Вентиляция в модульном здании: варианты организации и скрытого монтажа
При проектировании быстровозводимых объектов вопрос воздухообмена приходится продумывать заранее, так как доступ к инженерным коммуникациям ограничен рамками каркасных секций. Монтаж должен выполняться с учетом размеров блоков, стандартная ширина которых составляет 2,4–3 м, а длина достигает 12 м.
Высота внутренних помещений редко превышает 3 м, что накладывает ограничения на размещение коробов и вентиляционных шахт.
При устройстве локального решения каждый блок оснащается компактной установкой. Это может быть приточно-вытяжной агрегат с рекуператором, производительностью 100–250 м³/ч на один офисный модуль площадью до 25 м².
Установка крепится к стене либо потолку, а воздуховоды минимальной длины проходят в пределах одного объема. Такая схема удобна при ограниченном бюджете и когда здание состоит из малых независимых помещений, например бытовых комнат или офисных кабинетов.
Слабое место локальной схемы в том, что при росте числа модулей увеличивается количество агрегатов. Это ведет к росту эксплуатационных затрат, усложнению обслуживания и требует выделения отдельного места для каждой установки.
При централизованном варианте применяются магистральные каналы, которые прокладываются сквозь стыки между блоками. Для герметизации применяются уплотнительные манжеты из EPDM толщиной 3–5 мм и металлические обжимные пластины.
Централизованная схема эффективнее при здании площадью свыше 300 м², где требуется подача воздуха более 1500 м³/ч. В этом случае рационально размещать одну установку в техническом блоке.
От нее разводятся магистрали диаметром 200–250 мм, проходящие через соединительные зоны модулей. Внутри каждого помещения выполняется отвод диаметром 100–160 мм с решетками или диффузорами.
При скрытой прокладке воздуховодов применяют несколько методов. Первый — размещение в межпотолочном пространстве, если высота помещения позволяет уменьшить уровень чистого потолка на 300–400 мм.
Второй — интеграция каналов в перегородки толщиной не менее 120 мм. Третий — монтаж в технических шахтах, которые проектируются вдоль стыков. Для маскировки используют подвесные потолки из ГКЛ или кассетные панели.
При установке оборудования в каждом блоке воздуховоды редко превышают 4–5 м. Их можно выполнять из гибких гофрированных рукавов из алюминия с внутренней изоляцией 25 мм.
В централизованной системе магистральные каналы лучше делать из оцинкованной стали толщиной 0,6–0,8 мм, так как они проходят через несколько секций и должны выдерживать нагрузку при демонтаже и повторной сборке зданий.
Сопротивление сети рассчитывают по формуле ΔP = R × L, где R — удельное сопротивление (Па/м), L — длина канала (м). Для гибких рукавов R составляет 1,5–2,5 Па/м, для жестких стальных каналов — 0,2–0,4 Па/м.
Это означает, что при длине 20 м потеря давления составит около 8 Па для жесткой трубы и 40 Па для гибкого аналога. От этого зависит выбор вентилятора.
При локальной схеме важен уровень шума. Установка с производительностью 200 м³/ч должна иметь шумность не выше 35 дБ в помещении.
В централизованной системе допускается шум на выходе из установки до 55 дБ, так как уровень снижается по мере прохождения через воздуховоды. Для снижения звука применяются гибкие вставки длиной 200–300 мм и шумоглушители круглого сечения длиной 900 мм.
С точки зрения нормативов, минимальный воздухообмен рассчитывается исходя из 30 м³/ч на одного человека или 3 м³/ч на 1 м² площади. Так, в помещении площадью 20 м² при двух сотрудниках требуется подача не менее 60 м³/ч.
В жилых модулях нормы СанПиН требуют кратность не ниже 1 в час, что означает полное обновление объема воздуха за 60 минут.
При монтаже централизованной системы особое внимание уделяется стыкам между блоками. Канал проходит сквозь фланцевое соединение, где дополнительно укладывается термостойкий герметик на основе силикона.
Снаружи узел обжимается оцинкованными пластинами толщиной 2 мм, что предотвращает утечки. Для разборки конструкции применяют фланцевые соединения на болтах М8 с шагом 100–150 мм.
При скрытом монтаже стоит учитывать массу конструкции. Стальной канал диаметром 200 мм весит около 2,4 кг/м, при длине магистрали в 30 м нагрузка на несущие элементы составит около 72 кг без учета изоляции.
Поэтому в проекте предусматриваются закладные профили, закрепленные к каркасу здания.
Теплоизоляция воздуховодов выполняется минеральной ватой плотностью 40–50 кг/м³ толщиной 50 мм. Она предотвращает образование конденсата при прокладке через холодные зоны и снижает теплопотери.
При локальной схеме изоляция применяется только при прохождении через наружную стену, в остальных случаях достаточно шумоизоляции.
С точки зрения обслуживания централизованная схема требует установки ревизионных люков через каждые 10–12 м. Их размер обычно составляет 400×400 мм.
В случае локальной системы доступ к установке осуществляется через съемную панель в самом модуле. Это упрощает ремонт, но при выходе из строя нескольких установок потребуется больше времени на обслуживание.
В небольших зданиях до 4–5 модулей рационально использовать отдельные установки, так как стоимость каждой компактной системы составляет 50–70 тыс. руб.,
а монтаж ограничивается несколькими часами. При площади свыше 500 м² целесообразнее централизованное решение: одна мощная установка производительностью 2000 м³/ч обойдется в 350–450 тыс. руб., но затраты на обслуживание будут ниже, чем у 15–20 отдельных агрегатов.
При выборе схемы полезно оценить энергопотребление. Локальная установка мощностью 150 Вт при работе 10 ч/сутки потребляет около 1,5 кВт·ч.
Для десяти таких блоков суточное потребление составит 15 кВт·ч. Централизованная система на 2 кВт при той же длительности работы расходует 20 кВт·ч, но обеспечивает воздухообмен всего здания.
При скрытом размещении рекомендуется заранее предусмотреть проходы под воздуховоды при изготовлении модулей на заводе. Толщина потолочных панелей должна позволять вырезать отверстия диаметром 100–200 мм без риска ослабления конструкции.
Если этого не сделать на этапе производства, при монтаже на объекте потребуется дополнительное усиление стыков, что повышает стоимость.
В помещениях с переменной нагрузкой, например в переговорных, часто используют вытяжные решетки с регулируемыми жалюзи, позволяющие изменять расход воздуха от 30 до 100 м³/ч. В централизованной системе балансировка выполняется с помощью дроссель-клапанов, устанавливаемых в ответвлениях.
Таким образом, локальные установки подходят для компактных объектов с небольшим количеством помещений, где важна независимость каждого блока. Централизованная система удобнее при крупных площадях, где требуется единое управление и экономия на обслуживании.
В обоих случаях скрытый монтаж возможен, но требует учета габаритов оборудования, толщины перегородок и размеров соединительных узлов.