Зрители в бассейне хотят ощущать себя комфортно. Они жаждут прохлады - и для них не важно, что в зоне для плавания и зоне для зрителей не может поддерживаться разная температура без разделительного барьера. Чтобы создать дополнительный воздушный поток в зрительской зоне при большом наплыве народа, необходимо установить вспомогательное оборудование. Особое внимание здесь следует уделить выбору мест установки приточных диффузоров. К примеру, можно направить поток сухого воздуха непосредственно на зрителей, установив вытяжные решетки сзади трибун.
Раздевалки не следует подключать к системе снижения влажности бассейна. Для них нужны собственные системы притока и вытяжки воздуха. С осторожностью надо относиться к открытым проемам: разрежение в раздевалке провоцирует приток насыщенного хлораминами воздуха из бассейна, что приводит к неблагоприятной санитарно-гигиенической обстановке в раздевалке и коррозии установленного в ней оборудования. Эта проблема может быть решена посредством установки герметичных дверей между бассейном и раздевалками.
Чтобы предотвратить перетекание повышенной влажности и запаха хлораминов из бассейна в другие помещения, в бассейне необходимо поддерживать разрежение по отношению к прилегающим помещениям и внешней атмосфере. Это не так просто, как кажется. К бассейну примыкает много помещений - раздевалки, холлы, вестибюли и так далее. Кроме того, условия могут значительно меняться в зависимости от количества людей, присутствующих в бассейне. Очевидно одно: давление в помещении бассейна должно быть скоординировано со смежными зонами, где имеется своя вытяжка воздуха, например с теми же раздевалками.
Но главное - не перестараться с понижением давления. Двери будут открываться с трудом: у них большая площадь, и достаточно незначительной разницы давлений, чтобы создать затруднения. Щели могут начать издавать свистящий звук, а попадание воздуха из раздевалок может создать проблемы с запахом. Холодный воздух, просачивающийся через щели в дверях, может вызвать образование измороси на внутренних поверхностях дверей даже при температуре воздуха в бассейне 28°С.
Правильное распределение воздуха во многом зависит от качества монтажа воздуховодов, которые следует устанавливать так, чтобы в них не образовывался конденсат. Все стыки приточных и вытяжных воздуховодов должны быть плотно герметизированы, включая их соединения с приточными решетками, вентиляторами, вытяжными решетками. Особое внимание следует уделить вытяжным воздуховодам, работающим под разрежением. Когда в них появляются щели, туда засасывается воздух из некондиционируемых помещений, в результате чего образуется конденсат, и нарушается нормальная работа оборудования для снижения влажности. Если воздуховоды проложены снаружи кондиционируемого помещения, они должны быть помещены в теплоизоляцию. Воздуховоды для бассейнов изготавливаются из материалов, стойких к коррозии, вызываемой хлоридами, а места их соединения в обязательном порядке должны быть загерметизированы, обернуты и покрыты мастикой.
При определении климатических условий в типовом бассейне прежде всего исходят из комфорта для купающихся, то есть из температуры воды и температуры воздуха, которые и определяют интенсивность испарения.
Созданное Уиллисом Карриером более 70 лет назад и используемое до сих пор уравнение для расчета интенсивности испарений не всегда корректно. Лучше отражает различные условия бассейнов модифицированное уравнение (1), предлагаемое 2003 ASHRAE Handbook - HVAC Applications (ст. 4.6). p = 0,1A(p - pa)Fa.(1)
где:
p - интенсивность испарения воды в унциях в час,
А - площадь поверхности ванны бассейна в квадратных футах,
p - давление насыщенного пара при температуре поверхности воды в дюймах ртутного столба,
pa - давление насыщенного пара при температуре точки росы, в тех же единицах,
Fa - фактор активности.
2003 ASHRAE Handbook (ст. 4.6) приводит таблицу значений фактора для различных типов бассейнов. Таблица эта не отражает все варианты активности в бассейне и поэтому в настоящее время Технический комитет 8.10 по оборудованию для снижения влажности и тепловым насосам ASHRAE ведет работу, имеющую своей целью обновление существующей информации.
Повышение температуры воды в бассейне до температуры воздуха (всего на 1°С) может увеличить уровень испарения на 15-20%. Снижение относительной влажности воздуха в бассейне на 10% может увеличить уровень испарения больше чем на 30%. Поэтому важно знать, как будет использоваться бассейн и какие желательны параметры по воздуху и воде.
Коэффициенты вентиляции (расход свежего воздуха на единицу общей площади бассейна), рекомендуемые Стандартом 62.1-2004 для поддержания приемлемого качества воздуха, могут вызвать летом значительное повышение нагрузок по фактору влажности. Однако, как уже говорилось, вентиляция может помочь снизить влажность, если температура точки росы атмосферного воздуха опускается ниже, чем у воздуха в бассейне. При выборе оборудования для снижения влажности необходимо исходить из максимально возможной влажности, хотя свежий воздух с максимальной влажностью может поступать достаточно редко.
Конечно, снизить интенсивность испарения могут покрытия поверхности воды, но только в том случае, если они действительно покрывают бассейн - эффект от их применения снижается при увеличении часов работы бассейна. Бывает и так, что персонал забывает установить их. Общественные бассейны часто имеют многочасовой режим работы, и часть нерабочего времени используется для очистки воды суперхлорированием, что еще больше сокращает время, когда вода покрыта. Весьма вероятно, что покрытие бассейна не будет использоваться регулярно, если только оно не автоматическое. В любом случае в рабочее время поверхность воды не покрыта, и проектировщик должен исходить из этого.
Все эти факторы приводят к неопределенности, сколько влаги необходимо удалять из бассейна, так как при крайне высоких нагрузках микроклимат в -бассейне контролировать будет невозможно, что особенно критично для больших часто используемых бассейнов.
Водяной пар, содержащийся в воздухе, переходит в жидкую фазу, когда воздух охлаждается ниже температуры точки росы. Влага конденсируется и выпадает в виде капель. Этот конденсат может повредить дерево, бумагу, способствовать ускорению отслаивания краски и появлению ржавчины. В закрытых бассейнах хлорамины (вторичные продукты, образуемые химикатами, которые применяются для санитарной обработки воды) вместе с влагой воздуха, конденсирующейся на холодных поверхностях, образуют хлоридные растворы, вызывающие коррозию большинства металлов, в том числе некоторых сортов нержавеющей стали.
Если вопросу снижения влажности не уделяется серьезное внимание при проектировании и строительстве бассейна, внутри помещения образуется излишний конденсат, который вызывает в том числе провисание потолка, намокание теплоизоляции, образование грибка и плесени, разрушение кладки, коррозию и даже разрушение строительных конструкций.
Если какая-нибудь поверхность охлаждается до температуры ниже точки росы окружающего воздуха, на ней начинается конденсация влаги. К потенциально холодным поверхностям можно отнести северные наружные стены, окна, рамы окон и дверей и световые люки. Окна с одиночным остеклением, металлические оконные и дверные коробки, крепежные элементы крыши создают тепловые мостики между холодным воздухом снаружи и влажным воздухом внутри. Хорошо, что большинство проектировщиков понимают, как важно установить теплые окна. Даже двойного остекления может оказаться недостаточно - ведь температура снаружи может быть очень высокой или, напротив, очень низкой. К сожалению, в некоторых проектах не предусматривается установка рам с тепловыми барьерами. Мы встречали много сооружений, где сами окна были чистыми, а вот рамы покрыты влагой.
Другая распространенная ошибка - когда архитектор устанавливает над окнами и дверями стальные конструкции, которые проходят через стену, но при этом не имеют тепловых барьеров.
У большинства бассейнов есть хотя бы один аварийный выход - и здесь также должен быть тепловой барьер. Другие места, о которых обычно забывают, - дверные пороги и замки. Авторам доводилось видеть сооружения, двери которых были, казалось бы, облиты из шланга, а дверные рамы покрыты изнутри льдом.
На остекленных проемах бассейна, выходящих во внутренние помещения здания, также может конденсироваться влага, особенно если на них снаружи попадает поток воздуха от кондиционера. Здесь опять же, как минимум, следует использовать двойное остекление.
Световые люки - это то же самое, что и окна, только располагаются они в более неблагоприятных с точки зрения наличия конденсата местах. Теплый влажный воздух поднимается вверх, где воздушный поток под потолком обычно очень слаб. Поэтому уровень влажности около светового люка будет выше, чем где-либо еще. В некоторых сооружениях для обеспечения естественной вентиляции устанавливают открывающиеся световые люки или подвижные потолки. С одной стороны, это в определенной степени решает вопрос конденсата, но с другой - их сложнее герметизировать, а на многих из них применяются механизмы с недостаточной теплоизоляцией.
Вообще говоря, любые световые люки - не очень хорошая идея для бассейна. Если их решили использовать, то проектировщик климатических систем должен быть привлечен к разработке архитектурной части проекта на ранней стадии, чтобы обеспечить нормальный воздухообмен. Он обязан предусмотреть установку дополнительного оборудования, чтобы поддерживать необходимую циркуляцию воздуха у поверхности, и предусмотреть возможность блокировки оборудования снижения влажности при открытии люков - в целях энергосбережения.
Бассейны следует строить настолько паронепроницаемыми, насколько это возможно. При этом пароизоляцию нужно укладывать непосредственно за внутренним покрытием стен. Тогда влажный воздух и пар будут задерживаться внутри бассейна, а не проходить в более холодные пористые стены. Все стыки пароизолятора должны быть герметизированы, простого перекрытия недостаточно. Пароизолятор, в свою очередь, тоже должен быть герметично прикреплен к потолку и половым панелям, чтобы влажный воздух не проходил через стыки в стены и потолок. Все стыки вокруг электрических выключателей и розеток должны быть герметизированы для предотвращения проникновения влаги. Важна неразрывность пароизоляции.
Ключевым параметром является температура точки росы. Так как температура точки росы воздуха в бассейне высока, будучи обусловлена спецификой данного сооружения, это должно учитываться при проектировании всех элементов здания. Согласно рекомендациям, самая холодная поверхность должна иметь температуру хотя бы на 3°С выше температуры точки росы воздуха в бассейне (2003 ASHRAE Handbook, ст. 4.6-4.8). Однако в зимний день не так просто поддерживать температуру всех поверхностей на уровне 21-24°С. Здесь важную роль может сыграть схема воздухораспределения, о чем мы уже говорили.
В большинстве случаев в Северной Америке для обеззараживания воды применяется хлорирование, что негативно сказывается на работе установленного внутри бассейнов технологического оборудования.
Так, для продления срока службы осушителей воздуха проектировщикам приходится принимать дополнительные меры по их защите, используя специальные материалы для покрытия внутренних металлических частей. Также важно обеспечить антикоррозионную защиту электрических и охлаждающих элементов.
С учетом сказанного владельцам бассейнов следует иметь в виду, что устанавливать обычные кондиционеры в бассейнах нецелесообразно и следует обратить внимание на более дорогое, но и более функциональное в данном случае специализированное оборудование.
Осушители воздуха для бассейнов отличаются от стандартных кондиционеров. Они разрабатываются для удаления значительно большего количества влаги из воздуха. Фактор сухого тепла (Sensible Heat Ratio, SHR), определяемый соотношением производительности по явному и скрытому теплу, у осушителей воздуха составляет порядка 0,5-0,6, существенно отличаясь от фактора сухого тепла стандартных кондиционеров, доходящего до 0,8. Затраты на единицу объема обрабатываемого воздуха у этого оборудования выше. При этом у осушителей воздуха хладопроизводительность по явному теплу значительно ниже, чем у стандартных кондиционеров, что серьезно влияет на габариты оборудования.
С учетом того, что климатическое оборудование бассейнов работает в тяжелых атмосферных условиях по 24 часа в сутки семь дней в неделю, оно нуждается в регулярном и профессиональном техническом обслуживании. Сервис может быть упрощен за счет установки современных блоков с непосредственным приводом вентиляторов и фазово-частотным управлением скорости приводов. Тем не менее и в этом случае регулярная проверка состояния осушителя воздуха необходима, поэтому проектировщик должен обеспечить легкий доступ обслуживающего персонала к климатическому оборудованию.
В ряде случаев для поддержания необходимой степени разрежения внутри помещении устанавливаются отдельные вентиляционные установки, использующие наружный воздух.
Конфигурация с приточным и вытяжным вентиляторами. Внутри агрегата имеются два вентилятора. Вытяжной вентилятор служит для обеспечения отрицательного статического напора в вытяжном воздуховоде, а приточный вентилятор создает положительный статический напор в приточном воздуховоде. Разрежение в помещении может легко обеспечиваться изменением скорости вращения вытяжного вентилятора, приточного вентилятора или обоих сразу. Смесительная секция с тремя клапанами позволяет подавать 100% наружного воздуха или же его минимальное количество, необходимое с санитарно-гигиенической точки зрения. В данной конфигурации обычно используются две секции фильтров - одна для приточного и одна для удаляемого воздуха.
Конфигурация с приточным вентилятором и отдельно установленным вытяжным вентилятором. Приточный вентилятор обеспечивает необходимое отрицательное статическое давление как на притоке свежего воздуха, так и во всасывающем воздуховоде рециркуляционного контура. Отдельный вытяжной вентилятор может располагаться как внутри специальной секции осушителя воздуха, так и вне его. Данная конфигурация позволяет подавать только ограниченное количество свежего наружного воздуха (обычно около одной трети общего расхода). При этом требуется одна небольшая фильтрующая секция для наружного свежего воздуха. Для правильного функционирования осушителя воздуха необходимо синхронизировать работу отдельно устанавливаемого вытяжного вентилятора и клапана управления подачей наружного свежего воздухом.
Конфигурация с приточным вентилятором, отдельно установленным вытяжным вентилятором и дополнительным вентилятором свежего воздуха. Эта конфигурация аналогична предыдущей, но здесь добавлен отдельно устанавливаемый приточный вентилятор, обеспечивающий вкупе с основным вентилятором возможность подачи до 100% наружного свежего воздуха. Обычно этот вентилятор позволяет подавать свежий воздух, по крайней мере, до двух третей общего расхода в системе. В этом случае требуется отдельная фильтрующая секция, способная очистить весь поток наружного свежего воздуха, а также дополнительный клапан управления подачей наружного свежего воздуха.
В бассейнах широко используются осушители воздуха конденсационного типа (2004 ASHRAE Handbook - HVAC Системы и оборудование, ст. 47.1). Они специально разработаны для удаления большого количества влаги, имеют низкое значение фактора сухого тепла и используют стандартный цикл холодильной машины. Такие осушители воздуха оснащаются несколькими разделенными конденсаторами. Это позволяет, при поддержании заданной температуры воздуха и точки росы в бассейне, обеспечивать помимо осушения воздуха охлаждение помещения и/или использовать отведенное тепло для подогрева воздуха и воды в бассейне.
В бассейне происходит постоянная утечка тепла: через стены, потолок, с вентиляционным воздухом и вследствие охлаждения воды при испарении, поэтому необходим постоянный подогрев воды и воздуха. При этом не имеет значения, какой тип оборудования используется для осушения воздуха. Если это оборудование позволяет использовать отведенное в процессе осушения воздуха тепло для подогрева воды в бассейне, энергозатраты можно существенно снизить. Мощность устанавливаемых в бассейне дополнительных нагревателей воды рассчитывается с учетом потерь тепла при испарении воды с поверхности и при доливе холодной воды. Дополнительный нагреватель воды также должен иметь достаточную мощность для того, чтобы за достаточно короткий период времени нагреть весь бассейн до рабочей температуры после его очередного наполнения.
В условиях, где точка росы наружного воздуха достаточна низка, все более популярным становится оборудование, использующее 100?% наружного воздуха. В таких установках используются рекуператоры тепла, обеспечивающие эффективный теплообмен между удаляемым и приточным наружным воздухом. В качестве рекуператоров тепла используются тепловые трубы или теплообменники воздух-воздух. Если температура точки росы наружного воздуха выше 15-20°С, то, как правило, требуется его дополнительное осушение, поскольку воздухообмен в приемлемом количестве недостаточен для поддержания влажности на необходимом уровне. При температуре наружного воздуха выше 24 °С поддерживать необходимую температуру внутри помещения, с учетом внутренних и наружных теплопоступлений, становится невозможно. В этом случае необходимо охлаждение воздуха, тогда как зимой требуется его дополнительный нагрев.
Рекуперативные теплообменники "воздух-воздух" используются для передачи энергии от удаляемого к приточному воздуху, и это позволяет уменьшить дополнительный подогрев. При подборе такого оборудования проектировщик должен учитывать фактор повышенной влажности выбрасываемого воздуха. У высокоэффективных теплообменников при низкой температуре
