ЛЕКЦІЯ 7. ЕКОЛОГІЧНІ ТА САНІТАРНО-ГІГІЄНІЧНІ ВИМОГИ ЩОДО СИСТЕМ ВЕНТИЛЯЦІЇ ТА КОНДИЦІЮВАННЯ

Сучасні умови життя людини вимагають ефективних штучних засобів оздоровлення повітряного середовища. Для цього служать пристосування і обладнання систем вентиляції. Системи вентиляції використовуються для оздоровлення повітряного середовища в житлових, громадських і промислових будинках, у яких здійснюється життєдіяльність людини.

За допомогою системи вентиляції усувається шкідливий вплив на організм людини таких чинників, як надлишкова теплота, надлишкова волога, різні гази і пари хімічних речовин, токсичний і нетоксичний пил, що є продуктом виробничих процесів тощо.

Вентиляція здійснюється за рахунок повітрообміну в приміщеннях, який здійснюється одним із засобів:

- подачею в приміщення чистого зовнішнього повітря;

- видаленням із приміщення забрудненого повітря;

- одночасною подачею чистого і видаленням забрудненого повітря.

Тому за способом здійснення повітрообміну системи вентиляції поділяються на припливні, витяжні і припливно-витяжні. За способом переміщення повітря, що подається або видаляється з приміщення, розрізняють системи природної (неорганізованої та організованої) і штучної (механічної) вентиляції.

До останнього часу, коли почали застосовуватись сучасні огорожуючі конструкції, для вентиляції житла, у тому числі і багатоповерхового, улаштову­валась природна витяжна вентиляція з неорганізованим надходженням зовнішнього повітря через нещільності вікон і балконних дверей, а також не досить товсті стіни. Але при будівництві нових і реконструкції раніше збудованих будинків з використанням сучасних захисних конструкцій, надщільних вікон і балконних дверей, які не пропускають ні пилу, ні шуму, ні зовнішнього повітря, системи природної вентиляції практично не працюють. В приміщеннях порушується комфортність проживання: з’являється висока вологість, знижується якість повітря, з’являється вірогідність враження грибками конструкцій.

Сучасні системи вентиляції повинні забезпечувати розв’язання двоєдиної задачі:

- повітря в приміщенні має бути максимально свіжим;

- тепловтрати з видаленим повітрям повинні бути мінімальними.

В більшості випадків приміщення необхідно обладнувати спеціальними припливними вентиляційними пристроями. Найбільш доцільно такі пристрої влаштовувати в підвіконні. На рис.16. наведено приклад обладнання припливного підвіконного пристрою. Тут забір повітря здійснюється через щілину під відбійним металевим щитком віконного прорізу висотою 2,5 см. Повітря проходить над опалювальним приладом по коробу із тонкої нержавіючої сталі розміром 60?2,5 см. Доходячи до кінця короба, повітря вдаряється об вертикальну стінку короба і потрапляє в приміщення зверху вниз. При цьому припливне повітря змішується з потоком висхідного теплого повітря від нагрівального приладу. Важливою перевагою припливного підвіконного пристрою є можливість регулювати обсяг припливного повітря, що досягається зміною ширини щілини за допомогою спеціального клапану.

На рис. 17. зображено ще один пристрій для децентралізованого припливу зовнішнього повітря в приміщення з підігрівом його опалювальним приладом. В цьому випадку забір повітря здійснюється також під металевим козирком вікна. Далі повітря скеровується вниз, де змішується з повітрям приміщення, піднімається вгору, стикаючись з радіатором опалення,

При цьому є можливість за допомогою міняти рівень підігріву припливного

нагрівається і надходить в приміщення. спеціального регулювального клапана повітря.

Видалення із приміщень забрудненого повітря в більшості випадків забезпечується за рахунок природної витяжної вентиляції, в якій тяга створюється за рахунок різниці температур внутрішнього і зовнішнього повітря.

У вирішенні питань вентиляції житла цікавий досвід спеціалістів Німеччини. Німецькі норми рекомендують такі мінімальні витрати повітря, що видаляється:

- із ванних кімнат (у тому числі з унітазами): 40 м³/год, якщо повітря видаляється не менше 12 годин на добу, або 60 м³/год при користуванні та плюс 5 м³ після припинення користування ванною;

- із туалетів - мінімум половина зазначених вище витрат, тобто, відповідно, 20 та 30 м³/год.

Найбільші витрати повітря, що видаляється із санвузлів, встановлені відповідно, 80 та 120 м3/год.

Із кухонь рекомендується видаляти не менше 60 м³/год при користуванні ними.

Для житлових кімнат рекомендується утримувати кратність повітрооб­міну в межах 0,5... 1, а для всієї квартири в цілому - 0,35.

Нормами, які діють в Україні, передбачено мінімальну витяжку із індиві­дуальних ванних кімнат і туалетів по 25 м³/год; із - кухонь, обладнаних двоконфорочними газовими плитами, - 60 м³/год;

75 і 90 м³/год відповідно при обладнані кухонь три- і чотириконфорочними газовими плитами; мінімальна витяжка із житлових кімнат - 3 м³/год на 1 м² площі.

З наведених прикладів видно, що норми вентиляції Німеччини вищі і, головне, більш гнучкі, ніж норми, які діють в Україні. Дотримання норм вентиляції в Німеччині забезпечується видаленням відпрацьованого повітря через витяжні шахти двох типів:

- вентиляційні шахти з центральною вентиляційною установкою і даховим вентилятором;

- однотрубні витяжні системи із поквартирними вентиляційними установками.

Центральні вентиляційні установки мають свої переваги, але вони не відпо­відають вимогам енергозбереження, тому що їх режим роботи неможливо ув’язати з роботою всіх елементів системи вентиляції будинку; крім того, з повітрям, яке видаляється, втрачається тепло.

Перерахованих вище недоліків позбавлені однотрубні системи з поквартир­ними вентиляторами, застосуванню яких у Німеччині віддається перевага з таких міркувань:

- зменшуються втрати тепла - повітря (а разом з ним і тепло) видаляється тільки в разі потреби;

- регулювання витрат повітря може здійснюватися самим користувачем;

- невелика площа, що її займає вентиляційний стояк, і порівняно малі його діаметри (від 100 до 250 мм), в залежності від кількості поверхів будинку;

- відцентрові поквартирні вентилятори мають невелику продуктивність і створюють менше шуму, ніж центральні дахові.

Крім цього, є можливість використання поквартирних вентиляторів з вмонто­ваним таймером, за допомогою якого можна управляти роботою системи вентиляції.

За останні роки відбулися значні зміни в обладнані систем вентиляції громадських та промислових споруд. Розроблене, виготовляється і постачається більш якісне, енергоекономічне і екологічно чисте обладнання. Але реконструкція систем вентиляції громадських та промислових споруд в більшості випадків зводиться не тільки до заміни застарілого обладнання новим, а повна перебудова систем опалення, вентиляції і кондиціонування.

В Україні широко здійснюється реконструкція будівель у відповідності до сучасних будівельних норм енергозбереження та естетики. Яскравим прикладом може бути реконструкція торгівельних центрів «Універмагів». Одним із заходів енергозбереження при реконструкції став вибір фасаду будівлі. Система вентильо­ваного фасаду з утепленням значно знизила втрати теплоти приміщеннями.

Оскільки суспільні споруди характеризуються періодичним перебуванням людей, з метою економії енергетичних ресурсів система опалення виконується таким чином: система водяного опалення підтримує температуру всередині приміщень 120С.

Для підтримування комфортних умов в приміщенні універмагу прийнята зональна система з установкою центральних секцій високоефективних кондиціонерів німецької фірми AL-KO Term, які забезпечують подачу санітарної норми зовнішнього повітря з подальшою його обробкою за допомогою кондиціонерів-доводників.

Рис. 18. Схема припливно-витяжної установки АТ4 фірми AL-KO Term

Для забезпечення приміщень прибудови припливним повітрям встановлено центральні кондиціонери фірми AL-KO Term, до складу яких входять: припливний вентилятор, теплоутилізатор або, інакше кажучи, рекуператор, секції нагрівання та охолодження повітря, фільтри (рис. 18.). Цікавою є робота цієї установки з точки зору енергозбереження. Наприклад, у холодний період року зовнішнє повітря з температурою t ext = -22°С нагрівається у пластинчатому теплоутилізаторі до 4,1 °С, а повітря, що видаляється з температурою t Ll = 23°С, охолоджується до 4,3°С. Подальше нагрівання припливного повітря до 21 °С здійснюється у водяному калорифері установки (237,5 кВт). Тобто за рахунок утилізації теплоти економиться до 55% енергії.

Подача та видалення повітря з приміщень здійснюється за схемою зверху - вверх через повітророзподільники, встановлені в підвісних стелях. Кожна припливно-витяжна система обслуговує характерну за теплонадходженням зону. Обрані повітророзподільники забезпечують оптимальний розподіл повітря у приміщенні віяловими настилаючими струминами.

Іншим прикладом вдалої реконструкції, яка значно покращила будівлю, є перебудова готелю «Прем’єр-палац» у м. Києві. Номери готелю мають всі атрибути, характерні для номерів люкс-класу, в першу чергу - систему вентиляції та кондиціонування повітря найвищого класу.

Система вентиляції та кондиціонування повітря спроектована так, щоб підтримувати такі параметри робочої зони:

- у приміщеннях номерів, робочих кімнат, перукарні, кафе-бару, ресторану в теплий період температура повітря t wz = 22-25°С, вологість #966; wz = 55 ± 7%; у холодний період t wz = 20-22°С, #966; wz = 30 %;

- у басейні в теплий період температура повітря є не вищою t wz = 28°С; у холодний період t wz = 29°С.

Для кондиціонування повітря у приміщеннях готельного фонду прийнято зо­нальну систему з установкою центральних секційних кондиціонерів фірми AL-KO Term, які забезпечують подачу санітарної норми зовнішнього повітря та кондиціо- нерів-доводників (вентиляторних конвекторів) у кожному приміщенні з можливіс­тю індивідуального регулювання. Передбачено подачу повітря в технічні та допоміжні приміщення. Видалення повітря здійснюється через санвузли та ванні кімнати.

В якості прикладу успішного рішення проблем вентиляції та кондиціонував- ня повітря серед нещодавно збудованих об’єктів слід відзначити Міжнародний виставочний центр (МВЦ) у м. Києві. Проект нового МВЦ став революційним за вирішенням досить складних технічних задач. При проектуванні враховувались міжнародні стандарти та вимоги, зокрема стосовно систем вентиляції та кондиціонування повітря. Під час будівництва першої черги (експозиційна площа 10000 м2) створено сучасну систему повітрообміну, що відповідає всім вимогам технології, безпеки та комфортності (рис. 19.).

У приміщення виставочного залу повітря подається з верхньої зони верти­кально вниз закрученими струминами. У центральну частину повітря подається похилими далекобійними струминами. Розподіл повітря виконано зі змінним режимом роботи як за напрямком і формою, так і за швидкістю витоку залежно від періодів року та режимів експлуатації (робочий або черговий режим). Видалення рециркуляційного (у холодний період року) та надлишків повітря здійснюється з верхньої зони, у теплий період року повітря видаляється назовні. Система кондиціонування повітря обладнана кондиціонерами фірми AL-KO Term, які працюють у змінному режимі повітряного (чергового) опалення та охолодження з максимальною рециркуляцією. В якості пристроїв розподілу повітря використано повітророзподільники VDL, які створюють закручені струмини, та далекобійні сопла DUK (Trox). Фронтальни повітророзподільник VDL складається з дифузорної насадки, з’єднувальної секції та регульованих загнутих лопатей, які здійснюють керування потоком, забезпечуючи горизонтальний, похилий чи вертикальний напрямок повітря. У холодний період року повітророзподільник подає компактну струмину вертикально вниз, що запобігає спливанню струмини при виконанні функцій повітряного опалення. У теплий період положення керуючого апарата є таким, що забезпечує зміну кута розкриття струмини для підтримання оптимальних параметрів у приміщенні.

Рис. 19. Схема розподілення потоків повітря у виставочному залі МВЦ

Для подачі повітря у центральну частину приміщення використані далекобійні сопла, вибір яких обумовлений розміщенням повітророзподільників на великій відстані від обслуговуваної зони. Вони надають можливість досягти великої дальності при оптимальних акустичних характеристиках. Далекобійні сопла розміщені у бокових зонах. Завдяки спеціальним пристосуванням є можливість у будь який час регулювати напрямок струмини залежно від зміни температури повітря.