Версия статьи в формате MS Word

-1-
Вентиляция и кондиционирование воздуха плавательных
бассейнов общественного назначения
К бассейнам общественного назначения следует отнести крытые и
комплексные бассейны для населения, в том числе, спортивно-оздоровительные при
школьных, дошкольных и оздоровительных учреждениях, банных комплексах и
саунах, развлекательные бассейны при гостиничных комплексах и в аквапарках.
Проектирование систем вентиляции и кондиционирования воздуха залов ванн
бассейнов этих сооружений осуществляется на основе требований, изложенных в ряде
действующих нормативных документов [1–7] и рекомендаций, приведенных в ряде
публикаций [8–18]. Накопленный опыт проектирования позволяет отметить степень
достаточности нормативных данных в указанных документах и возможность применения
существующих рекомендаций для проектирования систем вентиляции и
кондиционирования воздуха плавательных бассейнов общественного назначения. В этой
связи рассмотрим некоторые основные вопросы, представляющие наибольший интерес
для практики проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха залов
ванн бассейнов:
— гигиенические требования к показателям качества воздуха залов и их
реализация при проектировании систем;
— допустимый расчетный климат залов в холодный и теплый периоды года;
— требования по обеспечению минимального количества приточного наружного
воздуха;
— основные расчетные вредности и расчетный воздухообмен;
— возможные условия применения рециркуляции внутреннего воздуха;
— расчет содержания хлора в воздушной среде залов;
— требования по обеспечению системами вентиляции и кондиционирования
воздуха эпидемической и строительной безопасности залов;
— расчетные параметры наружного воздуха;
— основные исходные данные для проектирования систем вентиляции и
кондиционирования воздуха залов.
Гигиенические требования к показателям качества воздуха в «водной зоне» залов
развлекательных бассейнов(аквапарков), изложенные в СанПиН [1], заключаются в
следующем:
— температура воздуха должна быть на 1оС выше температуры воды в бассейнах,
имеющих наибольшую площадь;
— относительная влажность воздуха не должна быть более 65%;
— подвижность воздуха не должна быть более 0,2 м/сек.;
— концентрация хлора в воздухе не должна быть более 0,1 мг/куб. м.
Из содержания этих требований следует, что для условий залов аквапарков в
качестве расчетных вредностей должны приниматься влага и хлор (при хлорировании
бассейновой воды), испаряющихся с водных поверхностей бассейнов и аттракционов, а
системы вентиляции и кондиционирования воздуха залов должны обеспечивать заданный
температурно-влажностный режим и чистоту (по хлору) воздуха в «водной зоне» зала
аквапарка в результате ассимиляции указанных расчетных вредностей.
Отметим, что нормативы показателей качества воздуха в СанПиН [1] приведены
для «водной зоны» зала аквапарка, возможные границы которой не обозначены. В
СанПиН [2] для спортивно-оздоровительных бассейнов эти границы определены как
«зона дыхания пловцов» («зона дыхания купающихся»), для которой, в частности,
назначена допустимая концентрация хлора, равная 0,1 мг/куб. м. Таким образом, воздух в
«зоне дыхания купающихся» и воздух «вне зоны дыхания купающихся» могут иметь
различные показатели качества воздуха. В воздухе «вне зоны дыхания купающихся»
могут быть допущены некоторые отклонения температуры, влажности и концентрации
хлора в воздухе от регламентированного СанПиН значений. Эти уточнения важны для
проектирования систем вентиляции, поскольку концентрации хлора изменяются по
высоте залов ванн бассейнов так же, как и тепловлажностные параметры воздушной
среды, в зависимости от организации воздухообмена в помещении. Поэтому в одной из
статей [9] рекомендуется принимать следующие допустимые значения концентраций
хлора в воздухе в различных зонах зала ванн бассейнов:
— в «зоне дыхания купающихся», находящихся непосредственно в бассейнах и
водных аттракционах, — не более 0,1 мг/куб. м [1];
— «вне зоны дыхания купающихся» и в местах отдыха посетителей, находящихся
в зале, — не более 1 мг/куб. м [7].
Развлекательные и плавательные бассейны в рассматриваемых сооружениях имеют
наибольшие площади, температура воды в которых соответственно должна быть 28–30оС
и 26–29оС [1].Тогда, в соответствии с СанПиН [1], допустимое температурное поле в
воздухе «водной зоны» залов аквапарков (т. е. в обслуживаемой зоне купающихся)
должно быть принято в пределах 27–31оС.
Следует обратить внимание на норматив допустимой относительной влажности
воздуха φ в «водной зоне» залов развлекательных бассейнов[1]:
— верхний допустимый предел влажности воздуха ограничен (φ не более 65%);
— нижний допустимый предел влажности воздуха ограничений не имеет.
При отсутствии ограничения нижнего допустимого предела относительной
влажности воздуха в «водной зоне» зала имеется возможность осуществлять в холодный
период года приток наружного воздуха без его увлажнения, обеспечивая предварительно
подогрев воздуха до допустимого значения температуры t=27°C. В этом случае
приточный наружный воздух, подаваемый в зал, будет иметь относительную влажность
30% и ниже. В сборнике [18] показано, что с повышением температуры воздуха в
помещении для обеспечения теплового комфорта необходимо понижать значение его
относительной влажности; данных о влиянии сухого воздуха (φ < 30%) на организм
человека практически нет, известно лишь, что сухой воздух вызывает сухость слизистых
оболочек. В этой связи в действующем СНиП [3] сохранено требование о поддержании
относительной влажности воздуха в помещениях жилых и общественных зданий в
холодный и переходный периоды года в пределах 45–30% при температуре внутреннего
воздуха 20–22°C. Следовательно, в залах развлекательных бассейнов в эти периоды года
при более высоких температурах внутреннего воздуха 27–31°C его относительную
влажность можно допустить 30% и ниже, не нарушая теплового комфорта в этих
условиях.
Таким образом, за допустимый расчетный климат в обслуживаемой зоне (о. з.) зала
ванн бассейнов можно принять параметры воздушной среды, которые ограничены на J-d
диаграмме изотермами tmin.о.з.=27°C и tmax.о.з.=31°C кривой относительной влажности
воздуха φ=65% и прямой d=const, установленной для условий расчетных
тепловлажностных нагрузок и параметров наружного воздуха в холодный период года.
Для организации эффективной вентиляции зала ванн бассейнов необходимо
установить требования к допустимым значениям его приточного (tп) и удаляемого (tу)
воздуха. В работе [9] показано, что приточный воздух должен подаваться
непосредственно в зону дыхания купающихся, поэтому его температура должна быть, как
правило, равна минимально допустимой температуре воздуха для обслуживаемой зоны
зала аквапарка, т. е. tmax.п.= tmin.о.з.=27°C. При соответствующих обоснованиях может быть
допущено понижение температуры приточного воздуха на 2°C (tmin.п.=25°C), что
обеспечивает в обслуживаемой зоне зала температуру tmin.о.з.=27°C.
Удаление воздуха из зала осуществляется из верхней его зоны (из вне
обслуживаемой зоны), поэтому температура удаляемого воздуха может быть принята в
пределах от tmin.у.=31°C до tmax.у.=33°C. Как правило, значение максимальной температуры
удаляемого воздуха 33°C возникает в теплый период, для которого характерны
наибольшие значения тепловлажностного отношения (εт) по сравнению с его значениями
(εх) для холодного периода года.
В СанПиН [1] изложено положение о эпидемиологической безопасности
развлекательных бассейнов , касающееся проектирования их систем вентиляции и
кондиционирования воздуха. Это положение заключается в том, что санитарные правила
обеспечивают посетителям и персоналу этих бассейнов эпидемическую безопасность в
отношении инфекционных и паразитарных заболеваний, передаваемых через воду,
гидроаэрозоль, влажные поверхности бассейнов, аттракционов и т. п., а также
предупреждают возможное вредное влияние и раздражающее действие химического
состава воды и воздуха. Однако в СанПиН [1] отсутствуют прямые указания, связанные с
эпидемиологической обеспечением безопасности в залах ванн бассейнов, которые
необходимы при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха. К
таким указаниям следует отнести требования, предъявляемые, и к обеспечению
минимального количества приточного наружного воздуха, необходимого для посетителей
в зале, и к возможности применения рециркуляции внутреннего воздуха зала в системах
вентиляции.
В этой связи в СанПиН [1] имеется только указание о том, что в залах
развлекательных бассейнов необходимо предусматривать самостоятельные системы
приточной и вытяжной вентиляции в соответствии со строительными нормами и
правилами. В СанПиН [2] для спортивно-оздоровительных бассейнов указывается, что
приток наружного воздуха в зал бассейнов должен составлять не менее 80 куб. м/ч на
одного занимающего и не менее 20 куб. м/ч на одного зрителя. В соответствии с СанПиН
[2] эти нормы притока наружного воздуха в залы ванн бассейнов обеспечивают их
эпидемическую безопасность. Поэтому при проектировании систем вентиляции и
кондиционирования воздуха развлекательных бассейнов могут быть приняты нормы
притока наружного воздуха в залы, указанные в СанПиН [2]. При расчете потребляемого
воздухообмена для ассимиляции влаги [8], испаряющейся с водных поверхностей
бассейнов и аттракционов в залах , его величина устанавливается с учетом указанной
нормы подачи приточного воздуха.
Требования СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» [3]
содержат указания на возможность применения рециркуляции внутреннего воздуха в
помещениях различного назначения. Эта возможность применения рециркуляции воздуха
в залах ванн бассейнов должна быть связана с соблюдением следующих условий:
— выделения хлора не должны определять расчетный расход приточного
наружного воздуха;
— рециркуляция воздуха должна ограничиваться пределами зала ванн бассейнов.
По-нашему мнению, в дополнении к этим условиям применительно к залам
спортивно-оздоровительных и развлекательных бассейнов должны быть предъявлены
следующие требования:
— расчетный воздухообмен в зале для ассимиляции влаги и хлора, поддержания
гигиенических требований к качеству воздуха в обслуживаемой зоне и вне ее должен
осуществляться в результате подачи чистого наружного воздуха проточной системой
вентиляции в места пребывания посетителей;
— рециркуляцию воздуха можно применять в местных приточнорециркуляционных системах вентиляции зала (например, в приточно-рециркуляционной
системе, обеспечивающей подачу воздуха на остекление зала ванн бассейнов, с целью
защиты посетителей от ниспадающих холодных потоков воздуха) и других случаях при
соответствующих обоснованиях.
Таким образом, в залах ванн бассейнов следует отдавать предпочтение
применению проточных систем вентиляции.
Как показывает опыт, основной расчетной вредностью в залах спортивнооздоровительных и развлекательных бассейнов как правило является испаряющаяся
влага, которая обусловливает значительный воздухообмен в залах для ее ассимиляции.
Для оценки его достаточности в ассимиляции хлора и обеспечения допустимой его
концентрации в воздухе залов могут быть использованы рекомендации, приведенные в
[10].
В действующих нормативных документах отсутствуют требования по
обеспечению строительной безопасности залов крытых бассейнов, предъявляемые к
проектируемым системам вентиляции и кондиционирования воздуха. В ряде статей [9–14]
показано, что одна из причин возможного нарушения строительной безопасности этих
сооружений может заключаться в конденсации из воздуха влаги, содержащей хлор, на
внутренних поверхностях несущих и светопрозрачных ограждающих конструкций и
металлических фермах перекрытий и в последующем в дальнейшей приводит их коррозии
и разрушению. Для предупреждения указанного нарушения строительной безопасности
залов крытых бассейнов должны быть предъявлены соответствующие требования к
теплозащитным характеристикам строительных ограждающих конструкций залов и к их
внутренним техническим системам (отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха, подготовка бассейновой воды при ее хлорировании). Прежде всего при
проектировании всех видов наружных несущих и светопрозрачных ограждающих
конструкций залов должно быть выполнено следующее требование по тепловой защите
[5]: температура точки росы внутреннего воздуха tв.росы должна быть меньше температуры
внутренних поверхностей ограждающих конструкций τв при расчетных параметрах
внутреннего воздуха зала ванн бассейнов и наружного воздуха в районе строительства.
Исходя из этого условия, должно быть определено минимально необходимое значение
сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций этих сооружений.
Требования к системе отопления зала в этом случае должно заключаться в
обеспечении расчетных теплопотерь через ограждающие конструкции, поддержании
расчетной температуры внутреннего воздуха tв и, в конечном счете, в обеспечении
условий tв.росы < τв.
Требования к системам вентиляции и кондиционирования воздуха зала должны
быть направлены на обеспечение:
— температуры точки росы внутреннего воздуха tв.росы не выше значения,
регламентированного показателями качества воздуха, указанными в СанПиН [1];
— ассимиляции влаги и хлора, испаряющихся с водных поверхностей бассейнов и
аттракционов, количество которых устанавливается расчетом для рабочего и нерабочего
периодов эксплуатации залов ванн бассейнов [8–10];
— теплового комфорта и чистоты (от хлора) воздушной среды для посетителей в
различных зонах зала [8–10].
Требование к системе подготовки бассейновой воды при ее хлорировании (во все
периоды эксплуатации крытых бассейнов) должно заключаться в поддержании
концентрации хлора в бассейновой воде не более 0,3 мг/л.
Требования к системам контроля за температурно-влажностным режимом и
чистотой воздушной среды в зале заключается в обеспечении систематического
наблюдения в обслуживаемой и верхней зонах зала:
— за параметрами воздуха и температурой внутренних поверхностей ограждений;
— за концентрациями хлора в воздушной среде зала.
Выполнение вышеизложенных требований при проектировании спортивнооздоровительных и развлекательных бассейнов создает необходимые условия для
обеспечения их строительной безопасности.
При проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха крытых
бассейнов наибольшую важность имеет выбор расчетных параметров наружного воздуха
в холодный и теплый периоды года, которые определяют:
— состав тепловлажностной обработки воздуха и установленную мощность ее
оборудования;
— схемы управления оборудованием, обеспечивающим заданные параметры
обрабатываемого воздуха;
— уровень технико-экономических показателей принятых решений по системам
вентиляции и кондиционирования воздуха залов.
СНиП [3] не содержит конкретных требований или рекомендаций по
проектированию систем вентиляции и кондиционирования для спортивнооздоровительных и развлекательных бассейнов. Однако приведенные в нем требования
являются обязательными при проектировании систем вентиляции и кондиционирования
воздуха в зданиях и сооружениях различного назначения, в том числе и в
рассматриваемых сооружениях. В частности, это касается применения расчетных
параметров наружного воздуха в холодный и теплый периоды года.
В настоящее время в соответствии с действующими СНиП [3] при проектировании
систем вентиляции и кондиционирования крытых бассейнов общественного назначения в
качестве расчетных параметров наружного воздуха для холодного и теплого периодов
года применяются параметры Б. Рассматривая расчетные параметры наружного воздуха Б
для холодного и теплого периода года для большинства климатических районов страны
совместно с допустимым климатом в обслуживаемой зоне залов аквапарков (tо.з.=27–31оС
и φо.з. до 60%) установлено, что при проектировании проточных систем вентиляции
необходимо осуществлять:
— в холодный и переходный периоды года только нагрев приточного наружного
воздуха до температуры tо.з.=27 оС;
— в теплый период года охлаждение и осушку приточного наружного воздуха при
его температуре выше 27 оС и влагосодержании удаляемого воздуха из зала более 16 г/кг
(φу более 60%), установленном при расчетном воздухообмене.
На основе расчетных параметров наружного воздуха Б и допустимых параметров
воздуха в обслуживаемой зоне залов ванн бассейнов представляется возможным оценить
для холодного и теплого периодов года:
— количество испаряющейся влаги в залах в эти периоды и необходимые
воздухообмены для ее ассимиляции;
— мощности устанавливаемых средств нагрева, охлаждения и осушки приточного
воздуха.
Как известно, расчетные параметры наружного воздуха Б являются некоторыми
средними значениями, полученными в результате многолетних наблюдений. При
проектировании климатических систем крытых бассейнов с использованием расчетных
параметров наружного воздуха Б могут наблюдаться нарушения заданных
метеорологических условий в залах ванн бассейнов в отдельные периоды, поскольку эти
параметры характеризуются обеспеченностью 0,92 и 0,98 соответственно для холодного и
теплого периода года.
Для проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха залов ванн
бассейнов должны быть установлены расчетом для холодного и теплого периодов года
следующие основные исходные данные:
— тепловыделения от освещения, посетителей и внутреннего оборудования;
— теплопоступления через остекления и несущие ограждающие конструкции зала
в результате воздействия солнечной радиации;
— влаговыделения с водных поверхностей бассейнов, аттракционов и посетителей
в зале.
При выполнение указанных расчетов могут быть использованы рекомендации,
приведенные в СНиП, справочниках и статьях [3, 8, 15, 17].
В заключении отметим, что представленный в статье материал может быть полезен
при разработке нормативно-технических документов по проектированию систем
вентиляции и кондиционирования воздуха плавательных бассейнов общественного
назначения, направленных на создание эффективных систем залов ванн бассейнов и
обеспечение их надежности и безопасности при эксплуатации.
А. Б. ФЕДОРОВ, д. т. н., главный специалист,
А. Е. АЛЕЙНИКОВ, генеральный директор.
Компания «Стройинженерсервис» при ВИТУ
Литература
1.
СанПиН 2.1.2.1331-03 «Гигиенические требования к устройству,
эксплуатации и качеству воды аквапарков».
2.
СанПиН 2.1.2.1188-03 «Плавательные бассейны. Гигиенические требования
к устройству, эксплуатации и качеству воды».
3.
СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».
4.
СНиП 2.08.02-89* «Общественные здания и сооружения».
5.
СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».
6.
СП 23-101-2003 «Строительная теплотехника. Проектирование зданий и
сооружений».
7.
ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных
веществ в воздухе рабочей зоны».
8.
А. Е. Алейников, А. Б. Федоров «Испарение влаги с водных поверхностей
крытых аквапарков» //СтройПРОФИль», № 7, 2004.
9.
А. Е. Алейников, А. Б. Федоров «Требования к чистоте и неагрессивности
воздушной среды залов крытых аквапарков» //СтройПРОФИль», № 4, 2006.
10.
А. Е. Алейников, А. Б. Федоров «Расчет содержания хлора в воздушной
среде залов крытых аквапарков» //СтройПРОФИль», № 2/1, 2007.
11.
А. Е. Алейников, А. Б. Федоров «Температурно-влажностный режим
воздушной среды залов крытых аквапарков как фактор их строительной безопасности»
//СтройПРОФИль», № 7, 2005.
12.
А. Е. Алейников, А. Б. Федоров «Требования к проектированию наружных
светопрозрачных ограждающих конструкций залов крытых аквапарков»
//СтройПРОФИль», № 1, 2006.
13.
А. Е. Алейников, А. Б. Федоров «О необходимости разработки свода правил
проектирования крытых аквапарков» //СтройПРОФИль», № 5, 2005.
14.
Е. П. Вишневский «Еще раз о трагедии в аквапарке «Трансвааль Парк».
//Сантехника, отопление, кондиционирование». №6, 2004.
15.
«Проектирование бассейнов». Справочное пособие. ЦНИИЭП им. Б.С.
Мезенцева.
16.
О. Я. Кокорин «Современные системы кондиционирования воздуха». — М.,
Физматлит, 2003.
17.
Справочник проектировщика «Внутренние санитарно-технические
устройства» . Ч.3. «Вентиляция и кондиционирование воздуха». Кн.1. — М.: Стройиздат,
1992.
18.
А. Е. Малышева «Физиолого-гигиенические обоснования
метеорологических условий, обеспечивающих тепловой комфорт». Сборник
«Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях». — М.:
Изд. лит. по строит., 1964 г.