Вентиляция театра или кинотеатра

Культурно-зрелищные строения человечество возводит уже сотни лет, однако, о комфорте зрителей стали задумываться относительно недавно. Речь, в том числе, идет об обеспечении зрительных залов эффективной вентиляцией, обеспечивающей легкость дыхания и температурный комфорт посетителей.

Расчет вентиляции для кинотеатра или театра

Норма подачи свежего воздуха в зрелищных учреждениях на одного зрителя составляет 20 м3/час. В теплое время года вентиляция подает в зал не менее 20 м3/ч подготовленного воздуха, а кондиционеры температура воздуха в зале до заданного уровня. В холодное время года все сложнее: система по-прежнему подает 20 м3/с свежего воздуха в зал, но охлаждение требуется существенно более интенсивное. Дело в том, что зимой в тех же кинотеатрах работает система отопления, плюс десятки людей генерируют гигакаллории тепла. В итоге в кинозалах зимой намного жарче, чем летом. Но при этом системы кондиционирования в составе вентсистем именно зимой как раз и отключаются.

Наиболее часто монтируемой системой является комплекс, включающий в себя:

центральный кондиционер;
секцию рециркуляции;
холодильную машину (компрессорно-конденсаторный блок (ККБ), которую подключают к секции центрального кондиционера).

Если используется ККБ, то хладагент в испарителе используется на основе фреона. Если дополнительно используется чиллер, то между ним и испарителем циркулирует обычная вода. Центральный кондиционер оборудуется системой регулировки подачи воздуха в зависимости от количества посетителей в зале (как следствие, контролируется и объем подачи холода).

Иногда система кондиционирования устанавливается отдельно от вентиляции, отвечающей за подачу свежего воздуха. Нагрузка на охлаждение горячего воздуха с улицы (в теплое время года) ложится на:

кассетный кондиционер;
канальные кондиционер;
или на систему чиллер-фанкойлов.

Это делает такие системы крайне расточительными в плане энергозатрат. А кроме того, возникают трудности распределения воздуха в зале: где-то до зрителей будет доходить избыточно теплый воздух с улицы, а на кого-то будет интенсивно дуть холодная струя из чиллера (эффект «холодного сквозняка). Успешно такая система применяется лишь в очень ограниченных по размерам залах.

Проблема воздухораспределения в залах театров и кинотеатров

В залах театров и кинотеатров есть 2 особенности:

везде высокие потолки;
высокая концентрация людей.

Первое обстоятельство вызвано необходимостью создания достаточного резерва свежего воздуха. В противном случае придется «закачивать» свежий воздух с высокой интенсивностью, чтобы людям просто было, чем дышать. Но тогда в зале будет создано ощущение холодного сквозняка, и при этом не так важно, где будут размещаться отдушины (снизу, у ног, или под потолком). В зале будет создана высокая турбулентность и сильная подвижность воздушных масс.

Оценим, как воздухообмен организован в знаменитых мировых театрах. Во-первых, везде используется схема движения потоков воздуха сверху-вниз. То есть, из-под самого потолка до пола. Плавно ниспадая вниз, воздушные массы перемешиваются с более теплым имеющимся воздухом, освежая и разбавляя его новыми порциями кислорода. Но воздухозасосы вытяжки также располагаются на высоте – на самом потолке. Дело в том, что внизу также располагаются нагреватели, которые передают тепло воздуху, и тот поднимается вверх, где и засасывается в вытяжку.

Однако при более детальном обследовании выяснилось, что практически везде при такой схеме (сверху-вниз) посетители испытывают определенный дискомфорт. Даже подавая в 2-3 раза больше свежего воздуха, чем положено по нормативам, концентрация углекислого газа именно на уровне человеческого роста существенно выше нормы. Столь же высоки и температура, и влажность. Удивительно, но при этом на уровне 2-3 метров подвижность воздуха намного выше нормы, из-за чего в помещении реально образуются сквозняки. В общем, для зрительных залов такая схема распределения воздушных потоков откровенно не подходит!

Причин, почему данные системы получают все большее распространение в российских кино- и театральных залах, несколько:

относительная дешевизна;
административная простота согласования данной схемы в СЭС (этот регулятивный орган не принимает аргументов, относительно неэффективности системы и с легкостью раздает одобрения).

Альтернативой является схема «снизу-вверх» (другое ее название – «вытесняющая вентиляция»). В ее основе находятся следующие предпосылки:

во-избежание турбулентности и избыточной подвижности воздушных масс в зале, воздух подается сразу через сотни вентиляционных отдушин;
воздухообмен осуществляется в ограниченной по высоте области в зале (буквально 2-3 метра);
тепло от зрительских тел помогают интенсифицировать конвективные потоки воздуха.

В кинозалах подача свежего воздуха осуществляется через решетки, располагающиеся под каждым креслом. При этом скорость подачи воздуха составляет не более 50 см/сек. При этом температура подаваемого воздуха ниже температуры в зале примерно на 2 град. Цельсия. Дело в том, что здесь используется тепло, излучаемое телами зрителей: поступающий более прохладный воздух медленно нагревается и поднимается выше, где его улавливает вытяжка (также через многочисленные воздухозаборники). Получается, что зрители всегда находится в свежей атмосфере.

Все процессы здесь плавные и скорей естественные, чем принудительные: никакой подвижности воздушной среды не возникает, равно как не образуется никаких предпосылок ни для какой турбулентности. В схеме «сверху-вниз» потоки свежие, прохладные газовые потоки ниспадают с относительно высокой скоростью – до 4 м/с. Они смешиваются с уже использованным воздухом и в таком состоянии поступают к зрителям. Правильнее назвать такой воздух загрязненным. Что же касается схемы «снизу-вверх», то «отработанный», нагретый человеческим теплом газ поднимается кверху, где его улавливают отдушины вытяжки, а снизу поступают новые объемы абсолютно чистого, богатого кислородом воздуха для дыхания.

Выделяют несколько разновидностей распределения для вентиляции по схеме «снизу-вверх»:

перфорированные воздухораспределители в полу;
распределители в вертикальных плоскостях поверхностей ступенек каждого ряда;
воздуховоды, встроенные в спинки кресел.

Несомненный плюс системы — относительно скромный расход воздуха в схеме вытесняющей вентиляции – не более 90 м3/ч. При этом зрители даже в переполненном зале не будут испытывать дискомфорта, так как подаваемый воздух намного эффективнее подается и используется. Особенностью такой системы является наличие больших резервов свежего воздуха, которые скапливаются в воздуховодах под полом зала.

Однако есть и доводы против. К примеру, поскольку подаваемый воздух всего на 2 градуса ниже температуры в зале, то кондиционер должен пропускать большие объемы воздуха, равномерно понижая его температуру (устройство кондиционера сильно усложняется). В стандартном варианте разница температуры приточной и уже имеющейся внутренней воздушной смеси может составлять 10 и более градусов. Также не способствует популярности системы и огромное количество воздуховодов.

Стоит рассмотреть и несостоятельные доводы противников схемы «снизу вверх»:

«Воздух, подаваемый снизу, поднимает пыль». – Он подается с низкой скоростью, при которой никакую пыль он поднять не может.
«А что, если в зале будет много людей с сильно пахнущей обувью?» — Варианты форс-мажора крайне редки. Кроме того, схема «снизу-вверх» отличается тем, что воздух здесь не смешивается.

Сколько стоит вентиляционная система для театра и кинотеатра

Даже «невооруженным взглядом» видно, что благодаря большому количеству вентканалов вытесняющая вентиляция обойдется намного дороже перемешивающей (на самом деле, в 2-3 раза). И это в том случае, если используются наиболее экономичные варианты напольного воздухораспределения. Если же свежий воздух планируется подавать через каналы в креслах, да еще и снабдить рециркуляционные отверстия направляемым соплом с регулируемой решеткой и шумопоглощающей облицовкой, то обеспечение такого индивидуального «климат-контроля» для каждого зрителя может обойтись раз в 5 дороже традиционной схемы с ниспадающими воздушными потоками.

Итак, главным аргументом против вытесняющей вентиляции является ее подчас запредельная дороговизна. Но можно ли тогда избавиться от недостатков перемешивающей вентсистемы? Да! Надо лишь максимально рассредоточить подачу и вытяжку воздушных масс, то есть, опять же, увеличить число каналов подачи. К примеру: подача воздуха осуществляется из решеток, расположенных в передней части потолка (и, если пространство большое, то еще и с верхних частей стен), а отдушины вытяжки размещаются в его задней части – таким образом, воздух как бы циркулирует по залу.

Если в мультиплексе присутствует большое количество отдельных залов, то рекомендуется монтировать приточно-вытяжные системы для всех залов. В этом случае получится сэкономить на эксплуатационных затратах. Кроме того, однотипное оборудование позволит сберечь финансы от применения эффекта экономии на масштабе закупок.

Энергоэффективность вентсистемы залов кинотеатров и театров

Не секрет, что зимой на обеспечение подготовки воздуха в театрах и кинотеатрах тратится наибольшее количество энергии. Для увеличения эффективности воздухоподготовки используются рекуператоры. Выделяют 3 их вида:

роторный (наиболее эффективный теплообменник с эффективностью до 80% даже при температуре -30 град. Цельсия);
пластинчатый (это самая простая и дешевая модель, но его не получится использовать при температуре, ниже -15 град. Цельсия);
с промежуточным теплоносителем (эффективная, но дорогая модель, кроме того, если в качестве хладагента используется этиленгликоль, то при температуре -28 град. Цельсия его эффективность не превышает 50%).

В итоге, не смотря на преимущества роторных рекуператоров, в театральных залах очень часто устанавливаются этиленгликолевые модели (главным образом, как наиболее популярные).

Если залы в кинотеатре обычно остаются неполными, то следует оборудовать вентсистему частотным регулятором скорости и автоматикой, позволяющей подавать воздух только в установленное время (которое определяется опытным путем). В таком случае удастся добиться наибольшей экономии энергозатрат.

Особенности вентиляции залов театров и кинотеатров

Итак, для комфорта человеку нужно примерно 20 м3 свежего воздуха в час. Однако обязательно нужен и отвод тепла, так как человеческое тело генерирует его с интенсивностью 100 Вт в час. Театральные залы всегда имеют уклон, благодаря которому использованный воздух скапливается, преимущественно, внизу (в районе первых рядов, где цена билета, как правило, наибольшая). Вертикальное вентилирование не в состоянии справиться с этой проблемой, так как для эффективного смешения потребуется создать очень сильный напор подаваемого воздуха – в итоге в районе задних рядов может возникнуть сквозняк. Кроме того, по полу будут струиться потоки холодного воздуха, в результате чего зрители будут рисковать простудиться.

Другой вопрос – это сохранение дизайна зрительного зала. Вентиляционные решетки должны быть максимально незаметными или же стилизованными под имеющийся декор. Кроме того, для комфорта зрителей вентиляционная система не должна генерировать никакого шума.

Поэтому реальным выходом из положения, по сути, является устройство вытесняющей вентсистемы с устройством вентканалов по одному из представленных ниже вариантов:

под креслами в горизонтальной плоскости пола;
в вертикальных плоскостях ступенек;
в тыльных сторонах кресел (наиболее дорогостоящий вариант).

Да, это недешево, но зато помещением будет приятно пользоваться, что заставит зрителей посещать такой зал как можно чаще.