Вентиляция школы и детского сада: нормы, требования и типовые решения

Вентиляция в школе: нормы здесь жёстче офисных, проверяющих больше, а бюджет - почти всегда меньше. При этом школа и детский сад - объекты, где от воздухообмена напрямую зависит то, ради чего здание построено: к третьему уроку в классе без притока концентрация CO₂ превышает 2000 ppm, и дети перестают усваивать материал физически, а не из-за лени. Ниже - нормы по помещениям, физика класса, какие системы делаются отдельно, как выполнить требования по шуму, экономика рекуперации для бюджетного учреждения, реконструкция в действующем здании и документы для приёмки.

Требования задают три документа: санитарные правила для организаций воспитания и обучения (СанПиН вентиляция образовательных учреждений в обиходе называется именно так), своды правил по зданиям школ и детских садов и базовый СП по отоплению и вентиляции. Ориентиры по помещениям:

Два принципа, которые отличают школу от офиса. Первый - расчёт по максимальной наполняемости: класс на 25–30 человек при 20 м³/ч требует 500–600 м³/ч, и это в каждый из 30–40 классов; школа на 1000 учеников выходит на 25 000–35 000 м³/ч притока с учётом остальных помещений. Второй - обязательное сквозное проветривание на переменах, которое нормы требуют независимо от механической вентиляции; фрамуги и форточки - часть системы, а не её замена.
Полный список документов с их статусом - в статье про нормы СП, ГОСТ и СанПиН.

Ребёнок выдыхает около 14 литров CO₂ в час. Класс на 25 человек объёмом 200 м³ без притока за один урок поднимает концентрацию на 1300–1700 ppm: с утренних 600 к концу первого урока - 2000, к концу третьего, с короткими перерывами и приоткрытой форточкой, - 2500–3000. Пороги известны: до 1000 ppm - норма, 1000–1500 - первые жалобы, выше 2000 - измеримое снижение скорости решения задач и внимания, головная боль, сонливость.

При нормативном притоке 20 м³/ч на ученика равновесная концентрация держится около 1100–1200 ppm - на границе допустимого; поэтому современные проекты закладывают 25–30 м³/ч или управление по датчику CO₂ с увеличением расхода в заполненном классе и снижением в пустом. Датчик CO₂ в каждом классе - самое дешёвое, что можно сделать для успеваемости: он стоит меньше одного комплекта учебников.

Вентиляция классов решается двумя схемами. Централизованная - приточно-вытяжные установки с рекуперацией на группу классов, разводка по коридорам, подача в каждое помещение через регулятор. Децентрализованная - компактные приточно-вытяжные блоки в каждом классе, на стене или под потолком, с забором и выбросом через фасад; дороже за кубометр, но ставится без воздуховодов по зданию - главный вариант для реконструкции.

Нормы требуют, чтобы помещения с разными вредностями и режимами обслуживались отдельными системами, не связанными с классами.

Пищеблок - своя приточная и вытяжная вентиляция: вытяжка от плит и котлов через зонты с жироуловителями, приток с подогревом, баланс с небольшим разрежением, чтобы запахи не шли в столовую и коридоры; вытяжные воздуховоды - с уклоном, ревизиями и очисткой от жира по графику. Общая вытяжка с санузлами или классами запрещена.

Медицинский кабинет и изолятор - отдельная приточно-вытяжная система, как в медицинских организациях: своя вытяжка, без рециркуляции, с возможностью отключения от общешкольной.

Бассейн - самая энергоёмкая система школы: осушение воздуха, влажность 50–60 %, температура воздуха на 1–2 К выше воды, воздухообмен на испарение с зеркала; приточно-вытяжная установка с рекуперацией и осушением в коррозионностойком исполнении. Без осушения бассейн разрушает конструкции за несколько лет.

Мастерские - местные отсосы от станков, сварочных и паяльных постов, пылеудаление от деревообработки с фильтрацией, приток с компенсацией.

Спортзал - отдельная система по числу занимающихся с возможностью снижения расхода вне занятий.

Санузлы и душевые - вытяжка с механическим побуждением, отдельная от всего остального.

Раздельность - требование, которое чаще всего нарушается при экономии: одна установка «на всё» не проходит ни проект, ни санитарную приёмку. Вентиляция детского сада требования предъявляет те же, с поправкой на возраст: групповые, спальни и пищеблок - три отдельных контура, а подача в спальни - с минимальной скоростью и без прямого обдува кроватей.

Допустимый уровень шума в классах - 40 дБА, в спальнях детского сада - ещё ниже; это тише, чем в офисе, и на уровне тихой библиотеки. Вентиляция с расходом 500–600 м³/ч на класс через один-два диффузора при таком требовании - задача, которую нельзя решить «потом».

Что делается: установки - в отдельных венткамерах с шумоизоляцией, не над классами и спальнями; шумоглушители на притоке и вытяжке у установки; скорости воздуха в магистралях до 5–6 м/с, в ответвлениях к классам до 3–4; диффузоры с запасом по расходу, чтобы работали в тихой зоне характеристики; регуляторы расхода на ответвлениях, которые не свистят при дросселировании; виброизоляция установок и вентиляторов; для децентрализованных блоков - модели с заявленным уровнем 30–35 дБА на рабочей скорости, проверенные замером, а не каталогом. Акустический расчёт - обязательная часть проекта, и приёмка включает замер шума в классах при работающей вентиляции. Подробно о расчёте и ошибках - в статье про шум вентиляции.

Школа на 1000 учеников с притоком 30 000 м³/ч при расчётной температуре −28 °С требует на подогрев около 480 кВт в пике и около 330 000 кВт·ч тепла за учебный год при работе 10 часов в будни. Рекуперация с эффективностью 70 % возвращает из вытяжного воздуха 230 000 кВт·ч: при тепле от теплосети по 2,4 ₽ это 550 тыс ₽ в год, при электрическом нагреве - 1,6 млн.

Установки с рекуперацией дороже на 20–30 %: для такой школы разница - 4–6 млн ₽ в смете на 25–40 млн. Окупаемость - 8–10 лет на теплосети, 3–4 года на электричестве - и для бюджетного учреждения важнее другое: рекуперация снижает пиковую мощность нагрева в 3 раза, а значит, подключение к теплосети или электрический ввод, которых в старых зданиях часто нет. Без рекуперации проект реконструкции во многих школах не проходит по мощности вообще.

Для бюджета также существенно: оборудование должно иметь сервис и запчасти в регионе на 10 лет вперёд, автоматика - расписание под учебный год с дежурным режимом на каникулах и вечерами, а фильтры - доступные по цене при замене раз в квартал.

Большинство школ и садов построены в 1960–1990-х с естественной вытяжкой через каналы в стенах и притоком через фрамуги. Реконструкция под современные нормы - это новая приточно-вытяжная система в здании, которое для неё не проектировалось.
Что определяет решение: есть ли место под венткамеры (чердак, подвал, пристройка, кровля), можно ли провести магистрали по коридорам в подшивных потолках с сохранением высоты, в каком состоянии существующие вытяжные каналы (обследование с видеокамерой - часто половина перекрыта), есть ли мощность на нагрев и электричество, и допускается ли изменение фасада для децентрализованных блоков.

Два рабочих сценария. Централизованная система по этажам с установками на чердаке или кровле и магистралями по коридорам - для капитального ремонта. Децентрализованные блоки в классах - для поэтапной реконструкции без остановки учебного процесса: по 5–10 классов за каникулы.

График - главное ограничение. Летние каникулы - 10–11 недель, и в них должны уложиться монтаж, пусконаладка, замеры, уборка и приёмка; шумные и пыльные работы в учебное время запрещены. Поэтому заказ оборудования - до мая, проект и согласования - зимой, а работы ведутся с первого дня каникул по часовому графику. Сделать что-то в осенние или весенние каникулы можно только для децентрализованных блоков в двух-трёх классах.

Школа не откроется 1 сентября, если нет документов, и их комплект шире, чем для офиса: проект с расчётом воздухообмена по помещениям и акустическим расчётом; исполнительная документация и акты скрытых работ; паспорта вентиляционных систем с фактическими расходами по каждому помещению; протоколы замеров микроклимата - температура, влажность, подвижность воздуха - в классах, спальнях, спортзале; протоколы замеров шума при работающей вентиляции; протоколы эффективности вентиляции для пищеблока и медкабинета; сертификаты на оборудование и фильтры; инструкции по эксплуатации для персонала и график обслуживания с журналом; договор на техническое обслуживание - его отсутствие - типичное замечание при проверках.

Санитарно-эпидемиологическое заключение на здание выдаётся по результатам этой проверки, и вентиляция в ней - один из первых пунктов. Готовить документы нужно параллельно с монтажом, а не после.

Выполняем проект вентиляции школы или детского сада с расчётом воздухообмена по помещениям, раздельными системами для пищеблока, медкабинета, спортзала и бассейна, акустическим расчётом под 40 дБА, подбором установок с рекуперацией и оценкой экономии для бюджета, графиком работ под каникулы и комплектом документов для приёмки. Для действующих зданий - обследование с замером CO₂ в классах, проверкой каналов и оценкой мощности; смета в двух вариантах - централизованная система и поэтапная децентрализованная.