Система кондиционирования воздуха в офисном здании в центре Лондона

А. Сандалевский, компания «ASC Engineering Sri», Италия

Введение

Сегодня кондиционирование воздуха в офисных зданиях стало общепринятым стандартом практически во всех новых проектах в Англии и все большее количество существующих зданий реконструируется с установкой в них систем кондиционирования.

Причиной этому стали два основных фактора: увеличение загрязнения воздуха в больших городах (в основном автомобильным транспортом) и все более увеличивающаяся плотность персональных компьютеров, рабочих станций, фотокопировальных устройств и копировально-множительного оборудования в современных офисах.

Если к тому же здания имеют большую площадь неверно ориентированных оконных проемов, то необходимость кондиционирования воздуха для обеспечения приемлемого уровня комфортности работающих в здании людей становится очевидной.

В данной статье обсуждается проект, выполнявшийся весной и летом 2002 года в центре Лондона, который может рассматриваться в качестве типичного примера решения проблем, характерных для офисных зданий среднего размера.

Рисунок 1. Общий вид здания «Moreland House»

Описание здания

Здание, называемое «Moreland House» (рис. 1), расположено по адресу Goswell Road, 80, на южной окраине района Borough of Islington, почти на границе с деловым центром Лондона.

«Moreland House» — привлекательное четырехэтажное офисное здание, которое год назад было значительно обновлено. Здание имеет стальной каркас с обычным кирпичным фасадом, большие створчатые окна с одинарным остеклением и дополнительным двойным остеклением. Плоская крыша перекрывалась в ходе работ по обновлению. Каждый этаж имеет площадь около 250 м².

На первом этаже находятся небольшие кухни и кладовки, а также техническое помещение, в котором установлено силовое оборудование энергообеспечения здания.

В здании размещается офис фирмы промышленного дизайна, располагающейся на первых трех этажах. Первый и третий этажи имеют открытую планировку, на втором этаже есть отдельные помещения для переговоров. Четвертый этаж арендован фирмой, занимающейся разработкой программного обеспечения.

Из-за преимущественной ориентации окон на юго-запад и высоких внутренних нагрузок, обусловленных наличием компьютеров, принтеров и другого офисного оборудования, работники жаловались на некомфортные условия работы в период с апреля по октябрь. Открытие окон не снижало дискомфорт, более того, при открытых окнах в помещения проникал шум от транспорта и загрязненный наружный воздух. По этой причине владельцы здания решили установить систему кондиционирования воздуха, работающую только на охлаждение. Обогрев не требовался, поскольку уже имелась центральная система водяного отопления с радиаторами.

Система кондиционирования воздуха

Из-за ограниченного пространства и небольшой высоты потолков было решено использовать систему кондиционирования с централизованным теплоснабжением и переменным расходом воздуха (VAV-систему). От решения с чиллерами и фэнкойлами пришлось отказаться по экономическим соображениям, а также из-за того, что было нежелательным прокладывать открытые трубы с охлажденной водой среди офисного оборудования.

Для обеспечения комфортных условий в офисных помещениях было выбрано решение, предусматривающее использование новой системой охлаждения с переменным расходом хладагента (R407c). В состав этой системы входят три устанавливаемых на крыше конденсаторных агрегата с воздушным охлаждением, по одному на каждый из трех этажей, снабжающих охлажденным воздухом в общей сложности 25 установленных внутри фэнкойлов различного типа: вертикальные напольные, вертикальные настенные, горизонтальные канальные, кассетные, в соответствии с обслуживаемыми помещениями (рис. 2–7).

	Рисунок 2. (подробнее) Приемная
	Рисунок 3. (подробнее) Открытое пространство второго этажа
	Рисунок 4. (подробнее) Помещение для переговоров на втором этаже
	Рисунок 5. (подробнее) Открытое пространство на третьем этаже

Управление системами охлаждения на трех этажах осуществляется при помощи дистанционных контроллеров, расположенных в каждом из обслуживаемых помещений. Эти контроллеры предоставляют находящимся в помещении людям возможность изменять заданные параметры фэнкойлов, в т. ч. скорость вращения вентиляторов, кроме этого, они имеют средства индикации неполадок в системе.

Системы кондиционирования воздуха, обслуживающие разные этажи, имеют одинаковую компоновку и работают по одной и той же схеме.

Конденсат из внутренних блоков отводится в канализационный слив или в дождевые водосточные трубы, с использованием при необходимости насосов отвода конденсата специальной конструкции, установленных в самих блоках.

Каждая из систем работает под управлением программируемого на семь дней контроллера.

Трубопроводы с хладагентом и электрические кабели проложены в оцинкованных кабельных каналах, обычно над системой приточных воздуховодов, а там, где необходима их подводка к находящимся сверху фэнкойлам, они устанавливаются над специально сделанными «поддонами».

Монтируемые наверху фэнкойлы имеют независимое крепление при помощи трубчатых опор, установленных на нижней поверхности потолочной плиты.

Конденсаторные агрегаты «Daikin» с воздушным охлаждением монтируются на установленной на крыше специально изготовленной оцинкованной стальной опорной раме (рис. 8). Такое решение было выбрано для предотвращения повреждения имеющейся гидроизоляции крыши, а также для того, чтобы техническое обслуживание и ремонт этих агрегатов могли производиться без прерывания их работы.

Трубопроводы хладагентов покрыты теплоизоляцией типа «Armaflex». В местах, где они открыты для солнечного света, трубопроводы укладываются в закрытые оцинкованные кабельные каналы, позволяющие избежать вредного воздействия ультрафиолетового света.

	Рисунок 6. (подробнее) Фэнкойл кассетного типа на втором этаже
	Рисунок 7. (подробнее) Вид четвертого этажа
	Рисунок 8. (подробнее) Установленный на крыше конденсаторный агрегат

Приточная система вентиляции

В дополнение к системе кондиционирования, обеспечивающей комфортные рабочие условия, на каждом этаже были установлены новые системы подачи приточного воздуха. Параметры такой системы были выбраны таким образом, чтобы обеспечивалась подача подготовленного должным образом воздуха в каждое помещение.

Приточная система состоит из трех новых, установленных на крыше, защищенных от дождя агрегатированных установок обработки воздуха, обозначаемых как AHU1, AHU2 и AHU3, в соответствии с этажами, которые они обслуживают. В свою очередь, каждая из установок имеет колпак над впускным воздушным отверстием, панель фильтров, многоступенчатую электрическую нагревательную спираль и вентилятор подачи воздуха (рис. 9). Установки смонтированы на крыше, на специально изготовленных опорных конструкциях, снабжаются необходимыми для технического обслуживания локальными выключателями. Подключение канала приточного воздуха в каждой установке имеет выравнивающую заслонку, установленную на этапе ввода оборудования в эксплуатацию.

Электропитание установок обработки приточного воздуха поступает с новых панелей управления электродвигателями, предоставленных производителем установок обработки воздуха. Эти панели в основном находятся в размещаемой на каждом этаже зоне служебных помещений, смежной с туалетами.

Параметры производительности установок обработки воздуха позволяют обеспечить все потребности в приточном воздухе находящихся в помещениях людей. Приточный воздух подается в помещения посредством системы воздуховодов, выполненных из оцинкованного листового металла. Воздуховоды спускаются на этажи по задней стене здания и входят на этажи через новые отверстия в наружной стене (рис. 10). Изготовленные на заводе внутренние воздуховоды в виде плоских овальных каналов окрашены в белый цвет для сочетания с внутренним декором обслуживаемых помещений и расположены в верхних зонах помещений.

Воздуховоды имеют независимое крепление к нижней поверхности бетонной потолочной плиты. Окраска внутренних прямоугольных каналов и соответствующих переходников также соответствует окраске плоских овальных каналов. Все решетки для приточного и вытяжного воздуха, а также заклепки, сочленения и т. д. имеют цвет, соответствующий цвету воздуховодов.

Для защиты от непогоды все внешние каналы приточного воздуха имеют теплоизоляцию из минеральной ваты и полиизобутиленовую листовую обшивку.

Система обработки воздуха работает под управлением таймеров, установленных в упомянутых выше панелях управления. Эти панели осуществляют следующие контрольные функции:

• включение и выключение вентиляторов;

• ступенчатое регулирование работы электрических нагревательных спиралей;

• управление встроенными в каналы температурными датчиками;

• задание внутренних температурных параметров;

• изолирование дверей.

Таймеры каждой системы вентиляции располагаются внутри соответствующих панелей управления. Каждый таймер может быть запрограммирован на семь дней и имеет «резервную» батарею, поэтому при отключении электропитания таймеры сохраняют запрограммированные параметры.

В приточной системе осуществляется предварительный подогрев воздуха (при необходимости) минимум до 20 °С электрическими нагревательными спиралями, расположенными в находящихся на крыше установках обработки воздуха. Переключение ступеней нагревательных спиралей контролируется температурными датчиками, установленными в каналах приточного воздуха.

	Рисунок 9. (подробнее) Смонтированные на крыше установки обработки воздуха для третьего и четвертого этажей
	Рисунок 10. (подробнее) Вертикальные воздуховоды для третьего и четвертого этажей

Энергоснабжение системы кондиционирования воздуха

Электропитание для новой системы кондиционирования воздуха подается с существующей линии электроснабжения здания, которая подключена к электрической панели, находящейся рядом с дверью главного входа. Из этой панели кабель проходит в помещение распределения электроэнергии, имеющее отделение измерения со счетчиком потребляемой электроэнергии.

Для обеспечения энергоснабжения смонтированного на крыше оборудования была установлена новая система плавких предохранителей, заменившая старые фидерные выводы распределительного щита. Эта система предохранителей подает затем электропитание на новый восьмиканальный распределительный щит (рис. 11), высоко подвешенный в помещении распределения электроэнергии. Новые отходящие от магистрали кабели, снабжающие энергией панели управления на отдельных этажах и установленное на крыше механическое оборудование, выводятся из помещения распределения электроэнергии по существующему стояку электрических кабелей, к которому имеется доступ на каждом этаже.

На существующих распределительных щитах были проведены работы, необходимые для энергообеспечения внутренних фэнкойлов.

Рисунок 11. (подробнее) Главный электрический распределительный щит системы кондиционирования

Монтаж оборудования

Так как основным условием было то, что установка оборудования должна производиться без прерывания работы в офисе, требовалось провести тщательное планирование таким образом, чтобы работа в помещениях, где работают люди в основном производилась в нерабочие часы или в выходные дни, чтобы во время монтажных и пусконаладочных работ можно было освободить половину помещений на этаже. Более того, следовало в максимальной степени предотвратить проникновение в офисы шума и пыли.

Несмотря на большие задержки в изготовлении и доставке уже окрашенных воздуховодов, в результате чего срывался предварительно согласованный график работ, вся работа и сдача оборудования в эксплуатацию была проведена в намеченные сроки менее чем за четырнадцать календарных недель. Запуск установок был выполнен успешно, единственной неполадкой была утечка в трубе для хладагента на втором этаже, которая была быстро обнаружена и устранена.

Все механические и электрические работы, за исключением установки внешних воздуховодов и теплоизоляции, которые были переданы субподрядчику, были выполнены двумя рабочими и одним контролером. Почти все материалы и компоненты были закуплены на месте, за исключением главной электрической панели, изготовленной в Италии и доставленной в Великобританию.

Владельцы здания и сотрудники были поражены высочайшим стандартом качества установки, эффективностью и удобством эксплуатации оборудования. Вот уже шесть месяцев система работает без каких-либо проблем, при этом внутренний комфорт и качество воздуха поддерживаются на самом высоком уровне.

Заключение

В то время как в других странах предпочитают системы с централизованным теплоснабжением или воздушно-водяные системы, в Великобритании для кондиционирования воздуха отдается предпочтение системам, использующим только хладагент. Это вызвано следующими причинами:

• сравнительной низкой себестоимостью;

• широким диапазоном выбора имеющихся пригодных к немедленной установке систем;

• небольшими площадями, необходимыми для прокладки трубопроводов;

• удобной и быстрой установкой;

• отсутствием необходимости выполнения сварочных работ с привлечением высококвалифицированных специалистов;

• отсутствием воды в помещениях, в которых находятся люди;

• удобством запуска системы;

• наличием встроенных электронных систем контроля с функциями диагностики;

• удобством технического обслуживания.

Проект на Goswell Road, хотя и небольшой по масштабам, является хорошим примером преимуществ и возможностей представленного решения, постоянно расширяющего свою долю на мировом рынке.