Системы отопления в высотных зданиях с большой площадью остекления
И. Н. Смирнова, генеральный директор ООО «Проектное бюро “Римакс”»
I. Kravchuk, исполнительный директор Rosemex Inc.
П. Ю. Сырых, ведущий инженер ООО «Проектное бюро “Римакс”»
В настоящее время при строительстве высотных зданий, как в России, так и в зарубежных странах, очень популярны архитектурные решения с навесными светопрозрачными фасадными системами (в зарубежной строительной практике принят термин «curtain wall»). В этом случае наружное остекление «от пола до потолка» выполняется по всей площади наружных ограждений.
Для предупреждения образования нисходящих потоков воздуха, радиационного охлаждения помещения, защиты внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций от выпадения конденсата в подобных зданиях очень часто применяются отопительные приборы в виде встраиваемых в пол (внутрипольных) конвекторов.
Приборы этого типа изготавливаются целым рядом производителей. Выбор конкретного устройства связан с конструктивными особенностями стяжки пола и способа крепления навесной фасадной системы.
Особенности размещения встраиваемых конвекторов
Встраиваемые в пол конвекторы располагаются по всему периметру помещения. Тем самым предупреждается появление непрогретых зон вертикальных ограждающих конструкций, которые при низких температурах наружного воздуха начинают работать аналогично мостикам холода. При наличии угла между двумя примыкающими друг к другу светопрозрачными ограждающими конструкциями эта область представляет особую зону риска: велика вероятность промерзания стыка и выпадения конденсата из-за того, что не удается установить отопительный прибор близко к углу. Подобный случай имел место в одном из высотных зданий Московского международного делового центра «Москва-Сити» (ММДЦ «Москва-Сити»). Проектом не было предусмотрено размещение отопительных приборов в углах помещений со сплошным остеклением, и в первую же зиму появились проблемы с выпадением конденсата в этой области. Проблема была решена установкой дополнительных электрических нагревательных приборов, но, конечно, такое решение никак нельзя признать оптимальным.
Известны также случаи, когда при низкой скорости движения теплоносителя температура в зоне расположения подводящих элементов опускалась ниже точки замерзания теплоносителя, что, с учетом этой низкой скорости, приводило к его чрезмерному остыванию и последующему замерзанию.
Для организации отопления на основе встраиваемых конвекторов в полу предусматриваются ниши, в основном глубиной 90–150 мм и шириной 150–476 мм. Могут использоваться специальные короба, устанавливаемые непосредственно перед заливкой бетонной стяжки пола.
Зачастую при установке встроенных конвекторов не используется все пространство по периметру помещения: устанавливается относительно короткий и широкий прибор, по краям которого перед остеклением остается никак не обогреваемое свободное пространство. Это не представляет особых проблем для зданий, построенных в сравнительно мягком климате, но может иметь неприятные последствия при низких температурах наружного воздуха.
 | ||||||||||||||||||||||||||||
| Экономическая эффективность бифилярного присоединения встроенных конвекторов | |||||||||||||||||||||||||
| Запорно-регулируемая арматура при двух вариантах подключения | ||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||
Приборы с естественной и с принудительной конвекцией
Встраиваемые в пол конвекторы можно разделить на два основных типа по способу побуждения движения подогретого воздуха: приборы с естественной конвекцией (гравитационные) и с принудительной конвекцией (вентиляторные).
Вентиляторные (моторизованные) конвекторы обеспечивают более интенсивный теплосъем с греющего элемента, соответственно, отличаются более компактными размерами, однако за счет наличия вентилятора отличаются более высоким уровнем шума (особенно важен этот аспект для жилых помещений). Также следует учитывать, что срок службы вентилятора может быть ниже срока службы самого конвектора, что приводит к необходимости их замены после наработки на отказ. Кроме того, учета требует возрастание нагрузки на систему энергоснабжения, особенно в случае применения конвекторов с несколькими вентиляторами, и необходимость подведения электропитания для вентиляторов. В вентиляторных конвекторах появляются расширенные возможности регулирования теплового режима помещения за счет управления скоростью вращения вентиляторов.
Моторизованные конвекторы позволяют при равных размерах получать теплоотдачу выше в несколько раз по сравнению с аналогичными отопительными приборами без электропривода.
Поскольку встраиваемые конвекторы находятся на уровне пола, для их нормальной работы обязательным условием является достаточно высокая чистота помещений. Особенно чувствительны к уровню загрязненности помещений вентиляторные конвекторы: при попадании в них большого количества пыли, волос и т.д. вентилятор конвектора начинает шуметь и может выйти из строя, даже несмотря на наличие фильтров.
При установке конвекторов с естественным побуждением увеличивается ширина конвектора, что отнимает рабочую поверхность пола помещения.
Таким образом, проектировщик должен выбирать схемное решение исходя из того, какое из ограничений для него более существенно: более сложная эксплуатация вентиляторных конвекторов или увеличение площади для конвекторов с естественным побуждением. Этот аспект очень значим при выборе проектного решения.
Особенности подключения встраиваемых конвекторов
В нашей стране при использовании встраиваемых конвекторов обычно используется подключение каждого отопительного прибора отдельно. В этом случае для каждого прибора предусматривается свой отдельный комплект запорно-регулировочной арматуры, в частности, свой термостатический клапан. Целесообразность ручного регулирования термостатической головки при использовании термостатов на каждом отопительном приборе (в случае нескольких таких приборов в одном помещении) вызывает определенные сомнения: вряд ли человек, находящийся в помещении, будет постоянно регулировать термоголовки всех приборов. В Канаде и городах севера США в многоквартирных жилых домах даже высокого класса часто устанавливается один термостат на квартиру, при двухуровневой квартире – один термостат на этаж. Жилец устанавливает комфортную для себя температуру один раз, после чего ручная подстройка термостата практически не используется (особенно в зданиях с теплотехнически массивными плитами перекрытия). Более сложный вариант предусматривает выделение отдельных функциональных зон: фойе, гостиной, спален, кухни. Для каждой такой зоны предусматривается свой отопительный контур, управляемый одним термостатом, но каждый отдельный прибор термостатом не управляется. Аналогичный подход применяется и для офисных помещений. Особенно актуально это в случаях, когда пространство квартиры или офиса едино: большое офисное помещение разделяется перегородками, не доходящими до потолка, а планировка квартир соответствует принципу квартиры-студии, при котором гостиная, кухня и холл объединены в одном помещении большой площади, а функциональное зонирование осуществляется мебелью, предметами интерьера и т.д.
В высотном комплексе «Город столиц» ММДЦ «Москва-Сити» при организации системы отопления был использован именно такой подход, в соответствии с которым в одной квартире или офисе предусматривалось несколько контуров (петель) системы отопления, соответствующих функциональным зонам пространства квартиры или офиса. В этом случае к одному контуру отопления последовательно по бифилярной схеме подключались 3–5 отопительных приборов, управляемых одним термоэлектрическим (управляемым с выносного пульта) термостатом. Установка желаемой температуры осуществлялась с пульта, размещенного на стене одного из помещений. Так, например, одним контуром объединялись отопительные приборы двух спален небольшой площади.
Задача расчета защиты воздушной струей внутренней поверхности ограждающей конструкции от выпадения конденсата приобрела в последние годы особую актуальность в связи с широким применением остекленных поверхностей и опасностью образования на их внутренней поверхности конденсата. Решение задачи было получено в 1967 году Ю.А. Табунщиковым и Ю.Ф. Юрьевым. Это решение учитывало возможность создания в пристенном пограничном слое такой воздушной среды, в которой и температура, и влагосодержание отличаются от этих же параметров в объеме помещения. Основные положения решения этой задачи опубликованы в журнале «АВОК», № 2, 2007, в статье Ю.А. Табунщикова «Расчет защиты воздушной струей внутренней поверхности ограждающей конструкции от выпадения конденсата».
Еще одной особенностью встраиваемых конвекторов в зданиях высотного комплекса «Город столиц» являлось использование трубы теплообменника диаметром ¾ʺ. Вместо двух труб теплообменника диаметром ½ʺ, объединенных калачом, были использованы приборы с такой же теплоотдачей, но всего одной прямой трубой большего диаметра, ¾ʺ в соответствии с условиями теплоотдачи. Это дает возможность последовательного объединения приборов, один за другим. Каждый прибор получился «проходным», что очень упростило объединение этих приборов отдельными контурами. Гидравлика системы в этом случае существенно упрощается. Сокращается количество термостатов: вместо термостата на каждом отдельном приборе устанавливается один термостат на всю ветвь. Кроме этого, уменьшается число проблемных узлов, упрощается эксплуатация. За счет бифилярного присоединения обеспечивается более равномерное распределение теплоты и прогрев помещения.
Первоначальный проект системы отопления предусматривал присоединение около 7000 конвекторов с индивидуальным присоединением каждого конвектора. Объединение конвекторов в отдельные контуры позволило сократить число присоединений: их в этом случае потребовалось менее 3000. Это позволило существенно снизить капитальные затраты.
 |
 |
