Согласно нормативным документам системы воздухообмена в залах ванн бассейнов должно исключать образование застойных зон при преобладании вытяжки над притоком в объеме не более 0,5кратного обмена. Система вентиляции – приточновытяжная с механическим побуждением, автономная, самостоятельная (не связанная с системой вентиляции остальной части коттеджа). Для залов ванн рекомендуется подбирать вентиляционные установки из расчета их работы в двух режимах: самостоятельные приточные и вытяжные установки, предназначенные только для нерабочего периода бассейна, и дополнительные установки, которые совместно с первыми должны в период работы бассейна обеспечить расчетный воздухообмен.

Вытяжные шахты следует оборудовать утепленными клапанами с электроподогревом и дистанционным управлением, и поддонами для сбора и удаления конденсата. К клапанам и поддонам следует обеспечивать удобный доступ обслуживающего персонала. Размеры внутреннего сечения шахт определяются по расчету с учетом гравитационного и ветрового напора и давления, создаваемого приточной вентиляцией.

Уровень шума в залах не должен превышать 60 дБ(А).

Особенности проектирования частных бассейнов
Каждый бассейн в коттедже строится по индивидуальному проекту, с индивидуальным объемнопланировочным решением, с уникальным художественным оформлением. Основное требование: максимальный уровень физиологического и психологического комфорта.

За последние 10 лет, путем проб и ошибок, выявились общие черты благополучного частного бассейна.

Обычно зал ванны бассейна размещается в пристроенном одноэтажном здании, единственный вход в зал ведет из дома через вспомогательные помещения, площадь зеркала бассейна от 18 до 50 м2, ширина обходных дорожек вокруг ванны от 1 до 3 м, высота бассейна от 4 до 6 м, водяное отопление по периметру остекления, большая площадь остекления, стеклянная дверь с выходом на веранду.

Режим использования бассейна кратковременный, эпизодический, число купающихся одиндва человека. Все чаще применяется зашторивание водной поверхности бассейна.

Система воздухораспределения проектируется, под давлением архитектурнохудожественного оформления потолков и стен зала. Далеко не удается выполнить привычные рекомендации:

– влажный воздух, как наиболее легкий, рек. удалять из верхней зоны;

– площадь вентиляционных решеток должна быть достаточно большой, чтобы обеспечивать рекомендуемые скорости движения воздуха;

– желательно стремиться к реализации принципа вытеснительной вентиляции.

На мой взгляд, практика применения в частных бассейнах напольных приточных решеток или настенных приточных решеток в нижней зоне зала бассейна не оправдала себя: слишком часто ощущался дискомфорт от движения воздуха, что объясняется мизерными размерами зала и близость вентиляционных решеток к «рабочей зоне».

Два ограничения на выбор относительной влажности воздуха в частном бассейне
Хотя российскими нормативными документами допускается высокая относительная влажность воздуха, до 65 %, существуют два фактора, вынуждающие снижать это значение для частных бассейнов до уровня 50–45 % и ниже.

Один из упомянутых факторов – дискомфорт, ощущение духоты.

Другой фактор – выпадение конденсата на стенах, окнах, конструкциях.

Ранее сообщалось [12], что низкая относительная влажность до 15–20 % не оказывает отрицательного влияния на самочувствие и здоровье людей.

Требование максимального комфорта
В европейских стандартах [5, 6] указывается, что относительная влажность должна лежать в области физиологического комфорта. При слишком высокой относительной влажности возникает ощущение духоты. Верхний предел комфортного состояния неодетого человека соответствует парциальному давлению водяных паров 2,27 кПа (влагосодержание при этом давлении составляет 14,3 г/кг сухого воздуха). Для избежания дискомфорта при высокой температуре воздуха относительную влажность следует снижать (табл. .

Выпадение конденсата, точка росы
Значения точки росы (температуры, ниже которой неизбежно выпадение конденсата) приведены в табл. 2.

Достаточным условием отсутствия конденсации паров на внутренних стенах и окнах является превышение температуры внутренних поверхностей tпов. над точкой росы tт.р.: tпов. > tт.р..

Это условие легко преобразовать в требование к сопротивлению теплопередаче наружных ограждений. Если пренебречь лучистым теплообменом м. поверхностью воды в бассейне и внутренними поверхностями ограждений, то:

где R – сопротивление теплопередаче, м2 • °C/Вт:

где tв. – температура воздуха в бассейне, °C;

tн.в. – температура наружного воздуха, °C;

dі / lі – термические сопротивления отдельных слоев ограждения;

aн – k теплоотдачи наружной поверхности ограждений, Вт/(м2 • °C);

aвн. – k теплоотдачи внутренней поверхности ограждений, Вт/( м2 • °C).

Наиболее напряженная ситуация возникает при самой низкой температуре наружного воздуха, например, для Москвы расчетное значение равно –26 °C. В табл. 3 приведены расчетные предельные (исходя из условия отсутствия конденсата) значения сопротивления теплопередаче наружных ограждений, в том числе стеклопакетов и фонарей, при значении коэффициентов aвн. = 8,7 и aн = 23 Вт/(м2 • °C). (Лучистый теплообмен не учитывался).

Применяемые в нашей стране стеклопакеты имеют фактическое сопротивление теплопередаче, не превышающее 0,562 м2 • °C/Вт; такую характеристику имеет, например, трехкамерный стеклопакет марки 4–10Ar–4–12Ar–4 с заполнением аргоном. но возможно появление так же более эффективных стеклопакетов (R0 > 2 м2 • °C/Вт): нанесение пиролитического низкоэмиссионного покрытия (Кстекло) приводит к снижению потерь тепла за счет излучения фактически в 10 раз, низкоэмиссионное покрытие методом магнетронного распыления (iстекло) позволяет снизить потери на излуч. более чем в 20 раз [13]. Следует иметь в виду, что степень остекления наружных ограждающих конструкций залов частных бассейнов может достигать более 60 %.

на данный момент же для частных бассейнов можно рекомендовать применение трехкамерных стеклопакетов и проектировать систему вентиляции и осушения на относительную влажность воздуха не более 50 %.

Осушающий потенциал приточного воздуха
Легко оценивать максимальное количество влаги, удаляемой системой вытяжной вентиляции бассейна. В течение всего года температура удаляемого из бассейна воздуха равна 30–34 °С, максимальная относительная влажность не превышает 65 %. Это означает, что с каждым кубометром воздуха из воздушного пространства бассейна удаляется в атмосферу от 20 до 24 г воды (табл. .

Количество влаги, поступающее в воздушное пространство бассейна вместе с приточным воздухом, меняется вместе с погодными условиями. В зимнее время при отрицательных температурах наружного воздуха с каждым кубометром приточного воздуха в атмосферу бассейна поступает менее 5 г воды.

В летнее время с повышением температуры и относительной влажности наружного воздуха содержание влаги в нем растет (табл. . Например, при расчетных для Москвы параметрах наружного воздуха (температура 28,5 °С и энтальпия 54 кДж/кг) в одном кубометре наружного воздуха содержится 11,19 г воды.

Разность м. соответствующими значениями абсолютной влажности воздуха из табл. 4, 5 означает осушающую способность приточновытяжной вентиляции зала бассейна.

При расходе приточного воздуха 1 000 м3/ч и расчетных параметрах в летний период из атмосферы бассейна удаляется за счет вентиляции примерно 11 л воды в час.

В зимнее время при отрицательных температурах наружного воздуха осушающая способность приточновытяжной вентиляции резко возрастает. При расчетной температуре наружного воздуха для зимнего периода в Москве (–26 °С) и расходе приточного воздуха 1 000 м3/ч из атмосферы бассейна удаляется за счет вентиляции примерно 21 л воды в час:

в летнее время потребность в приточном воздухе возрастает и упомянутая выше рекомендация [3] предусматривать для бассейнов вентиляцию с переменным расходом (для рабочего и нерабочего периодов работы) получает дополнительное обоснование. Наиболее эффективно применение вентиляционных приточных установок с частотным регулированием производительности, в этом случае приточная установка комплектуется инвертором (преобразователем частоты и напряжения переменного тока).

Интенсивность испарения влаги в бассейнах
Интенсивность испарения влаги зависит от множественных факторов. Важнейшими из них являются температура воды и воздуха, относительная влажность воздуха в бассейне, площадь и состояние поверхности испарения.

Движущая сила цикла испарения представляет собой разность давления насыщенных водяных паров при температуре воды в бассейне, Ps, и парциального давления водяных паров над водой, Pп. Для рекомендуемых для частных бассейнов параметров воды и воздуха в табл. 6 приведены значения этой разности давлений.

Из таблицы видно, что интенсивность испарения воды с температурой 30 °С при постоянной относительной влажности 65 % уменьшается на 15 % при повышении температуры воздуха всего на один градус. И наоборот, если температура воздуха в бассейне снизится на 1 градус, то интенсивность испарения увеличится на 15 %. Если температура воды принята равной 30 °С, интенсивность испарения при температурах воздуха 31 и 33 °С отличается на 30 %. Следовательно, осушку атмосферы бассейна легче осуществить при более высокой температуре воздуха внутри бассейна.

Экстенсивные параметры испарения – это параметры, значение которых прямо пропорционально количеству испаряемой влаги. К таким параметрам относится площадь зеркала бассейна, площадь смоченных водой обходных дорожек и водных горок, количество купающихся людей, расход барботируемого воздуха в аттракционах.

Численные значения таких параметров могут изменяться в зависимости от режима эксплуатации бассейна, например, зашторивание водной поверхности бассейна приводит к резкому снижению расчетной площади.

Расчет количества воды, испаряющейся с поверхности бассейна, можно подсчитать по различным методикам. Наиболее распространенные из них изложены в Справочнике проектировщика и в статьях, опубликованных в профильных журналах [9, 10]. фактически все статьи, посвященные этому вопросу, излагают методику расчета немецкого Руководства VDIRichtlinien. VDI 208 Blatt 07.1994 [5], которое в 2005 году было заменен на новую редакцию [6], с другими расчетными формулами и коэффициентами [14].

Согласно новой редакции Руководства VDIRichtlinien. VDI 208 Blatt 0 2005 (Техническое оснащение плавательных бассейнов. Закрытые бассейны) [6] количество воды, кг/ч, испаряющейся с поверхности бассейна, можно подсчитать по формуле:

где Wисп – расход испарившейся воды, кг/ч;

b – k влагопереноса, м/ч:

b = 0,7 м/ч для зашторенной водной поверхности бассейна (испарение происходит только с переточных кан);

b = 7 м/ч для частного неиспользуемого бассейна;

b = 21 м/ч для частного используемого бассейна;

R = 461, 52 Дж/(кг • °С) – газовая постоянная для водяного пара;

T – средняя арифметическая (абсолютная) температура м. температурой воды и температурой воздуха в K;

Ps – давление насыщенных паров воды при температуре воды, Па;

Pп – парциальное давление водяных паров в зале чаши бассейна, Па;

F – площадь используемой поверхности зеркала бассейна, м2.

Результаты расчетов по приведенной формуле, выполненные нами для некоторых сочетаний температур воздуха, воды и относительной влажности воздуха в частном используемом бассейне, приведены в табл. 7.

Расчет количества воды, испаряющейся в водовоздушных аттракционах (аэромассажные плато, донные гейзеры), можно выполнить по формуле [6]:

где Wвозд – расход испаряющейся в водовоздушном аттракционе воды, кг/ч;

Mвозд – расход воздуха в аттракционе, кг/ч;

dw – влагосодержание в выходящем воздухе, кг/кг, равное влагосодержанию насыщенного воздуха при температуре воды;

dl – влагосодержание в воздухе зала, кг/кг.

Расчет количества воды, испаряющейся на водной горке, выполняют по формуле [6]:

где Wаттр – количество испаряющейся воды на водной горке, кг/ч;

b – k влагопереноса для водной горки, м/ч, для используемого бассейна равен 50 м/ч;

L – длина смоченной поверхности водной горки, м;

B – ширина (средняя) смоченной поверхности водной горки, м.

Расчет количества влаги, поступающей от купающихся, обычно выполняют по формуле:

где Wл – количество влаги, кг/ч;

n – количество купающихся;

wл = 0,225 кг/ч, влагопоступление с одного купающегося.

Конденсационные осушители
Проблему регулирования влажности в частных бассейнах можно полностью решить с помощью осушителей, принцип действия которых основан на конденсации водяных паров на охлаждаемых поверхностях. Более того, некоторые модели таких осушителей имеют устройства для подвода небольшого количества свежего приточного воздуха, достаточного, однако, для соблюдения нормативных требований (80 м3/ч на купающегося). С технической точки зрения конденсационные осушители являются высокотехнологичным оборудованием многоцелевого назначения для неглубокой осушки воздуха. В Советском Союзе такие осушители были разработаны и исследованы в 1970х годах под названием «механические осушители». Современный рынок предлагает для бассейнов два исполнения осушителей: настенные и канальные, различной производительности.

Существуют несколько причин, мешающих повсеместному и исключительному применению осушителей:

– высокая стоимость начальных и эксплуатационных затрат;

– несоответствие внешнего вида настенного осушителя интерьеру бассейна;

– шум работающего осушителя;

– желание сохранить высокую, сверхнормативную кратность воздухообмена по свежему приточному воздуху, что обеспечивает снижение микропримесей (хлора и др. веществ) до малозаметного уровня.

Осушители канального типа позволяют устранить все претензии по внешнему виду и шуму, поскольку они допускают размещение в технических помещениях бассейна, но необходимая система воздуховодов для рециркуляции воздуха через осушитель и бассейн так же более повышает начальную стоимость системы.

На практике достигнут компромисс: частный бассейн оснащается системой приточновытяжной вентиляции согласно требованиям нормативных документов и однимдвумя осушителями для снижения относительной влажности до желаемого уровня. Осушители, снабженные гигростатами, включаются в работу автоматически в случае необходимости. Обычно это происходит в летнее время при пользовании бассейном, когда осушающий потенциал системы вентиляции недостаточен.

Совместное применение вентиляции и осушителей позволяет поддерживать относительную влажность на низком уровне, исключающем дискомфорт и выпадение конденсата на окнах, металлоконструкциях и стенах. Такое сочетание позволяет рассматривать сложные оптимизационные задачи, направленные на достижение минимальных энергозатрат при дополнительных ограничениях как на стадии проектирования, так и в цикле эксплуатации.

Советы молодому проектировщику
Приступая к проектированию системы вентиляции и осушения закрытого бассейна для индивидуального дома, прежде всего, следует утвердить в техническом задании на проектирование расчетную температуру воды (28–30 °С), температуру воздуха (на 2–4 °С выше температуры воды) и наименьшее из реальных величин значений сопротивления теплопередаче наружных ограждений, включая наружные стены, кровлю, окна и фонари.

С помощью табл. 3 рек. выбрать расчетную относительную влажность воздуха внутри бассейна, а затем рассчитать количество воды, поступающей в бассейн для летнего и зимнего периодов времени при различных режимах использования и в нерабочем состоянии.

Производительность осушителя должна соответствовать не менее 30 % максимальной величины влагопоступлений, остальную часть влаги следует удалять за счет приточновытяжной вентиляции. Теплоснабжение калорифера приточной установки должно быть круглогодичным, непрерывным; регулирование работы смесительного узла – с помощью канального датчика температуры, установленного на входе приточного воздуха в бассейн.

Осушитель рек. снабдить легко доступным выносным регулируемым гигростатом, а приточную и вытяжную установки – общим регулятором расхода. В инструкции по эксплуатации должныбыть указаны рекомендации по настройке гигростата и регулятора расхода в зависимости от режима использования бассейна, времени года и погодных условий.

Подробному раскрытию темы посвящен соответствующий мастеркласс , в программу которого входят теоретические и практические занятия, примеры расчета и проектных решений, техникоэкономическая информация.

Литература
СанПиН 2.1.2.1188–0 Санитарноэпидемиологические правила и нормативы. Проектирование, строительство и эксплуатация жилых зданий, предприятий коммунальнобытового обслуживания, учреждений образования, культуры, отдыха, спорта, плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды. Контроль качества.

СНиП 2.08.02–89*. Общественные здания и сооружения. Раздел Инженерное оборудование. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.

Проектирование бассейнов. Справочное пособие к СНиП 2.08.02–89.

Справочное пособие к СНиП 2.08.02–8 Проектирование предприятий бытового обслуживания населения.

VDIRichtlinien. VDI 208 Blatt 1.07.199 Warme, Raumlufttechnik, Wasserver und entsorgung in Hallen und Freibadern. Hallenbader.

VDIRichtlinien. VDI 208 Blatt 1.03.200 Entwurf (проект). Technische Gebaudeausrustung von Schwimmenbadern. Hallenbader.

Ривкин С. А., Александров А. А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. – М. : Энергия, 1975.

Розенфельд Л. М., Ткачев А. Г. Холодильные машины и аппараты. М. : Госторгиздат, 1955.

Справочник проектировщика. Часть Вентиляция и кондиционирование воздуха / Под редакцией канд. техн. наук Н. Н. Павлова и инж. Ю. И. Шиллера. – М. : Стройиздат, 1992.

1 Антонов П. П. Методика расчета и проектирования систем обеспечения микроклимата в помещениях плавательных бассейнов // Мир Климата. Спецвыпуск проектировщику. http://mirklimata. apic. ru /archive/proekt/4.html.

1 Алейников А. Е., Федоров А. Б. Требования к проектированию наружных светопрозрачных ограждающих конструкций залов крытых аквапарков // СтройПРОФИль. – 200 – № 1(4 . http://www.stroypress.ru/print. php?id=6067.

1 P. Ole Fanger. Качество внутреннего воздуха в XXI веке: влияние на комфорт, производительность и здоровье людей // AВОК. – 200 – № 4.

1 Зубков В. Как правильно выбрать стеклопакеты для окон // Стройинфо. – Самара. http://www.zodchiy.ru/sinfo / /archive/23.00/page3.html.

1 Знакомьтесь – Ассоциация инженеров Германии, VDI // . – 200 – № – С. 90.