Строительство и ремонт

Строительство бассейна

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника 

Для комфортного самочувствия одетых людей (см. ниже 5.1) температура воздуха при относительной влажности воздуха 40-60% должна быть от 18 до 20°С, температура поверхности ограждающих конструкций - от 14 до 19°С, температура пола около 20°С. При этом допускается движение воздуха со скоростью до 0,3 м/с.

При более низкой температуре поверхности ограждающих конструкций (так называемая температура излучения) человек теряет большое количество тепла за счет излучения и даже при отсутствии движения воздуха возникает ощущение сквозняка. Требуемая температура поверхностей достигается за счет их хорошей теплоизоляции, применения воздушных тепловых завес или подогрева теплоизлучателями

Низкие температуры поверхности пола могут привести к простудным заболеваниям, особенно в тех случаях, когда верхние слои пола обладают высокой теплопроводностью. Избежать этого можно за счет хорошей теплоизоляции, применения теплых покрытий или подогрева полов; последнее мероприятие рекомендуется осуществлять только при большой площади полов и температуре воздуха в помещениях ниже 30сС. Температура поверхности пола, превышающая в обычных помещениях 24-25°С, а в крытых бассейнах 32-33°С, также вредна для здоровья людей.

Низкая влажность воздуха в помещении (особенно в зимнее время, когда наружный воздух содержит очень мало водяных паров) ведет к высыханию слизистой оболочки и увеличивает возможность простудных заболеваний. Высокая влажность воздуха снижает испарение через кожу и ограничивает регулирующие возможности организма ( 5.3) по поддержанию температуры тела на постоянном уровне (ощущение духоты).

При слишком высокой скорости движения воздуха возрастает доля тепла, отдаваемая телом за счет конвекции. В целом теплоотдача организма снижается (сужение кровеносных сосудов, в экстремальном случае «гусиная кожа») и наряду с охлажденными зонами возникают зоны перегрева, приводящие к ощущению сквозняка.

Температура воздуха в помещении, где находятся раздетые люди, должна составлять 26-30°С в зависимости от их подвижности: чем выше подвижность человека, тем больше тепла выделяет его тело.

В бассейнах температура воздуха должна на несколько градусов превышать температуру воды, так как при испарении влаги с водяной пленки, покрывающей тело человека после выхода из ванны бассейна, происходит отвод тепла и возникает ощущение холода при слишком низкой температуре воздуха в помещении ( 5.4, 5.5). Более высокой должна быть и температура поверхности ограждающих конструкций. При движении босиком отвод тепла через пол значительно возрастает, поэтому для обеспечения дополнительного комфорта в бассейнах с «холодными» покрытиями полов рекомендуется применять непосредственный подогрев пола или потолочное лучистое отопление и инфракрасные излучатели. Однако подогрев полов тоебуется лишь при температуре воздуха ниже 28°С или плохой теплоизоляции пола.

Температура воды, так же как и температура воздуха, зависит от возможной активности людей. При одинаковой температуре воды и воздуха охлаждение в воде происходит примерно в 20 раз быстрее, чем на воздухе. Поэтому в стандартных и крупных плавательных бассейнах с длиной дорожки 25-50 м достаточна температура воды около 22°С, а в учебных плавательных бассейнах с длиной дорожки 8-16 м температура воды должна быть 23-26°С. При использовании плавания в медицинских целях (для разгрузки позвоночника) температура воды должна превышать 26°С, а лучше всего равняться 28°С (при температуре ниже 25°С могут появиться судороги). В связи с этим в индивидуальных крытых бассейнах рекомендуется температура воды 24-28°С, а в ваннах бассейнов для маленьких детей-28~30°С.

В целом в индивидуальных крытых бассейнах должны быть следующие характеристики микроклимата:

температура воды 24-28°С;

температура воздуха на 2-3 К выше температуры воды (26-31°С). При более низких температурах воздуха возникают неприятные ощущения и опасность простуды. Более высокая температура воздуха снижает испарения из ванны и, следовательно, уменьшает расход тепла. Ощущение духоты возникает лишь при слишком высокой относительной влажности воздуха. Не следует снижать температуру воздуха в ночное время, так как из-за роста испарений повышается расход энергии;

скорость движения воздуха 0,15-0,3 м/с. При больших скоростях в рабочей зоне возможны сквозняки;

относительная влажность воздуха в помещении 50-60% (макс. 70%). При более высокой влажности воздуха возникает ощущение духоты, а также опасность образования конденсата на ограждающих конструкциях;

температура поверхности стен и покрытий макс. 10 К, лучше на 3-5 К ниже температуры воздуха. Такие характеристики достигаются за счет хорошей теплоизоляции (К < 0,65). При более низких значениях температуры стен покрытия возникают большие теплопотери за счет теплоизлучения тела (ощущение сквозняка) и образуется конденсат на строительных элементах.

В открытых бассейнах подвижность людей обычно выше, чем в крытых. Отсюда следует, что температура воздуха здесь часто ниже, а температура излучения -выше, но во всяком случае при наличии солнечной инсоляции. К этому следует добавить благотворное воздействие свежего воздуха, что сохраняет комфортность ощущений также и при более низких температурах и высоких скоростях движения воздуха.

Поэтому температура в открытом бассейне обычно ниже, чем в крытом, и составляет 21-25°С. Для улучшения микроклимата и создания дополнительного комфорта, особенно при длительном купальном сезоне или пользовании бассейном в зимнее время рекомендуется осуществлять подогрев пола или лучистое отопление обходной дорожки и подходов к ванне бассейна с помощью электрических инфракрасных излучателей; ванну и подходы к ней по возможности следует защитить от ветра, а при наличии покрытия установить теплоизлучатели над ванной.

Отопление требуется прежде всего в переходные месяцы (апрель, май, сентябрь и октябрь), причем длительность купального сезона принимается равной 6 мес-с середины апреля до середины октября.

Поскольку имеет место значительный теплообмен между поверхностью воды и окружающим воздухом, открытые бассейны следует размещать с учетом защиты от ветра ( 5.6). При круглогодичной эксплуатации бассейна рекомендуется устраивать покрытие с механическим приводом, что позволяет значительно снизить теплопотери и довести эксплуатационные затраты до уровня, сравнимого с летним периодом.

Отрытый бассейн без отопления обычно пригоден лишь для кратковременной эксплуатации, так как наблюдаются постоянные теплопотери (особенно ночью).

Теплопотери открытого бассейна включают следующие составляющие:

1.         Потери тепла из-за испарения воды с поверхности ванны и нагрева подпиточной воды.

2.         Потери тепла из-за естественной конвекции, когда температура воздуха ниже температуры воды.

3.         Потери тепла вместе с водой, переливающейся через края ванны и разбрызгиваемой при выходе людей из ванны.

4.         Потери тепла за счет излучения в окружающую среду в ночное время.

5.         Потери тепла при первичном подогреве воды.

6.         Потери тепла в грунт, примыкающий к ванне, и окружающий воздух.

7.         Потери тепла при заполнении ванны теплой водой для промывки фильтров.

Потери тепла по п. 3 примерно равны поступлению тепла от тел пловцов, а потери тепла по п. 6 для ванн, заглубленных в грунт, принимают во внимание только при первоначальном подогреве, когда примыкающие элементы нагреваются до температуры воды и в дальнейшем практически аккумулируют полученную теплоту.

Известны уравнения, по которым можно рассчитать величину всех составляющих теплопотерь открытого бассейна

Необходимо отметить, что в применявшихся до настоящего времени уравнениях для расчета тепло-потерь на испарение не учитывали процессы на границе слоев, что снижало точность получаемых результатов. Средняя температура воздуха в летнее полугодие принималась равной 10°С, в то время как фактически эта величина составляет 14-14,5°С, а расчетная скорость движения воздуха над ванной 1-4 м/с не соответствует фактической скорости движения воздуха непосредственно над поверхностью воды, которая значительно ниже. Излучение ванны бассейна должно всегда рассматриваться совместно со встречным излучением атмосферы.

Температура воды в ванне бассейна фактически превышает заданное значение на величину 4К из-за солнечной инсоляции ( 5.7).

Сильное солнечное облучение предполагает наличие ясного неба, однако обычно встречное излучение атмосферы весьма незначительно, а излучение ванны, особенно ночью, значительно выше, чем излучение атмосферы при облачной погоде. В связи с этим для расчета рекомендуется принимать для всего сезона постоянную величину солнечной инсоляции, имея в виду, что чем сильнее инсоляция, тем выше температура воды и больше излучение ванны бассейна.

Глубина воды в ванне бассейна не оказывает существенного влияния на энергобаланс и выступает только в качестве характеристики объема. От площади поверхности воды зависит соотношение между снижением температуры и теплопотерями каждой ванны, причем мелкий бассейн остывает и нагревается быстрее, чем глубокий, при одинаковых величинах потерь и поступлений тепла.

Теплопотери открытых бассейнов со стенками я грунте в летнее время обычно можно не учитывать, так как грунт плохо проводит тепло и аккумулирует теплоту, полученную при первичном подогреве. Теплопотери в грунт практически весьма невелики по сравнению с другими видами тепло-потерь. Иная картина имеет место в зимнее время для ванн со свободно стоящими стенками и крытых бассейнов.

Теплоизоляция толщиной в 1 см снижает теплопотери на 80%. Дополнительные теплопотери стенки составляют лишь 15,5 кВт • ч/дн, что соответствует 0,55 кВт-ч/(м2дн) на 1м поверхности воды и 0,37 К снижения температуры.

Теплоизоляцию бетонных стенок ванны целесообразно выполнять с наружной стороны. В сборных ваннах рекомендуется выкладывать жесткие теплоизоляционные маты между пленкой и наружной оболочкой стенки ванны.

Исследования показали, что применение темных плиток для облицовки ванн значительно повышает абсорбцию солнечного излучения.

Полноценная эксплуатация бассейнов в зимнее время требует больших энергозатрат. Поэтому для открытых бассейнов рекомендуется зимой использовать укрытия.

В отличие от летнего сезона зимой оказывает влияние теплоотдача в прилегающий грунт.

Уже при толщине пеноматериала в 1 см коэффициент к становится равным 2,5 Вт/ (м2 • К) и достигается экономия более 25%.

При циркулярном цикле продолжительностью 8 ч и длительности промывки 5 мин теряется около 1% емкости ванны для промывки одного песчаного фильтра. П р и глубине ванны 1 , 5 м и разности температур между водой в ванне и свежей водой 13 К потери тепла на каждую промывку составляют 0,23 кВт • ч/м2 (203 ккал/м2).

В индивидуальных бассейнах, где промывка фильтров осуществляется не чаще одного раза в неделю, теплопотерями на промывку можно пренебречь, а в бассейнах гостиниц, где требуется ежедневная промывка фильтров, с этим фактором приходится считаться. В общественных бассейнах, к которым относятся и гостиничные, в соответствии с нормами требуется добавка свежей воды в количестве 30 л на одного купающегося, что приводит к теплопотерям на подогрев свежей воды в размере около 0,45 кВт • ч/(м2 • дн) [390 к к а л / ( м2 - д н ) ] .

Существенный элемент теплопотерь открытых бассейнов - испарение - в значительной мере зависит от температуры воздуха. При низких температурах в ночное время испарение воды значительно выше, чем при более высоких дневных температурах.

Таким образом, в открытых бассейнах без отопления температура воды возрастает или остается постоянной в дневное время, а ночью значительно снижается. Устройство укрытия над ванной значительно снижает испарение, существенно уменьшает излучение и в некоторой степени снижает тепло-потери за счет конвекции. С помощью установки укрытия в период наибольших теплопотерь можно добиться их снижения в открытых бассейнах на 80% расход тепла, который может приниматься по табл. 5.7 в зависимости от сезона года и температуры воды.

При этом следует иметь в виду, что в связи с большим удельным весом излучения в суммарных теплопотерях существенное значение имеет теплоизоляция укрытия. Экономия от применения укрытий без теплоизоляции составляет лишь 30-40% по сравнению с теплоизолированным укрытием. Для использования солнечной радиации укрытие следует снять в дневное время. С поверхности укрытия должна быть удалена вода (отверстия, перфорация и т.д.), так как скопление дождевой воды на поверхности укрытий способствует потерям тепла при испарении.

Укрытие в виде солнечного коллектора может оставаться над ванной и в дневное время, когда не пользуются бассейном. Такое укрытие из свето-прозрачного теплоизолирующего верхнего слоя и прилегающего к воде абсорбирующего слоя значительно улучшает поглощение солнечных лучей по .равнению с открытой ванной. Как показали исследования, при благоприятных погодных условиях применение укрытия в виде солнечного коллектора позволяет эксплуатировать бассейн с температурой зоды 23°С без дополнительного отопления.

Для расчета затрат на отопление необходимо расход тепла умножить на стоимость 1 кВт-ч.

Долгое время открытые бассейны обогревались от системы домового отопления с использованием противоточного теплообменника. Однако в последние годы появилось много новых вариантов обогрева ванн с использованием агрегатов, серийно выпускаемых промышленностью:

обогрев ванн от отопительного котла;

прямоточные топливные нагреватели;

прямоточные нагреватели с электроприводом;

тепловые насосы;

обогрев ванн с помощью солнечных коллекторов.

Во всех системах вода подогревается до поступления в ванну бассейна. Прямые системы обогрева с помощью труб, расположенных непосредственно в ванне, или электронагрев облицовочных плиток не нашли применения но гигиеническим и экономическим соображениям.

Перед выбором системы обогрева рекомендуется определить связанные с ней затраты. Для этого надо знать средние теплопотери ванны и стоимость тепла, вырабатываемого системой.