сотрудник
Белгородская область, Россия
студент
студент
ВАК 05.17.00 Химическая технология
ВАК 05.23.00 Строительство и архитектура
УДК 69 Строительство. Строительные материалы. Строительно-монтажные работы
В связи с ухудшением экологической обстановки, снижением качества воды и продуктов питания, развитие систем физкультурно-оздоровительных комплексов приобретает всё большее значение. В работе рассмотрена классификация бассейнов и требования к организации воздухообмена в помещениях не только с позиции создания комфортных условий для человека, но и защиты ограждающих конструкций от разрушения. Проведены исследования параметров микроклимата в крытых бассейнах. Показана необходимость проведения мероприятий по снижению влажности воздуха. Предложено энергосберегающее оборудование для создания и поддержания требуемых параметров микроклимата.
параметры микроклимата, относительная влажность воздуха, влагосодержание, осушитель конденсационного типа, рекуперация тепла
Введение. При проектировании систем кондиционирования, вентиляции и осушения воздуха в помещениях крытых плавательных бассейнов основной задачей является обеспечение санитарно-гигиенических требований. Наибольшую проблему в данных условиях представляет повышенная влажность внутреннего воздуха. Отсутствие должного регулирования влажности может приводить не только к дискомфорту, но и проблемам, связанным с коррозией, разрушением элементов ограждающих конструкций, появлением плесени и др.
Современные комплексные методы обеспечения требуемых параметров микроклимата в помещениях с высокими влаговыделениями позволяют выбрать оптимальную компоновку вентиляционных агрегатов в целях снижения затрат энергии [1] . Комплексные решения для систем кондиционирования, вентиляции и осушения воздуха в помещениях подразумевают применение специализированных агрегатов, которые обеспечивают круглосуточное управление внутренним микроклиматом в любое время года, а также организацию эффективного воздухообмена в помещениях плавательного бассейна [2].
Методология. Исследования параметров микроклимата бассейнов (температура воздуха, относительная влажность, подвижность воздуха) осуществлялось с использованием следующих приборов: прибор контроля параметров воздушной среды «Метеометр МЭС- 200» , аспирационный психрометр, инфракрасный пирометр, крыльчатый анемометр.
Основная часть. Бассейны классифицируются по следующим признакам: по назначению, размерам, оборудованию; характеру эксплуатации, материалам изготовления, способу забора и подачи воды.
Классификация бассейна по назначению является наиболее важной. Различают спортивные бассейны, которые предназначены для учебно-тренировочной работы, проведения соревнований, обучения детей плаванию и организованного оздоровительного плавания.
Купальные бассейны преследуют главным образом оздоровительные цели, связанные с обслуживанием неорганизованных разовых посетителей.
Крытые бассейны в частных домах, как правило, изобилуют роскошью и различными современными проектно-дизайнерскими решениями.
Учебные бассейны детских дошкольных учреждений используются для приобщения к воде, обучения плаванию, массового купания, а также для занятия спортивных секций и проведения соревнований местного уровня.
Смешанные (комбинированные) бассейны представляют собой либо объединение в одном комплексе купальни и ванн для спортивного или учебного плавания, либо включение в акваторию купательного бассейна участков для учебно-тренировочной работы и обучения. Удельный вес спортивной работы в таких бассейнах незначителен, главная цель в них — массовое оздоровительное купание и отдых людей.
Основной задачей систем вентиляции, кондиционирования и осушения воздуха в помещениях крытых плавательных бассейнов любого назначения является обеспечение санитарно-гигиенических требований [3, 4].
Объектами исследований в данной работе являются индивидуальный жилой дом с бассейном, находящийся в Московской области, и физкультурно-оздоровительный комплекс, располагающийся на территории БГТУ им. В.Г. Шухова в г. Белгород.
В данном жилом доме с бассейном предусмотрена приточно-вытяжная вентиляция с механическим побуждением.
Вентиляционное оборудование подобрано с учетом высоких технологических и эксплуатационных характеристик, с применением энергосберегающих технологий.
Для экономии затрат на электроэнергию и для снижения производительности системы вентиляции на данном объекте предусматривается высокоэффективный осушитель воздуха Dantherm CDP. Данный осушитель обеспечивает относительную влажность 45%, на всем этапе эксплуатации контроль влажности осуществляется с помощью "умной" системы автоматики (блоки управления, устройства управления и защиты, датчики температуры и давления, термостаты, гидростат, датчики качества воздуха и т.д.)
Осушитель Dantherm CDP работает по принципу конденсации. С помощью вентилятора влажный воздух поступает в агрегат парокомпрессионной холодильной машины. При прохождении через испаритель воздух охлаждается до температуры ниже точки росы, а содержащаяся в нем влага конденсируется и дренируется. Осушенный воздух далее проходит через конденсатор, где он подогревается. Температура воздуха при этом на выходе увлажнителя приблизительно на 5
выше температуры воздуха на входе. Благодаря многократному прохождению воздуха через осушитель уровень влажности в помещении снижается, обеспечивая быстрое осушение. Таким образом, абсолютная и относительная влажность воздуха в помещении постепенно снижаются.
Для снижения энергозатрат на подготовку воздуха подобран вариант приточно-вытяжной установки с рекуперацией тепла DV-25 фирмы Systemair. Преимущества установки:
- данный приточно-вытяжной воздухообрабатывающий агрегат с рекуперацией тепла позволяет полноценно обрабатывать воздух в бассейне частного дома;
- приточная установка исполнена из коррозионностойкого покрытия, которое соответствует классу С4 по международному стандарту EN ISO 12944-2;
- в составе установки DV-25 предусматривается высокоэнергоэффективный вентилятор с крыльчаткой и двигателем EC;
- применение фильтра DVG - это компактный фильтр класса G4 по EN 779;
- пластинчатый теплообменник DVC обладает высокой производительностью и может утилизировать из теплого и влажного удаляемого воздуха не только тепло, но и влагу. Теплообменники данного типа являются самыми эффективными. Эффективность достигает более– 90 %;
- для значительного повышения уровня эффективности в приточно-вытяжном агрегате используется встроенная система автоматики.
Для оценки состояния воздуха в помещениях бассейнов были проведены исследования параметров микроклимата: температура воздуха, относительная влажность, подвижность воздуха.
Результаты исследований параметров до установки осушителя (метод ассимиляции) и после установки осушителя (конденсационный метод) представлены в таблице. Установка осушителя воздуха позволяет получить параметры воздуха, соответствующие комфортному состоянию в соответствии с санитарными нормами.
В БГТУ им. В.Г. Шухова функционируют два крытых бассейна, в помещениях, которых также проведены исследования параметров микроклимата [5, 6] с целью установления соответствия фактических параметров в помещении, требуемым нормам и санитарно-гигиеническим рекомендациям.
Исследования показали, что в помещениях бассейнов БГТУ им. В.Г. Шухова необходима комплексная регулировка приточно-вытяжной системы вентиляции для улучшения эффективности её использования в разные периоды года.
Выявлено избыточное негативное шумовое воздействие на органы слуха человека.
Для снижения повышенного шумового воздействия рекомендуется изменить конструкцию системы перелива, предусмотреть снижающие шумы устройства для сбора воды в стоках.
Также целесообразно дополнительно установить осушители воздуха в помещении бассейнов. Это значительно снизит объемы удаляемого воздуха, что непосредственно приведет к существенной экономии энергии на нагрев приточного воздуха [7].
Таким образом, основным решением проблемы создания оптимальной влажности в бассейнах является использование осушителей воздуха различного типа. Использование тепловых насосов также в большинстве случаев устраняет необходимость в традиционных средствах подогрева воздуха в часы работы бассейна. Система с тепловым насосом способна поддерживать большой расход наружного воздуха, используя воздухонагреватели сравнительно малой мощности [8, 9].
Необходимо также уделять внимание способам очистки воды, так как качество воды влияет на самочувствие людей.
Таблица
Параметры воздуха в бассейне
|
Параметры микроклимата воздуха до установки осушителя |
Параметры микроклимата воздуха после установки осушителя конденсационного типа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Влагосодержание |
|
|
|
|
|
Верхний предел комфортного состояния неодетого человека соответствует парциальному давлению водяных паров 2,27 кПа (влагосодержание при этом давлении составляет 14,3 г/кг сухого воздуха) |
|
Вывод. Для обеспечения наиболее благоприятных параметров микроклимата бассейна, располагающегося в жилом доме, целесообразно применять: осушитель конденсационного типа фирмы Danvent CDP 125, обеспечивающий требуемую влажность 45 %; приточно-вытяжной агрегат с рекуперацией тепла фирмы Systemair DV-25, обеспечивающий экономию энергии на 70–80 %. Для управления данного вентиляционного и климатического оборудования предусмотрена система автоматики, которая обеспечивает высокую точность регулирования, стабильность, надежность, а также безопасность использования оборудования.
Для бассейна, находящегося на территории БГТУ им. В.Г. Шухова, рекомендуется установить осушители воздуха, оптимизировать работу приточно-вытяжной вентиляции, снизить шумовое воздействие.
Соблюдая указанные рекомендации, удастся существенно улучшить микроклиматические условия в помещениях.
1. Хасанов А.О. Эффективные системы вентиляции для плавательных бассейнов и аквапарков // Строительство и городское хозяйство.2007 . №12.
2. Антонов П.П. Методика расчета и проектирования систем обеспечения микроклимата в помещениях плавательных бассейнов. Мир Климата. Спецвыпуск проектировщику [Электронный ресурс.] http://mir-klimata.
3. Краснов Ю.С., Борисоглебская А.П., Антипов А.В. Рекомендации по проектированию, испытанию и наладке систем вентиляции и кондиционирования. - М.: Термокул, 2004.
4. Нойферт Э. Строительное проектирование / Пер. с нем. К. Ш. Фельдмана, Ю. М. Кузьминой; Под ред. З. И. Эстрова и Е. С. Раевой. - 2-е изд. - Москва/ М.: Стройиздат, 1991. - 392 с.: ил. - (перевод издания: Bauentwurfslehre/E. Neufert - F. Viweg & Sohn Braunschweig/Wiesbaden).
5. Небыльцова И.В., Баромыченко А.А., Наилова В.Н., Гераськов А.Ф. Исследование параметров микроклимата в помещении бассейна БГТУ им. В.Г. Шухова // Молодежь и научно-технический прогресс: Сб. докладов ІХ Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых (Старый Оскол, 14 апреля 2016 г.), Старый Оскол: ООО «Ассистент плюс», 2016. Т.3. С.274-276.
6. Небыльцова И.В., Ильина Т.Н. Энергосбережение в системах теплоснабжения бассейнов // Экология и рациональное природопользование агропромышленных регионов: сб. докл. III Междунар. молодежной науч. конф. Белгор. гос. технол. ун-т., (г.Белгород, 10-11 нояб. 2015 г.) , Белгород: Изд-во БГТУ, 2015. С. 158-161.
7. Ильина Т.Н., Феоктистов А.Ю., Мухамедов Р.Ю., Сериков С.В. Способы энергосбережения в системах создания микроклимата // Энергосбережение и экология в жилищно-коммунальном хозяйстве и строительстве городов: Междунар. науч.- практ. конф., (Белгород, 2012 г. ), Белгород: Изд-во БГТУ, 2012. С. 244-248.
8. Ильина Т.Н., Мухамедов Р.Ю., Веревкин О.В. Перспективы использования тепловых насосов в системах отопления малоэтажных жилых домов Белгородской области // Вестник БГТУ. 2009. №3. С.142-146
9. Патент РФ. №106938/27.07.2011. Ильина Т.Н., Мухамедов Р.Ю., Сериков С.В. Устройство для регенерации энергии в установке техники кондиционирования и вентиляции // Патент России №.106938.2011.Бюл.№21.
