Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха складов с многоуровневым стеллажным хранением

В таких зданиях обычно используют автоматизированные устройства для погрузки и разгрузки товаров, электрокары или автомобильные погрузчики с катализаторами. Зону экспедиции, комплектации, приемки и сортировки стремятся размещать непосредственно в хранилищах, не отделяя их перегородками. Стеллажи располагаются с учетом поперечных проходов высотой от 2 м и шириной от 1,5 м через каждые 40 метров. Торцы стеллажей и стены должны иметь смотровые проходы не менее 0,8 м. В соответствии с требованиями пожарной безопасности, оконные проемы в складских зданиях данного типа должны отсутствовать.

Требования к кондиционированию воздуха определяются в соответствии с технологией хранения продукции, если системы вентиляции не могут обеспечить необходимые метеорологические условия и чистоту воздуха в помещении.

Тепловой расчет и воздухообмен

В соответствии со сводом правил по строительству «Тепловая защита зданий», складские помещения не имеют стандартных норм удельного расхода теплоэнергии на отопление, в связи с чем тепловая нагрузка должна быть определена расчетом. Для этого необходимо учитывать трансмиссионные потери, то есть потери тепловой энергии через наружные ограждения конструкции объекта. Потери тепла через покрытия и стены незначительны, поэтому такую инфильтрацию часто не берут в расчет.

Затраты теплоты, необходимые для нагрева наружного воздуха через открывающиеся ворота и двери в расчетном режиме, добавляются к основным теплопотерям. Температура поверхности внутри ограждающей конструкции (кроме светопрозрачных в вертикальной ориентации, с углом от 45°) в зоне мостиков холода (теплопроводных включений), в углах и зенитных фонарей должна находиться на уровне точки росы или выше.

Так как современные складские объекты могут занимать значительные размеры, воздухообмен помещений должен определяться не по кратностям, а в соответствии с расчетом минимальной необходимости наружного воздуха.

Водяное отопление складов

Складские помещения должны предусматривать два типа отопления: основное воздушное и дежурное водяное с местными нагревательными приборами. В качестве теплоносителя обычно служит вода. Устройства водяного отопления располагают у пола, вдоль наружных ограждений, с целью недопущения «выхолаживания» нижней зоны складов. Чтобы обеспечить легкую очистку поверхности, они должны иметь гладкую поверхность.

Принципиальные решения систем ОВиК

Принципиальные решения систем ОВиК (отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) на складском объекте являются непростой задачей ввиду заполненности объекта стеллажами крупных габаритных размеров и высоте склада свыше 6 м, а также необходимости равномерного распределения температуры воздушного потока по высоте, сильных температурных перепадах подаваемого и находящегося внутри воздуха и т.п.

Проведя анализ допустимых схем систем воздушного отопления складских зданий со стеллажами, стало известно, что самой рациональной схемой считается подача воздуха компактными и коническими несмыкающимися струями сверху вниз из направляющих сопел. Такая схема подачи на автомобильном складе успешно реализована и описана в статье «Отопление и вентиляция современных складских комплексов», написанной И.А. Агафоновой, Е.О. Шилькрот и А.С. Стронгиным. Результатом применения данной схемы стала высокая эффективность работы систем при незначительном потреблении поступающего воздуха.

Авторы данной статьи провели в 80-90-е годы натурные испытания других объектов с аналогичными схемами воздухораспределения, в результате чего была также отмечена высокая эффективность систем и аэродинамическая устойчивость. Однако сегодня подобные схемы в практике строительства используются довольно редко.

Направляющие сопла

В процессе проектирования необходимо выполнить следующие мероприятия:

• Определить общий расход приточного воздуха для обеспечения оптимальной отопительной нагрузки складского здания;
• Разместить сопла в верхней зоне объекта с равномерным распределением в проходах и проездах, причем рекомендуется использовать минимальное количество сопел;
• Принять максимальную температуру подаваемого воздуха (в пределах 50°C);
• Произвести расчет сопла и определить размеры выходного отверстия d сопла, расходы и скорости приточного воздуха. Стоит учесть, что скорость воздуха в подводящем воздуховоде не должна быть выше скорости выходящего из сопла воздуха.

При индивидуальном изготовлении сопловые воздухораспределители должны иметь форму конуса. Их конструкторский расчет сводится к определению размера выходного фланца для присоединения к воздуховоду D_о и длине сопла l_c.

Диаметр выходного сопла d_o необходимо рассчитывать в диапазоне от 20 до 60 мм. Чтобы обеспечить равномерный подвод воздуха к воздухораспределителю длина прямого участка l_c должна как минимум соответствовать диаметру присоединительного патрубка. Чтобы коническая струя не смыкалась на выходе из сопла, угол при вершине конуса должен составлять 60 ± 2,5°.

Тепловые и аэродинамические характеристики воздухораспределителя должны соответствовать требованиям ГОСТ 32548-2013 «Воздухораспределительные устройства».

При сосредоточенной подаче воздуха по схеме сверху вниз коэффициенты эффективности и местного сопротивления сопла могут быть равными единице, если другой показатель не предусмотрен производителем. После определения основных параметров сопла проводят проверочный расчет воздухораспределительной системы склада в теплый и холодный периоды года.

Вентиляционное оборудование и воздуховоды

Складские помещения требуют оборудование повышенной надежности. Вентиляционное оборудование допускается устанавливать на обслуживаемой кровле, строительных ограждениях или антресольных этажах. В случае размещения установок на кровле воздухонагреватели следует размещать на воздуховодах складских помещений и продумать возможность доступа для их обслуживания.

Схема работы приточных установок

В летнее время года приточные установки работают в прямоточном режиме. Если требуется охлаждение приточного воздуха, то они должны быть оснащены блоками с непосредственным охлаждением. В переходное и зимнее время года установки должны работать в режиме воздушного отопления и вентиляции, меняя соотношение наружного и рециркуляционного воздуха в соответствии с температурой наружного и внутреннего воздуха. Вывод вытяжного воздуха из складского здания осуществляется через вытяжные вентиляционные шахты на кровле, совмещенные с шахтами дымоудаления.

Обычно используются круглые и максимально короткие воздуховоды, скорость воздушной струи в которых должна быть от 18 до 25 м/с. Воздуховоды приточных систем необходимо располагать у потолка, а также в межферменном пространстве вдоль проходов между стеллажами. Сети воздуховодов отдельных проходов следует объединять для резервирования с расходом воздуха от 50%. Тепловая изоляция воздуховодов при отсутствии охлаждения приточного воздуха не обязательна.

Воздушно-тепловые завесы

При расчете завесы для складского здания необходимо брать во внимание тип ворот, интенсивность их эксплуатации, наличие транспортных средств в проемах и другие факторы. Воздушные завесы устанавливаются внутри помещения, сбоку с каждой стороны открываемого проема. Температура воздуха от воздушно-тепловых завес должна быть не выше +70°C.

Скорость выпуска воздуха из воздушных и воздушно-тепловых завес должна быть проверена на перекрытие проема или дальнобойность струи геометрическим способом, однако она не должна превышать 25 м/с. Если размеры транспортных средств имеют разнохарактерные размеры, требуется использовать вентиляторные блоки с направляющими устройствами. Такое устройство системы позволит оперативно включать необходимое количество воздушно-тепловых завес, находящихся на высоте ворот, в зависимости от высоты автомобиля.

Аварийная вентиляция

Системы аварийной вентиляции необходимо устанавливать в помещениях с производствами категорий В4, а также в тех, где возможно внезапное поступление в воздух значительного количества вредных или взрывоопасных газов или паров.

Работа систем аварийной вентиляции складских зданий категорий А, Б, В1, В2, В3 и В4 должна производиться с помощью двух или более вентиляционных установок. Если аварийная вентиляция составляет единое целое с основной системой вентиляции, требуется обеспечить ее работу в форсированном режиме с максимальным расходом для быстрой ликвидации последствий пожара или загрязнения.

Дымоудаление

Система дымоудаления в складских помещениях должна быть обеспечена через автоматически открывающиеся в случае пожара зенитные фонари, расположенные в кровле. Так как в здании отсутствуют постоянные рабочие места, противодымная вентиляция должна предусматривать обеспечение безопасной работы только пожарных подразделений. Вытяжные люки или шахты дымоудаления требуется размещать над проходами между стеллажами с учетом площади дымовой зоны не более 1600 м².

Энергосбережение

Приточные установки должны быть оснащены электродвигателями с частотным регулированием для осуществления количественного регулирования расхода и обеспечения энергетической эффективности.