Особенности проектирования воздухообменных систем для офисных зданий

Правильная организация воздухообмена в офисных здания – сложная и ответственная задача, поскольку от состава внутренней атмосферы зависит не только уровень комфорта на рабочих местах сотрудников, но и их здоровье. Учитывая это, проектирование вентиляции офисов производится как с учётом требований СНиП, так и с использованием актуальных наработок по эргономике рабочих мест.

На практике сложилось два подхода к разработке вентиляции для офисов: «с подгонкой под бюджет» и «так, как надо». Несмотря на достаточно чёткие формулировки в нормативных документах, методика расчёта и закладываемые в неё графики рабочего процесса позволяют изменять аппаратную насыщенность системы в весьма широком диапазоне.

В данном обзоре собрана информация, которая поможет заказчику составить корректное техническое задание и обеспечить максимальную работоспособность сотрудников вне зависимости от внешних климатических условий.

Виды вентиляции для офисов

Классификация систем вентиляции

С точки зрения проектировщика, офисные помещения существенно отличаются друг от друга. Это могут быть небольшие комнаты, рассчитанные на одного-двух человек, или большие залы, предназначенные для постоянного нахождения десятков служащих.

Общие типы применяемых вентиляционных систем в данном случае полностью совпадают с общепринятой классификацией:

  • естественный воздухообмен за счёт инфильтрации через окна и вытяжкой через рекреационные зоны;
  • естественная со вспомогательными вентиляторами;
  • механическая;
  • механическая с кондиционированием воздуха.

Базовые требования и нормы воздухообмена для офисных помещений оговорены в СНиП 2.09.04.87 (и 2.04.05.91).

Перечислим наиболее важные показатели:

  • интенсивность обновления воздушной смеси в рабочей зоне офисной комнаты должна быть не менее 60 м3/час на одного человека;
  • в отдельных кабинетах, предназначенных для одного человека – 50 м3/час;
  • приёмная — не менее 40 м3/час;
  • актовый зал – 30 м3/час;
  • зоны для курения – 100 м3/час;
  • санитарные комнаты – 75 м3/час.

Температура воздуха в центральном секторе помещения должна быть в диапазоне от 22 до 240C (при влажности от 40 до 60%).

Кратность воздухообмена зависит от функционального назначения помещения и температурного режима (ориентировочное значение для офисов — 3).

Кратность воздухообмена

В современных реалиях, когда практически везде установлены герметичные металлопластиковые стеклопакеты, добиться соблюдения вышеуказанных показателей с помощью одной лишь естественной вентиляции не представляется возможным, поэтому основным типом вентиляционных систем для офисов являются механизированные установки.

Кроме этого, постоянное нахождение в помещении людей и большое количество работающей техники существенно нарушают тепловой баланс, для стабилизации которого вентиляционную систему приходится совмещать с централизованным или локальным кондиционированием.

Для достижения требуемых нормативов в офисных помещениях устанавливают следующие виды вентиляции:

  • моноблочные вентиляционные комплексы;
  • индивидуальные вентиляционные установки (приточные или приточно-вытяжные);
  • канальные приточные системы;
  • подключение к централизованной системе кондиционирования и вентиляции.

Также отметим, что существует и практическое подразделение вентиляционных систем на стационарные и автономные.

Стационарные системы устанавливаются на этапе возведения здания и полностью интегрируются в его инфраструктуру.

Мультизональная смешанная система

Автономные воздухообменные установки применяются в тех случаях, когда помещения под офис арендуются и представляют собой локальные модули (как с рекуператорами, так и без).

Автономный вариант для арендуемых помещений

Отдельно подчеркнём, что автономные решения часто применяются для корректировки действующих систем вентиляции, которые не обеспечивают требуемых показателей.

О вредных факторах

Главное, о чём никогда нельзя забывать на всех этапах проектирования вентиляции для жилых и офисных помещений – это возможность опасной концентрации вредных факторов, последствия которой не только снижают работоспособность трудящихся, но и напрямую влияют на их здоровье.

Важно учитывать, что основным вредным фактором в офисах является не снижение уровня кислорода, а повышенная концентрация углекислого газа. Максимально допустимая концентрация CO2 в воздушной смеси общественного помещения – 1 л/м3.

Напомним, что превышение ПДК по этому параметру может привести не только к потере концентрации и снижению работоспособности, но и к долгосрочным патологиям.

Вред от СО2

Из вышесказанного можно сделать вывод, что главной целью при разработке вентиляции является не нагнетание воздуха в помещение, а создание условий для полноценного вытеснения всех вредных примесей.

Забегая вперёд, отметим, что именно по этой причине сейчас активно внедряются вытесняющие схемы вентиляции, обеспечивающие лучшее качество воздушной смеси при равных материальных и энергетических затратах.

Следующий параметр, который при определённых значениях может быть расценен как вредный фактор – это пыль во входящих потока воздуха. Учитывая, что в офисах используется большое количество дорогостоящей оргтехники, дополнение проекта вентиляции фильтрами тонкой очистки не только желательно, но и экономически оправдано.

Отдельно отметим, что в крупных мегаполисах дополнительная обработка нагнетаемого воздуха может понадобиться по причине высокой загрязнённости уличной атмосферы. Для проектировщика это означает, что в систему надо встраивать дополнительные очистители.

Кроме перечисленных факторов, при разработке вентиляционного оборудования для офисов следует учитывать проявления раздражающего характера, способные влиять на работоспособность сотрудников. Такими проявлениями являются шум, специфические запахи (например, от постоянно работающей копировальной техники), сквозняки.

Обратите внимание, что без профессиональных навыков предположить, как сложится «роза ветров» внутри помещения после установки вентиляции практически невозможно, поэтому главный признак некачественного проекта – это наличие ощутимых холодных потоков воздуха. В лучшем случае подобная недоработка создаст дискомфорт для работников, в худшем – приведёт к заболеванию.

Расположение приточных каналов

При разработке вентиляции для помещений, где в течение продолжительного времени находятся люди, крайне важно правильно определить положение приточных диффузоров.

Сделать это не так легко, как это может показаться на первый взгляд, поскольку их расположение влияет на общую эффективность всей системы.

Различают два принципиально разных подхода к организации приточно-вытяжной вентиляции: смешивающий и вытесняющий.

Приточно-вытяжная вентиляция офиса

В системах смешивающего типа приточные каналы монтируются на потолке, а температура входящего потока значительно ниже рабочей температуры воздуха внутри офиса (13-150C).

Требуемый эффект – снижение концентрации CO2 – в данном случае достигается за счёт «разбавления» активной воздушной смеси.

Главная проблема такого подхода – правильное положение и конструкция диффузоров, которые не должны создавать ощутимо холодных потоков.

В вытесняющих системах приток организовывается через пол или низко-расположенные диффузоры. Температура входящего потока – 180C. Попадая в более тёплую среду, входящие потоки начинают конвективное движение к потолку, вытесняя, таким образом, все вредности, генерируемые в активной дыхательной зоне.

Вытесняющая вентиляция

Согласно последним исследованиям, вытесняющие системы обеспечивают более высокое качество вентиляции при тех же энергетических затратах.

Какие данные нужны для расчёта вентиляции

Перечислим технические и организационные задачи, которые решает проектная организация прежде, чем рассчитать проект вентиляции для офиса:

  • расчёт тепловых потоков и требуемых объёмов воздухообмена;
  • аэродинамический расчёт каналов для транспорта входных и исходящих потоков воздуха;
  • определение мощности обогревателей для приточной установки;
  • выбор оборудования.

Для их решения с заказчиком согласовывается следующий набор данных:

  • дислокация вентиляционной установки на архитектурном плане здания;
  • предпочтительная (или допустимая) топология воздушных каналов;
  • допустимая мощность всей вентиляционной системы;
  • возможность подключения к водопроводу;
  • наличие или возможность установки дренажной системы.
Кроме этого надо учитывать, что при подготовке исходных данных для расчета вентиляции офисных помещений следует учитывать не только требуемые объёмы воздухозамещения, но температурную карту помещения.

Необходимость учёта данного фактора обусловлена тем, что современные офисы плотно укомплектованы различным оборудованием, излучающим тепло и способным влиять не только на энергетическую эффективность вентиляции, но и на топологию воздушных каналов.

Усложняющие факторы

Практически любой объект современной архитектуры может быть выполнен на нескольких уровнях сложности. Не являются исключением и офисные помещения, в состав которых может входить ряд вспомогательных зон, требующих отдельного подхода к организации вентиляционных каналов.

Зоны для курения

Наиболее наглядным примером подобных дополнений является необходимость оборудования отдельной вытяжки для мест, где допускается курение. В нашей стране такие нововведения ещё не очень распространены, но в западных странах они присутствуют практически в каждом проекте вентиляции для офиса.

Нормы воздухообмена для «курительных» секторов значительно выше – до 100 м3/час на одного человека. Кроме этого, если специальная зона расположена непосредственно в помещении офиса, необходимо предусмотреть воздушную завесу, отделяющую данный сектор от остального помещения.

Серверные комнаты

Практически в любой крупной компании данные предприятия размещены на высоконадёжных серверах, установка которых производится в отдельных помещениях.

Для таких помещений необходим прецизионный контроль температурного и влажностного режимов, что тоже требует создания отдельного контура вентиляции.

Помимо необходимости сопряжения с высокоточными кондиционерами, трудность проектирования таких систем повышается из-за необходимости более тонкой очистки воздуха.

Дополнительная автоматизация

При проектировании инфраструктурных систем современных зданий необходимо всегда учитывать фактор энергетической эффективности. Один из способов существенно сэкономить на счетах за электричество – это установить модуль автоматического управления вентиляционным комплексом.

Эффект от такого решения достигается двумя путями:

  • запуск силовых установок по показаниям датчиков (при превышения ПДК углекислоты, температурные колебания и пр.);
  • перевод системы на минимальное энергопотребление в ночное и вечернее время (а также на любой другой нерабочий период).

Рекуперация

Учитывая что проект вентиляции для офиса – это практически всегда приточно-вытяжная система полного цикла, максимальные затраты энергии приходятся на нагрев входящих потоков.

Отметим, что для офисов затраты на подогрев воздуха ниже, чем, к примеру, в помещении актового зала. Это объясняется тем, что часть тепловой энергии непрерывно излучается в воздушную среду из работающего оборудования.

Но всё равно, при кратности воздухообмена в 3 единицы, потери на удержание требуемого теплового баланса весьма значительны. В виду чего, большинство современных проектов вентиляции для офисов оснащаются рекуператорными установками, позволяющими снизить затраты на подогрев воздуха на 70-80%.

Примечательно, что рекуперация в общественных зданиях оказалась настолько эффективной, что её применяют даже в бюджетных вариантах вентиляционных систем, состоящих из локальных стеновых модулей и кондиционеров.