Чем активней развивается борьба за покупателей недвижимости, и чем меньше доходность этого бизнеса, тем больше требований к комфорту, эстетике и оснащению зданий предъявляют маркетологи. Одновременно с этим девелоперы жестко экономят бюджет, оптимизируя расходы, где только возможно.

Одно из таких мероприятий – снижение расходов на несущие конструкции и отделку, уменьшая высоту этажей в подземной части. Это приводит к сокращению запотолочного пространства, в котором должны пройти коммуникации, создавая инженерам извечную проблему.

Сегодня мы намерены поделиться с рынком одним ее красивым решением.

Такие разные стоянки

В этой статье будет описываться решение на примере подземной стоянки, но оно может быть использовано и в другой части здания, где насыщенность запотолочного пространства воздуховодами общеобменной и противодымной вентиляции велика – будь то типовой этаж офисного здания или места общего пользования на первом этаже жилого комплекса.

Кому доводилось бывать в подземных стоянках разных стран, бросалась в глаза радикальная разница между паркингами, скажем, в Дубае и старом европейском городе. И это – высота этажа.

Чем она меньше, тем больше изобретательности необходимо проявить инженерам-проектировщикам, чтобы разложить в узком пространстве всё разнообразие инженерных коммуникаций, среди которых самыми неповоротливыми и громоздкими являются воздуховоды общеобменной и противодымной вентиляции.

Причины многоярусной прокладки коммуникаций

Сначала рассмотрим негативные факторы, которые делают проблему разводки коммуникаций в запотолочном пространстве чрезвычайно острой и иногда просто неразрешимой.

Характерной чертой подземных автостоянок в нашей стране является обилие противодымных систем. Мы видим следующие причины этого:

• строгие нормативные требования к противодымной вентиляции в целом;
• ужесточение надзора за специальными техническими условиями по пожарной безопасности, в результате чего многие решения, допустимые в прошлом, перестали проходить согласование;
• появившиеся в СП 60.13330.2020 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» пункты, ограничивающие скорость воздуха 11 м/с, а сопротивление воздушной сети – 1000 Па;
• все более сложные и разнообразные планировочные решения, необходимые для реализации замысла девелопера.

Рассмотрим последний пункт подробнее и приведем «топ-3» список архитектурных решений, которые приводят к наибольшему количеству воздуховодов общеобменной и противодымной вентиляции, и, как следствие, коллизий между ними.

Решение № 1. Неудачное расположение воздухозаборов и выбросов воздуха

Главная и наиболее распространенная причина – малое количество и неудачные места (с точки зрения инженеров) расположения воздухозаборных и выбросных устройств, которые отводят архитекторы ради сохранения облика фасадов. В результате, к венткамерам прокладываются протяженные магистральные воздуховоды максимальных габаритов.

Напомним классические правила размещения венткамер, шахт и воздухозаборов:

• Шахты воздухозаборов следует опускать прямо в венткамеры;
• Количество воздухозаборных устройств должно быть равно или близко количеству приточных венткамер;
• Размещайте приточные венткамеры вблизи шахт, идущих в надземную часть;
• Размещайте вытяжные венткамеры максимально близко к шахтам и точкам выброса воздуха на улицу.

Решение № 2. Венткамеры для надземной части размещаются в подземной части

Чтобы не занимать техническими помещениями наиболее ликвидную площадь, архитекторы настаивают на размещении в автостоянке венткамер, обслуживающих не только подземную, но и значительную долю надземной части.

Такой замысел вполне реализуем, однако должен сопровождаться увеличением высоты стоянки, ведь в подземной части появляется множество воздуховодов, обслуживающих надземную часть. Кроме того, следует расположить венткамеры и шахты по всем правилам, упомянутом в «решении № 1».

Решение № 3. Дополнительное деление пожарного отсека на пожарные секции

Это может потребоваться, к примеру, если кроме обычных парковочных мест (автостоянка манежного типа) предусматриваются закрытые боксы для автомобилей VIP публики, или в случае размещения в подземной части блоков кладовок. Ситуация разрешается с помощью тех же рекомендаций, что и в предыдущем пункте.

Рассчитываем, что архитекторы и девелоперы примут во внимание этот список и будут его учитывать при разработке планировочных решений и назначении высот.

Как бы то ни было, в сложных стоянках не обойтись без многоярусного расположения воздуховодов и других коммуникаций, к описанию которого и переходим.

Поскольку мы работаем на объектах авторской архитектуры, то знаем, какие инженерные решения вызывают у архитекторов и дизайнеров раздражение, и на первом месте (в части вреда эстетике) стоят, видимо, безобразные локальные опуски потолков. С ровным, как зеркало, подвесным потолком ничто не сравнится.

Разбавим повествование болезненной, но поучительной историей объекта, в проектировании которого мы принимали участие.

Как и многие другие, он начинался с амбициозной задачи заказчика – в считанные недели выпустить проектную документацию, получить положительное заключение экспертизы и за ним – разрешение на строительство.

Срочность заставила застройщика пропустить важнейший этап проектирования – инженерную концепцию здания.

Она не состоит из формального описания систем. Главной частью концепции являются задания архитекторам на расположение и габариты технических помещений, шахт, воздухозаборов и выбросов, а также на необходимые высоты потолков в самых насыщенных инженерными системами местах.

Поскольку на эту работу ни времени, ни бюджета заказчик не отвел, мы приступили к проектированию, когда все архитектурные решения были приняты без нашего участия, согласованы с заказчиком и не могли быть изменены.

Нам следовало «вписаться» в то, что есть. Что из этого вышло расскажем чуть позже...

Стандартное «решение»

Главный враг идеальных потолков – перехлест воздуховодов общеобменной и противодымной вентиляции. Средняя высота таких коробов составляет 400…500 мм каждый, поэтому даже «расплющивая» их в местах пересечений и нещадно сокращая все монтажные расстояния, с учетом фланцев, изоляции и крепежных элементов для таких узлов требуется пространство высотой более метра.

Если же строго следовать указаниям из «Технологической карты на монтаж вентиляционных коробов 143-06 ТК», в частности: расстояние от воздуховода до перекрытия – 100/300 мм (в зависимости от сечения), между воздуховодами – 150 мм, а еще учесть зазор 50-75 мм до подвесного потолка, то теряется 300/525 мм без учета самих воздуховодов и изоляции. Конечно, такое пространство для коммуникаций не согласует ни заказчик, ни архитектор.

Обойтись без коллизий воздуховодов невозможно, и единственным и безальтернативным решением всегда было использование отводов и «уток» для обхода одним воздуховодом другого с соответствующим локальным понижением потолка.

Еще одним побочным эффектом такого решения является высокое сопротивление каждого подобного узла. Ведь чтобы минимизировать размеры воздуховодов, проектировщики выбирают сечение, в котором воздух разгоняется до максимально допустимого нормативами значения в 11 м/с.

Как результат, на одном пересечении, состоящем из двух «уток» и прямого участка, сопротивление составит более 70 Па. Учитывая реальное количество таких мест, даже на не слишком протяженной системе легко выйти за пределы нормируемых 1 000 Па.

Напомним, откуда взяты эти значения.

СП 60.13330.2020 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха:

«9.13 Не допускается без соответствующего обоснования проектировать вентиляционные сети систем приточной и вытяжной противодымной вентиляции, а также функционально совмещенных с ними систем общеобменной вентиляции, сопротивлением более 1000 Па.

9.14 Для систем приточной и вытяжной противодымной вентиляции, а также функционально совмещенных с ними систем общеобменной вентиляции максимальные скорости в элементах систем (противопожарные клапаны, воздуховоды, решетки и т.п.) следует принимать не более 11 м/с».

Вернемся к истории нашего объекта. Как назло, здание получило полный набор перечисленных выше архитектурных черт, которые приводят к максимальному количеству воздуховодов в подземной части.

Дополнительным «бонусом» шли граничные условия – полезная высота стоянки до подвесного потолка должна составить впечатляющие 2,5-3,0 метра. Этого можно было достигнуть лишь за счет сокращения пространства за потолком – там, где мы должны были уместиться. Любому инженеру было понятно, что ничего путного из этого не выйдет, но заказчик был неумолим.

После восьми месяцев моделирования и увязки систем подземной части пришло время подводить катастрофические итоги (важно, что проектирование велось до ввода в действие СП 60.13330.2020):

Чтобы «вписаться» в запотолочное пространство, скорость воздуха в местах пересечений воздуховодов достигала 20 м/с (в то время мы еще не использовали решение, которому посвящена статья);

Как результат, напор ряда вентиляторов дымоудаления составлял 2500 Па, а некоторых – много выше. В Европе нашелся только один завод, который потенциально мог изготовить такие мощные вентиляторы с необходимым сертификатом, но в итоге и он отказался;

Пришлось нарушать золотое правило классика отрасли И.Г. Староверова, выраженное в цитате: «Радиус действия вентсистем – 50-60 метров». Из-за малого количества венткамер и удаленных от них шахт, длины трасс доходили до 200 метров;

Применение воздуховодов, работающих под высоким давлением, потребовало разработать собственную расчетную программу определения толщины стали, которая показала, что понадобятся 2,0 мм листы.

В этот момент всем стала очевидна угроза, что такие системы наладить и сдать в эксплуатацию будет невозможно.

Работы были остановлены, и нам поручили проработать решения, которые еще не поздно реализовать на вовсю строящемся объекте... Окончание ниже.

Крестовина Тарасова

Как известно, нормативные документы позволяют использовать общие воздуховоды для общеобменной вентиляции и системы дымоудаления, но слишком часто выполнить такое объединение невозможно.

Неужели нет никакого способа решить проблему перехлестов, кроме как «расплющивать» воздуховоды и/или опускать потолки? Кто не задавался таким вопросом?

«Я размышлял над этим, глядя на BIM модель очередного до предела насыщенного сетями места, и вдруг пришла в голову простая, но неожиданная идея: «А что, если не огибать один воздуховод другим, а пропустить их сквозь друг друга? Поставить крестовину с нормально открытыми и нормально закрытыми клапанами на пересечении двух систем?», – рассказывает автор этого решения, главный специалист по общеобменной и противодымной вентиляции ООО «Траст инжиниринг» Юрий Тарасов.

Решение лежит на поверхности, видимо поэтому и оставалось никем не замеченным – изящное в своей простоте и эффективности.

Легко провести аналогию с обычным дорожным перекрестком со светофорами. Устанавливаются четыре клапана, которые работают в противофазе – два из них закрыты, два других – открыты, ведь системы дымоудаления и общеобменной вентиляции не могут действовать одновременно. В штатном режиме функционирует только общеобменная вентиляция, поэтому в этой системе используются, так называемые, нормально открытые клапаны, свободно пропуская воздух.

При пожаре НО клапаны общеобменной вентиляции закрываются, а клапаны дымоудаления, наоборот, открываются, освобождая путь дыму.

Использование этого решения нормативами не воспрещается, поскольку допускается объединение общеобменной и противодымной систем:

СП 7.13130.2013 Отопление, вентиляция и кондиционирование. Требования пожарной безопасности (с Изменениями № 1, 2):

«7.18 Для противодымной защиты допускается использовать системы приточно-вытяжной общеобменной вентиляции при обеспечении требований пунктов 7.1-7.17. (Пункт 7 Противодымная вентиляция)».

Мы не сомневались в легальности решения, но для уверенности данный узел применили в одном из проектов уникального высотного здания, обсудили его с экспертом, и получили положительное заключение госэкспертизы.

Такой же подход применяем при пересечении приточных систем общеобменной вентиляции и подпора дымоудаления, скажем, подпора в тамбур-шлюзы и приточной вентиляции стоянки.

Здесь обязаны уберечь читателей (прежде всего – архитекторов и дизайнеров) от излишнего энтузиазма. Крестовины Тарасова не покрывают все случаи коллизий воздуховодов и не затрагивают другие коммуникации (трубопроводы, лотки, шинопроводы и огнезащитные короба), поэтому не являются панацеей. Делать скоропалительный вывод, что запотолочное пространство можно еще снизить, нельзя.

Также нужно иметь в виду, что применение крестовин увеличивает стоимость воздушной сети, поскольку вместо недорогих фасонных изделий потребуется использовать четыре клапана с приводами, дополнительные модули управления автоматической пожарной системы, кабели и т.п. Хотя на наш взгляд, небольшое удорожание быстро забудется, а низкий потолок или локальное занижение будет часто расстраивать заказчика и архитектора.

Какова же развязка в истории объекта? В результате мозгового штурма родился список как традиционных, так и экзотических мероприятий, к примеру:

Без добавления новых воздухозаборов и выбросов обойтись будет невозможно;

Понадобятся места для новых венткамер;

Потребуются новые шахты;

Всерьез рассматривался вопрос организации в земле полноценного монолитного канала для прокладки самых крупных транзитных воздуховодов. К счастью, от него удалось отказаться;

Увеличение сечений воздуховодов привело к блокированию доступа к части оборудования, поэтому какая-то горячая голова предложила установить гермодвери в габаритных воздуховодах, чтобы человек мог пересечь их. К радости всех, и эту идею не пришлось реализовывать.

На проектирование новой версии инженерных систем ушло полгода…

Подведем итоги

Попытка сократить сроки проектирования за счет исключения этапа инженерной концепции обернулась переделкой архитектурных, конструктивных и инженерных разделов, вылившейся в многомесячные простои монтажников.

История показывает действительную ценность обновленного СП 60.13330.2020 хотя бы потому, что вооружает проектировщиков доводами в спорах с архитекторами и заказчиками.

А этот объект вполне мог бы стать площадкой для проведения полезных экскурсий студентов архитектурных и инженерных учебных заведений.

Хотя нам больше нравится, что вместо этого там просто живут люди.

Тем временем мы двигаемся дальше и думаем над следующим шагом, который позволит еще лучше отвечать требованиям притязательных архитекторов и девелоперов – способами придать эстетику инженерным коммуникациям.

_{А. Иванов – заместитель генерального директора ООО «Траст инжиниринг»
Ю. Тарасов – главный специалист по общеобменной и противодымной вентиляции ООО «Траст инжиниринг»}