Экологически ориентированные энергоэффективные решения для обеспечения безопасной внутренней среды: дошкольные образовательные учреждения

М. М. Бродач, профессор МАРХИ, вице-президент НП «АВОК», председатель комитета НП «АВОК» по техническому нормированию, стандартизации и сертификации

А. И. Серегин, член Президиума НП «АВОК», генеральный директор компании «Климатек Инжиниринг» – члена НП «АВОК» категории «Премиум»

Возможно, проблема отсутствия регламентирующей литературы по проектированию инженерных систем ДОУ и других образовательных учреждений обусловлена сложившимися на протяжении десятилетий и устоявшимися типовыми строительными проектами, где стандартная схема воздухоподготовки заключается исключительно в проветривании помещений. Мы не ошибемся, если скажем, что механическая вентиляция представлена исключительно в виде вытяжных систем из санузлов, как правило, граничащих с групповыми ячейками, кухонь или столовых и спортивных залов в относительно недавно построенных строениях. Аналогичная ситуация и со среднеобразовательными учреждениями (СОУ). Причем проветривание в групповых ячейках детских садов или классах и других помещениях школ происходит круглогодично – и зимой в -20 °С, и летом в +30 °С. Конечно, проветривание происходит в отсутствие детей в помещении, но каждые 45 минут во время уроков вентиляции физически нет, так же как ее нет на протяжении практически всего времени пребывания детишек в ДОУ, за исключением времени, когда они на прогулке, при условии, что регламент по проветриванию не нарушается.

Абсурдность ситуации становится еще более очевидной при сравнении выделяемой тепловой нагрузки при строительстве ДОУ с требуемой нагрузкой в случае размещения полноценных систем вентиляции, базирующихся на комплексе энергоэффективных решений. Она снижается практически в два раза.

Говоря о комплексе энергоэффективных мер (рис. 1), мы подразумеваем и энергоэффективные инженерные решения в совокупности с системой автоматизации, и само вентиляционное оборудование.

Выбор наиболее энергоэффективных инженерно-технических решений, конечно, должен быть произведен на основе климатологии места строительства ДОУ и СОУ, доступных ресурсов возобновляемой и невозобновляемой энергии и подтвержден технико-экономическим расчетом.

Как правило, на большей части территории нашей страны для достижения высокой энергоэффективности вентиляционных агрегатов достаточно предусмотреть:

• низкую скорость воздушного потока через поперечное сечение установки;
• систему рекуперации с переносом тепла и влаги без передачи патогенной среды;
• вентиляторы с двигателями класса эффективности не менее IE5.

Для достижения высоких значений энергоэффективности систем холодоснабжения достаточно предусматривать:

• компрессоры инверторного типа с электронными регулирующими вентилями, работающие на хладагенте со значением ПГП не более 10;
• вентиляторы конденсаторов холодильных машин с двигателями класса эффективности не менее IE4.

При внимательном рассмотрении представленного примера энергоэффективной системы вентиляции можно сделать условное деление на явные и косвенные элементы. (рис. 1). В случае с явными элементами системы, описанными выше, все довольно понятно и в целом подобные инструменты на сегодняшний день уже довольно рутинны, находя применение в совершенно разноплановых проектах, где в принципе необходимо применение энергоэффективных систем. В то же время стоит обратить внимание и на косвенные элементы системы. В нашем случае стоит обратиться к специфике нахождения детишек на территории ДОУ. Как и в случае с СОУ, на протяжении всего времени пребывания в образовательном учреждении дети постоянно меняют помещения в зависимости от образовательных программ, при этом количество маленьких потребителей кислорода в здании не меняется, соответственно, такие элементы системы автоматизации, как датчики CO₂, позволят точечно изменять производительность всей системы вентиляции, не расходуя энергоресурс на пустые помещения, например кабинет музыки, столовую или спортивный зал, в случае если они не востребованы в конкретный момент времени. Эффект внедрения подобных решений значительно увеличивается в случае поддержания в обслуживаемых помещениях не только необходимого воздухообмена, но и наличия системы кондиционирования и особенно поддержания параметров относительной влажности, так необходимой в зимний период времени, не говоря уже о системе осушения в случае наличия в составе ДОУ или СОУ бассейна.

Внедряя подобные системы, конечно, не стоит ограничиваться только воздухоподготовкой, важно правильно распределять воздушные потоки, не допуская дутья, сквозняков и застойных зон (рис. 2а, б).

При работе в различных режимах систем вентиляции и кондиционирования для возможности оптимального круглогодичного движения воздушных потоков рекомендуется совмещать вытесняющий и турбулентный (перемешивающийся) типы воздушных потоков.

Не стоит забывать и об элементах системы, требующих особого внимания, например элементах систем увлажнения воздуха, также необходимых для создания комфортных условий пребывания детей в ДОУ или СОУ.

Необходимо уделять этому вопросу особое внимание, поскольку при неправильном проектировании, не говоря об эксплуатации, системы увлажнения могут стать источником распространения патогенной бактериальной среды. В этом вопросе аналогия с ЛПУ максимально схожая: увлажнение необходимо осуществлять паром, приготовленным в парогенераторах из воды питьевого качества, либо адиабатической системой увлажнения водой питьевого качества с обязательным последующим обеззараживанием воздуха с эффективностью не менее 99 % по общему микробному числу. Конструкция устройств увлажнения воздуха и место их расположения должны исключать образование конденсата и капель влаги после секции увлажнения и попадание их в сеть приточных воздуховодов. Конструктивные элементы устройства увлажнения должны быть стойкими к коррозии.

Еще один важный момент заключается в том, что при эксплуатации ДОУ с данными техническими решениями понадобятся или квалифицированные специалисты для обслуживания вентиляционных систем, которых нет в штатном расписании обычных ДОУ, или организации, которые возьмут на себя сервисное обслуживание.

В настоящий момент в НП «АВОК» идет работа над рекомендациями «Вентиляция и кондиционирование воздуха в дошкольных образовательных организациях». Традиционно Стандарты НП «АВОК» содержат повышенные требования к уже существующим и действующим на практике нормам, в результате чего разработанные НП «АВОК» стандарты становились драйвером для актуализации СНиП и СП. Стандарты НП «АВОК» можно по праву отнести к области опережающей стандартизации, поскольку они, являясь основой для внедрения технологических новинок, стимулируют ускоренное инновационное развитие отрасли. Можно надеяться, что рекомендации «Вентиляция и кондиционирование воздуха в дошкольных образовательных организациях» также послужат мотивацией для пересмотра регламентирующей литературы по проектированию инженерных систем ДОУ и других образовательных учреждений в сторону повышения требований к микроклимату.

Литература

1. ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
2. СП 118.13330.2022 «СНиП 31-06-2009 Общественные здания и сооружения».
3. СП 251.1325800.2016 «Здания общеобразовательных организаций. Правила проектирования».
4. СП 252.1325800.2016 «Здания дошкольных общеобразовательных организаций. Правила проектирования».
5. СП 60.13330.2020 «СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха».

¹ М. М. Бродач, А. И. Серегин «Экологически ориентированные энергоэффективные решения для обеспечения безопасной внутренней среды в социально значимых объектах: операционные" (АВОК, № 2, 2024).