Агресія російської федерації змусила редакцію припинити випуск друкованого журналу AW-Therm – єдиного в Україні видання у галузі HVAC.

Медіаресурс продовжив роботу в електронному форматі – на сайті та у соціальних мережах: Facebook, Instagram, Telegram, YouTube, TikTok.

Якщо Ви вважаєте нашу роботу корисною, бажаєте надалі читати найактуальнішу інформацію зі світового та українського інженерного ринку, просимо підтримати спеціалізоване українське видання донатом.


Я БАЖАЮ ПІДТРИМАТИ

Мерч AW-Therm інтернет магазин

Використання систем темперування бетону для створення комфортних умов у будівлях

Шушляков Д. О., доц., к.т.н.,
ORCID 0000-0002-9448-7707

Шушлякова О. С., доц., канд. арх.,
Харківський національний університет міського господарства імені О. М. Бекетова
ORCID 0000-0001-7457-0071

Мельник А. І., студ. 4 курсу
Харківський інститут медицини та біомедичних наук
ORCID 0000-0001-7260-0169

Застосування сучасних систем низькотемпературного опалення у вигляді нагрівальних/охолоджувальних панелей дає змогу створити в приміщеннях більш рівномірні поля температур, ніж у разі використання класичних систем опалення або охолодження. Разом із підвищенням комфорту та енергоефективності це допомагає запобігати розмноженню патогенних мікроорганізмів на будівельних конструкціях

Зображення темперування ядра бетону

У сучасних умовах до систем, що забезпечують створення і підтримання мікроклімату в приміщеннях, висувають дедалі ширшу низку вимог. Це і комфорт перебування людини (створення і підтримання необхідних параметрів, низький рівень шуму під час роботи системи тощо), і енергоефективність систем, і економічність, і екологічність, і універсальність. Найчастіше встановлені кліматичні системи (у квартирах, офісах) не відповідають деяким із цих вимог.

Split-системи та опалювальні прилади

Розглянемо вплив сучасних кондиціонерів типу split-система на комфортність перебування людини в приміщенні. Насамперед слід сказати про те, що цей пристрій до «кондиціонерів» (від слова condition (англ.) – кондиція, стан) відноситься дуже умовно, тому що до необхідного рівня, кондиції, може довести і підтримувати на заданому рівні тільки один параметр мікроклімату, а саме – температуру. При цьому в приміщенні, де встановлено, виникає кілька факторів мікроклімату, які не відповідають вимогам нормативних документів. У теплий період: перше – це швидкість руху повітря, яка на різних ділянках струменя може змінюватися від 2 до 0,5 м/с (нормативно має бути до 0,3 м/с), друге – температура в потоці повітря (14–18°С) значно нижча, ніж температура навколишнього повітря (22–26°С). Навіть цих двох чинників достатньо, щоб нашкодити здоров'ю людини, наприклад, викликати застудні захворювання. Але є, також, інші негативні чинники. Наприклад, split-системи можуть пересушувати кімнатне повітря, що призводить до виникнення подразнення очей, риніту і навіть алергії. У холодний (або перехідний) період року, під час роботи на підігрів, також є проблеми: висока швидкість повітря в струмені, висока температура струменя повітря. Крім того, занадто низька теплоємність повітря не дає змоги ефективно прогріти будівельні конструкції тощо.

Під час використання інших видів локальних нагрівачів, також може виникнути низка проблем.

Застосування високотемпературних інфрачервоних нагрівачів призводить до того, що пил, який потрапляє на поверхню нагрівача, згорає, виділяючи в навколишній простір домішки, які можуть мати неприємні запахи або бути токсичними. Крім того, такі нагрівачі не забезпечують рівномірність прогріву приміщення. Схожі проблеми виникають при використанні інших видів локальних опалювальних приладів – масляних радіаторів, тепловентиляторів тощо.

Використання типових сучасних опалювальних приладів (радіатори, конвектори), також має низку недоліків – нерівномірність прогріву приміщення (великі площі стін мають низьку температуру), досить сильні конвективні потоки повітря, швидкість яких перевищує допустиму нормативну швидкість. Навіть при правильному підборі опалювальних приладів, у приміщенні складно створити мікроклімат, що відповідає обом умовам комфортності. У деяких місцях приміщення через нерівномірний і недостатній прогрів будівельних конструкцій виникають зони конденсації, перезволоження. А підвищена вологість будівельних матеріалів є основною причиною виникнення біодеструкції. У зарубіжних країнах цій проблемі приділяється серйозна увага, тим більше що вона має подвійний негативний ефект. По-перше, біодеструктори здатні руйнувати будівельні конструкції, зокрема й несучі, і погіршувати зовнішній вигляд оздоблювальних матеріалів, а по-друге, багато біодеструкторів будівельних матеріалів (грибки і бактерії) можуть чинити негативний вплив безпосередньо на здоров'я людей, які проживають або працюють в уражених приміщеннях.

Коротко розберемо вплив плісняви на організм людини, а саме на дихальну систему.

Вплив плісняви на організм людини

Почнемо з визначень, що ж таке пліснява. Пліснява – це грибок, що росте на сирих поверхнях. Він випускає крихітні частинки, які називають спорами і які можуть завдавати шкоди організму людини під час вдихання. Пліснява і вогкість з'являються в будівлях із зайвою вологістю, поганою вентиляцією та/або недостатнім потраплянням сонячного світла.

Дослідження показали, що проживання, робота або навчання в сирому приміщенні, зараженому грибком, може призвести до безлічі проблем. До досить поширених негативних ефектів від плісняви належать захворювання верхніх дихальних шляхів, такі як астма, пневмонія, синусит, сухий кашель, також можливі шкірні висипання, розлади шлунка, головні болі, носові кровотечі. Більшість видів плісняви в регіоні України належать до патогенних форм. Тривалий вплив такої плісняви на організм людини, загалом, може призвести до внутрішньої кровотечі, ураження нирок і печінки, емфіземи легенів.

Інвазивні грибкові захворювання вирізняються важким перебігом і високою летальністю. До їх числа належать, зокрема, інвазивний аспергільоз. Аспергільоз спричиняють гриби роду Aspergillus (аспергілли), які зустрічаються повсюди – у побуті їх можна помітити у вигляді білої та зеленуватої плісняви на овочах, фруктах, у ґрунті кімнатних рослин. Вони мешкають у вологих, погано вентильованих приміщеннях, у кондиціонерах, інгаляторах і зволожувачах повітря. За відсутності своєчасного лікування інвазивного аспергільозу, практично завжди, протягом 1–4 тижнів після початку інфекційного ускладнення настає летальний результат.

Не менш актуальною є тема вірусного захворювання «COVID-19» і його взаємодії з пліснявою. Слід завжди пам'ятати про можливість розвитку грибкових захворювань на тлі «COVID-19», оскільки їхні клінічні прояви – лихоманка, кашель, задишка – схожі з симптомами коронавірусної інфекції. Важливим залишається і той факт, що внаслідок перенесеного «COVID-19» і тривалої антибіотикотерапії значно знижується рівень імунітету в організмі, що робить спори плісняви набагато небезпечнішими для здоров'я людини, оскільки зараження відбувається легше і швидше.

Деякі токсичні речовини, що також негативно впливають на людей, виділяються з плісняви, до них належать:

  • летючі органічні хімічні речовини (ЛОС), які є запахами, що виділяються деякими грибами;
  • протеази;
  • глюкани та інші.

Усе це може призвести до утруднення дихання і, як наслідок, до проблем із дихальною системою. Дослідження «in vitro» та «in vivo» продемонстрували різні запальні, цитотоксичні та імуносупресивні реакції після впливу спор, метаболітів і компонентів видів мікроорганізмів, виявлених у вологих будівлях, що підтверджує достовірність епідеміологічних даних.

Профілактика проблем

Профілактика перерахованих проблем, пов'язаних із різними видами плісняви та їхніх спор, досить чітко зрозуміла. Завжди потрібно стежити за рівнем вологості в приміщенні. Оснащувати квартири, будинки, офіси, навчальні заклади достатньою кількістю систем вентиляції, що перебувають у робочому стані та проходять регулярне обслуговування та очищення, системами опалення, що рівномірно прогріватимуть приміщення, не даючи змоги утворюватися зонам із підвищеною вологістю.

Однією з проблем сучасного суспільства є, так само, значне споживання енергії на потреби систем теплопостачання (рис. 1), особливо на потреби житлово-комунального господарства. Ця проблема гостро відчувається в Україні, у зв'язку з питаннями видобутку та постачання газу, зношеністю генераторів теплової енергії, теплових мереж, а також у зв'язку з тим, що огороджувальні конструкції споживачів теплової енергії, на сучасному етапі, мають дуже низьку величину термічного опору огороджувальних конструкцій.

Зображення Споживання енергії за галузями економіки

Рис. 1. Співвідношення споживання теплової енергії (у %) за галузями економіки

Знизити споживання енергії в житловому фонді та громадськими будівлями можливо, наприклад, при зниженні температури внутрішнього повітря. Однак такий захід призведе до дискомфорту для людей. Комфортне самопочуття при зниженні температури повітря можливе тільки в разі використання систем інфрачервоного опалення.

Вирішенням перерахованих вище проблем може слугувати використання систем темперування приміщення. Таким чином, тема цієї статті є актуальною.

Застосування сучасних систем низькотемпературного опалення (у вигляді нагрівальних/охолоджувальних панелей (рис. 2)) дасть змогу створити в приміщеннях більш рівномірні поля температур, ніж у разі використання класичних систем опалення або охолодження.

Історично подібні схеми опалення відомі ще з античних часів – римські терми, хюпакаусти (лат. Hypocaustum), коли теплоносій, зазвичай гаряче повітря або димові гази, циркулював каналами, прокладеними під підлогою або в стінах.

Зображення схема темперування ядра бетон

Рис. 2. Панель для темперування ядра бетону (схема)

Панель для темперування передає теплову енергію в навколишнє середовище, здебільшого завдяки випромінюванню, водночас нагріваючи всі поверхні та предмети в приміщенні. Оскільки температура панелей досить низька (найчастіше використовується теплоносій з параметрами: подача – +50°С, зворотна – +30°С), людина почувається комфортно, немає небезпеки травмуватися під час дотику до високотемпературних поверхонь нагрівальних приладів. Що особливо актуально для дитячих установ.

Відомо, що в холодний період людина буде себе комфортно почувати при низькій температурі повітря в приміщенні, але при досить нагрітих поверхнях огороджувальних конструкцій. У теплий період, при високій температурі повітря і низькій температурі огороджувальних конструкцій, людина так само почуватиметься комфортно. Це відбувається за рахунок променевої складової приладів опалення.

Під час влаштування темперування стін, можна вибрати стінові панелі, виготовлені з природних дихаючих матеріалів, що не деформуються від перепадів температури і вологості, мають низький термічний опір (не належать до класу теплоізоляційних матеріалів). Цим вимогам відповідають плитка керамічна, гіпсокартон, деякі види стінових панелей, натуральний камінь.

До недоліків систем темперування належить висока вартість системи, але при використанні сучасних конструктивних рішень вартість значно зменшується.

Висновки

По-перше, створення і підтримання комфортних умов у приміщенні стає простішим і ефективнішим (рівномірні температурні поля в приміщенні, передача теплоти здійснюється в основному променистим теплообміном).

По-друге, можливість рівномірного прогріву будівельних конструкцій для зниження або виключення ризиків виникнення зон підвищеної вологості та процесів біодеструкції.

По-третє, значна економія енергоресурсів під час опалення приміщень за рахунок зниження температури теплоносія і зниження температури повітря в приміщеннях у холодний період, а також зниження витрат енергії на охолодження приміщень у теплий період року за рахунок підвищення температури внутрішнього повітря.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Шульга М. О. Інженерне обладнання будівель / М. О. Шульга, Д. О. Шушляков, Г. А. Усик. Х.: ХНАМГ, 2011. – 344 с.
2. Кондиционер для квартиры – как правильно выбрать? / Д. Соловей http://alterair.com.ua/services/engineering-solutions/konditsionirovanie/237-kondicioner-dlya-kvartiry.html
3. UFO – практичный обогреватель. http://www.alliance-klimat.com.ua/obogrevatel_ufo_eco_2300.html
4. Богословский В. Н. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. 1. Отопление / В. Н. Богословский, Б. А. Крупнов, А. Н. Сканави и др. Под ред. И. Г. Староверова и Ю. И. Шиллера. М.: Стройиздат, 1990. – 344 с.: ил. – (Справочник проектировщика).
5. Вишневский Е. П. Осушение воздуха как метод защиты зданий от разрушения. / Е. П. Вишневский, М. Ю. Салин / http://www.daichi.ua/press/publications/news-716.php
6. Плесень, сырость и лёгкие. (ELF – европейская лёгочная ассоциация) https://europeanlung.org/ru/information-hub/factsheets/%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D1%81%D0%B5%D0%BD%D1%8C-%D1%81%D1%8B%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D0%B8-%D0%BB%D0%B5%D0%B3%D0%BA%D0%B8%D0%B5/
7. Микозы лёгких. https://pateroclinic.ru/pulmonologia/mikozi-legkih
8. Поддержка пациентов и лиц, ухаживающих за больными аспергиллёзом, предоставляемая Национальным центром аспергиллёза NHS (Великобритания). https://aspergillosis.org/ru/health-hazards-from-damp/
9. Хронические болезни лёгких и COVID-19. https://euat.ru/covid-19/publications/hronicheskie_bolezni_legkih_i_covid_19
10. Шушляков А. В. Генераторы тепловой энергии нового поколения / А. В. Шушляков, Д. А. Шушляков, Г. А. Кривоносов, А. С. Жиднин. Х.: Талант, 2014. – 118 с.
11. Шушляков Д. А., Шушлякова О.С., Кравец А. В. Некоторые аспекты темперирования в жилых и общественных зданиях. // Инновационные пути решения актуальных проблем базовых отраслей, экологии, энерго- и ресурсосбережения. XXIV Международная научно-практическая конференция. Казантип-ЭКО. Х.: ГП «УкрНТЦ «Энергосталь», 2016. – с. 88 – 93.
12. Климатические панели EFFI. http://effi.com.ua/#elementid
13. Темперирование наружных стен зданий. Konrad Fischer. http://www.arwela.info/ruweb/tempru1.htm

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok.  Долучайтесь!

Переглянуто: 3 019


Залишити коментар

Telegram