Вентиляция в школе: обустройство в соответствии со СНиП

Назначение вентиляционной системы в учебных заведениях

Системы вентиляции в общеобразовательных зданиях регламентируются СНиП (Стандарты и строительные нормы) и учитывают все параметры микроклимата. В этом материале мы рассмотрим принципы и способы организации систем вентиляции в школьном здании.

Основная цель вентиляции в школе – создание комфортной и безопасной среды для учащихся в классах и других помещениях. В школе поддерживается оптимальный микроклимат и воздухообмен для большого количества людей. Школа также должна быть оборудована противопожарной вентиляцией и отдельными приточно-вытяжными системами в специализированных помещениях.

Особенности вентиляции учебных заведений

Ключевыми характеристиками школьного климата являются

• Большое количество классных комнат и многоцелевых помещений.
• Большое количество людей в здании – студенты, преподаватели, административный персонал.

Нормы СНиП по строительству школ регламентируют размещение и создание систем вентиляции в различных помещениях.

При проектировании зданий школ и интернатов необходимо учитывать следующие параметры вентиляции:

• Соотношение температуры и влажности.
• Уровень шума во время работы вентиляционной системы.
• Качество воздуха и его очистка в специализированных помещениях (лаборатории, технические помещения, комната медсестер, столовая).

Требования СНиП

СНиП 31-06-2009 определяет все эти факторы. Эти ценности должны быть учтены на этапе планирования школ.

Воздухообмен на человека:

• 20 м³/ч для столовых;
• 80 м³/ч для спортивных залов.
• 20 м³/ч для классных комнат;

Температура в помещении будет находиться в пределах от +16 до +22°C в течение всего года.

Допустимый уровень шума в школах составляет 110 дБ.

Нормативные требования и стандарты

При проектировании и расчете системы вентиляции учитываются следующие факторы:

• Уровень шума во время работы оборудования;
• Температурные условия и т.д.
• Количество всасываемого воздуха;
• Комфортные условия в классе в течение длительного времени;
• Показатели воздухообмена;

Некоторые из вышеперечисленных условий должны быть выполнены сегодня в соответствии с правилами. Требования к вентиляции учебных зданий определены в СНиП 41-01-2003, СНиП 31-06-2009 и СНиП II-65-73. Основными стандартами являются:

1. Скорость обмена воздуха для каждого типа номеров. Расчеты на одного человека должны быть следующими:

• 80 м3/ч для спортивных залов;
• 20 м3/ч в залах общественного питания.
• 20 м3/ч в классах и аудиториях;

1. Допустимая температура в помещении составляет от 16 oC до 22 oC. Температура регулируется путем установки дополнительных нагревательных приборов. Системы кондиционирования воздуха используются для контроля в теплое время года.
2. Предельный уровень шума, издаваемого устройством, составляет 110 дБ или менее. Звук вентилятора усиливается стенками воздуховодов, поэтому для снижения уровня шума используются специальные пластины.
3. Пожарная безопасность. Если вентиляционная система не защищена от открытого пламени, власти могут запретить ее эксплуатацию. Для достижения требуемых условий используются контрольно-измерительные приборы и устройства автоматики, отключающие агрегаты в случае пожара.

Законодательные требования включают и другие параметры, которые учитываются в проектной документации. Работы по вентиляции выполняют только профессиональные организации.

Естественная вентиляция

Естественная вентиляция стоит дорого, но ее эффективность очень низка. Зависимость от всех влияний, неподготовленный воздух, слабые и неконтролируемые воздушные потоки приводят к повсеместному переходу на принудительную, или механическую, вентиляцию. Кроме того, использование современных конструкций дверей и окон практически прекратило поступление воздуха в помещения, вынуждая владельцев решать эту проблему более эффективными методами. Рассмотрим их более подробно.

Принудительный воздухообмен

Механическое устройство используется для нагнетания и отвода воздуха, оно служит для организации воздухообмена с определенными параметрами. В отличие от естественных процессов воздухообмена, принудительный воздухообмен позволяет

• создавать высокое или низкое давление внутри здания
• изменять схемы и скорости воздушных потоков по мере необходимости
• Точное дозирование приточного и вытяжного воздуха
• их пропорции.

Все эти функции могут быть достигнуты только с помощью специальных пакетов оборудования, включающих в себя

• Рекуператоры (устройства для передачи тепловой энергии от извлеченного к свежему потоку)
• Воздуховоды и другие компоненты системы
• Оборудование для предварительного нагрева и фильтрации потока приточного воздуха
• Вытяжные воздушные фильтры (особенно для удаления частиц масла и жира)
• Сенсорные системы для мониторинга
• Осевые или радиальные (центробежные) вентиляторы
• блоки управления

В зависимости от мощности и конфигурации могут использоваться все возможные компоненты или только некоторые из них. Это определяется на этапе проектирования, когда рассчитываются необходимые объемы воздушного потока и выходы.

Существует множество разновидностей систем механической вентиляции, которые следует рассмотреть более подробно:

У вентиляционных установок одна задача: подавать в помещения стандартное количество свежего воздуха. Это основная функция, к которой часто добавляются несколько дополнительных функций:

• очистка от пыли и механических частиц
• тщательная фильтрация микроскопических частиц и запахов
• проточный нагрев

Принцип работы вентиляционных установок основан на положительном давлении, которое выталкивает отработанный воздух через щели в окнах или дверях. Стеновые вентиляционные отверстия часто используются для естественной вентиляции для удаления избыточного объема. Они могут продемонстрировать достаточно высокую эффективность, это главное. Самое главное, чтобы отверстие не было забито мусором, сажей и другими отложениями.

Использование приточных систем рекомендуется в помещениях с неприятными условиями – распространением неприятных запахов, пыли, дыма и других вредных компонентов. Избыточное давление препятствует проникновению воздушных потоков в помещение, надежно защищая его от всех вредных веществ, выделяющихся поблизости. Нередко приточная установка устанавливается только в одном помещении, чтобы перекрыть доступ нежелательных частиц или газов.

Принудительная вытяжка работает по принципу, противоположному принципу принудительной вентиляции. Вытяжное оборудование используется в помещениях, где есть прямые источники летучих компонентов, взвешенных частиц, дымовых газов или пыли. Активная вытяжка воздуха создает в помещении небольшое отрицательное давление, позволяя проникать обменным потокам из соседних или смежных помещений, коридоров и т.д. Такая система предотвращает распространение выделяемых загрязняющих веществ в окружающую здание среду, позволяя задерживать и утилизировать все нежелательные компоненты непосредственно у их источника.

Экстракционные системы состоят из:

• впускные устройства – зонты, щели, отверстия
• Иногда вытяжной воздух направляется в рекуператор для экономии тепловой энергии.
• вентиляторы (обычно центробежные с определенной мощностью и эффективностью)
• фильтры для удаления частиц масла или жира, вредной пыли и т.д.

Особенностью вытяжных систем является сложность вычислений. Необходимо учитывать множество нюансов, и для каждой точки происхождения вредных выбросов должен быть принят свой метод их извлечения. Необходимо соблюдать СНиП и СанПиН (санитарно-эпидемиологические правила и нормы), которые строго регламентируют дозы вытяжки для различных условий.

Предпочтение отдается комбинированным системам воздухообмена, поскольку они позволяют наиболее эффективно и гибко подавать свежий и вытяжной воздух.

Каждая приточно-вытяжная система состоит из двух отдельных воздуховодов, приточного и вытяжного. Они лишь условно объединяются в рекуператоре, если таковой имеется в составе системы. Преимуществом этих устройств является их универсальность и компактность. Вам нужно только закрепить кронштейн на месте, подсоединить воздуховоды и установить выпускные или впускные решетки.

Особенностью этих устройств является то, что их можно использовать как вместе, так и по отдельности. Наиболее продвинутые комплекты могут быть запрограммированы на определенный период времени, в течение которого они независимо увеличивают или уменьшают мощность в одном или другом направлении. Это экономит ресурсы, продлевает срок службы вентиляторов, фильтров и воздуховодов и обеспечивает оптимальный климат при любых условиях.

Единственным недостатком приточно-вытяжных установок является их высокая стоимость.

Рекуператоры позволяют повторно использовать тепловую энергию удаленного теплого воздуха, передавая ее потоку холодного свежего воздуха.

Используются различные конструкции, от пластинчатых теплообменников до роторных установок с частичным смешиванием потоков. Выбор типа и параметров рекуперации осуществляется уже на этапе проектирования, так как этот процесс может косвенно влиять на степень воздухообмена.

Внимание! Если вытяжной воздух содержит загрязняющие или горючие компоненты, используются только пластинчатые рекуператоры. Воздушные потоки полностью изолированы друг от друга.

В помещениях с относительно чистым вытяжным воздухом можно использовать роторные модели. Они более эффективны и могут накапливать большое количество тепла. Это дает значительную экономию на отоплении зданий и помещений.

Разновидности по области обслуживания

Независимо от сферы применения, существует два типа вентиляции: естественная и механическая. Их отличает принцип действия. В природной системе образование тяги является результатом соответствующего расположения элементов вентиляции, а также определенных физических законов и явлений. Принудительная вентиляция, с другой стороны, достигается за счет вентиляторов, искусственно создающих тягу.

По области применения системы и устройства механической вентиляции делятся на те, которые обеспечивают определенные микроклиматические условия в отдельном месте (местная вентиляция), и те, которые выполняют свою задачу во всем помещении или здании (общая вентиляция). Наиболее распространенными являются вытяжные и приточные вентиляционные установки. Общая вытяжная вентиляция используется, когда

• необходимость утилизации газообразных веществ, которые не являются источником конкретного загрязнителя;
• Неэффективность местных систем.
• Повышенная концентрация загрязняющих веществ в жилых и нежилых помещениях;

Потребность в местной вытяжке связана с работой отдельных источников загрязнения воздуха. В жилом помещении это включает в себя плиту и духовку.

Процесс приготовления пищи увеличивает концентрацию вредных кулинарных жиров в воздухе кухни. Однако, установив вытяжку в зоне приготовления пищи, можно быстро и эффективно удалить вредные запахи из помещения.

Перед выбросом в атмосферу отработанный воздух очищается с помощью специальных фильтров с активированным углем.

Использование вентиляционных вытяжек в промышленных условиях характеризуется широким разнообразием областей применения и мест установки. Для обеспечения безопасности работников во время работы можно использовать вытяжной шкаф, колпак, вытяжку, всасывающий колпак и т.д. На некоторых рабочих местах требуется не только вытяжное оборудование, но и местная механическая приточная вентиляция. На некоторых работах в опасных, токсичных средах чистый воздух подается человеку в специальной маске или камере. В других местах, в рабочей зоне или рядом с ней.

Применение на производстве

Механическая вентиляция на производственных предприятиях имеет множество преимуществ. От естественной вентиляции она отличается качеством и скоростью воздухообмена, а также дополнительной обработкой потоков приточного и вытяжного воздуха. Наиболее полезными функциями являются

• отопление;
• охлаждение
• фильтрация;
• ионизация;

Наиболее распространенными системами вентиляции, используемыми на производстве, являются системы местной вентиляции. Местная вытяжная вентиляция позволяет подавать чистый воздух на рабочее место. Местная выхлопная система, напротив, служит противоположной цели. Он выбрасывает в атмосферу опасные газообразные вещества, предварительно очищая их.

Перед установкой этих систем и оборудования важно, чтобы расчетная схема или проект были одобрены природоохранными органами и лицом, ответственным за здоровье и безопасность на рабочем месте. При предварительном расчете учитывается ряд характеристик, касающихся мощности источников загрязнения, их местоположения и количества людей на рабочем месте.

Для эффективной работы общеобменной вентиляции используется формула расчета – V= P*n, где – V – стандартизированная безопасная кратность воздухообмена, P – расход воздуха на одного человека, n – количество человек в рабочем помещении.

Для определенных видов загрязняющих веществ и их концентраций в воздушном пространстве применяются дополнительные коэффициенты и поправки, а также отдельные формулы.

Промышленные воздухораспределители должны иметь высокую эффективность

Типовые варианты схем для учебных аудиторий

При строительстве учебных зданий допускается проектирование вентиляции в соответствии с принятыми системами для данного типа объектов. Системы вентиляции в таких объектах проектируются для достижения требуемых кратности воздухообмена, температурного режима и уровня шума.

Этот вариант системы вентиляции школы предполагает оснащение классных комнат вентиляционными отверстиями. Они устанавливаются в стеклопакетах или в стене. Заслонки помогают регулировать подачу воздуха, фильтруют воздух и снижают уровень шума по сравнению с вентиляцией через открытые окна.

Важную роль в этой системе играет также механическая выхлопная система. Он должен работать непрерывно, чтобы обеспечить нормальный воздухообмен (20 м3 на человека в час). Для повышения эффективности вытяжная система оснащена вентиляторами.

Такая система позволяет поддерживать комфортную температуру в классах и офисах в холодное время года благодаря функции подогрева воздуха. Основным элементом этой системы является рекуператор тепла, т.е. клапан, который вызывает теплообмен между приточным и вытяжным воздухом. Благодаря этому приточный воздух нагревается от тепла воздушных масс в помещении.

Преимуществом приточно-вытяжной вентиляции с рекуперацией является ее энергосберегающая функция. При использовании схемы без рекуператора расход энергии на отопление составит от 6 до 10 кВтч, а на подогрев затраты будут в несколько раз меньше – всего 1-2 кВтч. Это связано с тем, что помещение будет заполнено предварительно нагретым воздухом. Расходы на отопление здания сократятся на впечатляющие 80%.

Недостатком рекуперативных конструкций является их низкая эффективность в теплое время года, когда температура воздуха в помещении и за окном одинакова. Выходом из этой ситуации является следующая схема, которая хорошо работает как для нагрева, так и для охлаждения воздушных масс.

В приточных каналах установлены рекуператоры и камера охлаждения. Он также оснащен полным комплектом автоматических контроллеров для дистанционного регулирования климатических параметров. Недостатком такой системы является высокая стоимость по сравнению с обычной системой.

Специализированные аудитории (химия, мастерская и др.)

Помещения с местными вытяжными устройствами (например, химическая лаборатория с лабораторией, комнаты для хобби со станками и т.д.) должны иметь механическую принудительную вентиляцию.

Спортивные залы:

Предусмотрена независимая система приточно-вытяжной вентиляции, обеспечивающая приток воздуха в объеме не менее 80 м3 на человека. Для предотвращения сквозняков впуск и выпуск воздуха должны быть расположены на высоте около трех метров от пола. Скорость движения воздуха должна быть установлена на уровне 0,25 м/с, а влажность – в пределах 35-60%.

В ванной комнате должна быть постоянная вытяжная вентиляция для удаления неприятных запахов и влаги. Если ванная комната примыкает к туалету, она должна быть отделена от него. В душевых (если таковые имеются), только из кабинок. Однако, если количество душевых кабин превышает пять, в раздевалки подается дополнительный свежий воздух.

Механическая вентиляция в школах, таких как столовые и кафетерии, должна проектироваться в соответствии с нормами для предприятий общественного питания. Для каждого человека в обеденном зале обеспечивается воздухообмен не менее 20 м3 в час. Воздух подается в столовую и удаляется через кухню и прилегающие производственные помещения.

ВАЖНО: для кухни, умывальных комнат и туалетов должны быть установлены отдельные, независимые системы вентиляции. Они не должны сочетаться друг с другом.

Обычно актовые залы заполняются на короткое время (1,5-2 часа) большим количеством людей, и должны быть соблюдены условия, чтобы на одного человека приходилось 20 м3 /ч приточного воздуха. С точки зрения дизайна вентиляция аудиторий может быть аналогична любому из описанных выше вариантов для обычных классных комнат.

Если школа имеет четыре и более классных комнат и расположена в регионе, где расчетная температура в холодное время года составляет -20°C или ниже, на входе следует установить воздушно-тепловые завесы.

Общие требования к установке вентиляционных систем в больницах

Все медицинские учреждения должны иметь сертифицированную приточно-вытяжную систему. Скорость воздухообмена должна быть установлена в соответствии с потребностями конкретных помещений – в палатах и диагностических кабинетах скорость воздуха должна составлять от 0,1 до 0,2 м/с. В помещениях классов стерильности А и В влажность не должна превышать 60%. Естественная вентиляция должна быть обеспечена во всех помещениях, за исключением тех зон и помещений, которые относятся к классу стерильности А, даже если уже установлена система принудительной вентиляции. Все нагревательное оборудование должно иметь гладкую, коррозионностойкую поверхность, устойчивую к очистке агрессивными чистящими средствами, используемыми в медицинских учреждениях. Для операционного блока, отделения интенсивной терапии, рентгеновских кабинетов и кабинетов лабораторных исследований предусмотрена отдельная система вентиляции. Предусмотрена принудительная вытяжка воздуха – во всех помещениях, кроме отделений интенсивной терапии, анестезиологии, операционных, родильных залов и радиологии, воздух удаляется из верхней зоны. Пропорции вытяжного воздуха в этих помещениях следующие: 40% от верхней зоны и 60% от нижней зоны (параграф 6.13).

Одной из важных задач является предотвращение накопления электростатических зарядов. Это может привести к взрыву рабочих газов.

Во всех остальных помещениях воздушные массы должны подаваться в верхнюю зону. В ожоговых отделениях и операционных поток воздуха должен быть направлен единой струей на кровать или операционный стол соответственно.

Если в помещении работают с тяжелыми газами, такими как азот, вытяжная вентиляция должна забирать воздух из нижней зоны. В помещениях, где хранится жидкий азот для хранения биоматериалов, должна быть установлена аварийная вентиляция, контролируемая газовыми детекторами, и там должна быть предусмотрена отдельная, независимая вытяжная система (п. 6.14). Все системы вентиляции и отопления должны регулярно проверяться, обеззараживаться и обслуживаться раз в год.

Все кабины должны быть оборудованы системой принудительной вентиляции (п. 6.20). Комнаты с индивидуальными санитарными узлами должны быть оборудованы вытяжкой в санитарных комнатах (п. 6.27). Помещения, в которых люди работают с опасными веществами, должны быть оборудованы местными пароотсосами.

В аптеках необходимо предусмотреть отдельные вытяжные системы для приемных, умывальников и т.д.

В административных зданиях, а именно в офисах и вспомогательных помещениях, правилами предусмотрено и разрешено использование сплит-систем при условии, что их чистка и дезинфекция проводится не реже одного раза в три месяца.

Количество фармацевтических веществ в воздухе четко регламентировано и не должно превышать предельно допустимые нормы, указанные в приложении к СанПиН.

В помещениях, где в воздух попадают такие вредные вещества, как фенол, психотропные вещества и формальдегид, необходимо установить дополнительные приточные устройства с принудительной вытяжкой.

Температурный режим в палатах

Нормы микроклимата зависят от времени года, зоны медицинского назначения, времени суток и типа состояния пациента.

Средние значения для холодного времени года:

• отделение пневмонии – 15-16 °C;
• общие палаты: 20-22 °C.
• Ожоговая палата 25-27 °C;

Разница температур в течение дня не должна превышать 3°C, а уровень влажности должен составлять 35-60%, в зависимости от назначения помещения.

Проектирование приточно-вытяжной вентиляции

Механическая подача воздуха устанавливается в помещениях школьного здания, где наблюдается высокий уровень углекислого газа, влажности или конденсата. В процессе проектирования учитываются основные факторы и законодательные требования. К ним относятся:

• наличие в школе специализированного оборудования;
• производительность осветительного оборудования и т.д.
• расположение здания;
• количество учеников и учителей
• тип и количество номеров;

Проектирование приточно-вытяжной вентиляции в школе – сложный и многоэтапный процесс. Она выполняется после обмера и обследования здания. К проектированию привлекаются только квалифицированные инженеры. Ошибки и упущения в проектной документации приведут к поломке оборудования и негативным факторам.

Проект составляется в соответствии с нормативными документами. Документация включает графическое представление вентиляции, подробное описание системы, расчеты и математическое обоснование оборудования, а также смету расходов на монтажные работы.

Конструктивные решения при создании вентиляционных систем

В учебном заведении, где обучается более 200 человек, существует три типа вентиляции:

1. Естественная подача с механической экстракцией. Для среднего количества учеников допустимо использовать обычный поток воздуха. Однако застойные газы извлекаются с помощью оборудования средней мощности. Этот метод характеризуется экономией энергии и отсутствием шума. Для поддержания нормативных значений часто используются приточные клапаны на окнах. Недостатком является то, что система вытяжной вентиляции должна быть постоянно включена.
2. Система приточной и вытяжной вентиляции с устройствами подогрева воздуха. Обеспечивает комфортный климат в любое время. Система часто оснащается рециркуляцией тепла, что позволяет снизить затраты на подогрев воздуха до 70%. Система имеет высокую эффективность, но не обеспечивает комфортных условий летом.
3. Приточно-вытяжная вентиляция с отоплением и кондиционированием воздуха. Комплексная система, позволяющая лучше контролировать микроклимат в помещении. Нагревательные и охлаждающие фанкойлы позволяют контролировать температурный режим в любое время года. Используется передовая система автоматизации, что делает его идеальным для современной школьной среды. Недостатком является высокая стоимость оборудования, проектирования и монтажа вентиляции.

Первый тип вентиляционной системы обычно используется в государственных школах. В общественных школах популярна приточно-вытяжная вентиляция с оборудованием для нагрева воздуха. Третий тип системы используется реже из-за высокой стоимости.