Нижняя подача воздуха.
При проектировании вентиляционных систем и воздуховодов в помещениях с высокими потолками целесообразно применять всемирно признанную систему вентиляции с нижней раздачей приточного воздуха, как наиболее экономичную и комфортную.
Особенности системы вентиляции с нижней раздачей приточного воздуха.
Во всем мире и при всем многообразии систем и вариантов вентиляции – все сводится в конечном итоге – к двум системам: смесительная вентиляция сверху-вниз (верхняя раздача приточного воздуха), и затопляющая вентиляция снизу-вверх (нижняя раздача приточного воздуха).
К смесительной вентиляции относятся все варианты расположения систем воздухораздачи и воздухозабора на потолках помещений или на стенах на уровне выше роста человека (в рабочей зоне).
С точки зрения проектирования и монтажа система с верхней раздачей приточного воздуха наиболее проста, т.к. в настоящее время, особенно при типовом проектировании объектов с подшивными потолками – очень легко разместить воздуховоды и устройства воздухораздачи и воздухозабора на потолке.
Значительно сложнее оказывается проектирование системы с нижней ламинарной раздачей воздуха, т.к. необходимо воздуховоды с приточным воздухом опускать до уровня пола.
Вместе с тем, энергетические выгоды и комфортные преимущества заставили большинство европейских стран перейти преимущественно на проектирование систем вентиляции с нижней раздачей воздуха.
Верхняя система раздачи приточного воздуха называется смесительной, т.к. свежий приточный воздух, струйно проходя через поднимающийся вверх загрязненный вытяжной воздух – неизбежно смешивается, существенно загрязняясь, а также, его температура поднимается, что требует увеличения холодильной мощности оборудования.
Также, поднимающийся вверх вытяжной воздух образует под потолком, некое подобие упругой подушки, которая не дает всему приточному воздуху попасть вниз (в рабочую зону) и значительная часть его под потолком – бесполезно перетекает из приточных устройств воздухораздачи – в вытяжные.
Таким образом, реальная кратность воздухообмена в рабочей зоне, а вся вентиляция и изготавливается ради достижения положительного эффекта в этой зоне, - всегда будет существенно ниже – расчетной (по количеству входящего и выходящего воздуха, отнесенного к объему помещения).
В свою очередь, приточный воздух, который, все-таки попал в рабочую зону, - из-за перемешивания с загрязненным вытяжным – оказывается настолько загрязненным, что его показатели чистоты многократно ниже требуемых по СНиП, а также, самими пользователями.
Для того, чтобы приточный воздух с верхнего уровня можно было доставить до низа или, хотя бы середины высоты рабочей зоны – его приходится транспортировать в виде струй, на создание которых приходится затрачивать существенную часть давления, создаваемого вентиляторами, что приводит к увеличению расхода электроэнергии, увеличению установочной мощности электродвигателей и увеличению уровня шума, который приходится гасить дополнительными шумоглушителями.
Кинетическая мощность струи воздуха и в первую очередь дальность действия струи – почти квадратично зависят от ее скорости – поэтому, даже самое незначительное изменение производительности вентиляции на уровне колебаний напряжения в сети – может существенно влиять на качество обеспечения вентиляции.
Кроме того, струйное воздействие приточного воздуха на людей, находящихся в обслуживаемых помещениях – чаще всего оказывается крайне негативным: офисные работники в ущерб качеству вентиляции – различными способами закрывают устройства воздухораздачи, если они находятся рядом их рабочим местом, в магазинах кассиры и продавцы отказываются работать в тех местах, где располагаются устройства струйной воздухораздачи и т.п., поэтому, после сдачи объекта в эксплуатацию – реальное состояние и настройка системы вентиляции и кондиционирования, как правило, сильно отличаются от проектных.
Эти факторы, очень редко учитываются проектировщиками. Но причину негативного воздействия этих факторов легко понять, т.к. неприятное охлаждение от струи, особенно дующей в голову или спину - человек будет ощущать вплоть до температуры приточного воздуха, достигающей температуры тела (33-36 градусов), и только при превышении температуры выше 37 градусов – воздействие струи начинает восприниматься нейтрально, а при более высоких - начнет греть, т.е. приносить ощущения теплоты.
Система вентиляции с нижней раздачей воздуха воздействует на человека принципиально другим способом.
В этой системе вентиляции – полностью отсутствуют какие-либо ощутимые струи воздуха, поэтому ее часто в зарубежной литературе называют ламинарной.
Весь свежий приточный воздух подается в обслуживаемое помещение через воздухораздаточные устройства, расположенные в стенах на уровне пола (над плинтусом) с малой скоростью, не допускающей образования заметных струй и турбулентных завихрений.
Охлажденный приточный воздух, будучи более тяжелым, чем подогретый вытяжной – растекается внизу равномерно по всему помещению. Именно по этой причине – такой способ вентиляции также получил название – затопляющей (воздух действует, как вода, поступающая в бассейн).
По мере получения тепла от людей, тепловыделяющего оборудования – воздух нагревается и вертикально поднимается вверх под потолок, откуда удаляется системой вытяжной вентиляции.
При одинаковом количестве поступающего в какое-либо помещение воздуха – при нижней системе подачи воздуха – в рабочей зоне воздух оказывается намного чище, чем при верхней раздаче (разница может составлять в 5-8 и более раз), а для поддержания комфортной прохлады в теплое время года – при нижней раздаче приточного воздуха – потребуется в 2,2-3,0 раза меньше холода.
Это легко и популярно объясняется тем, что при верхней (смесительной) раздаче приточного воздуха – охлаждению подвергается весь воздух помещения, который нагревают все источники теплоизбытков, включая потолочные светильники.
Из-за вынужденного смешения приточного воздуха с теплым вытяжным – для достижения достаточной степени охлаждения приточный воздух приходится охлаждать вплоть до 14 градусов и ниже.
Внутренние блоки сплит-кондиционеров или фанкойлов – имеют среднюю энерговооруженность (в зависимости от включенной скорости вентилятора) от 4 до 7 кВт холода на 1000 м3/час, поэтому, температура выходящего из таких блоков охлажденного воздуха может в реальности достигать 8-10 градусов !!!
При нижней раздаче приточного воздуха – температура выходящего из воздушных решеток воздуха может быть равна или всего на несколько градусов ниже температуры в рабочей зоне (18-22 оС), что существенно удешевляет процесс охлаждения воздуха, т.к., затраты по охлаждению воздуха с понижением достигаемой температуры с каждым градусом – непропорционально возрастают.
Поскольку, воздух при нижней раздаче воздуха не перемешивается и плавно, конвекционно поднимается вверх – на уровне потолка его температура может достигать 30 и более градусов (при высоких потолках 6-8 м – вплоть до 35-40 градусов), но это никак не влияет на степень комфорта внизу помещения (в рабочей зоне на уровне роста человека), где температура составляет 21-23 градуса и является комфортной.
Очень важным фактором следует признать и фактор устойчивости системы вентиляции с нижней раздачей воздуха.
Выше указывалось, что смесительная система верхней струйной раздачи воздуха – очень капризна к изменению производительности, т.к. даже незначительные изменения напряжения сети в пределах допустимых по ГОСТ сетевых колебаниях напряжений (220В+5-10%) могут существенно повлиять на качество вентиляции и состояние воздуха в рабочей зоне.
Система вентиляции с нижней раздачей воздуха допускает без заметного ухудшения качества воздуха в рабочей зоне – изменять производительность вентиляции в 2-4 раза, а во многих случаях – при малом заполнении людьми помещений – и в 10-12 раз, что дает прекрасную возможность достижения максимального энергосбережения.
Таким образом, система нижней раздачи приточного воздуха создает неоценимые преимущества в энергосбережении и обеспечении высокого качества воздуха обслуживаемых помещениях по сравнению с обычным, широко распространенным в России, способом верхней раздачи воздуха, и основной проблемой в реализации нижней раздачи воздуха на данном объекте могут быть только «привычки» проектировщиков и отсутствие опыта проектирования таких систем.
Так, при проектировании офисного строительства по широко распространенной технологии «TIGI KNAUF» с оборудованием на этажах большого количества кабинетов - у проектировщиков часто возникает затруднение – как провести воздуховоды вниз до уровня пола? Так как между кабинетами стенки из гипсокартона очень тонкие и воздуховоды там расположить почти невозможно.
Мы предлагаем простое решение – вообще отказаться от металлических или пластиковых воздуховодов, а использовать в качестве воздуховода – саму пустоту в стенке из гипсокартона (внутреннее пространство от одной вертикальной рейки до следующей). Толщина такого «воздуховода» равна ширине монтажной рейки из оцинкованной стали, а длина может составлять 0,6-1,0 м, что вполне достаточно для прохождения приточного воздуха с малой скоростью.
В нижней части на всю ширину канала от уровня плинтуса монтируется соответствующего дизайна вентиляционная решетка, из которой с малой скоростью будет выходить приточный воздух.
Подключить к такому вертикальному прямоугольному каналу из гипсокартона подачу приточного воздуха от металлических или гибких воздуховодов в за потолочном пространстве не составляет труда, т.к. легко осуществляется с помощью фасонных деталей из оцинкованной стали.
Одна такая стенка из гипсокартона – одновременно может осуществлять раздачу воздуха в противоположные стороны (смежные кабинеты), причем, с различными параметрами по производительности (используются соседние воздушные каналы в стене).
Особенности способа нижней раздачи воздуха, не требующего для достижения необходимой температуры в помещении – охлаждения приточного воздуха до температуры +14 и ниже градусов, а также, неплохие теплоизоляционные свойства гипсокартона – не допускают образования конденсата, поэтому внутренние и наружные поверхности канала из гипсокартона при подаче охлажденного воздуха – всегда сухие и не требуют дополнительной теплоизоляции и обработки.
В больших холлах и объемных помещениях с опорными колоннами – для транспортировки приточного воздуха – полезно использовать сами бетонные столбы, точнее – их декоративную обшивку.
Поскольку, такие столбы, как правило, подлежат декорированию и внешней обшивке – небольшое увеличение сечения квадратной обшивки, создает внутри – «Г-образный» канал. Остается внизу, на уровне пола расположить 1-2 декоративные решетки и проблема доставки приточного воздуха на нижний уровень полностью решена.
Мы привели всевозможные доводы в пользу организации притока воздуха по средствам нижней раздачи, а какую выберете Вы или Ваш проектировщик – Решать Вам.
