Системы кондиционирования и вентиляции офисных центров

0
640

Офисные помещения — объекты, с которыми часто приходится работать специалистам по системам вентиляции и кондиционирования. Речь может идти об одиночных офисах, отдельно стоящих офисных зданиях крупных компаний или множестве сдающихся в аренду помещений бизнес-центра. При построении климатических систем для каждого из этих случаев применяется свой подход.

Перечень нормативной документации

Более всего для построения систем вентиляции и кондиционирования офисов и офисных зданий подходит СНиП 31—05—2003 «Общественные здания административного назначения». Его требования распространяются:

  • на учреждения органов управления Российской Федерации, субъектов Федерации и органов местного самоуправления;
  • административные учреждения различных предприятий, в том числе промышленных;
  • конторы (офисы);
  • научно-исследовательские, проектные и конструкторские организации;
  • кредитно-финансовые учреждения и банки;
  • судебно-юридические учреждения и прокуратуру;
  • редакционно-издательские организации (за исключением типографий).

Однако офисные здания могут включать помещения, требования к которым придется искать в других нормативных документах. Ниже приведен список всех нормативов, которые, вероятнее всего, пригодятся в работе (СНиП и СП в большей степени нормируют требования к проектным решениям, СТО НОСТРОЙ — к процессу монтажа):

  • СНиП 31—05—2003 «Общественные здания административного назначения» (зарегистрирован Росстандартом в качестве СП 117.13330.2011);
  • СП 60.13330.2012 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41—01—2003»;
  • СП 44.13330.2011 «Административные и бытовые здания. Актуализированная редакция СНиП 2.09.04–87» поправкой, с Изменением № 1);
  • СП 118.13330.2012* «Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31—06—2009» (с Изменениями № 1, 2);
  • СТО НОСТРОЙ 2.24.2–2011 «Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Вентиляция и кондиционирование. Испытание и наладка систем вентиляции и кондиционирования воздуха»;
  • СТО НОСТРОЙ 2.15.181–2015 «Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Системы холодоснабжения. Монтажные и пусконаладочные работы. Правила, контроль выполнения, требования к результатам работ»;
  • СТО НОСТРОЙ 2.23.164–2014 «Инженерные сети зданий и сооружений внутренние. Холодильные центры. Правила проектирования и монтажа, контроль выполнения, требования к результатам работ»;
  • ГОСТ 30494–96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Требования нормативной документации и нестыковки в ней

В соответствии с разделом «Классификация помещений» ГОСТа 30494–96 помещения с пребыванием людей могут принадлежать одной из 6 категорий в зависимости от положения тела человека и рода его занятий:

1 — помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха;

2 — помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой;

3а — помещения с массовым пребыванием, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды;

3б — помещения с массовым пребыванием, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя в уличной одежде;

3в — помещения с массовым пребыванием, в которых люди находятся преимущественно в положении стоя без уличной одежды;

4 — помещения для занятий подвижными видами спорта;

5 — помещения, в которых люди находятся в полураздетом виде (раздевалки, процедурные кабинеты, кабинеты врачей и подобные помещения);

6 — помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, курительные, кладовые).

В зависимости от категории к помещению предъявляются различные требования по температуре, влажности и скорости воздуха (табл. 1). Далее значения температуры используются в расчетах холодильной мощности системы кондиционирования. После подбора климатического оборудования необходимо проверить скорость движения воздуха в помещении на предмет соответствия значениям из таблицы 1.

В таблице 2 указаны расходы воздуха и кратности воздухообмена для различных помещений. Для помещений, которых нет в таблице, информацию рекомендуется искать в нормативных документах из списка, приведенного выше. Кроме того, в СНиП 31—05—2003 не содержится информация об объемах вытяжного воздуха — ее также рекомендуется искать в других источниках.

Однако отсутствие информации об объемах вытяжки — не единственная трудность, которая возникает при работе с нормативной документацией. Согласно таблице 2 в санузлы и душевые требуется организация притока воздуха, а не классический вариант с вытяжкой в объеме 50 кубометров в час. С одной стороны, в каждой кабинке может быть установлен как приточный, так и вытяжной диффузор. С другой — приток можно попробовать подать в помещение санузла в целом, а вытяжку — непосредственно из кабинок.

Еще один спорный момент — объем приточного воздуха, приходящийся на одного сотрудника офиса. Согласно СНиП 31—05—2003 на каждого сотрудника должно приходиться 20 кубометров в час приточного воздуха, или 4 кубометра в час на квадратный метр площади помещения, в кабинеты — по 3 кубометра в час на квадратный метр площади помещения независимо от количества человек (табл. 2). В свою очередь, таблица К1 СП 60.13330.2012 для общественных зданий административного назначения предлагает подавать приточный воздух в объеме 40 кубометров в час для помещений с естественным проветриванием и 60 кубометров в час для помещений без естественного проветривания.

Примечание к таблице К1 СП 60.13330.2012 гласит, что приведенные там нормы действительны для кабинетов и офисов, то есть для тех же помещений, что регламентированы в СНиП 31—05—2003, но с другими расходами. Таким образом, в двух нормативах имеем три разные цифры.

Стоит отметить, что цифры в СНиП 31—05—2003 даны со словами «не менее», значит, требования СП 60.13330.2012 формально им не противоречат, но ужесточают. Напомним, что классическим вариантом считается организация притока в объеме 60 кубометров в час на каждого постоянно пребывающего человека (то есть находящегося в помещении более 2 часов непрерывно) и 20 кубометров в час на каждого посетителя (менее 2 часов непрерывно). Более подробно об объемах приточного воздуха читайте в статье «Сколько на самом деле нужно приточного воздуха?» (журнал «Мир климата» № 105, 2017 год).

Особенности систем вентиляции и кондиционирования небольших офисов

Под небольшими офисами будем понимать одно или несколько помещений, расположенных не в бизнес-центрах, а в зданиях иного назначения, изначально не предназначенных для офисов. Это могут быть первые этажи жилых домов, адаптированные под офисы промышленные здания и прочие подобные объекты.

Ключевой особенностью таких офисов является их недолговечность: сегодня на первом этаже кабинет — а завтра парикмахерская; сегодня здание бывшего завода отдано под офисы, а завтра на его месте возведут новый объект. В таких условиях разумный арендатор не будет вкладывать значительные средства в техническое переоснащение занимаемых помещений.

Кондиционирование небольших офисов часто строят на базе сплит-систем и мульти-сплит-систем. В редких случаях может быть установлена мультизональная система кондиционирования. Организация воздухообмена сводится к естественной вентиляции (проветривание через открытые окна) или устройству небольшой приточно-вытяжной системы, наборной или заводской установки.

На малых объектах часто нецелесообразно применять водяной нагрев приточного воздуха, поэтому используются электрические калориферы. При этом электрический нагреватель оказывается главным потребителем энергии системы. Судите сами: на офис из 10 человек потребуется 600 кубических метров свежего воздуха в час, что, в свою очередь, требует использовать нагреватель мощностью около 10 киловатт.

Следовательно, при проектировании вентиляции следует заранее согласовать подводимую электрическую мощность. На некоторых объектах ее может попросту не быть. На других объектах сечение подводящих кабелей может оказаться недостаточным, и потребуется прокладывать новую трассу. Наконец, на третьих объектах в электрощите может не оказаться свободных автоматов, не найтись автомата нужного номинала или отсутствовать запас по мощности. Как показывает опыт, на реальных объектах возникает масса проблемных ситуаций и только предпроектная подготовка позволяет выявить и решить их на ранней стадии.

Для небольших офисов характерна стесненность, и не только внутри помещений, но и снаружи: часто можно увидеть слишком близко расположенные наружные приточные и вытяжные решетки или приточные решетки и наружные блоки кондиционеров, слишком тесное размещение нескольких наружных блоков. Отдельного внимания заслуживают недоработки, когда наружную приточную решетку прячут на тыльной стороне здания — как раз возле пункта сбора отходов. Каждая такая ситуация заметно снижает эффективность работы климатической системы.

Что касается процесса монтажа, то все работы, все места прокладки трасс и все места установки оборудования должны быть согласованы с арендодателем или хозяином помещений. Перед началом работ недостаточно ограничиться изучением исполнительной документации смежных инженерных систем здания. Очень рекомендуется собрать информацию у сотрудников службы эксплуатации. Опыт показывает, что они знают о здании гораздо больше, чем устаревшие чертежи.

Особенности систем вентиляции и кондиционирования офисных зданий

Офисные здания — это объекты, занимаемые одной или несколькими компаниями, но не предусматривающие поштучную сдачу помещений в аренду. Как правило, офисные здания строятся под конкретного заказчика — будущего владельца объекта. Он и формирует требования к помещениям в целом и к климатическим системам в частности.

Данные требования имеют ряд особенностей. Зачастую они выработаны прошлым опытом деятельности компании. Если на прежнем объекте возникали неудобства, их попытаются исправить на новом месте, а то, что казалось комфортным, постараются сохранить. Это ведет к отсутствию гибкости в решениях: техническое задание содержит подробное описание: что, где и как должно быть устроено. Подобная конкретика упрощает работу инженеров-проектировщиков, но усложняет работу монтажников и наладчиков, поскольку окончательная приемка систем коснется именно их и будет строже, чем обычно.

Для кондиционирования офисных зданий хорошо подходят мультизональные системы кондиционирования или системы холодоснабжения на базе чиллеров: обе архитектуры позволяют эффективно обслуживать крупные объекты. Системы вентиляции строятся на базе приточных и вытяжных или приточно-вытяжных агрегатов, все чаще с применением секции рекуперации.

Разделение систем вентиляции

Согласно СНиП 31—05—2003 одна приточная система вентиляции может обслуживать все помещения офисных зданий, за исключением конференц-залов, предприятий общественного питания, киноаппаратной и аккумуляторной. Для этих помещений следует предусматривать отдельные приточные системы.

Отдельные вытяжные системы вентиляции должны быть предусмотрены для следующих групп помещений: санузлы и курительные, рабочие помещения и кабинеты, помещения предприятий общественного питания, помещения производственно-технического назначения и склады.

Дисбаланс притока и вытяжки

Помещения в офисном здании можно условно разделить на «чистые» и «грязные». «Чистые» — это, собственно, сами офисы и помещения, схожие с ними по назначению, например, переговорные комнаты и комнаты ожидания перед кабинетами руководителей. К «грязным» помещениям относятся коридоры, санузлы, курительные комнаты, помещения для приема пищи и иные помещения.

Одной из задач систем вентиляции является предотвращение перетекания загрязнений и запаха из «грязных» помещений в «чистые». Для этого предусматривается дисбаланс расходов воздуха: в «чистых» помещениях приток на 10–20% превышает вытяжку. В свою очередь, в «грязных» помещениях преобладает вытяжка, а расход приточного воздуха заметно меньше либо вообще отсутствует.

Чтобы пояснить, как работает алгоритм определения расходов воздуха, рассмотрим один этаж офисного здания с 5 кабинетами на 9 рабочих мест каждый, коридором и 2 санузлами с 3 кабинками каждый. Расход приточного воздуха для данного этажа следует рассчитывать исходя из нормы в 60 кубометров в час на каждое рабочее место. На этаже расположено 5 кабинетов по 10 рабочих мест, то есть 50 человек, для которых необходим приток 3000 кубометров в час. За вычетом 20% предполагаемый расход вытяжного воздуха из офисных помещений составит 2400 кубометров в час.

Приток в коридор составляет 100 кубометров в час. Приток в санузлы составляет 150 кубометров в час (по 25 кубометров в час на каждый унитаз согласно СНиП 31—05—2003). Вытяжка из санузлов из расчета 50 кубометров в час на каждый унитаз составит 300 кубометров в час. Следовательно, для обеспечения баланса в рамках отдельно взятого этажа вытяжка из коридора должна составлять 3000 + 150 + 100 — 2400 — 300 = 550 кубометров в час.

Такой расход вытяжного воздуха из коридора может показаться чересчур большим. Отметим и тот факт, что дисбаланс в помещении 20% также великоват и может послужить причиной появления свиста из-под дверного проема.

Снизим дисбаланс до 10%. Вытяжка из офисных помещений при этом составит 2700 кубометров в час, а вытяжка из коридора 3000+150+100—2700—300=250 кубометров в час. Такой расход вытяжного воздуха оправдан. По итогам проведенного анализа получим итоговую таблицу воздухообмена (табл. 3).

Как видно из таблицы, в «чистых» помещениях приток превышает вытяжку, а в «грязных» — вытяжка превышает приток. Это задает общее направление движение воздуха на этаже — от «чистых» помещений в «грязные» — и помогает поддерживать комфортные условия в офисной зоне.

Кондиционирование офисных зданий

Выбор архитектуры системы кондиционирования офисного здания производится на основе технико-экономического анализа различных систем. Как правило, процесс сводится к сравнению мультизональных систем кондиционирования с чиллерной системой.

Чиллерная система может показаться более гибкой, а иногда и более экономичной, но она и более тяжеловесна: сложная обвязка, избыток арматуры, наличие бака-аккумулятора, расширительных баков и теплообменников. Все это занимает много места и делает сервисное обслуживание системы дороже. Если кровля здания не рассчитана на большую нагрузку, прибегают к проектированию разгрузочной рамы либо переносят оборудование на уровень земли или в подвал. Отдельный вопрос — устройство системы аварийного слива холодоносителя и его утилизация.

Мультизональные системы легче и проще, но имеют ограничения по дальности расположения наружных и внутренних блоков. Окончательный выбор делается для каждого объекта индивидуально.

Для установки внутри помещений подходят внутренние блоки кондиционеров любого типа — настенные, кассетные, напольно-потолочные, канальные и даже колонные, что, конечно, приходится видеть гораздо реже. Наибольшей популярностью пользуются кассетные кондиционеры: за исключением декоративной решетки, они полностью скрыты в пространстве фальшпотолка, просты в использовании и обслуживании, имеют широкий диапазон мощностей, а создаваемый ими поток воздуха охватывает большую площадь помещения.

Типичные ошибки при расчете мощности системы кондиционирования

Расчет мощности системы кондиционирования офисного здания выполняется по классической методике путем определения теплоизбытков в помещении. Анализ проектов и проблем на существующих объектах позволяет выявить наиболее часто встречающиеся ошибки инженеров.

Например, путаницу вызывает наличие секции охлаждения в приточной системе. Если она есть, то проектировщик может не учесть при расчете мощности чиллера теплоизбытки от приточного воздуха. Он предполагает, что их «снимает» охладитель приточной системы и к чиллеру они отношения не имеют. О том, что охладитель подключен к этому самому чиллеру, он забывает, и теплоизбыток остается неучтенным.

Теплоприток от приточной вентиляции не следует учитывать, если у охладителя приточной системы есть свой наружный блок — небольшой чиллер или компрессорно-конденсаторный блок. В остальных случаях данный теплоприток должен быть учтен при расчете систем охлаждения независимо от того, есть ли охладитель в приточной системе.

Еще одна тонкость заключается в расчете теплоизбытков через остекление. Во-первых, инженерами часто игнорируются рамы, оконные перегородки, козырек и откосы: в расчетах участвует площадь оконного проема, как если бы это было цельное стекло, что приводит к росту расчетных теплоизбытков. Во-вторых, современное остекление часто имеет затеняющее или отражающее покрытие. Такое покрытие значительно снижает теплопоступления от солнечной радиации, но этот фактор также не всегда учитывается проектировщиками. Оба фактора ведут к превышению расчетных теплопритоков над фактическими и закупке чиллеров и кондиционеров избыточной мощности.

К завышению мощности приводит и подсчет мощности компьютеров по устаревшей методике. Изначально тепловыделение компьютера принимали равным 300 ваттам, позже — 500 ваттам. Впоследствии от компьютеров стали отказываться в пользу гораздо менее энергоемких ноутбуков, но инженеры свои расчеты так и не подкорректировали. В итоге на комнату из 10 человек может быть заложено около 3 киловатт лишнего холода.

Особенности систем вентиляции и кондиционирования офисов в бизнес-центрах

Основное требование к климатическим системам бизнес-центров — гибкость. Дело в том, что для бизнес-центров характерны смена арендаторов и локальные перепланировки. Системы вентиляции и кондиционирования должны быть приспособлены к таким изменениям на ходу. В некоторой степени речь идет о построении системы-трансформера.

Одним из решений является прокладка магистральных трасс трубопроводов и воздуховодов по коридору с отводящими линиями в каждое офисное помещение. Разводка внутри офисного помещения владельцем бизнес-центра не выполняется, арендатору предоставляются только отводы с заглушками.

Такие отводы рекомендуется предусматривать в каждый офисный блок, даже если заранее известно, что какой-либо арендатор займет 2 или 3 блока. Крупному арендатору просто потребуется выполнить внутреннюю разводку от нескольких попавших в его распоряжение отводов. Зато в случае смены арендатора на место старого могут прийти два или три новых, и каждый из них сохранит независимость.

В качестве основного климатического оборудования применяют мультизональные системы кондиционирования или системы «чиллер — фэнкойл», а также приточно-вытяжные вентиляционные установки, преимущественно с рекуперацией тепла. Расчет воздухообмена ведется исходя из 6 квадратных метров площади и 60 кубометров воздуха на одного сотрудника. В остальном системы вентиляции и кондиционирования бизнес-центров сходны с рассмотренными выше офисными зданиями.

Заключение

В зависимости от вида коммерческой недвижимости владелец объекта при устройстве внутренних инженерных систем преследует различные цели и, следовательно, предъявляет к ним различные технические требования. Задача подрядчика заключается в том, чтобы грамотно и максимально полезно использовать свой опыт для реализации проекта.

При отсутствии достаточной информации в нормативных документах требования должны быть указаны в техническом задании или согласованы дополнительно. Такой подход обеспечит единый взгляд заказчика и исполнителя на ожидаемый результат работы.

Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»

Предыдущая статьяСканави Александр Николаевич (1915–2001)
Следующая статьяТехнологии, применяемые в современных увлажнителях и осушителях воздуха

Решение года