В данной статье кратко описаны три интересные в инженерном смысле котельные, реализованные в разные годы. Каждая котельная в своем роде уникальна, но их объединяет общее – все они расположены высоко над землей в верхней части зданий
Одна из проблем нового строительства, особенно в районах исторической застройки и в центральной части городов – ограниченные возможности старой инфраструктуры по присоединению новых мощностей, как к теплоцентрали, так и к другим инженерным сетям. Новые объекты нуждаются в автономных решениях, например, в собственных котельных для отопления. Вторая проблема – отсутствие места для строительства отдельно стоящих зданий для размещения таких автономных систем. Выход есть – нужно интегрировать такие системы в само здание и размещать их в верхней части. Это очень специфичная, однако, решаемая задача.
ТРЦ «Мандарин плаза»
Котельная (рис. 1) для ТРЦ «Мандарин плаза» на киевской Бессарабке интересна, прежде всего, тем, что она расположена на высоте 64 м от земли. Такое решение было принято для более эффективного рассеивания вредных выбросов в атмосферу с учетом того, что само здание находится в низине.
Рис. 1. Котельный зал котельной ТРК «Мандарин плаза»
Для того, чтобы улучшить рассеивание дымовых газов и не ухудшать и без того сложную экологическую обстановку в данном районе с напряженным автомобильным трафиком, было решено разместить котельную в декоративной башне, возвышающейся над окружающей местностью. Собственно, башня на «Мандарин плаза» для этого и была предназначена.
Для того, чтобы еще уменьшить количество вредных выбросов, было принято решение применить котлы конденсационного типа. Данные котлы расходуют меньше газа по сравнению с традиционными, и соответственно уменьшается объем выхлопных газов. В котельной «Мандарин плаза» установлено три котла Vitocrossal 300 (Viessmann) мощностью по 720 кВт с горелками Weishaupt, насосы Wilo, пластинчатые теплообменники компании SWEP, запорная арматура Danfoss. Котлы Vitocrossal 300 имеют экологический знак «Голубой Ангел». Он присваивается оборудованию, которое по своим показателям значительно превосходит действующие строгие Европейские нормы по уровню выброса вредных веществ и энергоэффективности.
Котельная, смонтированная в 2002 г., расположена на двух этажах башни: котельный зал – на самом верху, а этажом ниже – тепловой пункт (рис. 2), где расположены насосы, теплообменники и прочее вспомогательное оборудование (см. рис. 1 и 2). Котельная удачно вписана в ограниченные размеры башни, в которой она расположена. Белый «дым», который иногда виден из дымоходов над декоративной башней здания ТРЦ «Мандарин плаза» – это обыкновенный водяной пар. Уровень выбросов вредных веществ от работы всей котельной ниже, чем в выхлопных газах от одного малолитражного автомобиля. Данная котельная работает без постоянного присутствия персонала, все сигналы выведены на диспетчерский пункт внутри здания.
Рис. 2. Тепловой пункт котельной ТРК «Мандарин плаза»
Вынос котельной на большую высоту благодаря размещению в высотной башне позволил полностью решить проблему с расположением и отводом исходящих газов котельной.
Котельная для «Паруса»
В самом центре столицы возвышается бизнес-центр «Парус», хорошо заметный с разных частей города. Особенность объекта – это здание повышенной этажности, имеет 31 этаж (почти 130 м над уровнем земли) и четыре подземных уровня (паркинг). Из-за высоты здания и особенностей его планировки было решено отказаться от размещения котельной на крыше. Сделать котельную на нулевой отметке не позволяют градостроительные нормы, поскольку здание расположено в районе плотной городской застройки. Поэтому котельная была размещена на крыше стилобатной части здания (отметка примерно +36 м), в месте ее примыкания к высотной части здания.
Также задача усложнялась тем, что из-за высотности здания все системы (отопление, вентиляция, горячее водоснабжение и т. п.) разделены на несколько зон. Для этого рядом с помещением котельной расположен большой тепловой пункт, где расположены насосы, теплообменники, автоматика, запорная арматура. Из-за этого помещение теплового пункта по площади оказалось примерно равным площади собственно самой котельной (котельного зала).
В котельной установлено четыре котла Vitoplex 200 (Viessmann) мощностью по 1750 кВт с горелками Weishaupt (рис. 3), насосы компании Wilo, пластинчатые теплообменники фирмы SWEP, запорная арматура Danfoss, аккумулирующие емкости для горячего водоснабжения Buderus.
Рис. 3. Тепловые агрегаты котельной БЦ «Парус»
На техническом этаже наверху здания (отметка +119 м) имеется отдельный тепловой пункт для обслуживания самой верхней зоны здания.
Первоначально планировалась установить пять котлов, что делало помещение котельных еще большим, а это было неприемлемо с архитектурной точки зрения. Однако после повторных расчетов тепловых нагрузок количество котлов уменьшилось до четырех, чего оказалось вполне достаточно – даже при самых сильных морозах работает не более трех котлов (один всегда остается в резерве).
На данном объекте, в отличие от решения котельной ТРК «Мандарин плаза», высота дымовых труб очень большая (почти 90 м). Естественная тяга в таких дымоходах значительно меняется в зависимости от наружной температуры. Чтобы устранить этот эффект на каждой дымовой трубе был установлен регулятор тяги с механическим регулированием, который при возрастании разрежения подмешивает в дымовую трубу наружный воздух, таким образом сохраняя стабильность тяги при разных окружающих температурах.
Котельная разделена на два зала. В первом расположены собственно сами котлы, а во втором – вспомогательное оборудование (рис. 4). Оба зала примерно одинаковы по площади.
Рис. 4. Узел распределения тепла (тепловой пункт) котельной БЦ «Парус»
Принципиальная гидравлическая схема котельной очень интересная и сложная. Сложность объясняется высотностью здания. При такой высоте все системы необходимо гидравлически разделять на отдельные зоны, иначе гидростатическим давлением можно повредить котлы и прочее оборудование. Поэтому в данном здании все системы (отопления, горячего водоснабжения, вентиляции, кондиционирования и т. п.) разделены на три зоны. Каждая зона изолируется от котлов пластинчатыми теплообменниками. Таким образом, если в обычном здании присутствует определенное количество контуров теплоснабжения, то в данном здании это все умножается на три. В случае, когда присутствует разделяющий теплообменник, вдвое увеличивается количество единиц насосного оборудования – необходимо устанавливать насос и до, и после теплообменника. Для размещения оборудования потребовался целый зал, в котором установлены насосы, теплообменники, запорная арматура, автоматика. На каждом контуре по пожеланию заказчика установлены приборы учета тепла.
Для регулирования контуров третьей зоны предусмотрен отдельный выносной тепловой пункт, который находится в верхней части здания на отметке +119 м. Для приготовления воды для горячего водоснабжения были применены емкостные водонагреватели производства компании Buderus емкостью 3000 л.
Монтаж котельной проводился в первой половине 2006 г. Для подъема котлового оборудования из-за технических ограничений основных строительных башенных кранов был применен отдельный кран, установленный возле стилобатной части здания.
После выполнения механомонтажных работ по установке оборудования на их постоянные места (котлы, насосы, теплообменники…) производится его трубная обвязка с установкой арматуры. Этот этап достаточно сложен, если оборудование приходится обвязывать трубопроводами больших диаметров. Обвязка трубопроводами больших диаметров требует применения дополнительных подъемных монтажных механизмов, приспособлений, надежных опор и подвесок, а также кропотливой работы по стыковке отдельных трубных узлов.
На этапе электромонтажных работ и подключения КИП и А прокладываются питающие электрические сети котлов, насосов, устанавливаются электрические силовые щиты, производится монтаж датчиков и автоматики. Также в котельной выполняется электроосвещение двух типов: рабочее (включается во время осмотра, ремонта и т. п. в помещении котельной) и аварийное, во взрывобезопасном исполнении, которое используется, чтобы сервисный персонал мог попасть в помещение котельной в случае возникновения аварийных ситуаций, в том числе, связанных с загазованностью помещения котельной.
Дальнейший этап – подготовка котельной к пуску – это гидравлические испытания, пробное тестирование отдельных узлов котельной, устранение неточностей, допущенных в процессе монтажа. Параллельно заказчик выполняет свою часть работы: обучение обслуживающего персонала, заключение договоров и лимитов на поставку и транспортировку газа, а также договоров со специализированными организациями на обслуживание газопроводов, подготовка к освидетельствованию Госгорпромнадзором и прочее. И только после этого производится пробный пуск котельной и другие пусконаладочные работы. Затем оформляется технический отчет о пусконаладочных работах и сдача котельной в постоянную эксплуатацию.
Решение для ТРЦ Gulliver
Особенность многофункционального комлекса Gulliver: данный объект в центральной части Киева состоит из двух частей: бизнес-центра и торгово-развлекательного центра. Офисная часть – высотная, поэтому на данном объекте также требуется разделение всех систем на зоны. Торгово-развлекательная часть имеет свои отдельные контуры.
В котельной (Рис. 5) установлено три котла Vitomax 200 мощностью по 5 300 кВт производства компании Viessmann с горелками фирмы Elco. На котлах установлены утилизаторы тепла отечественного производства. Первоначальное проектное решение предусматривало установку восьми котлов мощностью 1750 кВт. Однако от такого решения пришлось отказаться, поскольку это займет больше места, а во-вторых – нет каскадного контроллера, который мог бы полноценно управлять каскадом из восьми котлов. В результате остановились на меньшем количестве котлов с большей единичной мощностью.
Рис. 5. Крышная котельная ТРЦ Gulliver на этапе монтажа
Однако такие котлы имеют массу почти 11 тонн. Отметка пола котельной на данном объекте составляет 46 м. Естественно, подъем таких массивных котлов на такую высоту – сложный вопрос. Опыта установки таких крышных котельных в Украине тогда не имелось, да и во всем мире найдется на так много подобных котельных. Был разработан детальный план проведения подъемно-транспортных работ. Подъем оборудования производился многотоннажным краном Liebherr с решетчатым удлинителем стрелы. Перемещение котлов от места подъема к местам их постоянной установки производилось по «железной дороге» с приводом от лебедки.
Котельная ТРЦ Gulliver также состоит из двух залов: для котельной и для теплового пункта. Однако, с учётом многофункциональности комплекса и высотности здания, в тепловом пункте всего получилось около 20 контуров. Общая протяженность трубопроводов теплового пункта составляет 7,5 км. Такое количество оборудования и труб вызвало сложности, как на этапе проектирования, так и при монтаже. Тем не менее, эта задача была успешно решена с максимальной экономией полезной площади здания.
Чтобы управлять большим количеством отопительных контуров и соответствующего оборудования (насосы, теплообменники, запорная арматура, автоматика) на данной котельной осуществлена полная диспетчеризация котельной и теплового пункта. Таким образом, можно он-лайн наблюдать за работой котлов и всех отопительных контуров, см. рис. 6. Котельная работает бесперебойно и экономично.
Рис. 6. Система диспетчеризации котельной комплекса ТРЦ Gulliver
За последние годы «порт-фолио» реализованных проектов «УНІТЕХ БАУ»тм существенно расширилось. С каждым годом его пополняют новыми, не менее интересными и сложными инженерными решениями. Важным фактором является использование оборудования HVAC-систем только проверенных производителей. Сочетание качественного выполненного проекта и высокоэффективного оборудования в итоге гарантирует получением заказчиком надежных и экономичных источников тепла, которые приносят комфорт в течение многих лет.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 6 385
