Особенности устройства систем отопления и вентиляции высотных зданий 28. Хотя каждое высотное здание индивидуально и требует индивидуальных решений систем отопления и вентиляции, существуют и общие требования к их проектированию. В первую очередь — это деление здания на зоны определенной высоты, или зонирование систем отопления по вертикали и использование приточновытяжной вентиляции. Поэтому высоту зоны определяет допустимое гидростатическое давление. Современное инженерное оборудование позволяет принимать высоту одной зоны не более 100 м. Понижение давления воды в системе отопления обеспечивается подключением к источнику теплоснабжения по независимой схеме посредством теплообменников, расположенных в ЦТП.
Прежде чем углубляться в тему, давайте проясним, какие дома считаются высотными: Высота до 150 метров — дом повышенной этажности; Высота до 300 метров — высотный дом; Высота более 300 метров — небоскреб сверхвысотный дом. Отрезок высоты размером 150 метров выбран не случайно. Именно через такое расстояние от поверхности Земли температура становится ниже на градус. Эта особенность атмосферы принимается в расчет при проектировании отопления в небоскребах. В некоторых проектах зданий на границе между отсеками предусматриваются технические нежилые этажи. Проектирование отопления учитывает особенности конкретного здания.
Пора бы уже вводить ответственность за качество экспертных работ. Проект жилого дома «Эдельвейс» выполнен ЦНИИЭПжилища, инженерная часть остальных перечисленных высотных жилых зданий, построенных компанией «ДОН-строй», явилась плодом творчества проектно-производственной фирмы «Александр Колубков» под руководством А. Чтобы изменение давления в городском водопроводе не влияло на стабильность поддержания давления насосными станциями, на вводе водопровода установлен регулятор давления «после себя». Общий вид ЦТП Такое решение обусловлено еще и тем, что высотные комплексы, как правило, являются многофункциональными по назначению с развитой стилобатной и подземной частью, на которой могут находиться несколько зданий. На вводе горячего водо-снабжения после теплообменников, перед насосной станцией каждой зоны также установлены свои регуляторы давления «после себя», благодаря которым исключаются ложные срабатывания обратных клапанов и включение резервных насосов без особой на то необходимости. Сначала устанавливались регулирующие клапаны с электрическим управлением. Проектирование систем отопления высотных жилых зданий.
К выходу в свет книги «Инженерное оборудование высотных зданий» В. Ныне построены здания выше 40 этажей: в 2003 году — «Эдельвейс» на Давыдковской ул. В деловом центре «Москва-Сити» строится ряд небоскребов высотой более 300 м, и апофеозом всего предполагается сооружение башни «Россия» высотой 600 м по проекту английского архитектора Нормана Фостера, к проектированию которой приступили в 2006 году. Проект жилого дома «Эдельвейс» выполнен ЦНИИЭПжилища, инженерная часть остальных перечисленных высотных жилых зданий, построенных компанией «ДОН-строй», явилась плодом творчества проектно-производственной фирмы «Александр Колубков» под руководством А. Колубкова и носящей его имя. Интересно и то, что «ДОН-строй» сам и эксплуатирует сооружаемые им дома, а потому примененные решения подтверждены практикой их работы. Опыт, накопленный при проектировании этих зданий и их эксплуатации, был положен в основу книги «Инженерное оборудование высотных зданий», изданной «АВОК-ПРЕСС» в 2007 году под общей редакцией проф.
Распространен сшитый полиэтилен РЕХ. Применение труб из металлопластика, часто используемых в более низких зданиях, в небоскребах было признано неподходящим, потому что в ходе эксплуатации металлопластиковые трубы быстрее выходят из строя.
Также существуют специальные модели клапанов, признанные наиболее удобными для небоскребов, например, ASV-M. При этом она характеризуется меньшей протяженностью трубопроводов и повышенным сроком эксплуатации. Библиографический список: 1. Бодрухина, С. Правила устройства электроустановок. Вопросы и ответы. Водоводяные теплообменники и насосы, изготовленные по специальному заказу, рассчитаны на рабочее давление 1.
Это значит, что высота здания при водоводяном отоплении имеет предел, равный 150-160м. В таком здании могут быть устроены две высотой по 75-80м или три высотой 60-50м зональные системы отопления, причем гидростатическое давление в оборудовании системы отопления верхней зоны, находящемся в подвальном этаже, достигает расчетного предела.
Как известно, в каждом здании существует так называемая нейтральная зона, или зона равных давлений, ниже которой воздух за счет инфильтрации поступает внутрь здания. Выше нейтральной зоны происходит эксфильтрация внутреннего воздуха наружу, в связи с чем вентилирование помещений на верхних этажах затруднено.
Для смещения нейтральной зоны вверх используются дефлекторы. Моделирование дает возможность получить необходимую форму дефлектора и вписать его в архитектуру здания рис. Высотное здание создает вокруг себя зону повышенной опасности изза мощных турбулентных потоков воздуха, возникающих вдоль его внешних поверхностей. Эта турбулентность, например, может поднимать потоки дождя вблизи заветренной стороны сооружения вверх.
По этой причине в высотных многофункциональных комплексах как в их жилой, так и в общественной частях используется механическая приточновытяжная вентиляция: приток осуществляется в жилые комнаты, а вытяжка — из кухонь, ванных комнат, санузлов и кладовых. Следует, однако, отметить, что естественная вентиляция по сравнению с механическими приточновытяжными системами менее энергозатратна.
И в настоящее время ведутся исследования, направленные на создание безопасных и стабильных систем естественной вентиляции в высотных зданиях с использованием [2]: — двойного вентилируемого фасада со встроенным вертикальным вентиляционным каналом; — двойного вентилируемого фасада со щелевыми отверстиями в верхней и нижней зонах наружного слоя фасада; — двухслойного остекления и наклонной фрамуги в верхней зоне окна; — выдвижной створки окна.
Он представляет собой систему, состоящую из внутреннего фасада, на котором размещены окна с наклонноповоротными створками и двухслойными стеклопакетами, и наружного фасада, выполненного в виде сплошного одинарного остекления. В пространстве между фасадами располагаются вертикальные вентиляционные каналы.
Внешний фасад обеспечивает защиту от ветрового воздействия при проветривании, которое осуществляется поворотом или наклоном створок.
К выходу в свет книги «Инженерное оборудование высотных зданий» В. Ныне построены здания выше 40 этажей: в 2003 году — «Эдельвейс» на Давыдковской ул. В деловом центре «Москва-Сити» строится ряд небоскребов высотой более 300 м, и апофеозом всего предполагается сооружение башни «Россия» высотой 600 м по проекту английского архитектора Нормана Фостера, к проектированию которой приступили в 2006 году.
Проект жилого дома «Эдельвейс» выполнен ЦНИИЭПжилища, инженерная часть остальных перечисленных высотных жилых зданий, построенных компанией «ДОН-строй», явилась плодом творчества проектно-производственной фирмы «Александр Колубков» под руководством А.
Колубкова и носящей его имя. Интересно и то, что «ДОН-строй» сам и эксплуатирует сооружаемые им дома, а потому примененные решения подтверждены практикой их работы. Опыт, накопленный при проектировании этих зданий и их эксплуатации, был положен в основу книги «Инженерное оборудование высотных зданий», изданной «АВОК-ПРЕСС» в 2007 году под общей редакцией проф.
МАрхИ М. Особенности проектирования зданий выше 75 м связаны с тем, что их по вертикали необходимо делить на герметичные пожарные отсеки зоны , границами которых являются ограждающие конструкции, обеспечивающие требуемые пределы огнестойкости для локализации возможного пожара и нераспространения его на смежные отсеки.
В странах с суровым климатом необходимость технических этажей обусловлена требованиями размещения инженерного оборудования. При установке его в подвальной части только часть этажа, расположенного на границе пожарных отсеков, может быть использована для размещения вентиляторов противодымной защиты, остальная — под рабочие помещения. При каскадной схеме подключения теплообменников, как правило, они вместе с насосными группами размещаются на технических этажах, где им требуется больше места, и занимают этаж полностью, а в сверхвысоких зданиях иногда и два этажа.
Рассматриваемые в книге здания можно отнести к категории высотных зданий. Надеемся, что в будущем появится книга об отечественном опыте проектирования инженерного оборудования сверхвысоких зданий, образно называемых небоскребами. Ниже будет дан анализ проектных решений по тепловодоснабжению и отоплению перечисленных жилых зданий. И это только часть тематики, которой посвящена рассматриваемая книга, за рамками данной статьи остается анализ передовых решений, реализованных в ряде зарубежных высотных зданий, и особенностей влияния наружного климата, опыт проектирования систем вентиляции и кондиционирования воздуха жилых и общественных зданий, систем пожаробезопасности, водоотведения и мусороудаления, автоматизации и диспетчеризации, также приведенных в книге «Инженерное оборудование высотных зданий».
Теплоснабжение Особенностью проектирования систем тепло- и водоснабжения является то, что все насосное и теплообменное оборудование рассматриваемых высотных жилых зданий расположено на уровне земли или минус первого этажа.
Это обусловлено опасностью размещения трубопроводов перегретой воды на жилых этажах, неуверенностью в достаточности защиты от шума и вибрации смежных жилых помещений при работе насосного оборудования и стремлением сохранения дефицитной площади для размещения большего количества квартир. Такое решение возможно благодаря применению высоконапорных трубопроводов, теплообменников, насосов, запорного и регулирующего оборудования, выдерживающих рабочее давление до 25 атм.
Поэтому в обвязке теплообменников со стороны местной воды используют дисковые затворы с воротниковыми фланцами, насосы с U-образным элементом, регуляторы давления «до себя» прямого действия, устанавливаемые на подпиточном трубопроводе, электромагнитные клапаны, рассчитанные на давление 25 атм. При высоте зданий выше 220 м в связи с возникновением сверхвысокого гидростатического давления рекомендуется применять каскадную схему подключения зональных теплообменников отопления и горячего водоснабжения, пример такого решения приводится в книге.
Другой особенностью теплоснабжения реализованных высотных жилых зданий является то, что во всех случаях источник теплоснабжения — это городские тепловые сети. Подключение к ним производится через ЦТП, который занимает довольно большую площадь, например, в комплексе «Воробьевы Горы» он занимает 1 200 м2 с высотой помещения 6 м расчетная мощность 34 МВт.
Оборудование и трубопроводы располагаются по вертикали, с тем чтобы в процессе эксплуатации они были легко доступны. Через все ЦТП проходит центральный проезд шириной не менее 1,7 м для возможности перемещения специальных погрузчиков, позволяющих вывезти тяжелое оборудование при его замене рис.
Рисунок 1. Общий вид ЦТП Такое решение обусловлено еще и тем, что высотные комплексы, как правило, являются многофункциональными по назначению с развитой стилобатной и подземной частью, на которой могут находиться несколько зданий.
Возможно и иное решение — ЦТП служит для ввода городских тепловых сетей на объект, размещения регулятора перепада давлений «после себя», узла учета тепловой энергии и, при необходимости, установки когенерации и может быть совмещен с одним из индивидуальных локальных тепловых пунктов ИТП , служащих для присоединения местных систем теплопотребления, близких по расположению к данному тепловому пункту.
Из этого ЦТП перегретая вода по двум трубам, а не по нескольким от гребенки, как в предыдущем случае, подается в локальные ИТП, расположенные в других частях комплекса, в том числе и на верхних этажах, по принципу приближенности к тепловой нагрузке. При таком решении нет необходимости присоединения системы внутреннего теплоснабжения калориферов приточных систем по независимой схеме через теплообменник. Калорифер сам является теплообменником и подключается к трубопроводам перегретой воды напрямую с насосным подмешиванием для повышения качества регулирования нагрузки и повышения надежности защиты калориферов от замерзания.
Одним из решений по резервированию централизованного тепло- и электроснабжения высотных зданий может быть устройство автономных мини-ТЭЦ на базе газотурбинной ГТУ или газопоршневой ГПУ установок, одновременно вырабатывающих оба вида энергии.
Современные средства защиты от шума и вибрации позволяют размещать их непосредственно в здании, в том числе и на верхних этажах. В книге приводится алгоритм расчета и подбора мини-ТЭЦ при энергоснабжении объекта в автономном режиме и анализ оптимизации выбора мини-ТЭЦ на примере конкретного проекта. Возможность и место размещения АИТ следует увязывать со всем комплексом его воздействия на окружающую среду, в том числе и на жилое высотное здание.
Отопление Системы водяного отопления высотных зданий зонируются по высоте и, как уже было сказано, если пожарные отсеки разделяются техническими этажами, то зонирование систем отопления, как правило, совпадает с пожарными отсекам, т. При отсутствии технических этажей зонирование систем отопления может не совпадать с разделением здания на пожарные отсеки.
Первоначально проектирование зональных систем отопления проводилось, как для обычных многоэтажных зданий. Применялись, как правило, двухтрубные системы отопления с вертикальными стояками и нижней разводкой подающей и обратной магистралей, проходящих по техническому этажу, что позволяло включать систему отопления, не дожидаясь возведения всех этажей зоны. Однако впоследствии, в результате анализа различных решений, проектировщики пришли к выводу, что наилучшей системой отопления, особенно для зданий без технических этажей, являются системы с поквартирной горизонтальной разводкой, подключаемые к вертикальным стоякам, проходящим, как правило, по лестничной клетке, и выполненным по двухтрубной схеме с нижней разводкой магистралей.
Такая система запроектирована в венчающей части 9 этажей третьей зоны высотного комплекса «Триумф Палас» и в строящемся 50-этажном доме без промежуточных технических этажей на ул. Пырьева, д. Поквартирные системы отопления оборудуются узлом с запорной, регулирующей с помощью балансировочных клапанов и спускной арматурой, фильтрами и прибором учета тепловой энергии. Этот узел должен располагаться вне квартиры на лестничной клетке для беспрепятственного доступа службы эксплуатации. Трубопроводы применяют из термостойких полимерных материалов, как правило, из сшитого полиэтилена РЕХ обоснование его использования приводится в книге , прокладка выполняется в подготовке пола.
Опыт применения металлопластиковых труб в системе отопления комплекса «Триумф Палас» был признан неудачным. В процессе эксплуатации в результате старения разрушается клеевой слой и внутренний слой трубы «схлопывается», вследствие чего сужается проходное сечение и система отопления перестает нормально работать.
Использование этой пары клапанов дает возможность не только компенсировать влияние гравитационной составляющей, но и ограничивать расход на каждую квартиру в соответствии с параметрами. Клапаны, как правило, подбираются по диаметру трубопроводов и настраиваются на поддержание перепада давлений на уровне 10 кПа.
Такая величина настройки клапанов выбирается исходя из значения требуемых потерь давления на радиаторных терморегуляторах для обеспечения их оптимальной работы. Ограничение расхода на квартиру задается настройкой на клапанах ASV-1, причем учитывается, что в этом случае потери давления на данных клапанах необходимо включить в перепад давлений, поддерживаемый регулятором ASV-РV.
Применение поквартирных горизонтальных систем отопления по сравнению с системой c вертикальными стояками приводит к уменьшению протяженности магистральных трубопроводов они подходят только к лестничному стояку, а не к самому удаленному стояку в угловой комнате , снижению потерь теплоты трубопроводами, упрощению поэтажного ввода здания в эксплуатацию и повышению гидравлической устойчивости системы.
Стоимость устройства поквартирной системы ненамного отличается от стандартных с вертикальными стояками, однако срок службы выше за счет применения труб из термостойких полимерных материалов. Этим обуславливается высота зоны систем водоснабжения. Так, в 50-этажном жилом доме по ул. Пырьева предусматривается по вертикали 3 зоны для системы отопления и 4 — для горячего и холодного водоснабжения рис.
У последних систем количество зон совпадает для возможности осуществления резервирования между ними. Подключение циркуляционных трубопроводов разных зон к общей гребенке происходит через узел, включающий в себя, кроме запорной арматуры и обратного клапана, регулятор давления «после себя» и регулятор расхода.
Такая схема была принята после множества проб и ошибок. Сначала устанавливались регулирующие клапаны с электрическим управлением. В процессе эксплуатации выяснилось, что их скорости срабатывания не хватает для нормальной работы. Требовалось найти оборудование, способное более оперативно а реагировать на изменение давления в циркуляционном трубопроводе.
В результате были выбраны регуляторы давления прямого действия. Первоначально их поставили без регуляторов расхода, но поскольку циркуляционные насосы способствуют завоздушиванию, данные регуляторы давления начали работать как дроссели с недопустимыми шумами. Чтобы изменение давления в городском водопроводе не влияло на стабильность поддержания давления насосными станциями, на вводе водопровода установлен регулятор давления «после себя». Если до установки этого регулятора разброс давлений составил 0,6—0,9 атм.
На вводе горячего водо-снабжения после теплообменников, перед насосной станцией каждой зоны также установлены свои регуляторы давления «после себя», благодаря которым исключаются ложные срабатывания обратных клапанов и включение резервных насосов без особой на то необходимости.
Система водоснабжения, как правило, организуется с горизонтальной поквартирной разводкой. Такое решение успешно реализовано в высотных жилых комплексах «Воробьевы Горы», «Триумф Палас» и на ул. В этом случае стояки системы водо-снабжения проложены в лестнично-лифтовом холле, откуда обеспечивается ввод в квартиру трубопроводов горячей и холодной воды.
Во избежание перетока воды из холодной магистрали в горячую и наоборот , возникающего в результате неправильной эксплуатации сантехнического оборудования, на вводах в квартиры на подающих трубопроводах холодной и горячей воды устанавливаются обратные клапаны.
Разводка трубопроводов от стояков до квартир и в квартирах выполняется из труб сшитого полиэтилена РЕХ-труб. Стояки прокладываются из стальных труб, и так же, как в системе отопления, стояки горячего водоснабжения оборудуются компенсаторами и неподвижными опорами. Рисунок 3. Они понятны, логичны и принципиально не отличаются от решений, применяемых при проектировании обычных многоэтажных зданий высотой менее 75 м, за исключением разделения систем отопления и водоснабжения на зоны.
Но внутри каждой зоны сохраняются стандартные подходы выполнения этих систем. Но представляется, что их возможности используются не в полной мере.
К недостаткам принимаемых решений следует отнести игнорирование использования энергосберегающих решений, таких как частичное замещение энергопотребности за счет применения автономных энергопроизводящих газотурбинных или газопоршневых установок, солнечных фотоэлектрических или водонагревающих элементов, тепловых насосов, использующих низкопотенциальную энергию грунта, вентиляционных выбросов. Также следует отметить недостаточное использование централизованного холодоснабжения для повышения комфорта проживания в квартирах и устранения негативного влияния на архитектуру здания бессистемно развешанных на фасаде внешних блоков сплит-систем.
Высотные здания, будучи передовыми в части архитектурно-конструктивных решений, должны быть примером по реализации перспективных технологий в инженерных системах. Please wait... Поделиться статьей в социальных сетях: Все иллюстрации приобретены на фотобанке Depositphotos или предоставлены авторами публикаций.
Подпишитесь на наши статьи и вы будете узнавать свежие новости и получать новые статьи одним из первых!
В зданиях высотой 160-250м прибегают к комбинированному отоплению (рис.12.2): до высоты 160м здание оборудуют системами вод-водяного отопления, в зоне выше 160м предусматривают паро-водяное отопление. Оказывается вместо 6 труб, рисуем 2 трубы. Проектирование систем отопления высотных жилых зданий. - необходимо временно закрыть арматуру на всех ответвлениях систем отопления 1 этажа, чтобы отсечь жилую часть от нежилой и посмотреть как будут распределяться потоки. Особенностью проектирования систем тепло- и водоснабжения является то, что все насосное и теплообменное оборудование рассматриваемых высотных жилых зданий расположено на уровне земли или минус первого этажа.