Биік ғимараттағы тұрғын үйлер үшін желдету жүйесін қалай жобалау керек?

Биік ғимараттағы тұрғын үйлердегі негізгі желдету мәселелері

Стек эффектісі, жел қысымы және поршендік эффект: желдету жүйесінің жұмыс істеуіне әсері

Биік ғимараттар желдеткіш жүйелердің жұмыс істеуіне әсер ететін арнайы қысым мәселелерімен күреседі. Ыстық ауа қысы кезінде жоғары қарай көтеріледі де, бұл ғимараттың төменгі деңгейлеріне сыртқы суық ауаны тартып алады. Бұл температураның айырмашылығы ішінде мен сыртында «түтін шығаратын пеш» эффектін тудырады, оны инженерлер стек эффекті деп атайды. Сол сияқты жел әртүрлі бағыттардан ғимаратқа соғылып, оның әр жағында қысымдардың айырмашылығын туғызады. Желге қарама-қарсы жағында қысым жоғары (оң қысым), ал қарама-қарсы жағында сорылу болады (теріс қысым). Сонымен қатар лифтілердің жоғары-төмен қозғалуынан түтікшелерде ауаны итеріп жіберетін поршендік эффект пайда болады. Бұл кейде 50 Паскальға дейін жететін қысымның сәтсіз өзгеруіне әкелуі мүмкін. Бұл факторлардың барлығы бірігіп, қабаттар арасындағы ауа ағынының тепе-теңдігі үшін үлкен проблемалар туғызады. Кейбір зерттеулер тепе-теңдіктің бұзылуы 30%-дан асатынын көрсетеді. Ластаушы заттар бақылаусыз тартылып алынады, желдеткіш жүйелер энергияны қажетсіз көп шығындайды (жаман жағдайларда 25% астам), ал ASHRAE 62.1 сияқты желдету стандарттарын тұрақты сақтау мүмкін болмай қалады.

Басқынды азайту стратегиялары: Вертикальді бөліктеу және Қысымды босату аймақтары

Инженерлер құрылыстарды отқа төзімді қабырғалармен және әрбір аймақ үшін бөлек желдету жүйелерін пайдаланып, құрылыстарды кішігірім бөліктерге бөлу арқылы вертикальды компартменттеу әдістері арқылы ғимараттардағы қысым мәселелеріне тигізеді. Бұл тәсіл стек эффектісін бүкіл ғимаратты қамтуға жол бермей, шамамен 5-8 қабат шеңберінде шектеуге мүмкіндік береді. Ортаңғы деңгейлер мен шатыр аймақтары қысым айырмашылықтары шамамен 15 Паскальға жеткенде автоматты түрде ашылатын арнайы қысымды босату аймақтарымен жабдықталған, бұл кеңістіктегі ауа қозғалысын тепе-теңдікте ұстауға көмектеседі. Маңызды іске асырулар ғимараттың әртүрлі бөліктері арасындағы буферлік аймақ ретінде әрекет ететін лобби, сатылап бақыланатын қысыммен жабдықталған лифт вестибюльдері, таза ауа кірісін басқаратын баспалдақ жүйелері және желге қарсы қорғалған шатырдағы шығару желдеткіштері сияқты бірнеше негізгі орындарда жүзеге асырылады. Бұл әдістер ластанудың таралуын шамамен екі үштен бірге дейін қысқартады және ғимарат қаншалықты толып тұрғанына қарамастан тұрақты желдетуді сақтайды.

Вентиляция жүйесін жобалаудың негізгі принциптері: Басымдық, Ауа ағынын теңестіру және Аймақтау

Қысымның сатылық моделін қолданып қабаттар бойынша басымдық талаптарын есептеу

Биік ғимараттардың бірнеше қабаттары арқылы күрделі айырмашылық қысымдармен басқару үшін қысымның сатылы төмендеуін модельдеу пайдалы болады. Негізгі идея — бұл қажетті қысым градиенттерін, әдетте әрбір қабат үшін 0,05-тен 0,25 дюйм су бағанасына дейінгі аралықта есептеу, осылайша қабаттар арасындағы қысымның айырмашылығын (стек-эффект) болдырмау және есіктердің жабылуы немесе қатты жабылып қалуын болдырмау. Көптеген мамандар ауа осындай кеңістіктерде шынымен қалай қозғалатынын модельдеу және қысым теңсіздігі пайда болуы мүмкін жерлерді анықтау үшін сұйықтық пен газ ағынын есептеу бағдарламалық жасақтамасын қолданады. Мысалы, ғимараттың алдыбөлмесінде жоғарырақ тұрғын қабаттардағы 0,05 дюймнан гөрі 0,15 дюйм оң қысым қажет болады, сондықтан ауа дұрыс бағытта ағады. Тағы бір маңызды нәрсе — лифт ұялары мен коммуникациялық каналдар арқылы өтетін жасырын саңылаулар. Бұл жерлер өте маңызды, себебі оларды ескермеуге болмайды, өйткені оларды ескермеу жүйенің жалпы өнімділігін 15%-дан 30%-ға дейін төмендетуі мүмкін, ал бұл дұрыс жобалауға уақыт пен ақша салғаннан кейін ешкімге қажет емес.

Аймақтандыру стратегиялары: Тұрғын орындардың икемділігі үшін вертикальды және топтасқан қабаттық тәсілдер

Ғимараттар вертикальды зоналау қолданған кезде олар негізінен бір ауа алмастыру қондырғысы шамамен он қабатқа қызмет ететіндей етіп, қабаттарды жеке механикалық бөлімдерге бөледі. Бұл орнату күрделі желдеткіш каналдардың санын азайтады және барлық жабдықтар центрлі түрде орналасқандықтан, техникалық қызмет көрсетуді жеңілдетеді. Содан кейін топталған қабаттық зоналау бар, ол спортзал мен пәтерлердің бірге орналасқан аймақтары сияқты әртүрлі типті кеңістіктер үшін жақсы жұмыс істейді. Бұл ретте орналасулар күні бойы кеңістікті адамдар қалай пайдаланатынына жақсы бейімделеді. Вертикальды зоналау қабаттар арасында ластану заттарының таралуымен байланысты мәселелерді болдырмауға көмектеседі, бірақ ғимараттар толық толмайтын кезде жүйелер төменгі жүктемеде тиімсіз жұмыс істейтіндіктен, ол тиімсіз болып шығады. Керісінше, топталған қабаттық зоналау жүргізілетін іс-шараларға байланысты сұраным бойынша желдетуді қамтамасыз етеді, дегенмен бұл күрделі желдеткіш каналдардың қосымша қажеттілігіне әкеледі. Қазіргі кезде көптеген сәулетшілер екі тәсілді біріктіруді ұсынады: таза тұрғын бөлімшелер үшін вертикальды блоктарды қолдану және аралас пайдаланылатын аймақтарда топталған зоналарды енгізу. Бұл комбинация көбінесе ескі жалғыз аймақты жүйелерге қарағанда энергия шығынын шамамен 25 пайызға үнемдейді.

Өмір қауіпсіздігін қамтамасыз ету: желдеткізу жүйелерін өрт пен түтін бақылаумен синхрондау

NFPA 92 және IBC талаптарына сәйкес баспалдақ алаңдары мен лифт тұтқындарының қысымын арттыру

Баспалдақ аралықтары мен лифт түтіктерін оң қысымда ұстау өрт кезінде түтіннің ішке таралуын болдырмауға мүмкіндік береді, бұл адамдардың сыртқа шығуы үшін маңызды қашу жолдарын таза ұстайды. NFPA 92 және IBC сияқты ғимараттық нормалар өрттен қорғалған аймақтар мен өрт тарап қапталған бөліктердің арасында 0,05-тен 0,10 дюйм су бағанасына дейінгі қысым айырмашылығын сақтау талаптарын белгілейді. Бұл реттелетін қысым «түтін эффектісі» деп аталатын құбылысқа қарсы әсер етіп, ғимарат пайдаланушылары мен ғимарат бойымен жұмыс істеп жүрген өрт сөндірушілер үшін тыныс алуға ыңғайлы жағдайды қамтамасыз етеді. Мұндай жүйелерді жобалау кезінде инженерлер есіктердің және құрылыс пішіндерінің айналасындағы кішкентай саңылауларды ескере отырып, қанша ауа беру керектігін дәл есептеуі тиіс. Сонымен қатар, ұзаққа созылған авариялық жағдайлар кезінде жүйелердің біреуі істен шықса да қысым сақталатындай резервті желдеткіштерді орнатады. Бүкіл жүйе өрт хабарлау құрылғысы белсенді болған кезде автоматты түрде іске қосылуы тиіс. Зертханалық зерттеулер көрсеткендей, дұрыс қысымдау жоқ ғимараттарда тұрғындар арасында түтінге улану оқиғалары 40 пайызға артып отыр, — деп хабарлады 2023 жылғы NIST зерттеуі.

Жылу, өрт хабарлау және түтін саңылаулары арасындағы қауіпсіздік бекітулер

Жылу жүйелері өрт хабарлау және түтін саңылауларымен бірге жұмыс істегенде, ғимараттар үшін маңызды қауіпсіздік шараларын қамтамасыз етеді. Хабарлау сигналы берілген кезде жүйе желдеткіш каналдарындағы түтін саңылауларын жабатын ішкі қауіпсіздік ережелерін орындайды, бұл өртті белгілі аймақта шектеуге мүмкіндік береді. Бір уақытта жүйе ғимарат бойынша түтінді таратудан сақтау үшін кері ауа желдеткіштерін тоқтатады және шығу жолдарын бос ұстау үшін қысымды желдеткіштерді қосады. Егер электрмен жабдықтау үзілсе, инженерлер «қауіпсіз режим» деп атайтын бұл қауіпсіздік функциялары іске қосылады — саңылаулар автоматты түрде жабылады және электр қайтарылғанша желдеткіштер жұмыс істемейді. Ғимарат басқарушылары бұл байланыстардың барлығын рет-ретімен тексеруі керек, себебі соңғы салалық стандарттарға сәйкес, каналдардың қабырғалар мен едендерден өтетін жерлеріндегі кішкентай саңылаулар түтін шектеуді 70% дейін төмендетуі мүмкін.

Ішкі ауа сапасы мен энергияны үнемдеу: Желдету жүйесін оптимизациялау

Тұрғындардың денсаулығы үшін ASHRAE 62.1 Сәйкестігі, Сүзу және Сұраным бойынша Бақыланатын Вентиляция

Биік ғимараттарда тұратын немесе жұмыс істейтін адамдар үшін ASHRAE Стандарты 62.1 желдеткіш қарқындары өте маңызды. Жүйелерді есептеу кезінде әртүрлі уақытта қанша адам болатынын және қандай кеңістіктер туралы сөз болып жатқанын мұқият ескеру қажет. 2024 жылғы ЕМҰ деректеріне сәйкес, ішкі ауа мәселелері жыл сайын шамамен 3,8 миллион ерте өлімге әкеледі. Сондықтан қазіргі кезде MERV 13 сүзгілері немесе одан жоғары сапалы сүзгілер өте маңызды. Олар қалыпты сүзгілерден өтіп кететін өте ұсақ бөлшектер мен аллергенді ұстап алады. Сұраныс бойынша басқарылатын желдету CO2 деңгейін сенсорлар арқылы анықтау негізінде ауа ағынын реттейді. Энергетика министрлігінің 2023 жылғы зерттеулері бойынша, бұл энергияның 20-40 пайызын үнемдеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, көп адам болған кезде жаңа ауа жеткіліксіз түсуінен болатын жағдайларды болдырмаққа көмектеседі. Жақсы жүйелер салыстырмалы ылғалдылықты 60% аспайтындай етіп басқарады, өйткені артық ылғал плесеньнің пайда болуына әкеледі, бұл тұрғындардың тыныс алуына әртүрлі қиындықтар тудырады.

LEED сертификаттау және талаптарға сәйкестік үшін энергияны қайта қалпына келтіру вентиляциясын (ERV) енгізу

Энергияны қалпына келтіру желдеткіш жүйесін орнатқан кезде ол шығып жатқан ауа мен келіп түскен жаңа ауа арасында жылу мен ылғалды алмастыру арқылы жұмыс істейді. ASHRAE-дің соңғы зерттеулеріне сәйкес, бұл жылыту мен салқындатуға кететін шығындарды 35-тен 50 пайызға дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Жасыл сертификатқа ұмтылатын ғимараттар үшін мұндай жүйе құнды LEED ұпайларын жинауға және қысқы уақытта шамамен 3500 градус-күннен асатын аймақтарда 2021 жылғы Халықаралық Энергияны Үнемдеу Талаптарына сай болуға көмектеседі. Сертификатталған ERV-лердің ерекше пайдасы – сыртта аяз болған кезде де ішкі ауаны таза ұстай алуы. Жүйе сыртқы ластанған заттарды әкелмей, ғимаратқа түсетін жаңа ауаны алдын ала жылытады, бұл тартылудан тығыз жабылған биік ғимараттар үшін өте маңызды. Дұрыс өлшемдегі қондырғыны орнату да маңызды, себебі дұрыс есептелген жүйелер жиі жыл сайынғы коммуналдық шоттардан үнемдеу арқылы өз құнын үштен бес жыл ішінде өтейді және толық қуатпен немесе тек бөлшектеп жұмыс істеген кезде де жергілікті желдету нормаларымен сәйкестігін сақтайды.

ЖИІ ҚОЙЫЛАТЫН СҰРАҚТАР

Биік ғимараттарда стек эффекті неге маңызды?

Стек эффекті әртүрлі қабаттар арасында ауа қысымының тепе-теңдігін бұзады, сондықтан желдету жүйесінің жұмысы мен энергия тұтынуына әсер етеді.

Желдету мәселелерін шектеуге вертикальды бөліктеу қалай көмектеседі?

Вертикальды бөліктеу ғимаратты кішігірім бөліктерге бөліп, стек эффектін белгілі бір қабаттармен шектейді, ауа ағынын теңестіреді және ластанудың таралуын азайтады.

Желдету жүйесін жобалауда қысым каскадын модельдеу қандай рөл атқарады?

Қысым каскадын модельдеу көпқабатты ғимараттарда ауа ағынын теңестіру үшін қажетті қысым градиенттерін есептейді, есіктің жабылуы немесе кенеттен соғылуы сияқты мәселелерді болдырмауға көмектеседі.

Сұраныс бойынша желдету жүйесі биік ғимараттарда энергияны пайдалану тиімділігін қалай арттырады?

Сұраныс бойынша желдету жүйесі адамдардың болуы мен CO2 деңгейіне байланысты ауа ағынын өзгертеді, энергияның кетуін азайтады және ең көп уақытта жаңа ауаның жеткілікті болуын қамтамасыз етеді.

Энергияны қалпына келтіру арқылы желдету жүйелерінің қандай артықшылықтары бар?

Энергияны қалпына келтіру арқылы желдету жүйелері жылу мен ылғалды алмастыру арқылы жылыту мен салқындату құнын төмендетеді, LEED сертификаттауын қолдайды және тұйық кеңістікте таза ауаны сақтайды.