Проектирование и монтаж вентиляционных систем

В данной статье мы поговорим об особенностях и разновидностях инженерных вентиляционных систем, о документах, регламентирующих параметры этих систем, а также об их проектировании и установке.

Нормативы

Существуют специальные государственные документы (ГОСТы и СНиПы), которые утверждают требования по воздухообмену для производственных помещений. Большая часть этих требований указана в СНиП 41-01-2003. Документ регламентирует следующие параметры:

• санитарно-гигиенические характеристики;
• экологические характеристики — для кафе, ресторанов и других заведений питания, а также для производственных цехов;
• инструменты и мероприятия по противопожарному обеспечению;
• пригодность оборудования к ремонту;
• стабильность работы;
• энергетическая эффективность.

В документе указаны также оптимальные параметры воздуха: его температура, подаваемый объем, кратность. Также регламентированы требования к установке.

Этот нормативный документ содержит в себе требования к вентилированию. Его задача заключается в том, чтобы обеспечить:

• необходимую скорость потока воздуха, его объем и состав для помещений, предназначенных для разных целей;
• комфортный микроклимат. Летом подразумевается поддержание охлаждающей температуры, а зимой — наоборот, обогрев;
• оптимальное звуковое давление при перемещении воздуха, а также от работы силовых установок;
• стандартный ряд сечений и размеров.

Требования отличаются в зависимости от целевого назначения здания. Например, для жилых зданий минимальная температура поступающих воздушных масс составляет 18 градусов. Для общественных строений эта цифра составляет 15 градусов. В производственных постройках допускается температура воздуха на уровне 5 градусов. Летом для жилых и офисных помещений регламентируемая температура составляет от 20 до 25 градусов. На производстве, где люди испытывают при работе физические нагрузки, рекомендуемая температура немного ниже (18 — 22 градуса). Это наиболее комфортная температура воздуха для данных условий.

Также в нормативных документах указывать, что лучше не стоит создавать перепад температур внутри и снаружи здания больше чем на 10 градусов. Выходные отверстия вентиляционной системы должны находиться на кровле. Дабы уберечь от обледенения, их необходимо утеплять. Приемные же отверстия необходимо располагать на высоте не ниже 1 метра от уровня земли.

Классификация

Существуют различные критерии, по которым классифицируются вентиляционные системы. Главный критерий — это вид воздухоподачи. По этому признаку различают естественные схемы вентиляции, а также принудительные. Два вида систем предназначены для разных целей. Иногда они применяются в тандеме.

Система естественной вентиляции работает следующим образом. В ее основе лежит разница между внешними характеристиками (силой ветра и т.п.), а также температурой здания внутри. Тяга становится сильнее вместе с увеличением высотности. Когда внутренние и внешние условия выравниваются, тяга становится слабее. На работу системы влияют природные факторы. Следовательно, невозможно управлять данной системой и контролировать ее. У естественной вентиляции есть такие достоинства:

• надежность. В системе нет элементов, которые подвергаются быстрому износу. Также нет движущихся деталей;
• эксплуатация и монтаж не требует финансовых затрат.

Следует выделить и такие недостатки:

• нельзя обеспечить хорошую воздухоподготовку. Монтаж фильтров сильно снижает эффективность системы;
• система ощутимо зависит от влияния природных процессов — температуры, направления ветра и т.п;
• нет централизованного обогрева или охлаждения;
• кратность воздухообмена низкая. Данный недостаток особенно ощущается летом.

Чтобы естественное вентилирование было более действенным, горизонтальные отводы делают не длиннее 2,5 метров, а также монтируют дефлекторы на воздухозаборные патрубки. Это подходит для построек с большой высотой и промышленных предприятий. Однако в данном случае систему необходимо оборудовать силовыми агрегатами.

Принудительные схемы показывают более высокую эффективность. Они дают возможность направить необходимый объем воздушных масс в определенное место постройки. Принудительная вентиляционная схема состоит из вытяжной и приточных систем. Это нужно для баланса притока и отвода воздуха. Схема состоит из следующих элементов:

• фильтры для очистки потолка;
• оросители и осушители;
• электрические приводы;
• устройства для охлаждения и нагревания разнообразных видов;
• система каналов. Однако можно встретить и системы бесканального типа;
• рекуперационная установка;
• устройства для автоматического управления.

Подобная схема встречается в двух видах. Она может быть в виде моноблока или же в виде наборной системы. Последний вариант подходит для больших построек, первый — более предпочтителен для квартир. Преимущество такой системы заключается в наличии силовых агрегатов. Благодаря им в помещение поступает уже подготовленный воздух.

Также стоит сказать пару слов о рекуперационной установке. Это устройство является двухконтурным теплообменником. Работает следующим образом: нагрев осуществляется посредством отводимого воздуха, который уходит из комнаты. Благодаря этой установке можно хорошо сэкономить на обогреве здания (до 80 процентов энергии). Это становится возможным благодаря высокой теплопроводности контуров. Иногда эта установка оснащается специальным устройством для отвода воздуха и аппаратом управления. Такая конструкция гарантирует хорошую работу при любой погоде. Особенно она подходит для жилых построек, которые находятся рядом с предприятиями, выбрасывающими вредные вещества: герметичные контуры не дают смешиваться воздушным потокам.

Схемы воздухообмена

Существуют внутренние коммуникации разных типов: локальные, противопожарные, общеобменные и т.п. Все они необходимы для кондиционирования, а также комплексной вентиляции воздуха. Противопожарные и аварийные системы предназначены для особых случаев. Они запускаются, если случилась аварийная ситуация.

Аварийная система нужна для того, чтобы заменить основную, если та перестанет работать. Подобная система должна быть оборудована отдельным источником питания, работающим автономно. Главная цель такой системы — производственные процессы не должны остановиться на время отключения энергии. После восстановления основной системы она снова начнет работать.

Противопожарная схема необходима для обеспечения пожарной безопасности. В случае возгорания она будет вытягивать дым и продукты горения, давая возможность людям вовремя эвакуироваться из здания, при этом избежать отравления продуктами сгорания. Данная система запускается автоматически, руководствуясь сигналами датчика, либо же при помощи пульта управления. Время от времени необходимо проверять работоспособность этой системы, чем занимаются специальные государственные органы.

Локальные и общеобменные системы функционируют постоянно. Локальные нужны в тех случаях, если в определенном месте есть концентратор загрязнения. Подобное устройство необходимо для отвода загрязненного воздуха, а также для того, чтобы не дать ему распространиться в помещении. Такие устройства монтируют в производственных помещениях, в хим. лабораториях, санитарных помещениях, на кухнях, в бассейнах, в горячих цехах заведений общественного питания. В качестве примера можно привести стандартную кухонную вытяжку.

Общеобменные системы нужны для подготовки и подачи воздуха в определенные места, а также для его отвода из помещений. Применяется система достаточно широко: в торговых центрах, общественных зданиях, магазинах, иногда — на производстве, где выделение вредных веществ небольшое.

Все перечисленные системы очень часто устанавливаются вместе.

Кондиционирование и вентилирование: соединение систем

Летняя жара усложняет работу, особенно физическую, да и просто находиться дома во время сильного зноя бывает трудно. Сделать микроклимат в помещении более комфортным может только охлаждение воздуха. Достичь этого можно при помощи разных вариантов: канальных теплообменников, локальных сплит-систем. Существуют системы, одновременное охлаждающие и подающие воздушные массы. Они используются в постройках с обширной площадью. Система не сложная, но в то же время эффективная. Ее преимущество заключается в отсутствии дополнительных затрат.

Теплообменные установки с циркулирующим хладагентом по одному или нескольким закрытым контурам монтируют в каналы. Трубчатый контур омывается при помощи набегающего потока. Температура становится ниже до нужных показателей. Контроль температуры в такой системе осуществляется посредством датчиков или же автоматически.

Разновидности кондиционеров

Существует два основных вида систем кондиционирования и вентиляции. Это локальные и общие системы.

Локальные схемы, в свою очередь, делятся на сплит-системы, мобильные агрегаты, а также оконные системы. Последние, однако, в последнее время почти не применяются.

Мобильные устройства состоят из силового компрессора, а также ряда других элементов: вентилятора, охладителя и испарителя. Агрегат потому называется мобильным, что он собран в едином корпусе и может перемещаться по помещениям. С помощью такого кондиционера можно за довольно быстрое время охладить температуру в помещении до нужных параметров. Для работы требуется подключение к электричеству. Устройства мобильного типа используются там, где нет возможности применить стационарные агрегаты.

Похожее устройство имеют сплит-системы. Однако их производительность на порядок выше, а конструкция отличается тем, что она находится в двух корпусах. В комнате устанавливается нагнетающий вентилятор и испаритель. А снаружи охладитель с вентилятором и компрессор. Благодаря такому устройству хладагент охлаждается лучше. Подобную систему используют для квартир, частных домов, а также не крупных общественных зданий.

Общеобменные системы кондиционирования предназначаются уже для более крупных построек. Схема наборная, то есть, в нее можно монтировать какое угодно число компонентов. Поэтому мощность схемы в теории ничем не ограничивается. Система довольно громоздкая, но она эффективно подходит для построек с большой площадью. Роль хладагента могут играть два компонента: подготовленная вода или фреон. Разница между ними следующая:

• системы с водяным хладагентом подходят для использования в зданиях с большой площадью. Плюсы заключаются в небольших затратах на эксплуатацию, а также в легкой установке. Система может на большой площади поддерживать требуемую температуру. Есть и минусы: температуру нельзя сделать ниже требуемого параметра, невысокая скорость охлаждения, а также низкая гибкость;
• теплообменники на фреоне больше подходят для зданий среднего размера. Преимущество данного хладагента заключается в хорошей эффективности, способности к гибкому и быстрому изменению температуры. Минусы — более сложное и затратное техническое обслуживание, для функционирования требуется компрессор, высокая стоимость самой системы.

Каждая система предназначена для своих целей. Установка сплит-системы занимает мало времени, а внешний вид оборудования не портит интерьер. Но для более обширных площадей необходимо более мощное оборудование.

Как проектируются вентиляционные системы

Прежде чем начинать строительство необходимо проанализировать особенности будущего здания и выбрать подходящую схему вентиляции и кондиционирования. Стоит отметить, что кондиционеры и системы вентиляции не могут заменять другу друга. Они выполняют разные задачи:

• кондиционирование необходимо, чтобы поддерживать температуру на заданном уровне. Система охлаждает воздух, который находится в комнате, работает по принципу рециркуляции;
• задача вентилирования — доставлять в здание подготовленный и чистый воздух в нужном количестве, а также отводить уже отработанный воздух. Благодаря вентиляции в помещениях создается оптимальная состав атмосферы и влажность.

Можно сэкономить, совместим работу оборудования на канальных вентиляционных системах. В таком случае можно будет применять один воздуходув.

Особенности проектирования каждой системы зависят от ее типа.

Сплит-системы

Подобные системы не нуждаются в проектировании. Все, что нужно — это прочитать техническую документацию и выбрать оборудования с подходящей мощностью. Лучше покупать агрегаты с определенным запасом производительности (примерно 15 процентов). Это позволит продлить работу компрессора.

Канальные

В данном случае лучший выбор — это монтаж единого компрессора, имеющего несколько теплообменников, установленных в каналах. Данные каналы позволят повысить энергетическую эффективность, а также сэкономить полезную площадь. Такая схема избавит от необходимости устанавливать на фасад здания множество блоков, которые отнюдь его не украшают.

Если дом обогревается посредством воздушного потока, это дает неплохую экономию. Благодаря автоматике оборудование функционирует на нужных параметрах. Поток из горячего воздуха в два раза более действенен, чем обогрев при помощи циркуляционных радиаторов. Причем управлять такой системой возможно на расстоянии, дистанционно.

Есть два этапа проектирования инженерных систем: графическая и расчетная. При расчетном проектировании необходимо брать во внимание различные факторы, способные повлиять на эксплуатацию системы.

Например, при расчете воздухообмена нужно учесть число персонала или жильцов, предназначение здания. Это нужно, чтобы определить объем воздуха, который должен подаваться и выводиться, а затем на основе этих данных выбирать мощность оборудования.

Также проводится аэродинамический и акустический расчет. Последний нужен, чтобы сделать шум от работы вентиляции минимальным.

Когда все расчеты будут произведены и получены окончательные данные, выбирается производительность и мощность схемы, а также число и расположение вспомогательных агрегатов и фильтров. Существует два типа сечения воздуховодов: прямоугольное и круглое. Первое позволяет сэкономить площадь, последнее — делает проще установку. В качестве материала могут использоваться полимеры или оцинкованная сталь — выбор зависит от особенностей конкретного здания. Пластик недорогой, прост в установке, но сталь более надежная и долговечная, она больше подходит для крупных зданий, а также промышленных предприятий.

Завершается работа графической частью. Сюда входит два чертежа — генеральный и детализирующий. В документах указываются сведения о размерах элементов схемы и их расположении.

Установка вентиляционных систем

Сначала необходимо создать проект. Для малых типовых построек существуют стандартные проекты, которые можно использовать почти без изменений, а незначительные расхождения — изменить и адаптировать. А вот для крупных и оригинальных зданий требуется уже индивидуальный проект. В нем должна учитываться вся специфика здания и возможные переделки. Такая работа под силу только профильной специализированной компании.

Общие и локальные инженерные системы устанавливаются по-разному.

Локальные предназначены для небольших зданий — квартир, частных домов и т.п. Для их монтажа зачастую достаточно одного дня. Локальная схема включает в себя такие элементы как проветриватели, вытяжные установки, приточные клапаны, сплит-системы, бризеры. Осуществляется монтаж по следующим этапам:

• подбор оборудования;
• разметка для отверстий;
• осуществление технологических отверстий при помощи специального оборудования;
• монтаж оборудования.

После завершения установки проводится тестовое испытание оборудования.

Алгоритм монтажа общих инженерных систем иной:

• бригада замерщиков осуществляет разметку постройки;
• на объект доставляется оборудование с соответствующими документами;
• идет подготовка установочных поверхностей;
• собираются и монтируются каналы воздуховодов;
• устанавливаются различные элементы схемы, а также осуществляется подвод вспомогательных коммуникаций;
• производится монтаж устройств для управления.

После окончания всех работ необходимы пробные запуски для обнаружения возможных ошибок и недочетов. Также проводится оптимальная балансировка, после чего управление оборудованием уже передается на автоматику. Также проводится замер важных параметров: температуры, влажности и т.п. После этого система полностью готова для использования.