ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА В ЗДАНИЯХ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

PROBLEMS OF MICROCLIMATE PROVISION IN BUILDINGS OF GENERAL EDUCATIONAL INSTITUTIONS

Igor Semenov

undergraduate, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

Maxim Rachkov

university lecturer, Department of heat and gas supply, ventilation and hydraulics, Vladimir state University named after Alexander Grigoryevich and Nikolai Grigoryevich Stoletov,

Russia, Vladimir

АННОТАЦИЯ

Вентиляция образовательных учреждения является важной инженерной системой, от которой зависит здоровье учащихся. При обеспечении воздухообменов разны помещений школ возникает ряд проблем. Повышение энергетической эффективности вентиляционных систем в школах позволит снизить затраты на тепловую энергию для учреждения.

ABSTRACT

The ventilation of educational institutions is an important engineering system on which the health of students depends. A number of problems arise when providing air exchange in different rooms of schools. Improving the energy efficiency of ventilation systems in schools will reduce the cost of thermal energy for the institution.

Ключевые слова: вентиляция, школа, утилизация теплоты, микроклимат, воздушное отопление, тепловая энергия, эффективность.

Keywords: ventilation, school, heat recovery, microclimate, air heating, thermal energy, efficiency.

В российских школах функционируют два варианта комбинации систем создания микроклимата [3, с.3]. В первом варианте радиаторная система отопления сочетается с приточной принудительной системой вентиляции. Во втором варианте система воздушного отопления совмещает в себе обе функции.

Первый вариант несколько дороже в реализации, однако, он позволяет существенно экономить энергию в нерабочее время. Система вентиляции в отсутствие детей отключается. Во втором варианте вентиляцию не отключить, поскольку тогда температура воздуха в помещениях поддерживаться не будет.

Вентиляционные камеры школ, построенных по типовым проектам, располагаются в подвалах и цокольных этажах. Они не предусматривали монтажных проемов, что приводит к сложностям замены оборудования приточных камер, во многих зданиях вентиляторы заменить попросту невозможно. Выходящие из строя электродвигатели вентиляторов долго ремонтируются. Это происходит из-за того, что к ним затруднен доступ. А поменять их вообще практически невозможно, поскольку нет проемов.

Останов электродвигателей вентиляторов часто происходит из-за сбоев системы электроснабжения, требуется установка защиты от пропадания фазового напряжения, а также от его пульсаций. Система вентиляции кухонь во многих школах неэффективна. Для тепловыделяющего оборудования следует предусматривать мощную вытяжку, чтобы поддерживать воздухообмен.

При осуществлении косметических ремонтов помещений часто заменяют специальные приточные воздухораспределители и устанавливают простые вентиляционные решетки, или попросту закрашивают существующие. При этом меняются характеристики приточных струй, возникает повышенный шум из-за увеличения скорости воздуха в решетке, снижается расход воздуха из-за уменьшения проходного сечения. Форсунки оросительных камер приточных установок засоряются, поэтому распыл воды неэффективен во многих случаях, увлажнение и охлаждение воздуха не соответствует проектному.

В зданиях школ старой постройки с воздушным отоплением не предусматривалась принудительная вытяжка для классов. Предполагалось, что воздух будет выходить через щели в окнах, при этом уличный воздух в помещение не поступал. При замене окон на герметичные современные конструкции, сопротивление прохождению воздуха увеличилось, значит, воздухообмен нарушен.

Перечисленные недостатки систем вентиляции существующих школ, а также статистика отказов оборудования, должны учитываться при разработке норм проектирования новых зданий и непосредственно при проектировании систем.

Нормы проектирования инженерных систем меняются, ужесточаются требуемые параметры микроклимата помещений, правила организации воздухообмена [1, с. 93]. Реализация новых норм при реконструкции старых образовательных учреждений сопряжено с трудностями, в том числе и при реконструкции систем отопления и вентиляции.

Современные реалии таковы, что кроме требований по созданию свежей воздушной среды, добавились еще требования к минимизации распространения вирусов и бактерий. Когда подтвердилось [4, с. 4], что вызывающий COVID-19 вирус SARS-CoV-2 распространяется преимущественно воздушным путем, а заражение вероятнее внутри помещений в сравнении с открытым воздухом, специалисты здравоохранения, сформулировали рекомендации, направленные на улучшению качества воздуха в помещениях существующих образовательных организаций, куда вошли шесть главных направлений:

• увеличение расхода воздуха с приточной системой вентиляции до максимального, технически возможного, значения;
• реализация метода бустерного роста подачи приточного воздуха во время перемен, если это возможно;
• максимальное проветривание помещений во время перемен и при уходе школьников в специализированные кабинеты или спортивный зал;
• открытие окон во время уроков в случаях, когда температура уличного воздуха выше нуля и при допустимом шуме с улицы (он не должен мешать проведению уроков);
• установка в окнах дополнительных вытяжных вентиляторов для увеличения вытяжки воздуха (как следствие, увеличение воздухообмена), реализуется в случае достаточного запаса по расходу приточного воздуха;
• рециркуляция внутреннего воздуха через обеззараживающие агрегаты, оборудованные системами фильтрации и облучения воздуха бактерицидными лампами.

При реализации всех мероприятий по снижению распространения инфекций в школе, затраты на энергию существенно выросли.

Рекомендации для школ преимущественно касались обработки поверхностей, обеззараживанию рук учеников. К системам вентиляции требования предъявлялись постольку-поскольку. Во многих школах функционирование систем вентиляции сопряжено с трудностями, устареванием систем, их выходов из строя. Только местная рециркуляция через обеззараживающий агрегат стала повсеместно обязательной. Остальные требования остались именно рекомендациями.

Если нет возможности открыть окна непосредственно во время учебного процесса, и не работает система вентиляции [2, с. 2], к концу урока в помещении становится душно. А при открытых окнах в холода, дети простужались, у них проявлялись признаки острых респираторных заболевания и отиты разной степени тяжести. Концентрация углекислого газа растет при закрытых окнах о отсутствующей системе вентиляции. Проветривание в перемены не полностью решает проблему.

Вентиляция образовательных учреждений представляет собой сложный комплекс систем, поскольку в зданиях организаций такого назначения располагается много помещений разного назначения и отличным режимом работы. Принудительная вентиляция требует затрат энергии. Затраты на функционирование вентиляции достаточно велики, это и затраты электроэнергии на приводы вентиляторов, и затраты теплоты на нагрев наружного воздуха.

Эффективность использования нагрева воздуха играет важную роль в составе общих затрат. Повышение эффективности вентиляционных установок приведет к экономии денежных средств на оплату коммунальных услуг. Использование теплоты вытяжного воздуха на нагрев приточного позволит экономить большую часть тепловой энергии на нагрев уличного воздуха для помещений общеобразовательной школы.

Список литературы:

1. Козлов М. Л. Детские образовательные учреждения: проблемы и ошибки проектирования // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2011. №3.
2. Проблемы вентиляции в учебных заведениях // АВОК. 2014. №2
3. Синицын В.И., Сомова М.И. О недостатках систем воздушного отопления и вентиляции в школах Москвы // АВОК. 2009. №8
4. Третьякова О.Д. Внедрение в школах мер по улучшению качества воздуха. Защита от covid-19 в США // Энергосбережение. 2021. №7