Организованная естественная вентиляция в жилом доме - это воздухообмен, происходящий за счет разницы плотности воздуха внутри здания и снаружи, через специально устроенные вытяжные и приточные проемы.
Для вентиляции помещений в жилом многоквартирном доме предусматривается естественная система вентиляции. Давайте разберемся как она устроена и за счет чего работает.
Устройство естественной вентиляции
В каждом подъезде с первого этажа по последний есть общий вентиляционный канал, который проходит вертикально снизу, вверх с выходом либо на чердак, либо сразу на крышу (в зависимости от проекта). К основному вентиляционному каналу подсоединяются каналы-спутники, начало которых расположено, как правило, в ванной, на кухне и туалете.
Через эти каналы-спутники «отработанный» воздух уходит из квартир, попадает в общую вентиляционную шахту, проходит ее и выводится в атмосферу.
Вроде бы все предельно просто и подобный механизм должен работать безотказно. Но существует множество моментов, которые могут помешать нормальной работе вентиляции.
Самое важное в работе естественной вентиляции то что в квартиру должен поступать воздух в достаточном количестве. По проектам, согласно СНиП этот воздух должен поступать через «неплотности» оконных проемов, а также, путем открытия форточек.
Выдержка из СНиП 2.08.01-89 (параметры минимального воздухообмена для квартиры).
Но все мы понимаем, что современные окна в закрытом состоянии не пропускают ни звуки ни тем более воздух. Получается нужно все время держать окна открытыми, что естественно не представляется возможным по целому ряду причин.
Причины нарушения работы естественной вентиляции
- Переоборудование вент каналов
- Мусор в вентиляционном канале
- Не правильное подключение вытяжных зонтов
- Сезонность
Бывает, что вентиляция перестает работать из-за деятельных соседей, которые попросту могли сломать вентиляционный канал для расширения жилплощади. В таком случае у всех жильцов, квартиры которых находятся ниже, вентиляция работать перестанет.
Часто случается, что в вентиляционную шахту что-либо попадает и попросту не дает воздуху свободно двигаться. Если такое произошло, то Вам необходимо обратиться в соответствующую структуру, самостоятельно лезть в вентиляционный канал запрещено.
Так же распространенной проблемой является подключение кухонных вытяжек (вытяжных зонтов)большой мощности к каналу-спутнику, который для этого не предназначен. И когда такая вытяжка включена, то в общем вентиляционном канале образуется воздушная пробка, которая нарушает работу всей системы.
К сожалению, на работу естественной системы вентиляции так же имеет влияние температурный режим, в холодное время года она работает лучше, а летом, когда на улице температура повышается она работает слабее. К этому еще добавляется несколько отрицательных моментов описанных выше, и работа всей системы сходит на нет.
И конечно же бывают ошибки при строительстве допущенные подрядчиком по тем или иным причинам… Здесь поможет только установка приточно-вытяжного вентиляционного оборудования.
Естественная вентиляция работает круглый год 24 часа в сутки. Поэтому необходим круглосуточный приток воздуха в помещение. Если его не будет, то зимой при закрытых окнах возможно выпадение конденсата, повышение влажности вплоть до образования плесени, чтобы этого избежать установите приточные клапаны , это улучшит вентиляцию в помещении и избавит от лишней влаги.
Для организации хорошего воздухообмена в квартире круглый год. Потребуется установка проветривателя . Благодаря этому устройству Вам не придется открывать окна, а в квартиру всегда будет поступать свежий и чистый воздух.
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.
| Помещения | Норма воздухообмена | Примечания |
| Жилая зона | Кратность 0,35ч-1, но не менее 30 м³/ч*чел. |
При расчете (м 3 /ч) по кратности объема помещения учитывается площадь помещения |
| 3 м³/м²*ч жилых помещений, при площади квартиры меньше 20 м²/чел. | Помещения с ограждающими для воздуха конструкциями требуют дополнительный вытяжки | |
| Кухня | 60 м³/ч для электрической плиты | Подача воздуха в жилые комнаты |
| 90 м³/ч для использования 4-конфорочной газовой плиты | ||
| Ванная комната, туалет | 25 м³/ч из каждого помещения | Так же |
| 50 м³/ч при совмещенном санузле | ||
| Прачечная | Кратность 5 ч-1 | Так же |
| Гардеробная, кладовая | Кратность 1 ч-1 | Так же |
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.
Свежий воздух в жилом помещении способствует улучшению общего состояния человека. Результат достигается с помощью различных технологий. Человек должен серьёзно отнестись к подбору и установке вентиляционной системы. Ведь большую часть времени он проводит в доме.
Необходимость вентиляционной системы
С совершенствованием жизни человека наметилась тенденция понижения воздухообмена, ухудшилась его пропускная способность. Установка пластиковых окон и дверей, который стали плохо пропускать воздух. Поэтому возникла необходимость в системе вентиляции. Ведь организму человека необходим кислород, свободный от вредных веществ.
Такое упущение приводит к влажности в жилом помещении, которая характеризуется следующими признаками:
- Запотевание окон
- Влажность стен
- Появление плесени и грибка
Мало того, возникают дополнительные проблемы. Это может повлиять на самочувствие человека, вызвать заболевания дыхательных органов. Привести к необходимости проведения ремонта, дополнительных затрат.
Вентиляционные системы
Представлена следующая классификация:
- Естественная и искусственная
- Приточная и вытяжная
- Местная и общеобменная
- Наборная и моноблочная
Естественная вентиляция
Характеризуется своей простотой. Не требует затрат денежных средств. Принцип работы следующий:
Воздух поступает и выводится естественным путем через щели и другие легкодоступные места. Здесь действует физический закон, который гласит, что теплый воздух поднимается наверх и уходит в вентиляционный канал, а чистый поступает извне с улицы. Поэтому прямо зависит от внешних условий и погоды. Естественный воздухообмен может достигать 1 м³/час.
Преимущества:
- Дешёвая
- Надёжная
- Долговечная
Проветривать жилое помещение необходимо около часа для того, чтобы поступил новый кислород. В зимнее время достаточно 15 минут, но холодной воздух опасен для здоровья. Есть риск заболеть.
На заметку! Можно установить специальное устройство, так называемый клапан. Он запускает свежий воздух в жилое помещение.
Приточная вентиляция
Главное свойство – принудительность. Воздух поступает через воздушный фильтр и очищается. Равномерно распределяется в помещении с помощью вентиляционных коробов. Следует устанавливать на балконах.
Преимущество:
- Автоматическое управление
- Дополнительно помогает воздуху
- Занимает мало места
- Бесшумный корпус
- Одновременная работа вытяжных вентиляторов
- Эффективность
- Предусмотрен пульт
Приточная система позволяет нагревать воздух до необходимой температуры. Особенно в жаркое время чувствуется потребность в принудительном перемещении воздушных масс.
Принудительная вытяжная вентиляция
Принцип работы состоит в том, что прогретый воздух удаляется через вентиляцию. При выборе нужно учитывать мощность и его шумность.
Приточно-вытяжная система вентиляции с рекуператором
Устройство забирает тепло из прогретых воздушных масс. Избавляет от влажности грибка и других проблем. Отличается своей экономичностью и технологичностью. Приточно-вытяжная система обеспечивает полноценную смену воздуха. Показатели воздухообмена варьируются 3-5 м³/час.
Дополнительные преимущества:
- Технология энергосбережения
- Минимальный шум
- Идеальное решение проблем вентиляции
Местная и общеобменная система вентиляции
Местная вентиляция подается на определенные места. Преимущественно используется на производстве. В жилом помещении — это кухонные вытяжки. Общеобменная вентиляция действует на всё помещение.
Наборная система
Состоит из следующих частей:
- Вентилятора
- Глушителя
- Фильтра
- Системы автоматики и т.д.
Требования и нормативы к вентиляции жилых помещений
Ниже представлены данные, которые должны быть предусмотрены и учтены в жилых помещениях.
Количество содержащегося углекислого газа не должно превышать 0,07-0,1%. На человека необходимо 30-35 м³ воздуха.
В зависимости от возраста ребёнка:
- показатель до 10 лет 12-20 м³
- старше 10 лет 20-30 м³
При выборе вентиляционной системы необходимо обратиться к профессионалам, которые учтут все желания и произведут качественную установку.
Важно!
1. Если жилое помещение на этапе строительства, то следует планировать заранее пути размещения системы вентиляции.
2. Если в жилом помещении много комнат, то необходимо предусмотреть дополнительные устройства вытяжки.
Для обеспечения нормального проживания жильцов в многоквартирном доме важно правильно рассчитать и обустроить его воздухообмен. Вот почему система вентиляции в многоквартирном доме относится к важным инженерным решениям, принимаемым еще на этапе составления проектной документации. От качества ее работы зависит здоровье людей, комфорт и уют, долговечность конструкций постройки.
Значение вентиляции для многоэтажной жилой постройки
Вентиляция в многоэтажке — это вертикальная конструкция, берущая начало в подвале
Под вентиляцией в многоэтажках подразумевается инженерная система. Начинается она в подвале жилой постройки, оканчивается над поверхностью кровли. Любые попытки изменить конструкцию шахт, провести перепланировку, демонтаж элементов вентиляции со стороны жильцов чреваты нарушением ее функциональности.
Главная задача любого типа воздухообмена – создавать нормальные условия для жизни и работы. При правильно организованной циркуляции потоки воздуха движутся из комнат по направлению к вытяжным устройствам на кухне и в туалете. Таким способом из квартир выводится отработанный воздух, насыщенный парами воды, газами, запахами.
Следует понимать, что в 9 этажном доме скорость движения воздуха по вентиляционному коробу будет отличаться от такой же, но пятиэтажной постройки. Именно поэтому проводится индивидуальный расчет параметров вентиляции для каждого жилого строения: скорость воздуха во всех квартирах должна быть достаточной в независимости от этажности.
Внимание! Если вентиляция в многоэтажном доме принудительная, то для бесшумной работы вытяжных установок предусматривается шумоизоляция. Корректировка поступающего воздуха с помощью заслонок, клапанов позволит сэкономить энергозатраты на его подогрев.
Варианты проектирования вентиляционной системы
Разработаны три унифицированных варианта схем, используемых в зависимости от особенностей воздухообмена.
- Естественная схема вентиляции в многоэтажном доме предполагает замещение отработанных потоков свежим воздухом методом естественной тяги. Она создается при перепаде давления в вытяжных воздуховодах.
- Комбинированный способ основан на принудительной подаче воздуха и удалении отработанного естественным путем. Или же приток осуществляется через форточки, щели, отверстия, а механическая вытяжная вентиляция удаляет его из помещения при помощи вентиляторов.
- Только принудительная система. Приточная вентиляция и удаление потока воздуха выполняется механическими устройствами. Она бывает двух типов: автономная и централизованная. В первом случае воздухообмен обеспечивается работой вытяжного вентилятора на входе в воздуховод, смонтированного на фасаде дома. Поступать воздух может и через приточные клапаны. Современное «ноу-хау» — обогрев (или охлаждение) непосредственно поступающего в квартиру воздуха через установленный здесь же рекуператор.
Централизованный принцип работы позволяет нагнетать и выводить воздух общей, расположенной на крыше дома вентиляционной камерой с приточными и вытяжными вентустановками. Причем, циркуляция воздуха происходит постоянно, независимо от метеоусловий условий и времени года.
Воздухообмен естественного типа: принцип работы
На примере панельных домов застройки прошлого века можно увидеть, как работает естественная вентиляция в многоквартирном доме. Она относится к бюджетному варианту в отличие от элитных построек, где действуют современные стандарты, используются новые технологии, применяются энергосберегающие материалы.
Устройство вентиляционного канала в старом доме -«сталинке»
Естественный тип вентиляции можно встретить и в кирпичном доме старого жилого фонда, где поступление воздуха происходит через щели притворов деревянных окон, дверей, а вытяжка осуществляется тягой внутри вертикального канала, с выходом над крышей или в чердачное помещение. Перекрытие приточного канала чревато прекращением воздухообмена по всей квартире. Врезка специальных клапанов в оконные конструкции, переточных решеток в двери решает проблему бесперебойной работы естественной вентиляции.
Устройство вентиляции в многоквартирном доме с отдельными для кухни, ванны и туалета вытяжными протоками – одна из схем вентиляции. Здесь из перечисленных помещений каждого этажа выходит на крышу отдельная шахта. При ее герметичности запахи не перетекают из соседних квартир.
Еще одна схема воздухообмена включает вертикальные каналы всех квартир, объединенные выходными концами в одном продольном коллекторе. Он располагается на чердаке, и уже через сборник воздух попадает организованно на улицу. Чтобы исключить потери давления в воздуховодах и увеличить тягу, места сочленений герметизируются, а на выходные концы каналов надевают трубы: достаточно добавить всего 1 м отрезка трубы и сориентировать его под наклоном к общей вытяжной шахте.
Наименее эффективный, но тоже имеющий право на существование способ заключается в сборе отработанного воздуха от каждой квартиры в воздухоотводную вертикально установленную вентиляционную шахту. КПД системы низкий, так как происходит перетекание запахов из помещений одной квартиры в другую.
Самые оптимальные и эффективные вентиляционные системы (принудительные) сегодня используются в домах современной постройки, где нагнетание и удаление воздуха происходит механическим путем. Особенность воздухообмена здесь в использовании энергосберегающих установок – рекуператоров. Как правило, нагнетающее свежий воздух устройство располагается в подвальном помещении или техэтаже. Дополнительно воздух очищается через фильтр-систему, подогревается или, наоборот, охлаждается и только потом распределяется по всем квартирам. На верхнем уровне (кровле) монтируется вентустановка идентичной производительности, полностью удаляющая все воздушные загрязнения.
Внимание! Наличие рекуператоров позволяет подогревать (охлаждать) воздух на подаче энергией, отнимаемой у уходящего из квартир воздуха.
Оценивая разные виды вентиляции, нужно отметить, что естественный воздухообмен не отличается высокой эффективностью, но и меньше всего засоряет вентиляционную шахту. Если в канале нет строительного мусора, то ее достаточно чистить 1 раз в несколько лет.
Вентилирование цоколя и подвала
Подвальные помещения считаются важным элементом всей вентиляционной системы. В цокольном пространстве берут свое начало центральные шахты. Обычно вид воздухообмена здесь – естественный. Сырой воздух выводится через общие каналы. На каждом этаже и в каждую квартиру он поступает через специальные отверстия.
Для постоянной подачи свежего потока в станках цоколя чуть выше поверхности земли (на высоте 0,2 м) равномерно по всему периметру основания дома обустраиваются продухи (0,05-0,85 м.кв.) В стандартных условиях эксплуатации зданий их число рассчитывается, исходя из размеров дома. Общая площадь таких отверстий должна составлять 1/400 площади жилой постройки. Это продуваемые отверстия. Заставлять их или насаживать вблизи фундамента зеленые насаждения нельзя.
Схема вентиляции в жилом доме будет эффективной в случае нормальной работы всех ее автономных звеньев. Любое непрофессиональное или намеренное вмешательство в вентиляционное обеспечение квартир административно наказуемо.
(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.
