CC BY
57
ВЕСТНИК
3/2013
УДК 628.83 + 725
А.Г. Рымаров, В.В. Савичев
ФГБОУ ВПО «МГСУ»
ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ РЕГЕНЕРАТИВНОЙ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ АДМИНИСТРАТИВНОГО ЗДАНИЯ С ЗИМНИМ САДОМ
Приведено описание работы регенеративной системы вентиляции в административном здании с зимним садом с применением системы рециркуляции воздуха и с учетом фотосинтеза растений, действие которых способно поглотить диоксид углерода и добавить в состав воздуха кислород. Работа рециркуляционной и регенеративной системы вентиляции позволяет не использовать наружный воздух для формирования требуемого газового состава воздушной среды помещений.
Ключевые слова: регенерация воздуха, концентрация углекислого газа, альтернативная вентиляция, регенеративная вентиляция.
Ухудшение газового состава воздушной среды в городах происходит из-за растущего количества автомобилей, действующих промышленных предприятий, объектов теплоэнергетики. В составе выбросов присутствует диоксид углерода. При работе механической системы вентиляции очистку наружного воздуха невозможно (требуются химические методы очистки) применить для газов. Концентрация диоксида углерода в наружном воздухе часто бывает близка или выше ПДК, и при работе традиционной приточно-вытяжной системы вентиляции происходит загазовывание помещений здания. Газовый режим здания по концентрации углекислого газа связан с переносом углекислого газа по помещениям здания от источников снаружи и (или) внутри здания [1, 2].
Предлагается другой подход организации системы вентиляции, основанный на регенерации внутреннего воздуха по углекислому газу. В предлагаемой регенеративной системе вентиляции очистка воздуха от диоксида углерода и насыщение его кислородом происходит при фотосинтезе растениями в зимнем саду, который объединен с помещениями административного здания системой рециркуляции воздуха. Зимний сад — это помещение или здание, где все пространство заполнено зеленой массой растущих тропических растений, способных поглощать углекислый газ и выделять кислород при фотосинтезе.
Последовательность работы регенеративной системы вентиляции с рециркуляцией воздуха между помещениями здания и зимним садом следующий: 1) воздух, насыщенный углекислым газом от дыхания людей, забирается из помещений административного здания и по воздуховодам направляется в помещение зимнего сада; 2) воздух, загрязненный углекислым газом, поступает в зимний сад, где перемещается со скоростью не более 0,2 м/с; 3) воздух перемещается по помещению зимнего сада, где происходит его контакт с листьями растений, которые извлекают из него углекислый газ и насыщают кислородом; 4) воздух, очищенный от углекислого газа и насыщенный кислородом, забирается из помещения зимнего сада и по воздуховодам направляется в помещения административного здания;
174
© Рымаров А.Г, Савичев В.В., 2013
Безопасность строительных систем. Экологические проблемы в строительстве. Геоэкология
VESTNIK
MGSU
5) рециркуляция повторяется в течение рабочего дня; 6) воздух, перемещаемый из зимнего сада, с температурой и относительной влажностью, как правило, выше требуемых значений для человека в помещениях административного здания, что требует его охлаждения и осушения, что так же важно для нормализации влажностного режима наружных ограждений [3]; 7) воздух, перемещаемый из административного здания в зимний сад, с температурой и относительной влажностью, как правило, ниже требуемых значений для нормальной жизнедеятельности растений зимнего сада, требует нагрева и увлажнения [4].
Замечание. Результаты получены в рамках выполнения работ по госконтракту ГК № 16.552.11.7064 от 13.07.2012 г.
Схема организации работы системы вентиляции по восстановлению газового состава воздуха административного здания с помощью помещения зимнего сада приведена на рисунке.
Рециркуляция воздуха
рсц- n 3/C Административное здание ..
A ^ pC'U 11
м1 мф % lco> G .С pcu 3.C -1- M' Jf M' 1 o2 co2
Осушение рециркУляци01ПЮ1Ч) воздуха
Схема работы регенеративной системы вентиляции: М' — мощность источника выделения вредных веществ, кг/ч; М — регенеративная мощность поглощения СО2 поверхностью зеленого покрова растений, кг/(м2-ч); Gрег — количество воздуха подлежащее восстановлению по газовому составу, кг/ч; сз с — массовая концентрация СО2 в забираемом воздухе из зимнего сада, кг/м3; сп — массовая концентрация СО2 в воздухе административного здания и подаваемом в зимний сад, кг/м3.
Регенеративная система вентиляции связана с созданием комфортных параметров воздуха в помещении. Вопросам комфорта в помещениях зданий посвящена работа зарубежных специалистов [5].
Регенеративная вентиляция позволяет: 1) создать требуемый газовый состав воздуха в помещениях административного здания; 2) экономить тепловую энергию на нагрев наружного воздуха в холодный период года; 3) утилизировать теплоизбытки, образующиеся в помещениях административного здания.
Отказ от использования традиционной прямоточной системы вентиляции позволяет не загазовывать помещения здания не только диоксидом углерода, но и другими вредными газовыми примесями, поступающими в воздух приземного слоя атмосферы, что важно для зданий, расположенных в крупных городах и особенно вблизи промпредприятий.
Окупаемость регенеративной системы вентиляции с применением зимнего сада становится очевидной, если учитывать экологические преимущества применения предлагаемой системы для здоровья человека.
ВЕСТНИК
3/2013
Библиографический список
1. Рымаров А.Г., Савичев В.В. Тепловой режим административного здания с «зимним садом» при работе регенеративной системы вентиляции // Естественные и технические науки. 2013. № 1. С. 383—385.
2. Рымаров А.Г. Прогнозирование параметров воздушного, теплового, газового и влажностного режимов помещений здания // Academia. 2009. № 5. С. 362—364.
3. Гагарин В.Г. Теплофизические проблемы современных стеновых ограждающих конструкций многоэтажных зданий // Academia. 2009. № 5. С. 297—305.
4. Бодров В.И. Микроклимат производственных сельскохозяйственных зданий и сооружений. Н. Новгород : ННГАСУ, 2008. 623 с.
5. Sakr W., Weschler C.J., Fanger P.O. The impact of sorption on perceived indoor air quality // Indoor Air. 2006. Vol. 16. No 2, pp. 98—110.
Поступила в редакцию в январе 2013 г.
Об авторах: Рымаров Андрей Георгиевич — кандидат технических наук, доцент кафедры отопления и вентиляции, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (ФГБОУ ВПО «МГСУ»), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, (8499)188-36-07, rymarov@yandex.ru;
Савичев Виталий Валерьевич — ассистент кафедры отопления и вентиляции, ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет» (МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, (8499)188-36-07, vvsavichev@ mail.ru.
Для цитирования: Рымаров А.Г., Савичев В.В. Особенности работы регенеративной системы вентиляции административного здания с зимним садом // Вестник МГСУ 2013. № 3. С. 174—177.
A.G. Rymarov, V.V. Savichev
OPERATION OF THE REGENERATIVE VENTILATION SYSTEM WITHIN AN OFFICE BUILDING HAVING A WINTER GARDEN
The article represents a description of a regenerative ventilation system operating in an office building having a winter garden. The winter garden has an air recycling system; moreover, plants can absorb carbon dioxide and generate oxygen. The air saturated with carbon dioxide is removed from the premises of the office building into the winter garden; there, it contacts plant leaves; thus, the air is purified and saturated with oxygen. Thereafter, the air is taken from the premises of the winter garden and delivered to the premises of the office building. This way the air is recycled several times a day. The temperature and relative humidity of the air leaving the winter garden are usually above the desired values for a person on the premises of the office building; therefore, they need to be cooled and drained. The temperature and relative humidity of the air delivered from the office building to the winter garden are usually below the values needed for winter garden plants, and they need heating and humidification. The operation of the regenerative system of ventilation does not require any inflow of the outside air to generate the required gas composition of the air environment on the premises.
Key words: regeneration, carbon dioxide concentration, alternative ventilation, regenerative ventilation.
References
1. Rymarov A.G., Savichev V.V. Teplovoi rezhim administrativnogo zdaniya s «zimnim sadom» pri rabote regenerativnoi sistemy ventilyatsii [Thermal Conditions of an Office Building Having a Winter Garden in the Event of Operation of a Regenerative System of Ventilation]. Estestvennye i tehnicheskie nauki [Natural and Technical Sciences]. 2013, no. 1, pp. 383—385.
176
ISSN 1997-0935. Vestnik MGSU. 2013. № 3
Безопасность строительных систем. Экологические проблемы в строительстве. Геоэкология
VESTNIK
MGSU
2. Rymarov A.G. Prognozirovanie parametrov vozdushnogo, teplovogo, gazovogo i vlazhnostnogo rezhimov pomeshcheniy zdaniya [Prognostication of Parameters of Air, Heat, Gas and Humidity Modes of Premises]. Akademia publ., 2009, no. 5, pp. 362—364.
3. Gagarin V.G., Teplofizicheskie problemy sovremennykh stenovykh ograzhdayush-chikh konstruktsiy mnogoetazhnykh zdanii [Thermalphysic Problems of Modern Wall Enclosing Structures of Buildings]. Akademia publ., 2009, no. 5, pp. 297—305.
4. Bodrov V.I. Mikroklimat proizvodstvennykh sel'skokhozyaistvennykh zdaniy i sooru-zheniy [The Microclimate inside Buildings and Structures Designated for Agricultural Production Purposes]. Nizhny Novgorod, UNIVERSITY Publ., 2008, 623 p.
5. Sakr W., Weschler C.J., Fanger P.O. The Impact of Sorption on Perceived Indoor Air Quality. Indoor Air. 2006, vol. 16, no. 2, pp. 98—110.
About the authors: Rymarov Andrey Georgievich — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Department of Heating and Ventilation, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; rymarov@yandex.ru; +7 (499) 188-36-07;
Savichev Vitaliy Valer'evich — assistant lecturer, Department of Heating and Ventilation, Moscow State University of Civil Engineering (MGSU), 26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337, Russian Federation; vvsavichev@mail.ru; +7 (499) 188-36-07.
For citation: Rymarov A.G., Savichev V.V. Osobennosti raboty regenerativnoy sistemy ventilyatsii administrativnogo zdaniya s zimnim sadom [Operation of the Regenerative Ventilation System within an Office Building Having a Winter Garden]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 3, pp. 174—177.
