|
|
 |
|
 |
 |
Вентиляция и кондиционирование офисов
|
|
Вентиляция и кондиционирование офисов должна отвечать следующим требованиям:
- Системы отопления, вентиляции, кондиционирования и увлажнения воздуха, позволяющие регулировать температуру в отдельном офисном блоке.
- Система способна обеспечить круглосуточное охлаждение серверных, поддерживать среднюю температуру в офисах в диапазоне 22-23 градуса (+/- 1 градус)
- Осуществлять воздухообмен из расчета 60 м3/ч на 10 кв.м. арендуемой площади».
В оценке будущей стоимости системы важно понимать загрузку офисов. С одной стороны, сомнительно, чтобы в офисе класса «А» сотрудники размещались очень плотно, когда трудно пройти между столами. Но в то же время, еще более сомнительным представляется, что арендатор будет платить высокую аренду за категорию «А» и давать сотрудникам большой простор. В классификации говориться о 60 м3/ч на 10 кв.м. При этом по украинским нормам одному сотруднику с постоянным пребыванием необходимо подавать 60 м3/ч свежего воздуха. Получается, что по классификации 2006 года в офисе класса «А» на каждого человека приходится 10 кв.м., во что очень трудно поверить.
Полагаем, что составители классификации опирались не на украинские СНИПы, а на зарубежную классификацию. Скажем, в Великобритании на одного сотрудника должно приходиться только 40 м3/ч. Следовательно, на каждого человека в офисах класса «А» г. Лондона приходится не 10 кв.м., а 6,6 кв.м. Эта цифра уже очень похожа на правду. Противоречие здесь в том, что советские, а потом и украинские нормы по вентиляции существенно жестче, чем в других странах. Цифра 60 м3/ч в наших нормах взята с оправданным запасом. Вообще говоря, по исследованиям отечественных классиков для комфортного пребывания в помещении человеку достаточно 38 м3/ч, однако, в подавляющем большинстве случаев воздухораспределение в помещении выполняется не оптимально, в результате, до рабочей зоны не доходит весь воздух. Подавая 60 м3/ч, мы учитываем потери на плохое воздухораспределение.
Поскольку мы живем в Украине и сдаем проекты в украинские, а не в английские СЭС, мы должны рассчитывать воздухообмен, исходя из 60 м3/ч на одного человека, или на 60 м3/ч на 6-7 кв.м.
Сколько это стоит?
Опишем систему, которая соответствует требованиям данной классификации.
Здание должно иметь приточно-вытяжную вентиляцию, которая подает и удаляет 60 м3/ч на одного человека. Это требование для офисного здания любого класса. Этот минимум воздуха по санитарным нормам.
Система вентиляции должна оснащаться увлажнителем воздуха. К этому требованию чаще всего не относятся серьезно, хотя оно совершенно понятно. В зимнее время воздух очень сухой, и в офисах влажность достигает 15-20%. Но отношение к увлажнителям воздуха всегда было негативное - это дорогое и довольно капризное устройство. Современное вентиляционное оборудование не имеет тех проблем, однако, по инерции очень мало зданий имеют центральную систему увлажнения.
Здание должно оснащаться системой кондиционирования, которая должна «поддерживать среднюю температуру в диапазоне 22-23 градуса». В летнее время все просто – даже обычный бытовой кондиционер способен поддержать температуру 22 градуса. Все сложности появляются в зимнее время. Дело в том, что в зимнее время и переходный период , в офисах жарко особенно в зонах где нет наружных стен и окон по причине отсутствия теплопотерь, а теплопоступления в офисах постоянные за счет – освещение, большого количества оргтехники, персонала, посетителей данное количество тепла достаточное для прогрева помещений до 25-28 градусов. К примеру, элитный офисный центр города Киев БЦ «ПАРУС», данное здание имеет стеклянный фасад через который в помещения поступают большие теплопоступление, как в летний период так и в зимний период, существующая система кондиционирования чиллер-фанкойл работает только с апреля по октябрь . Зимой и в переходный период в некоторых помещениях, особенно с южной стороны температура может подниматься до 28 градусов. Для наших клиентов в этом здании мы установили на южную сторону дополнительную систему кондиционирования VRV 3 DAIKIN, данная система смогла обеспечить клиентам температурный комфорт на протяжении года.
Пример нашего решения Вы можете посмотреть по данной ссылке.
Охлаждать помещения зимой сложно - сплит-системы, мульти-сплит системы, традиционные чиллеры не работают на охлаждение в сильные морозы.
Выхода два:
- использовать мощную вентиляцию, которая подает в помещение достаточное количество воздуха с температурой 17-19 градусов для «разбавления» тепла. Не пугайтесь, но в населенном офисе кратность воздухообмена в зимнее время может достигать девяти-десяти! Совершенно очевидно, что на это мало кто идет – огромные воздуховоды, множество воздухораспределителей, громадная вентустановка – все это дорого и неудобно.
- использовать системы кондиционирования, которые могут работать в зимнее время на охлаждение. К ним относятся чиллеры с гликолевым контуром, системы с тепловыми насосами (мини-чиллеры водяного охлаждения внутреннего исполнения) и градирней с гликолевым контуром, специализированные системы VRV.
Для удовлетворения еще одного требования классификации – предоставление возможности арендаторам регулировать температуру воздуха в каждом офисном блоке необходима система кондиционирования с местными доводчиками (устройства, которые доводят температуру до заданной). Это могут быть внутренние блоки VRV или фанкойлы.
Стоимость подобной системы «под ключ» для зданий класса «А» - от 100 до 170 дол. США. за кв.м. Однако, сейчас все офисные комплексы сдаются в стадии «shell & core», поэтому цена серьезно снижается.
Стадия «shell & core»
Под понятием «shell & core» понимается стадия строительства, на которой только общественные зоны имеют законченный вид и полностью оснащены всеми инженерными системами и коммуникациями, а арендаторам на арендованных площадях предоставляется только точки подключения к основным инженерным системам на этаже.
В результате, когда арендатор заходит на этаж, он получает: отводы в воздуховодах приточной и вытяжной систем с установленными дроссель-клапанами (и пожарными клапанами), отводы с установленными кранами системы холодоснабжения (для подключения фэнкойлов, и др.).
Арендатор сам выполняет разводку воздуховодов и трасс холодоснабжения по этажу, устанавливает фанкойлы, приточные и вытяжные решетки в соответствии с собственной планировкой и пожеланиями.
Для арендаторов офисных помещений класса «А» такая схема оптимальна, ведь она позволяет арендаторам делать в своих офисах все, что ему потребуется.
Эта схема также на руку арендодателям, ведь ему не нужно платить за дорогостоящее внутренне оснащение. Внутренняя разводка системы вентиляции и кондиционирования обходится от 70 до 130 дол. США за кв.м. В связи с этим для инвестора вентиляция и кондиционирование до стадии «shell & core» обойдется в 70- 150 дол. США. за кв.м.
Справочник девелопера
Представляем некоторые эмпирические данные, которые будут вам полезны.
Наименование |
Данные |
Расход воздуха |
По классификации для класса «А» - 60 м3/ч на 10 кв.м. или что соответствует кратности равной двум.
Мы все же рекомендуем считать 60 м3/ч на одного человека, т.е. на 6-7 кв.м., что соответствует кратности 3-3,5. (В расчетах всегда принимаем условную высоту 3 метра) |
Мощность системы кондиционирования по холоду |
100-130 Вт холода на кв.м. полезной площади |
Расход холода для охлаждения уличного воздуха в приточной системе |
Для определения количества холода для охлаждения воздуха в приточной установке с 28,5 до 18 градусов (с учетом потерь) требуется расход умножить на цифру 4,5.
К примеру, для охлаждения 10 000 м3/ч уличного воздуха до +18 требуется около 45 000 Вт или 45 кВт
Обращаем внимание, что зачастую не учитываются потери в испарителе. Наш ориентировочный расчет это учитывает. |
Расход электроэнергии на двигатели системы вентиляции |
5 кВт на каждые 10 000 м3/ч приточной системы. Примерно столько же на вытяжные системы. |
Расход электроэнергии на систему кондиционирования |
Для систем VRV – 30-40 Вт на 1 кв.м
Для чиллер-фанкойлов – 50-60 Вт на 1 кв.м. |
Затраты на теплоснабжение калориферов в зимнее время (нагрев воздуха с -22 до +18) |
Обычная приточная установка: 14 кВт на каждые 1000м3/ч Пластинчатый рекуператор: 7-8 кВт
Роторный рекуператор: 3-4 кВт |
Запотолочное пространство для вентиляции и кондиционирования |
В коридорах – 600 мм, в помещениях – 350 мм.
(для этажа 2000 кв.м.) |
Площадь под венткамеры |
Для приточной венткамеры – не менее 30 кв.м. на каждые 20 000 м3/ч.
Для вытяжной венткамеры – не менее 25 кв.м. на каждые 20 000 м3/ч |
Вес наружных блоков системы кондиционирования |
Средний приведенный вес чиллера без воды: 9,5 кг за 1 кВт по холоду.
Т.е. чиллер на 100 кВт весит около 950 кг, 500 кВт – 4750 кг и т.п.
Если учитывать обвязку, баки и воду, то 1 кВт будет «весить» 11-12 кг. Вес системы VRF не имеет прямой зависимости, блоки с одним и тем же размером и весом могут иметь один вес. Так, 50 кВт блок весит столько же, сколько и 75 кВт. Поэтому, 1 кВт VRF может весить от 7 до 15 кг. |
Площадь под установку наружных блоков |
Приведенная площадь под установку чиллера с воздушным охлаждением: 100 кВт чиллер занимает 2,3 кв.м., 250 кВт – 5,75 кв.м., 500 кВт – 11,5 кв.м.
Площадь под VRF: 100 кВт блок занимает 2,1 кв.м. площади пола |
Сравнение стоимости различных технических решений
Возьмем систему кондиционирования на 250 кВт, сравниваем оборудование среднего ценового диапазона, цены розничные.
Наименование, мощность 250 кВт по холоду |
Оборудование, дол США. |
VRF |
112 000 |
Чиллер-моноблок воздушного охлаждения с гидромодулем |
117 000 |
Чиллер с водяным охлаждением и сухой градирней |
141 110 |
Чиллер внутреннего исполнения (с центробежным вентилятором) |
150 000 |
Внутренний блок системы VRF кассетного типа, 10 кВт по холоду |
3 100 |
Фанкойл кассетного типа, 10 кВт по холоду cузлом обвязки |
1 980 |
Пример вентиляции и кондиционирования офисного здания по стадии «shell&core»
4-х этажное реконструируемое офисное здание в центре города, площадью 7200 кв.м. Высота потолков – 3.5 метра. Здание имеет два крыла. Источник теплоснабжения – вода от ИТП температура 90/70.
Принятые технические решения:
Две приточные вентиляционные установки (центральные кондиционеры) с секциями заслонки, фильтра, водяного нагревателя, водяного охладителя, шумоглушителя компании «ASYS» (каждая для своего крыла) подают воздух в объеме санитарной нормы – 60 м3/ч на одного человека. При загрузке офиса 7 кв.м. на одного человека, учитывая, что 20% помещений отведены для коридоров, санузлов, лестничных клеток и т.п., получаем полезную площадь 7200 х 0,8 =5760 кв.м. При расчете на одного человека 7 кв.м получаем наполняемость офиса 820 человек. Расход воздуха равен 820 х 60 м3/ч = 49 000 м3/ч.
Две отдельные вытяжные установки обслуживают офисы, отдельные установки – санузлы, комнаты для курения.
Воздуховоды от приточных и вытяжных вентиляционных установок выходят из венткамер и проходят вертикально через все этажи, организуя таким образом стояки. На каждом этаже от стояка отходит отвод с пожарным клапаном и дроссель-клапаном.
В качестве системы кондиционирования была выбрана комбинированная схема. В приточной системе (центральном кондиционере) уличный воздух охлаждается до температуры +22 градуса. В результате, в помещения подается не горячий уличный воздух, а воздух с комфортной температурой.
Основную нагрузку для охлаждения будут принимать на себя фэнкойлы. В стадии «shell&core» мы не знаем, какой тип фанкойлов и какое их количество захочет арендатор. Мы только обязаны завести на каждый этаж трассу холодоснабжения, по которой арендатору подается необходимое количество холодной воды для полноценного кондиционирования его площадей.
На каждый этаж заходит два трубопровода в изоляции (прямая и обратная вода) с установленными на них запорными кранами. Когда арендатор въедет на этаж, он подключится к этим трубопроводам и самостоятельно выполнит разводку по этажу.
В качестве источника холода был выбран чиллер-моноблок с воздушным охлаждением McQuay мощностью 770 кВт по холоду. В обвязку чиллера входит: насосная группа с двумя насосами, аккумуляторный бак на 1,5 тонны, расширительный бак 200 литров (все три элемента в едином корпусе гидромодуля), узел подпитки, запорная арматура, фильтры, балансировочные краны и т.п.
Вместе со службой эксплуатации Заказчика было принято решение отказаться от применения гликолевого контура с промежуточным теплообменником. Вообще говоря, гликолевый контур позволяет работать чиллеру в прохладное время, а также позволяет избегать ежегодной процедуры слива воды из общего контура для консервации перед зимой, а также заполнения контура водой весной перед запуском.
Поскольку чиллер располагается вблизи от здания, мы провели акустические расчеты с целью выбора способа гашения шума и разработали конструкцию экранов.
Самые распространенные проблемы для офисных комплексов класса «А»
Нехватка электроэнергии
Проблема больная и … дорогая. Если несколько лет назад подвод одного кВт электричества обходится в 700 дол. США ., теперь эта цифра доходит до 3 000 дол. США . Поэтому наблюдается резкий рост применения энергосберегающего оборудования. Для вентиляции эта проблема стоит не так остро, как для кондиционирования. Мощность двигателей вентиляционных установок на порядок меньше затрат на производство холода компрессорами холодильных машин.
Традиционный способ экономии электроэнергии – это выбор самых экономных чиллеров, или наружных блоков VRV. Однако, существенной разницы в электропотреблении между дорогими и экономичными чиллерами вы не увидите. Несколько лет назад Clivet начал широкую кампанию по продвижению своих энергосберегающих чиллеров, которые потребляют на 20-30% меньше энергии. К ним присоединились McQuay и др. марки
Давайте сравним максимальное потребление электроэнергии чиллерами различных марок (выберем чиллеры воздушного охлаждения) и системами VRV, мощность охлаждения которых составляет 250 и 500 кВт.
Модель |
Clivet |
Ciat |
Carrier |
McQuay |
VRV
DAIKIN |
Чиллер на 250 кВт. Максимальное потребление кВт. |
117 |
120 |
127 |
115 |
72 |
Чиллер на 500 кВт. Максимальное потребление кВт. |
253 |
253 |
264 |
240 |
166 |
Теперь сравним энергопотребление чиллеров различных типов, на примере чиллера мощностью 500 кВт по холоду (на примере чиллеров Clivet)
Тип |
Чиллер воздушного охлаждения |
Чиллер водяного охлаждения с сухой градирней |
Чиллер водяного охлаждения с мокрой градирней |
Чиллер с выносным фреоновым конденсатором |
Максимальное потребление кВт |
253 |
213 +32=245 |
213+42,3=255,3 |
204+32,2=234,4 |
Вывод таков: минимальное электропотребление у чиллера с выносным фреоновым конденсатором. Однако, экономия по сравнению с самым распространенным чиллером воздушного охлаждения составляет около 10%.
Радикальное решение проблемы электропотребления системы кондиционирования – это применение абсорбционных чиллеров. Упрощенно говоря это чиллеры, в которых вместо компрессора на электричестве используются своего рода химические компрессоры. Для работы этого «химического компрессора» требуется мощный источник тепла. Им может быть: энергия от горения газа, энергия сетевой (городской) горячей воды или энергия пара. В результате, такие чиллеры потребляют электроэнергии, как несколько компьютеров. Однако, для их работы требуется газ, горячая вода или пар.
Такие чиллера несмотря на свою экономичность еще мало применяются в стране.
Нехватка тепловой энергии для калориферов
В зимнее время приточный воздух должен быть прогрет с -22(по Киеву) до +18. Для этого требуется большое количество тепла. Для простого расчета умножайте расход воздуха на 14, получите количество тепла в Ваттах. Для 10 000 м3/ч требуется 140 000 Вт тепла.
Уже многие годы известен принцип утилизации тепла – тепло вытяжного воздуха передается (при этом не происходит смешивания) холодному воздуху с улицы.
Самым эффективным является роторный рекуператор его эффективность может составлять до 80%.
Невозможность установи чиллеров на кровле или во дворе
Зачастую кровля здания не рассчитана на установку на него чиллера весом с КАМАЗ. В этом случае есть два варианта.
Первый – чиллер с воздушным охлаждения заменить на чиллер с водяным охлаждением и установить на кровле только градирню (сухую или мокрую). Сам компрессорный агрегат располагается обычно в подвале, в техническом помещении. Для некоторых зданий еще лучшим выходом будет установка чиллера с выносным фреоновым конденсатором. Он еще легче и имеет меньшие габариты.
Второй – применение чиллеров внутреннего исполнения. Это чиллер с воздушным охлаждением, но оснащенным мощным центробежным вентилятором с большим напором. Чиллер устанавливают внутри помещения, а горячий воздух от конденсатора выбрасывается на улицу по воздуховодам.
|
|
|
 |
 |
|
 |
|
|
|