В наше время при строительстве индивидуального жилья в нем часто размещают бассейны. В отличие от обычных плавательных бассейнов, где главной причиной волнообразования на поверхности воды являлся плывущий человек, современный набор водных аттракционов сопряжен с работой специальных механизмов, создающих различные виды волн, а также с организацией фонтанов, мощных струй в различных направлениях, сильных течений, подачи воздуха в виде пузырьков со дна бассейна, при этом площадь водной поверхности, с которой происходит испарение воды, значительно увеличивается.
Исследования, проведенные ранее, показали, что плавающие люди в обычном бассейне увеличивают площадь поверхности воды на 6-8%, а изучение современных бассейнов с механическим волнообразованием показало, что поверхность испарения воды может возрастать до 90% и более. Необходимо отметить, что в таких бассейнах применяется повышенный температурный график воды и воздуха, например, вода 31°С и воздух 33°С, а также такие бассейны могут размещаться при саунах и не иметь окон. Воздухообмены, полученные по явному, полному теплу и на ассимиляцию влагопоступлений, теоретически должны оказаться равными, их неравенство определяется трудностями при проведении расчетов, неточностью исходной информации. Считается, что воздухообмен, полученный по полному теплу для теплого периода года, будет больше других, однако, это является справедливым для обычных бассейнов для теплого периода года с температурой воды 25°С, а воздуха 27°С и при больших размерах окон, ориентированных на юг.
Изучение воздушно-теплового и влажностного режимов бассейна — важная научно-практическая задача, в основе которой находятся расчеты требуемых сопротивлений теплопере даче и влагопередаче наружных ограждающих конструкций, требуемого воздухообмена, расчеты струйных потоков, расчеты количества воды, испаряющейся с поверхности бассейна.
В конце 20 века на кафедре отопления и вентиляции МГСУ под руководством профессора В.Н. Богословского проводились исследования воздушно-теплового и влажностного режимов бассейнов, получен набор формул для расчета. В справочнике проектировщика [1] приведена формула,полученная в середине 19 века для вынужденного потока воздуха, параллельного поверхности воды при скорости воздуха v > 1м/с, t* = 30 — 70°С, tбеск= 40 — 225°С.
Проведено исследование влагопоступлений в воздух помещения бассейна с механическим волнообразованием в зависимости от количества подаваемого свежего воздуха и от температуры наружного воздуха на основе методики, полученной в МГСУ, сравнены результаты расчета с данными, полученными при кратности воздухообмена 2-6 ч-¹. Цель исследований: выявить наличие перерасхода подаваемого воздуха и оценить возможности по снижению эксплуатационных затрат, что позволит осуществить энергосбережение.
Влага в воздух помещения бассейна поступает от поверхности воды, смоченных обходных дорожек и количества людей, находящихся в бассейне. Если не подавать требуемое количество наружного воздуха или не осушать внутренний воздух, то произойдет повышение относительной влажности в помещении, что приведет к увлажнению и разрушению материалов ограждающих конструкций.
Экспериментально было доказано и проверено на опыте, что волновая поверхность при любых режимах течения интенсифицирует процессы переноса, и получены формулы, учитывающие увеличение по верхности воды при волнообразовании. Известно, что в современной инженерной практике результаты исследований, проведенных в МГСУ, не используются, несмотря на их высокую достоверность, так как данные расчеты не являются простыми. При меняются упрощенные методы рас чета воздухообмена в бассейне — на основе величины кратности воздухообмена, равной от 2 ч-¹ до 6 ч-¹.
По методике МГСУ была составлена программа для расчета температурно-влажностного и воздушного режимов бассейна, в которой были учтены все факторы, влияющие на микроклимат 
бассейна: относительная влажность, температура и влагосодержание внутреннего воздуха, температура воды, количество испаряющейся влаги; подаваемое количество, температура и влагосодержание наружного воздуха; количество людей, площадь поверхности воды и смоченных обходных дорожек, коэффициент волн и др.
Исходные данные, при которых проводились расчеты, следующие: площадь бассейна 75 м2; площадь обходных дорожек 96 м2, количество купающихся принято равным 15 чел.; тренеры и зрители отсутствуют; расчетная температура наружного воздуха tн=-28°C (для холодного периода года); коэффициент волн Кволн=1,5, обусловленный увеличением поверх ности воды вследствие механического волнообразования.
На основании полученных результатов построен график (рис.1) зависимости относительной влажности от температуры наружного воздуха для воздухообменов 1500-10000м3/ч и при температурах наружного воздуха -28°С, +22,3°С и +33°С, из которого видно, что воздухообмен, равный 1500 м3/ч, обеспечивает заданную нормами влажность в течение холод
ного, переходного и части теплого периодов года. При воздухообмене 10000 м3/ч воздух более сухой с относительной влажностью 25% в холодный период года и 62% в теплый период года. При температурах выше +15°С наблюдается увеличение относительной влажности, которая при всех воздухообменах в теплый период года не превышает 75%. При дождливом и теплом лете относительную влажность внутреннего воздуха <75% никакой воздухообмен не обеспечит. Большие воздухообмены приведут к увеличению эксплуатационных затрат: на подпитку воды в бассейне в связи с ее сильным испарением, на нагрев подпиточной воды, на нагрев приточного воздуха. График (рис.2), построенный при условии, что относительная влажность внутреннего воздуха равна срв=65%, показывает, как сильно уве личивается количество испарившейся воды при увеличении расхода воздуха в холодный и теплый период года.
На рис.З показаны затраты воды за год на подпитку воды в бассейне при различных воздухообменах на примере того же помещения, которое было рассмотрено выше. Очевидно, что при правильном расчете воздухообмена экономия существенная.
Для измерения параметров микроклимата (температуры и влажности воздуха) рекомендуется использовать термогигрометр цифровой ТГЦ-МГ4.
Вывод
Расчет требуемого воздухообмена по методике МГСУ, полученной в результате реальных натурных исследований, дает меньшее количество приточного воздуха по сравнению с другими методиками, что позволяет сократить расход приточного воздуха. Полученное количество воды, испаряющееся с поверхности бассейна, по справочнику проектировщика примерно в два раза превышает величину, полученную по методике МГСУ, что позволяет предположить, что воздухообмен, рассчитанный по полному теплу, и методике, приведенной в справочнике проектировщика, является завышенным.
Также читайте:
Микроклимат помещений | Измерители влажности | Материалы для бассейна | Причины образования конденсата
Литература:
- Богословский В.Н. и др. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Ч.З, кн. 1, — М.: Стройиздат, 1992. — 319 с.