Отопление, вентиляция и кондиционирование

Три составляющие, которые обеспечивают комфортные условия для пребывания человека внутри помещения — это оптимальный тепловой режим, качественное проветривание и умеренная влажность воздуха. Гарантировать необходимый микроклимат в любом здании или отдельном помещении сможет отопление, вентиляция и кондиционирование — СНиП 41-01-2003 определяет основные требования по их устройству.

Кроме того, в строительных нормах и правилах прописано соблюдение необходимых санитарных, экологических и пожаробезопасных мер при эксплуатации таких систем. В данном документе пересмотрены и уточнены старые, а также внесены новые положения по использованию систем поквартирного теплоснабжения и защите от пожаров, учтен опыт действующих нормативов, в том числе и зарубежных.

Кроме того, существует еще ряд СНиПов, ГОСТов, СанПиНов и т.д., которые отвечают за проектную документацию, соблюдение необходимых размеров и допусков, определение гигиенических условий, мер безопасности и многое другое. При расчетах систем теплоснабжения и вентиляции конструкторы должны четко следовать указаниям соответствующих нормативных документов.

Отопление

В холодный период года внутри помещений необходимо сохранять оптимальную температуру. Делается это при помощи специальных отопительных приборов или целых систем, помогающих возмещать теплопотери здания. Современное отопительное оборудование позволяет автоматически регулировать индивидуальный температурный режим, обеспечивая комфортные условия для человека как в домашних условиях, так и на работе или в общественных местах.

Отопление бывает двух видов:

При конвективном варианте теплый воздух смешивается с холодными потоками. За счет этого в помещении становится тепло. Однако его недостатком является неоднородность обогрева — над поверхностью пола температура воздуха на несколько градусов ниже, чем в районе потолка. Конвективное отопление считается менее экономичным, поскольку оно приводит к перерасходу топлива и тепловой энергии. Тепло при лучистом отоплении передается методом излучения и лишь частично — конвекцией. Нагревательные приборы устанавливаются над зонами, которые необходимо прогреть. Например, под потолком, под напольным покрытием, рядом с рабочей зоной или местом отдыха.

Что собой представляет система отопления

Частные домовладения и многоэтажные постройки могут отапливаться:

• централизованно;
• индивидуально, или автономно.

В зависимости от варианта отопления, системы бывают:

• воздушными;
• водяными;
• паровыми;
• электрическими;
• комбинированными.

Каждый конструктивный элемент отопительной системы отвечает за свою функцию. Основными для воздушного, парового и водяного отопления являются:

• Теплогенератор (при автономном индивидуальном обогреве) или теплообменник (при централизованном отоплении), который предназначен для нагрева теплоносителя. Это может быть котел, печь, бойлер и т.д.
• Теплопровод — осуществляет доставку теплоносителя (жидкого, паро- или газообразного) от источника тепла до отопительных приборов. Обычная или со специальными присадками вода, а также антифриз, предназначенный для систем отопления, являются жидкими теплоносителями. Пар, горячий воздух или продукты сгорания относятся к группе газообразных носителей, позволяющих переносить тепло на определенную дистанцию.
• Отопительные приборы — отдают доставленное носителями тепло окружающему пространству. Это, как правило, панельные или секционные радиаторы, изредка — просто металлические трубы чуть большего диаметра, чем предназначенные для внутренних водопроводных сетей.

Электрические системы имеют немного другую схему, хотя условно ее также можно разделить на три основные группы.

Обратите внимание! В качестве теплогенератора здесь выступает электрическая энергия, роль теплопровода играет электропровод, а отопительными приборами являются нагревательные кабели или специальные матрицы, инфракрасные пленки или другие элементы.

Отличительные особенности отопительных систем

Кроме уже перечисленных вариантов, системы отопления классифицируют еще по нескольким признакам. Основными из них являются:

• способ циркуляции – естественный или принудительный;
• расположение теплопроводов – верхнее, нижнее, комбинированное;
• температура воды или другого носителя в подающем коллекторе – высоко-, средне- или низкотемпературный вариант;
• расположение труб, соединяющих обогревательные приборы – горизонтальное или вертикальное;
• схема движения теплоносителя – тупиковая или попутная;
• рабочий режим – постоянный или переменный.

Автономная, или индивидуальная система отопления

В случае, когда все элементы отопительной системы располагаются в пределах одного дома, она называется автономной. Главной ее особенностью является независимость от внешних теплоносителей, общих для многоквартирных строений разводок и городских или районных котельных. Область действия таких систем может ограничиваться даже одним помещением. Печное отопление. Тепло появляется при сгорании твердого топлива в обычной русской печи или камине. В зависимости от печной конструкции, помещение может прогреваться отдельно или вместе с близлежащими комнатами, куда выходят стенки печи. А в случае устройства на печке бака для воды и разводки труб, в которых курсирует теплоноситель, обогреваться может весь дом.

Недостатками печного отопления являются неравномерность прогрева и невозможность поддержания определенного теплового режима. Воздух нагревается слишком медленно, а после сгорания дров или угля печь сразу начинает остывать.

Отопительные котлы. Они различаются по виду топлива, с помощью которого нагревается теплоноситель. Это может быть газ, твердое или жидкое топливо, электричество.
Газовое отопление наиболее экономично. Но оно имеет и свои недостатки — это взрывоопасность и токсичность при неполном сгорании газа. Поэтому при эксплуатации оборудования особое внимание уделяют системе безопасности. Электрокотлы более безопасны и экологичны, но обходятся гораздо дороже.

В качестве твердого топлива используют дрова, уголь, пеллеты из отходов деревообработки, торфяные брикеты и даже лузгу подсолнечника. Недостаток твердотопливных котлов — это невозможность их работы в автоматическом режиме. Угарный газ отводится из помещения через систему дымоходов.

Жидкотопливное оборудование работает на дизельном топливе. Для таких котлов необходимо предусматривать отдельное помещение и место для хранения запаса топлива.

Централизованная система отопления

Отдельно расположенные котельные или ТЭЦ обслуживают сразу несколько потребителей или целые городские районы. Централизованное отопление, в зависимости от используемого теплоносителя, может быть:

Водяное отопление в централизованных системах является наиболее распространенным. Нагретая вода поступает по магистральным трубопроводам и внутридомовым стоякам к радиаторам, охлаждается и возвращается назад к теплообменнику. В системе парового отопления роль теплоносителя берет на себя пар, который поступает по теплопроводу от паровых котлов. Такие системы имеют ряд недостатков, поэтому в современном строительстве используются мало. Чаще встречается комбинированное пароводяное отопление.

Воздушное отопление предполагает циркуляцию нагретого воздушного потока, который передает тепло окружающему воздуху, смешиваясь с ним.

Важно! Если предусмотрено возвращение воздуха к нагревателю для повторного прогрева, то систему называют рециркуляционной. Если для системы используется только наружный воздух, то она называется вентиляционной. В этом случае можно говорить о том, что в ней совмещены две функции – вентиляция и отопление, снип указывает на то, что использовать их сочетание необходимо лишь в тех случаях, когда рециркуляция недопустима.

Локальное отопление

Данная система предусматривает зональный обогрев помещения, когда отапливается лишь ограниченное пространство. Для этого используют, как правило, электрические приборы или небольшие переносные печки. Наиболее эффективными являются инфракрасные обогреватели, при помощи которых мгновенно появляется ощущение тепла и комфорта.

Теплый пол

Данная система отопления обеспечивает прогрев поверхности напольного покрытия. Теплый поток воздуха равномерно поднимается вверх, что сопровождается правильным распределением температуры по высоте.

Различают теплые полы:

Водяной пол — это система трубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель. Располагают их на поверхности чернового пола под напольным покрытием.

Электрические полы подразделяются на:

• кабельные;
• пленочные;
• из термоматов, или матриц;
• инфракрасные.

Современная конструкция теплых полов появилась сравнительно недавно, хотя первые совсем примитивные системы использовались еще со времен Древнего Рима. В настоящее время теплый пол становится все более популярным среди потребителей.

Вентиляция

Вентилируемое помещение — это чистота, безопасность, отсутствие посторонних запахов и прекрасное самочувствие. Основная функция вентиляции состоит в регулировании воздухообмена в отдельно взятом помещении при помощи специальных устройств. С ее помощью можно поддерживать необходимую температуру и влажность окружающего воздуха. А на вредных производствах и в цехах со специфическими условиями, необходимыми для реализации технологических процессов, наличие вентиляции прописывается в соответствующих нормативных документах.

В квартирах вентиляционные каналы в обязательном порядке предусматриваются на кухнях и в санузлах. Без них в жилище будут скапливаться бактерии, повысится концентрация углекислого газа, и появится чрезмерная влажность, отчего обязательно начнутся головные боли, и увеличится риск развития вирусных заболеваний. Вентиляция — это глоток свежего воздуха, необходимый для нормальной жизнедеятельности человека и домашних животных.

Разновидности систем вентиляции

В зависимости от выполняемых функций и конструктивных особенностей, вентиляционные системы подразделяются на:

• Приточную, подающую свежий воздух извне. Удаление «ненужного» воздуха происходит естественным путем через щели, форточки и открывающиеся двери за счет избыточного давления.
• Вытяжную, предназначенную для вытягивания из помещения загрязненного воздуха. Свежий воздушный поток попадает внутрь через неплотно закрывающиеся двери или оконные створки, а также из других комнат, расположенных по соседству, за счет появления разряженного давления.
• Приточно-вытяжную, обеспечивающую одновременный приток и отток воздушных масс. В этом случае важным моментом является правильное соотношение поступающего и удаляемого из помещения воздуха.
• Местную, создающую необходимые условия зонально. Вредные вещества в этом случае вытягиваются и удаляются с ограниченного пространства.
• Общеобменную, используемую для всего здания или его значительной части.
• Естественную, создающуюся в результате разности плотности и температуры воздуха вне и внутри помещения или с помощью ветра, а также сквозняка. Она может быть организованной или неорганизованной.
• Механическую, осуществляемую при помощи электровентиляторов.

Обратите внимание! В жилых зданиях устраивают чаще всего естественную вытяжную вентиляцию, на производстве и в общественных постройках — приточно-вытяжную с использованием вентиляторов. Часто приточную вентиляцию и воздушное отопление соединяют в одну систему. При этом дополнительно устанавливают мощные обогреватели.

Кондиционирование

В закрытых помещениях или при слишком жаркой либо прохладной погоде за окном, но при плюсовом значении температуры благоразумно будет организовать кондиционирование воздуха — снип станет незаменимым помощником в данном вопросе. В нем учтены все нормы и параметры, а также определены требования к подобным системам.

Кондиционеры поддерживают необходимый тепловой и влажностный режим, регулируют скорость движения воздуха и очищают его. Системы кондиционирования нередко играют роль приточной вентиляции, а в прохладный период времени могут выполнять функцию дополнительного обогрева. Использовать кондиционеры можно практически на любых производствах, в общественных местах и, конечно же, в домашних условиях.

Различия и особенности систем кондиционирования

Классифицировать кондиционеры можно по нескольким признакам:

По функциональности:

• Охлаждающие — используются в период жары и поддерживают заданную температуру.
• Охлаждающе-обогревающие — дополнительно оборудованы калорифером. Эксплуатировать их можно круглый год.
• Полнофункциональные — сочетают в себе функции вентиляции, отопления и охлаждения, а также возможность регулирования влажности.

По назначению:

• Комфортные — устанавливаются в жилых строениях и общественных местах.
• Технологические — выпускаются для производственных нужд и отличаются мощностными характеристиками.

По наличию индивидуальных тепловых и охлаждающих источников — автономные и неавтономные.

По размещению:

• Центральные, устанавливаемые за пределами помещений.
• Местные, находящиеся внутри.

По принципу действия:

• Прямоточные, втягивающие воздух извне.
• Рециркуляционные, не нуждающиеся в притоке наружного воздуха.
• Комбинированные.

Современные кондиционеры многофункциональны. Они комплектуются увлажнителями, осушителями, ионизаторами, очистителями, нагревателями и прочим.

Заключение

От качества и грамотной установки вентиляции, отопления и кондиционирования воздуха в помещении напрямую зависит самочувствие, работоспособность и настроение человека, проживающего в доме или исполняющего свои должностные обязанности в офисе, а также находящегося на отдыхе в развлекательном или спортивном центре.

Вентиляция-кондиционирование и отопление. Конструктивные особенности климатических систем здания. Отопление, проветривание и охлаждение

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.

Индивидуальный кондиционер для домашнего использования

Характеристики условий проживания

Климатические системы дома – без них невозможно обеспечить комфорт в жилище

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:

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

Воздух в помещении должен иметь комфортную температуру

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.

1. 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.
2. 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.

Очень важно следить и за чистотой воздушных масс

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).

1. 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.

Инженерные сети в доме должны соответствовать требованиям противопожарной безопасности

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.

Отопление – неотъемлемая составная часть систем контроля микроклимата

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

1. Аппараты, излучающие волновое тепло. К ним относятся классические радиаторы отопления, инфракрасные 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.
2. 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.

Конвектор не только нагревает воздух, но и обеспечивает его циркуляцию

1. Воздушные нагреватели. Специальные агрегаты, оборудованные вентилятором, 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.

Чтобы повысить энергоэффективность строения необходимо снизить теплопотери

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.

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

Без вентиляции все жильцы будут страдать от сырости

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

1. Способу организации тока воздуха:

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

1. 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).

1. 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.

1. 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).

На фото – канальная система вентиляции

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.

Без охлаждения воздуха летом будет слишком жарко

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:

1. 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.
2. 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.

1. 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.
2. 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.
3. Одно- или мультизональные. Конструктивные особенности первой разновидности понятны из названия. Мультизональные кондиционеры позволяют распределять охлажденный воздух на несколько помещений. Управление также происходит раздельно.

Схема мультизональной системы кондиционирования

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.