Жилые помещения только вытяжка воздуха. Вентиляция жилых зданий: схемы и нормативные требования. Причины нарушения работы естественной вентиляции

На сегодняшний день в современном строительстве есть отросли, в которых проводятся исследования по усовершенствованию технологии сооружения, также улучшают качества при эксплуатации, не исключением является воздухообмен помещений в здании. Проблемы в этой сфере актуальны и решаются путем подбора кратности под систему вентиляции. Проводятся полномасштабные испытания и на основе их пишутся стандарты. Наиболее преуспевшей страной в этом деле является США. Ими был разработан стандарт ASHRAE, используя опыт других стран, а именно Германии, Дании, Финляндии, и свои научные разработки. На постсоветском пространстве также есть разработанный аналог такого документа. В 2002 году были разработаны АВОК стандарты «нормы воздухообмена общественных и жилых зданий».

Строительство современных сооружений проводится с расчётом повышенного утепления и большой герметичности окон. Поэтому оптимальный обмен воздуха очень важный в подобных случаях для выполнения санитарно-гигиенических норм и соответствующего микроклимата. Также важно не нанести ущерб энергосбережению, чтобы зимой в вентиляцию не вытягивало все тепло, а летом – прохладный воздух с кондиционера.

Чтобы определить расчет воздухообмена в помещениях, кроме больниц, был создан новый метод, который описан в издании ASHRAE 62–1–2004. Его определяется с помощью суммирования показателей значения свежего наружного воздуха, который подается непосредственно для дыхания, учитывая площадь помещения, припадающую на одного человека. В итоге значение получилось значительно ниже, чем поздней редакции ASHRAE.

Нормы воздухообмена в жилых сооружениях

При проведении расчета необходимо используют данные таблицы при условии, что уровень насыщенности вредоносных компонентов не выше норм ПДК.

В случаях неиспользования помещения для жилья показатели уменьшаются таким образом:

• в зоне проживания на 0,2ч-1;
• в остальных: кухня, ванная, туалет, кладовая, гардероб на 0,5ч-1.

При этом необходимо избежать попадания проточного воздуха с этих помещений в жилые, если он там присутствует.

В случаях, когда воздух, поступающий в помещение с улицы, проходит большую дистанцию до вытяжки, то увеличивается и кратность воздухообмена. Присутствует еще такое понятие, как запоздание вентиляции, что подразумевает собой отставание попадания кислорода снаружи до начала его использования в помещении. Это время определяется с помощью специальной диаграммы (смотреть на рисунок 1), учитывая наименьшие нормы обмена воздуха в вышеуказанной таблице.

К примеру:

• расход воздуха 60 м³/ ч*чел;
• объём жилья 30 м³/чел;
• время запаздывание 0.6 ч.

Нормы воздухообмена для офисных зданий

Нормы в таких зданиях будут значительно выше, потому что вентиляция должна эффективно справляться с большим количеством углекислоты, выделяемой сотрудниками офиса и находящейся там техники, убирать излишек тепла, при этом подавать чистый воздух. В этом случае не будет достаточно естественной вентиляции, использование такой системы на сегодняшний день не может обеспечить требуемые гигиеничные и воздухообменные стандарты. При строительстве используют герметично закрывающиеся двери и окна, также устройство панорамного остекления полностью ограничивает попадание воздуха снаружи, что приводит к застою воздуха и ухудшению микроклимата жилья и общего состояния человека. Поэтому необходимо проектировать и устанавливать специальную вентиляцию.

В главные требования такой вентиляции входит:

• возможность обеспечения достаточного объема свежего чистого воздуха;
• фильтрация и устранение использованного воздуха;
• отсутствие превышения стандартов по шумности;
• удобное управление;
• небольшой уровень энергопотребляемости;
• возможность вписываться в интерьер и иметь небольшие размеры.

В конференц-залах требуется установка дополнительных приточных устройств, а вытяжку нужно устанавливать в туалетах, коридорах и в залах для копирования. В офисах механическая вытяжка монтируется в случаях, если площадь каждого кабинета превышает 35 кв. м.

Как показывает практика, при неверном распределении большого потока воздуха в офисах с невысокими потолками создается ощущение сквозняка, и в таком случае люди требуют выключить вентиляцию.

Организация воздухообмена в частном доме

Здоровый микроклимат и хорошее самочувствие зависят во многом от правильной организации приточно-вытяжной системы в доме. Зачастую во время проектирования о вентиляции бывает забывают или уделяют мало внимания, думая, что одной вытяжки в туалете будет достаточно для этого. И зачастую воздухообмен организованы неправильно, что приводит ко многим проблемам и таит в себе угрозу для здоровья человека.

В случае, когда имеется недостаточный выход загрязненного воздуха, то в помещении будет большой уровень влажности, возможность заражения стен грибком, запотевание окон и ощущение сырости. А когда есть плохой приток, ощущается недостаток кислорода, большая запыленность и повышенная влажность либо сухость, это зависит от сезона за окном.

Правильно устроенная вентиляция и воздухообмен в доме выглядит таким образом как показано на рисунке.

Поступающий воздух в жилище должен пройди вначале через форточку или открытые створки окна, приточный клапан находится с наружной стороны стены жилища, затем, проходя через комнату, проникает под дверным полотном или через специальные вентиляционные отверстия и попадает в санузлы и кухню. Дольше выходит через систему вытяжек наружу.

Различается способ организации обмена воздуха в применении систем вентиляции: механической или естественной, но во всех случаях поступление воздуха происходит с жилых зон, а выходит в технических: санузел, кухня и другие. При применении любой системы необходимо обязательно устраивать вентиляционные каналы во внутренней части капитальной стены, это позволит избежать так званного опрокидывания потока воздуха, что значит обратное его движение до того, как указано на рисунке 2. По этим каналам отработанный воздух отводится наружу.

Для чего нужен воздухообмен?

Воздухообмен – это расход подаваемого наружного воздуха м3/час, что попадает в здание с помощью системы вентиляции (рисунок 3). Загрязнение среды в жилых комнатах происходит от расположенных в них источников – это может быть мебель, различная ткань, продукты потребления и жизнедеятельности человека, бытовые изделия. Также это случается путем газообразования от воздействия выдыхания углекислого газа человеком и других жизненно важных процессов организма, еще разные технические испарения, которые могут присутствовать на кухне от сгорания газа на плите и много других факторов. Поэтому воздухообмен так необходим.

Чтобы поддерживать нормальные показатели воздуха в жилищи, следует выполнять контроль за насыщенностью углекислого газа СО2 с помощью регулировки системы вентиляции с учетом концентрации. Но есть второй способ, более распространённый – это метод контроля воздухообмена. Он значительно дешевле и во многих случаях эффективнее. Есть упрощенный способ его оценки с помощью таблицы 2.

Но при проектировании механической системы вентиляции в доме или квартире нужно делать расчет.

Как проверить работает ли вентиляция?

Сначала проверяется работает ли вытяжка, для этого необходимо поднести лист бумаги или пламя от зажигалки непосредственно к решётке вентиляции, находящейся в ванной или на кухне. Пламя или лист должны отогнуться в сторону вытяжки, если это так, то она работает, а если такого не происходит, то канал может быть перекрыт, к примеру, забиться листьями или по какой-либо другой причине. Поэтому главная задача – устранить причину и обеспечить тягу в канале.

Вентиляция в частном доме или квартире: как сделать правильно?

Хорошая вентиляция вовсе не означает обязательную установку дорогих приточно-вытяжных систем в доме или квартире: достаточно лишь правильно организовать движение потоков воздуха в здании или помещении. В этой статье мы рассмотрим основные принципы создания системы воздухообмена в доме, который обеспечат оптимальный микроклимат в доме и сохранность его конструкций.

Что такое вентиляция и зачем она нужна?
Вентиляция - это организованный обмен воздуха в помещениях, который создается для удаления избытков теплоты, влаги, вредных и других веществ, накапливающихся в атмосфере помещений и притока свежего воздуха для дыхания. С помощью вентиляции создают допустимые или оптимальные для человека микроклимат и качество воздуха. Также вентиляция нужна для защиты и обеспечения необходимого уровня сохранности зданий при различных природных и техногенных воздействиях и явлениях.
Британские строительные нормы Building Regulations 2010 Document F, Section 1 так определяют назначение вентиляции дома:
п.4.7 Вентиляция необходима для достижения следующих целей:
а. приток внешнего воздуха для дыхания;
б. разбавление и удаление загрязняющих веществ в воздухе, в том числе запахов;
с. контроль избыточной влажности (создаваемой водяным паром содержащимся в воздухе внутри помещений);
d. приток воздуха для топливосжигающей техники.

Что такое оптимальные условия для человека?

Оптимальными считается характеристики воздуха, при которых при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивается физиологический комфорт. Чаще всего под оптимальными условиями понимается температура воздуха от 21 до 25 °C, относительная влажность от 40 до 60%, скорость движения воздуха не более 0,2-0.3 м/с и газовый состав воздуха, максимально приближенный к естественному составу атмосферного воздуха (75,5% - азот, 23,1% - кислород, 1,4% - инертные газы).

Какая бывает вентиляция?
Естественная вентиляция - самый распространенный вид вентиляции помещений, который создает воздухообмен за счет разности плотности более теплого воздуха внутри помещения и более холодного снаружи. Этот вид вентиляции прост в устройстве и эксплуатации.

Принудительная или механическая вентиляция помещений обеспечивается механическим побуждением - использованием вентиляторов для движения воздуха. Механическая вентиляция может быть приточной, вытяжной или приточно-вытяжной.

Смешанная вентиляция дополнительно к принудительной использует для притока и удаления воздуха естественную вентиляцию.

По соотношению притока и удаления воздуха можно выделить приточную, вытяжную и смешанную вентиляцию.

Достоинства и недостатки различных видов вентиляции

Какой воздухообмен рекомендуется для жилых помещений?
Рекомендуемая величина воздухообмена определяется исходя из количества просиживающих в помещениях людей, площади (объема) помещений и вида вентиляции. Для естественной вентиляции в помещениях, где на одного человека приходятся не менее 20 метров жилой площади, рекомендуется расход воздуха не менее 30 кубических метров воздуха в час (но не менее 35% от объема всего помещения). В строениях, где на одного человека приходится менее 20 квадратных метров площади, воздухообмен должен составлять не менее 3 кубометров воздуха в час на каждый квадратный метр жилой площади.

Британские строительные нормы (2010 год, часть F, Вентиляция, таблицы 5.1-5.2) предусматривают упрощенный расчет требуемого постоянного воздухообмена в доме:

По требованиям Международного строительного кода для жилых зданий (IRC, Section R303.4) если уровень инфильтрации свежего воздуха в дом менее 5 объемов в час, в доме требуется установка механической приточной вентиляции.

Как устроить вентиляцию в доме или в квартире ?

Чаще всего в домах и квартирах устраивается смешанная вентиляция с периодическим использованием принудительной вытяжной вентиляции в местах повешенной влажности и локального ухудшения газового состава воздуха (санузлы, кухни, сауны, котельные, мастерские, гаражи) в комбинации с естественной приточной и вытяжной вентиляцией.

При аэрации помещений естественный приток воздуха в помещения осуществляется при проветривании через открытые окна и двери (залповое проветривание) и инфильтрацию через щели и неплотности в ограждающих конструкциях, окнах. В современных домах с практическим отсутствием щелей в ограждающих конструкциях и окнах приток воздуха осуществляется через щелевые клапаны в верхней части оконных рам (деревянные или пластиковые рамы), через обычные клапаны инфильтрации воздуха, устанавливаемые в наружных стенах, либо через механические инфильтраторы, обеспечивающие как пассивный, так и побуждаемый вентилятором приток воздуха, его очистку и нагрев при необходимости.

Для удаления воздуха при бесканальной вентиляции используются окна, форточки и фрамуги. Удаление воздуха происходит либо за счет разности плотности воздуха внутри и снаружи здания, либо за счет разницы давлений с наветренной и подветренной стороны зданий. Такой вид вентиляции является самым несовершенным, так как воздухообмен в этом варианте является наиболее интенсивным, его трудно регулировать, что может привести к сквознякам и быстрому снижению комфортной температуры воздуха внутри помещений.

Более совершенной схемой естественной вентиляции является схема с использованием вертикальных вытяжных вентиляционных каналов. Вытяжные каналы должны располагаться в толще внутренних стен или в приставных блоках у внутренних стен. Для предупреждения промерзания, выпадения конденсата и ухудшения тяги вентканалы, проходящие через холодные чердачные помещения, должны хорошо утепляться. Для усиления тяги вентканалы на кровле оборудуются дефлекторами.

Приемные отверстия для удаления воздуха естественной вытяжной вентиляции из верхних зон помещения размещают под потолком не ниже 0,4 метра от потолка и, одновременно не ниже 2 м от пола до низа отверстий, чтобы удалялся лишь перегретый (переувлажненный, загазованный) воздух из зоны выше человеческого роста.

В домах с печами и каминами прокладывают отдельные вентиляционные каналы для подачи уличного воздуха к отопительным приборам, что позволяет избежать неприятностей, связанных с недостаточной подачей воздуха в зону горения, возникновения обратной тяги, резкого снижения концентрации кислорода, необходимости держать открытыми окна при работе печей и каминов.

Механическую вытяжную вентиляцию добавляют для мест скопления загрязнений воздуха (вытяжка над газовой плитой), в местах избыточной влажности (санузлы, сауны, бассейны), в кухне, соединенной с гостиной или столовой, в кухне без окна. Понадобится принудительная вентиляция и при очень низких уличных температурах (ниже - 40°C).

Общие ошибки устройства вентиляции в домах и квартирах.

1 . Полное отсутствие системы вентиляции. Как ни странно это звучит, основной ошибкой систем вентиляции в дачных домах является полное отсутствие систем вентиляции. Домовладельцы, экономя на вентканалах, надеются на то, что проветривать дом можно будет через форточки или створки окон. Однако эффективное проветривание не всегда возможно из-за природных и температурных условий и качество воздуха внутри дома быстро ухудшается, растет влажность, появляется плесень. В помещениях без окон обязательно должна быть вентиляция.

2. Отсутствие устройств притока воздуха в помещения. В современных практически герметичных домах со сплошным контуром пароизоляции, исключающей щелевую инфильтрацию воздуха, с оконными рамами с уплотнителями отсутствуют случайные источники инфильтрации воздуха. Для обеспечения вентиляции в таких домах требуется установка клапанов инфильтрации воздуха в стенах или щелевых клапанов в оконных рамах.

Отдельный приточный канал для уличного воздуха требуется для нормальной и безопасной работы каждой печи или камина. Причем подавать воздух нужно именно с улицы, а не из подполья, где могут скапливаться радиоактивные почвенные газы. Если отдельного канала для печи или камина не предусмотрено, то потребуется установка механической приточной вентиляции, постоянно работающей в помещении во время протопки печи.

3. Межкомнатные двери без вентиляционных зазоров снизу или без вентиляционных решеток. При организации естественной вентиляции менее загрязненный воздух движется от источников инфильтрации или открытых окон и дверей через все помещения к канальной вытяжной вентиляции в помещениях с более загрязненным воздухом (кухни и санузлы). Для свободного движения воздуха необходимо наличие вентиляционных зазоров под дверьми (S=80 см 2) и вентиляционных решеток на дверях в санузлы (S=200см 2) для притока свежего воздуха.

4. Наличие воздушного сообщения в квартирах многоквартирных домов с лестничными клетками или соседскими квартирами. Через негерметизированные каналы для прохода труб и коммуникаций, через розеточные коробки и замочные скважины в квартиру инфильтрируется вместо свежего атмосферного воздуха загрязненных воздух с лестничных клеток или соседних квартир.

5. Установка вентиляционных каналов в наружных стенах, в примыканиях к наружным стенам, проход вентканалов через неотапливаемые помещения без утепления. В результате охлаждения или промерзания вентканалов ухудшается тяга, на внутренних поверхностях образуется конденсат. Если воздуховоды размещаются у наружной стены, то между наружной стеной и воздуховодом оставляют воздушный или утепленный зазор не менее 50 мм.

6. Установка приемных решеток вытяжных вентканалов ниже 0,4 м от плоскости потолка. Скопление перегретого, переувлажненного и загрязненного воздуха под потолком.

7. Установка приемных решеток вытяжных вентканалов ниже 2 м от плоскости пола. Удаление теплого воздуха из зоны комфорта человека, снижение температуры в зоне комфорта, создание «сквозняков».

8. Наличие двух и более вытяжных каналов в удаленных друг от друга местах квартиры или дома, горизонтальные участки воздуховодов. Наличие разных удаленных друг от друга вентиляционных каналов снижает эффективность вентиляции, так же как и наклон вентканалов на угол более 30 градусов от вертикали. Горизонтальные участки воздуховодов требуют установки дополнительных канальных вентиляторов.

9. Подключение вытяжки над плитой к вытяжной канальной вентиляции на кухне с полной заделкой отверстия вентканала. Одна из самых распространенных ошибок самодеятельных строителей и шабашников. В результате вытяжка воздуха из кухни прекращается, запахи распространяются по квартире. Подключение вытяжки должно осуществляться с сохранением приточной решетки вытяжного канала с установленным обратным клапаном для предупреждения заброса вытяжного воздуха обратно в кухню.

10. Удаление воздуха из санузлов через стену на улицу, а не через вертикальный вентканал. В холодное время воздух может не удаляться через сквозной канал, а наоборот поступать в санузел. При использовании вытяжного вентилятора в такой схеме, его лопасти могут обмерзать.

11. Общий вентканал для двух смежных помещений. В этом случае воздух может не выводиться наружу, а перемешиваться между помещениями.

12. Общий вентканал для помещений на разных этажах. Возможен заброс загрязненного воздуха с нижнего этажа на верхний.

13. Отсутствие отдельного вентканала для помещений на верхнем этаже. Приводит к ухудшению качества воздуха (повышенная влажность, температура, загрязнения) на верхнем этаже.

14. Отсутствие отдельного вентканала для помещений нижнего этажа. В результате загрязненный воздух с нижнего этажа поднимается на верхний этаж, препятствуя притоку свежего воздуха из атмосферы.

15.Отсутствие вытяжного вентканала в помещениях без окон, за двумя дверьми от ближайшего окна. Застой воздуха в помещении, нарушение перетока воздуха в соседние помещения.

16. Вывод вентканала на чердак, «чтобы теплее было». Распространенное заблуждение самостройщиков, приводящее к ухудшению вентиляции и увлажнению подкровельных конструкций. Фатальная ошибка при невентилируемом чердаке.

17. Прокладка транзитных воздуховодов из технических помещений, котельных и гаражей через жилые комнаты. Возможна утечка загрязненного воздуха в жилые помещения.

18. Отсутствие естественной приточной и вытяжной вентиляции подвалов. Подвалы, как места потенциально повышенной влажности и концентрации радиоактивных почвенных газов должны получать атмосферный воздух по приточному воздуховоду и иметь отдельный вытяжной канал естественной вентиляции. В радоноопасных районах вытяжная вентиляция из подвалов должна иметь изолированный от остальных вентиляционный канал с механическим побуждением.

Если подвальное помещение имеет постоянный воздухообмен с жилым помещением через открытые проемы, то вентиляция дома с подвалом организуется как для многоэтажного здания.

19. Отсутствующая или недостаточная вентиляция холодных подполий. В наружных стенах подвалов и технических подполий, не имеющих вытяжной вентиляции, следует предусматривать продухи общей площадью не менее 1/400 площади пола технического подполья, подвала, равномерно расположенные по периметру наружных стен. Площадь одного продуха должна быть не менее 0,05 м 2 . В радоноопасных районах суммарная площадь продухов для вентиляции подвала должна составлять минимум 1/100 - 1/150 от площади подвала.

20. Отсутствующая или недостаточная вентиляция парных бань и саун. Для создания здоровой атмосферы в парных должен быть организован возухообмен 5-8 объемов парной за час. Подача воздуха в парную производится по отдельному приточному воздуховоду под печь или каменку. Удаление воздуха из сауны или бани производится по воздуховоду в противоположном углу парной, расположенному под полками на высоте от 80 до 100 см. Для быстрого удаления горячего влажного воздуха предусматривается перекрываемый вытяжной канал с забором воздуха у потолка парной.

21. Отсутствующая или недостаточная вентиляция чердачного пространства.

В крыше с холодным чердаком внутреннее пространство должно вентилироваться наружным воздухом через специальные отверстия в стенах, площадь сечения которых при сплошной скатной кровле должна быть не менее 1/1000 площади перекрытия. То есть, для чердака площадью 100м 2 требуются вентиляционные отверстия чердачного пространства минимальной площадью не менее 0,1 м 2 .

Андрей Дачник.

От эффективности вентиляции зависит наше самочувствие. Поэтому каждое жилое здание обязательно должно быть оборудовано воздухообменной системой. Вентиляция жилого дома всегда организуется по одной схеме: чистый воздух подается в комнаты, а удаляется через приточные отверстия в кухне, санузле и кладовой. Существует несколько способов организации воздухообмена в жилом доме.

Виды вентиляции

Естественная воздухообменная система

Вентиляционные системы бывают с принудительным и естественным побуждением. В системах естественной вентиляции воздушные потоки приводятся в движение тягой, возникающей под влиянием разности температур, перепадов давления и ветровой нагрузки. В принудительных системах воздухообмен совершается с помощью вентиляторов.

Классификация вентиляции по назначению:

• Приточные – подают воздух в помещение;
• Вытяжные – удаляют из дома отработанный внутренний воздух;
• Приточно-вытяжные – выполняют функции и приточных, и вытяжных систем.

Приточные системы

Приточная вентиляция

Приточная вентиляция предназначена для подачи свежего воздуха в помещение с помощью воздухонагнетательных устройств. Такие системы могут иметь различную комплектацию и стоимость.

Разновидности устройств для подачи воздуха в дом:

• Приточный клапан;
• Приточный вентилятор;
• Приточная установка.

Клапан обеспечивает приток воздуха естественным способом. По месту установки клапана, они бывают оконные и стеновые. Для оконного проветривания их монтируют в верхнюю часть пластикового окна. Для установки стенового клапана в стене просверливается сквозное отверстие, оптимальное место расположения – между оконной рамой и батареей, чтобы входящий воздух в зимнее время немного прогревался.

Вентиляторы для подачи воздуха устанавливаются в наружную стену или оконную раму. Такие простейшие устройства, как клапана и вентиляторы, обладают рядом недостатков, а именно: слабые фильтры, отсутствие подогрева воздуха зимой и охлаждения – летом. Этих минусов лишены наборные и моноблочные установки.

Вытяжные системы

Вытяжная принудительная вентиляция

Вытяжная вентиляция обеспечивает отвод воздуха из помещения, бывает естественной и принудительной. Удаление воздушных масс естественным образом происходит через вертикальную вытяжную трубу, верхний конец которой выведен за пределы крыши. Воздуховоды из разных помещений (кухни, санузла, кладовой) можно подключить к центральной вытяжной трубе, но только, если они расположены рядом друг с другом. Для комнат, находящихся в разных частях дома, нужно монтировать отдельные вытяжные трубы.

Важно! Чтобы система эффективно работала, воздуховоды нельзя располагать параллельно потолку (допустимый угол 35º), так же следует избегать резких поворотов.

Правила установки вытяжной трубы:

• От высоты трубы зависит эффективность тяги, верхний конец канала должен выступать выше уровня конька как минимум на 1 м;
• Вытяжные трубы следует устанавливать строго вертикально;
• Чтобы избежать образования конденсата места примыкания трубы к крыше нужно тщательно герметизировать, используя цементный раствор или герметик.

Если правильно подобрать модель и тип вентилятора с учетом назначения и размеров помещения, вытяжное устройство будет функционировать особенно эффективно. Такие вентиляторы устанавливают на кухне или санузле. Существуют устройства для монтажа в круглые и прямоугольные воздуховоды.

Приточно-вытяжная вентиляция

Естественная приточно-вытяжная система

Приточно-вытяжная вентиляция одновременно выполняет функции приточной и вытяжной установки. В системах особое внимание нужно уделить монтажу вытяжной трубы, так как она обеспечивает тягу, а следовательно, и поступление воздуха в помещение. Как уже говорилось, свежие воздушные потоки поступают в дом через зазоры в строительных конструкциях или приточные клапаны. Воздухообмен в принудительной приточно-вытяжной вентиляции может быть обеспечен несколькими способами: вентиляторами, моноблочной или наборной воздухообменной системой.

Наборные и моноблочные установки

Элементы наборной вентиляции

Наборные и моноблочные установки, по типу действия, делятся на приточные, вытяжные и приточно-вытяжные устройства. Наборная вентиляция состоит из мощного приточного вентилятора, фильтров, увлажнителей воздуха, калорифера, поглотителей шума и воздуховодов, вентиляционных решеток. Размещение наборной вентиляции требует много места, обычно основные узлы устанавливают в отдельном помещении (венткамере) или на чердаке. К тому же, ничем не скрытая разводка воздушных каналов выглядит не эстетично. Поэтому ее скрывают за подвесными конструкциями, что затруднительно сделать в помещении с низкими потолками.

Моноблочные установки отличаются бесшумной работой и небольшими размерами. Не требуют специального места для установки, их можно крепить к стене в коридоре, лоджии. Все элементы (фильтр, вентилятор, калорифер рекуператор) заключены в корпус из шумопоглощающего материала. Моноблоки подходят для установки в небольших коттеджах и квартирах.

Переток воздуха

Правильно организованный воздухообмен

Для любой вентиляции, как естественной, так и принудительной, важно правильно организовать движение воздушных потоков в помещении. Воздух должен беспрепятственно двигаться от притока к вытяжке.

Свободному перемещению воздушных масс часто мешают герметичные межкомнатные двери. Чтобы избежать застоя рекомендуется оставлять двухсантиметровый зазор между полом и дверным полотном или врезать специальную переточную решетку.

Системы с рекуперацией

Вентиляционная система с рекуперацией

Все большую популярность приобретают вентиляционные системы с рекуперацией. Это объясняется тем, в холодное время года тратится огромное количество энергии на обогрев помещения. Рекуператор позволяет экономить от 40 до 70% тепла за счет подогрева входящих потоков удаляющимся, более теплым воздухом.

Важно! В зимнее время рекуперации оказывается недостаточно, чтобы довести температуру воздуха до комфортной (20º). Приходится дополнительно нагревать воздушные потоки встроенными в систему калориферами.

Рекуператор представляет собой теплообменник, через корпус которого проходит поступающий и удаляющийся из дома. Воздушные массы разделяют тонкие металлические пластины, через которые и происходит теплообмен. Летом воздух таким же образом будет частично охлаждаться.

Исходя из вышеизложенного мы видим, что организовать комфортный для того или иного помещения воздухообмен можно несколькими способами, и каждый выбирает для себя тот вид конструкции, который ему не обходим под те или иные нужды или вид строения.

Описание:

От эффективности работы вентиляции зависит качество воздуха, которым мы дышим. Недооценка влияния воздухообмена на состояние воздушной среды в жилых квартирах приводит к существенному ухудшению самочувствия проживающих в них людей.

Естественная вентиляция жилых зданий

Е. Х. Китайцева , доценты МГСУ

Е. Г. Малявина , доценты МГСУ

От эффективности работы вентиляции зависит качество воздуха, которым мы дышим. Недооценка влияния воздухообмена на состояние воздушной среды в жилых квартирах приводит к существенному ухудшению самочувствия проживающих в них людей.

СНиП 2.08.01-89 "Жилые здания" рекомендует следующую схему воздухообмена квартир: наружный воздух поступает через открытые форточки жилых комнат и удаляется через вытяжные решетки, установленные в кухнях, ванных комнатах и туалетах. Воздухообмен квартиры должен быть не менее одной из двух величин: суммарной нормы вытяжки из туалетов, ванных комнат и кухни, которая в зависимости от типа кухонной плиты составляет 110 - 140 м 3 /ч, или нормы притока, равной 3 м 3 /ч на каждый м 2 жилой площади. В типовых квартирах, как правило, первый вариант нормы оказывается решающим, в индивидуальном - второй. Так как этот вариант нормы для больших квартир приводит к неоправданно завышенным расходам вентиляционного воздуха, в московских региональных нормах МГСН 3.01-96 "Жилые здания" предусматривается воздухообмен жилых комнат с расходом 30 м 3 /ч на одного человека. В большинстве случаев проектными организациями эта норма трактуется как 30 м 3 /ч на одну комнату. В результате в больших муниципальных (не элитных) квартирах воздухообмен может быть занижен.

В жилых зданиях массовой застройки традиционно выполняется естественная вытяжная вентиляция. В начале массового жилищного строительства применялась вентиляция с индивидуальными каналами от каждой вытяжной решетки, которые соединялись с вытяжной шахтой непосредственно или через сборный канал на чердаке. В зданиях до четырех этажей эта схема применяется до сих пор. В высоких домах для экономии места через каждые четыре - пять этажей несколько вертикальных каналов объединялось одним горизонтальным, от которого далее воздух направлялся к шахте по одному вертикальному каналу.

В настоящее время принципиальным решением систем естественной вытяжной вентиляции многоэтажных зданий является схема, включающая в себя вертикальный сборный канал - "ствол" - с боковыми ответвлениями - "спутниками". Воздух поступает в боковое ответвление через вытяжное отверстие, расположенное в кухне, ванной комнате или туалете и, как правило, в междуэтажном перекрытии над следующим этажом перепускается в магистральный сборный канал. Такая схема значительно компактнее системы с индивидуальными каналами, может быть аэродинамически устойчивой и отвечает требованиям противопожарной безопасности.

Каждая вертикаль квартир может иметь два "ствола": по одному осуществляется транзит воздуха из кухонь, по другому - из туалетов и ванных комнат. Допускается использовать один "ствол" для вентиляции кухонь и сантехкабин при условии, что место присоединения боковых ответвлений к сборному каналу в одном уровне должно быть выше уровня обслуживаемого помещения не менее чем на 2 м. Один или два последних этажа часто имеют индивидуальные каналы, не связанные с общим магистральным "стволом". Это происходит, если конструктивно невозможно подсоединить верхние боковые каналы к магистральному по общей схеме.

В типовых зданиях основным элементом системы естественной вентиляции является поэтажный вентблок. В зданиях, строящихся по индивидуальным проектам, вытяжные воздуховоды чаще всего выполняются в металле.

Вентблок включает в себя участок магистрального канала одного или нескольких боковых ответвлений, а также отверстие, соединяющее вентблок с обслуживаемым помещением. Сейчас боковые ответвления подключаются к магистральному каналу через 1 этаж, тогда как более ранние решения предусматривали подключение через 2 - 3 и даже через 5 этажей. Междуэтажный стык вентблоков является одним из самых ненадежных мест системы вытяжной вентиляции. Для его герметизации до сих пор иногда используется цементный раствор, укладываемый на месте по верхнему торцу нижележащего блока. При установке следующего блока раствор выдавливается и частично перекрывает сечение вентиляционных каналов, вследствие чего меняется их характеристика сопротивления. Кроме того, отмечались случаи негерметичной заделки стыка между блоками. Все это приводит не только к нежелательному перераспределению воздушных потоков, но и к перетеканию воздуха через вентиляционную сеть из одних квартир в другие. Использование специальных герметиков все же приводит к желаемому результату в условиях трудоемкости операции заделки при труднодоступности шва.

В целях сокращения теплопотерь через потолок верхнего этажа и для повышения температуры на его внутренней поверхности большинство типовых проектов многоэтажных зданий предусматривает устройство "теплого чердака" высотой около 1,9 м. В него поступает воздух из нескольких сборных вертикальных каналов, что делает чердак общим горизонтальным участком системы вентиляции. Удаление воздуха из чердачного помещения осуществляется через одну на каждую секцию дома вытяжную шахту, устье которой в соответствии со СНиП "Жилые здания" располагается на 4,5 м выше перекрытия над последним этажом.

При этом вытяжной воздух на чердаке не должен остывать, в противном случае увеличивается его плотность, что приводит к опрокидыванию циркуляции или снижению расхода вытяжки. У пола чердака над вентблоком устраивается оголовок, внутри которого, как правило, подсоединяются боковые каналы последнего этажа к магистральному. При выходе из оголовка в "стволе" воздух движется с высокой скоростью, поэтому к нему за счет эжекции подсасывается вытяжной воздух из боковых каналов последнего этажа.

Так как одни и те же вентблоки используются в зданиях от 10 до 25 этажей, то для 10 - 12-этажного здания скорость воздуха в магистральном канале при выходе на "теплый чердак" недостаточна для эжекции воздуха из бокового ответвления верхнего этажа. В результате этого, при отсутствии ветра или при ветре, направленном на противоположный для рассматриваемой квартиры фасад, нередки случаи опрокидывания циркуляции и задувания вытяжного воздуха других квартир в квартиры последнего этажа.

Расчетным для естественной вентиляции является режим открытых форточек при температуре наружного воздуха +5°С и безветренной погоде. При понижении температуры наружного воздуха тяга увеличивается, и считается, что проветривание квартир только улучшается. Рассчитывается система изолированно от здания. В то же время расход удаляемого системой воздуха является всего лишь одной составляющей воздушного баланса квартиры, в котором кроме него значимую роль могут играть расходы воздуха, инфильтрующегося или эксфильтрующегося через окна и поступающего или выходящего из квартиры через входную дверь. При разных погодных условиях и направлениях ветра, открытых или закрытых форточках составляющие этого баланса перераспределяются.

Кроме конструктивных решений самой системы и погодных условий - температуры и ветра - на работу естественной вентиляции оказывают влияние высота здания, планировка квартиры, ее связь с лестнично-лифтовым узлом, размеры и воздухопроницаемость окон и входных в квартиру дверей. Поэтому нормы плотности и размеров этих ограждений тоже следует считать имеющими отношение к вентиляции, как и рекомендации по планировке квартир.

Воздушная среда в квартире будет лучше, если квартира обеспечена сквозным или угловым проветриванием. Обязательной эта норма по СНиП "Жилые здания" является только для зданий, проектируемых для III и IV климатических районов. Однако в настоящее время и для средней полосы России архитекторы стараются размещать в здании квартиры так, чтобы они удовлетворяли этому условию.

К входным дверям в квартиры СНиП"ом "Строительная теплотехника" предъявляется требование высокой герметичности, обеспечивающей воздухопроницаемость не более 1,5 кг/ч·м 2 , что практически должно отсечь квартиру от лестнично-лифтовой шахты. В реальных условиях добиться требуемой плотности квартирных дверей удается далеко не всегда. На основании многочисленных исследований, проводимых в 80-х годах ЦНИИЭП инженерного оборудования, МНИИТЭП"ом, известно, что в зависимости от степени уплотнения притворов дверей значения их аэродинамической характеристики сопротивления отличаются почти в 6 раз. Неплотность квартирных дверей порождает проблему перетекания отработанного воздуха из квартир нижних этажей по лестничной клетке в квартиры верхних этажей, в результате чего даже при хорошо работающей вытяжной вентиляции приток свежего воздуха значительно сокращается. В зданиях с односторонним расположением квартир эта проблема усугубляется. Схема формирования воздушных потоков в многоэтажном здании с неплотными квартирными дверями показана на рис. 1. Одним из способов борьбы с перетеканием воздуха через лестничную клетку и лифтовую шахту является устройство поэтажных коридоров или холлов, имеющих дверь, отделяющую лестнично-лифтовый узел от квартир. Однако такое решение при неплотных квартирных дверях усиливает горизонтальное перетекание воздуха из односторонних квартир, выходящих на наветренный фасад, в квартиры заветренной ориентации.

Формирование воздушных потоков в многоэтажном здании

Воздухопроницаемость окон жилых зданий по СНиП "Строительная теплотехника" не должна превышать 5 кг/ч·м 2 для пластиковых и алюминиевых окон, 6 кг/ч·м 2 - для деревянных. Их размеры, исходя из норм освещенности, определяются СНиП "Жилые здания", ограничивая отношение площади световых проемов всех жилых комнат и кухонь квартиры к площади пола этих помещений величиной не более 1:5,5.

При естественной вытяжной вентиляции окна играют роль приточных устройств. С одной стороны малая воздухопроницаемость окон приводит к нежелательному сокращению воздухообмена, а с другой - к экономии теплоты на подогрев инфильтрационного воздуха. При недостаточной инфильтрации вентиляция осуществляется через открытые форточки. Невозможность отрегулировать положение створок форточек вынуждает жильцов иногда использовать их только для кратковременного проветривания помещений даже при ощутимой духоте в квартире.

Альтернативным вариантом неорганизованного притока являются приточные устройства различных конструкций, установленные непосредственно в наружных ограждениях. Рациональное размещение приточных устройств в сочетании с возможностью регулировать расход приточного воздуха позволяет считать их установку достаточно перспективной.

Натурные исследования и многочисленные расчеты воздушного режима здания позволили выявить общие тенденции изменения составляющих воздушного баланса квартир при изменении погодных условий для различных зданий.

Варианты размещения аэромата

При понижении температуры наружного воздуха увеличивается доля гравитационной составляющей в разности давления снаружи и внутри жилого дома, что приводит к увеличению расходов инфильтрации через окна на всех этажах здания. Более существенно это увеличение сказывается на нижних этажах здания. Увеличение скорости ветра при неизменной температуре наружного воздуха вызывает увеличение давления только на наветренном фасаде здания. Наиболее сильно изменение скорости ветра влияет на перепады давлений верхних этажей высоких зданий. Скорость и направление ветра оказывают более сильное воздействие на распределение воздушных потоков в системе вентиляции и расходы инфильтрации чем температура наружного воздуха. Изменение температуры наружного воздуха от -15°С до -30°С приводит к такому же увеличению воздухообмена в квартире как и увеличение скорости ветра от 3 до 3,6 м/с. Возрастание скорости ветра не сказывается на расходе воздуха, удаляемого из квартиры заветренного фасада, однако при плохих входных дверях приток в них уменьшается через окна и увеличивается через входные двери. Влияние гравитационного давления, ветра, планировки, сопротивления воздухопроницанию внутренних и наружных ограждающих конструкций для зданий повышенной этажности выражено более резко, чем в зданиях малой и средней этажности.

В связи с установкой в здании плотных окон устройство только вытяжной системы оказывается неэффективным. Поэтому для подачи притока в квартиры используются как различные устройства (специальные аэроматы в окнах, имеющие довольно большое аэродинамическое сопротивление и не пропускающие шум с улицы (рис. 2), приточные клапаны в наружных стенах (рис. 3), так и проектируется механическая приточная вентиляция.

За рубежом получили распространение в жилищном строительстве механические системы вытяжной вентиляции, особенно для зданий повышенной этажности. Эти системы отличает устойчивая работа во все периоды года. Наличие малошумных и надежных в работе крышных вентиляторов (аналогичными вентиляторами оборудуются и шахты мусоропровода) сделало такие системы достаточно массовыми. Для притока воздуха в оконных переплетах устанавливаются, как правило, аэроматы.

К сожалению отечественный опыт применения общих для здания или стояка систем механической вентиляции связан с рядом проблем, о чем свидетельствовал пример эксплуатации в Москве десятков 22-этажных зданий серии И-700А. По состоянию воздушной среды в свое время они были признаны аварийными. Следствием конструктивных и монтажных дефектов, а также плохой эксплуатации (неработающие вентиляторы) является недостаточное удаление воздуха в целом из всех квартир и перетекание его из одних квартир по неработающей системе в другие. Отмечены и другие недостатки, связанные с плохой герметичностью систем и сложностью их монтажной регулировки.

В лучшем положении, с точки зрения эксплуатации вентиляторов, находятся квартиры с индивидуальными вентиляторами. К ним относятся квартиры ряда типовых зданий, где на последних этажах в индивидуальные вытяжные каналы устанавливаются небольшие осевые вентиляторы.

Большое число нареканий на работу систем естественной вентиляции сделало правомерным вопрос: а может ли такая система работать хорошо при различных погодных условиях? Ответ на этот вопрос было решено получить методом математического моделирования путем совместного рассмотрения воздушного режима всех помещений здания с системой вентиляции, позволяющим выявить достоверную качественную и количественную картину распределения воздушных потоков в здании и системе вентиляции.

Для исследования было выбрано 11-этажное одноподъездное здание, в котором все квартиры имеют угловое проветривание. Два последних этажа занимают двухуровневые квартиры. Площади окон и их воздухопроницаемость в здании соответствуют нормам так же как и воздухопроницаемость дверей (воздухопроницаемость окон 1-го этажа равнялась 6 кг/ч·м 2 , а дверей - 1,5 кг/ч·м 2). В лестничной клетке на всех этажах имеются окна. В каждой квартире расположено два "ствола" систем естественной вытяжной вентиляции, выполненной в металле. Все системы вентиляции были приняты такими, как они рассчитаны проектной организацией. Магистральные каналы предусмотрены одного диаметра по высоте. Диаметры боковых ответвлений также выполнены одинаковыми. Для боковых ответвлений подобраны диафрагмы, выравнивающие расходы вытяжного воздуха по этажам. Высота шахты над полом верхнего технического этажа возвышается на 4 м.

Расчетом определялись расходы воздуха, составляющие воздушный баланс каждой квартиры при различных наружных температурах, скорости ветра и при открытых и закрытых форточках.

Кроме основного вышеописанного варианта, были рассмотрены варианты с квартирными дверями, соответствующими воздухопроницаемости 15 кг/ч·м 2 при разности давлений в 10 Па и с окнами, обеспечивающими воздухопроницаемость 10 кг/ч·м 2 на первом этаже при наружной температуре -26°С.

Результаты расчета для квартиры с требуемым расходом вытяжки 120 м 3 /ч·м 2 представлены на рис. 4.

Рисунок 4а свидетельствует о том, что при нормативных окнах и дверях и закрытых форточках расходы удаляемого через вытяжную вентиляцию воздуха практически равны расходам инфильтрационного воздуха в течение всего отопительного сезона при ветре и при безветрии. Через квартирные двери практически нет движения воздуха (все двери работают на приток с расходом 0,5 - 3 м 3 /ч·м 2). Через окна наветренного и заветренного фасадов наблюдается инфильтрация. Расходы на верхнем этаже относятся к двухуровневой квартире, что и объясняет увеличенные значения расходов. Видно, что вентиляция работает достаточно равномерно, но при закрытых окнах нормы воздухообмена не выполняются даже при температуре наружного воздуха -26°С и лобовом ветре 4 м/с на один из фасадов квартиры.

На рис. 4б показано изменение расходов воздуха того же варианта ограждений в здании, но при открытых форточках. Двери по-прежнему изолируют квартиры всех этажей от лестничной клетки. При +5°С и безветрии воздухообмен квартир близок к нормативному с небольшим перерасходом на первых этажах (кривые 3). При температуре наружного воздуха -26°С и ветре 4 м/с воздухообмен превышает нормативный в 2,5 - 2,9 раза. Причем форточки наветренного фасада (кривая 1н) работают на приток, а бокового - на вытяжку (кривая 1б). Система вентиляции удаляет воздух с большим перерасходом. На этом же рисунке показаны расходы воздуха в теплый период года (температура наружного воздуха по параметрам А). Разность между температурами наружного и внутреннего воздуха 3°С. При ветре 3 м/с через окна одного фасада воздух поступает (кривая 5н), через окна другого - удаляется (кривая 5б). Воздухообмен достаточен. При безветрии (или при заветренном фасаде) все окна компенсируют вытяжку, которая составляет от 35 до 50% нормы (кривые 4).

Рисунки 4в и 4г иллюстрируют те же режимы, что и рисунки 4а и 4б, но при дверях с увеличенной воздухопроницаемостью. Видно, что вентиляция работает по-прежнему устойчиво. При закрытых форточках перетекание воздуха через квартирные двери незначительно, при открытых - в нижних этажах воздух уходит через двери в лестничную клетку, в верхних - поступает в квартиры. На рис. 4г расходы воздуха через двери относятся к вариантам 1 и 5. В вариантах 3 и 4 расходы воздуха через двери незначительны.

Варианты окон и дверей повышенной воздухопроницаемости при закрытых форточках приведены на рис. 4д. Расчеты показывают, что при воздухопроницаемых окнах инфильтрация обеспечивает вентиляционную норму воздуха только в самый холодный период года.

Заключение

В квартирах с двухсторонней ориентацией естественная вентиляция может работать хорошо большую часть года, если она правильно рассчитана и смонтирована. В жаркую погоду только воздействие ветра может обеспечить требуемый воздухообмен.

Современные нормы воздухопроницания окон заставляют задуматься о специальных мероприятиях по обеспечению притока наружного воздуха в квартиры.

Значительного улучшения воздушного режима жилых зданий можно добиться, если воздухопроницаемость квартирных дверей приблизить к нормативной. С одной стороны, норму воздухопроницаемости можно было бы даже несколько повысить, а с другой, необходимо дать подход к расчету требуемого сопротивления воздухопроницанию квартирных дверей. Сейчас невозможно подобрать двери, соответствующие норме, для зданий различной этажности и планировки с учетом климатических факторов.

(Из опыта Германии, Франции, Финляндии и Москвы)

В. И. Ливчак, канд. техн. наук, начальник отдела Мосгосэкспертизы

До оборудования зданий типовых серий окнами, изготовленными по европейской технологии, проблема заключалась в избыточности воздухообмена в помещениях квартиры из-за большой воздухопроницаемости оконных проёмов и, соответственно, в перерасходе тепла на отопление. Применялась естественная система вытяжной вентиляции под действием гравитационного напора, создаваемого разницей объёмных весов наружного воздуха, более тяжёлого, и внутреннего, более лёгкого. Благодаря применению «тёплого» чердака, собирающего весь удаляемый из квартир воздух и являющегося камерой статического давления, и других решений, повышающих гидравлическую устойчивость системы естественной вытяжной вентиляции, а также вследствие большой воздухопроницаемости окон, вытяжка работала удовлетворительно, что подтверждается испытаниями, результаты которых приведены ниже.

Теперь, воздухопроницаемость новых окон в закрытом состоянии даже в условиях расчётной наружной температуры не обеспечивает нормативного воздухообмена в квартирах под действием естественного гравитационного напора. Последствием этого может служить, помимо неполного удаления запахов из квартиры, увеличение влажности воздуха в помещениях и, как следствие - образование плесени. Это может быть несмотря на то, что в соответствии с нормами при подборе отопительных приборов предусматривается обязательный нагрев ими наружного воздуха в объёме нормативного воздухообмена: 3 м 3 /ч на 1 м 2 жилой площади (норма СНиП 2.06.01-89*) или 30 м 3 /ч на одного проживающего (норма МГСН 3.01-96 «Жилые здания»).

В подтверждение сказанного на рис. 1, по данным немецких источников, показаны диапазоны изменения расчётной воздухопроницаемости окон старой конструкции (область 1), новых окон в закрытом положении (область 2) и с фиксированной негерметичностью (область 3). Линиями 4 и 5 показаны требования немецких норм по теплозащите 1995 года, соответственно для зданий до 2-х этажей включительно и более 2-х этажей.

Рисунок 1, 2.

Некоторые специалисты видят выход из положения в организации механической, принудительной приточной и вытяжной вентиляции в жилых зданиях. Скандинавские страны уже пошли по такому пути, в их нормах записана обязательность применения таких систем в жилых зданиях. Преимуществом такого решения является также возможность осуществления утилизации тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного, что позволяет не только скомпенсировать затраты электроэнергии на вращение вентиляторов, но и получить дополнительную экономию тепловой энергии на отопление.

Однако, и немецкие, и французские специалисты, работающие в области отопления и вентиляции (представляющие фирмы IEMB - института по обслуживанию и модернизации зданий при техническом университете Берлина и SODETEG - аналогичного института в Париже и участвующие в рамках проекта TACIS «Энергосбережение в строительном секторе Москвы» по программе Европейского союза содействия развития России), отрицательно относятся к осуществлению в жилищном строительстве механической приточной вентиляции из-за дороговизны этого решения. В обеих странах, как правило, применяется механическая вытяжная вентиляция с единым на секцию центробежным вентилятором, постоянно работающим, и неорганизованный под естественным давлением приток воздуха через щели в оконных проёмах или специальные отверстия в оконной коробке либо в стене, оборудованные закрывающимися клапанами.

Приводятся данные, что стоимость приточно-вытяжной вентиляции составляет 100-140 DМ/м 2 общей площади квартир, а механической вытяжной - 40-60 DМ/м 2 .

Причём в Германии, как правило, применяют централизованную систему вытяжной вентиляции с возможностью кратковременного увеличения объёма вытяжки из заданного помещения и с автоматическим регулированием частоты вращения вентилятора (рис. 2). Приёмные клапаны вытяжной вентиляции из кухни и ванной комнаты (в Германии даже 4-х комнатные квартиры проектируют с одним туалетом на квартиру, совмещённым с ванной комнатой) делают с глушением шума, повышенного сопротивления и с небольшими отверстиями по периметру, рассчитываемыми на пропуск необходимого минимального расхода воздуха из данного помещения при закрытой центральной створке клапана.

Створка вытяжного клапана открывается одновременно с зажиганием света в ванной комнате, и из этого помещения удаляется воздух в повышенном объёме. Когда вышли из помещения и погасили свет, створка вытяжного клапана закрылась и через него продолжается удаление минимального количества воздуха. В кухне при необходимости створка клапана открывается специальным выключателем. При одновременном открытии створок в клапанах, установленных в нескольких помещениях, во избежание падения напора вентилятора и возникновения из-за этого гидравлической разрегулировки вытяжной системы по сигналу датчика разрежения, размещённого в нижней точке этой системы, автоматически увеличивается число оборотов двигателя вентилятора и напор вентилятора восстанавливается при увеличенной подаче воздуха. Работу такой системы автор наблюдал в одном из эксплуатируемых зданий. Она разработана и производится фирмой «Strulik».

Во Франции считают, что система с автоматическим регулированием частоты вращения вентилятора достаточно дорогая, и применяют централизованную систему вытяжной вентиляции без авторегулирования частоты вращения вентилятора. Но в приёмном клапане вытяжной вентиляции предусматривается резиновая полость, которая в зависимости от истинного перепада давления раздувается таким образом, что обеспечивает постоянство расхода воздуха через клапан при перепаде давлений на нем от 50 до 150 Па.

При этом для обеспечения поступления в помещение свежего воздуха, по объёму соответствующего удаляемому количеству, в коробке оконного проёма или в стене над окном предусматривается щель, закрываемая со стороны внутреннего воздуха специально разработанным клапаном, имеющим глушитель и мембрану с отверстиями для прикрытия щели под действием сильного ветра или большого разрежения. Разработана конструкция клапана, открывающегося при достижении определенной влажности в помещении.

В Германии применяются окна, обеспечивающие в нижнем положении запорной ручки плотное закрытие створок окна, а в верхнем положении - фиксированное раскрытие щели между коробкой и створкой окна. Фирма «EGE» производит окна со щелями в нижней части коробки со стороны улицы для пропуска наружного воздуха и верхнего со стороны комнаты для впуска воздуха и специальными устройствами в боковых частях рамы для возможности регулирования количества протекаемого воздуха. Возможны решения с клапаном в стене под окном диаметром 100 мм с возможностью его закрытия при необходимости. Пример такого клапана, разработанного фирмой «LUNOS», с фильтром и глушителем представлен на рис. 3.

Рисунок 3.

Интересно привести данные по объёму воздуха, необходимого для поступления в квартиры с целью вентиляции. В жилых зданиях Германии они близки требованиям московских норм. Этот объём различается в зависимости от общей площади квартиры и решения вытяжной вентиляции - с естественным побуждением или механическим. Для квартиры общей площадью до 50 м 2 , независимо от побуждения вентиляции, объём подаваемого воздуха должен быть 60 м 3 /ч. При площади квартир от 50 до 80 м 2 при наличии естественного побуждения вытяжки - 90 м 3 /ч, при механической вытяжке - 120 м 3 /ч. Для квартир более 80 м 2 - соответственно 120 и 180 м 3 /ч. В Москве в среднем на одного жителя приходится 20-22 м 2 общей площади, поэтому при норме 30 м 3 /ч на человека объём вытяжки также находится в диапазоне 60-120 м 3 /ч.

Следует отметить, что в Германии настолько верны решению отрицания необходимости принудительной приточной вентиляции в жилых зданиях, что при реконструкции существующих 20-этажных домов в Восточном Берлине, где уже была действующая приточно-вытяжная вентиляция с утилизацией тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного, восстанавливается только вытяжная вентиляция с механическим побуждением. Недостаток этого решения - в невозможности использования теплового потенциала удаляемого вытяжной вентиляцией воздуха из-за отсутствия централизованного приготовления приточного воздуха. В этих условиях может быть более эффективным решением отказаться от применения теплового насоса, использующего тепло вытяжного воздуха для нагрева воды на бытовые нужды. Поскольку режим работы теплового насоса постоянный, а потребление горячей воды переменное, система горячего водоснабжения должна быть оборудована баками-аккумуляторами.

В рамках намечаемой программы проекта TACIS было бы целесообразно выполнить обе системы утилизации тепла вытяжного воздуха на разных секциях дома для оценки их инвестиционной стоимости и энергоэффективности в условиях эксплуатации.

Как этот опыт может повлиять на решения по вентиляции жилых зданий в стране?

Ранее уже было сказано, что в России для жилых зданий повышенной этажности применяется система вытяжной вентиляции с повышенной гидравлической устойчивостью и естественным побуждением. Огромный вклад в развитие этой области техники, как и во многие другие (разработка эффективной системы противодымной защиты здания, повышение эффективности систем отопления и горячего водоснабжения, автоматизации управления режимом их работы и регулирования подачи тепла, создание комфортного микроклимата в помещениях благодаря обеспечению оптимального воздушного и теплового режима в них и других) сделал М. М. Грудзинский. Он впервые подошёл к этой проблеме со свойственными ему глубиной и широтой охвата всех влияющих факторов, рассматривая работу системы вентиляции совместно с процессами формирования воздушного и теплового режимов здания и воздействием на них наружного микроклимата и возможной реакции населения.

М. М. Грудзинским на базе перечисленного выполнены научное обоснование и методика расчёта систем вентиляции с естественным побуждением для многоэтажных зданий, изложенные им в книге «Отопительно-вентиляционные системы зданий повышенной этажности» (М., Стройиздат, 1982). Он показал, что неустойчивость работы вытяжки в отдельных помещениях (в том числе и нижних этажей), являющаяся недостатком систем вентиляции с естественным побуждением применяемых ранее, вызывается отклонениями давлений в квартирах от математически ожидаемой величины, обусловленными случайными факторами: бытовое регулирование воздухообмена путем проветривания, степень герметичности окон, входных дверей в квартиры, изменение направления и скорости ветра и т. д.

Статистическая оценка возникающих отклонений, выполненная по результатам массовых измерений перепадов давлений между лестничной клеткой и отдельными квартирами (около 300 испытаний), приведена на рис. 4. Как видно из этого рисунка, в квартирах возможно довольно значительное снижение давления от математически ожидаемой величины, которое может происходить, несмотря на уменьшение или прекращение вытяжки. Объясняется это тем, что в нижних этажах лестнично-лифтового узла, граничащего с квартирой, поддерживается довольно большое разрежение.

Рисунок 4.

Гистограмма отклонения давлений в отдельных квартирах от математических ожиданий (Р – количество случаев, % от общего числа измерений)

Рисунок 5.

Подсоединение ответвления верхнего этажа

Такое же разрежение может наблюдаться и в ниже-, и вышележащих квартирах. При недостаточности изоляции квартиры от соседних помещений (при герметизации окон с целью бытового регулирования) в ней может поддерживаться пониженное давление из-за перетекания воздуха в эти помещения. Для исключения в этом случае опрокидывания вытяжки необходимо, чтобы давление воздуха в сборном канале было меньше возможного минимального давления в квартире. Наряду с герметизацией внутренних ограждений квартиры это может быть обеспечено увеличением аэродинамического сопротивления канала-спутника.

Из рис. 4 видно, что для исключения возможности опрокидывания с обеспеченностью 0,95 давление в сборном канале должно быть на 6 Па меньше математически ожидаемого давления в квартире, а для полного исключения - на 9 Па. Выполнение этого условия возможно в том случае, если сопротивление канала-спутника при расчетном расходе воздуха в нем составляет не менее 6-9 Па.

Реализация этого довольно затруднительна в квартирах верхних этажей, где располагаемый напор наименьший, особенно в расчётных условиях, за которые принята наружная температура +5°С (при более высокой наружной температуре вентиляция квартир может дополниться проветриванием). И это ещё имеет место несмотря на то, что для увеличения располагаемого напора были снижены сопротивления общих участков системы - отказ от сборных горизонтальных каналов на чердаке и превращение последнего в камеру статического давления («тёплый» чердак); выпуск воздуха из сборного канала заканчивается диффузором с коэффициентом местного сопротивления x<0,6; выпуск воздуха из канала последнего этажа в сборный канал, что создает дополнительное разрежение в результате эжектирующего эффекта (рис. 5).

Располагаемый напор был увеличен также за счёт увеличения высоты вытяжной шахты, через которую удаляется воздух из «тёплого» чердака. Установка единой шахты на секцию позволила примкнуть её к выступающему над кровлей помещению машинного отделения лифтов и, не нарушая архитектурного облика, поднять расчётную высоту до 6 м (1,5-2 м над кровлей). Были сняты зонты с вытяжных шахт, что опять же снизило потери давления общих участков сети (для сбора атмосферных осадков на полу под шахтой устанавливается поддон высотой 250 мм). Для повышения дефлектирующих свойств шахты при действии ветра, сечение её должно приближаться к квадрату и оголовок быть открытым.

При устройстве общих посекционных вытяжных шахт помещение «тёплого» чердака также должно иметь посекционные перегородки, что соответствует и противопожарным требованиям. Установка двух вытяжных шахт в одном отсеке «тёплого» чердака не допускается. Указанные ограничения вызваны тем, что атмосферное давление у оголовков разных вытяжных шахт при действии ветра может существенно отличаться и вследствие малого аэродинамического сопротивления вытяжных шахт (1-2 Па), одна из них может начать работать на приток. Такое явление отмечалось в зданиях, где указанное требование было не выполнено.

Основным элементом вентиляционных систем многоэтажных зданий являются сборные вертикальные каналы с подсоединяющимися к ним каналами-спутниками, через которые удаляется воздух из кухонь и санузлов квартир, расположенных по одной вертикали друг над другом. Сборные вертикальные каналы обычно выполняются из поэтажных блоков индустриального изготовления (рис. 6), включающих одновременно поэтажные ответвления (каналы-спутники) с входным отверстием, на котором закрепляется вентиляционная решетка или приемный клапан. При этом желательно, чтобы поэтажные блоки, образующие один сборный вертикальный канал, имели совершенно одинаковые конструкцию и размеры, что исключило бы необходимость в монтажном регулировании. Это достигается при определенном соотношении геометрических размеров отдельных элементов блоков.

При конструировании вентиляционного блока с каналом-спутником необходимо обеспечить минимальные подсосы воздуха в горизонтальных воздуховодах, соединяющих вентиляционную решетку с входным отверстием в блоке, а также независимость аэродинамического сопротивления канала-спутника от герметичности стыка стенок, разделяющих сборный канал и канал-спутник. Оба эти требования выполняются, когда основная доля заданного аэродинамического сопротивления в канале-спутнике создается в его входной части. Сечение самого канала-спутника и горизонтального подсоединения следует выбирать исходя из скорости, не превышающей 1-1,5 м/с.

Расчёты показали, что в 9-25-этажных зданиях значение скорости воздуха на выпуске из сборного канала в зависимости от этажности может достигать 2,5-3,5 м/с. Расчётная скорость воздуха в вытяжной шахте не должна быть более 1 м/с.

Но равномерного распределения вытяжного воздуха по вертикали здания нельзя достичь без разгерметизации окон, особенно верхних этажей. Величина располагаемого давления для квартир верхних этажей при задании равномерной по этажам вытяжки и постоянной воздухопроницаемости окон может достигать отрицательных значений, что исключает вообще работу вытяжной вентиляции из этих квартир.

Сказанное подтверждается рис. 7, на котором приведены полученные из расчёта воздушного режима здания данные по работе вытяжной вентиляции с естественным побуждением в 16-этажном доме при t н = -15°С для помещений заветренной ориентации (наиболее экстремальные условия для квартир верхнего этажа) и постоянной воздухопроницаемости окон (в 3-4 раза превышающей современные) - кривая 1.

Кривая 2 изображает, как изменяется располагаемый напор при разгерметизации окон, обеспечивающий равномерное поступление наружного воздуха в каждую квартиру в объёме санитарной нормы притока (3 м 3 /ч на м 2 жилой площади) при той же наружной температуре, а кривая 3 - то же, что и кривая 2, но при температуре наружного воздуха +5°С.

Как видно из рис. 7 и 8, располагаемые давления для квартир верхних этажей при закрытых окнах, несмотря на низкую температуру наружного воздуха и значительное сокращение вытяжки в них, оказались значительно меньше расчетных располагаемых давлений при t н =+5°С и открытых окнах. При этом инфильтрация свежего воздуха настолько мала, что разгерметизация окон в квартирах верхних этажей неизбежна. Данные, полученные для режима с разгеметизацией окон исходя из санитарной нормы притока воздуха, говорят о существенном увеличении располагаемых давлений для квартир верхних этажей и о выравнивании вытяжки по этажам.

Рисунок 6, 7, 8.

Следовательно, регулирование вентиляции помещений путем приоткрывания окон или других устройств, пропускающих наружный воздух в квартиру, позволяет стабилизировать воздухообмен в них в течение зимы при вытяжных системах с естественным побуждением запроектированных по изложенным выше принципам.

Натурные испытания, выполненные в летнее время, также подтверждают удовлетворительную работу системы - объём вытяжки, конечно, сокращается, начиная с t н >15°С, достигая при t н =30°С 60% от нормативного в квартирах наветренной ориентации и 30% - в заветренной. Из 210 замеров расхода воздуха, удаляемого из квартир, в 6 случаях выявлены кратковременные опрокидывания вытяжки, которые при увеличении продолжительности замеров до 5 минут уже не отмечались. Изменение вытяжки из санузлов квартир наветренной ориентации (тёмные точки) и заветренной (светлые точки) показано на рис. 9.

Рисунок 9, 10.

Переход на системы вытяжной вентиляции с механическим побуждением ставит ряд повышенных требований как к герметичности поэтажных стыков блоков сборных вертикальных каналов, так и к герметичности ограждений квартиры (особенно междуэтажных перекрытий и входных дверей) и чердака, если сохранять решение с «тёплым» чердаком. Как выполняется герметизация вентиляционных каналов за рубежом видно из рис. 10 - соединение делается через муфты на клею. По вопросу герметичности ограждений квартиры, применение принудительной вытяжной вентиляции вынудило большинство европейских стран ввести нормативы на допустимую разгерметизацию ограждений квартиры при заданном перепаде давлений между внутренним и наружным воздухом, проверяемую с использованием метода «Минеаполис - Бловер - Дверь».

Следует отметить, что подавляющая часть нового жилищного строительства в Западной Европе - это здания ниже 6-7 этажей, и опыт применения в этих зданиях механической вытяжной вентиляции достоин подражания для аналогичных зданий и у нас. Но подавляющий объём жилищного строительства в Москве - это крупнопанельные здания выше 9-ти этажей, с недостаточной герметичностью межэтажных перекрытий и вентиляционными блоками индустриального изготовления, из-за конструктивных особенностей не приспособленных к использованию в системе механической вытяжной вентиляции.

В то же время, как это было показано выше, при соблюдении изложенных рекомендаций по проектированию естественной вытяжной вентиляции с «тёплым» чердаком, при осуществлении приточных устройств в окнах или в стене под ними и при наличии существенного располагаемого напора под действием гравитационных сил в зданиях повышенной этажности наблюдается устойчивая работа вытяжки в них без механического побуждения. Поэтому считаем, что пока сохраняется панельное домостроение, возможно сохранить и систему естественной вытяжной вентиляции с «теплым» чердаком, добавив к описанному решению установку для последних двух этажей канальных вентиляторов на вытяжке из помещений кухни и санузлов.

Такое решение уже применяется некоторыми проектными организациями, оно повышает надёжность системы, и если вытяжку из этих помещений направлять самостоятельными каналами непосредственно в «теплый» чердак, то работа вентиляторов (потребляемая мощность их не превышает 20 Вт) не нарушит режима вытяжки из остальных этажей здания.

Но, отдав создание систем вытяжной вентиляции с естественным побуждением в руки конструкторов, нельзя не обращать внимание на результаты их «творчества» и допускать такие несуразные решения, как показанная на фотографии вытяжная шахта жилых домов с «тёплым» чердаком типовой серии 111. Ранее говорилось, что для того чтобы снизить сопротивление вытяжной шахты, надо убрать с неё зонт, а здесь оголовок её вообще закрыт крышкой. Естественно, в таких домах вентиляция работать не будет.

Механическую же вентиляцию в панельных жилых домах надо начинать внедрять там, где этажность не превышает 6-7 этажей и где неэффективен «тёплый» чердак или вместо него сооружается мансарда. Вероятно, применение механической вентиляции будет оптимально при модернизации огромного количества построенных 9-этажных панельных зданий. Но надо добиться плотности соединений вертикальных каналов в строительном исполнении и повысить герметичность межэтажных перекрытий и входных дверей в квартиры.