Современные требования к системам климатизации спортивных сооружений на территории Республики Саха (Якутия)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные требования к системам климатизации спортивных сооружений на территории Республики Саха (Якутия)

Саввинова И. А, Ткаченко Н. В.

ТОГУ, г. Хабаровск, Россия

Абстракт

В статье рассматриваются современные требования к системам клима- тизации спортивных сооружений на территории Республики Саха (Якутии). В связи с активизацией строительства спортивных сооружений на территории республики рассмотрены современные варианты проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования в условиях крайнего севера. саха проектирование климатизация спортивное сооружение

Ключевые слова:спортивные сооружения, параметры микроклимата, отопление, вентиляция, воздухораспределение.

Savvinova I. A., Tkachenko N. V.

PNU, Khabarovsk, Russia

MODERN REQUIREMENTS FOR AIR-CONDITIONING SYSTEMS OF SPORTS FACILITIES IN THE TERRITORY OF THE SAKHA (YAKUTIA) REPUBLIC

Abstract. The article considers the modern requirements for air-conditioning systems sports facilities on the territory of the Sakha (Y akutia) Republic. In connection with the intensification of the construction of sports facilities on the territory of the Republic considers the modern options of designing of systems of heating, ventilation and air conditioning systems in the far North.

Keywords: sports facilities, microclimate parameters, heating, ventilation, air distribution.

Введение

Якутия является самым крупным регионом Российской Федерации, при этом плотность населения составляет всего 0,31 чел./м2 . Более 40% территории находиться за Северным полярным кругом. Якутия характеризуется многообразием природных условий и ресурсов, что обусловлено физико-географическим положением её территории. Большую часть занимают горы и плоскогорья, на долю которых приходится более 2/3 её поверхности, и лишь 1/3 расположена на низменности. Значительная продолжительность отопительного периода, наличие вечномерзлых грунтов, слабо развитая инфраструктура, большая удаленность между населенными пунктами, в основном малонаселенными, создают особые трудности для строительства и обеспечения жизнедеятельности человека на Севере.

Республика Саха (Якутия) уникальный регион, ведь здесь представлены более 240 национальных видов спорта. Якутия с 1996 года является столицей такого масштабного спортивного праздника, как международные игры "Дети Азии". В 2016 году республика провела шестые по счету игры, участниками которого стал 2821 спортсмен из 38 стран.

Республика Саха (Якутия) стала одним из самых активных участников ФЦП "Развитие физической культуры и спорта в РФ ", что способствовала росту строительства спортивных сооружений на территории республики. На сегодняшний день по республике имеется 1700 спортивных сооружений, в том числе 812 спортивных залов, 535 плоскостных спортивных сооружений (волейбольные, баскетбольные, футбольные площадки), 51 плавательный бассейн, 24 лыжные базы и 20 стадионов.

Основные требования к параметрам микроклимата

Принципы проектирования спортивных сооружений имеют свою специфику, во-первых, ввиду создания принципиально различных комфортных условий для зрителей и спортсменов, с учетом их различной физической активности, во- © Саввинова И. А, Ткаченко Н. В., 2018 вторых, в силу необходимости обеспечить экономию энергии и средств, и в-третьих, в силу ограниченной продолжительности проводимых на таком объекте мероприятий (в среднем от одного до трех часов). Это осложняет процесс оценки мощности требующейся для покрытия максимальной нагрузки на системы отопления, вентиляциии кондиционирования. В любом случае рекомендуется придерживаться параметров действующих стандартов энергосбережения и строительных норм.

Важнейшим фактором оптимизации условий спортивной тренировки является температура воздуха. Единая стандартная температура не может считаться оптимальной для всех спортивных помещений из-за разного характера спортивных занятий и различного контингента занимающихся (несоответствие квалификации, возрастно-половые различия).

Расчетные температуры для спортивных сооружений дифференцируются в зависимости от возможного присутствия зрителей.

При отсутствии мест для зрителей расчетная температура воздуха дляспор- тивных залов составляет 15°С, для крытых катков--14 °С, для огневой зоны крытых тиров--18 °С.

Для спортивных залов с количеством мест для зрителей менее 800 темпера- туравоздуха должна быть 18 °С для холодного периода года и не более чем на 3°С выше расчетной температуры в теплый период. Для спортивных залов с местами более 800 вхолодный период года расчетная температура также составляет 18 °С, а в теплый период -- не выше 25 °С. Расчетная температура для раздевален и душевых, а также санитарных узлов при раздевальнях равна 25 °С. Температура в физкультурно-оздоровительных сооружениях должна быть не менее 18 °С.

Дополнительными показателями микроклимата в спортивных помещениях являются также относительная влажность и подвижность (скорость) воздуха. Относительная влажность составляет в холодный период года 40--45%, в теплый -- 50--55%. Подвижность воздуха в зонах нахождения занимающихся должна быть не более 0,2 м/с в залах ванн крытых бассейнов; 0,3 м/с в спортивных залах для борьбьшнастольного тенниса и в крытых катках; 0,5 м/с в остальных спортивных залах и залахдля подготовительных занятий в бассейнах.

Отопление современных спортивных комплексов

На большей части территории России отопительный сезон длится 6--7 мес., а в Якутии 8-9 месяцев в году, в то же время в арктической зоне - круглый год. Проблема простейшей и экономичной системы обогрева -- одна из важнейших на Крайнем Севере. В течение отопительного сезона температура наружного воздуха непрерывно меняется, что приводит к изменению разности внутренней и наружной температуры или температурного напора, который достигает наибольшего значения в самый холодный период года (расчетный). Именно в этот период выбирают тепловую мощность отопительных установок для обеспечения теплового комфорта.

Здания спортивных сооружений относятся ко II группе зданий с переменным тепловым режимом, в которых тепловые условия поддерживаются в двух режимах: в рабочее время -- исходя из требований теплового комфорта; в нерабочее время -- исходя из условий, обеспечивающих сохранность строений, оборудования и коммуникаций. Выбор системы отопления в спортивных залах (воздушное, водяное и др.) определяется технико-экономическим обоснованием.

Современные спортзалы чаще всего оборудуются водяным отоплением с применением в качестве приборов радиаторов или конвекторов. Водяное отопление позволяет с большой степенью надежности поддерживать необходимый микроклимат. В соответствии с требованиями /1/ следует предусматривать применение в качестве теплоносителя горячую воду температурой не более 150°С. Предельная температура теплоносителя в радиаторах, конвекторах и т.д., при расположении их на высоте не более 1 м от пола не должна превышать в плавательных бассейнах 150°С при переменной температуре теплоносителя и 130°С при постоянной его температуре; в зрелищных сооружениях и спортивных залах 115°С. Отопительные приборы располагаются под окнами, в углублениях и закрываютсярешетками. (рис.1)

Рисунок 1. Водяное отопление с радиаторами

Но следует помнить, что наряду с положительными моментами водяное отопление с радиаторами имеет и недостатки. Главные из них - невозможность равномерного прогрева воздуха в помещениях (по вертикали и горизонтали), возникновение сквозняков, неодинаковый прогрев ограждающих поверхностей: наличие холодных зон на стенах и полу, сравнительно низкий к.п.д..

В системе воздушного отопления (рис.2) атмосферный воздух через возду- хоприемник поступает в калорифер, где нагревается до 65-75 °С и подается в помещения по приточным каналам.

Поступая через приточные отверстия, нагретый воздух смешивается с воздухом помещения, повышая его температуру. Воздух, находящийся в помещении, через отверстие попадает в вытяжной канал и через вытяжную шахту удаляется в атмосферу. В случае рециркуляции воздух не удаляется в атмосферу, а возвращается по специальным каналам в калорифер для подогрева. Движение воздуха осуществляется вентиляторами.

Рисунок 2. Воздушное отопление

Достоинством воздушного отопления является отсутствие нагревательных приборов и возможность совмещения отопления с вентиляцией помещения.

Однако эта система имеет серьезные недостатки:

0. Значительно снижается относительная влажность воздуха в отапливаемых помещениях, в результате нагрева воздуха в калориферах.

1. Очистка каналов довольно затруднительна, поэтому пыль при высокой температуре воздуха пригорает, а продукты этого процесса загрязняют воздух.

2. При рециркуляции происходит смешивание воздуха разных помещений, в результате чего возникает угроза переноса микроорганизмов, газов и т. п.

3. Имеет место высокий перепад температуры воздуха по вертикали и низкая температура поверхности ограждающих конструкций.

4. Горячий воздух вызывает неприятные ощущения у людей.

При панельно-лучистом отоплении (рис.3) обогрев происходит за счет лучистого теплообмена между отопительными панелями и поверхностью ограждений. В спортивных сооружениях используется центральное панельно-лучистое отопление, для которого характерно использование инфракрасного излучения при сравнительно низкой температуре нагревательной поверхности. В качестве теплоносителя в излучающих панелях используется тёплая или горячая вода (от 40°С до 120°С). В спортивных залах чаще всего используются потолочные панели. Отсутствие радиаторов в игровой зоне освобождает дополнительную площадь, повышает травмобезопасность.

Водяные потолочные панели отдаю'пот 60% до 80% тепла в виде излучения. Остальная часть передается за счет конвекции.

Рисунок 3. Панельно-лучистое отопление

Поток излучения, поглощаясь поверхностями, одеждой и кожей человека, создает тепловой комфорт без повышения температуры окружающего воздуха. Поэтому температура окружающего их воздуха может быть ниже, чем в помещениях с другими видами отопления. Использование водяных потолочных инфракрасных панелей позволяет экономить до 40% энергии по сравнению с другими водяными или воздушными отопительными системами. И при этом гарантирует создание оптимального климата в помещении.

Вентиляция и кондиционирование спортивных сооружений

Спортивные залы весьма разнообразны по своим архитектурно-планировочным решениям. Особенно это касается высоты помещений, наличия мест для зрителей или их отсутствие, защиты световых проемов и так далее.

Спорт -- это тяжелая работа и требует высокого норматива подачи свежего воздуха в спортивный зал.

Вентиляционная система в спортивном зале создается с учетом технических особенностей помещения и его габаритов. Также следует обратить внимание и на количество посетителей в день. Независимо от высоты спортзала и его площади кратность обмена воздуха составляет 1 раз за 7,5 минут, что значительно выше требований, применимых к жилым домам, частота воздухообмена в которых может осуществляться 1 раз в 20 мин.

Также расчеты касаются и количества спортсменов, находящихся в зале: на одного человека, занимающегося спортом, должно приходиться 80 м3 чистого воздуха. В том случае, когда спортзал оснащен местами для зрителей, учитывается и их необходимость в свежем воздухе, объем которого составляет 20 м3. Для комфортного занятия спортом воздухораспределители в спортивном зале устанавливаются на высоте до 3 м для частных спортивных клубов, и на высоте 4 м для общественных спортзалов.

Воздухораспределение в спортзалах предусматривается равномерно без образование застойных зон в помещении.

Первый вариант воздухораспределения: приточные воздуховоды прокладываются по периметру помещения спортзала, а по центру по потолку вытяжной воздуховод с вытяжными решетками.

Второй вариант: приточный воздуховод по центру зала, вытяжные по периметру. Тип воздухораспределительного устройства: решетка, диффузор, сопловый диффузор.

Вентиляционные решетки (ВР) (рис.4) устанавливаются чаще всего на стенах выше обслуживаемой зоны. Решетки могут монтироваться непосредственно на выпускные патрубки открытых круглых воздуховодов. В этих случаях рекомендуется оборудовать насадку регулируемой и/или направляющей заслонкой, позволяющей направить приточный воздух в воздуховоде под углом 90° к ВР .Решетки имеют невысокую стоимость и не представляют особой сложности в монтаже. Однако имеется ряд ограничений по их применению в помещениях с высокой тепловой нагрузкой и в обеспечении равномерного распределения воздуха по всему помещению.

Рисунок 4. Вентиляционные решетки

Диффузоры позволяют распределять и регулировать воздушные потоки по всему помещению и одновременно осуществлять индивидуальную вентиляцию в определенных зонах. По способу установки диффузоры делятся на настенные, напольные и потолочные. Для спортивных залов лучше всего использовать вихревые диффузоры (рис.5). Особенностью вихревых воздухораспределителей является то, что они позволяют осуществлять вентиляцию с высокой интенсивностью без увеличения скорости воздушного потока при низких шумовых характеристиках, поскольку приточный воздух, проходя крыльчатку, словно веером рассеивается по помещению в различных направлениях.

Рисунок 5. Вихревые диффузоры

Сопловые диффузоры предназначены для распределения воздуха помещении на значительные расстояния за счет дальнобойности воздушной приточной струи при низком уровне шума.

Рисунок 6. Сопловые диффузоры

Относительную влажность воздуха в спортивных залах рекомендуется принимать в пределах 30-60 %, имея в виду, что нижний предел принимается для холодного периода, верхний -- для теплого.

Этих параметров нельзя достигнуть в холодный период только вентиляцией. Требуется увлажнение воздуха (после калориферов) либо паром, что весьма энергоемко, либо адиабатным увлажнением в блок-камерах сотового увлажнения.

Оборудование кондиционирования спортзалов чаще всего сплит-систе- мами(настенные, кассетные или потолочные внутренние блоки).

Заключение

В современных спортивных сооружениях на территории Якутии наиболее эффективным представляется вариант смешанной системы отопления. Это наличие лучистого отопления в игровых и тренировочных залах, наличие теплых полов для душевых и раздевальных и традиционной радиаторной системы для небольших зон и помещений.

Вентиляционная система спортивного зала относится к сложным видам вентиляции. При ее создании должны быть учтены многие показатели. Только правильно смонтированная коммуникация способна эффективно выполнять свое предназначение: обеспечивать воздухообмен для комфортабельных занятий физическими упражнениями.. В современных спортивных сооружениях одним из наиболее эффективных видов вентиляции считается приточно-вытяжная. Для игровых лучше всего использовать первый вариант воздухораспределения, а для беговых второй вариант воздухораспределения. Если речь идет о крупном и вместительном крытом стадионе или зале, где помещается от 1000 зрителей, лучше сделать зонирование: область, предназначенная для тренировок и соревнований, имеет свою систему вентиляции, а приточно-вытяжная конструкция в зоне для посетителей работает отдельно от нее.

Библиографические ссылки на источники

0. СП 60.13330.2012. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003.

1. СП 31-112-2004 Физкультурно-спортивные залы.

2. СП 131.13330. Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99*.

3. СП 118.13330. Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-06-2009.

Размещено на Allbest.ru