Как выполняется расчет вентиляции бассейна?

Воздухообмен в бассейне – необходимый элемент для поддержания идеального микроклимата, обеспечивающий комфорт для посетителей и защищающий инфраструктуру от нежелательной влаги и конденсата. Не самые оптимальные условия могут привести к дискомфорту и даже негативно сказаться на состоянии здания, усиливая процессы коррозии и разрушения.

Методы расчета вентиляции важны для организация вентиляции бассейна, обеспечения воздухообмена и поддержания оптимального баланса влажности и температуры. Разнообразие бассейнов для частного использования, включая спортивные, лечебные, развлекательные и детские, предъявляет различные требования к проектированию и обслуживанию.

Важной характеристикой вентиляционных систем для бассейнов является управление большими объемами влаги, которые постоянно выделяются. Одновременно с этим необходимо обеспечить оптимальные условия температуры воздуха.

Разнообразие форм, размеров и особенностей помещений, а также сезонных изменений требует индивидуального подхода к проектированию вентиляционной системы для бассейнов. Учитывая различия между летним и зимним периодами, расчеты вентиляции проводятся отдельно для каждого времени года.

Далее осуществляется подбор оборудования, способного поддерживать определенные параметры, вычисленные на основе всех возможных вариантов и расчетов.

В этой статье мы рассмотрим методы расчета параметров вентиляционных систем для бассейнов.

В сфере обустройства бассейнов постоянно внедряются новые технологии и методики, учитывающие последние тенденции и инженерные разработки.

Отраслевые стандарты предписывают:

• Основные принципы строительной физики, включая теплоизоляцию и контроль точки росы;
• Требования к температуре и влажности воздуха;
• Расчет вентиляционного потока;
• Определение тепловых потребностей;
• Вопросы водоподготовки и водоотведения;
• Установку санитарно-технического оборудования;
• Теплоизоляцию и противопожарную защиту.

Эти рекомендации охватывают разнообразные аспекты бассейнового вентиляционного оборудования и являются неоценимым ресурсом для инженеров-проектировщиков. Корректный расчет вентиляционных систем возможен лишь с учетом всех этих факторов.

Стандарты устанавливают нормы вентиляции, определенные в СНиП 23-01-99, СНИП 2.08.02-89 и СП 310.1325800.2017. Основные требования включают:

• Температура воздуха должна быть выше, чем температура воды;
• Относительная влажность должна составлять 40% ÷ 64%;
• Скорость воздушного потока должна находиться в диапазоне от 0,1 м/с до 0,15 м/с.

Окружающая среда должна поддерживать температуру около 30°C, температура воды - около 28°C. При ошибочном проектировании могут возникнуть проблемы, такие как влажные пятна на потолке, деформация кровли, образование плесени и прогибы плит ОСБ.

Расчет производительности вентиляционных систем для бассейнов включает умножение площади помещения на его высоту и количество циклов замены воздуха. Эффективность систем выражается в м³/ч, представляя объем воздуха, который заменяется за единицу времени.

Рекомендуемая частота воздухообмена для бассейнов составляет 4 раза в час. Для расчета можно использовать онлайн-калькуляторы, однако точные параметры могут быть определены только квалифицированными инженерами при расчете и проектировании систем вентиляции. При расчете вентиляции в бассейне необходимо учитывать ряд ключевых параметров, которые обеспечивают комфортные условия и предотвращают повреждения конструкций помещения. Вот основные из них:

• Температура бассейна: Воздух должен быть немного теплее воды в бассейне, чтобы предотвратить излишнее испарение влаги. Обогрев воздуха часто осуществляется с использованием водяных или электрических калориферов.
• Влажность бассейна: Оптимальный уровень влажности воздуха (40%-64%) необходим для предотвращения повреждений отделки и конструкций помещения. Контроль влажности включает ассимиляцию влаги наружным воздухом и конденсационное осушение на поверхности испарителя.
• Свежий воздух: Минимальный объем свежего воздуха требуется для соблюдения санитарных норм и ассимиляции влаги из воздуха. Этот объем зависит от времени года и влажности наружного воздуха.
• Приточный и вытяжной воздух: Рекомендуется поддерживать небольшое разрежение в помещении, чтобы предотвратить распространение влажного воздуха и запахов из бассейна. Обычно расход вытяжного воздуха на 10–15% выше, чем приточного.
• Подвижность воздуха: В помещении бассейна необходимо обеспечить постоянную подвижность воздуха, чтобы избежать образования застойных зон, где может скапливаться конденсат. Для этого используются постоянное перемешивание воздуха и вентиляционные установки с камерой смешения.

Также, при расчете вентиляции широко используется документация, включая СП 60.13330.2020 "СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" и СП 7.13130.2013 "Отопление, вентиляция и кондиционирование". В этих нормативных документах содержится ключевая информация, касающаяся проектирования и расчета вентиляционных систем, включая требования к воздушным потокам, параметрам воздухообмена, уровню шума, а также качеству воздуха в помещениях. Они определяют стандарты и рекомендации, которые должны соблюдаться при проектировании и эксплуатации вентиляционных систем в соответствии с нормами и требованиями безопасности.

Определение оптимального объема воздуха для вентиляции бассейна является ключевым моментом в обеспечении комфортных условий для посетителей. Важно поддерживать низкую скорость воздушного потока в зоне с людьми и над поверхностью воды - примерно от 0,1 до 0,15 м/с, чтобы избежать дискомфорта от сквозняков и минимизировать испарение воды.

Зимой и в периоды перехода температура воздуха должна быть выше на 2-4°C по сравнению с температурой воды. Идеальное значение колеблется от +23 до +32°C в зависимости от функционального предназначения помещения.

В летние месяцы температура окружающей среды в зале варьируется в зависимости от температуры и объемного расхода воздуха. Рекомендуемое значение относительной влажности составляет от 55% до 65% при температуре +30°C, что обеспечивает комфортное восприятие и исключает проблемы с влажностью.

Результаты расчета влаговыделения варьируются в зависимости от сезона и используемых методик. В теплый период года влагосодержание наружного воздуха составляет 11.7 г/кг, в помещении - 14.9 г/кг, что приводит к среднему влаговыделению в рабочее время около 4.1 кг/ч. В холодный период года данные значительно снижаются: влагосодержание наружного воздуха - 0.2 г/кг, в помещении - 12.1 г/кг, а среднее влаговыделение в рабочее время увеличивается до 5.4 кг/ч.

Расход наружного воздуха, необходимый для ассимиляции влаги, в теплый период года оценивается в 1080 м³/ч, а в холодный - 380 м³/ч. С учетом санитарных норм, требуемый объем составляет 240 м³/ч в обоих периодах.

При использовании вентиляционной установки с осушением воздуха ассимиляцией, общая производительность составляет 1080 м³/ч, регулируемый диапазон расхода наружного воздуха варьируется от 380 до 1080 м³/ч, а требуемая мощность калорифера - 7.4 кВт.

Параметры вентиляционной установки с конденсационным осушителем воздуха также учитывают снижение влажности. Для обеспечения подвижности воздуха минимальный общий расход воздуха должен быть не менее 480 м³/ч. Требуемая производительность осушителя воздуха при T=30°C и φ=55% составляет 3.2 кг/ч, а требуемая мощность калорифера - 4.7 кВт.

Важно учитывать кратность воздухообмена при выборе вентиляционной установки или осушителя: 4-кратный при небольших теплопритоках, 6-кратный при средних и 10-кратный при высоких. Онлайн калькуляторы конечно помогут определить общие параметры, но для точного подбора модели необходимо учитывать дополнительные факторы, такие как режимы работы вентиляционной установки и энергоэффективность системы.

При выборе оборудования для вентиляции бассейна первым шагом должно быть правильное определение всей площади бассейна, включая площадь зеркала воды

Зеркало воды – это площадь поверхности бассейна.

Площадь зеркала воды зависит от ширины и длины бассейна.

Площадь бассейна - ширина×длина в м².

Один из традиционных методов заключается в том, чтобы количество купающихся составляло приблизительно 1/3 от общего числа людей в бассейне. На каждого купающегося рекомендуется как минимум 2 квадратных метра зеркала воды, что позволяет вычислить общую площадь зеркала.

Другой, более часто применяемый подход, основывается на формировании формы и площади зеркала воды в соответствии с дизайнерским или архитектурным решением. Исходя из этих предпочтений, определяется техническое задание на проектирование чаши бассейна, ограждений, прилегающих технических и вспомогательных помещений, а также освещения и других аспектов. Для расчетов используются формулы, такие как формулы Бязина-Крумме, где коэффициент А (обычно от 0,5 до 1 для частных бассейнов) учитывает количество купающихся и площадь зеркала воды.

Вне зависимости от выбранного метода, проектирование вентиляционной системы бассейна осуществляется после определения формы, площади зеркала воды, дорожек, прилегающих площадей, конструкции ограждений и перекрытий, а также методов предотвращения испарения воды. Расчетные параметры воздушной среды определяются согласно нормативным документам, обеспечивая комфортные и безопасные условия для использования бассейна.

Для обеспечения оптимального микроклимата в помещении бассейна важно поддерживать температуру воздуха на уровне на 1-2°С выше, чем температура воды в бассейне, но не превышающей 35°С.

Выбор температурного режима зависит от назначения бассейна. Например, для рекреационных бассейнов рекомендуется поддерживать температуру воздуха в диапазоне от +29 до +32°С, при этом температура воды должна составлять +28 до +30°С. Для детских бассейнов предпочтительны значения температуры воздуха от +30 до +34°С, а температура воды - от +29 до +32°С.

Важно, чтобы автоматика вентиляционной системы бассейна имела возможность регулировки температурного режима в соответствии с предпочтениями владельца бассейна. Это позволяет создать комфортные условия для отдыха и занятий в бассейне в любое время года.

Для определения правильной относительной влажности воздуха в помещении бассейна необходимо учитывать ряд факторов. Согласно рекомендациям, для залов ванных бассейнов следует принимать значения относительной влажности в диапазоне от 50% до 65%, согласно Справочному пособию к СНиП 2.08.02-89 "Общественные здания и сооружения". Для теплотехнических расчетов используется значение относительной влажности 67% при температуре +29°C.

Однако важно понимать, что установленное значение относительной влажности еще не означает его фактического достижения. Поэтому необходимо провести расчеты по влагопоступлению и осушению воздуха. Недостаточное внимание к этому аспекту может привести к серьезным проблемам, таким как образование грибка, плесени, коррозии и гниения материалов ограждающих и несущих конструкций.

Проектировщику важно создать условия, при которых точка росы на ограждающих конструкциях и перекрытиях не будет равна или ниже данного значения.

При проектировании частных бассейнов важно учитывать подвижность воздуха, то есть скорость его перемещения в помещении. Рекомендуется, чтобы подвижность воздуха не превышала 0,2 м/с. Превышение этого значения может привести к нескольким негативным последствиям.

Во-первых, увеличение скорости воздушного потока может спровоцировать повышенное испарение влаги с поверхности воды в бассейне. Это может привести к нежелательному увеличению влажности в помещении.

Во-вторых, высокая скорость воздушного потока может вызвать дискомфорт у отдыхающих рядом с бассейном. Даже при комфортной температуре воздуха, интенсивное обдувание кожи человека может вызвать чувство холода и даже простудные явления из-за потери тепла.

Поэтому важно стремиться к оптимальной подвижности воздуха, обеспечивая комфортные условия как для посетителей бассейна, так и для поддержания правильного уровня влажности в помещении.

При определении кратности воздухообмена для бассейна важно учитывать несколько ключевых параметров, которые влияют на качество воздуха в помещении и комфорт для посетителей.

Во-первых, необходимо учитывать количество влаговыделений в помещении бассейна. Это включает в себя испарения с поверхности воды, обходных дорожек и другие источники влаги внутри помещения.

Во-вторых, следует учитывать площадь испарения, которая включает в себя площадь зеркала воды и другие поверхности, способные испарять влагу.

Третьим фактором является коэффициент интенсивности влаговыделений, который может меняться в зависимости от времени дня и активности посетителей бассейна.

И, наконец, в расчетах учитывается расход наружного воздуха, который необходим для поддержания оптимального качества воздуха в помещении.

Исходя из этих параметров, проводится расчет кратности воздухообмена, который определяет, сколько раз за один час воздух в помещении должен быть полностью обновлен свежим воздухом. Такой расчет позволяет обеспечить комфортные условия в помещении бассейна и поддерживать здоровую атмосферу для посетителей.

Для определения массового расхода воздуха в помещении бассейна используются несколько формул, учитывающих различные параметры. Такой расчет нужен для ассимиляции влаги. Одним из ключевых факторов является влаговыделение в помещении, которое зависит от использования зала с ваннами бассейна и открытых водяных горок.

Кроме того, необходимо учитывать влажность воздуха в помещении и на улице, а также параметрическое давление, чтобы определить тепловой баланс в помещении.

Согласно нормам и стандартам, установленным в соответствующих документах, минимальный расход наружного воздуха не может быть ниже санитарных норм. В соответствии с Актуализированной редакцией СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" и СП 31-113-2004 "Бассейны для плавания", удельный расход приточного воздуха должен соответствовать определенным значениям. Например, согласно СП 31-113-2004, удельный расход свежего воздуха для пловца должен составлять не менее 80 м³/ч, а для зрителя - не менее 20 м³/ч. Эти нормы и стандарты необходимо соблюдать при проектировании и эксплуатации бассейнов для обеспечения безопасных и комфортных условий для пользователей.

Согласно нормам и стандартам, установленным в соответствующих документах, минимальный расход наружного воздуха не может быть ниже санитарных норм. В соответствии с Актуализированной редакцией СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха" и СП 31-113-2004 "Бассейны для плавания", удельный расход приточного воздуха должен соответствовать определенным значениям. Например, согласно СП 31-113-2004, удельный расход свежего воздуха для пловца должен составлять не менее 80 м³/ч, а для зрителя - не менее 20 м³/ч. Эти нормы и стандарты необходимо соблюдать при проектировании и эксплуатации бассейнов для обеспечения безопасных и комфортных условий для пользователей.

Для создания диаграммы необходимо сформировать тепловой баланс в помещении. Предполагается, что при температуре наружного воздуха +18°C количество поступающей теплоты равно количеству потерь теплоты.

Для составления теплового баланса учитывается теплопоступление от различных источников, таких как освещение, солнечная радиация, пловцы и подогреваемые обходные дорожки. Также учитываются теплопотери через ограждающие конструкции.

Все эти факторы участвуют в формулах для определения массового расхода наружного воздуха, который необходим для ассимиляции влаги и поддержания оптимального микроклимата в помещении бассейна.

Дополнительные моменты, которые следует учитывать при расчете вентиляции для бассейна:

• Использование специальной пленки для накрытия бассейна в нерабочее время может существенно снизить уровень влажности в помещении. Это создает "купол" над водной поверхностью, снижая нагрузку на оборудование и, следовательно, затраты на его обслуживание.
• Низкокачественная изоляция может привести к большой разнице температур между внутренней стороной ограждения и воздухом в бассейне, что способствует образованию конденсата. Это не только портит интерьер, но и может повредить опорные конструкции и спровоцировать появление грибка.
• Низкокачественная изоляция может привести к большой разнице температур между внутренней стороной ограждения и воздухом в бассейне, что способствует образованию конденсата. Это не только портит интерьер, но и может повредить опорные конструкции и спровоцировать появление грибка.

Главное отличие между вентиляцией коммерческого и частного бассейна заключается в их масштабах и специфике использования.

В бытовых бассейнах преимущественно используются комбинированные системы вытяжки с автономным осушителем. Однако на коммерческих и спортивных объектах предпочтение отдается приточно-вытяжным установкам с возможностью рециркуляции и рекуперации, что способствует снижению эксплуатационных расходов

Размеры частных бассейнов часто меньше, что требует более высокой температуры воды (обычно 26-30°C) из-за меньшей физической активности и количества пользователей. Это упрощает проектирование вентиляционной системы для частного дома, однако повышение температуры воздуха увеличивает нагрузку на конденсационные осушители или вентиляционное оборудование. Важно также правильно утеплить перегородки, чтобы предотвратить теплопотери.

Оптимальный уровень влажности играет ключевую роль: слишком низкая влажность может увеличить испарение с поверхности и эксплуатационные расходы, а слишком высокая может нарушить естественный механизм терморегуляции организма и увеличить риск образования конденсата, даже при незначительных изменениях температуры.

Подбор системы вентиляции для бассейна производится исходя из расчетных данных. Варианты оборудования различаются как по функциональности, так и по стоимости. Самым простым и доступным вариантом является приточная система с параллельным вытяжным вентилятором. Однако такая система потребляет много энергии, особенно в зимний период. Современные приточно-вытяжные установки способны значительно сократить расход энергии, но их стоимость выше. Энергосберегающие многоступенчатые системы рекуперации или настройки под параметры внешнего воздуха также могут быть эффективны. Кроме того, следует учитывать дополнительные функции оборудования, такие как охлаждение воздуха или нагрев воды в бассейне, что может повлиять на стоимость и выбор установки.

Вентиляционная система для бассейна должна учитывать высокие энергозатраты и предлагать решения по рекуперации тепла. Частичная рециркуляция воздуха может быть полезной, особенно в зимний период, для снижения затрат на подогрев наружного кислорода. Важно также обеспечить эффективное удаление избыточной влаги из помещения.

Однако выбирая вентиляционное оборудование, необходимо учитывать работу в агрессивной среде с наличием хлора, постоянно присутствующего в воздухе. Поэтому важно использовать устройства с соответствующей степенью защиты от коррозии, такие как IP66 и класс С4.

Приточно-вытяжные системы вентиляции являются предпочтительным выбором для крупных бассейнов. Они оснащены дополнительными устройствами, такими как автономные осушители и рекуператоры, обеспечивающие подачу подогретого или охлажденного воздуха в зал в зависимости от времени года. Это помогает компенсировать теплопотери через наружные конструкции и контролировать уровень влажности.

Вытяжные системы вентиляции предназначены для удаления избытков влаги из верхней зоны помещения, где скапливается отработанный воздух. Часто используются канальные осушители с подмешиванием наружного кислорода для контроля влажности.

При проектировании приточных установок важно обеспечить правильное распределение воздушного потока и установить диффузоры на оптимальном расстоянии от стен. Осушители воздуха также играют ключевую роль в контроле влажности, особенно в крупных бассейнах, где могут использоваться канальные осушители с поддержкой нагревателя воздуха для повышения эффективности.

При использовании обычных вентиляционных установок необходимо обеспечить антикоррозионную защиту теплообменников, особенно для приточно-вытяжных и установок с камерой смешения, чтобы избежать проблем с коррозией металлических деталей в условиях транспортировки влажного воздуха.

Рекуператоры, или теплоутилизаторы, – это устройства, которые перехватывают тепло из теплого воздуха, который удаляется из помещения, и передают его холодному воздуху, который поступает извне.

Он состоит из стального короба с каналами, разделенными тонкими стальными листами, он обеспечивает обмен тепла между встречными потоками уличного и внутреннего воздуха. Эффективность его работы заключается в том, что холодный уличный воздух, поступая в помещение, нагревается за счет тепла, выделяемого отходящим загрязненным воздухом.

Основная цель рекуператора - экономия тепла, которое обычно требуется для нагрева приточного воздуха, особенно зимой. Однако он действенен только для бассейнов с зеркалом воды более 40 квадратных метров. Для понимания его роли в системе вентиляции бассейна, необходимо учитывать четыре режима работы: лето, зима, день и ночь.

Летом рекуператор не задействуется, поскольку уличный воздух теплый и влажный, и не требует дополнительного нагрева. Однако зимой, когда уличный воздух холодный и сухой, его нужно подогревать перед поступлением в бассейн. В этот период рекуператор позволяет сэкономить до 70% энергии, уменьшая объем воздуха, необходимого для осушения бассейна.

Важно отметить, что при выборе рекуператора для бассейна следует уделить внимание качеству материалов. Рекомендуется приобретать модели с пластифицированными пластинами, обеспечивающими защиту от влаги и повышающими срок службы устройства.

Давайте рассчитаем окупаемость рекуператора чтобы понять нужен ли он именно для вашего проекта.

КПД рекуператора обычно не такой высокий, как нам бы хотелось. Как правило, мы можем вернуть только около 45% тепла из того, что мы выбросили. И все-таки, большинство современных систем вентиляции для бассейнов оснащены рекуператорами.

Теперь вопрос: почему мы не видим их в каждом втором проекте? Всё дело в законах и ценах. Например, в некоторых европейских странах закон требует использования рекуператоров в системах вентиляции, а цены на энергию там кусаются. Так что экономия становится необходимостью. Но вот в России газ стоит значительно дешевле, поэтому не всегда оправдано инвестировать в такое оборудование.

Давайте посмотрим на пример: возьмём бассейн 80м2 и сравним, как быстро окупится система с рекуператором по сравнению с обычной. Но имейте ввиду - всё зависит от конкретной ситуации.

При каждом сгорании кубометра природного газа мы получаем 9.5 кВт в час. Учитывая, что КПД котла около 80%, мы получаем примерно 7.6 кВт/ч из каждого кубометра газа. Чтобы сэкономить 57348 кВт, нам потребуется 7545 кубометров газа в год.

Умножим это количество на стоимость 1 кубометра (9,53 рубля), получаем экономию за год: 7545 * 9,53 = 71927,85 рублей.

Однако, есть еще один момент, перед рекуператором установлен электрический преднагреватель мощностью около 3 кВт, который включается периодически при низких температурах для предотвращения замерзания (особенно зимой). За три зимних месяца это может добавить еще около 23000 рублей к затратам на электроэнергию.

Рассмотрим срок окупаемости. Стоимость приточно-вытяжной установки с рекуператором для бассейна средней площади составляет около 1000.000 рублей. Стоимость оборудования без рекуператорв в среднем по нашему предположению - 500.000 рублей. Разница составляет 500.000 рублей. Разделим эту сумму на сумму экономии за год (500.000/71927,85), получаем срок окупаемости в 7 лет. Учитывая затраты на электронагреватель, этот срок будет еще больше.