Климатизация атриума Старого Гостиного Двора

1. Предисловие.

Старый Гостиный Двор (СГД) расположен в самом центре Москвы, имеет в плане форму неправильной трапеции и занимает квартал, ограниченный улицами Варварка и Ильинка, переулками Рыбный и Хрустальный. Здание построено по проекту архитектора Дж. Кваренги и в настоящее время является уникальным памятником архитектуры XVIII века. Первоначальное назначение СГД — торговые палаты с соответствующей инфраструктурой. Атриум СГД (АСГД) расположен внутри архитектурного сооружения и повторяет наружные контуры здания. В 1995 г. Правительство Москвы приняло решение реконструировать СГД и перекрыть атриум стеклянной крышей. При этом преследовалась цель создать комплекс для проведения торжественных мероприятий, выставок, концертов, презентаций, показов мод в любое время года и в любую погоду. В настоящее время АСГД является самой большой крытой городской площадью в мире. Работы по реконструкции СГД начались в 1997 г., по перекрытию атриума в 1998 г.

Заказчиком строительства являлось ОАО "Гостиный Двор".

Генеральный подрядчик по общестроительным работам —Корпорация "Трансстрой".

Генеральный подрядчик по светопрозрачному покрытию и системам климатизации - ООО "Агрисовгаз".

Субподрядные работы по системам климатизации (поставка оборудования, монтаж, пуско-наладочные работы) выполняла фирма "АТЕК" при участии компаний Carrier и Honeywell.

2. Исходные данные:

  • площадь атриума —12 700 м2;
  • высота — 22–25 м;
  • объем — 270 000 м3;
  • площадь остекления — 10 800 м2;
  • ревербирация — 6 с.

3. Техническое задание:

  • температура в рабочей зоне (2 м от уровня пола) летом — 24 °С;
  • температура в рабочей зоне (2 м от уровня пола) зимой — 18 °С;
  • приток свежего воздуха — 240 000 м3/ч;
  • количество удаляемого воздуха — 215 000 м3/ч;
  • количество удаляемого воздуха в режиме дымоудаления — 430 000 м3/ч;
  • подвижность воздуха в рабочей зоне — 0,2–0,4 м/с;
  • уровень шума — 55 дБа;
  • отсутствие конденсатообразования на внутренней поверхности СПП (светопрозрачное покрытие);
  • полная автоматизация и диспетчеризация всех систем климатизации;
  • максимальное количество одновременно находящихся людей — 4 600.

4. Расчетные параметры (Расчет выполнен институтом ОАО "Гипронииавиапром"):

  • требуемая холодопроизводительность — 3 080 кВт;
  • требуемая теплопроизводительность — 4 900 кВт.

5. Проектные решения.

Проект разработан специалистами ОАО "Гипронииавиапром", "Моспроект-2", ЗАО "Курортпроект". Предварительно Московским государственным строительным университетом была проведена большая научно-исследовательская работа по моделированию теплотехнических и воздушных процессов во внутридворовом пространстве. При производстве монтажных работ специалистами фирмы "АТЕК" и "Гипронииавиапрома" совместно были разработаны более совершенные технические решения и внесены корректировки в первоначальный вариант проектной документации.

Окончательный вариант представлен на схеме (рис. 1).

Основными конструктивными элементами системы являются:

  • холодильные машины;
  • индивидуальные тепловые пункты ИТП1-ИТП4;
  • насосные станции;
  • кондиционеры доводчики КД1-КД44;
  • центральные кондиционеры К1-К4;- вытяжные вентиляторы дымоудаления В1-В23;
  • автоматическая система управления;

6. Принцип работы.

6.1 Кондиционирование.

В качестве источника холода используются три чиллера Carrier 30 GX 298 холодопроизводительностью 1 073 кВт каждый. Чиллеры расположены на кровле здания (2 машины ХМ 1, ХМ 2 со стороны Хрустального и одна, ХМ 3 со стороны Рыбного переулков). Чиллеры обслуживаются двумя насосными станциями укомплектованными пятью насосами IPn 150/335–32/4 фирмы Wilo ( расход 220 м3/ч, напор 30 м).

 

 

Рис. 1

 

Чиллеры ХМ 2, ХМ 3 подают охлажденную до 7°С воду на 44 кондиционера доводчика (соответственно группы КД25–44, КД1–24) фирмы Carrier FMH — 060 (номинальная холодопроизводительность 60 кВт, расход воздуха 11 800 м3/ч).

Кондиционеры доводчики, которые поддерживают температурный режим в атриуме, расположены по двум сторонам на отметке 18,40 работают в режиме 100 % рециркуляции. Подача воздуха в атриум осуществляется через специальные глушители (разработка и акустические испытания "АТЕК", изготовление "Вентинтер" и "Лотвентсервис"). Использование глушителей позволило снизить уровень шума в рабочей зоне от кондиционеров доводчиков с 62 до 53 дБа. Подача охлажденного воздуха от КД в рабочую зону Атриума СГД (L = 25–40 м) осуществляется воздушными струями с помощью сопел TRS-500 фирмы Halton, расположенными в глушителях (рис. 2). Подбор сопел осуществлялся с помощью программ Halton с учетом подвижности воздуха в рабочей зоне 0,2–0,4 м/с. Сопла снабжены автоматически управляемыми приводами Belimo для корректировки направления воздушных потоков.

Снижение уровня шума на всасывании кондиционеров доводчиков обеспечивается за счет установки звукопоглощающих экранов (разработка "АТЕК", изготовитель "Вентинтер").

 

Рис. 2

 

Температура воздуха на выходе из сопел составляет 14–24°С и регулируется автоматически с помощью трехходовых клапанов Honeywell в зависимости от разности температур между уставкой и реальной температурой в рабочей зоне.

6.2. Отопление.

Система отопления атриума — только воздушная — обеспечивается с помощью кондиционеров доводчиков (КД 1 — КД 44), теплоснабжение которых осуществляется от вторичного контура горячей водой с температурой 70°С, подаваемой от ИТП 4, 5, 6, 7. Температура воздуха на выходе из сопел составляет 20–50°С и регулируется автоматически с помощью трехходовых клапанов Honeywell. Для предупреждения выпадения конденсата на внутренней поверхности светопрозрачного покрытия (СПП) установлены датчики температуры воздуха, поверхности СПП и датчики влажности воздуха. Если температура поверхности приближается к температуре точки росы и возникает угроза образования конденсата, трехходовые клапаны открываются на 100 %, воздухораспределительные сопла кондиционеров доводчиков поворачиваются в верхнее положение и обеспечивают обдув встречными струями теплого воздуха внутренней поверхности СПП. Включение и выключение режима предупреждения выпадения конденсата производится по зонам автоматически.

Теплоснабжение центральных кондиционеров К 1 — К 4 осуществляется от сети перегретой водой (130/70°С).

6.3. Вентиляция.

Подача свежего приточного воздуха осуществляется центральными кондиционерами 39FX7100 (К1-К4) Carrier, производительностью 60000 м3/ч каждый. Кондиционеры расположены на отметках 14,20 (К1, К2) и 21,57 (К3, К4) в технических помещениях по четырем углам периметра СГД. Воздух внутрь атриума подается по воздуховодам сложной конфигурации, что обусловлено спецификой объекта (стесненные условия, дефицит монтажного пространства). Для снижения уровня шума фирмой "АТЕК" были разработаны и изготовлены специальные глушители, так как штатные не могли быть размещены на имеющихся площадях. В разработке принимали участие специалисты "Гипронииавиапрома". Изготовитель ОАО "Воздухотехника". Температура воздуха на выходе из кондиционера 18–24°С (задается оператором).

Холодоснабжение центральных кондиционеров осуществляется чиллером ХМ1 (7/12°С), а теплоснабжение от сети перегретой водой (130/70°С).

Центральные кондиционеры подают воздух в атриум с температурой, равной температуре уставки воздуха в рабочей зоне. В случае, если кондиционеры доводчики не могут обеспечить заданный температурный режим, возможности их систем исчерпаны и тенденции к изменению ситуации нет, то система управления автоматически начинает повышать или понижать (в зависимости от необходимости) температуру приточного воздуха, подаваемого центральными кондиционерами. Таким образом, используется дополнительный резерв тепла (холода), заложенный в центральных кондиционерах.

Удаление отработанного воздуха осуществляется вытяжными двухскоростными вентиляторами BVD 315–710 фирмы BABCOCK-BSH, установленными на непрозрачной части кровли. Всего установлено 27 вентиляторов, из них 17 работают как вытяжные, в режиме дымоудаления работает 23 и 4 — резервных. Со стороны атриума вентиляторы оснащены глушителями. При максимальном количестве человек в атриуме (4 600), количество приточного воздуха составляет 240 000 м3/ч, вытяжного — 215 000 м3/ч. При меньшем количестве человек в работе находится необходимое количество оборудования. В алгоритме системы управления заложены режимы до 1000, до 2000, до 3000, до 4000, более 4000 человек.

6.4. Дымоудаление.

При подаче сигнала "Пожар" на диспетчерский пульт управления включаются вентиляторы дымоудаления В1 — В23. Общий расход воздуха составляет 600 000 м3/ч.

6.5. Система снеготаяния.

Система снегоудаления (разработка ОАО "Агрисовгаз" и ОАО "Гипронииавиапром") обеспечивает в автоматизированном режиме удаление снежного покрова и препятствует образованию льда на светопрозрачном покрытии (СПП) и непрозрачной части покрытия (НПП). Таяние снега и льда осуществляется электронагревом внутреннего токопроводящего слоя стеклопакетов, из которых состоит СПП и с помощью электрокабелей, заложенных в бетонную поверхность НПП и лотков. Система снегоудаления разбита на 8 автономных электрических зон. Суммарная электрическая мощность системы снегоудаления — 4 175 кВт.

6.6. Автоматизация и диспетчеризация.

Управление системами климатизации, дымоудаления, снеготаяния осуществляется с центрального диспетчерского пункта (проект "Гипронииавиапром", инженерное сопровождение "АТЕК", Honeywell).

Управление организовано в виде автоматизированной системы (АСУ ТП МСА СГД) и реализовано на базе программно-технического комплекса Excel 500 фирмы Honeywell, представляющего собой систему комплексного управления зданием.

АСУ ТП МСА СГД организовано в виде 3-х уровневой иерархической структуры:

  • центральный диспетчерский пост на базе ПК Compaq PII;
  • 8 территориально распределенных контроллеров прямого цифрового управления с модулями ввода/вывода аналоговых и дискретных сигналов;
  • сеть оконечных устройств-датчиков и исполнительных механизмов.

Посредством среды программирования Excel Care разработана прикладная задача "Gost Dvor", которая посредством супервизора зданий XBS реализует все основные цели АСУ ТП МСА СГД. При этом процесс контроля осуществляется в дружественной графической среде под управлением Windows.

Более подробно система автоматики будет описана в последующих публикациях.

7. Полученные результаты.

Разработанные и смонтированные на СГД инженерные системы позволили полностью решить задачи, поставленные в техническом задании.

Система вентиляции и кондиционирования Атриума Старого Гостиного Двора эксплуатируется сотрудниками фирмы "АТЕК" с 15.10.99 г. При проведении некоторых мероприятий количество одновременно находящихся людей в Атриуме значительно превышало расчетное, в том числе и при экстремальных погодных условиях, однако требуемые параметры воздуха были обеспечены.

Результаты пусконаладочных работ и эксплуатации вышеописанных систем читайте в следующем номере журнала в статье: "Климатизация АСГД — опыт эксплуатации".

В заключение хотелось бы выразить благодарность за плодотворное и тесное сотрудничество и приобретенный бесценный опыт следующим коллективам:

  1. ОАО "Гостиный Двор" (Соловьев В.В., Костюченко Ю.В., Мельников А.Н., Кононков С.Н. Целуев Г.В.);
  2. ООО "Агрисовгаз" (Рослов А.И., Пичугин А.Г., Юрков В.П., Горшков Г.В., Ефремов Н.И., Маринов О.И., Гаштольд Л.Н.);
  3. ОАО "Гипронииавиапром" (Кириллов Б.П., Перченок М.Б., Иванов В.С.);
  4. AHI-Carrier (Грачев Ф.К., Суевалов Д.Л., Баулин Н.Б.);
  5. Honeywell (Ероховец М.В., Герасименко А.В., Сурков Г.Д.).

Статья подготовлена компанией "АТЕК"



наши проекты
  • АПИК
  • Университет климата
  • Выставка «Мир климата»
  • АПИК-тест