Проектирование вентиляции при реконструкции здания

При реконструкции вентиляцию редко удаётся спроектировать «с чистого листа». У здания уже есть шахты, перекрытия, фасады, помещения с действующими инженерными сетями и пользователи, чьи потребности могли измениться за годы эксплуатации. Задача проектировщика — не просто разместить новые воздуховоды и оборудование, а обеспечить требуемый воздухообмен с учётом состояния существующих конструкций, пожарной безопасности, допустимого шума и реальных возможностей монтажа.

Особенно важно отличать работоспособность старой системы от её пригодности для новых условий. Вентиляция, рассчитанная на прежнюю планировку и назначение помещений, может оказаться недостаточной после перепланировки, увеличения числа рабочих мест, замены окон или появления помещений с постоянным пребыванием людей.

С чего начинается проектирование

Первый этап — сбор исходных данных и обследование объекта. Архивные чертежи полезны, но полагаться только на них нельзя: за время эксплуатации шахты могли частично перекрыть, воздуховоды — демонтировать, а вентиляторы — заменить без отражения изменений в документации. Проектные решения принимают после сопоставления документов с фактическим состоянием здания.

При обследовании проверяют:

1. назначение и площади помещений до и после реконструкции, предполагаемое количество людей, режим работы и технологические процессы;
2. расположение приточных и вытяжных устройств, венткамер, шахт, выбросов и воздухозаборов;
3. состояние каналов и воздуховодов, наличие засоров, утечек, коррозии и несанкционированных подключений;
4. фактические расходы воздуха, направление движения потоков и работу систем при разных режимах;
5. доступные электрические мощности, возможности водоснабжения, теплоснабжения и отвода конденсата;
6. ограничения по несущим конструкциям, высоте помещений, фасадам, кровле и доступу для обслуживания.

Измерения действующей системы желательно проводить при условиях, близких к обычной эксплуатации. Один замер у решётки не объясняет, почему помещение душное: причиной может быть недостаточный приток, закрытый противопожарный клапан, разрегулированная сеть, загрязнённый фильтр или отсутствие пути перетока воздуха. Результаты обследования фиксируют в акте и используют как основание для задания на проектирование.

Какие вопросы нужно согласовать до расчётов

Заказчику и проектировщику необходимо определить будущую функцию каждого помещения, расчётную численность людей, график работы, требования к температуре, влажности и чистоте воздуха. Отдельно выясняют, будет ли здание эксплуатироваться во время работ. Для действующего объекта это влияет на этапность монтажа, временное отключение систем и необходимость сохранять вентиляцию в помещениях, которые продолжают использоваться.

Если реконструкция затрагивает объект культурного наследия, исторический интерьер или охраняемый фасад, ограничения на воздухозаборные решётки, выбросы и прокладку трасс выясняют в самом начале. Иначе технически удачное решение может оказаться неприемлемым для согласования или монтажа.

Определение требуемого воздухообмена

Воздухообмен рассчитывают для новых условий эксплуатации, а не принимают по мощности старого вентилятора. В зависимости от назначения помещения учитывают количество людей, выделение тепла, влаги, запахов и вредных веществ, требования к микроклимату и действующие нормативы. Для помещений с технологическими выделениями дополнительно изучают оборудование и предусматривают местное удаление загрязнений у источника: общеобменная вентиляция не всегда способна эффективно заменить местный отсос.

Расходы приточного и вытяжного воздуха увязывают между собой с учётом необходимого направления потоков. Воздух не должен переносить запахи и загрязнения из санитарных, технических или производственных помещений в чистые зоны. При этом баланс рассматривают по зданию в целом: удалённый воздух необходимо восполнить организованным притоком. Иначе появляются сквозняки через неплотности, ухудшается работа вытяжки и возникают проблемы с открыванием дверей.

Для реконструируемого здания проверяют несколько режимов: обычную загрузку, пиковое присутствие людей, ночную или дежурную работу, зимние и летние условия. Если применяется управление по присутствию людей или концентрации углекислого газа, автоматика должна снижать избыточный расход там, где это допустимо, но не нарушать обязательные требования к воздухообмену и удалению загрязнений.

Выбор схемы вентиляции

Выбор между естественной, механической и комбинированной вентиляцией зависит от назначения здания, состояния существующих каналов и требуемой устойчивости работы. Сохранять естественную вытяжку только потому, что в здании уже есть шахты, не всегда разумно. Её эффективность меняется в зависимости от температуры наружного воздуха, ветра, высоты канала и наличия организованного притока. После установки герметичных окон прежняя система нередко перестаёт обеспечивать нужный расход.

Механическая приточно-вытяжная вентиляция позволяет точнее поддерживать расходы, очищать и подогревать наружный воздух, организовывать управление по зонам. Но она требует места для оборудования и воздуховодов, электрической мощности, обслуживания фильтров и решений по шуму. Комбинированная схема может быть оправданной, когда часть существующих каналов пригодна к использованию, а отдельным помещениям требуется управляемый механический воздухообмен.

Существующие шахты можно включать в проект лишь после проверки их геометрии, состояния, герметичности и допустимости подключения соответствующих помещений. Свободное место в шахте само по себе не означает, что по ней можно провести новый воздуховод или объединить вытяжные линии. Вопросы разделения систем, прохождения противопожарных преград и обслуживания решают в составе проекта.

Размещение оборудования и трасс

При подборе вентиляционной установки недостаточно сравнить её паспортную производительность с расчётным расходом. Нужно учитывать сопротивление всей сети: воздухозабора, фильтров, нагревателя или охладителя, шумоглушителей, воздуховодов, клапанов и решёток. По мере загрязнения фильтров сопротивление возрастает; это также учитывают при выборе оборудования и настройке контроля его состояния.

Трассы прокладывают с учётом фактических отметок балок, инженерных коммуникаций и допустимой высоты помещений. На реконструкции плотный план потолка быстро становится главным ограничением. Поэтому крупные воздуховоды, венткамеры и проходы через конструкции прорабатывают совместно с конструкторами и проектировщиками смежных систем до выпуска рабочих чертежей. Отверстия в несущих элементах нельзя назначать только по удобству прокладки сети.

Необходимо заранее предусмотреть доступ к фильтрам, вентиляторам, клапанам, датчикам и очистным люкам. Оборудование, которое невозможно обслужить после закрытия потолка, рано или поздно перестанет работать в расчётном режиме. Для установок с охлаждением отдельно продумывают отвод конденсата и защиту участков сети от его образования.

Воздухозабор, выброс и качество воздуха

Расположение наружных решёток влияет не меньше, чем выбор фильтра. Приточный воздухозабор размещают так, чтобы в него не попадали выбросы вытяжки, выхлопные газы, пыль и запахи от близлежащих источников. Учитывают взаимное расположение проёмов, кровельного оборудования, дворов, парковок и преобладающие условия движения воздуха. Решение проверяют по проектным требованиям для конкретного объекта, а не выбирают только по свободному участку фасада.

На выбросе оценивают возможность повторного попадания удаляемого воздуха в здание и влияние на соседние помещения и здания. Для систем, удаляющих различные загрязнения, могут потребоваться разные решения по разделению потоков, очистке или месту выпуска. Установка решётки в ближайшем доступном проёме без такой проверки — распространённая ошибка.

Пожарная безопасность и взаимодействие систем

Реконструкция может изменить границы пожарных отсеков, назначение помещений и пути прокладки сетей. Поэтому вентиляцию рассматривают вместе с противопожарными преградами, системой пожарной сигнализации и, когда это требуется, противодымной вентиляцией. Для воздуховодов, пересекающих соответствующие конструкции, проектируют предусмотренные нормами меры защиты, включая клапаны и требуемое исполнение участков сети.

Общеобменная и противодымная вентиляция выполняют разные задачи. Нельзя рассчитывать, что обычная вытяжка при пожаре автоматически заменит систему дымоудаления. Алгоритмы отключения и включения оборудования, положение клапанов и сигналы управления задают явно и проверяют при пусконаладке. Так же внимательно относятся к совместной работе вентиляции с газовым оборудованием, если оно есть в здании: изменение притока или разрежения может повлиять на безопасность его эксплуатации.

Шум, энергопотребление и эксплуатация

Даже система с правильным расходом воздуха может быть неудобной в эксплуатации из-за шума и сквозняков. Шум оценивают от установки до обслуживаемого помещения: по воздуховодам, через строительные конструкции и от наружного оборудования. Для его снижения подбирают разумные скорости воздуха, предусматривают шумоглушители, виброизоляцию и корректное расположение решёток. Попытка решить всё одним шумоглушителем обычно не помогает, если изначально тесная трасса создаёт большое сопротивление и требует высокой частоты вращения вентилятора.

При реконструкции стоит оценить возможность использования теплоты удаляемого воздуха. Рекуперация уменьшает нагрузку на подогрев притока, но её выбирают с учётом характера вытяжного воздуха, санитарных ограничений, защиты от обмерзания и доступного места. Для небольших или разнесённых систем сложная схема возврата теплоты может оказаться менее практичной, чем надёжная простая установка с грамотным управлением.

Энергоэффективность обеспечивают не только рекуператором. Существенное значение имеют зонирование, расписания работы, настройка расходов и своевременная замена фильтров. При этом экономия не должна достигаться постоянным уменьшением притока ниже необходимого уровня.

Проектирование в действующем здании

Если помещения продолжают работать, проект должен учитывать последовательность переключений. Часто сначала монтируют новые магистрали и оборудование, затем поэтапно переводят на них отдельные зоны. Временные решения проверяют так же внимательно, как постоянные: на каждом этапе людям должен быть обеспечен необходимый воздухообмен, а противопожарные системы должны сохранять работоспособность.

Полезно заранее определить, где возможны шумные работы, когда допустимы остановки установок и как будет обеспечен доступ к помещениям. Эти организационные вопросы влияют на конструкцию трасс и стоимость реализации не меньше, чем размеры воздуховодов. Проект, который нельзя смонтировать без непредусмотренной длительной остановки здания, нельзя считать завершённым.

Что должно быть в проекте и как принимать результат

Состав проектной и рабочей документации зависит от объекта и объёма реконструкции. Для практической реализации необходимы согласованные планы размещения оборудования и сетей, принципиальные схемы, расчётные расходы воздуха, решения по автоматике, спецификации, задания смежным разделам и требования к монтажу. Особое значение имеют узлы прохода через конструкции и места обслуживания оборудования.

После монтажа систему необходимо наладить. Проверяют направление потоков, расходы на воздухораспределителях, работу клапанов и автоматики, режимы при пожарном сигнале, шум и доступность обслуживания. Фактические параметры сопоставляют с проектом, а изменения, внесённые при монтаже, отражают в исполнительной документации.

Типичные ошибки, которых следует избегать

1. Проектирование по старым чертежам без обследования. Оно приводит к пересечениям сетей и ошибочной оценке пригодности шахт.
2. Расчёт только вытяжки без организованного притока. В результате воздух поступает через случайные неплотности, а работа системы становится нестабильной.
3. Выбор вентилятора только по расходу. Без учёта сопротивления сети требуемый воздухообмен может не достигаться.
4. Отсутствие места для обслуживания. Фильтры, клапаны и вентиляторы должны оставаться доступными после завершения отделки.
5. Поздняя увязка с конструкторами и смежными разделами. На стройке это оборачивается переносом трасс, дополнительными отверстиями и ухудшением проектных характеристик.
6. Отказ от измерений после монтажа. Даже правильно спроектированную сеть необходимо отрегулировать в реальном здании.

Хороший проект вентиляции при реконструкции начинается с понимания существующего здания и заканчивается подтверждением работы системы измерениями. Профессиональная проработка на раннем этапе помогает сохранить пригодные элементы старой сети, вовремя выявить ограничения и выбрать решение, которое будет не только соответствовать требованиям, но и останется удобным в эксплуатации.

Нормативные документы

1. СП 60.13330 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» — общие требования к проектированию систем.
2. СП 7.13130 «Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности» — противопожарные требования к инженерным системам.
3. СП 51.13330 «Защита от шума» — требования, учитываемые при оценке акустического воздействия оборудования.
4. Профильные своды правил для соответствующего вида здания, в том числе СП 54.13330 для многоквартирных жилых зданий и СП 118.13330 для общественных зданий и сооружений.

Пост подготовлен по материалам статьи: https://energy-systems.ru/proekt-ventilyacii