещениях отапливаемых зданий, когда они не используются, и в нерабочее время следует принимать температуру воздуха ниже нормируемой, но не ниже 5 0 С.

На постоянных рабочих местах в помещениях пультов управления технологическими процессами необходимо принимать расчетную температуру воздуха 22 0 С и относительную влажность не более 60% в течение всего года.

Отопление производственных помещений, в которых на одного работающего приходится более 50м 2 площади пола, следует проектировать из расчета обеспечения расчетной температуры воздуха на постоянных рабочих местах и более низкой температуры вне рабочих мест.

Для производственного отопления используются специальные системы. Система отопления – это комплекс конструктивных элементов, предназначенных для получения, переноса и подачи необходимого расчетного количества тепла в обогреваемые помещения.

К местным системам относят такие, в которых генератор тепла, нагревательные приборы и теплопроводы находятся непосредственно в отапливаемом помещении и конструктивно объединены в одной установке.

К системам центрального отопления относятся такие, в которых генераторы тепла расположены вне отапливаемых помещений. В этом случае генератор тепла и нагревательные приборы отдалены друг от друга.

Центральные системы отопления представлены прежде всего водяными, паровыми, воздушными и комбинированными.

Водяное отопление обычно используют в жилых, общественных, административно-бытовых, производственных и других помещениях. Основным недостатком системы является возможность ее замерзания в зимнее время, а также медленный нагрев больших помещений после продолжительного перерыва в работе. Не допускается использовать системы водяного и парового отопления в помещениях, в которых хранятся или применяются вещества, образующие при контакте с водой или водяным паром взрывоопасные смеси или вещества, способные к самовозгоранию или взрыву при взаимодействии с водой.

В паровом отоплении теплоносителем является водяной пар (влажный, насыщенный). В зависимости от рабочего давления оно делится на системы низкого, высокого давления и вакуум-паровые. По устройству паровые системы отопления не отличаются от водяных.

Паровое отопление имеет ряд существенных недостатков по сравнению с водяным, например, трудно регулировать подачу пара в отопительную систему, что приводит к резким колебаниям температуры в отапливаемых помещениях, наличие опасности возникновения пожаров и ожогов об нагревательные приборы и вероятности резкого снижения относительной влажности воздуха за счет его перегрева.

Воздушное отопление по способу подачи теплого воздуха подразделяется на центральное – с подачей нагретого воздуха от единого теплогенератора и местное – с подачей теплого воздуха местными отопительными агрегатами. Воздушное отопление проектируют преимущественно в производственных помещениях всех категорий с выделением и без выделения пыли. В производственных помещениях категорий температура воздуха на выходе из воздухораспределителей должна быть не менее чем на 20 0 ниже температуры самовоспламенения газов, паров и пыли, выделяющихся в этих помещениях

Вентиляция. По способу организации воздухообмена вентиляция может быть общеобменной, местной и комбинированной.

Общеобменную вентиляцию, при которой смена воздуха происходит во всем объеме помещения, наиболее часто применяют в тех случаях, когда вредные вещества выделяются в небольших количествах и равномерно по всему помещению.

Местная вентиляция предназначена для отсоса вредных выделений (газы, пары, пыль, избыточное тепло) в местах их образования и удаления из помещения.

Комбинированная система предусматривает одновременную работу местной и общеобменной вентиляции.

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает естественной и механической. При естественной вентиляции воздух перемещается под влиянием естественных факторов: теплового напора или действия ветра. При механической вентиляции воздух перемещается с помощью вентиляторов, эжекторов и др. Сочетание естественной и искусственной вентиляции образует смешанную систему вентиляции.

В зависимости от назначения вентиляции - подача (приток) воздуха в помещение или удаление (вытяжка) его из помещения, вентиляцию называют приточной и вытяжной. При одновременной подаче и удалении воздуха вентиляция называется приточно-вытяжной.

В соответствии с ГОСТ 12.4.021 во всех помещениях должна быть предусмотрена естественная вентиляция, которая может иметь неорганизованный и организованный характер. При неорганизованной вентиляции воздух подается и удаляется из помещения через неплотности и поры наружных ограждений зданий (инфильтрация), а также через форточки, окна, открываемые без всякой системы. Естественная вентиляция считается организованной, если направления воздушных потоков и воздухообмен регулируются с помощью специальных устройств. Систему организованного естественного воздухообмена называют аэрацией.

Аварийная вентиляция представляет собой самостоятельную установку и имеет большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрыво- и пожароопасных производств и производств, связанных с использованием вредных веществ. Для автоматического включения аварийную вентиляцию блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными либо на величину ПДК (вредное вещество), либо на определенный процент от величины нижнего концентрационного предела взрываемости (взрывоопасные смеси). Кроме того, должен быть предусмотрен дистанционный пуск аварийной вентиляции пусковыми устройствами, расположенными у входных дверей снаружи помещения. Аварийную вентиляцию всегда устраивают только вытяжной , чтобы предотвратить переток вредных веществ в соседние помещения. Кратность вытяжки определяется отраслевыми правилами охраны труда (правилами безопасности), она колеблется в широких пределах.

Обычные системы вентиляции не способны поддерживать сразу все параметры воздуха в пределах, обеспечивающих комфортные условия в зонах пребывания людей. Эту задачу выполняет кондиционирование , которое является наиболее совершенным видом механической вентиляции и автоматически поддерживает микроклимат на рабочем месте независимо от наружных условий.

В соответствии со СНиП 2.04.05-91 кондиционирование воздуха - это автоматическое поддержание в закрытых помещениях всех или отдельных параметров воздуха (температуры, относительной влажности, чистоты, скорости движения) с целью обеспечения, главным образом, оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса, обеспечения сохранности ценностей культуры.

При низких качестве кондиционеров и технологии их обслуживания в рабочих секциях возможно накопление микроорганизмов, в т.ч. и патогенных. В мировой и отечественной практике известны случаи, когда кондиционеры являлись источником инфекционных заболеваний людей. Поэтому в современных кондиционерах предусмотрена реализация дополнительных операций – обеззараживания, дезодорации, ароматизации, ионизации воздуха и др.

Различают системы комфортного кондиционирования, обеспечивающие в помещении постоянные комфортные условия для человека, и системы технологического кондиционирования, предназначенные для поддержания в производственном помещении требуемых технологическим процессом условий.

К эксплуатации допускаются вентиляционные системы, полностью прошедшие предпусковые испытания и имеющие инструкции по эксплуатации, паспорта, журналы ремонта и эксплуатации. В инструкции по эксплуатации вентиляционных систем должны быть отражены вопросы взрыво- и пожарной безопасности.

Плановые осмотры и проверки вентиляционных систем должны проводиться в соответствии с графиком, утвержденным администрацией объекта.

Ответственность за техническое состояние, исправность и соблюдение требований пожарной безопасности при эксплуатации вентиляционных систем возлагается на должностное лицо, назначенное руководителем организации.

Профилактические осмотры помещений для вентиляционного оборудования, очистных устройств и других элементов вентиляционных систем, обслуживающих помещения с производствами категорий А, Б должны проводиться не реже одного раза в смену с занесением результатов осмотра в журнал эксплуатации. Обнаруженные при этом неисправности подлежат немедленному устранению.

Помещения для вентиляционного оборудования должны запираться, и на их дверях - вывешиваться таблички с надписями, запрещающими вход посторонним лицам.

Хранение в этих помещениях материалов, инструментов и других посторонних предметов, а также использование их не по назначению не допускается.

В процессе эксплуатации вытяжных вентиляционных систем, транспортирующих агрессивные среды, необходимо производить периодическую проверку толщины стенок воздуховодов вентиляционных устройств и очистных сооружений. Проверка должна производиться не реже одного раза в год.

Вентиляционные системы, располагающиеся в помещениях с агрессивными средами, должны проходить проверку состояния и прочности стенок и элементов крепления воздуховодов, вентиляционных устройств и очистных сооружений в сроки, установленные администрацией объекта, но не реже одного раза в год.

Ревизия огнезадерживающих клапанов, самозакрывающихся обратных клапанов в воздуховодах вентиляционных систем и взрывных клапанов очистных сооружений должны проводиться в сроки, устанавливаемые администрацией объекта, но не реже одного раза в год. Результаты оформляются актом и заносятся в паспорта установок.

При составлении планов реконструкции производства, связанных с изменением принятых технологических схем, производственных процессов и оборудования, должны одновременно рассматриваться вопросы о необходимости изменения существующих вентиляционных систем или о возможности их использования в новых условиях.

Вентиляционные системы, не подлежащие использованию вследствие изменения технологических схем и оборудования, должны быть демонтированы.

Ремонт и чистка вентиляционных систем должны производиться способами, исключающими возможность возникновения взрыва и пожара.

Чистка вентиляционных систем должна производиться в сроки, установленные инструкциями по эксплуатации. Отметка о чистке заносится в журнал ремонта и эксплуатации системы.