Организация климатических и вентиляционных систем на территории аэровокзалов аэропортов

Сейчас многие источники информации пишут о необходимости разработки проектов для усовершенствования терминалов аэропортов, расположенных на территории Российской Федерации. Причиной тому является моральное старение подобных площадок, так как их строительство было завершено больше двадцати лет назад. В результате аэровокзалы не предназначены для обслуживания значительного количества пассажиров, которых с каждым годом становится все больше и больше. Также терминалы не соответствуют международным требованиям в плане комфорта и безопасности.

Обязательными пунктами в реновационных проектах являются климатические и вентиляционные системы, организация которых требует особенного внимания.

Основные термины

Изначально нам следует разобраться с общими понятиями, используемыми при проектировании инженерных коммуникаций для аэропортов, так как зачастую такая информация труднодоступна или неверно преподносится.

Например, введя в поисковую строку «вентиляция аэропорта», вам будет сложно обзавестись действительно полезной информацией. Это происходит по той причине, что аэропортом является комплекс строительных и инфраструктурных объектов, которые позволяют принимать, отправлять и базировать летательные аппараты, а также обслуживать воздушные перевозки. Тем самым, аэропорт состоит из:

• летного поля;
• грузового и пассажирского терминалов;
• дополнительных сооружений.

При этом существует такое понятие, как аэровокзал – здание, в котором обслуживают клиентов авиационных компаний. Также в нем проводятся операции с багажом. Тем самым, при использовании поисковых систем рекомендуется набирать словосочетание «вентиляция аэровокзалов».

В связи с этим трактовка «кондиционирование аэропортов» является неверной. Корректной формулировкой является «кондиционирование аэровокзалов» или «кондиционирование аэровокзала аэропорта». При поиске сведений о вентиляционных системах лучше всего вводить запрос «вентиляция аэровокзалов» или «микроклимат аэровокзала аэропорта».

Помимо этого, проекты кондиционирования и вентиляции разрабатываются с учетом «пропускной способности» и «расчетной вместимости». Нам необходимо ознакомиться с этими определениями.

Пропускная способность является основным эксплуатационным показателем пассажирского железнодорожного вокзала, пассажирской портовой зоны, аэропорта, определяемым как количество транспортных единиц, проходящих через данные сооружения в течение определенного периода времени.

Ячеистый потолок Грильято в аэропорту

Расчетная вместимость является показателем, определяемым как количество людей, которые одновременно находятся на территории вокзала. На расчетную вместимость обязательно влияет пропускная способность.

Нормативная база

«Руководство по проектированию аэровокзалов аэропортов» – это специальная документация, определяющая нормы строительства инженерных коммуникаций в помещениях аэровокзала. Она была утверждена государственными научно-исследовательскими учреждениями в начале 80-х годов прошедшего столетия. Руководство содержит информацию о:

• порядке вычисления вместимости аэровокзалов и прилегающих к ним объектов и территорий;
• требованиях, предъявляемых к инженерно-техническим проектам по организации водоснабжения, канализации, отопления, электроснабжения, кондиционирования воздуха и вентиляции.

При этом вполне очевидным является факт старения некоторых требований, разработанных тридцать лет назад. Их актуализация в данный момент отсутствует. Однако следует отметить, что старение коснулось исключительно технологических особенностей создания систем и конструктивных решений. Что же касается сущности системы, большинства коэффициентов и расчетной методики, все эти важные документарные составляющие являются универсальными и используются по сей день, принося огромную пользу по причине максимальной содержательности.

Также нужно сказать о документе, выпущенном в 85 году прошлого века. Он называется «Руководство по созданию проектов аэропортов региональных воздушных линий». В нем отсутствуют конкретные требования по разработке проектов и организации инженерных коммуникаций аэровокзалов, однако документ можно использовать для получения сведений общего назначения, например, когда необходимо определить категорию аэровокзала или состав сооружений.

Современный нормативный документ, разработанный под аэровокзалы, в данное время отсутствует. При этом четырнадцать лет назад состоялся выход общей методической документации – «Рекомендаций по разработке проектов вокзалов». На основании этого документа проектируются различные посадочные станции, в том числе аэровокзалы.

В результате при установке климатического оборудования на аэровокзалах аэропортов инженеры руководствуются пятью общими нормативными документами, которые выпускались с 2000 по 2012 годы. Они позволяют решить вопросы:

• кондиционирования, отопления и вентиляции;
• проектирования различных вокзалов, включая аэровокзалы аэропортов;
• проектирования общественных зданий и сооружений;
• защиты территорий от повышенного уровня шума.

Еще раз стоит подчеркнуть, что современная специализированная нормативная документация по системам климат-контроля на просторах аэровокзалов отсутствует.

Оценивание до создания проекта

До начала проектирования климатических и вентиляционных систем необходимо сделать предварительное оценивание производительности холодильного оборудования и вентиляционных устройств.

Для этого специалисты руководствуются специальными формулами быстрых расчетов. Однако в этой статье вы их не увидите. Вместо этого мы предложим вам данные в табличном виде, которые помогут получить исходные данные, чтобы провести подобные расчеты.

Чтобы определить расчетную вместимость вокзала, необходимо подсчитать количество людей, которые находятся в здании в определенное время. Это могут быть как пассажиры, так и посетители. К посетителям относятся лица, которые встречают и провожают людей, обращаются за справочной информацией, приобретают проездные документы. При определении данного показателя пассажиры делятся на две категории:

• те, которые отправляются на дальние и средние расстояния;
• те, которые отправляются на короткие расстояния.

Расчетную вместимость вокзала N для пассажиров, которые преодолевают дальние и средние расстояния, определяют на основании формулы:

N = (C · К₁· К₂ · H) / 100.

В данной формуле С является среднесуточным пассажиропотоком, двигающимся на дальние и средние расстояния. К₁ является коэффициентом неравномерности. Чтобы его определить, необходимо разделить среднесуточный пассажиропоток в пиковое время на среднесуточный пассажиропоток, который зафиксирован в течение года. Пиковый период зависит от условий функционирования определенного вида транспорта. В результате К₁ равен:

• малые вокзалы – 1,1-1,25;
• средние вокзалы – 1,2-1,3;
• большие вокзалы – 1,2-1,35;
• крупные вокзалы – 1,2-1,4.

Коэффициент К₁берется с максимальным значением в тех случаях, когда наблюдается неравномерный пассажиропоток и малочастотное движение подвижного состава. Минимальное значение данного коэффициента берется тогда, когда подвижной состав регулярно движется, а пассажиропоток является равномерным.

К₂является коэффициентом, учитывающим людей, которые прибыли. Для пассажиров, которые двигаются на дальние и средние расстояния, данный коэффициент равен 1,1-1,3, а для пассажиров, преодолевающих короткие расстояния – 1. Н является нормой расчетной вместимости вокзала, которую выражают в процентных пунктах, обращая внимание на среднесуточный исходящий пассажиропоток.

При определении состава и площадей главных сооружений аэровокзалов и дополнительных территорий учитывается пропускная способность. Выполняя предпроектные разработки можно использовать данные таблицы 1. Здесь представлены сведения о строительных площадях основных помещений аэровокзала, опираясь на пропускную способность летательной площадки в целом.

Таблица 1. Строительные площади главных сооружений аэровокзала и прилегающих территорий

Главные сооружения аэровокзала и прилегающих территорий	Строительная площадь (тыс.м) главных сооружений аэровокзала аэропорта, где годовая пропускная способность равна, млн.пас.
	0,1	0,27	0,5	1,2	1,6	2,0	2,9	4	4,9	7	8,5	10
	Часовая пропускная способность, пас/ч
	100	200	400	600	800	1000	1200	1500	1800	2000	2500	3000
Аэровокзал	1,5	2	3	6	8	9	11	14	16	19	23	26
Перрон	1,1	18	40	54	62	88	108	135	161	178	212	267
Привокзальная площадь	4	5	8	11	14	18	22	27	32	36	44	53
ИТОГО:	16,5	25	51	71	84	115	141	176	209	233	279	346

Оптимальные микроклиматические параметры

В полной мере микроклиматические параметры для помещений различного назначения указаны в рекомендациях, на основании которых проектируются различные вокзалы. Расчетная температура воздуха при отоплении таких помещений и объем обмена воздушных масс берутся из таблицы 2.

Таблица 2. Расчетная температура воздуха при отоплении помещений аэровокзалов и объем обмена воздушных масс

Помещения	Расчетная температура воздуха при отоплении помещений аэровокзала, °C	Часовой объем обмена воздушных масс
		приток	вытяжка
Операционные и кассовые залы, объединенные пассажирские залы, распределительные залы и залы ожидания	18	По расчету не менее 20 м3 наружного воздуха на 1 чел. При невозможности естественного проветривания — 60 м3 на 1 чел.
Кабины билетных и багажных касс	18	100 м3 на 1 кабину	—
Вестибюли, коридоры, переходы, главные лестницы, пешеходные тоннели, галереи	10	1	1
Помещения приема и выдачи багажа и ручной клади	16	2	1
Комнаты матери и ребенка:
приемная и гардероб	18	1	1
спальни и игровые	20	1	1
детские уборные	18	—	50 м3 на 1 унитаз; 25 м3 на 1 писсуар
Комнаты длительного пребывания пассажиров	18	1	1
Медицинские пункты:
комнаты врачей	20	2	1,5
помещения временного пребывания больных, уборные	18	—	50 м3 на 1 унитаз; 25 м3 на 1 писсуар
Помещения отделений связи, сберегательных касс, транспортных агентств, радиоузлы, диспетчерские	18	3	2
Помещения военного коменданта, транспортной полиции и другие служебные помещения, комнаты государственных служащих, комнаты для иностранных туристов	18	1,5	1,5
Помещения для хранения багажа и ручной клади	16	1	2
Уборные общего пользования	15	2	100 м3 на 1 санитарный прибор
Курительные	15	2	10

Когда необходимо спроектировать средние, большие и крупные аэровокзалы, которые будут строиться в третьей и четвертой климатических зонах, инженеры намечают установку систем кондиционирования в следующих помещениях:

• операционные залы;
• залы ожидания;
• кафе и рестораны;
• комнаты, где могут размещаться иностранные туристы;
• комнаты, предназначенные для матерей и их детей.

Системы вентиляции на аэровокзалах

Для того, чтобы организовать вентиляцию на территории аэровокзалов, инженеры используют руководство, на основании которого проектируются аэровокзалы и аэропорты.

Все помещения аэровокзала аэропорта должны быть оборудованы общеобменной и местной приточно-вытяжной вентиляционной системой, где реализовано естественное и механическое побуждение. Приточный воздух должен распространяться в зонах и помещениях, где постоянно находятся люди, посредством отверстий воздухораспределителей, ниже которых расположена рабочая зона.

Для определения температуры и скорости высвобождения воздушного потока из соответствующих распределителей используется расчет. Он заключается в следующем: рабочая зона должна быть обеспечена нормируемыми метеорологическими условиями, которые предусматривают наименьшие объемы приточной воздушной массы и наименьшее число распределителей воздуха.

Стоит отметить, что ячеистые потолки позволяют свести видимость воздухораспределителей до нуля. В связи с этим подобные конструкции замечательно сочетаются с интерьером сооружений аэровокзального комплекса.

Ячеистый потолок Грильято в аэропорту

Температура приточной воздушной массы определяется с учетом ее нагрева (на один градус Цельсия) в воздуховоде и вентиляторной установке. Тем самым, во время нагрева воздуха в зимнее время года и его охлаждения в VRV-системе кондиционирования в летнее время следует не исключать погрешность в один градус Цельсия.

Воздушный поток, который не покидает помещения после подачи приточной воздушной массы, в долевом измерении составляет десять процентов. Повышение энергетической эффективности климатической системы достигается за счет использования рециркуляции воздуха. Организации данного процесса требуют:

• операционные зоны;
• зоны ожидания;
• багажные отделения;
• торговые залы предприятий общепита.

Административные и служебные помещения должны быть без централизованной рециркуляции воздушной массы. Рециркуляция требует расходования как минимум двадцати процентов свежего приточного воздушного потока.

Приточная вентиляция и кондиционирование воздуха требуют размещения воздухозаборных устройств в стенах сооружения аэровокзала. При этом для их установки требуется выбрать высоту, равную как минимум двум метрам от земной поверхности. Если воздухозаборное устройство размещается за пределами сооружения аэровокзала, тогда высота его размещения должна составлять по крайней мере один метр. Если для размещения воздухозаборного устройства выбрана плоская кровля или кровля, где уклон равен максимум 25 процентам, а расстояние до наружной стены составляет больше двадцати метров, его необходимо монтировать с учетом минимум трех метров от кровли. Если расстояние составляет меньше двадцати метров, тогда для установки воздухозабора выбирается высота от кровли, равная двум метрам.

Вентиляционная установка в терминале аэропорта

Расчет обмена воздушными потоками

Во время расчета обмена воздушными массами с учетом человеческого фактора, людей разделяют на две категории. К первой принадлежат сотрудники аэровокзального комплекса (сотрудники охранной и диспетчерской служб, регистраторы, реализаторы, грузчики), а во вторую входят пассажиры и посетители. Как определить расчетную численность пассажиров, мы рассказывали в разделе «Оценивание до создания проекта». Частично мы еще напомним об этом в последующих разделах.

Следует отметить, что один сотрудник в течение часа должен получать шестьдесят кубических метров свежей воздушной массы, а один посетитель – двадцать кубических метров.

Однако для определения количества воздуха, который поступает в помещение, чтобы обеспечить необходимые условия окружающего пространства, следует использовать две формулы. Первая применяется, если явное тепло находится в избытке:

G_в = Q_я / (c · (t_ух - t_пр));

Вторая формула используется, если полное тепло является избыточным:

G_в = Q_п / (I_ух - I_пр).

В формуле G_в является количеством воздуха; Q_я и Q_п отражают избыток явного и полного тепла; t_ух и t_пр являются показателями температуры, которую имеет уходящий и приточный воздух; I_ух и I_пр являются показателями тепла, содержащегося в уходящем и приточном воздухе.

Если вытяжные и рециркуляционные решетки расположены поверх рабочей зоны, тогда температура уходящей воздушной массы (в теплое время года) рассчитывается на основании формулы:

t_ух = t_в + (h - 2) · φ_t.

В этой формуле t_в является расчетной температурой воздушной массы в рабочей области помещения, h является расстоянием между полом и вытяжными и рециркуляционными решетками, φ_t является средним увеличением температуры воздушной массы внутри помещения с учетом его высоты.

При расчете температурного градиента необходимо учитывать удельные избытки явного тепла q. Если qменьше 40 Вт/ м³– φ_t, тогда показатель q равен 0,5 °C/м. Если 40 Вт/м³ больше или равно q и больше или равно 80 Вт/м³ – φ_t, тогда показатель qсоставит 1,2 °C/м. Если qбольше 80 Вт/м³ – φ_t, тогда показатель q будет равен 1,5 °C/м.

Нужно учитывать, что залы аэровокзала являются очень высокими, поэтому уходящий воздух следует рассчитывать в обязательном порядке.

В связи с большой высотой залов, требуется учесть изменение температуры по высоте

Системы кондиционирования на аэровокзалах

Аэровокзалы являются крупными объектами, где наблюдается огромное тепловыделение. В связи с этим их помещения должны быть оборудованы исключительно мощными системами кондиционирования воздуха. Это касается мультизональных климатических систем или систем «чиллер-фанкойл». Кроме того, здесь возможно применение центральных систем кондиционирования.

Опираясь на архитектурный проект аэровокзального комплекса, для размещения внешних блоков и другого оборудования могут быть использованы:

• кровля;
• специальные технические зоны;
• прилегающие территории.

Чтобы обеспечить кондиционированным воздухом большие залы, рациональнее всего использовать кассетные кондиционеры. Если нужно организовать микроклимат в помещениях с незначительной площадью, следует обратить внимание на общие принципы выбора климатического оборудования, в частности внутренних блоков.

Главная задача – правильно рассчитать теплопритоки. Их источниками могут быть:

• остекления, на которые воздействует солнечная радиация;
• всевозможные ограждения и подобные конструкции;
• вентиляционные системы;
• осветительные приборы;
• люди;
• оборудование.

Тепловой расчет возможен при наличии необходимых коэффициентов и справочных материалов. Для этого может быть использовано «Руководство по созданию проектов аэровокзалов». Далее, вам предлагается акцентировать внимание на определении теплопритоков, источниками которых являются оконные проемы, оборудование и люди.

Тепловые притоки, исходящие от остекления

Рассчитывая теплопритоки, источниками которых являются остекления аэровокзального комплекса, имеющего значительное количество оконных проемов, следует обратить внимание на устанавливаемое стекло, которое может принадлежать к тому или иному виду. В зависимости от вида, стекла пропускают разное количество тепловой и световой энергии. Это необходимо учитывать во время расчетных операций.

Остекление, вид изнутри

Остекление аэровокзалов предусматривает использование специальных видов стекла, которые задерживают достаточное количество солнечной радиации. Вместе с тем главная проблема заключается в подборе нужных коэффициентов, которые будут соответствовать выбранному типу стекла. За такой информацией лучше всего обратиться к поставщику или производителю стекол.

Остекление, вид снаружи

Еще одним важным фактором, который обязателен во время расчета тепловых притоков, является место расположения стеклопакета в географическом аспекте, а также вертикальный его наклон. Стоит отметить, что некоторые организации часто забывают обратить внимание на степень наклона. Хорошим примером идеального наклона остекления является один из бельгийских аэропортов, где в зданиях аэровокзала стекла наклонены в сторону улицы. Это позволяет избежать попадания прямых солнечных лучей в здания аэровокзала, когда солнце находится в зените.

Тепловые притоки, исходящие от людей

При расчете теплопритоков, создаваемых человеческим фактором, изначально определяется количество людей, которые находятся в помещениях аэровокзала. Для подобных оценок необходимо определить суточный пассажиропоток и умножить его на среднечасовую длительность пребывания 1-го посетителя в помещениях аэровокзала. После этого следует узнать количество персонала аэровокзала (такими данными располагает генеральный подрядчик) и прибавить к нему 24. На завершающей стадии расчета необходимо разделить полученное произведение на сумму.

Формула численности одновременно пребывающих в помещениях аэровокзала людей выглядит следующим образом:

N_чел = (P_сут · T) / (24 + N_сотр).

В данной формуле P_сутявляется суточным пассажиропотоком; Т является средним значением длительности пребывания 1-го человека в помещениях аэровокзала; N_сотрявляется количеством персонала, который постоянно находится в помещениях аэровокзала.

Тепловые притоки, исходящие от оборудования

При расчете теплопритоков, исходящих от оборудования, необходимо подробно изучить список и технические характеристики устройств, которые установлены или предполагается установить в зданиях аэровокзального комплекса. К такому оборудованию можно отнести, к примеру, устройства, которые используются для проверки пассажиров, устройства, используемые арендаторами или сотрудниками регистрационного отдела.

Общим списком устройств располагает генеральный подрядчик. Такой перечень подлежит обязательному утверждению до того времени, как проект будет сдан.

Системы отопления на аэровокзалах

Данный раздел будет очень полезен для инженеров, так как мы поделимся некоторыми сведениями, которые содержит нормативная документация по проектированию отопительных систем аэровокзалов.

Все помещения аэровокзала должны быть оборудованы отопительными узлами. Исключением являются:

• холодильные камеры;
• трансформаторные помещения;
• помещения, где установлено распределительное оборудование;
• другие помещения, указанные в проекте.

Для того, чтобы эффективнее использовать энергетические и тепловые ресурсы, фронтальная часть аэровокзала должна быть оборудована тепловыми завесами.

В «Руководстве по созданию проектов аэровокзалов аэропортов» указано, что нагревательные приборы в поверхностной части должны иметь максимальную температуру, равную 95 градусам Цельсия. Оптимальным местом размещения нагревательных приборов являются подоконные пространства внешних стен. Если аэровокзал имеет витражи, то нагревательное оборудование должно быть расположено вдоль световых проемов.

Более точно тепловые потери рассчитываются на базе следующей формулы:

q = P · ((K_ст + р₀ · (K_ок - K_ст)) + S) · (0,9 · K_пот + 0,6 · K_пол)/ S · V.

В данной формуле q является удельной тепловой характеристикой здания; P является периметром здания, который определяется по самому нижнему уровню; S является строительной площадью; р₀ является коэффициентом остекления, для определения которого необходимо разделить площадь оконных проемов на площадь внешних стен; K является средним коэффициентом передачи тепловой энергии через стены, окна, потолок и пол; V является объемом строительного объекта.

Для выбора систем отопления и определения температуры теплоносителей необходимо использовать соответствующую документацию. Таким образом, в пассажирских залах аэровокзалов можно использовать:

• воздушные отопительные системы;
• водяные отопительные системы, имеющие радиаторы и конвекторы с максимальной температурой теплоносителя 150 градусов Цельсия;
• водяные отопительные системы, имеющие нагревательные элементы, которые располагаются в наружных стенах, перекрытиях и полах;
• газовые и электрические отопительные системы, предельная температура теплоотдающей поверхности которых составляет 150 градусов Цельсия.

Обслуживание вентиляционных и климатических систем

На завершающем этапе сдачи систем вентиляции и кондиционирования рекомендуется заключить сервисный контракт, на основании которого будут обслуживаться указанные системы. Данный момент является очень важным, поэтому его не следует упускать, чтобы в результате избавиться от дополнительных расходов.

Отметим, что больше всего неожиданностей в функционировании вентиляционных и климатических систем возникает в течение первого года. Именно в это время оборудование выходит на оптимальную мощность. Сервис необходим для исправления проектных и монтажных ошибок, а также удовлетворения новых пожеланий руководства аэропорта. Помимо этого, на протяжении первых двенадцати месяцев могут быть переоснащены те или иные общественные и технические помещения аэровокзала, в результате чего возникнет потребность в повторной настройке оборудования. Это касается, например, изменения температурных параметров или корректировки расходов воздуха.

За последние годы замечено достаточно ситуаций, когда в строительно-монтажное соглашение добавлялась сервисная поддержка, рассчитанная на двухлетний срок. Полезность подобного подхода заключается в том, что заказчик решает проблемы, касающиеся пуско-наладочных работ.

При этом в дальнейшем все равно возникнет необходимость подписания сервисного контракта. Важным является отсутствие так называемого «негарантийного» времени в контракте, который подписывает заказчик и строительно-монтажная организация, а также заказчик и сервисная компания. Если это случится, то при наступлении экстренного случая все неисправности будут вписаны в «негаранитный» срок.

Наглядным примером того, какие сервисные работы должны быть включены в контракт на обслуживание систем кондиционирования и вентиляции, является конкурсная документация на сервис аэровокзала одного из российских аэропортов. На ее основании сервисная компания должна:

1. Осмотреть установленное оборудование: его части, крепления, магистральные узлы, воздуховоды. После осмотра могут быть обнаружены неплотные соединения и утечки расходных материалов.
2. Проверить электрическую проводку, запорную арматуру и фильтры.
3. Заменить фильтры.
4. Отрегулировать расход воздуха.
5. Протестировать системы автоматического управления, защитные устройства, регулирующие клапаны, степень заполняемости системы хладагентом.
6. Настроить температурные регуляторы, защитные устройства, диффузоры, вентиляционные решетки.
7. Очистить вентиляционные решетки, поверхности теплообменников, оборудование, вентиляторные лопасти, дренажные поддоны, электрические соединения.
8. Дозаправить фреон, холодо- и теплоноситель, масло.
9. Запустить и остановить чиллер, а также заполнить и слить жидкость.
10. Дать инструкции оперативному персоналу относительно правил эксплуатации климатического и вентиляционного оборудования.
11. Вести соответствующую техническую документацию: составлять дефектные акты по вентиляционному и климатическому оборудованию, которое подлежит капитальному ремонту или замене. В случае необходимости составить документацию для предоставления сотрудникам Ростехнадзора.
12. Предоставить высококвалифицированного сотрудника для участия в работе наблюдательных советов.

Итоги

В заключении следует подчеркнуть, что проектирование инженерных коммуникаций аэровокзалов является сложным процессом по причине нечастого строительства подобных объектов и отсутствия актуальных и современных нормативных документов. Несмотря на это большинство вопросов решается благодаря руководствам, которые были созданы несколько десятилетий назад.

Если рассматривать главные особенности аэровокзалов, опираясь на климатические системы, они заключаются в следующем:

• большом количестве пассажиров, посетителей и персонала;
• насыщенности помещений площадями, которые предназначены для сдачи в аренду;
• высоких потолках;
• неординарных дизайнерских решениях;
• больших площадях остекления.

Особенную значимость при проектировании аэровокзалов представляют рекуперация и рециркуляция.

Перед завершением строительных и монтажных операций следует принять решение о необходимости заключения соглашений на сервисное обслуживание.

На основе материалов из журнала "Мир Климата"