использование современных энергоэффективный решений
Правила комфорта
Климатическая система частного бассейна обеспечивает вентиляцию, отопление и осушение воздуха в помещении бассейна. Каждая из решаемых системой задач важна по-своему. Так, купание в бассейне может оказаться дискомфортным, а в некоторых случаях и небезопасным для здоровья из-за недостаточной подачи свежего приточного воздуха или в результате неправильного распределения вентиляционных потоков в помещении. Подача свежего воздуха в помещение чаши бассейна определяется по расчету и составляет не менее 80 м. куб/час на одного плавающего и не менее 20 м. куб/час на одного зрителя. Скорость движения воздушных масс в помещении бассейна должна быть минимальной, в пределах 0,15 — 0,2 м/с, так как раздетые люди, как правило, очень чувствительны к сквознякам.
К ярко выраженному дискомфорту приводят значительные колебания температуры воздуха. В частных бассейнах ее рекомендуется поддерживать строго в пределах 27-30 С (и обязательно на 1-2 градуса выше температуры воды). Именно такая температура воздуха при минимальном градиенте по высоте помещения бассейна ощущается раздетыми купальщиками как наиболее комфортная, не вызывающая напряжения реакций терморегуляции организма. Как известно, во всех других комнатах загородного дома оптимальной является температура 22 — 24 градус.
Опять же, для повышения комфорта купальщиков, а также для обеспечения расчетного срока эксплуатации здания бассейна чрезвычайно важно осушение внутреннего воздуха, так как водная поверхность является интенсивным источником выделения влаги. Если относительная влажность воздуха превышает оптимальные 50% зимой и 65% летом (хотя бы на 15-20%) то условия пребывания в помещении бассейна становятся практически невыносимыми — возникает ощущение духоты, с потолка то и дело капает конденсат, запотевают стекла и т.п. Влага на стенах и на других поверхностях вызывает коррозию, гниение материалов и образование на поверхности и в толще материала грибковой плесени, в результате чего помещение бассейна может прийти в негодность всего за один сезон эксплуатации.
Что выбрать?
Климатические системы, способные создавать и круглогодично поддерживать в бассейне оптимальный микроклимат, можно подразделить на центральные и децентрализованные.
Центральные системы чаще используют в общественных бассейнах площадью от 100 и более квадратных метров. Традиционно подобные системы создаются на базе одного или нескольких центральных кондиционеров модульного типа, работающих в прямоточном режиме, и независимых вытяжных систем вентиляции (вентиляция, отопление и снижение относительной влажности за счет интенсивного проветривания), или на базе более экономичных центральных приточно-вытяжных установок со встроенной активной системой осушения воздуха и с теплоутилизатором. Децентрализованные климатические установки обычно используют в частных бассейнах площадью от 10 до 100 квадратных метров.
В данной статье речь пойдет о некоторых принципах построения децентрализованных климатических установок (точнее, входящих в их состав подсистем вентиляции, осушения воздуха и отопления), прототипы которых уже не первый год эксплуатируются в частных бассейнах и не вызывают нареканий у пользователей.
Стальные легкие бассейна
Система вентиляция частного бассейна обеспечивает подачу санитарной нормы свежего воздуха, необходимого для дыхания людей (в зависимости от количества присутствующих), равномерное распределение притока по помещению, а также удаление из бассейна вместе с вытяжным воздухом некоторого количества испаряющейся с поверхности воды влаги, неприятных запахов и табачного дыма. Так как собственно бассейн и помещения основного здания имеют разные функциональные назначения и резко отличный внутренний тепло-влажностный режим, в бассейне чаще всего обустраивается индивидуальная вентиляция. Однако в некоторых случаях, например, при проветривании небольших бассейнов-купелей, выгоднее подавать свежий воздух от приточной установки, обслуживающий весь коттедж (не смотря на то, что при этом необходим дополнительный подогрев притока в приточном воздуховоде), а удаление воздуха из помещения бассейна осуществлять через индивидуальную вытяжку.
Индивидуальная система вентиляции бассейна чаще всего строится на базе приточной установки и вытяжного вентилятора или на основе моноблочной приточно-вытяжной установки. Благодаря малой конструктивной высоте и длине приточные и приточно-вытяжные установки, как правило, удается разместить в помещении бассейна между капитальным и подвесным потолком или закреплять на строительных конструкциях (стенах, колоннах и т.д.) в горизонтальном (а иногда и в вертикальном) положении. Для подвески установок используются крепежные элементы: кронштейны, шпильки с гайками, резиновые втулки и др. В случаях, когда необходима подвеска агрегата к перекрытию (если, например, сверху расположена жилое помещение), используются пружинные виброизоляторы.
Отдавая предпочтение системе вентиляции на базе приточной установки и независимого вытяжного вентилятора, заказчики уповают на минимизацию капиталовложений и возможность отказаться от обустройства в бассейне сети вытяжных воздуховодов.
Во время работы подобной системы воздух через утепленный клапан и подводящий воздуховод поступает в установку, где очищается от пыли, при необходимости нагревается электрическим или водяным нагревателем, после чего поток нагнетается центробежным вентилятором в сеть приточных воздуховодов. Приточная сеть состоит обычно из воздуховода-коллектора из оцинкованного стального листа (магистральный участок), и отходящих от него гибких подводящих воздуховодов.
Устья подводящих воздуховодов стыкуются с вмонтированными в подшивной потолок, в стены или колонны (в зависимости от конструкции здания) воздухораспределительными устройствами. Выбор последних должен обуславливаться не столько дизайнерскими соображениями, сколько оптимальными характеристиками воздухораспределения. Струи приточного воздуха из решеток не должны направляться на поверхность воды, лучше использовать равномерное веерное распределение воздуха параллельно плоскости потолка.
Подвижность воздуха у водной поверхности должна быть минимальной, так увеличение подвижности приведет к возрастанию испарений.
Для удаления отработанного воздуха из помещения в системе с приточной установкой используется один или несколько настенных осевых вентиляторов с гравитационными жалюзи, производительность которых несколько выше, чем производительность приточной установки. Во время работы они создают некоторое разряжение в бассейне, которое необходимо для предотвращения распространения влажного воздуха по помещениям коттеджа, а также для защиты от проникновения влаги в ограждающие конструкции и рамы.
Стимулом для создания системы вентиляции на базе приточно-вытяжной установки, как правило, являются ее высокие теоретические показатели энергоэффективности.
Приточно-вытяжная установка обеспечивает не только приток в бассейн свежего, но и удаление отработанного воздуха за пределы здания. Потоки свежего и вытяжного воздуха движутся в установке по двум каналам, проходящим через утилизатор тепла (пластинчатый, роторный, тепловой насос), который позволяет подогревать или охлаждать (в зависимости от сезона) приточный воздух за счет тепла или холода сбрасываемого в окружающую среду вытяжного воздуха. Экономия энергии, расходуемой на подогрев приточного воздуха в холодный период, может составлять 60-85% (по сравнению с обыкновенной приточной установкой). Помимо утилизатора, в корпусе приточно-вытяжной установки располагаются приточный и вытяжной вентиляторы, фильтр, обеспечивающий очистку приточного воздуха от пыли, электрический или водяной нагреватель, который необходим для дополнительного подогрева приточного воздуха в сильные холода и др.
Приточная сеть воздуховодов ничем не отличается от сети системы на базе приточной установки. Для отвода отработанного воздуха из бассейна (т.е. для компенсации притока) проектируется сеть вытяжных воздуховодов, стыкующаяся с приточно-вытяжной установкой, один из вентиляторов которой заставляет отработанный воздух покидать здание через вытяжной воздуховод.
Ай да суховей
Система осушения обеспечивает удаление из воздуха избыточной влаги вплоть до нормативных значений, а также дополнительный подогрев воздуха или воды в бассейне. Строится система осушения на базе канального осушителя воздуха, внутри которого установлена небольшая холодильная машина. Испаритель и конденсатор холодильной машины, в отличие от кондиционера, располагаются в потоке циркулирующего через осушитель воздуха, в непосредственной близости друг от друга, так, что время пробега от испарителя до конденсатора составляет порядка десятых долей секунды. Нам этом пути воздух охлаждается в испарителе с выделением избыточной влаги, которая удаляется в канализацию. Затем на конденсаторе воздух нагревается, его относительная влажность снижается, а температура возрастает. Этот процесс продолжается до тех пор, пока относительная влажность воздуха в помещении бассейна не достигнет оптимального значения.
Характерно, что за счет регенерации скрытой теплоты конденсации пара температура воздуха на выходе из осушителя оказывается на 5-6 °С выше, чем на входе, таким образом осушитель воздуха вносит свой вклад в компенсацию теплопотерь помещения бассейна. Если подогрев воздуха не нужен (например, летом), холодильная машина дополнительно оснащается водоохлаждаемым конденсатором, тепло от которого может использоваться для подогрева воды в бассейне или для предварительного подогрева воды, используемой для бытовых нужд. В принципе, в осушитель можно установить дополнительный одно- или двухсекционный водяной нагреватель, который позволит подогревать осушаемый воздух до более высокой температуры и воздушную заслонку для подмеса свежего воздуха (10-15% от производительности системы осушения). Таким образом, одновременно с осушением воздуха заманчиво с помощью одной установки решать вопросы вентиляции и воздушного отопления бассейна. Однако в наших северных широтах подобный способ климатизации эксплуатируемого круглый год частного бассейна (особенно, воздушное отопление) нерационален, часто неосуществим.
Канальные осушители монтируются в отдельном техническом помещении (с помощью настенной консоли или напольных опор), связанном с бассейном воздуховодами, по которым из бассейна забирается влажный воздух, а в бассейн подается воздух, влага из которого удалена. Осушенный воздух в соответствующем количестве должен достигать по возможности всех поверхностей конструктивных элементов бассейна, особенно панорамных окон, наружных стен и потолка, в противном случае на холодных поверхностях возможно образование конденсата. Если имеется стеклянная кровля, то обязательно и ее обдув. Поэтому для доставки осушенного и подогретого воздуха к обдуваемым поверхностям в помещении бассейна прокладывается воздуховод-коллектор с распределительными жалюзийными решетками, которые формируют воздушные струи таким образом, чтобы «прижать» влажный воздух к водной поверхности, а окна и элементы строительных конструкций обдувать осушенным подогретым воздухом.
Отвод и транспортировку увлажненного воздуха в осушитель осуществляется через расположенный за подшивным потолком воздуховод-коллектор с воздухозаборными решетками. Конфигурация и месторасположение коллекторов определяется исходя из особенностей ограждающих конструкций здания бассейна, формы чаши и т.д. Следует отметить, что система осушения функционирует не только во время пользования бассейном, но и в период бездействия бассейна, когда приточная установка не работает. Поскольку в пустынном бассейне испарения влаги с неподвижной глади воды меньше, чем во время эксплуатации бассейна, производительность осушителей воздуха может быть существенно снижена.
В некоторых случаях выгодно отключать систему осушения на базе канальных осушителей вместе с системой приточной вентиляции и приводить в действие дежурные настенные или мобильные осушители воздуха, которые ставят прямо в зале чаши, без системы воздуховодов — они безболезненно вписываются в интерьер. (Полностью заменить канальную систему осушения мобильные и настенные аппараты не в силах — они не могут обеспечить надежную защиту от выпадения конденсата на окнах и стенах и сильно шумят, а вот в качестве резервных вполне подойдут). Выключать на ночь или существенно снижать производительность системы осушения в бассейнах с чашами прямоугольной формы можно при использовании специальной пленки, укрывающей всю поверхность воды во время бездействия сооружения и автоматически или вручную сматывающейся в рулон перед началом эксплуатации бассейна.
Найденное тепло
Система отопления бассейна обеспечивает компенсацию трансмиссионных тепловых потерь (через ограждающие конструкции) и вентиляционных тепловых потерь здания бассейна в зимний период. В условиях российских холодов с этой задачей лучше всего справляется традиционная радиаторная система отопления, вкупе с комфортной системой электрического напольного отопления, обогревающей обходные дорожки и места отдыха купальщиков (свой вклад в дело подогрева воздуха вносят также системы приточно-вытяжной вентиляции и осушения).
Подготовка теплоносителя для радиаторов и пластинчатых теплообменников, которые передают тепло воде бассейна и теплоносителю для водяного калорифера приточной установки, может осуществлять как в индивидуальной котельной бассейна, так и в котельной, обслуживающей все отопление и теплоснабжение дома. Тип котлов выбирается исходя из наиболее доступного вида топлива и его стоимости; в 99% случаев обогрев бассейна осуществляют экономичные газовые котлы. Обвязка котельной зависит от конфигурации дома и расположения бассейна, а также от числа котлов. В практике загородного строительства все чаще применяется система из двух котлов небольшой мощности, которые решают все вопросы отопления и теплоснабжения коттеджа и бассейна.
При использовании двух котлов на природном газе, последние должны быть соединены между собой так, чтобы любой из агрегатов способен в экстренных случаях обеспечить работоспособность всей системы. Первый котел подает теплоноситель в систему радиаторного отопления. Второй котел осуществляет подогрев бассейна, теплоносителя для приточно-вытяжной вентиляции и приготовление горячей санитарной воды для нужд коттеджа. Такое разделение между двумя котлами позволяет существенно экономить топливо и электроэнергию. Летом, весной и осенью система отопления (первый котел) отключается, а необходимая температура в бассейне поддерживается системами электрического напольного отопления, вентиляции, и осушения воздуха.
В бассейне лучше всего принять двухтрубную систему отопления с параметрами теплоносителя (вода) 90 — 70 С, выполненную трубами из поперечносшитого полиэтилена, которые в отличие от стальных труб, проще в монтаже и служат более 70 лет. При этом можно использовать горизонтальную трубную разводку с веерной трассировкой труб (по кратчайшему расстоянию) от распределительного коллектора к отопительным приборам. Веерная разводка обладает хорошей регулируемостью, тепловой и гидравлической устойчивостью и предполагает скрытую прокладку подводящих труб к отопительным приборам в теле бетонной стяжки пола.
Отопительные приборы устанавливаются по периметру помещения бассейна. Чаще всего используются стальные панельные радиаторы с терморегулирующей арматурой, позволяющей поддерживать температуру в помещении на заданном уровне с точностью +/- 1 градус. Выбор панельных радиаторов обусловлен минимальной тепловой инерцией и возможностью эстетичного нижнего подключения этих приборов к отопительной системе. Для замены и ремонта необходимо предусмотреть возможность отключения каждого отопительного прибора от системы отопления с помощью запорной арматуры.
Возможны и другие варианты. Например, при наличии ленточного остекления и небольшой высоте потолков часто применяют низкие конвекторы, которые обладают довольно большой теплоотдачей и, наряду с системой осушения воздуха, препятствуют выпадению конденсата на стеклах. При повышенных требованиях к эргономичности помещения используют потолочные излучатели или вмонтированные в ограждающие конструкции стеновые панели. Наконец, весьма обширной представляется область применения в помещениях бассейнов дизайн-радиаторов, которые при правильном подборе и установке способны не только обеспечить качественный обогрев помещения, но и украсить его, а также выполнять определенную функциональную нагрузку, например, сушить вещи и полотенца и т.п.
Температура поверхности пола мест отдыха и обходных дорожек, обеспечиваемая системой напольного электрического отопления, в бассейне ограничивается санитарно-гигиеническими нормативами на уровне 26 градусов Цельсия. Система обустраивается с использованием тепловых матов (уложенный змейкой нагревательный кабель, прикрепленный к несущим стекловолоконным сеткам шириной 50 см и длинной до 10 метров каждый). Нагревательные маты можно резать на отдельные фрагменты, не нарушая при этом целостности нагревательного кабеля, что позволяет разложить их на обогреваемой площади любой формы. Размещаются они непосредственно под половой плиткой, в слое плиточного клея, при этом уровень пола в бассейне не поднимается более чем на 0,6 — 1 см (без учета напольного покрытия).
О цене
В общем случае обустройство системы искусственного микроклимата в частном бассейне — мероприятие дорогое, требующее значительных капиталовложений. При стоимости квадратного метра всех помещений, относящихся к бассейну, от 90 000 тысяч рублей (монолитный фундамент и чаша бассейна, монолитное перекрытие, кирпичные стены, кровля из металлочерепицы с утеплением, окна из профиля ПВХ с двойными стеклопакетами, отделка европейского уровня и качественное инженерное оборудование), стоимость климатического оборудования может составлять до 20-25% этой суммы.
При проектировании бассейнов очень важно сотрудничество архитектора и инженеров. Оптимальные решения, достигнутые при этом, обеспечат необходимый микроклимат и комфортный дизайн, а в конечном итоге — здоровье и радость купальщикам.