Особенности проектирования систем вентиляции для школ и ВУЗов

Системы вентиляции для учебных учреждений не без оснований относят к наиболее ответственным элементам инфраструктуры зданий, поскольку в долгосрочной перспективе они прямым образом влияют на здоровье всего населения страны. Ввиду чего, проект вентиляции школы должен не только соответствовать формальным требованиям СНиП, но и учитывать все нюансы современной архитектуры зданий.

Основной проблемой в проектах такого типа является то, что их разработка должна производиться с учётом противоположных критериев: нормативов воздухообмена и требований к энергетической эффективности здания.

Если ещё учесть повсеместную замену старых оконных блоков на металлопластиковые стеклопакеты, то согласовать необходимую структуру вентиляции с доступным бюджетом становится крайне сложно, что надо учитывать при составлении технического задания.

Особенности систем вентиляции для школ и вузов

Изначально проектирование воздухообмена для зданий учебных учреждений производилось по той же схеме, что и для обычных жилых помещений: с притоком воздуха за счёт инфильтрации через окна и естественной вытяжкой через санузлы и рекреационные зоны.

Даже в советское время это было явной манипуляцией нормативами, поскольку минимальной нормой воздухообмена является 21 м3/час на одного человека. Откуда следует, что если среднее количество учащихся в одном классе составляет 30 человек, то сквозь «щели в окнах» должно поступать не менее 600 м3 воздуха в час!

Очевидно, что на практике подобный норматив не соблюдался, а фактическая вентиляция в школах, вузах и общественных зданиях осуществлялась только благодаря организационным мерам – через соблюдение графика проветриваний.

Но как же согласовывались подобные проекты, когда нарушение воздухообмена в учебных классах потенциально опасно для здоровья учащихся? Ответ на этот вопрос прост: благодаря особой формулировке в СНиП, где норма воздухообмена оговорена в м3/час. Учитывая, что продолжительность урока составляет 45 минут, недостающая кубатура накладывалась на оставшиеся 10-15 минут перемены, которые объявлялись периодом интенсивного проветривания.

Сегодня, когда уровень естественной инфильтрации из-за перехода на металлопластиковые окна снизился в разы, подобный подход абсолютно недопустим.

Сонливость, потеря концентрации, синдром хронической усталости – всё это только явные последствия неправильно спроектированной вентиляции. А если учесть, что недостаточный воздухообмен способствует развитию вирусных инфекций, то выбор схемы воздухообмена для школ имеет, можно сказать, стратегическую важность в масштабе всей страны.

Отметим, что данная проблема актуальна для всех школ мира, поэтому как в нашей стране, так и за рубежом ей было уделено очень много внимания. В результате были разработаны кардинально иные подходы к проектированию вентиляции в учебных учреждениях.

Рассмотрим, какими методами может быть решена проблема недостаточного воздухообмена в аудиториях школ и вузов.

Вытяжная вентиляция с естественным притоком

Суть такой системы в том, что в отдельном помещении школы устанавливается мощная силовая установка, работающая как вытяжка. К каждому классу подводятся отдельные воздуховоды для отбора воздуха.

Подача свежего воздуха осуществляется естественным путём за счёт естественной инфильтрации через окна или сквозь специальные приточные клапаны.

Более того, в холодное время года такое решение чревато возникновением особо холодных зон возле окон, что также может привести к ухудшению здоровья учащихся.

Тем не менее, из всех типов механизированных воздухообменных систем проект вытяжной вентиляции имеет минимальную стоимость.

Централизованные приточно-вытяжные системы

Классическое решение проблемы недостаточного воздухообмена - это установка полномасштабной вентиляционной системы, предполагающей подвод к классам как вытяжных, так и приточных воздуховодов.

В этом случае можно обеспечить полный контроль над параметрами воздушной смеси:

• температурную нормализацию (как нагрев, так и охлаждение);
• осушение или увлажнение до требуемого уровня;
• очистку от загрязнений.

Для новых зданий такой подход стал практически стандартом и применяется, как правило, совместно с рекуператорными модулями.

Однако, установка приточно-вытяжной системы в существующих зданиях сталкивается с большими сложностями строительного характера.

Необходимо отметить, что существует две базовые разновидности приточно-вытяжной вентиляции:

• смесительная;
• вытесняющая.

Смесительная схема предполагает, что подача и забор воздушных масс осуществляется через потолочные диффузоры, при этом входной поток, как правило, охлаждается (до 13⁰C). В результате смешения с активным и нагретым воздухом, получается рабочая смесь приемлемой температуры (20-22 ⁰C) с минимальным содержанием углекислого газа.

В вытесняющей модели вентиляции входной поток подаётся без охлаждения (19-20⁰C), через диффузоры, расположенные в нижней части помещения. В результате чего в активной зоне помещения формируется чистый слой воздуха, а нагретые и насыщенные CO₂ воздушные массы вытесняются в потолочную зону, откуда откачиваются через заборные воздуховоды.

Локальная рекуперация

Все описанные выше методики обладают одним недостатком – их трудно применить к существующим зданиям, архитектура которых не предусматривала установку сетей из воздуховодов.

Ввиду чего, школы стали первым типом зданий, в которых начали массово применяться локальные рекуператорные системы.

Напомним, что понятие «рекуператор» в вентиляции означает приточно-вытяжную вентиляцию с переносом тепла от исходящих потоков на входящие.

Рекуператорные теплообменные модули могут быть смонтированы как часть централизованной системы вентиляции, так и в виде локальных автономных блоков, монтируемых на стену или в оконном проёме.

Наиболее яркий пример такого подхода – установка во всех школах Голландии рекуператорных вентиляционных блоков, с автоматической реакцией на превышение уровня CO₂.

Действующие нормы воздухообмена

В общем случае, обязательная установка механизированной вентиляции в школах необходима только тогда, когда количество учащихся превышает 200 человек.

Минимальная интенсивность воздухообмена зависят от типа помещения:

• для классных комнат – 20 м3/час на одного человека;
• спортзалы – 80 м3/час;
• пищеблоки – 20 м3/час.

Температура входящих потоков должна быть в диапазоне от 16 до 22⁰C, влажность – от 35 до 65%.

Проектирование вентиляционных комплексов выполняется с учётом следующих нормативных документов:

• СНиП 2.08.02-89 (Проектирование общественных зданий и сооружений);
• СНиП 2.08.02-89 (Проектирование учебных комплексов и центров);
• СанПиН 2.4.1.1249-03 (Санитарно эпидемиологические требования к ДОУ);
• СанПиН 2.4.2.1178-02 (Требования к школам);
• СанПиН 2.4.3.1186-03 (Треб к ПТУ);
• СНиП II 65-73 (Общеобразовательные школы и школы-интернаты).

Обратите внимание, что в СНиП II 65-73 в числе прочих параметров указана предельная норма по содержанию CO2 в воздухе аудиторий и классов – 1 литр на 1 м3.

В ходе расчета вентиляционных систем для школьных столовых и буфетов следует учитывать, что вентиляционные сети пищеблоков не должны пересекаться с воздуховодами для других помещений.

Также отметим несколько нестандартных требований, предъявляемые к проектам вентиляции школ и вузов:

• для создания вытяжки из химических кабинетов запрещено использовать воздуховоды из кирпича;
• в системе воздухообмена для столовых приточные потоки воздуха направляются в обеденный зал, а вытяжка подключается к кухонным и подсобным помещениям;
• в санитарных комнатах, оборудованных душевыми кабинками, вытяжные диффузоры монтируются над душевыми кабинками;
• вытяжка из химических кабинетов и лабораторий разрабатывается как отдельная система, не пересекающаяся с другими вентиляционными каналами.

Дополнительные факторы

Любое учебное учреждение относится к зданиям, где крайне важна качественная шумоизоляция вентиляционных систем.

С точки зрения проектирования – это существенный усложняющий фактор, который требует отдельного подхода к построению сети воздуховодов, а также значительных затрат труда на детализацию звукоизолирующих покрытий.

Кроме этого, следует учитывать, что вместе с вентиляцией может проектироваться ряд вспомогательных систем:

• дымоудаление;
• тепловые завесы (для школ в холодных регионах страны);
• установки для корректировки влажности воздуха.

Учитывая, что каждая из перечисленных установок может подключаться к основному вентиляционному комплексу, их наличие существенно влияет на сложность и стоимость проектирования.

Компания «Мега.ру» выполняет заказы на проектирование вентиляционных комплексов любого уровня сложности, включая модернизацию систем воздухообмена в школах и общественных зданиях. Чтобы уточнить стоимость услуг и согласовать детали сотрудничества, перейдите на страницу «Контакты» и свяжитесь с нашими консультантами.