Виды отопления для больших производственных помещений
Самыми проблемными в вопросе обогрева являются огромные помещения с большой квадратурой и высотой. Они требуют тщательного подбора системы отопления, которая будет отвечать современным стандартам, то есть обеспечит должный уровень комфорта и будет энергоэффективной. Каким образом обеспечить теплом большой цех или складское помещения? Ниже представлены различные варианты доступные на рынке.
Отопление больших помещений — сравнение методов
Обогрев крупных объектов можно осуществлять с помощью различных систем отопления. В целом их можно разделить по теплоносителю, а также способу отдачи тепла. Большие помещения имеют разные требования к обогреву, вытекающие из выполняемых ими функций. А оптимизация системы отопления может коренным образом повлиять на эксплуатационные затраты.
- Воздушное отопление — выбирают, в основном, для производственных цехов и торговых объектов в которых постоянно пребывают люди. Оно выдувает горячий воздух с помощью вентилятора, поэтому равномерно распределяет тепло по всему пространству и в состоянии быстро поднять температуру до комфортного уровня 18-20°С.
- Газовое отопление — еще один способ эффективного нагрева больших помещений. Как правило используется с теплым полом и радиаторами.
- Конвекционное отопление — используется в невысоких и длинных помещениях типа туннели. Не применяется для обогрева высоких зданий. В их случае отсутствует теплоноситель, так как тепло отдается напрямую воздуху.
- Гибридное отопление — сочетает различные перечисленные выше источники тепла в помещениях.
Как уже было сказано ранее, если система отопления модернизирована, она будет потреблять меньшее количество энергоресурсов. Достигается это путем применения автоматики и правильно составленного графика. Взять к примеру отопление склада, днем можно выставить температуру — 18°C, а ночью и в выходные, когда никого нет, — 8°C. По этому же принципу можно обогревать производственные цеха. Таким образом добиваются колоссальной экономии.
Сторонники экологии могут использовать на своих объектах зеленые технологии, которых на рынке представлено большое количество. В частности, можно применить солнечные панели, электроэнергия от которых в дневное время суток будет обеспечивать теплом.
Отопление больших площадей — устройства
Для отопления больших площадей чаще всего принято использовать:
- Тепловентиляторы. Большим их преимуществом является то, что они и обогревают, и охлаждают (в летнее время). Быстро нагревают воздух, который благодаря вентилятору равномерно распределяется по всему помещению. Могут быть переносными или устанавливаемыми на постоянной основе — стоячие или висячие. В вопросе источника питания наиболее популярными являются модели использующие воду как теплоноситель (в качестве нагревателя выступает твердотопливный котел), а также электрические, их преимуществом является небольшой размер и бесшумная работа.
- Инфракрасные лампы — используются в качестве источника тепла, в основном в высоких помещениях. Их устанавливают на потолку, откуда напрямую обогревают объекты находящиеся под ними. На рынке есть два вида моделей: работающие на газу и питаемые электроэнергией. Газовые делятся на керамические и трубчатые.
- Воздушные занавесы. Во время открытия входных дверей в здание попадает большое количество холодного воздуха. Чтобы этого избежать нужно устанавливать воздушные занавесы. Их задачей является нейтрализация последствий от открытия дверей. Вопреки расхожему мнению, благодаря их использованию владельцы компаний экономят на отоплении зимой и кондиционировании летом.
- Канальные нагреватели. Представляют собой часть системы вентиляции. Устраняют вероятность попадания в здание холодного воздуха. Также как и воздушные занавесы способствуют экономии на отоплении. В основном их устанавливают напротив окон, благодаря чему те не покрываются конденсатом.
Тепловодоснабжение и отопление высотных жилых зданий
К выходу в свет книги «Инженерное оборудование высотных зданий»
В. И. Ливчак, вице-президент НП «АВОК», начальник отдела энергоэффективности строительства Мосгосэкспертизы
В Москве спустя полвека после сооружения семи «сталинских» высоток возобновилось строительство высотных зданий. Ныне построены здания выше 40 этажей: в 2003 году – «Эдельвейс» на Давыдковской ул., вл. 3 (высота 176 м, 43 этажа), «Алые Паруса» корпус 4 (179 м, 48 этажей) на Авиационной ул., вл. 77–79; в 2004 году – «Воробьевы Горы» (188 м, 49 этажей) на Мосфильмовской ул., вл. 4–6, «Триумф Палас» – самое высокое жилое здание в Европе (225 м, 59 этажей, со шпилем – 264 м), Чапаевский пер., вл. 2.
Намечаются к строительству не-сколько десятков зданий высотой 30–50 этажей по городской инвестиционной программе «Новое кольцо Москвы». В деловом центре «Москва-Сити» строится ряд небоскребов высотой более 300 м, и апофеозом всего предполагается сооружение башни «Россия» высотой 600 м по проекту английского архитектора Нормана Фостера, к проектированию которой приступили в 2006 году.
Проект жилого дома «Эдельвейс» выполнен ЦНИИЭПжилища, инженерная часть остальных перечисленных высотных жилых зданий, построенных компанией «ДОН-строй», явилась плодом творчества проектно-производственной фирмы «Александр Колубков» под руководством А. Н. Колубкова и носящей его имя. Интересно и то, что «ДОН-строй» сам и эксплуатирует сооружаемые им дома, а потому примененные решения подтверждены практикой их работы.
Опыт, накопленный при проектировании этих зданий и их эксплуатации, был положен в основу книги «Инженерное оборудование высотных зданий», изданной «АВОК-ПРЕСС» в 2007 году под общей редакцией проф. МАрхИ М. М. Бродач.
На наш взгляд, все здания по высоте можно разделить на 5 категорий:
• до пяти этажей, где не требуется установка лифтов – малоэтажные здания;
• до 75 м (25 этажей), в пределах которых не требуется зонирование по вертикали на пожарные отсеки – многоэтажные здания;
• 76–150 м – здания повышенной этажности;
• 151–300 м – высотные здания;
• свыше 300 м – сверхвысокие здания.
Градация кратная 150 м обусловлена изменением расчетной температуры наружного воздуха для проектирования отопления и вентиляции – через каждые 150 м она понижается на 1 °С.
Особенности проектирования зданий выше 75 м связаны с тем, что их по вертикали необходимо делить на герметичные пожарные отсеки (зоны), границами которых являются ограждающие конструкции, обеспечивающие требуемые пределы огнестойкости для локализации возможного пожара и нераспространения его на смежные отсеки. Высота зон должна составлять 50–75 м, причем необязательно разделять вертикальные пожарные отсеки техническими этажами, как это принято в теплых странах, где технические этажи не имеют стен и используются для сбора людей при пожаре и последующей их эвакуации. В странах с суровым климатом необходимость технических этажей обусловлена требованиями размещения инженерного оборудования. При установке его в подвальной части только часть этажа, расположенного на границе пожарных отсеков, может быть использована для размещения вентиляторов противодымной защиты, остальная – под рабочие помещения. При каскадной схеме подключения теплообменников, как правило, они вместе с насосными группами размещаются на технических этажах, где им требуется больше места, и занимают этаж полностью, а в сверхвысоких зданиях иногда и два этажа.
Рассматриваемые в книге здания можно отнести к категории высотных зданий. Надеемся, что в будущем появится книга об отечественном опыте проектирования инженерного оборудования сверхвысоких зданий, образно называемых небоскребами.
Ниже будет дан анализ проектных решений по тепловодоснабжению и отоплению перечисленных жилых зданий. И это только часть тематики, которой посвящена рассматриваемая книга, за рамками данной статьи остается анализ передовых решений, реализованных в ряде зарубежных высотных зданий, и особенностей влияния наружного климата, опыт проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха жилых и общественных зданий, систем пожаробезопасности, водоотведения и мусороудаления, автоматизации и диспетчеризации, также приведенных в книге «Инженерное оборудование высотных зданий».
Теплоснабжение
Особенностью проектирования систем тепло- и водоснабжения является то, что все насосное и теплообменное оборудование рассматриваемых высотных жилых зданий расположено на уровне земли или минус первого этажа. Это обусловлено опасностью размещения трубопроводов перегретой воды на жилых этажах, неуверенностью в достаточности защиты от шума и вибрации смежных жилых помещений при работе насосного оборудования и стремлением сохранения дефицитной площади для размещения большего количества квартир.
Такое решение возможно благодаря применению высоконапорных трубопроводов, теплообменников, насосов, запорного и регулирующего оборудования, выдерживающих рабочее давление до 25 атм. Поэтому в обвязке теплообменников со стороны местной воды используют дисковые затворы с воротниковыми фланцами, насосы с U-образным элементом, регуляторы давления «до себя» прямого действия, устанавливаемые на подпиточном трубопроводе, электромагнитные клапаны, рассчитанные на давление 25 атм. в станции заполнения систем отопления.
При высоте зданий выше 220 м в связи с возникновением сверхвысокого гидростатического давления рекомендуется применять каскадную схему подключения зональных теплообменников отопления и горячего водоснабжения, пример такого решения приводится в книге.
Другой особенностью теплоснабжения реализованных высотных жилых зданий является то, что во всех случаях источник теплоснабжения – это городские тепловые сети. Подключение к ним производится через ЦТП, который занимает довольно большую площадь, например, в комплексе «Воробьевы Горы» он занимает 1 200 м 2 с высотой помещения 6 м (расчетная мощность 34 МВт).
ЦТП включает теплообменники с циркуляционными насосами систем отопления разных зон, систем тепло-снабжения калориферов вентиляции и кондиционирования воздуха, систем горячего водоснабжения, насосные станции заполнения систем отопления и системы поддержания давления с расширительными баками и оборудованием авторегулирования, аварийные электрические накопительные водонагреватели горячего водоснабжения. Оборудование и трубопроводы располагаются по вертикали, с тем чтобы в процессе эксплуатации они были легко доступны. Через все ЦТП проходит центральный проезд шириной не менее 1,7 м для возможности перемещения специальных погрузчиков, позволяющих вывезти тяжелое оборудование при его замене (рис. 1).