Зимой отапливать склад необходимо, если там трудятся люди свыше 2-х часов без перерыва и их работа не приравнивается к уличным условиям, а также в случае, если того требует технологические нормы хранения товаров.
Все систему отопления складов можно разделить на две большие группы:
Центральные системы служат для обогрева всего здания, причем тепло вырабатывается в какой-то одной его части и разносится теплоносителями. В качестве примера центральной системы отопления складов можно привести следующий: есть отдельная котельная, которая производит тепло, нагревает воду в проложенных по зданию трубах.
Местные устроены по-другому. Они объединяют в одном устройстве все его узлы, а тепло вырабатывают и распределяют в том помещении, в котором находятся. Например, тепловые пушки или печи. Какую систему отопления склада использовать, зависит ряда факторов: объема помещения, высоты потолков, технологических аспектах хранения продукции, количества сотрудников, теплопотерь здания, температуры на улице.
Обогрев складов разных категорий
Существует несколько классификаций складов, одна из часто используемых – система Knight Frank. Все склады делятся на категории, всего их 5: «А+», «А», «В+», «В», «С» и «D». Расчет отопления склада можно проводить на основе этих категорий.
Склады категории «А+»
Это одноэтажные здания чаще всего прямоугольной формы, построенные из сэндвич-панелей и легких металлоконструкций с площадью застройки 40-45%. Могут быть выполнены с колоннами или без них.
высота потолков от 13 м;
бетонный пол с нагрузкой на расстоянии 1,2 м 5 т на кв.м площади;
автоматические ворота (минимум 1 на 500 кв. м).
В здании должны быть офисные и вспомогательные помещения, система вентиляции и управления, автономная электростанция, площадки для маневрирования большегрузного транспорта и, конечно же, отопление.
Решение по обогреву склада – воздушное, водяное или паровое отопление. При этом если в качестве теплоносителя выступает вода, то ее температуре должна быть 150° С, для пара – 130° С. Однако в помещениях с выделением горючей пыли и аэрозолей допускается максимум 110° С (СНиП 2.04.05-91). Для нагрева теплоносителя используется котел – газовый или жидкотопливный, вынесенный в отдельное помещение котельной.
Для обогрева складов большого объема эффективными окажется теплогенераторы. Их установка доступна по цене. Что касается тепловентиляторов, то они не могут использоваться в помещениях, где присутствует горючая пыль и есть выделение токсичных аэрозолей: их мелкие частицы воздушными потоками будут разноситься по всему помещению.
Склады категории «А»
Одноэтажное здание, построенное из сэндвич-панелей и металлоконструкций с колоннами или без них и площадью застройки 45-55%.
Особенности склада:
высота потолков от 10 м;
бетонный пол с нагрузкой на расстоянии 1,2 м 5 т на кв.м площади;
автоматические ворота (минимум 1 на 700 кв. м).
Помимо технологических помещений присутствуют также офисные и вспомогательные.
Для обогрева здания используется воздушное, водяное или паровое отопление склада с температурой воды 150° С и пара 130° С. Для его использования потребуется оборудование котельной. В помещениях с большим количеством стеллажей также могут быть установлены теплогенераторы – они не дают воздуху застаиваться. Теплогенераторы можно установить за пределами здания. Может быть также применено электрическое отопление склада. Однако оно чаще используется для местного обогрева отдельных помещений, например, офисных.
Склады категории «B+»
Здание одноэтажное, преимущественно прямоугольной формы с площадью застройки 45-55%, офисными и вспомогательными помещениями. Может быть реконструированным под склад.
Особенности:
высота потолков от 8 м;
бетонный пол с нагрузкой на расстоянии 1,2 м 5 т на кв.м площади;
автоматические ворота (минимум 1 на 700 кв. м).
Может использоваться воздушное, водяное или паровое отопление, реализованное с помощью котельной, теплогенераторов, тепловентиляторов.
Одно-, двухэтажные здания, возможно, после реконструкции под склад. Если есть второй этаж, то должны быть и лифты грузоподъемностью от 3 т, по одному на каждые 2 тыс. кв. м. В здании есть вспомогательные помещения, возможны также офисные.
высота потолков от 6 м;
асфальтированный или бетонный пол без дополнительного покрытия.
Решение по части обогрева: централизованное отопление, реализованное с помощью котельной. В качестве теплоносителя может быть использован пар или вода. Не исключено воздушное отопление с использованием теплогенераторов.
Склады категории «C»
Производственное одно- или многоэтажное здание. Возможно, утепленный ангар для хранения. Вспомогательные и офисные помещения не обязательны. При расчете отопления склада принимаются во внимание особенности помещения.
Особенности:
высота потолков от 4 м;
асфальтированный или бетонный пол без дополнительного покрытия.
Оптимальным вариантом отопления ангара станет водяное или паровое отопление. В качестве топлива для котельной можно использовать газ, если поблизости проходит магистраль, дизельное топливо или отработанное масло. Последние вариант энергоносителя самый экономный для производственных помещений.
Склады категории «D»
Неотапливаемые подвальные помещения, объекты ГО, ангары любой площади. Не требуют обогрева.
Для складского помещения любого типа подходит центральное воздушное, водяное или паровое отопление. Исключение – здания, не требующие обогрева.
Подобрать оптимальный вариант отопления склада и сделать точный расчет отопления склада вы можете, обратившись в компанию «Айрвек». Мы рассчитаем самый экономный вариант, основываясь на потребностях здания.
Отопление и вентиляция современных складских комплексов
Е. О. Шилькрот, канд. техн. наук, ОАО «ЦНИИпромзданий», ООО «НПО ТЕРМЭК»
В современном обществе индустрия переработки грузов занимает значительное место. От полноты и спектра логистических услуг по ответственному хранению и обработке грузов зависит качество и своевременность поставки продукции потребителям и, в конечном итоге, ее цена.
Строительство складских комплексов, оснащенных современными cистемами и оборудованием для хранения, приема и отправки товаров, интенсивно развивается.
В 2002–2004 годах ООО «НПО ТЕРМЭК» и ОАО «ЦНИИпромзданий» было выполнено проектирование и строительство систем отопления и вентиляции торгово-индустриального комплекса «Шерлэнд».
«Шерлэнд» — это современный торгово-индустриальный комплекс, включающий складские площади (26 000 м 2 ), офисные площади (6 000 м 2 ), прилегающую территорию (более 20 000 м 2 ) (рис. 1).
Мощности комплекса позволяют принять и осуществить одновременную загрузку-выгрузку 40 автомобилей объемом 82 м 3 , техническая оснащенность дает возможность выгружать 1 трак в течение 30 мин.
Рисунок 1. Торгово-индустриальный комплекс «Шерлэнд»
Комплекс расположен в 8 км от Московской кольцевой автомобильной дороги, рядом с Ленинградским шоссе (недалеко от аэропорта «Шереметьево-1»). Складская территория комплекса представляет собой сухие, отапливаемые помещения. Складские помещения оснащены современным оборудованием, а автоматизированная система складского учета позволяет обеспечивать высокую динамику обработки грузов на всех этапах логистической цепочки — от приема груза на склад и до его отгрузки. Автоматическая система управления позволяет отслеживать хранящиеся товары по ряду параметров (дате приема на склад, сроку реализации товаровладельцу и т. д.), что позволяет сделать процесс хранения эффективным и легко контролируемым.
Рисунок 2. План комплекса стеллажных складов «Шерлэнд»
Все склады оснащены 6-уровневыми стеллажами, внутрискладским погрузочно-разгрузочным оборудованием, АСУ складской деятельности, системами наблюдения, контроля, оповещения и т. п.
Блок складских помещений представляет собой 4-пролетное здание (рис. 2). В каждом пролете размещается стеллажный склад. Основные характеристики каждого склада представлены в табл. 1.
Таблица 1 Основные характеристики складских помещений торгово-индустриального комплекса «Шерлэнд»
№ п/п
Помещение
Размеры axbxh, м
Площадь, А, тыс. м 2
Объем, V, тыс. м 3
Объем стеллажей, Vст тыс. м 3
1
Склад № 1
90×56×17
5,04
85,68
44,12
2
Склад № 2
108×56×17
6,05
102,22
52,95
3
Склад № 3
126×56×17
7,06
119,95
61,78
4
Склад № 4
135×56×17
7,56
128,52
68,19
Особенностью стеллажных складов является их большая насыщенность технологическим оборудованием (стеллажами для хранения грузов), высокая механизация технологического процесса, малое количество обслуживающего персонала. С точки зрения выбора систем отопления и вентиляции стеллажные склады могут быть отнесены к производственным помещениям с крупногабаритным оборудованием.
Требования к параметрам воздуха в складских помещениях, как правило, определяются техническим заданием на проектирование. Основное требование — равномерное в плане (и особенно по высоте) распределение температуры воздуха.
Анализ возможных схем и систем отопления стеллажных складов показал, что наиболее рациональной системой отопления будет система воздушного отопления с интенсивным перемешиванием воздуха в объеме помещения.
Такой системой является система воздушного отопления с подачей нагретого воздуха через направляющие сопла (рис. 3) [1, 2].
Рисунок 3. Схема системы воздушного отопления с направляющими соплами
Система воздушного отопления с направляющими соплами предназначена для помещений с крупногабаритным оборудованием, в которых она обеспечивает практически безградиентное распределение температуры воздуха по высоте.
Система обеспечивает эффективное отопление при минимизированных расходах воздуха, подаваемого через сопла с большой скоростью, и при значительных перепадах температуры при обеспечении нормируемых параметров микроклимата в рабочей зоне.
Направляющие сопла устанавливаются в верхней зоне помещения между стеллажами и подают нагретый воздух вертикально вниз в направлении рабочей зоны.
Энергоэффективность системы с направляющими соплами обеспечивается безградиентным распределением температуры воздуха по высоте, устранением перегрева верхней зоны помещений.
Схема системы воздушного отопления склада
Рисунок 5. Система воздушного отопления склада
Рисунок 6. Воздухораспределитель системы воздушного отопления склада
Схема системы воздушного отопления склада представлена на рис. 4, фрагменты системы — на рис. 5 и 6.
Следует коротко остановиться на системе вентиляции складских помещений. СНиП 2.11.01-85* «Складские здания» предписывает (если не выдвинуты специальные требования) предусматривать естественную общеобменную вентиляцию, обеспечивающую однократный воздухообмен.
Представляется, что указанное требование является чрезмерным.
Объемы современных складских помещений, даже при однократном воздухообмене, требуют на нагрев вентиляционного воздуха тепла примерно в 10 раз больше, чем для компенсации трансмиссионных потерь тепла.
Представляется необходимым изъять из нормативных документов требование об обязательном однократном воздухообмене, заменив его расчетом, обосновывающим действительную потребность помещения в наружном воздухе.
Таблица 2 Расчетные тепловые нагрузки систем отопления и вентиляции складских помещений торгово-индустриального комплекса «Шерлэнд»
№ п/п
Помещение
tн, °С*
tв, °С**
Расход тепла, кВт
Воздушное отопление
Венти-ляция***
Водяное отопление
Общий
1
Склад № 1
–28
12
174,3
402,0
46,7
623,0
2
Склад № 2
–28
12
164,8
486,3
46,7
697,8
3
Склад № 3
–28
12
189,1
567,2
46,7
803,0
4
Склад № 4
–28
12
390,3
607,7
109,7
1107,7
* Температура наружного воздуха.
** Температура внутреннего воздуха.
*** Расход тепла на вентиляцию рассчитан из условий однократного воздухообмена части объема помещения высотой 6 м.
В табл. 2 представлены расчетные тепловые нагрузки систем отопления и вентиляции складских помещений.
Каждый склад оборудован двумя приточными установками, расположенными в антресольных этажах. Приточные установки включают смесительные камеры с клапанами на наружном и рециркуляционном воздухе, что позволяет изменять соотношение наружного и рециркуляционного воздуха в процессе эксплуатации. В теплый период года, в режиме вентиляции, в склад подается только наружный воздух. В переходный и холодный периоды года, в режиме отопления, совмещенного с вентиляцией, количество наружного воздуха уменьшается в зависимости от его температуры и условий хранения продукции. Приточные установки оборудованы многоскоростными электродвигателями, что позволяет осуществлять количественное регулирование систем и обеспечивает их высокую энергетическую эффективность.
Для отопления складов комплекса «Шерлэнд» была запроектирована система воздушного отопления с направляющими соплами, дополненная периметральной системой водяного отопления с регистрами. Дополнительная система отопления была предусмотрена с целью предотвращения выхолаживания пристенной зоны складов. Так как стеллажи расположены практически вплотную к стенам; подача нагретого воздуха в пристенную зону была невозможна.
Удаление вытяжного воздуха из складов — естественное, через вытяжные шахты на кровле, совмещенные с шахтами дымоудаления.
Воздуховоды приточных систем проложены в межферменном пространстве вдоль проходов между стеллажами. Высота от среза приточного сопла до пола помещения — 13,5 м. Сети воздуховодов объединены попарно перепускным коробом, что позволяет осуществить 50-процентное резервирование воздушного отопления в каждом складе.
Расчет системы воздушного отопления с направляющими соплами выполнен в соответствии с «Рекомендациями по расчету отопительно-вентиляционных систем с направляющими соплами» [3].
При проектировании системы воздухораспределения в качестве критериев нами принимались следующие характеристики:
— минимальное число сопел, что обеспечивалось максимальной скоростью выпуска воздуха;
— максимальная температура подаваемого воздуха, что обеспечивало минимальный расход приточного воздуха;
— минимальные отклонения температуры и скорости воздуха в рабочей зоне в течение отопительного периода при изменении температуры приточного воздуха.
Таблица 3 Результаты расчета системы воздушного отопления с направляющими соплами (tн = –28 °C)
№ п/п
Помещение
∆t0, °С
d0, м
LΣ, м 3 /ч
V0, м/с
Lсопла, м 3 /ч
n, шт.
Ширина ячейки, м
H, м
Хmax, м
Kн
Vр.з., м/с
1
Склад № 1
20
0,075
35 250
25
396
90
9,0
21,6
11,9
0,58
0,5
2
Склад № 2
20
0,075
57 030
25
396
140
7,1
21,6
11,9
0,58
0,5
3
Склад № 3
20
0,075
71 750
25
396
180
6,5
21,6
11,9
0,58
0,5
4
Склад № 4
20
0,075
77 290
25
396
200
6,75
21,6
11,9
0,58
0,5
Обозначения: ∆t0 — разность температуры приточного воздуха и воздуха в помещении; d0 — диаметр сопла; LΣ — суммарный расход воздуха на систему; V0 — скорость выпуска воздуха; Lсопла — расход воздуха через сопло; H — геометрическая характеристика струи; Хmax — дальнобойность струи; Kн — коэффициент неизотермичности струи; Vр.з. — скорость воздуха в рабочей зоне
Результаты расчета системы воздушного отопления с направляющими соплами представлены в таблице 3.
Ширина ячейки, в которой развивается струя воздуха, выходящего из сопла, выбиралась из условий обеспечения равномерного распределения температуры и скорости воздуха в обслуживаемой зоне и условия развития струи без поперечного стеснения.
Монтаж и пусконаладочные работы системы были выполнены в 2003—2004 годах.
В процессе наладки были проведены измерения температуры и скорости воздуха в месте истечения струи, в рабочей зоне вдоль струи приточного воздуха в складе № 4.
В момент измерений температура наружного воздуха составляла tн = –0,4 °С; скорость выпуска воздуха из сопла и его температура соответственно: V0 = 22,6 м/с; t0 = 17,6 °С.
Измерения температуры и скорости воздуха показали:
— температура воздуха по высоте склада и площади рабочей зоны практически постоянна;
— скорость воздуха в рабочей зоне не превышает 0,35 м/с;
— распределение скорости воздуха вдоль оси струи близко к расчетному (рис. 7).
Рисунок 7. Распределение скорости воздуха вдоль оси струи
Вывод
Применение систем воздушного отопления, совмещенного с вентиляцией, с качественно-количественным регулированием и подачей воздуха направляющими соплами является перспективным для помещений стеллажных складов.
Литература
1. Пончек М. И., Живов А. М., Виноградский Л. С. Новый способ подачи воздуха с использованием направляющих струй // Новые системы отопления и вентиляции промышленных зданий. М., 1982.
2. Гримитлин М. И., Живов А. М., Пончек М. И., Шилькрот Е. О. Подача воздуха в помещениях отопительно-вентиляционными системами с направляющими соплами // Новое в воздухораспределении: Материалы семинара. М., 1983.
3. Рекомендации по расчету отопительно-вентиляционных систем с направляющими соплами. М.: ЦНИИпромзданий, ЛенПСП, ЛенВНИИОТ, 1984.
