О недостатках систем воздушного отопления и вентиляции в школах Москвы
В. И. Синицын, директор по развитию ООО «ЭНЕРГОВЕНТСТРОЙ»
М. И. Сомова, заместитель главного инженера ООО «ЭНЕРГОВЕНТСТРОЙ»
Для обеспечения нормируемых условий микроклимата в зданиях школ Москвы используют два основных варианта систем отопления и вентиляции. Первый сочетает в себе систему водяного отопления и приточную систему вентиляции с механическим побуждением. Второй вариант, наиболее распространенный в Москве, представляет собой систему воздушного отопления, выполняющую также функции вентиляции. В статье рассмотрены недостатки систем воздушного отопления и вентиляции, выявленные в процессе их технического обслуживания, текущих и капитальных ремонтов.
К достоинствам первого варианта следует отнести более надежное отопление здания по сравнению с воздушным. К недостаткам – более высокие затраты на устройство систем микроклимата, меньшую гибкость тепловой регулировки при изменении нагрузки, что влечет за собой дополнительные потери энергии. Поскольку работа приточной вентиляции не влияет на отопление здания, существует возможность ее отключения с целью экономии энергии в ущерб качеству воздушной среды.
Второй вариант получил наибольшее распространение в школах Москвы по причине того, что для отопления типового класса количество приточного воздуха, требуемого для компенсации тепловых потерь помещения, практически совпадает с санитарной нормой наружного воздуха для вентиляции. Для выравнивания тепловой нагрузки на воздушное отопление в угловых классах и классах верхнего этажа предусматривается дополнительно водяное отопление.
К достоинствам второго варианта относятся: большая гибкость в управлении при изменении нагрузки, меньшие затраты на устройство систем микроклимата, так как система воздушного отопления, совмещенная с вентиляцией, имеет практически те же элементы, что и система вентиляции в первом варианте. Недостатками этого варианта являются: меньшая (в сравнении с водяной системой) надежность системы отопления здания вследствие возможной вероятности выхода из строя вентилятора или замораживания калориферов, а также дополнительные затраты тепловой энергии на нагрев наружного воздуха в режиме «натопа» и при подогреве здания в неучебное время.
Алгоритм работы систем воздушного отопления, совмещенных с вентиляцией, стандартен. За два-четыре часа до начала занятий включается режим «натопа». При этом полностью открываются клапаны вентиляционных и отопительных калориферов и здание прогревается до температуры 20 °С. Режим «натопа» включается по таймеру, а время включения подбирается экспериментально в процессе эксплуатации исходя из индивидуальных особенностей здания (зависит главным образом от степени тепловой защиты и воздухопроницаемости). Затем включается «вентиляционный» режим, при котором приточный воздух подогревается до температуры помещения. По завершении учебного дня система воздушного отопления, совмещенная с вентиляцией, выключается. В неучебное время режим «натопа» может включаться при понижении температуры воздуха в классах ниже 15 °С.
Внешний вид школы по типовому проекту 65-426/1
Для зданий, построенных по различным типовым проектам, системы воздушного отопления, совмещенные с вентиляцией, имеют существенные конструктивные отличия. Так, в зданиях, построенных по типовому проекту 65-426/1 (рис. 1, 2), предусмотрена одна приточная система для всех помещений здания школы, в том числе классов, столовой, спортивного и актового залов (рис. 3). Поскольку эти помещения используются не одновременно, происходит перерасход энергии на подачу в них приточного воздуха. Кроме того, использование одной системы на все здание существенно снижает надежность отопления школы, поскольку выход из строя любого узла приточной установки в холодный период года может привести к недопустимому охлаждению здания.
Схема плана здания по типовому проекту 65-426/1
В зданиях, построенных по типовому проекту V-76 (рис. 4, 5), преду-смотрены раздельные системы воздушного отопления и вентиляции для классов, столовой, спортивного и актового залов (рис. 6), что позволяет осуществлять индивидуальную настройку режимов обработки воздуха и снизить потери энергии. Кроме того, в здании школы предусмотрены различные зоны обслуживания, воздух в которые подается по раздельным магистральным воздуховодам.
Для компенсации теплопотерь в спортивных и актовых залах обычно проектируют водяное отопление. Однако в процессе проведения косметических ремонтов этих помещений отопительные приборы закрываются декоративными экранами, что приводит к неполной их теплоотдаче. В результате возникают жалобы на снижение температуры внутреннего воздуха.
Принципиальная схема систем вентиляции и воздушного отопления школы по типовому проекту 65-426/1
Выхолаживанию актовых залов в холодный период года способствует также устройство вытяжной шахты небольшой высоты с воздушным клапаном (рис. 7). При закрытом клапане через неплотности створок в зал проникает наружный воздух, контакт которого с внутренним воздухом приводит к конденсации водяных паров на створках клапана и их обмерзанию. Кроме того, ремонт воздушного клапана при таком устройстве практически невозможен. Устранить указанные недостатки можно путем устройства в актовом зале вытяжной системы вентиляции с механическим побуждением.
Приточная вентиляция актовых залов обычно проектируется для обеспечения санитарной нормы наружного воздуха без учета теплопоступлений от учащихся и солнечной радиации. По этой причине при проведении массовых мероприятий в актовых залах становится душно, температура воздуха ощутимо превышает норму.
Значительные затруднения возникают из-за завышенной поверхности нагрева калориферов:
1. Трудно подобрать закон регулирования.
2. При температуре наружного воздуха -5–0 °С регулирование температуры приточного воздуха осуществляется «пропусками», то есть клапан на некоторое время полностью останавливает циркуляцию теплоносителя, что грозит замораживанием калорифера.
3. При температурах наружного воздуха близких к 0 °С температура обратного теплоносителя снижается до 5–10 °С, что приводит к частым срабатываниям защиты от замораживания со всеми негативными последствиями (подгорание контактов от частого включения и выключения электродвигателя, пусковые токи и прочее).
Внешний вид школы по типовому проекту V-76
Выпускаемое оборудование систем автоматизации воздушного отопления и вентиляции постоянно модернизируется, элементная база обновляется, в результате возникают трудности его замены при проведении ремонтов. В связи с тем, что все виды ремонтов систем воздушного отопления и вентиляции проводятся без проектов, замена приборов автоматики на оборудование современного уровня требует тщательной проработки.
Схема плана здания по типовому проекту V-76
Кроме перечисленных, можно отметить следующие особенности, выявленные в процессе технического обслуживания, текущих и капитальных ремонтов оборудования систем воздушного отопления и вентиляции школ:
1. Вентиляционные камеры, расположенные в подвалах, не оборудованы монтажными проемами, что существенно затрудняет замену крупногабаритного оборудования приточных камер, не позволяет применить для этого подъемные механизмы. Вентиляторы № 8 могут перемещаться только в разобранном виде. Калориферы № 11 и № 12, весом соответственно 158 и 233 кг, могут доставляться к месту монтажа только вручную, а вентиляторы № 12,5 в зданиях по типовому проекту 65-426/1 заменить невозможно.
2. Местные отсосы от моечных машин присоединены к общей вытяжной системе вентиляции кухни и, как правило, значительно удалены от основной магистрали, вследствие чего не обеспечивают удаления необходимого объема воздуха. Для моечных машин необходимо предусматривать отдельную непротяженную вытяжную систему вентиляции.
Принципиальная схема систем вентиляции и воздушного отопления школы по типовому проекту V-76
3. Надежность работы систем воздушного отопления и вентиляции во многом зависит от работы калорифера. В этом отношении для условий эксплуатации в нашей стране наилучшим образом зарекомендовали себя калориферы типа КСк.
4. При проведении косметических ремонтов классов часто меняют предусмотренные проектом специальные приточные воздухораспределители (рис. 8) на обычные решетки, подходящие по дизайну. При этом изменяются параметры приточной струи, а также появляется шум вследствие увеличения скорости в живом сечении решеток. Кроме того, из-за большего сопротивления решеток снижается объем притока, что влечет за собой снижение температуры в помещении и недостаток свежего воздуха.
5. Для повышения надежности систем воздушного отопления в школах, выполненных по типовому проекту 65-426/1, необходимо иметь в венткамере резервный электродвигатель.
Вытяжная шахта с клапаном
6. Выход из строя электродвигателей вентилятора чаще всего происходит из-за неисправности системы электроснабжения, поэтому для электродвигателей вентиляторов необходимо предусматривать защиту от пропадания фаз.
7. Существующие форсунки оросительных камер кондиционеров быстро засоряются и, как следствие, чаще всего не работают. Вопрос поддержания влажности воздуха в классах школ недостаточно проработан, поэтому в этом направлении требуются исследования.
8. В зданиях школ с воздушным отоплением отсутствует система вытяжной вентиляции для классов. Такое решение рассчитано на «выдавливание» воздуха через неплотности окон и других строительных конструкций, что было оправдано сниженной инфильтрацией воздуха. При замене старых окон на более современные и герметичные значительно увеличивается сопротивление «выдавливанию» воздуха, что приводит к снижению количества приточного воздуха.
9. Для автоматизации систем воздушного отопления и вентиляции школ целесообразно применять специализированные регуляторы. Применение свободно-программируемых контроллеров является неоправданным из-за неудобства эксплуатации, поскольку коды доступа к ним зачастую открыты только монтажным организациям.
Отмеченные недостатки проектов и оборудования могут быть учтены при проектировании и разработке новых решений систем отопления и вентиляции школ.
Отопление школы
Одним из наиболее распространенных видов отопления школ является центральное водяное отопление низкого давления. Такое отопление позволяет регулировать и поддерживать температуру воздуха в помещении на одном уровне в течение дня. Конструкция нагревательных приборов-радиаторов должна обеспечивать легкое удаление пыли. Наилучшие в этом отношении гладкие плоские радиаторы, которые, кроме того, исключают возможность травм и ушибов.
Все более широко применяется лучистое отопление, обладающее рядом гигиенических преимуществ. При лучистом отоплении уменьшается теплоотдача излучением, исключается возможность радиационного охлаждения, тепловой комфорт обеспечивается при более низкой температуре воздуха, что благоприятно сказывается на мышечном тонусе и работоспособности человека. Эта система отопления дает возможность осуществлять широкую аэрацию класса даже во время учебных занятий. Учащиеся испытывают приятное ощущение тепла и свежесть воздуха.
Школа – это достаточно большой объект для отопительной системы. Важно чтобы воздух был одинаково хорошо прогрет по всей территории – ведь движение происходит постоянно. С этой задачей отлично справится пленочный обогреватель – инфракрасный обогреватель равномерно будет обеспечивать теплом каждый класс и коридор, поддерживая постоянную температуру, экономя электроэнергию.
Это возможно благодаря ряду особенностей такого обогревателя нового поколения:
Контролировать температуру возможно с помощью удобного регулятора, который занимает минимум пространства. Нужно просто задать необходимую температуру, а дальше обогреватель начнет «умную» работу. После нагрева до нужной температуры он выключится, как только воздух начнет остывать, снова запуститься. Отсюда второй и очень важный плюс – экономия электроэнергии.
Придется платить не за круглосуточный обогрев, а лишь за то время, пока происходит нагревание помещения. Электроэнергия потребляется в минимальном количестве, зато тепло поддерживается круглосуточно во всей школе.
Проектирование отопления для школ
Функциональные и безопасные отопительные системы нужны не только для частных домов и загородных коттеджей, но и для любых других помещений. Проект отопления школы должен составляться профессиональными специалистами, обладающими продолжительным опытом работы в сфере и нужной квалификацией. К инженерным системам для школ обычно предъявляются повышенные требования безопасности, так как основными пользователями объекта будут выступать дети. Сегодня существуют различные методики и способы организации внутренних систем отопления в любых зданиях и сооружениях. В школах можно организовывать такие же отопительные системы, как и в частных домах. Разница между такими строениями заключается лишь в их размере и особенностях планировки. Школы – это крупные объекты с большим количеством отдельных внутренних помещений, внутри которых необходимо поддерживать комфортные температурные условия в течение всего учебного года.
Воздушное отопление
К достоинствам воздушного отопления относятся: большая гибкость в управлении при изменении нагрузки, меньшие затраты на устройство систем микроклимата, так как система воздушного отопления, совмещенная с вентиляцией, имеет практически те же элементы, что и система вентиляции в первом варианте. Недостатками этого варианта являются: меньшая (в сравнении с водяной системой) надежность системы отопления здания вследствие возможной вероятности выхода из строя вентилятора или замораживания калориферов, а также дополнительные затраты тепловой энергии на нагрев наружного воздуха в режиме «натопа» и при подогреве здания в неучебное время.
Алгоритм работы систем воздушного отопления, совмещенных с вентиляцией, стандартен. За два-четыре часа до начала занятий включается режим «натопа». При этом полностью открываются клапаны вентиляционных и отопительных калориферов и здание прогревается до температуры 20 °С. Режим «натопа» включается по таймеру, а время включения подбирается экспериментально в процессе эксплуатации исходя из индивидуальных особенностей здания (зависит главным образом от степени тепловой защиты и воздухопроницаемости). Затем включается «вентиляционный» режим, при котором приточный воздух подогревается до температуры помещения. По завершении учебного дня система воздушного отопления, совмещенная с вентиляцией, выключается. В неучебное время режим «натопа» может включаться при понижении температуры воздуха в классах ниже 15 °С.
В зданиях школ с воздушным отоплением отсутствует система вытяжной вентиляции для классов. Такое решение рассчитано на «выдавливание» воздуха через неплотности окон и других строительных конструкций, что было оправдано сниженной инфильтрацией воздуха. При замене старых окон на более современные и герметичные значительно увеличивается сопротивление «выдавливанию» воздуха, что приводит к снижению количества приточного воздуха.
Для автоматизации систем воздушного отопления и вентиляции школ целесообразно применять специализированные регуляторы. Применение свободно-программируемых контроллеров является неоправданным из-за неудобства эксплуатации, поскольку коды доступа к ним зачастую открыты только монтажным организациям.
Комплекс услуг нашей компании
разработка проекта внутренней системы отопления образовательных учреждений;
тепловой и гидравлический расчет котельной школы, детского сада, вуза;
реконструкция и модернизация системы отопления;
монтаж внутренних сетей и отопительного оборудования;
подбор и монтаж котлов системы отопления детских и образовательных учреждений;
расчет, подбор и монтаж систем водяной теплый пол;
обслуживание и ремонт отопительного и котельного оборудования;
согласования с надзорными органами.
Для образовательных учреждений в районах с расчетной температурой наружного воздуха –40°С и ниже разрешается применять воду с добавками, предотвращающими ее замерзание (в качестве добавок не следует использовать вредные вещества 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.005), а в зданиях детских дошкольных учреждений не допускается использовать теплоноситель с добавками вредных веществ 1–4-го классов опасности.
Проектирование и монтаж автономных котельных и системы отопления в школах
Система отопления школы, детского сада и других детских и образовательных учреждений (вузов, профессиональных училищ, колледжей) в городах подключается к центральной системе отопления и горячего водоснабжения, которая запитывается от городской ТЭЦ или собственной котельной. В сельской местности используют автономную схему, располагая в специальном помещении собственную котельную. В случае газифицированной местности котел работает от природного газа, в небольших школьных и дошкольных учреждениях используются котлы малой мощности, работающих на твердом или жидком топливе или электричестве.
При проектировании внутренней системы отопления следует учитывать микроклиматические нормы к температуре воздуха в аудиториях, школьных классах, столовых, спортзалах, плавательных бассейнах и в других помещениях. Различные по техническому назначению зоны зданий должны иметь собственные сети отопления с приборами учета воды и тепла.
Для отопления спортзалов наряду с водяной системой используется воздушная система отопления, совмещенная с приточной вентиляцией и работающая от той же котельной. Устройство водяного подогрева полов может присутствовать в раздевалках, санузлах, душевых, бассейнах и других помещениях при их наличии. На входных группах в крупных образовательных учреждениях устанавливают тепловые завесы.
Система отопления детского сада, школы, образовательного учреждения – перечень работ по организации и реконструкции отопительной системы:
выявление потребности при создании проекта или эскизной схемытеплоснабжения;
выбор способа и места монтажа трубопроводов;
подбор оборудования и материалов соответствующего качества;
тепловой и гидравлический расчет котельной, определение технологии и проверка ее на требования СНиП;
возможность увеличения производительности, подключение дополнительного оборудования (если нужно);
расчет нагрузок и производительности системы отопления в целом и по площади отапливаемых помещений;
при реконструкции объекта – подготовка площадок, фундамента и стен к последующему монтажу;
деффектовка участков системы отопления здания;
расчет сроков и стоимости работ и оборудования, согласование смет;
поставка оборудования и исполнение работ точно в срок по заранее согласованной стоимости сметы.
Для отопительных приборов и трубопроводов в детских дошкольных помещениях, лестничных клетках и вестибюлях необходимо предусматривать защитные ограждения и тепловую изоляцию трубопроводов.
Как узнать цену и получить коммерческое предложение
Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете:
