Клапаны постоянного расхода воздуха в зданиях повышенной этажности

Основные области применения клапанов постоянного расхода воздуха (далее CAV-клапаны):

1. в помещениях, для которых необходимо поддерживать постоянный расход воздуха или заданный перепад давления (медицинские, производственные и другие помещения) (см. рис 1). По данному вопросу рекомендуем [5];

Рис. 1 Приток в чистые помещения

2. в зданиях повышенной этажности для нивелирования влияния гравитационного давления;

3. в иных случаях для снижения затрат на пусконаладочные работы.

Если по первому и третьему пунктам есть понимание, то второй хотелось бы рассмотреть подробнее, т.к. ему уделяется мало внимания.

Обратимся к ГОСТ Р 59972-2021 [2]. Ниже приведен фрагмент (А.10.4):

Давление воздуха в системе

Не допускается распространение загрязнений в здании через воздуховоды или систему вентиляции, а также использование разных вентиляционных систем для одной и той же зоны здания, если это может привести к некон­тролируемым изменениям уровня давления.

Высотные здания следует разделять по вертикали на несколько зон вентиляции. Расстояние по вертикали Н_max, м, между наиболее низкой и высокой точками приема воздуха в пределах одной зоны не должно превышать значения, вычисляемого по формуле:

где Т_r - температура воздуха в помещении, °С;

Т_o, min - расчетная температура наружного воздуха в зимних условиях, °С.

В ином случае систему следует оборудовать дроссельными клапанами потока воздуха или другими анало­гичными устройствами для автоматической компенсации эффекта дымовой трубы.

В приведенном фрагменте говорится о высотных зданиях. Но эффект дымовой трубы присущ и для зданий повышенной этажности.

Эффект дымовой трубы (в зарубежной литературе stack effect) – это как раз влияние гравитационного давления.

Рассчитаем H_max. Для этого примем температуру воздуха в помещении 18 ⁰С (по [1]). Температура наружного воздуха в холодный период года согласно [3], [4] для г. Москвы: -26 ⁰С. Тогда:

Если высоту этажа принять 3 м, то получается, что зонирование вентиляции необходимо на каждые 5 этажей (см. рис. 2).

Рис. 2 Зонирование вентиляции

Это решение экономически нецелесообразно в большинстве случаев (много пространства займут шахты вентиляции).

Соответственно, нужно предусматривать устройства для АВТОМАТИЧЕСКОЙ компенсации эффекта дымовой трубы. Такими устройствами являются CAV-клапаны.

-Можно ли CAV-клапан заменить дроссель-клапаном?

-Нет. Дроссель-клапан предназначен для ручной регулировки. При изменении температуры наружного воздуха его придется регулировать вручную, что для пользователей затруднительно. Вмешательство пользователя скорее разбалансирует систему.

К сожалению, не все проектировщики знакомы с данными рекомендациями. И в результате на нижних этажах наблюдается избыточный воздухообмен, что приводит к снижению температуры в помещениях, а также к шуму в вентиляционных системах. Для верхних этажей воздухообмен, наоборот, будет недостаточным [6].

Вывод

Применение СAV-клапанов позволяет отказаться от зонирования систем вентиляции. Во-первых, это экономит место. Во-вторых, обеспечивает расчетный режим работы системы вентиляции нивелируя эффект дымовой трубы (влияние гравитационного давления).

Литература

[1] ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях (с Поправкой, с Изменением N 1)»

[2] ГОСТ Р 59972-2021 «Системы вентиляции и кондиционирования воздуха общественных зданий. Технические требования»

[3] СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха СНиП 41-01-2003 (с Поправкой, с ИЗМ1)»

[4] СП 131.13330.2020 «Строительная климатология СНиП 23-01-99 (с Изменением N 1)»

[5] А. А. Бродкин «Поддержание баланса расходов и давления в чистых помещениях» (АВОК №4’2010)

[6] М. В. Самолетов, В. И. Воробьёв «Влияние эффекта тяги на воздухообмен в высотном жилом здании» (СОК №10’2019)