Система вентиляции в учебных заведениях

Размещено на http://www.allbest.ru/

Система вентиляции в учебных заведениях

Айрапетян Нвер Грайрович

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются наиболее актуальные проблемы, такие как концентрация углекислого газа, относительная влажность, температура и воздушные потоки воздуха в помещениях учебных заведений.

ABSTRACT

This article discusses the most actual problems, such as the concentration of carbon dioxide, relative humidity, temperature and air flow of air in the premises of educational institutions.

Ключевые слова: вентиляция, вентиляционная, энергоэффективность, приточные клапаны, воздушно-тепловой завес, учебные заведения.

Необходимость проветривания классов и аудиторий в учебных заведениях не вызывает сомнений даже у людей, не обладающих специальными знаниями в области вентиляции. Но при более тщательном рассмотрении картина получается по-настоящему тревожной.

В настоящее время все учебные заведения состоят из множества помещений различного назначения: классные комнаты, учительские, кухня, столовая, спортивный зал, школьные лаборатории и др., в которых учащиеся и преподаватели проводят большую часть времени, и поэтому для хорошего самочувствия и здоровья в этих помещениях необходимо создать комфортный микроклимат, здоровую воздушную среду, чего без вентиляции добиться практически невозможно. В каждом из этих помещений собирается разное количество людей. Для каждого случая необходимо подобрать наиболее эффективную систему вентиляции.

Эффективная вентиляционная система в наше время предполагает, как наличие вытяжных вентиляторов в помещениях, так и обеспечение естественного притока свежего воздуха.

Анализ литературы по данной теме показал, что на сегодняшний день, вопрос, связанный с

системой вентиляции в учебных заведениях остается весьма актуальным. Проблемами вентиляций учебных заведений занимается сравнительно мало организаций. В основном такие организации рассматриваются влияние избытка углекислого газа в аудиториях на здоровье учащихся.

Духота, вынужденное прерывание уроков для проветривания, а также ОРЗ и отиты у учеников при постоянном притоке свежего (в тоже время холодного) воздуха, нередки случаи обмороков учащихся в конце уроков. Причиной такой реакции детей, вопреки распространенному мнению, является не понижение концентрации кислорода, а увеличение концентрации углекислого газа в замкнутых помещениях!

В статье также прилагается таблица зависимости влияния концентрации углекислого газа на качества воздуха и здоровье человека:

На стадии проектирования решить проблему вентиляции не составляет особого труда. В данной же статье предлагается решение проблемы для давно построенных зданий и при минимальных затратах. В таких условиях большинство эффективных вентиляционных систем не могут быть использованы по техническим и финансовым причинам [30].

Для решения проблемы вентиляции предлагается применение оконных или стеновых приточных клапанов. Данные клапаны обеспечивают локализацию струи холодного приточного (уличного) воздуха в верхней части окна и на достаточно большой высоте, направляя струю в подпотолочное пространство, где собственно и сосредоточен теплый внутренний воздух, что обеспечивает нормальный воздухообмен без сквозняков и создает необходимое распределение температур в помещении. Такое решение предполагает возможность подачи свежего воздуха в помещение, не рискуя здоровьем учащихся.

Некоторые компании производят тщательный анализ системы вентиляций во всех типах помещений учебных заведений. Так в школах, имеющих 4 и более параллели классов, проектировать воздушно-тепловые завесы при входе в здание. Вентиляция без механического помещения допустима в тех учебных заведениях, где число учащихся менее 200 человек.

Большинство организаций, занимающихся данной проблемой, предлагают для школ, институтов, колледжей и других учебных заведений следующие варианты решения проблемы системы вентиляции:

-- приточно-механическая вентиляция в сочетании с естественной вытяжной системой

-- приточно-вытяжная система с рекуперацией, обеспечивающая высокий уровень комфорта и энергоэффективности

Для ВУЗов (а также зданий многоэтажных) существует комплексное решение системы вентиляции и кондиционирования - VRV/VRF[40].

Целью данной работы является определение наиболее эффективной системы вентиляции для обеспечения комфортного микроклимата и создания здоровой воздушной среды в учебных заведениях.

Школы и классные комнаты: разнообразие конфигураций вентиляционных систем вентиляция здоровый воздушный

Вентиляционные системы учебных заведений должны обеспечивать высокое качество воздуха, комфортный микроклимат и энергоэффективность [28]. Все учебное заведение в основном состоит из помещений различных по назначению. От назначения помещения, а также от числа людей, собравшихся в нем, зависят виды загрязнений воздуха, которые в дальнейшем устраняются системой вентиляции, что сохраняет в помещении здоровую воздушную среду.

В классных комнатах (аудиториях) в среднем могут находиться одновременно до тридцати учеников, учитывая преподавателя. В течение дня потоки учащихся сменяют друг друга. В таких бесперебойно заполненных помещениях поддерживать условия, которые будут соответствовать таким требованиям, как, комфортный микроклимат, высокое качество воздуха и тишина, очень сложно [8-13].

Кроме классных комнат (аудиторий), учащиеся также могут находиться в помещениях, где число людей постоянно меняется. Это могут быть такие помещения как библиотека, гардероб или медицинский кабинет. Кроме того, существуют и административные помещения, такие как кабинет директора, учительские комнаты, которые, чаще всего, бывают заняты целый день, или помещения, в которых, наоборот, практически всегда никого не бывает (так называемые помещения архивов). В помещениях, где число присутствующих людей бывает непостоянна, следует устанавливать системы вентиляции наиболее эффективные, которыми можно управлять (в определенный момент по потребностям), а также, способные адаптироваться к определенной конкретной ситуации [37-39].

Загрязняющие вещества и качество воздуха внутри помещений

Вентиляция и концентрация углекислого газа

Как в школьных классах, так и в других аудиториях учебных заведений может одновременно находиться разное число людей, что создает определенные проблемы при решении вентиляционных задач, так как для каждого случая необходимо подобрать определенную подходящую систему вентиляции[14]. К примеру, в помещении (аудитории), где находится от 20 до 30 учеников и преподаватель, скорость образования водяных паров в среднем достигает 1 кг/час (главным фактором является время года). Влажность воздуха в помещении можно отнести к комфортной и приемлемой для предотвращения разрушения строительных материалов, которые используются для возведения или отделки здания (в нашем случае учебного заведения), если она составляет 35-65%. Если влажности воздуха ниже 30%, то воздух считается очень сухим, а при влажности выше 70% -- слишком влажным [45].

Можно сделать вывод, что процент влажности воздуха является основным фактором состояния воздуха. Самой эффективной системой вентиляций при поддержке уровня относительной влажности, на сегодняшний день, является гигрорегулируемая система со встроенным модулируемым потоком воздуха [23-26].

Концентрация углекислого газа внутри помещения, например, такого как классная комната или любая друга аудитория, считается наилучшим показателем загрязнения воздушной среды внутри помещения, из-за находящихся там людей. За основу максимально допустимой концентрации углекислого газа берут концентрацию, равную 1,500 промилле. При помощи этих данных можно рассчитать требуемый воздухообмен в час.

Если школа или любое другое учебное заведение не имеет механической системы вентиляции или же любой другой эффективной системы, то концентрация углекислого газа может резко возрасти и достичь критических значений, что окажет неблагоприятное воздействие на учащихся. Уже после 2-3 часов занятий, в плохо вентилируемой аудитории, концентрация углекислого газа превышала все нормы и составляет 7,000 промилле, что подвергает опасности здоровье людей. Такие условия вызывают у учащихся и преподавателей недомогания, затрудненное дыхание, тошноту, а также головные боли.

Запахи

При отсутствии эффективной вентиляционной системы, кроме повышения уровня углекислого газа в воздухе, можно обнаружить и другие не менее опасные для здоровья загрязняющие вещества.

Различные строительные материалы, такие как например краска или же другие токсичные вещества, выделяют летучие органические соединения. Такие соединения необходимо удалять (вытеснять) из воздуха, иначе они могут представлять довольно серьезную опасность для здоровья учеников и преподавателей [29-31].

Критерии и требования, предъявляемые к системам вентиляции учебных заведений

Основные критерии и требования, принимаемые во внимание при проектировании систем вентиляции в учебных заведениях, связаны в основном с потребностями учащихся и преподавательского персонала в чистом, свежем воздухе внутри помещений, а также с необходимостью поддерживать наиболее комфортные условия в здании [47].

Зона комфорта

Основные составляющие, необходимые для поддержания наиболее комфортных условий в помещениях:

-- температура

-- относительная влажность воздуха

-- скорость притока воздушного потока

Пожарная безопасность

Каждая установленная вентиляционная система должна соответствовать нормам и требованиям пожарной безопасности.

Сочетание энергоэффективности и качества воздуха внутри аудиторий

Одной из главных проблем вентиляций аудиторий, как в учебных заведениях, так и в любых других помещениях, является энергоэффективность, а именно слишком большое потребление энергии. Ведь при проветривании помещений путем периодического открывания окон в зимний период времени и в межсезонье тепловые потери особенно велики, так как поступающий холодный воздух с улицы необходимо согревать [1-7].

С данной проблемой отлично справляется вентиляционная система с постоянным воздухообменом. При помощи такой системы штатный объем воздуха моментально обновляется. Однако и у таких инноваций есть свои минусы. Подобные системы практически не справляются с максимальной загрязненностью (особенно если в аудитории собралось много людей) [46].

При помощи вентиляционной системы с постоянным воздухообменом, когда классы пустуют во время перемен или вовсе не используются, большое количество энергии можно сэкономить, если сократить расход воздуха до минимального значения. При уменьшении потребляемой мощности вентиляторов также можно сберечь энергию [32-36]. Кроме того, в данной системе есть параметр, при помощи которого можно менять силу воздушных потоков, что снизит средний воздухообмен, а это в свою очередь уменьшит потребление электричества. Такие возможности «разумной» системы делают ее наиболее энергоэффективной. Тепловые потери снижаются до 70% [15-21].

Наиболее эффективное решения, адаптирующееся к особенностям учебных заведений

Вытяжная система вентиляции

Свежий воздух попадает в аудитории через стеновые или оконные гигрорегулируемые приточные клапаны, которые открываются или закрываются автоматически. Они зависят от уровня влажности воздуха. Расположенные на противоположной стороне, одновременно с клапанами удаляют загрязненный воздух [41-43].

Эти вентиляционные оборудования полностью автоматизированы, т. е. автоматическое открывание или закрывание клапанов в зависимости от показателей индикаторов качества воздуха и его параметров непосредственно внутри помещения[44].

Типичные примеры

В данной таблице показаны соотношения работ систем вентиляции в различных помещениях по критериям, необходимым для поддержания наиболее комфортных условий в помещениях:

-- температура

-- относительная влажность воздуха

-- скорость притока воздушного потока

Данные таблиц не универсальны и предназначены только для ознакомления!

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Задачей любой вентиляционной системы является улучшение и оптимизация качества воздуха внутри помещений при минимальных энергозатратах.

Чтобы правильно подобрать систему вентиляции для конкретного учебного заведения, важно определить основной индикатор качества воздуха внутри каждого помещения и установить в нем соответствующее устройство. В зависимости от назначения помещения, устройство должно управляться по влажности воздуха, присутствию людей, уровню активности, концентрации углекислого газа или сочетанию перечисленных параметров. Подобный подход позволит обеспечить высокое качество воздуха и оптимизировать энергозатраты.

Для того, чтобы подобрать наиболее подходящую вентиляционную систему для учебных заведений, необходимо учесть следующие факторы:

-- качество воздуха внутри помещения

-- потребление энергии

-- комфорт пребывания в помещении детей и педагогов

-- потеря тепла

-- стоимость оборудования

-- расходы на монтаж и техническое обслуживание

3. На сегодняшний день, вытяжная система вентиляции представляет собой наиболее эффективное решение, адаптирующееся ко всем особенностям учебных заведений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция, кондиционирование. Госстрой России, М. 1999, -72 с.

СНиП II-3-77. Защита от шума. Нормы проектирования. М.: Стройиздат. 1978, -- 48 с.

ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. Межгосударственный стандарт. 1999, -- 14 с.

СанПиН 2.2.4. 548-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. Информационно-издательский центр Минздрава России. 1997, -- 20 с.

СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений. Госстрой России. М.: 1999-16 с.

ГОСТ Р 51251 - 99. Фильтры очистки воздуха. Классификация. Маркировка. Введ 2000-01-01.

ГОСТ 12.1.005-88. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования. М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1988, 75 с.

Отопление и вентиляция: Учеб. Пособие для строит. вузов и фак. по спец. «Теплогазоснабжение и вентиляция». В 2-х ч. Ч.2. Вентиляция. -- М.: Высш. шк., 1984.-263с., ил.

Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Учебное пособие - М.: «Евроклимат», издательство «Арина». 2000 - 416 с.

Меклер В.Я., Овчинников П.А. Вентиляция и кондиционирование воздуха - 1980.

Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха (Справочник проектировщика). -- М.: Стройиздат, 1992. - 416 с.

Б. В. Баркалов, Е.Е. Карпис. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях. М.: Стройиздат, 1982.

Справочник проектировщика. 4.3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Под ред. Н.Н.Павлова и Ю.И.Шиллера. М.: Стройиздат. 1992.

Обоснование схем вентиляции производственных участков с рециркуляией воздуха и рекуперацией тепла. -- Н.З.Битколов., 2002.

Бондаренко В.В. НТУ «АРК Энергосервис». Энергосберегающие технологии при автоматизации процессов управления вентиляцией.

Представительство АО «AERECO». Проблема вентиляции в учебных заведениях.

Стомахина Г.И., Бобровициий И.И., Малявина Е.Г., Плотникова Л.В. Справочное пособие -- Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома ТР АВОК-4-2004. М., 2004.

ГОСТ Р 304942011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Китайцева Е. Х., Малявина Е. Г. Естественная вентиляция жилых зданий. -- «АВОК», 1999, № 3.

Ливчак В. И. Решения по вентиляции многоэтажных жилых зданий. -- «АВОК», 1999, № 6.

СНиП 10-01-94 «Система нормативных документов в строительстве. Основные положения».

СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

Живов А. М., Nielsen P.V., Riskowski G., Шилькрот Е. О. Системы вытесняющей вентиляции для промышленных зданий. Типы, область применения, принципы проектирования // АВОК. 2001. № 5.

Вытесняющая вентиляция в непроизводственных зданиях. М.: АВОК-ПРЕСС, 2003.

ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.

ГОСТ ИСО 14644-1-2002. Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды. Классификация чистоты воздуха.

Скидстад Х., Мундт Э., Нильсен П. и др. Вытесняющая вентиляция в непроизводственных помещения. - М. : АВОК-ПРЕСС, 2006.

Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах жилого дома. ТР АВОК-4-2004. - М., 2004.

Харитонов В. П. Естественная вентиляция с побуждением //АВОК. - 2006. - № 3.

Батурин В. В. Вентиляция. - М., 1959.

Дроздов В. Ф. Вентиляция. - М., 1984.

Krantz-TKT GmbH. Системы воздухораспределения. Применение в системах вытесняющей вентиляции.

Kristensson J. A., Lindqvist O. A. Вытесняющая вентиляция в промышленных зданиях. Труды ASHRAE. Т. 99 (1).

Ливчак И. Ф. Вентиляция многоэтажных жилых домов. М.: 1951.

Хоцянов Л. К. и др. К вопросу вентиляции жилых домов // Гигиена и санитария. 1949.

Наумов А. Л., Агафонова И. А., Иванихина Л. В. Инженерные системы энергоэффективного жилого дома // АВОК. 2003. № 8.

Требования инженеров к стандартам вентиляционных систем // АВОК. 1998. № 6.

Аше Б. М. Отопление и вентиляция: Систематический курс для студентов специальных отделений инженерно-строительных втузов: В 2 т. Л.: Госстройиздат, 1934.

Брух С. В. Надежность VRF-систем кондиционирования воздуха // АВОК. - 2004. -№ 7.

Стандарт АВОК-1-2002. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена. - М. : 2002.

Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Учебное пособие. М., «Евроклимат», изд-во «Арина», 2000 -- 416 с.

Материалы международного семинара «Зарубежный и российский опыт разработки энергоэффективных систем вентиляции». Москва, 29 февраля-01 марта 2000 г. -- 49 с.

Кокорин О. Я. Энергосберегающие технологии функционирования систем вентиляции, отопления, кондиционирования воздуха (систем ВОК). М.: Проспект, 1999. 208 с.

ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях. М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 1999.

Стандарт ASHRAE 62-1989 Обеспечение допустимых параметров микроклимата в помещениях системами вентиляции; ASHRAE Атланта, GA.

Antonio Briganti. Качество воздуха и вентиляция. С сокращениями из журнала RCI, № 3, 2000.

Размещено на Allbest.ru