Особенности проектирования систем отопления и вентиляции фитнес-клубов

Н. А. Шонина, преподаватель МАрхИ, otvet@abok.ru

Параметры микроклимата и вредные выделения

В современных фитнес-центрах обычно представлены следующие типы помещений: спортивный зал, раздевалки и душевые, массажная, бассейн, сауна, солярий.

Для вышеперечисленных помещений необходим различный подход к устройству систем вентиляции, так как в них необходимо удалять с вентиляционным воздухом различные виды вредных выделений.

Для спортивных залов, сауны и солярия основным видом вредности являются тепловыделения; для бассейнов и душевых – влаговыделения; для помещений химводоподготовки бассейна – химические вещества, такие как пары хлора или серной кислоты. Также в солярии при применении низкокачественных УФ-ламп возможно образование озона, который в высоких концентрациях представляет опасность для здоровья человека.

Для спортивных сооружений оборудуют самостоятельными системами вентиляции следующие типы помещений:

• спортивные залы и залы для подготовительных занятий в бассейнах;
• залы ванн;
• душевые и уборные;
• раздевальные и административно-хозяйственные помещения;
• хлораторные и склады хлора;
• помещения технических служб (насосно-фильтровальные, бойлерные, вентиляционные камеры и т.п.).

Также предусматривают самостоятельные вытяжные системы для сауны и солярия.

В физкультурно-оздоровительных помещениях необходимо поддерживать определенные параметры воздуха. Они представлены в табл. 1.

Таблица 1 (подробнее) Физико-механические показатели выпускаемых автоклавных газобетонов

Следует обратить внимание на то, что температуру +15 °C необходимо принимать именно в тех спортивных залах, где будут проходить занятия с интенсивной физической нагрузкой, например в залах для занятий аэробикой, современными танцами, тренажерных залах. В этих случаях занятия относят к категории тяжелой физической работы. Для других физкультурно-оздоровительных занятий, например йогой, рекомендуется поддерживать более высокую температуру около +18…+19 °C, так как в этом случае занятия не требуют такой степени физической нагрузки, и при температуре +15 °C занимающиеся будут испытывать дискомфорт и даже могут простудиться. Такие занятия можно отнести к работе средней тяжести.

Если спортивный зал фитнес-центра – универсальный и предполагается его использовать для разного типа занятий, можно предусмотреть быстрый прогрев воздуха до необходимой температуры, например при помощи сплит-системы, в которой предусмотрена функция нагрева воздуха.

Выбор системы отопления в спортивных залах (воздушное, водяное и др.) определяется технико-экономическим обоснованием. Современные спортзалы чаще всего оборудуются водяным отоплением с применением в качестве приборов радиаторов или конвекторов, но лучшим считается радиационное отопление, обеспечивающее подогрев пола, стен. Отопление в спортзале должно быть травмобезопасным, поэтому отопительные приборы располагаются под окнами, в углублениях и закрываются решетками.

Удаление воздуха из спортивных залов следует, как правило, предусматривать за счет гравитационного давления и давления, создаваемого приточной вентиляцией; следует также предусматривать меры по использованию ветра как дополнительного побудителя.

Для энергосбережения в теплый период года при благоприятных условиях наружного воздуха желательно предусматривать возможность отключения системы вентиляции и проветривание помещения через окна или фрамуги. Также желательно предусмотреть снижение воздухообмена в ночной период, а также тогда, когда занятия не проводятся.

Еще одной мерой энергосбережения в помещениях спортивных залов является снижение температуры воздуха и поддержание его на уровне +5 °C в рабочее время.

В спортивных залах, где предусматривается естественная приточно-вытяжная вентиляция и снижение температуры в нерабочее время, систему отопления рекомендуется устраивать из двух раздельных групп нагревательных приборов: основной, рассчитанной на постоянное поддержание температуры внутреннего воздуха, и дополнительной, обеспечивающей доведение внутренней температуры до расчетной.

Как правило, в фитнес-клубах применяется механическая вентиляция и кондиционирование воздуха. Кратковременное использование естественной вентиляции следует рассматривать как вариант контролируемой гибридной вентиляции.

В системах воздушного отопления спортивных залов, совмещенных с вентиляцией и кондиционированием воздуха, допускается применение рециркуляции воздуха при обеспечении подачи нормативных объемов наружного воздуха, а также фильтрации и обеззараживания рециркуляционного воздуха.

При проектировании следует помнить, что для общественных зданий рециркуляция допускается только в пределах одного помещения.

Подавать приточный воздух лучше всего настилающимися струями, чтобы исключить дутье приточного воздуха на занимающихся. Необходимо равномерно распределять приточные решетки по всему объему спортивного зала, чтобы предотвратить появление застойных зон воздуха. Необходимое количество приточного воздуха определяют расчетом из условия ассимиляции избытков тепла, однако приток наружного воздуха не должен быть менее 80 м³/ч на одного занимающегося в смену [1].

Тепло- и влаговыделения

При расчете теплоизбытков для спортивных залов, имеющих глубину свыше 6 м, необходимо учитывать вместе с поступлениями солнечной радиации и поступления от искусственного освещения в той зоне зала, которая располагается дальше 6 м от окон. Для расчета общая освещенность помещения Е для спортзалов принимается 200 лк.

В табл. 2 представлены тепло- и влаговыделения от людей для расчета теплопоступлений в спортзалы.

Очень важно соблюдать необходимую подвижность воздуха в физкультурно-оздоровительных сооружениях. В спортзалах это поможет избежать сквозняков, а в бассейне снизит интенсивность испарения воды с поверхности бассейна. Подвижность воздуха в зонах нахождения занимающихся, м/с, не должна превышать:

• в залах ванн бассейнов (в том числе оздоровительного плавания и обучения не умеющих плавать) – 0,2;
• в спортивных залах для борьбы, настольного тенниса – 0,3;
• в остальных спортивных залах, залах для подготовительных занятий в бассейнах и помещениях для физкультурно-оздоровительных занятий – 0,5 [2].

Также немаловажным является поддержание необходимой относительной влажности воздуха. В спортзалах излишняя влажность может привести к образованию конденсата ограждающих конструкций, особенно опасно образование конденсата на напольном покрытии, это может привести к травмам занимающихся. В бассейне избыточная влажность может привести к образованию плесени и разрушению ограждающих конструкций.

Относительную влажность, %, следует принимать:

• в спортивных залах, в помещениях для физкультурно-оздоровительных занятий и залах для подготовительных занятий в бассейнах – 30–60;
• в залах ванн бассейнов – 50–60.

При проектировании бассейнов следует принимать температуру воздуха на 1–2 °C больше температуры воды, это позволит снизить интенсивность влаговыделения с глади бассейна [3]. В табл. 3 представлена зависимость температуры воды бассейна от его назначения [4].

Для предотвращения конденсации влаги на ограждающих конструкциях и окнах подачу теплого приточного воздуха следует производить сверху вдоль стен и окон, являющихся наружными. Вентиляционные решетки для удаления воздуха лучше всего размещать непосредственно над ванной бассейна. Для энергосбережения в бассейнах рекомендуется применять приточно-вытяжные установки с осушителем и рециркуляцией воздуха. Для снижения нагрузки на систему вентиляции в тот период, когда занятия в бассейне не проводятся, надо закрывать его специальной пленкой, препятствующей испарению воды.

При проектировании системы отопления следует предусматривать подогрев дорожек вдоль бассейнов с помощью системы «теплый пол». Как для бассейнов, так и для душевых следует применять такие отопительные приборы, которые предназначены для помещений с влажным режимом; обычные приборы использовать нельзя, т.к. в бассейне идет выделение паров хлора в воздух, а они обладают высокой коррозионной активностью.

Важно отметить, что в помещениях бассейнов трубопроводы и воздуховоды следует предусматривать коррозионно-стойкими (нержавеющая сталь, пластмассы). Антикоррозионные покрытия должны использоваться не только для внутренних панелей вентиляционных установок, но и для соединительных узлов, элементов рамы, крепежа и других деталей. Поскольку у оцинкованных изделий уязвимыми местами являются места резов и гибки, желательно проводить горячее цинкование деталей только после вырубных и гибочных операций. Для наиболее ответственных деталей, кроме того, рекомендуется использовать специальное эмалевое покрытие внутренних поверхностей, которые контактируют с влажным воздухом.

Вентиляцию помещений хлораторных и складов хлора при бассейнах следует предусматривать периодического действия. Удаление воздуха осуществляется из двух зон: из верхней в объеме 1/3 и из нижней – 2/3 общего объема вытяжки.

При теплотехническом расчете ограждающих конструкций залов ванн бассейнов относительную влажность следует принимать 67%, а температуру +27 °C.

Более подробную информацию о проектировании систем кондиционирования, вентиляции и осушения воздуха помещений бассейнов, аквапарков и других подобных помещений можно найти в рекомендациях АВОК 7.5–2012 «Обеспечение микроклимата и энергосбережение в крытых плавательных бассейнах. Нормы проектирования».

Расчет остывания помещения

Для обеспечения чаши бассейна водой необходимого качества применяется целый комплекс дорогостоящего оборудования. В случае, если вследствие временного отключения отопления в помещении химводоподготовки бассейна температура опустится ниже нуля, из-за замерзания воды все оборудование выйдет из строя и потребуется полная его замена.

В Инжиниринговом центре НП «АВОК» разработана методика, позволяющая рассчитывать остывание помещения при снижении теплопоступлений или прекращении подачи теплоты в помещение. Методика основана на сложной математической модели, учитывающей теплоинерционные характеристики ограждающих конструкций, лучистый и конвективный теплообмен в помещении, наличие внутренних источников тепловыделений, нестационарное изменение температуры наружного воздуха, переменный во времени воздухообмен и т.д. Данная методика может быть использована для расчета помещений различного технологического назначения в различных климатических зонах.

Например, в Инжиниринговый центр НП «АВОК» поступил запрос от ГУ «Госэкспертиза Читинской области» о расчете времени остывания проектируемого здания бассейна в Чите при отключении теплоснабжения и прекращении подачи тепловой энергии.

Был выполнен расчет времени остывания помещения. Целью данного расчета является определение температуры воздуха в помещении через 54 ч после отключения системы теплоснабжения и построение графика падения температуры в помещении.

Был проведен расчет ожидаемого температурного режима в помещении бассейна. Бассейн представлял собой помещение размером 31,6 × 19,3 м, высотой 7,5 м, наружные ограждающие конструкции – монолитная железобетонная стена толщиной 250 мм с навесным вентилируемым фасадом. Расчет проводился для климатических условий Читы: расчетная температура наружного воздуха –26,2 °C, суточная амплитуда колебаний температуры 6 °C.

Расчет был проведен дважды. В первом варианте чаша бассейна не заполнена водой, во втором варианте чаша бассейна была заполнена.

В результате расчета были получены значения ожидаемой температуры в помещении бассейна при прекращении подачи теплоты. Было установлено, что при прекращении подачи теплоты температура в помещении падает до –2,0 °C, если чаша бассейна не заполнена. Во втором варианте ожидаемая температура воздуха в помещении через 24 ч после подачи теплоты составляет +2,3 °C. График изменения температуры за 24 ч представлен на рис. 1.

Рисунок 1.

Дополнительные рекомендации

Для душевых следует учитывать, что в помещениях для пребывания людей с обнаженным телом размещение нагревательных приборов и трубопроводов отопления и горячего водоснабжения должно исключать возможность ожогов.

В помещениях с влажным и мокрым режимом устройство ниш для размещения нагревательных приборов не допускается.

Систему вытяжной вентиляции из санитарных узлов допускается объединять с системой вытяжной вентиляции из душевых.

Обычно приточный воздух подается в раздевальные при душевых, а удаляется перетоком через душевые.

Для саун и бань предусматривается система вытяжной вентиляции с естественным побуждением. В саунах и парилках необходимо предусматривать пожарный сухотруб.

Помещение для эксплуатации соляриев должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией с механическим побуждением, обеспечивающей 3–4-кратный воздухообмен в час [5]. В случае установки моделей, оборудованных собственной системой вентиляции, допускается организация естественного притока воздуха в помещение.

Следует помнить, что для снятия теплоизбытков от кабины солярия могут понадобиться значительные объемы вентиляционного воздуха – в технической документации к системам вентиляции кабин для солярия указываются такие цифры, как 1500 м³/ч и выше. В то же время при составлении воздушного баланса здания необходимо учитывать, что режим работы кабины солярия – прерывистый, т.е. обычно суммарная работа солярия – не более 20 мин в течение часа. Более точную информацию необходимо уточнять в технической документации на кабину солярия.

Так как при работе солярия возможно образование озона, рециркуляция воздуха в нем не допускается, для использования тепла уходящего воздуха можно использовать рекуператоры. Также вытяжку от солярия не следует объединять с другими вытяжными системами.

Температура и влажность воздуха в кабине солярия должны соответствовать требованиям технической документации на данный аппарат, но температура не должна превышать +28 °C. Температура воздуха в помещении, где размещается кабина солярия, должна находиться в интервале +18…+24 °C. При превышении нормируемой температуры в кабине солярия резко возрастает риск ожогов у посетителей, пользующихся солярием. При превышении температуры в кабине или помещении, где расположен солярий, сокращается срок службы УФ-ламп в кабине солярия и возможен даже полный выход из строя оборудования.

Отделка помещений солярия должна предусматривать возможность проведения влажной уборки и дезинфекции, поэтому приборы отопления, размещаемые в данном помещении, должны иметь гладкую поверхность, позволяющую осуществлять влажную уборку. Отопительные приборы следует размещать в местах, доступных для очистки, осмотра и ремонта.

Литература

1. СП 31‑112–2004. Физкультурно-спортивные залы. Часть 1.
2. СП 118.13330.2012. Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31‑06–2009.
3. Рекомендации АВОК 7.5–2012. Обеспечение микроклимата и энергосбережение в крытых плавательных бассейнах. Нормы проектирования.
4. СП 31‑113–2004. Бассейны для плавания.
5. СанПиН 2.1.2.2631–10. Санитарно-эпидемиологические требования к размещению, устройству, оборудованию, содержанию и режиму работы организаций коммунально-бытового назначения, оказывающих парикмахерские и косметические услуги.