Рис. 1. Схема воздухораспределения для Зала торжественных мероприятий
Дом приема почетных гостей (Дом купца Севастьянова) в Екатеринбурге
Табл. 1. Основные показатели вариантов организации вентиляции
Табл. 2. Результаты расчета экономической эффективности
Здание Дома приема почетных гостей (Дом купца Севастьянова) расположено в центре Екатеринбурга — одного из старейших городов России. Проект реконструкции выполнялся по заданию ОГУ «Управление административными зданиями губернатора Свердловской области». Основной проблемой при проектировании систем обеспечения микроклимата (СОМ) является необходимость сохранения уникального исторического интерьера помещений в условиях ограниченного пространства при прокладке систем и установке оборудования.
Согласно действующим нормативным документам, величина вентиляционного воздухообмена определяется расчетом из условия ассимиляции тепловлаговыделений. Кроме того, установлены нормы минимального расхода наружного воздуха на одного человека [1] в зависимости от времени пребывания, вида здания и организации вентиляции.
Современное оборудование позволяет осуществлять охлаждение приточного воздуха в теплый период года, что существенно снижает величину вентиляционного воздухообмена. Из теплового баланса помещения следует, что в теплый период года при воздухообмене, рассчитанном по норме минимального количества свежего воздуха на человека, требуется охлаждение приточного воздуха до температуры 12 °C, что значительно ниже температуры наружного воздуха. В этом случае возникают проблемы с распределением охлажденного воздуха для обеспечения допустимых или оптимальных параметров в обслуживаемой зоне.
Таким образом, при расчете величины воздухообмена для теплого периода года у проектировщика появляется два варианта решений: I-й вариант — принять воздухообмен в объеме минимального количества свежего воздуха на человека с обработкой наружного воздуха в центральном кондиционере с охлаждением до необходимой температуры; II-й вариант — принять воздухообмен в объеме, рассчитанном на ассимиляцию тепловлаговыделений при подаче наружного воздуха без охлаждения.
Выбор варианта необходимо производить на основании технико-экономического сравнения и расчета воздухораспределения. Существенным преимуществом варианта минимизации воздухообмена является снижение энергозатрат на обработку и транспортирование воздуха. Соответственно уменьшаются размеры воздуховодов, габариты оборудования и необходимого пространства для их размещения.
Этот подход был применен при разработке систем обеспечения микроклимата Зала торжественных мероприятий «Дома приема почетных гостей». Были рассчитаны необходимые воздухообмены, сконструированы системы приточной и вытяжной вентиляции и выполнен расчет воздухораспределения.
Основные показатели сравниваемых вариантов вентиляции приведены в табл. 1. Сравнение вариантов показывает возможность уменьшения воздухообмена в 3,5 раза; расхода тепла — в 3,9 раза; расхода электроэнергии — в 1,4 раза.
Выбор наиболее экономичного варианта произведен методом сравнительного анализа технико-экономических показателей: капитальных затрат (сметной стоимости), эксплуатационных и приведенных затрат. Результаты расчета приведены в табл. 2.
Из сравниваемых вариантов по приведенным затратам I-й вариант с охлаждением воздуха в центральном кондиционере оказался более экономичным. Экономический эффект составил 380 тыс. руб/год. Этот вариант был принят для детального проектирования систем вентиляции и расчета воздухораспределения «Зала торжественных мероприятий».
Из рассмотренных вариантов подачи воздуха и типов воздухораспределителей была принята подача наклонными струями в направлении обслуживаемой зоны встречными струями. Схема воздухораспределения приведена на рис. 1. Необходимо разместить девять воздухораспределителей АМН 300×300 с углом установки жалюзей 45°. При этом обеспечиваются нормируемые параметры воздуха в обслуживаемой зоне при минимальном воздухообмене, принятом по норме свежего воздуха.
Выводы
Уменьшение производительности систем обеспечения микроклимата позволяет уменьшить размеры воздуховодов, габариты оборудования и необходимого пространства для их размещения, а минимизация воздухообмена является экономически и энергетически обоснованным направлением снижения затрат при реставрации исторических зданий. При этом использование охлажденного воздуха в системах обеспечения микроклимата требует более детальных расчетов распределения воздуха с учетом расположения обслуживаемых зон, типов воздухораспределителей и их размещения.
- СП 6013330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Актуализированная редакция СНиП 41-01–2003. — М.: Минрегион России, 2012.
- Шумилов Р.Н., Толстова Ю.И. Развитие теории аэродинамики приточных струй // Качество внутреннего воздуха и окружающей среды: Мат. VI Межд. науч. конф. — Волгоград: ВГАСУ, 2008.
