Удобство проживания в доме зависит от многих показателей: температуры воздуха, его чистоты, уровня влажности и так далее. Обеспечить необходимые условия призваны инженерные системы отопления + вентиляции и кондиционирования (сокращенно С-О-К). Именно от того, насколько правильно выполнено их проектирование и монтаж, зависит как микроклимат в помещениях и безопасность людей, так и экономичность эксплуатации здания в целом.

Характеристики условий проживания

Микроклимат – собирательный термин, который включает в себя множество различных параметров. Величина каждого из них определяется не произвольно, а закреплена тем или иным нормативным документом (ГОСТ, ДБН, ТКП и так далее).

Особую важность представляют вентиляция + отопление и кондиционирование, так как от них зависит не только удобство человека, но и состояние его здоровья.

К показателям, характеризующим микроклимат помещения, относятся:

Температура воздуха . Должна находиться в промежутке между 20 и 22 градусами Цельсия. Показатели выше и ниже этих отметок отрицательно влияют на физиологию человека.

Чтобы связка кондиционирование воздуха + вентиляция и отопление функционировала слаженно, в комнатах необходимо устанавливать терморегуляторы и датчики температуры, которые могут изменять параметры работы оборудования для достижения наиболее комфортных условий.

Влажность . Этот показатель обычно равняется 40-60%. За регулирование процентного содержания водяных паров ответственность несет вентиляция + кондиционирование воздуха и отопление выполняют лишь вспомогательную роль.
Как и в предыдущем случае необходима специальная регулирующая аппаратура, особенно в помещениях, где установлено кухонное оборудование и сантехника. Именно они часто являются причиной повышения влажности в помещении.
Чистота воздуха . Особенность человеческого организма состоит в том, что он очень чувствителен к составу вдыхаемого воздуха. Причем речь идет как о взвешенных частицах (пыли и мусоре), так и о химических загрязняющих элементах.

Именно поэтому комплексная система кондиционирования и отопления (особенно когда применяется конвекционный способ обогрева или вентиляционный) должна быть оборудована элементами, фильтрующими воздух. Это могут быть обычные поролоновые фильтры либо сложные системы, устанавливаемые на химических производствах.

Контроль за чистотой также осуществляется с помощью датчиков, которые оповещают находящихся в помещении людей о появлении примесей, опасных для здоровья (угарный или углекислый газ, фтор, хлор и так далее).

Однородность состава и температуры воздуха . Ни одна система отопления и кондиционирования не может обойтись без устройств, перемешивающих воздушные массы в помещениях. Без этого достичь комфортного микроклимата невозможно, так как в комнатах все время будут образовываться локальные зоны слишком холодного или перегретого воздуха.

Оборудование, обеспечивающее циркуляцию воздушных масс, как правило, является частью вентиляционной системы. Кроме того, при правильно спроектированных инженерных сетях образуется естественная конвекция, которая происходит за счет разности температуры и плотности.

Следует еще раз подчеркнуть, что эффективность работы систем во многом зависит от согласованной работы входящих в них устройств. Это влияет и на экономичность, так как позволяет существенно уменьшить количество топлива, используемого котлами или обогревателями, а также сократить потребление электричества, которое нужно для работы кондиционеров.

Обратите внимание!
Инструкция по возведению зданий и сооружений различного назначения, закрепленная СНиП (ДБН) устанавливает также строгие противопожарные требования.
Все инженерные сети — и системы вентиляции – и кондиционирования – и отопления – должны им соответствовать.

Конструктивные особенности климатических систем здания

Отопление

Если вентилирование и охлаждение воздуха в помещениях можно организовать и естественным путем, то для обогрева домов и квартир необходимо использовать специализированное оборудование.

Совет!
Большинство систем отопления, особенно в частных домах и коттеджах, очень сложны для монтажа, поэтому желательно поручить их проектирование и конструирование специалистам.
Однако управлять параметрами работы можно своими руками, с помощью специальных электронных панелей или механических регуляторов.

В настоящее время существует несколько принципиально разных типов оборудования, которое можно использовать для отопления домов и квартир:

Аппараты, излучающие волновое тепло. К ним относятся классические радиаторы отопления, устройства и потолочные пленки, электрические обогреватели, дровяные печи и так далее.
Особенность этого способа в том, что благодаря тепловому излучению нагревается не воздух, а предметы, находящиеся в комнате. Описываемая схема отопления очень экономична и эффективна.
Конвекционные устройства. Имеют особую форму теплообменника, благодаря которой достигается естественная конвекция (круговорот) нагретого и холодного воздуха в комнате. Такое оборудование имеет малую инерционность, потому чаще используется в качестве вспомогательного.

Воздушные нагреватели. Специальные агрегаты, оборудованные , который засасывает воздух с одной стороны корпуса и выбрасывает его с другой. Проходя через особые спирали, воздушные массы нагреваются, благодаря чему и достигается повышение температуры в комнате.

Устройства второй и третьей категории более эффективны, но цена их эксплуатации выше. Для функционирования им необходима электроэнергия. Кроме того, в процессе работы они издают шум.

С целью эффективного отопления помещений целесообразно при конструировании инженерных сетей предусмотреть проведение дополнительных мероприятий:

утепление стен, полов, окон, потолков и других конструктивных элементов здания с целью сокращения теплопотерь;
монтаж системы принудительной вентиляции с рекуперацией тепла, благодаря чему свежий воздух, поступающий с улицы, будет прогреваться исходящими воздушными потоками, делая коммуникации более энергоэффективными;
установка датчиков и контроллеров, согласующих действия различных механизмов климатических сетей.

Проветривание

Системы вентиляции коммерческих зданий и жилых домов включают в себя оборудование, обеспечивающее забор свежего воздуха с улицы, организацию его движения по помещениям и вывод загрязненных воздушных масс.

Сюда входят:

электровентиляторы;
воздуховоды;
системы рекуперации (подогрева) воздуха;
фильтры и другие дополнительные устройства.

Существует огромное количество разновидностей описываемых инженерных сетей, которые отличаются друг от друга по нескольким критериям:

Способу организации тока воздуха:

естественная — воздушные массы движутся за счет разницы температур внутри дома и на улице;
принудительная – переток воздуха организуется с помощью вентиляторов.

Направлению движения воздуха:

приточная – воздушные массы могут поступать благодаря инфильтрации (проникновению через щели и поры в строительных конструкциях) или с помощью специально обустроенных подоконных или оконных каналов;
вытяжная – в этом случае используется одна или несколько вертикальных шахт, выходящих на технический этаж или крышу дома;
комплексная – выполняет сразу несколько задач, оборудована различными агрегатами, обрабатывающими воздух (фильтрами, нагревателями, охладителями).

Области применения:

местная – чаще такой вид вентиляции используется на промышленных предприятиях и служит для очистки воздуха от пыли и примесей на рабочем месте (пример – вытяжка на кухне);
общая – осуществляет проветривание квартиры, дома или здания в целом.

Особенностям конструкции:

с воздуховодами – в этом случае от всасывающего отверстия в каждом помещении идет отдельный воздушный канал, которой другим концом выходит в общую вентшахту или на крышу;
без воздушных каналов – вытяжка сразу соединена с центральной шахтой (такой вид вентиляции преобладает в городских квартирах).

Обратите внимание!
Несмотря на кажущуюся малозначительность, вентиляция является одной из наиболее важных инженерных сетей.
От нее зависит и температура в помещениях, и чистота воздуха, и его влажность.

Охлаждение

Зачастую система кондиционирования воздуха является одной из самых затратных инженерных сетей как при монтаже, так и во время эксплуатации. Но без эффективного охлаждения воздушных масс, ни о каком комфорте в помещениях не может быть и речи. Особенно это касается производственных или коммерческих зданий, в которых находится большое количество людей и оборудования.

Как и в предыдущих случаях, наибольшей эффективности и экономичности можно достичь лишь в том случае, если приобретать и устанавливать автоматические системы, позволяющие поддерживать заданный режим работы без участия человека на основании данных, полученных от температурных датчиков.

С помощью современных кондиционеров можно с успехом регулировать следующие параметры воздуха:

скорость циркуляции;
температуру;
уровень влажности;
уровень загрязненности.

На выбор покупателю представлено множество различных систем охлаждения:

Бытовые и производственные. Первые устанавливаются в домах и квартирах, вторые применяются для охлаждения цехов и торговых залов. Они отличаются друг от друга не только по цене, но и по мощности, а также удобству использования.
Местные и централизованные. Индивидуальные охладители монтируются в одном помещении, где осуществляется охлаждение и очистка воздуха.

Центральные представляют собой большой блок, где понижается температура воздуха. Затем эти воздушные массы распределяются по помещениям с помощью воздушных каналов. Регулировать микроклимат можно отдельно в каждой комнате с помощью специальных электронных панелей.

Стационарные и переносные. Одну из разновидностей можно с легкостью переносить из помещения в помещение и располагать в любом месте комнаты. Второй тип – стационарные кондиционеры – монтируются один раз, после чего для смены местоположения необходим их полный демонтаж.
Рециркуляционные и прямоточные. В первом случае воздушные массы перетекают по замкнутому циклу. Это позволяет значительно сэкономить на оплате электроэнергии, но воздух становится «искусственным.
Что касается прямоточных, то такие кондиционеры засасывают и охлаждают воздух с улицы, а его удаление происходит через вытяжные каналы вентиляции.
Одно- или мультизональные. Конструктивные особенности первой разновидности понятны из названия. Мультизональные кондиционеры позволяют распределять охлажденный воздух на несколько помещений. Управление также происходит раздельно.

В основном такие системы устанавливаются на промышленных и коммерческих объектах.

Сейчас существуют следующие типы бытовых кондиционеров:

сплит-системы;
оконные охладители;
напольные модели;
устанавливаемые на крышу;
чиллеры и файнколы.

Вывод

Комфортный микроклимат в помещении может быть создан только комплексной работой климатических инженерных сетей: вентиляции, отопления и охлаждения воздуха. Однако, чтобы в квартире было удобно жить, необходим также водопровод, канализация, телефония, интернет, телевидение и так далее. Более подробно об обустройстве жилищ смотрите в видео, предложенном вашему вниманию.

Современное жилье (будь-то загородный дом или городская квартира) представляет собой комплекс из многочисленных устройств и агрегатов, основной задачей которых является создание наиболее оптимальных и комфортабельных условий для проживания.

Все такое оборудование для регулировки микроклимата – элементы единой системы вентиляции и кондиционирования и отопления, отличающейся производительностью, экономичностью в работе и надежностью.

Микроклимат: определения и особенности

Под понятием «микроклимат» подразумевают разнообразные параметры, за счет которых в доме всегда будет комфортно и уютно. Нормируются и устанавливаются подобные параметры всевозможными стандартами (например, ГОСТ), ну а поддержание возлагается на специальную технику .

В состав микроклимата современного жилища входит несколько основных факторов, в частности, температура воздуха, влажность, состав, а также чистота. Разумеется, все эти параметры обязательно должны быть постоянными, ведь только так проживать в доме либо работать в офисе будет наиболее комфортно и приятно.

Характеристики микроклимата

Как уже было оговорено ранее, микроклимат включает в себя несколько норм:

Температура в диапазоне 20-22 С . Установленный параметр ДБН, считается, что это оптимальная температура воздуха для нормальной жизнедеятельности человека, эффективной работы и здорового отдыха.
Поддержку такой нормы обеспечивают современные системы отопления вентиляции и кондиционирования, снабженные автоматическими датчиками и регуляторами температур.

Если СОК работает эффективно и комплексно, то отопление гарантирует качественный нагрев воздуха, тогда как вентиляция и кондиционирование, в большинстве случаев, охлаждает помещение, если это необходимо;

Влажность – 40-60% . Поддержание данного диапазона гарантируют системы принудительной вентиляции и увлажнители, соединенные воедино за счет с о к.
Регулировка и «подстройка» под требования производится специальной автоматикой, датчиками и прочими подобными устройствами;

Химический состав воздуха . Организм человека чрезвычайно чувствителен к самым мелким изменениям состава воздуха, а потому очень хорошо, если в доме будет установлена система отопления и кондиционирования со встроенными очистителями;

Важно. Подобные устройства в автоматическом режиме очистят воздух, поступающий в помещение, от пыли, органических примесей и вредных веществ.
Производится очистка на основе данных, получаемых аппаратами со специальных датчиков, являющихся единым целым с системой.

Распределение тепла по помещениям дома . Важный фактор, который обязательно должны обеспечивать вентиляция отопление и кондиционирование.
Грамотный монтаж и настройка системы помогут сбалансировать соотношение между теплым и холодным воздушными потоками, эффективно распределить их по всей площади.

Огромное влияние на то, насколько качественно и эффективно функционирует система кондиционирования и отопления оказывает согласованность и слаженность работы всех инженерных систем, которые входят в ее состав. Все составляющие системы должны работать на основе показаний датчиков, включаться последовательно либо же одновременно.

Таким образом, можно не только поддерживать оптимальный микроклимат в помещениях, но еще и существенно экономить на электроэнергии. Особенно актуально для больших жилых домов, офисов и промышленных объектов.

Отопление помещений: основные элементы системы

Инструкция к современным системам СОК требует использования специальной техники, обеспечивающей приток теплого воздуха в помещение.

На сегодняшний день используются самые различные системы способные компенсировать как трансмиссионные (потери через стены, окна, двери, потолок), так и вентиляционные потери тепла:

Агрегаты, излучающие тепловую энергию . К подобным устройствам относятся ИК-обогреватели (лампы, камины, печи, электропанели, радиаторы, системы );

Конвекционные обогреватели – радиаторы с универсальными решетками и функцией конвекции, ;
Вырабатывающие теплый воздух. Тепловые завесы, калориферы, тепловентиляторы и системы воздушного обогрева.

Вне зависимости от типа, все обогреватели, которые включает в себя кондиционирование воздуха вентиляция и отопление, должны отличаться своей эффективностью и экономичностью. Как правило, работает техника в автоматическом режиме – все данные о температуре подаются с датчиков, установленных в помещениях дома или офиса.

Вентиляция помещения: что входит в систему

Вентиляция кондиционирование воздуха и отопление включает в себя массу агрегатов, призванных обеспечить эффективную циркуляцию воздуха в здании.

Проектирование схемы работы, а также размещения устройств выполняется согласно существующим нормам и правилами (СНиП, ТКП), может быть классифицирована по нескольким критериям:

Способу создания давления, движущего воздушные массы . Может быть естественным и искусственным;
Цель системы вентиляции – приточная, вытяжная, комплексная;

«Умный дом» — один из вариантов организации грамотной схемы и эффективной автоматической работы кондиционирования, вентиляции и отопления

Область применения . Местные (применяются для установки в частных домах или квартирах) либо общественные (торговые залы, офисы, промышленные объекты) установки;
Конструкция вентиляционной системы . Могут быть снабжены вентиляционными каналами либо же не иметь оных – все зависит лишь от особенностей помещения.

Важно. Вентиляция – весьма серьезный и значимый элемент СОК, а потому важно грамотно подходить как к проектированию, так и к подбору оборудования.
Следует отметить, что для организации регулируемого воздухообмена используются самые разнообразные и универсальные агрегаты.

Самыми простыми и доступными являются вентиляторы – они бывают диаметральными, осевыми и радиальными. Кроме того, своими руками в помещении могут быть установлены агрегатные установки, которые монтируются на крыше зданий либо же в специальных каналах – воздуховодах.

Также, применяются воздушные клапаны, заслонки, распределительные элементы и решетки, позволяющие сделать движение воздуха в помещении эффективным.

Кондиционирование

Цена системы вентиляции, кондиционирования и отопления во многом зависит еще и от того, какие именно применяются устройства для охлаждения воздуха. Следует отметить, что кондиционеры системы в автоматическом режиме поддерживают основные параметры воздуха (скорость потока, температура, влажность, чистота), тем самым, обеспечивая комфортабельность проживания для человека.

В настоящее время используется несколько типов систем кондиционирования помещений:

Комфортные, технологические и производственные . Если с комфортными все более-менее понятно (используются в жилых домах или офисах), то вот технологические и производственного типа системы кондиционирования предназначены лишь для торговых залов или производственных цехов. Особенность заключается в высокой мощности и производительности, большом наборе функций;
Местные и централизованные . В первом случае призваны охлаждать воздух в определенной зоне или помещении. Централизованные же применяются для кондиционирования воздушных потоков во всем здании;
Стационарные и мобильные . Монтируются на одном месте либо же могут быть транспортированы из помещения в помещение в зависимости от потребности;
Рециркуляционные и прямоточные (принцип работы оборудования);

Низкого, среднего и высокого давления ;
Системы с обеспечением кондиционирования одной либо нескольких зон . Оптимальный выбор для офиса или торгового центра, где для каждого определенного помещения существуют свои требования по температуре, влажности и прочим характеристикам воздуха.

Нельзя не отметить, что кондиционеры и всевозможная дополнительная сантехника к ним могут быть самыми разнообразными. Выбор тех или иных видов техники в первую очередь обосновывается индивидуально, в зависимости от особенностей объекта недвижимости и рабочих параметров.

Среди самых популярных приборов для охлаждения и кондиционирования воздуха, используемых в СОК, можно выделить:

Сплит-системы . Представлены в широчайшем ассортименте, без проблем можно выбрать оптимальный вариант как для частного дома (маломощные), так и для промышленных объектов;
Напольные или оконные кондиционеры . На фото и видео на нашем сайте можно видеть, чем отличаются друг от друга подобные типы техники.
Как можно судить из названия, компактные оконные кондиционеры устанавливаются в оконные проемы, тогда как напольные можно ставить в любом уголке комнаты;
Устройства, устанавливаемые на крышу или в специальные вентиляционные каналы здания (если таковые предусмотрены схемой);
Системы с фанкойлами и центральные кондиционеры . Зачастую (за счет того, что цена на подобные аппараты довольно высока) используются лишь в общественных местах, где требуется организовать движение больших объемов воздушных масс.

Заключение

Системы отопления, вентиляции и кондиционирования – просто-таки неотъемлемая часть современного дома, офиса или другого объекта недвижимости. Нельзя не отметить, что состоят подобные системы из самых современных и инновационных агрегатов, проектируются индивидуально в зависимости от особенностей строения, позволяя существенно .

Важно. Грамотно спроектированная и установленная система отопления, вентиляции и кондиционирования (противопожарные требования должны быть обязательно соблюдены) – залог создания в доме оптимального микроклимата в помещении.
Только в том здании, где подобные системы работают слаженно и точно настроены, можно добиться наиболее комфортабельных условий проживания или работы, исключить лишние финансовые затраты.

При этом практически все элементы функционируют в автоматическом режиме и компьютеризированы, не требуют какого-то особого обслуживания и дополнительной наладки – достаточно всего лишь раз произвести настройку оборудования (лучше всего доверять операцию специалистам).

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.

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.

Под вентиляцией понимают систему мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения рабочих и обслуживаемых зон помещений, создания метеорологических условий и чистоты воздушной среды, соответствующим гигиеническим и техническим требованиям. Вентиляция, уменьшающая содержание в производственных помещениях различных вредных выделений, способствует не только обеспечению безопасных (в первую очередь, с точки зрения взрывоопасности) и здоровых условий труда, но и во многих случаях увеличению долговечности строительных конструкций, сохранению внутренней отделки помещений, а также созданию условий для оптимального ведения технологических процессов.

Системы вентиляции классифицируют по способу перемещения воздуха, направлению потока воздуха, зоне действия и времени работы. По способу перемещения воздуха вентиляция бывает двух видов: естественная и механическая. Различие заключается в способе осуществления воздухообмена помещений.

Естественная вентиляция осуществляется за счет разности температур воздуха в помещении и вне его (тепловой напор) или воздействия ветра (ветровой напор).

При механической вентиляции перемещение воздуха осуществляется с помощью вентиляторов. Она может быть приточной и вытяжной, и та и другая – общеобменной местной или комбинированной. Действующая в помещении одновременно естественная и механическая вентиляция называется совмещенной.

Естественная вентиляция может быть организованная и неорганизованная. Неорганизованный и неуправляемый приток воздуха, происходящий через неплотности и щели строительных конструкций, называется инфильтрацией, а внутреннего воздуха наружу – эксфильтрацией. Организованная и управляемая естественная вентиляция называется аэрацией . На пищевых предприятиях она применяется в помещениях, имеющих значительные выделения теплоты, и осуществляется с помощью аэрационных фонарей, специальных вентиляционных каналов, фрамуг и окон.

Для использования ветрового напора, а также удаления небольших объемов воздуха используют дефлекторы (дефлекторная вентиляция), специальные насадки, устанавливаемые в верхней части вентиляционных каналов. С их помощью усиливают тягу. Подачу приточного воздуха при естественной вентиляции (СП 2.2.1.1312-03) необходимо предусматривать в теплый период года на уровне не более 1,8 м и в холодный период года – не ниже 4 м от пола до низа вентиляционных проемов. При подаче неподогретого воздуха в холодный период года на более низких отметках необходимо предусматривать мероприятия, предотвращающие непосредственное воздействие холодного воздуха на работающих. Открывающиеся устройства в зданиях с системами аэрации должны обеспечивать возможность направления поступающего воздуха вверх в холодный период года и вниз – в теплый период года.

Преимуществом аэрации является то, что большие объемы воздуха перемещаются в производственном помещении без использования механических средств, что делает ее значительно дешевле механических систем вентиляции. Недостатки аэрации – изменение воздухообмена в зависимости от температуры воздуха в промышленных зданиях и метеорологических параметров наружного воздуха, невозможности очистки наружного воздуха, сложность регулирования параметров воздуха в помещении, в частности относительной влажности, которая должна поддерживаться на определенном уровне. Для компенсации отдельных недостатков используют сочетание естественной и механической вентиляции (совмещенная вентиляция) в различных вариантах.

В зависимости от того, для чего предназначена механическая система вентиляции, она подразделяется на приточную (для подачи воздуха в рабочую зону), вытяжную (для удаления загрязненного воздуха) и приточно-вытяжную с рециркуляцией или без рециркуляции воздуха. Преимущество механической вентиляции состоит в том, что перемещаемый вентилятором воздух можно нагревать, охлаждать, увлажнять и очищать от вредных газов и пыли.

Установки механической приточной вентиляции (рисунок 7а ) обычно состоят из воздухозаборного устройства (воздухоприемника) 1, устанавливаемого снаружи здания в местах наименьшей загрязненности; воздуховодов 2, по которым воздух подается в помещение; фильтров 3, служащих для очистки воздуха от пыли; калориферов 4, в которых воздух подогревается до необходимой температуры; вентилятора 5; приточных отверстий или насадок 6, через которые воздух подается в помещение, и регулирующих устройств, которые устанавливаются в воздухоприемном устройстве и на ответвлениях воздуховодов.

Рисунок 7 Механическая вентиляция:

а - приточная; б - вытяжная; в - приточно-вытяжная

с рециркуляцией

Установки механической вытяжной вентиляции (рисунок 7б ) обычно состоят из вытяжных отверстий 7 или насадок вентилятора 5; воздуховодов 2; устройства для очистки воздуха от пыли, газов 8 и устройства для выброса воздуха (вытяжной шахты) 9, которое должно быть расположено на 1-1,5 м выше конька крыши. В системе механической приточно-вытяжной (рисунок 7в ) вентиляции обе установки работают одновременно.

По месту действия вентиляция бывает общеобменная, когда смена воздуха происходит во всем объеме помещения, и местная, благодаря которой состояние воздушной среды нормализуется только в местах нахождения людей.

Общеобменная вентиляция наиболее часто применяется в тех случаях, когда вредные вещества, теплота, влага выделяются равномерно по всему помещению. Количество воздуха, необходимое для обеспечения нормативных параметров воздушной среды в рабочей зоне, необходимо определять расчетным путем, учитывая неравномерность распределения вредных веществ, тепла и влаги в объеме помещения. Воздухообмен, необходимый для удаления избыточного тепла (L, м 3 /ч) определяют по формуле

L = 3600 Q изб /С   (t уд – t пр ) , (38)

где Q изб – избыточное количество тепла, Дж/с; С – удельная теплоемкость воздуха, Дж/ (кг К);  - плотность воздуха при 293 0 К, кг/м 3 ; t уд – температура удаляемого воздуха, К; t пр – температура приточного воздуха, К.

Необходимый воздухообмен, исходя из содержания в воздухе водяных паров (L П , м 3 /ч), определяют по выражению

L П = G П / (d уд - d пр )  , (39)

где G П – масса водяного пара, выделяющегося в помещении, г/ч; d уд – влагосодержание удаляемого воздуха, г/кг, сухого воздуха; d пр – влагосодержание приточного воздуха, г/кг;  - плотность приточного воздуха, кг/м 3 .

Воздухообмен по количеству выделяющихся вредных веществ определяют по выражению

L = G / (C ПДК – С 0 ) , (40)

где G – интенсивность образования вредных веществ, мг/ч; С ПДК и С 0 – соответственно предельно допустимые концентрации вредного вещества в воздухе и содержание его в приточном воздухе, мг/м 3 .

При выделении в помещении нескольких видов вредностей определяется требуемый воздухообмен по каждому из них, полученная наибольшая величина принимается за расчетную.

Характеристикой общеобменной вентиляции служит кратность воздухообмена (n ), определяемая как отношение объема воздуха, подаваемого для вентиляции помещения за один час (V в ) к объему вентилируемого помещения (V п ).

N = V в / V п (41)

Кратность воздухообмена показывает, сколько раз в час обменивается воздух в помещении.

При проектировании вентиляции следует предусматривать удаление загрязнённого воздуха непосредственно от места выделения вредностей (местная вентиляция ) или из тех зон помещения, в которых наблюдаются максимальная концентрация вредных веществ или значительные тепловыделения. Устройство местной вентиляции сводится к созданию различного типа укрытий для источников выделения вредностей или созданию местных отсосов, встроенных в технологическое оборудование.

Местная вентиляции бывает вытяжная и приточная. Местную вытяжную систему вентиляции устраивают, когда загрязнения можно улавливать непосредственно у мест их возникновения. Она состоит из устройств, конструктивное оформление которых в зависимости от вида вредности различно. Это могут быть кожухи, полностью или частично закрывающие источник вредных выделений, вытяжные шкафы с рабочими окнами для обслуживания, вытяжные зонты и бортовые отсосы (устройства, всасывающие отверстия которых приближены к источнику выделения). Отсасывание воздуха непосредственно из оборудования или из-под кожуха, которым оно укрыто, называется аспирацией . Степень создаваемого в системах аспирации разряжения должна быть тем больше, чем выше токсичность удаляемой вредности.

Объемный расход воздуха, удаляемого из вытяжного шкафа при естественной вытяжке (L, м 3 /ч) определяют по выражению

(42)

где h – высота открытого проема шкафа, м; Q – количество тепла, выделяемого в шкафу, ккал/ч; F – площадь открытого (рабочего) проема шкафа, м 2 .

При механической вытяжке

L = 3600  F  V , (43)

где V – средняя скорость всасывания в сечениях открытого проема, м/с.

Местную приточную вентиляцию в виде воздушных душей устраивают в горячих цехах для защиты работающих от перегревания, а в виде воздушно-тепловых завес – для предотвращения проникновения наружного воздуха в помещения в холодный период года через открывающиеся ворота или двери. Воздушные и воздушно-тепловые завесы рассчитываются с учетом того, чтобы на время открывания ворот, дверей и технологических проемов температура смеси воздуха, поступающего в помещение, была не ниже:

14 0 С для производственных помещений при легкой физической работе (работа категории Iа и Iб с общими энерготратами 68 и 88 Вт/м 2 соответственно);

12 0 С для производственных помещений при работе средней тяжести (работа категории IIа и IIб с общими энерготратами 113 и 145 Вт/м 2 соответственно);

8 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III с общими энерготратами 177 Вт/м 2);

5 0 С для производственных помещений при тяжелой работе (работа категории III) и отсутствии постоянных рабочих мест на расстоянии 3 м и менее от наружных стен и 6 м и менее – от дверей, ворот и проемов.

Большое значение для обеспечения безопасности эксплуатации взрывопожароопасных производств и производств, связанных с использованием токсичных веществ, имеет аварийная вентиляция , представляющая собой самостоятельную вентиляционную установку.

Для автоматического включения аварийной вентиляции её блокируют с автоматическими газоанализаторами, установленными или на величину ПДК (токсичные вещества), или на величину НКПВ (взрывоопасные вещества). Кроме автоматического, предусматривают и ручное включение, при этом пусковые устройства выносят за пределы помещения.

Кондиционирование . При кондиционировании воздуха обеспечивается поддержание в рабочих помещениях оптимальных, допустимых параметров микроклимата на рабочих местах и необходимых микроклиматических условий по технологическому регламенту. Режим работы систем кондиционирования воздуха обычно поддерживается автоматически с помощью специальной системы автоматического регулирования. В некоторых случаях при кондиционировании воздуха требуется обеспечить высокую чистоту его притока. Для этого в кондиционере предусмотрены очистка воздуха от пыли, нагрев его (первичный), обработка в оросительной камере, вторичный подогрев и, если потребуется, смешение свежего наружного воздуха с некоторым объемом воздуха, возвращаемого в кондиционер непосредственно из помещения.

Несмотря на некоторую сложность, а также дороговизну устройства и эксплуатации, системы кондиционирования позволяют поддерживать в производственных помещениях такие условия, при которых можно достичь высокой производительности труда, а также создать условия для оптимального ведения технологических процессов.

Отопление . В производственных зданиях, сооружениях и помещениях любого назначения с постоянным или длительным (более 2 ч) пребыванием людей, в помещениях во время проведения основных и ремонтно-вспомогательных работ, а также в помещениях, в которых поддержание температуры необходимо по технологическим условиям следует предусматривать соответствующую систему отопления для поддержания требуемых температур внутреннего воздуха в холодный период года.

Система отопления должна компенсировать потери тепла через ограждающие конструкции зданий и сооружений, за счет снижения температуры воздуха в помещениях в результате естественного испарения влаги с открытых водных поверхностей, а также идущие на нагревание поступающего снаружи воздуха. Расчет системы отопления проводится с учетом поступлений тепла от технологического оборудования, коммуникаций, нагретых материалов и изделий, людей, искусственного освещения и других источников.

Систему отопления, вид и параметры теплоносителя, а также типы нагревательных приборов следует предусматривать с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций и в соответствии с характером и назначением зданий и сооружений (СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).

В зависимости от используемого теплоносителя системы отопления бывают водяные, паровые, воздушные, газовые и электрические. Наиболее эффективны в санитарно-гигиеническом отношении системы водяного и парового отопления, где в качестве теплоносителя используются соответственно горячая вода и водяной пар с температурой не более 130° С. Однако и эти системы применяются с ограничениями. Их установка не допускается в помещениях, где хранятся или применяются карбид кальция, калий, натрий, литий и другие вещества, способные при взаимодействии с водой загораться, взрываться или разлагаться с выделением взрывоопасных концентраций, а также в помещениях, в которых возможно выделение в воздух или осаждение на поверхности строительных конструкций и оборудования веществ, способных к самовоспламенению при прикосновении с горячими поверхностями нагревательных приборов и трубопроводов.

Поверхности нагревательных приборов во всех случаях не должны иметь температуру выше 150° С. При наличии в помещениях невзрывоопасной, органической возгоняемой, неядовитой пыли эта температура не должна превышать 110°С. Нагревательные приборы должны иметь гладкую поверхность, удобную для систематической очистки.

Наиболее безопасным является воздушное отопление, при котором нагрев воздуха производится в калориферах. В таких системах в качестве теплоносителя обычно используется горячая вода или пар. Однако в отдельных случаях для подогрева воздуха допускается применение газа (в здания I и II степеней огнестойкости с производствами категорий Г и Д при условии удаления продуктов горения непосредственно наружу) и электрической энергии (электрокалориферы).

По способу подачи и распределения воздуха система воздушного отопления может быть центральной (как правило, совмещенной с приточной вентиляцией) и местной, при которой нагрев и подачу воздуха в определенное место помещения производят специальными отопительными агрегатами.

Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха. Требования к системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в производственных помещениях