Вентиляция бассейна

ВЕНТИЛЯЦИЯ В БАССЕЙНЕ

Научно-техническая статья

Испарение с зеркала воды, хлораминовые загрязнения, расчёт влаговыделений, осушение, воздухораспределение, коррозия, рекуперация

Аннотация

Статья посвящена комплексному рассмотрению систем вентиляции крытых плавательных бассейнов. Изложены физические закономерности испарения воды с зеркала бассейна, химические загрязнения воздуха хлораминами и трихлораминами, их воздействие на здоровье посетителей и персонала, а также разрушающее действие на строительные конструкции. Рассмотрена нормативная база Российской Федерации и международные стандарты. Подробно описаны расчётные методы определения влаговыделений по формулам Банхидии и нормативному методу, расчёт воздухообмена по влагоизбыткам. Систематизированы конструктивные схемы вентиляции: подача воздуха через напольные щелевые каналы и настенные диффузоры, осушители воздуха (конденсационные и адсорбционные), системы рекуперации теплоты и влаги. Рассмотрены требования к антикоррозионному исполнению оборудования, автоматизации по точке росы, особенности вентиляции раздевалок, душевых, технических помещений и аквапарков.

1. Введение

Крытый плавательный бассейн является одним из наиболее технически сложных объектов с точки зрения проектирования систем вентиляции. Зеркало воды площадью от нескольких десятков до нескольких тысяч квадратных метров непрерывно испаряет влагу, насыщая воздух водяным паром. Химическая обработка воды хлором порождает специфические загрязнители — хлорамины, в первую очередь трихлорамин (NCl₃), обладающий раздражающим действием на слизистые оболочки дыхательных путей, глаз и кожи. Одновременно влажная атмосфера бассейна создаёт чрезвычайно агрессивную коррозионную среду для металлических конструкций, вентиляционного оборудования и воздуховодов.

Ненадлежащая вентиляция бассейна влечёт целый спектр негативных последствий: у посетителей — раздражение глаз и дыхательных путей, хлораминовый «насморк», обострение бронхиальной астмы; у персонала — хроническая профессиональная патология респираторного тракта; у здания — конденсация влаги на ограждающих конструкциях, коррозия арматуры, разрушение бетона, отслоение облицовки, гниение деревянных элементов. По данным ряда исследований, стоимость восстановительного ремонта зданий бассейнов, пострадавших от конденсата вследствие неработающей или неэффективной вентиляции, в несколько раз превышает стоимость исходного проекта системы вентиляции.

Вентиляция бассейна решает три взаимосвязанные задачи: удаление избыточной влаги (поддержание нормируемой относительной влажности воздуха 50–65 %); удаление химических загрязнителей (хлорамины, трихлорамин); обеспечение нормируемых параметров микроклимата для посетителей и персонала. Успешное решение всех трёх задач возможно только при комплексном подходе, учитывающем взаимосвязь между испарением воды, качеством водоподготовки и организацией воздухообмена.

2. Физические основы испарения воды в бассейне

2.1. Механизмы испарения

Испарение воды с зеркала бассейна — непрерывный физический процесс, интенсивность которого определяется разностью парциальных давлений насыщенного пара над поверхностью воды и фактического парциального давления пара в воздухе помещения, а также скоростью движения воздуха над поверхностью воды. Суммарное испарение складывается из нескольких составляющих:

Источник испарения	Доля от суммарного испарения	Факторы влияния
Свободное зеркало воды бассейна (конвективное испарение)	60–75%	Разность температур воды и воздуха; скорость воздуха над поверхностью; площадь зеркала
Испарение при выходе купающихся из воды (плёнка воды на теле)	10–20%	Количество посетителей; активность купания
Брызги и всплески воды	5–15%	Интенсивность занятий; спортивное или оздоровительное плавание
Испарение с мокрых бортов, лестниц, дорожек	5–10%	Площадь обходных дорожек; интенсивность полива
Испарение из душевых и раздевалок (переток влажного воздуха)	2–5%	Степень изоляции от зала бассейна

 

2.2. Формула Банхидии для расчёта испарения

Наиболее распространённой в инженерной практике является формула Банхидии (W. Banhidi), принятая в качестве расчётной в большинстве европейских стандартов и широко применяемая в России:

W = β × F × (P_нас(T_в) – φ × P_нас(T_воз)),  кг/ч

где: W — интенсивность испарения (кг/ч); β — коэффициент испарения, учитывающий скорость воздуха над поверхностью воды и активность посетителей (кг/(м²·ч·Па)); F — площадь зеркала воды (м²); P_нас(T_в) — давление насыщенного пара при температуре воды (Па); φ — относительная влажность воздуха (д.е.); P_нас(T_воз) — давление насыщенного пара при температуре воздуха (Па).

Значения коэффициента испарения β:

Тип бассейна / режим использования	β (кг/(м²·ч·Па))	Примечание
Бассейн без посетителей (ночной режим, пустой)	0,00020–0,00025	Только свободное испарение с зеркала
Оздоровительный бассейн (спокойное плавание)	0,00035–0,00040	Малое количество брызг; посетители 1–2 чел./10 м²
Спортивный бассейн (тренировки, соревнования)	0,00045–0,00055	Интенсивные движения; значительные брызги
Детский бассейн (активные игры)	0,00055–0,00065	Максимальное разбрызгивание; дети выбегают из воды
Аквапарк, горки, волновой бассейн	0,00065–0,00090	Экстремально высокое разбрызгивание; открытые поверхности
Джакузи, гидромассажные ванны	0,00090–0,00120	Максимальное испарение из-за аэрации воды
Гидролечебница (терапевтический бассейн)	0,00040–0,00055	T воды 32–36 °C — значительно выше стандартной

 

Пример расчёта: спортивный бассейн 25 × 12,5 м = 312,5 м², T_воды = 27 °C, T_воздуха = 30 °C, φ = 60 %. P_нас(27°C) = 3564 Па; φ × P_нас(30°C) = 0,60 × 4243 = 2546 Па. W = 0,00050 × 312,5 × (3564 – 2546) = 0,00050 × 312,5 × 1018 = 158,9 кг/ч ≈ 159 кг/ч.

2.3. Температурный режим воды и воздуха

Соотношение температур воды и воздуха является критическим параметром для управления испарением и конденсацией в зале бассейна. Нормативное требование для закрытых бассейнов: температура воздуха должна превышать температуру воды на 1–2 °C. Это условие обеспечивает:

•      минимизацию испарения: чем ближе температура воздуха к температуре воды, тем ниже разность парциальных давлений и меньше испарение;

•      комфорт посетителей при выходе из воды: тёплый воздух снижает ощущение озноба;

•      предотвращение конденсации на остеклении: если T_воздуха > T_воды, риск конденсата на холодных поверхностях снижается при правильном обогреве стёкол.

При T_воздуха < T_воды (что категорически недопустимо): испарение резко возрастает; воздух не может удержать образующийся пар; конденсат выпадает на всех охлаждённых поверхностях; разрушение конструкций ускоряется многократно.

3. Химические загрязнения воздуха в бассейне

3.1. Хлорамины и трихлорамин

Хлорирование воды бассейна является основным методом её дезинфекции. При взаимодействии свободного хлора (Cl₂, HOCl) с азотсодержащими органическими соединениями — мочевиной, потом, слюной, аминокислотами, поступающими в воду от купающихся, — образуются связанный хлор и хлорамины. Наиболее токсичным из хлораминов является трихлорамин (NCl₃):

Соединение	Формула	Физические свойства	ПДК (воздух рабочей зоны)	Воздействие на здоровье
Монохлорамин	NH₂Cl	Газ; характерный запах хлора	0,5 мг/м³ (по хлору)	Раздражение слизистых при высоких концентрациях
Дихлорамин	NHCl₂	Газ с резким запахом	—	Сильное раздражение; слезотечение
Трихлорамин (хлористый азот)	NCl₃	Летучий газ; Т_кип = 71°C; тяжелее воздуха (М = 120,4)	0,4 мг/м³ (DIN 19643)	Раздражение глаз, носа, горла; при хроническом воздействии — астма, повреждение эпителия дыхательных путей; у детей — провокация развития астмы
Хлороформ (трихлорметан)	CHCl₃	Летучая жидкость; образуется при хлорировании	20 мг/м³ (ГОСТ)	Канцерогенный потенциал; нефро- и гепатотоксичность при хроническом воздействии
Дихлорацетонитрил и другие ДХП (дезинфекционные побочные продукты)	Различные	Летучие органические соединения	Не нормированы в РФ индивидуально	Мутагенный и канцерогенный потенциал; суммарно нормируется ВОЗ

 

Трихлорамин является основным индикатором некомфортной атмосферы в бассейне. Характерный резкий запах хлора, который посетители ощущают при входе в зал бассейна, обусловлен не свободным хлором (он практически не летуч при нормальных условиях), а именно трихлорамином. ПДК трихлорамина в воздухе зала бассейна по немецкому стандарту DIN 19643 и рекомендациям ВОЗ составляет 0,5 мг/м³; концентрации выше 0,5 мг/м³ вызывают отчётливое раздражение глаз и верхних дыхательных путей.

Ключевой вывод: основным методом снижения концентрации хлораминов в воздухе является не столько вентиляция, сколько качество водоподготовки (регулярная смена воды, контроль pH, применение УФ-обеззараживания, обязательный душ перед входом в воду). Вентиляция удаляет хлорамины из зоны дыхания посетителей, но не устраняет причину их образования.

3.2. Воздействие на строительные конструкции

Хлораминовая атмосфера бассейна является агрессивной коррозионной средой для металлических конструкций. Основные механизмы разрушения:

•      Коррозия нержавеющих сталей: хлор-ионы разрушают пассивирующий оксидный слой на поверхности нержавеющей стали, вызывая питтинговую коррозию. Нержавеющая сталь марки AISI 304 непригодна для применения в зонах контакта с хлораминовым воздухом; минимально допустима AISI 316L.

•      Коррозия оцинкованных изделий: хлорид-ионы разрушают цинковое покрытие; незащищённая оцинкованная сталь в атмосфере бассейна служит 3–5 лет.

•      Разрушение бетонных конструкций: хлорид-ионы проникают через трещины и поры бетона к арматуре, вызывая её коррозию и последующее разрушение защитного слоя бетона.

•      Разрушение кровельных конструкций из клееного бруса и LVL: хлорамины деградируют клеевые швы при конденсации влаги на деревянных элементах.

4. Нормативно-правовая база

Документ	Область применения
СП 31-113-2004 «Бассейны для плавания»	Основной российский норматив по проектированию бассейнов; параметры воздуха, воды, вентиляции
СанПиН 2.1.2.1188-03 «Плавательные бассейны. Гигиенические требования к устройству, эксплуатации и качеству воды»	Санитарные требования к качеству воздуха, воды и условиям эксплуатации
СП 60.13330.2020	Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха — расчётная база
ГОСТ 30494-2011	Параметры микроклимата в помещениях
СП 281.1325800.2016	Установки теплоутилизации систем вентиляции — рекуперация в бассейнах
DIN 19643 (Германия)	Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser — требования к качеству воды и воздуха, нормирование NCl₃
EN 13138 / EN 15288	Европейские стандарты по безопасности и эксплуатации бассейнов
ASHRAE Standard 62.1-2022 (США)	Вентиляция для приемлемого качества воздуха в помещениях; раздел по бассейнам
WHO Guidelines for Safe Recreational Water Environments, Vol. 2 (2006)	Нормирование хлораминов и дезинфекционных побочных продуктов в воздухе бассейна
VDI 2089-1 (Германия)	Technische Gebäudeausrüstung für Hallenbäder — детальные технические требования к вентиляции крытых бассейнов
СанПиН 1.2.3685-21	Гигиенические нормативы концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе и в помещениях

 

5. Нормируемые параметры воздушной среды

5.1. Параметры микроклимата

Помещение / зона	T воздуха (°C)	Отн. влажность (%)	Скорость воздуха (м/с)	Примечание
Зал ванны бассейна (оздоровительный)	T_воды + 1…+2 °C (обычно 29–32 °C)	50–65	≤ 0,2 (в зоне пребывания)	T_воды обычно 26–29°C для взрослых
Зал ванны бассейна (спортивный)	T_воды + 1…+2 °C (обычно 27–30 °C)	50–65	≤ 0,2	T_воды 25–28°C для соревнований
Зал ванны (детский)	T_воды + 2 °C (обычно 32–34 °C)	50–65	≤ 0,15	T_воды 30–32°C; высокая T для детей
Зал ванны (терапевтический, гидролечебница)	T_воды + 1 °C (обычно 33–37 °C)	50–65	≤ 0,15	T_воды 32–36°C
Раздевалки и душевые	25–28	До 70 (временно при душе)	≤ 0,2	Подача тёплого воздуха; вытяжка из душевых
Зрительный зал (трибуны)	18–22	40–60	≤ 0,2	Отдельная система; комфорт зрителей
Технические помещения (насосная, фильтрационная)	15–18	40–65	0,2–0,5	Вытяжка из нижней зоны (хлор тяжелее воздуха)
Кабинеты инструкторов, административные	18–22	40–60	≤ 0,2	Стандартные офисные требования

 

5.2. Нормируемый воздухообмен

СП 31-113-2004 и СанПиН 2.1.2.1188-03 устанавливают следующие минимальные нормы воздухообмена:

Помещение	Вытяжка	Приток	Примечание
Зал ванны бассейна	Расчётный по влаговыделениям (не менее 4 крат/ч)	Расчётный по влаге – 10 %	Разрежение в зале предотвращает распространение хлораминов в смежные зоны
Раздевалки	2 крат/ч + 20 м³/ч·чел.	1,5 крат/ч + 15 м³/ч·чел.	Вытяжка доминирует; подпор в зале бассейна
Душевые	75 м³/ч на 1 сетку	—	Только вытяжка; приток из раздевалки
Туалеты	50 м³/ч на санприбор	—	Только вытяжка
Технические помещения (хлораторная, насосная)	10 крат/ч (аварийная — до 30 крат/ч)	8 крат/ч	Взрывозащищённое исполнение для хлораторной
Зрительный зал	Расчётный по CO₂ (30–50 м³/ч·чел.)	По балансу	Отдельная система

 

5.3. Предельно допустимые концентрации химических веществ

Вещество	ПДК в воздухе зала бассейна (мг/м³)	ПДК рабочей зоны (мг/м³)	Источник нормирования
Свободный хлор (Cl₂)	≤ 0,1 (воздух зала)	1,0 (рабочая зона)	СанПиН; ГН 2.2.5.3532-18
Трихлорамин (NCl₃)	≤ 0,5 (рекомендуется ≤ 0,2)	0,4 (DIN 19643)	ВОЗ; DIN 19643; VDI 2089
Хлороформ (CHCl₃)	≤ 0,1 (воздух помещений)	20 (рабочая зона)	СанПиН 1.2.3685-21
Аммиак (NH₃, продукт реакции хлора с мочевиной)	≤ 0,2 (воздух помещений)	20 (рабочая зона)	ГН 2.2.5.3532-18
CO₂	≤ 1400 мг/м³ (1000 ppm) — допустимое	9000 (рабочая зона)	СанПиН 1.2.3685-21

 

6. Расчёт воздухообмена в зале бассейна

6.1. Расчёт по влагоизбыткам

Главный расчётный критерий для зала бассейна — удаление влагоизбытков. Требуемый воздухообмен:

L = W / (ρ × (d_уд – d_пр)),  м³/ч

где W — суммарные влаговыделения (кг/ч); ρ = 1,2 кг/м³; d_уд — влагосодержание удаляемого воздуха при нормируемых T и φ (г/кг); d_пр — влагосодержание приточного воздуха (г/кг).

Влагосодержание определяется по I–d диаграмме или по формуле: d = 622 × φ × P_нас(T) / (P_атм – φ × P_нас(T)), г/кг. При T_воздуха = 30 °C, φ = 60 %: P_нас(30°C) = 4243 Па; d_уд = 622 × 0,60 × 4243 / (101325 – 0,60 × 4243) ≈ 16,1 г/кг. При T_нар = +10 °C (переходный период), φ_нар = 70 %: P_нас(10°C) = 1228 Па; d_пр = 622 × 0,70 × 1228 / (101325 – 0,70 × 1228) ≈ 5,3 г/кг. Для бассейна 25 × 12,5 м, W = 159 кг/ч: L = 159 000 / (1,2 × (16,1 – 5,3)) = 159 000 / 12,96 ≈ 12 270 м³/ч.

6.2. Проверка по теплоизбыткам

Параллельно выполняется проверка по теплоизбыткам:

L_тепл = Q_явн / (ρ × c × (t_уд – t_пр)),  м³/ч

Теплоизбытки в зале бассейна: тепловыделения от людей (50 × 100 Вт = 5000 Вт), освещения (500 × 20 Вт/м² × 0,5 = 5000 Вт), оборудования (2000 Вт). Инсоляция через остекление (при наличии) — отдельный расчёт. Итого ~12 000 Вт. Принимается большее из тепловых и влажностных расчётов.

6.3. Зимний расчёт — кратность при минимальном воздухообмене

В зимний период приточный воздух более сухой, что позволяет снизить воздухообмен при сохранении нормируемой влажности. При T_нар = –20 °C, φ_нар = 85 %: d_пр ≈ 0,6 г/кг. Требуемый воздухообмен: L_зима = 159 000 / (1,2 × (16,1 – 0,6)) ≈ 8525 м³/ч — на 30 % меньше переходного периода. Однако расход тепла на нагрев этого воздуха от –20 °C до +30 °C: Q = 1,2 × 1005 × 8525/3600 × (30 – (–20)) ≈ 143 000 Вт ≈ 143 кВт — огромная тепловая нагрузка, обосновывающая необходимость рекуперации.

6.4. Нормативный метод расчёта воздухообмена

Помимо расчётного метода, СП 31-113-2004 допускает нормативный подход: удельный воздухообмен принимается 10–20 м³/ч на 1 м² зеркала воды, что соответствует 4–8 крат/ч для типичных залов. Для спортивного бассейна 25 × 12,5 м = 312,5 м²: L_норм = 312,5 × 15 = 4688 м³/ч при норме 15 м³/(ч·м²). Расчётный метод по влаге даёт 12 270 м³/ч — значительно больше. Принимается расчётное значение, поскольку нормативный метод недооценивает влаговыделения при интенсивном посещении.

7. Конструктивные схемы вентиляции зала бассейна

7.1. Общие принципы воздухораспределения

Правильная организация воздухораспределения в зале бассейна критически важна по нескольким причинам. Во-первых, трихлорамин (NCl₃) имеет молярную массу 120 г/моль и несколько тяжелее воздуха (M ≈ 29 г/моль), что обусловливает его концентрацию в нижней части помещения — в зоне дыхания посетителей и особенно детей. Во-вторых, скорость воздуха в зоне пребывания посетителей должна быть минимальной (≤ 0,2 м/с), чтобы не создавать дискомфорта для мокрых людей. В-третьих, подача воздуха должна охватывать всю площадь зеркала воды для равномерного удаления влаги и хлораминов.

7.2. Подача воздуха через напольные щелевые каналы

Наиболее эффективная схема для крупных бассейнов — подача приточного воздуха через щелевые каналы (linear slot diffusers) вдоль бортов бассейна на уровне пола обходных дорожек. Приточный воздух подаётся снизу с малой скоростью (0,5–1,5 м/с в щели) и «вытесняет» загрязнённый воздух вверх. Вытяжка осуществляется через решётки в верхней части стен или в потолке.

Преимущества схемы с напольной подачей:

•      Принцип вытеснения: чистый воздух поступает в нижнюю зону, вытесняя более загрязнённый и тёплый воздух вверх к вытяжным решёткам — высокая эффективность удаления хлораминов из зоны дыхания.

•      Отсутствие сквозняков в зоне посетителей: скорость воздуха у поверхности воды менее 0,1–0,2 м/с; не создаёт дискомфорта для мокрых людей.

•      Равномерное распределение: вдоль обеих сторон бассейна обеспечивает охват всей площади зеркала воды.

Ширина напольного щелевого диффузора — 50–100 мм; скорость в щели — 0,5–1,5 м/с. Диффузоры выполняются из нержавеющей стали AISI 316L или из специальных коррозионностойких пластиков.

7.3. Подача воздуха через настенные диффузоры

Альтернативная схема — подача воздуха через настенные щелевые или плафонные диффузоры на высоте 2,0–2,5 м. Воздух подаётся горизонтально вдоль стен или под углом 15–30° вниз. Применяется в бассейнах с ограниченной шириной (менее 8–10 м) или при невозможности устройства напольных каналов. Недостаток: более высокая скорость воздуха в зоне посетителей; необходима тщательная настройка направления струй, чтобы не создавать дискомфорта.

7.4. Подача воздуха через потолочные плафоны и вихревые диффузоры

В залах с высоким потолком (более 5–6 м) и небольшой площадью зеркала воды (менее 100 м²) применяется подача воздуха через потолочные вихревые диффузоры или перфорированные панели. Высокая скорость подачи (3–5 м/с в диффузоре) обеспечивает интенсивное перемешивание воздуха и тормозит до нормируемых значений в рабочей зоне. Применение в крупных залах ограничено: при большой высоте потолка значительная часть подаваемого воздуха не достигает зоны пребывания людей, что снижает эффективность.

7.5. Вытяжка из зала бассейна

Вытяжка организуется из двух зон:

•      Верхняя зона (70–80 % от общего объёма вытяжки): решётки в верхней части стен или в потолке на высоте 3–4 м. Удаляет тёплый влажный воздух и лёгкие летучие соединения.

•      Нижняя зона (20–30 % от общего объёма вытяжки): решётки или щелевые каналы на уровне пола обходных дорожек на высоте 0,1–0,3 м. Удаляет тяжёлые хлорамины (NCl₃) и влагу, скапливающиеся у поверхности воды и пола.

Такое распределение вытяжки является принципиально важным: если вытяжка организована только из верхней зоны, концентрация трихлорамина в нижней зоне (у поверхности воды и в зоне дыхания детей) будет значительно превышать допустимую. По данным ряда исследований, при организации вытяжки только из верхней зоны концентрация NCl₃ на высоте 0,5 м над поверхностью воды в 2–4 раза выше, чем при смешанной вытяжке.

7.6. Предотвращение перетока хлораминов в смежные зоны

Зал бассейна должен находиться под небольшим разрежением (–5…–10 Па) относительно раздевалок, коридоров и зрительного зала. Это гарантирует: при открытии дверей воздух движется из чистых зон в зал бассейна, а не наоборот, исключая проникновение хлораминов в смежные помещения. Достигается превышением производительности вытяжки над притоком на 5–10 %.

8. Осушение воздуха в бассейне

8.1. Необходимость осушения

Простое увеличение воздухообмена для удаления влаги влечёт огромные затраты тепловой и электрической энергии: каждый кубометр тёплого влажного воздуха, выброшенного наружу, уносит значительное количество тепла, которое необходимо восполнить за счёт нагрева свежего приточного воздуха. В зимний период при –20 °C стоимость нагрева притока может составлять до 80–90 % от всех эксплуатационных расходов на вентиляцию. Осушение воздуха — технология, позволяющая снизить влажность без значительного увеличения воздухообмена.

8.2. Конденсационные осушители

Конденсационный осушитель — холодильная машина, в которой влажный воздух проходит через испаритель (охлаждение ниже точки росы → конденсация влаги → слив конденсата) и затем через конденсатор (нагрев осушенного воздуха). В отличие от стандартного кондиционера, осушитель возвращает сухой тёплый воздух в помещение, не снижая его температуры. Тепло, выделяемое конденсатором, используется для подогрева воздуха или воды бассейна (рекуперация).

Принципиальная схема конденсационного осушителя для бассейна: влажный воздух из зала → испаритель (охлаждение до T_точки росы; конденсация) → конденсатор (нагрев осушенного воздуха) → воздух возвращается в зал или используется для обогрева воды. КПД по теплу: 1 кВт электроэнергии → 2,5–4,0 кВт тепла (COP осушителя), причём это тепло полностью возвращается в помещение или в систему нагрева воды бассейна.

Характеристика	Значение для типичного осушителя бассейна
Производительность по влаге	30–500 л/сут (зависит от модели)
Потребляемая мощность	1,5–20 кВт
COP (коэффициент эффективности)	2,5–4,5 (л влаги / кВт·ч)
Рабочий диапазон температур воздуха	15–40 °C (оптимум 25–35 °C)
Рабочий диапазон влажности	50–95 %
Температура подогрева воздуха на выходе	T_вх + 3…+8 °C (нагрев от конденсатора)
Применение тепла конденсатора	Подогрев воды бассейна; нагрев приточного воздуха; отопление смежных помещений

 

8.3. Адсорбционные осушители

Адсорбционные (десикантные) осушители применяются при низких температурах воздуха (ниже +15 °C), когда конденсационные осушители малоэффективны. Принцип: влага поглощается слоем силикагеля или цеолита на вращающемся роторе; ротор непрерывно регенерируется потоком нагретого воздуха (100–180 °C). Применяются в бассейнах наружного воздуха (outdoor pools) с крышей или в холодных климатических зонах. Энергопотребление выше, чем у конденсационных осушителей, поэтому в бассейнах с T > 15 °C они не применяются.

8.4. Схемы рекуперации в бассейне

Вентиляция бассейна обладает уникальным потенциалом рекуперации: вытяжной воздух несёт огромное количество теплоты и влаги, которые можно частично вернуть в систему. Применяемые схемы:

•      Рекуперация тепла вытяжного воздуха через пластинчатый теплообменник: КПД по теплу 55–75 %; не допускает перемешивания потоков (предотвращает перенос хлораминов); необходима антикоррозионная защита теплообменника (нержавеющая сталь, полипропилен, специальные покрытия) — хлораминовый вытяжной воздух разрушает оцинкованные и алюминиевые теплообменники за 1–3 года.

•      Энтальпийный рекуператор (мембранный): передаёт не только тепло, но и влагу; КПД по теплу 70–80 %, по влаге 50–70 %; особенно эффективен летом, когда наружный воздух тёплый и влажный — уменьшает нагрузку на осушитель.

•      Тепловой насос на вытяжном воздухе: вытяжной воздух используется как источник тепла для теплового насоса; КПД системы COP 3–5; применяется в крупных бассейнах с большим объёмом вытяжного воздуха.

•      Рекуперация тепла конденсатора осушителя для нагрева воды бассейна: при COP осушителя 3,5 каждый кВт электроэнергии возвращает 3,5 кВт тепла в воду — очень высокая эффективность; в летний период может полностью покрывать потребность в нагреве воды бассейна.

9. Антикоррозионные требования к вентиляционному оборудованию

Хлораминовая атмосфера бассейна является одной из наиболее агрессивных коррозионных сред среди всех гражданских объектов. Выбор материалов для вентиляционного оборудования — критически важный этап проектирования:

Элемент системы	Недопустимые материалы	Рекомендуемые материалы	Примечание
Воздуховоды (вытяжные)	Оцинкованная сталь (разрушается за 3–7 лет); алюминий	Нержавеющая сталь AISI 316L; полипропилен ПП; ПВХ-U	ПП — наиболее коррозионностойкий; AISI 316L — для нагруженных конструкций
Воздуховоды (приточные)	Алюминий (при контакте с конденсатом хлораминового воздуха)	Оцинкованная сталь с эпоксидным покрытием изнутри; нержавеющая сталь; ПП	Приточные воздуховоды менее агрессивны, но также требуют защиты
Вентиляторы (вытяжные)	Оцинкованные стальные рабочие колёса; алюминиевые сплавы без защиты	Полипропиленовые рабочие колёса и корпус; нержавеющая сталь AISI 316L; стеклопластик (FRP)	Двигатель — IP55; внешнее антикоррозионное покрытие
Диффузоры и решётки	Алюминиевые (окисляются, теряют форму); оцинкованные (коррозия)	Нержавеющая сталь AISI 316L; полиамид (PA6); ABS-пластик	Напольные диффузоры — только нержавеющая сталь из-за механических нагрузок
Теплообменники рекуператоров	Алюминий (разрушается за 1–3 года); оцинкованная сталь	Нержавеющая сталь; полипропилен; специальное эпоксидное покрытие	Вытяжная сторона — максимально агрессивная среда
Крепёж (болты, гайки, шайбы)	Оцинкованные болты; чёрная сталь	Нержавеющая сталь А2 (AISI 304) или А4 (AISI 316)	Оцинкованный крепёж разрушается за 1–2 года в хлораминовой среде
Изоляция воздуховодов	Минеральная вата без покрытия (намокает, теряет свойства)	Пенополиуретан (ППУ); вспененный каучук с закрытоячеистой структурой (Armaflex и аналоги)	Изоляция должна иметь барьерное покрытие от проникновения влаги
Осушители воздуха (внутренние компоненты)	Алюминиевые теплообменники; оцинкованные корпусные детали	Специальные осушители с покрытием E-coat или эпоксидным антикором; корпус нержавеющая сталь или ПП	Производители бассейновых осушителей: Calorex, Pool Pac, PoolAirPro

 

10. Вентиляция смежных помещений

10.1. Раздевалки

Раздевалки в бассейне являются зоной повышенной влажности и специфических запахов. Требования к вентиляции раздевалок:

•      Температура воздуха: 25–28 °C — обеспечивает комфорт посетителей после выхода из воды; тёплый воздух подаётся через настенные диффузоры или напольные нагревательные конвекторы.

•      Воздухообмен: вытяжка 2 крат/ч + 20 м³/ч на 1 посетителя в расчётный период максимального заполнения; приток — 80–90 % от вытяжки (разрежение по отношению к коридорам; подпор относительно зала бассейна).

•      Направление воздушных потоков: раздевалка должна иметь подпор воздуха относительно зала бассейна (давление в раздевалке немного выше, чем в зале) — исключает поступление хлораминов из зала в раздевалку. Одновременно из раздевалки должна быть вытяжка для удаления запахов и влаги.

•      Обогрев пола и сидений: применение тёплых полов (водяные или электрические) снижает ощущение дискомфорта и уменьшает конденсацию на холодных поверхностях.

10.2. Душевые

Душевые помещения являются источником интенсивных влаговыделений (200–500 г/мин на один душ при работе) и требуют мощной вытяжки:

•      Нормативный расход: 75 м³/ч на одну душевую сетку (СП 31-113-2004); при интенсивном использовании — до 100–120 м³/ч.

•      Только вытяжная вентиляция: приток осуществляется из раздевалки через зазор под дверью или через решётку в двери (не менее 200 см²); это обеспечивает разрежение в душевой и направленный поток из раздевалки в душевую.

•      Вытяжные решётки: устанавливаются в верхней зоне (у потолка) для удаления пара; при этом вытяжка из нижней зоны (0,3 м от пола) снижает накопление хлораминов от воды, если душевые примыкают к зоне бассейна.

•      Материалы: все вентиляционные элементы в душевых — нержавеющая сталь или ПВХ с антикоррозионным исполнением из-за постоянной влажности и периодического применения хлорсодержащих моющих средств.

10.3. Технические помещения (хлораторная, насосная)

Хлораторная является помещением с высоким риском аварийного выброса хлора и требует особых мер:

•      Аварийная вентиляция: не менее 30 крат/ч при аварийном выбросе хлора; включается автоматически от датчика хлора при превышении 0,5 мг/м³.

•      Рабочая вентиляция: не менее 10 крат/ч постоянно; вытяжка из нижней зоны (хлор тяжелее воздуха, M = 71 г/моль, ρ = 3,16 кг/м³).

•      Взрывозащищённое исполнение: всё электрооборудование, включая вентиляторы и датчики, — во взрывозащищённом исполнении ExeII T3 (хлор — негорючий газ, но является сильным окислителем; взрывозащита предотвращает искрообразование при аварийных концентрациях).

•      Насосная и фильтровальная: вентиляция 5–8 крат/ч; вытяжка из нижней зоны (испарения химреагентов, флоккулянтов); совмещение с хлораторной недопустимо.

11. Особенности вентиляции аквапарков

Аквапарк представляет собой многозональный объект, объединяющий зоны с принципиально различными требованиями к микроклимату. Специфические задачи вентиляции аквапарка:

11.1. Зоны с открытыми водными аттракционами

Горки, волновые бассейны, реки-лениводы характеризуются максимальным разбрызгиванием воды и, соответственно, максимальными влаговыделениями (β = 0,00065–0,00090 кг/(м²·ч·Па)). Высота помещений достигает 10–20 м, что создаёт значительный тепловой напор и позволяет применять естественную тягу через аэрационные фонари или управляемые люки в кровле как дополнение к механической вентиляции.

11.2. Зоны отдыха и SPA

Зоны отдыха, солярии и SPA-зоны в аквапарках требуют:

•      повышенной температуры воздуха (32–36 °C) при влажности 55–70 % — условия тропической среды;

•      подачи ароматизированного воздуха в SPA-зонах через специальные системы ароматизации;

•      минимальной скорости воздуха (≤ 0,1 м/с) для комфорта отдыхающих;

•      полного отсутствия сквозняков при открытии дверей — воздушные тепловые завесы.

11.3. Многозонная система вентиляции аквапарка

Аквапарк требует нескольких независимых систем вентиляции:

Зона	Система вентиляции	Особенности
Основной зал с горками и бассейнами	Центральная ПВУ с осушителями и рекуперацией	Максимальная производительность; взрыв— и хлоростойкие материалы
SPA, хаммам, сауна	Независимые системы для каждого типа помещений	Разные T и φ; нельзя объединять
Фудкорт, кафе	Отдельная система с вытяжкой от кухонного оборудования	Запахи не должны проникать в зону бассейна
Административные и технические помещения	Стандартная офисная / техническая вентиляция	Изолирована от зоны бассейна
Раздевалки, душевые	Отдельная система; тёплый воздух, интенсивная вытяжка	Переходная буферная зона между улицей и бассейном

 

12. Автоматизация и управление вентиляцией бассейна

12.1. Управление по точке росы

Ключевым параметром управления вентиляцией бассейна является точка росы (Т_р) — температура, при которой воздух данного влагосодержания становится насыщенным и начинается конденсация. Конденсат на поверхностях конструкций образуется, когда температура поверхности опускается ниже точки росы окружающего воздуха. Для предотвращения конденсации на наружном остеклении (наиболее уязвимый элемент) необходимо:

T_пов.мин > T_р = T – (100 – φ) / 5,  °C (упрощённая формула)

При T_воздуха = 30 °C, φ = 60 %: T_р = 30 – (100–60)/5 = 30 – 8 = 22 °C. Поверхность остекления не должна охлаждаться ниже +22 °C. Если наружная температура –20 °C, то при стандартном двойном остеклении (U ≈ 3 Вт/(м²·К)) температура внутренней поверхности стекла может опускаться до +10–12 °C — ниже точки росы, что вызывает конденсацию и стекание воды по стёклам. Решения: тройное остекление; обогрев периметра конвекторами (завеса тёплого воздуха у остекления); снижение влажности воздуха осушителем.

Система автоматизации рассчитывает точку росы в реальном времени по данным датчиков T и φ; при приближении точки росы к температуре наружного остекления — автоматически включает осушитель или усиливает вентиляцию.

12.2. Датчики и исполнительные механизмы

Параметр	Тип датчика	Место установки	Управляемый элемент
Температура воздуха	Pt100; антикоррозионное исполнение	На высоте 1,5 м над зеркалом воды; у трибун; в раздевалках	Нагреватели; вентиляторы; осушитель
Относительная влажность	Ёмкостный гигрометр; высокотемпературный диапазон до 95%	В паре с датчиком T; 2–4 точки на зал	Осушитель; вентиляторы; байпас рекуператора
Точка росы (расчётная или прямая)	Расчётная от T+φ или зеркальный датчик точки росы	В системе управления	Осушитель; обогрев периметра; сигнализация
Трихлорамин (NCl₃)	Электрохимический или ПИД-детектор; диапазон 0–1 мг/м³	На высоте 0,5 м над зеркалом воды	Усиление вытяжки из нижней зоны; сигнализация
Температура воды бассейна	Pt100 погружной	В ванне бассейна	Теплообменник воды; рекуперация от осушителя
Хлор (Cl₂) в технических помещениях	Электрохимический; диапазон 0–5 мг/м³	Хлораторная; на высоте 0,3 м от пола	Аварийная вентиляция; отключение подачи хлора
Температура наружного воздуха	Pt100 в радиационном экране	На наружной стене (север)	Рекуператор; нагрев притока; байпас осушителя

 

12.3. Алгоритмы управления

•      Основной алгоритм: ПИД-регулирование влажности в зале; при φ > 65 % — включение осушителя и/или увеличение воздухообмена; при φ < 50 % — снижение воздухообмена или обход осушителя.

•      Антиконденсационная защита: при T_р > T_пов.мин (расчётная температура поверхности остекления) — обязательное включение осушителя; включение конвекторов у остекления; аварийная сигнализация при продолжительном отклонении.

•      Ночной режим: при закрытом бассейне (ночь) — снижение воздухообмена до минимального (1–2 крат/ч) при сохранении работы осушителя; поддержание φ ≤ 60 % без значительного охлаждения воздуха.

•      Режим соревнований: автоматическое переключение в режим максимальной производительности при увеличении числа посетителей (определяется по датчику CO₂ или датчику счётчика посетителей); усиление вытяжки из нижней зоны при повышении NCl₃.

•      Диспетчеризация: архивирование всех параметров микроклимата (T, φ, T_р, NCl₃, Cl₂) с временной меткой; еженедельные отчёты; SMS-уведомления при аварийных ситуациях.

13. Техническое обслуживание вентиляции бассейна

Вид работ	Периодичность	Исполнитель	Особенности
Визуальный осмотр диффузоров, решёток, видимых воздуховодов на предмет коррозии	Ежемесячно	Технический персонал	Коррозия в хлораминовой среде развивается быстро; раннее обнаружение — ключ к предотвращению аварий
Очистка напольных диффузоров от пыли и биоотложений	Ежемесячно	Персонал бассейна	Засорение напольных каналов резко снижает эффективность вентиляции нижней зоны
Проверка работоспособности осушителя, замер производительности по влаге	Ежемесячно	Технический персонал / сервис	При снижении производительности — очистка испарителя от отложений; заправка хладагента
Замена фильтров приточной установки (G4)	Каждые 1–3 месяца	Технический персонал	Хлорированный воздух ускоряет засорение фильтров
Замена финишных фильтров (F7)	Каждые 6 месяцев	Сервисная организация
Промывка теплообменника рекуператора от хлораминовых отложений	Раз в год (весной)	Сервисная организация	Применяется специальный нейтральный очиститель; кислоты повреждают нержавеющую сталь
Осмотр воздуховодов изнутри на предмет коррозии и отслоения покрытий	Раз в год	Специализированная организация	Видеоинспекция роботом в недоступных участках
Замер расходов воздуха на всех диффузорах и решётках	Раз в год	Наладочная организация	Балансировка при отклонении более 15% от проектных значений
Калибровка датчиков T, φ, NCl₃, Cl₂	Раз в квартал	Метролог / технический специалист	Датчики NCl₃ — особенно нестабильны; поверка критична
Проверка антикоррозионных покрытий воздуховодов, нанесение защитных составов	Раз в 3–5 лет	Специализированная организация	Применяются эпоксидные или полиуретановые покрытия
Полная ревизия системы вентиляции с составлением технического отчёта	Раз в 3 года	Специализированная организация	Оценка износа; прогноз остаточного ресурса; рекомендации по модернизации

 

14. Типичные ошибки проектирования и эксплуатации

Ошибка	Последствия	Решение
Температура воздуха ниже температуры воды	Резкое увеличение испарения; конденсация на всех поверхностях; коррозия конструкций; плесень	T_воздуха = T_воды + 1…+2 °C — строгое соблюдение; контроль автоматикой
Вытяжка только из верхней зоны (без нижней)	Концентрация NCl₃ у поверхности воды в 2–4 раза выше допустимого; раздражение глаз и носа у посетителей; жалобы и претензии	Организация смешанной вытяжки: 70–80% верхняя + 20–30% нижняя зона
Применение оцинкованных воздуховодов и алюминиевых диффузоров	Коррозия за 3–7 лет; обрушение воздуховодов; незапланированный капитальный ремонт	Нержавеющая сталь AISI 316L; полипропилен; ПВХ-U — для всех контактирующих с хлораминами элементов
Отсутствие осушителя или его недостаточная мощность	Постоянная влажность > 70%; конденсат на стёклах; плесень в углах; коррозия металлических конструкций кровли и ферм	Расчёт влаговыделений и подбор осушителя по формуле Банхидии; запас мощности 20–30%
Направление приточных струй непосредственно на зеркало воды	Увеличение испарения из-за повышенной скорости воздуха у поверхности; сквозняки на дорожках; охлаждение мокрых посетителей	Приточные диффузоры — вдоль бортов, направление вдоль стен; скорость у зеркала ≤ 0,2 м/с
Отсутствие разрежения в зале бассейна относительно раздевалок	Хлорамины проникают из зала в раздевалки; жалобы посетителей на запах в раздевалках	Превышение вытяжки над притоком в зале на 5–10%; контроль давлением
Рекуператор с алюминиевыми или оцинкованными теплообменными пластинами	Коррозия рекуператора за 1–3 года; потеря эффективности; дорогостоящий ремонт	Рекуператоры с нержавеющими или полипропиленовыми пластинами для вытяжной стороны
Игнорирование подогрева периметра у остекления	Конденсат на стёклах зимой; лужи на полу у стён; скользкая поверхность; опасность для посетителей	Конвекторы или напольное отопление по периметру остекления; обдув тёплым воздухом стёкол

 

15. Заключение

Вентиляция крытого плавательного бассейна является одной из наиболее технически сложных задач в области инженерных систем зданий. Сочетание интенсивного испарения с зеркала воды, химически агрессивной хлораминовой атмосферы и жёстких требований к комфорту посетителей определяет уникальный комплекс требований, не имеющий аналогов в других типах зданий.

Три кита эффективной вентиляции бассейна — правильное соотношение температур воды и воздуха (T_воздуха = T_воды + 1–2 °C), организованная вытяжка из нижней и верхней зон (для удаления как тёплого влажного воздуха, так и тяжёлого трихлорамина у поверхности воды), и обязательное осушение воздуха конденсационными осушителями с утилизацией тепла конденсатора для нагрева воды. Применение любого из этих принципов в отдельности без двух других не обеспечивает нормируемых параметров среды.

Экономическое обоснование инвестиций в качественную систему вентиляции бассейна убедительно: стоимость восстановительного ремонта кровельных конструкций, ферм, остекления и облицовки после 5–10 лет эксплуатации бассейна с неработающей или неправильно спроектированной вентиляцией в 5–15 раз превышает стоимость самой системы вентиляции. Антикоррозионное исполнение оборудования, рекуперация тепла вытяжного воздуха и автоматизация управления по точке росы и концентрации трихлорамина — не роскошь, а экономически необходимые элементы системы для любого бассейна, рассчитанного на долгосрочную эксплуатацию.

Статья подготовлена в соответствии с действующими нормативными документами РФ, стандартами DIN 19643, VDI 2089 и рекомендациями ВОЗ

---