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.

Большинство современных жилищных комплексов возводятся сразу с монтажом многофункциональных малошумных вентиляторов крышного типа. Сразу же оснащаются специальные шахты для индивидуального вентиляционного оборудования, а также готовые комплексы естественной или принудительной вентиляции.

С другой стороны, вентиляция в жилом доме старой постройки (не в последние 10-15 лет), чаще всего, базируется на естественной тяге, как это было реализовано в жилом комплексе в Девяткино "Мой город", подробнее здесь. Поэтому в типовых квартирах приходится тщательно следить за соответствием показателей температуры и влажности общепринятым нормативам для обеспечения здоровой атмосферы.

Вентиляция в частных домах

Многоквартирные дома: возможности создания эффективного воздухообмена

Необходимая вентиляция многоэтажных жилых домов подразумевает следующие варианты обустройства специализированных систем:

• Когда количество комнат в квартире 4 или больше, и в них нет сквозного проветривания, общая вентиляция в жилом доме может быть дополнена воздухообменом из других жилых комнат (лишь бы они не были смежными с кухней или санузлом);
• Дома с высотой от трех этажей, находящиеся в климатической зоне, которая характеризуется понижением температуры до -40°C в течение недели, оснащаются принудительной приточной вентиляционной системой с обязательным подогревом вводимого наружного воздуха;
• Если жилой дом располагается в природной зоне, отличающейся учащенной вероятностью сильных ветров с примесями пыли и жарким климатом, встроенная вентиляция дополняется охлаждающими устройствами (кондиционерами). С помощью данного оборудования в жилых помещениях поддерживается оптимальная для жизнедеятельности температура воздуха.

Возможности совмещения вентиляционных каналов

Функциональная вытяжная вентиляция в жилом доме осуществляется посредством оснащения каналами таких помещений, как ванные и туалеты, кухни и кладовые. Согласно общепринятым нормативам, при составлении схемы вентиляции жилого дома допускается объединение каналов санузлов и кухонь в отдельных случаях:

• Когда вентиляционные каналы ванной и туалета являются смежными;
• Можно совместить ветканал кухни с горизонтальным каналом ванной или душевой;
• Когда устанавливается сборный вентиляционный канал из туалета, хозяйственных помещений, ванной. В этом случае расстояние между совмещаемыми каналами по высоте должно превышать 2 метра, а соединяемые со сборным местные вентиляционные каналы необходимо оборудовать жалюзийными решетками.

Особенности используемых жалюзийных решеток

Нормативами урегулированы и размеры используемых жалюзийных решеток: для туалетов и ванных комнат – в пределах 150x200 мм, для кухонь, не оснащенных вытяжными вентиляторами, - как минимум 200x250 мм. Для жилых комнат и санузлов рациональна установка вытяжных решеток регулируемого типа , а для кухонь – неподвижных элементов. Отдельно учитывается и монтаж вентиляционных шахт с целью проветривания лестничных площадок.

Следует иметь в виду, что при распространении среди населения оснащения жилых помещений уплотненными дверными и оконными конструкциями, естественная вентиляция в жилом доме не является достаточной мерой. В связи с этим, специалисты рекомендуют рационализировать воздухообмен в квартире за счет использования дополнительных устройств, к примеру, приточных клапанов, представляющих сегмент усовершенствованной механической вентиляции.

Видео обзор - вентиляция частного дома

Регулированию микроклимата жилых зданий уделяется большое внимание в строительных и технических науках. Ведь самочувствие человека, его работоспособность и здоровье в значительной мере зависят от качества воздуха в помещениях.

Инженерные системы воздушного комфорта

Оптимальный воздухообмен в помещениях обеспечивают такие совмещенные системы, как вентиляция жилого дома , кондиционирование, отопление. При этом если совместить воздушное отопление и вентиляцию, в комнатах при условии экономии энергозатрат создается удовлетворительный микроклимат. Система кондиционирования, в свою очередь, в отличие от отопления и вентиляции, регулирует внутреннюю температуру в зависимости от сезонных климатических изменений.

Совмещение вентиляции и кондиционирования

При обустройстве вентиляции в жилом доме зачастую создается такая система, когда в зависимости от цели помещения воздух подается под разным давлением . Для того, чтобы не нарушать сложившийся в комнатах интерьер, внутренние кондиционерные блоки размещают за подвесными потолками. Если оснастить систему дополнительным воздуховодом, ведущим на улицу, при кондиционировании будет происходить подмешивание свежего воздуха, но, естественно, эта мера не заменит полноценную приточно-вытяжную вентиляцию.

Главные преимущества внедрения в систему вентиляции в жилом доме канальных или кассетных кондиционеров – обеспечение равномерного распределения нагретых или охлажденных воздушных потоков. Кассетный кондиционер, вмонтированный в любой удобной точке помещения, способен выдувать воздух в 1-4 направлениях, то есть оптимизировать воздухоток даже в комнатах сложной формы. При использовании канальных моделей можно подавать нагретый или охлажденный воздух в 2-10 точках, то есть функционирование кондиционера человек не будет ощущать физиологически. Если есть необходимость, воздух с отрегулированной температурой выдувается одновременно в нескольких помещениях.

Востребованные в жилом секторе виды кондиционеров

При создании полноценной вентиляции жилого дома и выборе кондиционера для нее необходимо учитывать предназначение каждого вида данного оборудования, представленного на современных рынках. Далее будут рассмотрены два из них.

Сплит системы – большая группа популярных кондиционеров, дающая большой выбор оборудования в зависимости от требований к расположению внутренних устройств. Наиболее востребованы системы с внутренним настенным блоком, так как они дешевы, не нуждаются в маскировке подвесным потолком, компактны, не нарушают гармоничность интерьера. Также распространены и напольно-потолочные сплит-системы.

Мобильные кондиционеры оптимальны для тех, кто часто меняет место жительства. Самый банальный пример – дополнение таким устройством естественной вентиляции жилого дома за городом, скажем, дачи. В этом случае нет необходимости оставлять дорогостоящее вмонтированное климатическое оборудование на зимний период без присмотра, мобильный кондиционер можно увезти в машине вместе с другим имуществом. Но с помощью такого кондиционера не получится охладить воздух во всех комнатах большого дома.

В любом случае, какое бы климатическое оборудование не было выбрано, следует внимательно отнестись к его совмещению с вентиляционной системой дома. Кондиционер не способен в полной мере улучшить микроклимат, только полноценная вентиляция обеспечит доступ к свежему воздуху определенной температуры и влажности.

Почему современное жилище обязательно должно иметь эффективную вентиляцию? Из чего состоит, как функционирует естественная и механическая система вентиляции? Какую систему стоит организовать у себя дома? Как выбрать и заказать работоспособную вентиляцию? На эти вопросы мы ответим сегодня.

Что может вентиляция?

Мой дом — моя крепость. С каждым годом здания становятся всё надёжнее и экономичнее. Не удивительно, ведь застройщикам теперь доступны инновационные энергосберегающие технологии и новые с недостижимыми ранее характеристиками. Причём рынок не стоит на месте: изобретатели, производственники, маркетологи и продавцы трудятся не покладая рук. Качественная гидроизоляция конструкций, многослойные стены, утеплённые перекрытия и кровля, герметичные оконные блоки, эффективное отопление — всё это не даёт ни малейшего шанса для атмосферных осадков и грунтовых вод, городского шума, зимних холодов и летнего зноя.

Да, человек очень хорошо научился наглухо отгораживаться от неблагоприятных условий окружающей среды, но при этом мы потеряли связь с внешним миром, теперь нам стал недоступен природный, естественный механизм самоочищения воздуха. Обыватель попал в другую ловушку — внутри помещений скапливается и концентрируется влага, углекислота, вредные для здоровья вещества и химические соединения, выделяемые самим человеком, строительными материалами, предметами обихода, бытовой химией. Даже в развитых странах неуклонно растёт количество аутоиммунных и аллергических заболеваний, вызванных размножением в жилище бактерий, грибков, плесени и вирусов. Не менее опасна и пыль, которая состоит из мельчайших частичек почвы, пыльцы растений, кухонной копоти, шерсти животных, обрывков различных волокон, чешуек кожи, микроорганизмов. Пыль — это не обязательно гость с улицы, она образуется даже в плотно закрытой нежилой квартире. Последние научные исследования показали, что в большинстве случаев домашний воздух в разы токсичнее и грязнее наружного.

Снижение концентрации кислорода в помещении существенно снижает уровень работоспособности, пагубно влияет на самочувствие жильцов и их здоровье вцелом.

Именно поэтому вопросы обеспечения вентиляции и очистки воздуха стали неимоверно актуальными, наряду с гидро- и теплоизоляцией зданий. Современные должны эффективно удалять застоявшийся, «отработанный» воздух, в необходимом объёме заменять его свежим воздухом извне, при необходимости очищая, нагревая или охлаждая его.

Как двигаются воздушные потоки в вентилируемых помещениях?

Как мы уже отметили, состав воздуха внутри эксплуатируемого жилища не является однородным. Более того, газы, пыль, пары, выделяющиеся в помещении, постоянно перемещаются благодаря своим особым свойствам — плотности и дисперсности (для пыли). В зависимости от того, тяжелее они воздуха или легче, вредные вещества поднимаются или опускаются, накапливаясь в определённых местах. Ещё большее влияние на внутреннее пространство оказывает движение конвективных струй нагретого воздуха, например, от работающих бытовых приборов или кухонной плиты. Конвективные потоки, поднимаясь, могут увлекать за собой в верхнюю зону помещения даже относительно тяжёлые вещества — диоксид углерода, пыль, плотные пары, копоть.

Струи домашнего воздуха особым образом взаимодействуют между собой, а также с различными предметами и строительными конструкциями, из-за чего в жилище образуются чётко определяемые поля температур, зоны концентрации вредных веществ, перетекающие потоки различных скоростей, направлений и конфигураций.

Совершенно очевидно, что не все помещения одинаково загрязнены и имеют избыточную влажность. Самыми «опасными» по праву считаются кухни, туалеты, ванные комнаты. Именно потому, что первоочередной задачей искусственного воздухообмена является удаление вредностей из мест с самой высокой концентрацией вредных веществ, в зоне кухни и санузлов устраивают вентканалы с вытяжными отверстиями.

Приток же устраивают в «чистых» помещениях. Так более сильные по сравнению с другими потоками веществ, «дальнобойные» приточные струи, перемещаясь, вовлекают в движение большие массы отработанного воздуха, и появляется необходимая циркуляция. Главное, что из-за направленности воздуха именно в сторону «проблемных» помещений, нежелательные вещества не попадают из кухонь и санузлов в жилые комнаты. Вот почему в таблицах строительных норм, касающихся требований к воздухообмену, кабинет, спальня, гостиная рассчитывается только по притоку, а ванная, уборная и кухня только по вытяжке. Интересно, что в квартирах с четырьмя и более комнатами рекомендуют помещения, самые удалённые от вентканалов санузла, снабжать отдельной вентиляцией, со своим притоком и вытяжкой.

При этом коридоры, вестибюли, прихожие, незадымляемые лестничные клетки могут не иметь приточных или вытяжных отверстий, а лишь служить для перетока воздуха. Но переток этот нужно обеспечить, только тогда безканальная вентиляционная система будет функционировать. На пути движения воздушных потоков становятся межкомнатные двери. Потому их снабжают переточными решётками или устраивают вентиляционный зазор в 20-30 мм, поднимая глухое полотно над полом.

Характер движения воздушных масс зависит не только от технических и строительных характеристик помещений, концентрации и вида вредных веществ, особенностей конвективных потоков. Немаловажная роль здесь принадлежит взаимному расположению точек подачи и удаления воздуха, особенно это касается помещений, содержащих как приточные, так и вытяжные отверстия (например, кухня-столовая, прачечная…). В вентиляционных системах жилых помещений чаще всего применяется схема «сверху вверх», в некоторых случаях — «сверху вниз», «снизу вниз», «снизу вверх», а также комбинированные многозональные, например, приток вверху, а вытяжка двухзональная — вверху и внизу. От правильности выбора схемы зависит, будет ли воздух заменяться в необходимом объёме, или будет образовываться кольцевая циркуляция внутри помещения с образованием застойных зон.

Как рассчитывается воздухообмен?

Чтобы спроектировать эффективную систему вентиляции, необходимо выяснить, сколько отработанного воздуха следует удалять из помещения или группы помещений и сколько подавать свежего. На основании полученных данных можно будет определиться с типом системы вентиляции, подобрать вентиляционное оборудование, рассчитать сечение и конфигурацию вентиляционных сетей.

Следует сказать, что параметры воздухообмена в жилых зданиях строго регламентируются различными государственными нормативными документами. ГОСТы, СНиПы, СанПиНы содержат исчерпывающую информацию не только об объёме заменяемого воздуха и принципах, параметрах его подачи и удаления, но указывают также, какой тип системы должен применяться для определённых помещений, какое оборудование использоваться, где располагаться. Остаётся только грамотно исследовать помещение на предмет избыточного тепла и влаги, наличия загрязнений воздуха.

Таблицы, диаграммы и формулы, изложенные в этих документах, созданы по разным принципам, но в итоге дают сходные числовые показатели необходимого воздухообмена. Они могут дополнять друг друга при недостатке определённой информации. Расчёты количества вентиляционного воздуха производятся на основании исследований, в зависимости от выделяемых в конкретных помещениях вредностей и норм их предельно допустимой концентрации. Если по каким-то причинам количество загрязнений выяснить не удаётся, то воздухообмен считают по кратностям, по санитарным нормам на одного человека, по площади помещения.

Расчёт по кратности. СНиП содержит таблицу, в которой указано, сколько раз воздух конкретного помещения должен заменяться новым за один час. Для «проблемных» комнат даны минимально допустимые объёмы замены воздуха: кухня — 90 м 3 , ванная — 25 м 3 , туалет — 50 м 3 . Количество вентиляционного воздуха (м 3 /час) определяют по формуле L=n*V, где n — это значение кратности, а V — объём помещения. Если нужно посчитать воздухообмен группы помещений (квартира, этаж частного коттеджа…), то значения L каждой вентилируемой комнаты суммируют.

Ещё один важный момент заключается в том, что объём удаляемого воздуха должен быть равен объёму воздуха приточного. Тогда, если взять сумму показателей воздухообмена кухни, ванной и туалета (например, минимально это 90+25+50=165 м 3 /час), и сравнить с суммарным однократным объёмом притока спальни, гостиной, кабинета (например, это может быть 220 м 3 /час), то получим уравнение воздушного баланса. Иными словами, нам будет необходимо увеличивать вытяжку до показателя 220 м 3 /час. Иногда бывает наоборот — приходится увеличивать приток.

Расчёт по площади самый простой и понятный. Здесь используется формула L=S помещения *3. Дело в том, что на один квадратный метр помещения строительными и санитарными нормами регламентируется замена не менее 3 м 3 воздуха в час.

Расчёт по санитарно-гигиеническим нормам базируется на требовании, чтобы на одного человека, постоянно пребывающего в помещении, «находящегося в спокойном состоянии», замещалось не менее 60 м 3 в час. Для одного временного — 20 м 3 .

Нормативно допустимы все приведённые варианты расчётов, притом для одного и того же помещения их результаты могут несколько отличаться. Практика показывает, что для однокомнатной или двухкомнатной квартиры (30-60 м 2) производительность вентиляционного оборудования потребуется около 200-350 м 3 /час, для трёх-, четырёхкомнатной (70-140 м 2) — от 350 до 500 м 3 /час. Расчёты более крупных групп помещений лучше доверить профессионалам.

Итак, алгоритм прост: сначала рассчитываем необходимый воздухообмен — потом выбираем систему вентиляции.

Естественная вентиляция

Как работает естественная вентиляция?

Естественная (природная) система вентиляции характеризуется тем, что замена воздуха в помещении или группе помещений происходит под действием гравитационного давления и ветрового воздействия на здание.

Обычно внутри помещения воздух теплее наружного, он становится более разряжённым, более лёгким, поэтому поднимается кверху и выходит через вентканалы на улицу. В помещении появляется разряжение, и более тяжёлый воздух извне через ограждающие конструкции проникает в жилище. Под действием силы гравитации он стремится книзу и оказывает давление на восходящие потоки, вытесняя отработанный воздух. Так появляется гравитационное давление, без которого естественная вентиляция существовать не может. Ветер в свою очередь помогает этой циркуляции. Чем больше разница температур внутри и снаружи помещения, чем больше скорость ветра, тем больше воздуха попадает вовнутрь.

Не один десяток лет такая система применялась в квартирах советской постройки 1930-1980 годов, где приток осуществлялся посредством инфильтрации, через конструкции, пропускающие большое количество воздуха — деревянные окна, пористые материалы наружных стен, неплотно закрывающиеся входные двери. Величина инфильтрации в старых квартирах составляет кратность замены воздуха 0,5-0,75, что зависит от степени уплотнения щелей. Напомним, что для жилых комнат (спальня, гостиная, кабинет…) по нормам требуется, чтобы за один час происходила минимум однократная замена воздуха. Очевидна необходимость увеличения воздухообмена, что достигается проветриванием — открыванием форточек, фрамуг, дверей (неорганизованная вентиляция). По сути, вся эта система является вытяжной канальной с естественным побуждением, так как устройства специальных приточных проемов не предполагалось. Вытяжка такой вентиляции осуществляется через вертикальные вентканалы, входы в которые расположены на кухне и санузле.

Сила гравитационного давления, которая выталкивает воздух наружу, во многом зависит и от расстояния между вентиляционными решётками, расположенными в помещении, до верха шахты. На нижних этажах многоквартирных домов обычно гравитационное давление сильнее из-за большей высоты вертикального канала. Если тяга в вентканале вашей квартиры слабая или происходит так называемое «опрокидывание тяги», то загрязнённый воздух из соседских квартир может перетекать к вам. В таком случае может помочь установка вентилятора с обратным клапаном или решётки с жалюзями, автоматически закрывающимися при обратной тяге. Проверить силу тяги можно, поднеся зажжённую спичку к вытяжному проёму. Если пламя не отклоняется в сторону канала, то возможно он забит, например листьями, и требуется чистка.

Естественная вентиляция может включать в себя и короткие горизонтальные воздуховоды, которые выводятся в определённых зонах помещения на стенах не ниже 500 мм от потолка или на самом потолке. Выходы вытяжных каналов закрываются жалюзийными решётками.

Вертикальные вытяжные каналы естественной вентиляции обычно выполняются в виде шахт из кирпича или специальных бетонных блоков. Минимально допустимый размер таких каналов составляет 130x130 мм. Между соседними шахтами должна быть перегородка толщиной 130 мм. Допускается изготовление сборных воздуховодов из негорючих материалов. На чердаке их стенки обязательно утепляют, что препятствует образованию конденсата. Вытяжные каналы выводятся над кровлей, не менее 500 мм выше конька. Сверху вытяжная шахта накрывается дефлектором — специальной насадкой, усиливающей тягу воздуха.

Как улучшить естественную вентиляцию? Приточные клапаны

В последнее время владельцы старого жилого фонда серьёзно занялись энергосбережением. Повсеместно устанавливаются практически герметичные оконные системы из ПВХ или евроокна, утепляются и пароизолируются стены. В итоге практически прекращается процесс инфильтрации, воздух не может проникнуть в помещение, а регулярное проветривание через створки окон слишком непрактично. В таком случае проблема воздухообмена решается установкой приточных клапанов.

Приточные клапаны могут быть интегрированы в профильную систему пластиковых окон. Очень часто они устанавливаются на евроокнах. Дело в том, что способность современных деревянных окон «дышать» немного преувеличена, притока через них вы не дождётесь. Поэтому ответственные производители всегда предлагают установить клапан.

Оконные клапаны устанавливаются вверху рамы, створки или в виде ручки-клапана, они выполняются из алюминия или пластика, могут быть различных цветов. Приточные клапаны для окон могут быть не только встроены на новых окнах, но и монтируются на уже установленные оконные системы, без каких-либо демонтажных работ.

Есть ещё один выход — это монтаж стенового приточного клапана. Это устройство состоит из патрубка, проходящего сквозь стену, с обоих концов закрытого решётками. Стеновые клапаны могут иметь камеру с фильтрами и шумопоглощающим лабиринтом. Внутренняя решётка обычно вручную регулируется до полного закрытия, но возможны варианты с автоматизацией посредством датчиков температуры и влажности.

Как мы уже говорили, движение воздуха должно быть направлено в сторону загрязнённых помещений (кухня, туалет, ванная), поэтому устанавливают приточные клапаны в жилых комнатах (спальня, кабинет, гостиная). Размещают приточные клапаны вверху помещения, для обеспечения эффективной для большинства квартир схемы взаимного расположения вентиляционных проёмов «сверху вверх». Практика показывает, что выводить приток в зону радиатора с целью подогреть наружный воздух — не лучшее решение, так как нарушается циркуляция потоков.

Плюсы и минусы естественной вентиляции

Естественная вентиляция практически не применяется в современном строительстве. Причиной тому низкие показатели воздухообмена, зависимость её мощности от природных факторов, отсутствие стабильности, жёсткие ограничения на длину воздуховодов и сечения вертикальных каналов.

Но нельзя сказать, что такая система не имеет право на существование. По сравнению с принудительными «собратьями», естественная вентиляция намного экономичнее. Ведь нет необходимости приобретать какое-либо оборудование и длинные воздуховоды, нет затрат на электричество и обслуживание. Помещения, имеющие естественную вентиляцию, намного комфортнее из-за отсутствия шумов и низкой скорости движения заменяемого воздуха. Более того, не всегда есть конструктивная возможность смонтировать вентиляционные каналы для механической вентиляции, а потом обшить их коробами из гипсокартона или фальшбалками, например, при малой высоте потолков.

Механическая вентиляция

Что собой представляет механическая вентиляция?

Принудительная (механическая, искусственная) вентиляция — это такая система, в которой движение воздуха осуществляется с помощью каких-либо нагнетательных устройств — вентиляторов, эжекторов, компрессоров, насосов.

Это современный и очень эффективный способ организации воздухообмена в помещениях самых разных назначений. Работоспособность механической вентиляции не зависит от изменчивых погодных условий (температура воздуха, давление, сила ветра). Этот тип системы позволяет заменять любое количество воздуха, транспортировать его на значительное расстояние, создавать местную вентиляцию. Воздух, который подаётся в помещение, может быть особым образом подготовлен — подогрет, охлаждён, осушён, увлажнён, очищен…

К недостаткам механической вентиляции можно отнести большие первоначальные затраты, расходы на электроэнергию и эксплуатационное обслуживание. Очень сложно реализовать канальную механическую вентиляцию в жилом помещении без более-менее серьёзного ремонта.

Типы принудительной вентиляции воздуха

Лучшие показатели комфорта и производительности показывает общеобменная приточно-вытяжная механическая вентиляция. Сбалансированность приточно-вытяжного воздухообмена позволяет избежать сквозняков и забыть про эффект «хлопающих дверей». Именно такая система наиболее распространена при новом строительстве.

В силу определённых причин довольно часто применяется либо приточная, либо вытяжная вентиляция. Приточная вентиляция выполняет подачу в помещение свежего воздуха взамен отработанного, который удаляется через ограждающие конструкции или пассивные вытяжные каналы. Приточная вентиляция конструктивно является одной из самых сложных. Она состоит из таких элементов: вентилятор, калорифер, фильтр, шумоглушитель, автоматика управления, воздушный клапан, воздуховоды, воздухозаборная решётка, распределители воздуха.

В зависимости от того, как исполнены основные узлы системы, приточная установка может быть моноблочной или наборной. Моноблочная система несколько дороже, но она имеет большую монтажную готовность, более компактные размеры. Её нужно лишь закрепить в нужном месте и подвести к ней питание и сеть каналов. Моноблочная установка позволяет немного сэкономить на пусконаладочных работах и проектировании.

Часто кроме фильтрации приточный воздух требует специальной подготовки, поэтому вентиляционная установка оснащается дополнительным оборудованием, например, осушающим или увлажняющим. Всё популярнее становятся системы рекуперации энергии, которые охлаждают или нагревают подаваемый воздух, используя электрические калориферы, водяные теплообменники или бытовые сплит-системы кондиционирования.

Вытяжная вентиляция предназначается для удаления воздуха из помещений. В зависимости от того, осуществляется воздухообмен всего жилища или отдельных зон, вытяжная механическая вентиляция бывает местной (например, вытяжка над кухонной плитой, курилка) или общеобменной (настенный вентилятор в ванной, туалете, кухне). Вентиляторы общеобменной вытяжной вентиляции могут размещаться в сквозном отверстии стены, в оконном проёме. Местная вентиляция обычно применяется в совокупности с общеобменной.

Искусственная вентиляция может быть исполнена с применением вентиляционных каналов — канальная, или без применения таковых — безканальная. Канальная система имеет сеть воздуховодов, по которым воздух подаётся, транспортируется или удаляется из определённых зон помещения. При безканальной системе воздух подаётся через ограждающие конструкции или приточные вентиляционные проёмы, далее он перетекает через внутреннее пространство помещения в зону вытяжных проёмов с вентиляторами. Безканальная вентиляция дешевле и проще, но и менее эффективна.

Какого бы назначения не было помещение, на практике невозможно обойтись одним типом системы вентиляции. Выбор в каждом конкретном случае обусловлен размерами помещения и его назначением, видом загрязняющих веществ (пыль, тяжёлые или лёгкие газы, влага, пары…) и характером их распределения в общем объёме воздуха. Немаловажны вопросы и экономической целесообразности применения определённой системы.

Что нужно знать для подбора вентиляции?

Итак, ваши расчёты показывают, что естественная вентиляция не справится с поставленными задачами — слишком большое количество воздуха нужно выводить, с подачей тоже вопросы, так как стены утеплены, окна поменяны. Искусственная вентиляция — вот выход. Необходимо приглашать представителя фирмы, устанавливающей климатические системы, который на месте поможет подобрать конфигурацию механической вентиляции.

Вообще проектирование и реализацию вентиляции лучше осуществлять на этапе строительства коттеджа или капитального ремонта квартиры. Тогда есть возможность безболезненно решить многие конструктивные задачи, например устройство вентиляционной камеры, монтаж оборудования, разводка вентканалов и скрытие их подвесными потолками. Важно, чтобы вентиляционная система имела минимум точек пересечения с другими коммуникациями, такими как система отопления и водоснабжения, электрические сети, слаботочные кабели. Поэтому, если у вас идёт ремонт или строительство, для поиска общих технических решений необходимо пригласить на объект и представителей подрядчика — монтажников, электриков, сантехников, инженеров.

От правильной постановки задач зависит результат совместной работы. Специалисты будут задавать «каверзные» вопросы, на которые вам нужно ответить. Важными будут следующие обстоятельства:

1. Количество людей, пребывающих в помещении.
2. План помещения. Необходимо составить подробную схему расположения комнат с указанием их назначения, особенно если возможна перепланировка.
3. Толщина и материал стен. Особенности остекления.
4. Тип и высота потолков. Размер межпотолочного пространства при подвесных, подшивных, натяжных системах. Возможность монтажа фальшбалок.
5. Расположение мебели и тепловыделяющей бытовой техники.
6. Мощность и расположение осветительных и отопительных приборов.
7. Наличие, тип и состояние вентиляционных шахт.
8. Особенности и производительность инфильтрации, естественной вентиляции.
9. Наличие местной вытяжной вентиляции — шкаф, зонт.
10. Желаемая конфигурация приточной системы — наборная или моноблок.
11. Необходимость применения шумоизоляции.
12. Нужна или нет подготовка приточного воздуха.
13. Тип распределителей — регулируемые или нерегулируемые решётки, диффузоры.
14. Места установки распределителей воздуха — стена или потолок.
15. Характер управления системой — клавиши, щит, пульт, компьютер, умный дом.

На основании полученных данных будет подобрано оборудование определённой производительности, параметры вентиляционной сети, способы монтажа. Если заказчика устраивают представленные разработки, то подрядчик предоставляет ему рабочий проект системы вентиляции и приступает к монтажу. А нам остаётся лишь оплачивать счета и наслаждаться чистым воздухом.

Турищев Антон, рмнт.ру

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

Сравнение различных видов вентиляции

Вид вентиляции	Достоинства	Недостатки
Вытяжная вентиляция	Несложная и недорогая конструкция Подходит для местной вентиляции	Возможно возникновение обратной тяги при использовании печей и каминов Приточный воздух поступает из случайных источников Теряется нагретый или охлажденный воздух.
Приточная вентиляция	Не влияет негативно на работу печей и каминов Избыточное подпорное давление предупреждает поступление загрязнителей из атмосферного воздуха (например, радона) Возможность подачи воздуха в определенное место (например, к печи)	Не удаляет загрязненный воздух из помещений Приток воздуха с повышенной или пониженной температурой или влажностью Возможно ощущение сквозняков
Сбалансированная система воздухообмена	Нет явлений инфильтрации или эксфильтрации воздуха Возможна точная регулировка баланса притока и расхода воздуха Возможна рекуперация тепловой энергии удаляемого воздуха	Сложный дизайн и высокая стоимость

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.

(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.