(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.

Как может быть реализована — многоквартирном или частном? Что по этому поводу говорят действующие строительные нормы? Каких нормативов расхода воздуха стоит придерживаться при самостоятельном проектировании?

Как реализовать воздухообмен в частном доме? Попробуем разобраться.

Нормативные требования

Начнем с изучения действующих нормативных документов. Актуальные СНиП на вентиляцию жилых зданий — 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» и 2.08.01-89 «Жилые здания».

Для удобства читателя сведем ключевые требования документов воедино.

Температура

Для жилой комнаты она определяется температурой наиболее холодной пятидневки в году.

• При ее значении выше -31С в комнатах необходимо поддерживать как минимум +18С.
• При температуре самой холодной пятидневки ниже -31С требования несколько выше: в комнатах должно быть не менее +20С.

Для угловых комнат, имеющих как минимум две общих стены с улицей, нормы на 2 градуса выше — +20 и +22С соответственно.

Полезно: вариативность требований связана с тем, что при низких температурах и увеличении теплопотерь точка росы (точка в толще ограждающей конструкции, где начинается конденсация водяного пара) смещается в сторону внутренней поверхности. Указанные температуры исключают промерзание стены.

Для санузлов минимальное значение температуры составляет +18С, для ванных и душевых — +24.

Воздухообмен

Каковы нормы вентиляции жилых помещений (точнее, скорость воздухообмена в них)?

Дополнительные требования

• Схема вентиляции может предусматривать воздухообмен между отдельными помещениями. Проще говоря, можно организовать вытяжку в кухне, а приток воздуха — в спальне. Собственно, документ конкретизирует рекомендацию: вытяжную вентиляцию следует предусматривать в кухнях, санузлах, ванных, туалетах и сушильных шкафах.

• Вентиляция квартиры должна присоединяться к общему вентканалу не ниже чем в 2 метрах от уровня потолка. Инструкция призвана минимизировать вероятность опрокидывания тяги в ветреную погоду.
• При использовании отдельных помещений в жилом доме для общественных нужд они снабжаются собственной системой вентиляции, не связанной с общедомовой.
• При температуре самой холодной пятидневки ниже -40С для трехэтажных и более высоких зданий допускается оборудование приточной вентиляции системами подогрева.
• Газовые котлы и колонки со сбросом продуктов сгорания в общую вентиляцию допускается устанавливать лишь в зданиях не выше пяти этажей. Твердотопливные котлы и водонагреватели и вовсе могут быть установлены лишь в одно- и двухэтажных зданиях.
• Приточный воздух рекомендуется подавать в помещения с постоянным пребыванием людей. Что, собственно, опять-таки приводит нас к уже упомянутой схеме: приток воздуха через жилые комнаты и вытяжка через кухню и санузел.

Как это работает

Итак, мы изучили базовые требования к вентиляции жилых помещений. А как реализуется вентиляция в многоквартирных и частных домах?

Многоквартирные здания

Традиции

Традиционная для России и всего постсоветского пространства схема — естественная вентиляция, которая для воздухообмена использует разницу в плотности между теплым и холодным воздухом. Теплый вытесняется в верхнюю часть помещения и оттуда в вентканал; приток холодного в домах советской постройки обеспечивался за счет форточек для проветривания и неплотно пригнанных деревянных рам.

Оборудовалась по уже упомянутой схеме: в ванных, туалетах и в кухнях. Комнаты вентилировались приточным воздухом.

Поскольку собственный вертикальный вентканал для каждой квартиры — роскошь, непозволительная в многоэтажках, вентиляционные системы отдельных квартир стали объединяться вертикальными шахтами.

Шахты объединялись горизонтальным каналом, имеющим вывод на крышу и снабженным зонтом, защищающим его от осадков; отвод на каждую квартиру снабжался коротким вертикальным каналом — спутником, который предотвращал воздухообмен между квартирами.

В чем достоинства такой схемы:

• Простота строительства и, как следствие, минимальные инвестиционные затраты.
• Минимальные эксплуатационные расходы. В сущности, они сводятся лишь к редкой прочистке засорившихся вентканалов. Причина засорения — копоть от газовых плит и, реже, нарушения при строительных работах.

• Приток в помещение свежего воздуха непосредственно с улицы, без необходимости какой-либо промежуточной обработки.

Разумеется, не обошлось и без недостатков.

• На верхних этажах напор, обеспечивающий работу вентиляции, минимален. Отсюда — нередкие случаи пресловутого опрокидывания тяги в ветреную погоду.
• Длинный канал с шершавыми стенками (традиционные материалы шахты и отводов в квартиры — кирпич и бетон) обеспечивает высокое аэродинамическое сопротивление, снижающее эффективность вентиляции.
• Каналы зачастую негерметичны: для соединения их элементов используется цементный раствор, имеющий обыкновение выкрашиваться. Подсос воздуха дополнительно снижает тягу.

Современность

В последнее время при строительстве новых зданий все чаще реализуется схема с теплым чердаком. Как она выглядит?

Горизонтальные каналы, объединяющие несколько шахт, ушли в прошлое. Вместо них весь чердак превратился в камеру статического давления.

Важно: благодаря стабилизации высокой температуры в чердачном помещении решается одна из основных проблем верхнего этажа — холодный потолок. Как следствие, снижаются требования к отоплению.

Шахты объединены с горизонтальными отводами в единый блок промышленного изготовления. Тем самым минимизируется количество потенциально негерметичных соединений.

Выпуск из чердака устанавливается в каждой секции дома. Его объединение с машинным отделением лифта позволяет без нарушения архитектурного облика дома увеличить высоту выпуска до 2 метров от уровня кровли, тем самым дополнительно увеличивая тягу.

Зонты, защищающие шахты от попадания дождя и снега, ушли в прошлое: они вызывали некоторое падение тяги. Вместо них в основании шахты устанавливается поддон со стоком в канализацию.

Открывающаяся на крышу шахта приобрела квадратное сечение, что улучшило тягу в ветреную погоду вне зависимости от направления ветра.

Чердак, собранный из железобетонных плит, стал делиться на секции.

Тем самым решены две проблемы:

1. Потоки воздуха из разных подъездов не могут смешиваться. Их смешение при определенных условиях могло привести к тому, что тяга в одном канале усиливалась бы за счет другого канала.
2. Были соблюдены актуальные правила пожарной безопасности: несгораемая перегородка способна предотвратить распространение горячих продуктов сгорания при пожаре.

Что в результате?

• Работа вентиляции в целом стала более стабильной, независимой от силы и направления ветра.
• Аэродинамическое сопротивление канала-спутника увеличилось с 1 — 1,5 до 6 — 9 Па, что сделало воздухообмен в квартирах менее зависимым от этажа.

Нюанс: на двух верхних этажах тяга все-таки может оказаться недостаточной, поскольку каналы — спутники необходимой высоты просто-напросто негде разместить. Проблема полностью решается установкой в квартирах вытяжных вентиляторов: в этой схеме их работа уже не может привести к тому, что отработанный воздух из одной квартиры будет попадать в другую.

Принудительная вытяжка

Главная проблема любой схемы естественной вентиляции — ее зависимость от силы ветра.

Решение этой проблемы вполне очевидно:

1. Аэродинамическое сопротивление шахты искусственно занижается (например, установкой регулируемых клапанов).
2. Шахта снабжается радиальным вентилятором с системой шумоподавления.

Цена возросшей эффективности — некоторое увеличение эксплуатационных расходов и инвестиционной стоимости проекта.

Зарубежный опыт

Довольно любопытная схема вентиляции реализуется в многоквартирных домах немецкими строителями.

• Вытяжная вентиляция организуется через кухню и совмещенный санузел.
• Воздухозабор представляет собой общий канал, открывающийся в помещение несколькими небольшими отверстиями по его периметру и центральным клапаном, снабженным соленоидом и возвратной пружиной. Воздуховод имеет повышенное аэродинамическое сопротивление и камеру для глушения звука.

Как это работает:

• В дежурном режиме вытяжка осуществляется в ограниченном объеме.
• При включении света в санузле или принудительной подаче питания на кухонный клапан пропускная способность воздухозабора резко увеличивается; кроме того, включается принудительная вентиляция.

Частное домостроение

Выбор схемы

Выбор остановился на вытяжной вентиляции с принудительным побуждением и естественным притоком воздуха через подвал.

Мотивов было несколько.

• Вытяжная вентиляция подразумевает прокладку одного канала . Приточно-вытяжная — двух, что означает куда больший объем работ и ущерб для уже сделанного ремонта.

Стоит уточнить: в данном случае канал для отвода воздуха уже был. В этой роли выступил замаскированный строителями паз между ригелем, на который опирались плиты перекрытия, и наружной стеной. Нужно было лишь пробить отверстия для воздухозабора и организовать вытяжку на улицу.

• Расчет естественной вентиляции жилых зданий исключительно сложен; для этого используются либо сложные формулы, учитывающие много переменных, либо онлайн-калькуляторы, часто дающие недостоверный результат . У принудительной вытяжки производительность с минимальной погрешностью равна производительности вытяжного вентилятора.
• Воздухозабор из подвала (сухого и расположенного ниже уровня грунта) дал возможность сделать температуру приточного воздуха стабильной вне зависимости от погоды . Температура грунта ниже точки промерзания держится на уровне +10 — +14 градусов.

• Эксплуатационные расходы пренебрежимо малы . Приведем таблицу зависимости потребляемой вентилятором мощности от его производительности.

Реализация

Реализация схемы своими руками потребовала минимального расхода времени и средств.

• Приток воздуха организован в жилых комнатах. Отверстия в полу закрыты решетками с сетками для защиты от насекомых.

• Вытяжные решетки установлены в гипсокартон, закрывающий канал между ригелем и стеной.
• Из канала на улицу пробито отверстие, в которое установлена вытяжная труба с канальным вентилятором и зонтиком для защиты от дождя и снега. Труба запенена и зашпаклевана; вентилятор снабжен выносным выключателем.

Общие расходы составили около 1500 рублей. Уровень влажности в доме стабилизировался на комфортном уровне; температура зимой при выключенном отоплении составляет не менее +12С.

Заключение

Надеемся, что наш миниатюрный обзор способов организации вентиляции окажется полезным читателю.

Как обычно, видео в этой статье содержит дополнительные тематические материалы. Успехов!

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

Виды вентиляции

Естественная воздухообменная система

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

Классификация вентиляции по назначению:

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

Приточные системы

Приточная вентиляция

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

Разновидности устройств для подачи воздуха в дом:

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

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

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

Вытяжные системы

Вытяжная принудительная вентиляция

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

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

Правила установки вытяжной трубы:

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

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

Приточно-вытяжная вентиляция

Естественная приточно-вытяжная система

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

Наборные и моноблочные установки

Элементы наборной вентиляции

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

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

Переток воздуха

Правильно организованный воздухообмен

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

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

Системы с рекуперацией

Вентиляционная система с рекуперацией

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

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

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

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

Описание:

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

Естественная вентиляция жилых зданий

Е. Х. Китайцева , доценты МГСУ

Е. Г. Малявина , доценты МГСУ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Формирование воздушных потоков в многоэтажном здании

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

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

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

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

Варианты размещения аэромата

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключение

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

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

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

Еще статьи на эту тему:

Как сделать так, чтобы в доме было свежо, тепло и сухо, без сквозняков и пыли?

В частных домах повсеместное распространение получила система естественной вентиляции, в которой перемещение воздуха обусловлено разностью температур воздуха в помещении и на улице. Популярность естественной вентиляции объясняется простотой конструкции системы и её дешевизной.

Как правило, простое и дешевое – не самое эффективное и выгодное. В странах, где люди больше заботятся о своем здоровье и считают затраты на содержание жилья, в частных домах получили большое распространение различные системы принудительной вентиляции.

В частных домах применяют следующие системы принудительной вентиляции:

• Принудительную вытяжную вентиляцию , когда удаление воздуха из помещений дома производится принудительно, а приток воздуха с улицы происходит естественным путем, через приточные клапаны.
• Принудительную приточно-вытяжную вентиляцию , в которой и приток и удаление воздуха в помещения дома выполняется принудительно.

Принудительная вентиляция может быть местной (распределенной) или централизованной. В местной системе принудительной вентиляции электрические вентиляторы устанавливают в каждом помещении дома, где это необходимо. В централизованной системе принудительной вентиляции вентиляторы находятся в одном блоке вентиляции, который трубами соединяют с помещениями дома.

Система естественной вентиляции в частном доме — особенности и недостатки

Система естественной вентиляции в частном доме представляет собой вертикальные каналы, которые начинаются в вентилируемом помещении и заканчиваются выше конька крыши.

Движение воздуха вверх по каналам происходит под действием сил (тяги), вызванных разностью температур воздуха на входе и выходе канала. Теплый воздух в помещении легче холодного на улице.

На тягу в канале вентиляции оказывает влияние также и ветер, который может как усиливать, так и уменьшать тягу. Сила тяги зависит и от других факторов: высоты и сечения вентканала, наличия поворотов и сужений, теплоизоляции канала и др.

Схема вентиляции помещений в многоэтажном частном доме

По строительным правилам канал естественной вентиляции должен обеспечивать нормативный воздухообмен при температуре наружного воздуха +5 о С , без учета воздействия ветра.

Летом, при температуре воздуха на улице выше указанной, воздухообмен ухудшается. Циркуляция воздуха через каналы естественной вентиляции практически полностью прекращается при температуре наружного воздуха выше +15 о С .

Зимой, чем холоднее на улице, тем сильнее тяга и выше . Потери тепла зимой через систему естественной вентиляции по некоторым оценкам могут достигать 40% от всех теплопотерь дома.

В домах каналы естественной вентиляции обычно выходят из помещений кухни, санузлов, котельной и гардеробных. Дополнительные каналы устраивают для вентиляции подвала или , для устройства .

На верхних этажах частного дома также часто требуется устраивать дополнительные каналы естественной вентиляции из жилых комнат, чтобы обеспечить требуемый нормами воздухообмен.

В помещениях мансарды естественная вентиляция, как правило, не может обеспечить требуемый воздухообмен из-за недостатка тяги в вентканалах малой высоты.

Нормы естественной вентиляции

Российские строительные правила СП 55.13330.2011 «Дома жилые одноквартирные», пункт 8.4. требуют:

Минимальная производительность системы вентиляции дома в режиме обслуживания должна определяться из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение часа в помещениях с постоянным пребыванием людей.

Из кухни в режиме обслуживания должно удаляться не менее 60 м 3 воздуха в час, из ванны, уборной – 25 м 3 воздуха в час.

Кратность воздухообмена в других помещениях, а также во всех вентилируемых помещениях в нерабочем режиме должна составлять не менее 0,2 объема помещения в час.

Помещение с постоянным пребыванием людей — это помещение, в котором предусмотрено пребывание людей не менее 2 часов непрерывно или 6 часов суммарно в течении суток

Для сравнения приведу требования к производительности вентиляции в многоквартирном доме, как минимум:

Указанная в нормах величина воздухообмена должна обеспечиваться для расчетных условий: температура наружного воздуха +5 о С , и температуры внутреннего воздуха помещения в холодный период года, (для жилых помещений +22 о С ) .

Поступление наружного воздуха в помещения следует предусматривать через специальные приточные устройства в наружных стенах или окнах.

Для квартир и помещений, в которых при температуре наружного воздуха +5 °С удаление нормируемого расхода воздуха не обеспечивается, следует предусматривать механическую вытяжную вентиляцию.

Механическую вентиляцию с частичным использованием систем естественной вентиляции для притока или удаления воздуха (смешанную вентиляцию) следует также предусматривать в периоды года, когда параметры микроклимата и качество воздуха не могут быть обеспечены естественной вентиляцией.

Например, при температуре наружного воздуха выше +5 о С, производительность каналов естественной вентиляции снижается. В этом случае допускается в помещениях с окнами увеличивать воздухообмен путем открытия окон, форточек и фрамуг. В помещениях без окон следует предусматривать механическую принудительную вытяжную вентиляцию.

Система естественной вентиляции в частном доме работает следующим образом

В старых домах, квартирах свежий воздух с улицы проникает в жилые комнаты через неплотности в деревянных окнах , затем через переточные отверстия в дверях (обычно щель между краем двери и полом) доходит до кухни и санузлов и выходит в канал естественной вентиляции.

Основное назначение такой вентиляции – это удаление продуктов горения газа, влаги и запахов из кухни и санузлов. Жилые комнаты в такой системе вентилируются недостаточно. В комнатах для проветривания приходится открывать форточки.

В случае применения в доме современных герметичных конструкций окон, для притока свежего воздуха необходимо устанавливать в наружных стенах комнат или в окнах специальные приточные клапаны.

Часто приточные клапаны не делают даже в новых домах. Для притока воздуха приходится постоянно держать приоткрытыми створки окон , в лучшем случае, устанавливая для этого на окна фурнитуру «микропроветривания». (Сначала выбираем и платим деньги за герметичные окна с несколькими уровнями уплотнений для защиты от холода, шума и пыли, а затем держим их постоянно приоткрытыми!? :-?)

Также часто можно видеть, как в помещениях дома устанавливают герметичные двери, без щели у пола или другого отверстия для прохода воздуха. Установка герметичных дверей перекрывает естественную циркуляцию воздуха между помещениями дома.

Многие даже не подозревают о необходимости обеспечить постоянный приток свежего воздуха в комнаты и циркуляцию воздуха между помещениями. Установив пластиковые окна и герметичные двери, так и живут в духоте, с конденсатом и плесенью. А в воздухе помещений повышенная концентрация смертельно опасных газов — и коварного .

Недостатки естественной вентиляции

Все эти открытые форточки, приоткрытые створки, щели в окнах, отверстия-клапаны в наружных стенах и окнах, являются причиной сквозняков, служат источником уличной пыли, аллергенной пыльцы растений, насекомых и уличного шума.

Главный недостаток естественной вентиляции в наших домах — отсутствие контроля и регулирования количества подаваемого и удаляемого из помещений воздуха.

В результате, нередко в доме душно, повышенная влажность воздуха, выпадает конденсат на окнах и в других местах, появляется грибок и плесень. Обычно, это говорит о том, что вентиляция не справляется со своей задачей — удалять, выделяемые в воздух помещения, загрязнения и избыточную влагу. Количество уходящего через вентиляцию воздуха явно недостаточно.

В других домах зимой чаще наоборот, воздух очень сухой с относительной влажностью менее 30% (комфортная влажность 40-60%). Это свидетельствует о том, что через вентиляцию уходит слишком много воздуха. Поступающий в дом морозный сухой воздух не успевает насытиться влагой и сразу уходит в вентканал. А с воздухом уходит и тепло. Получаем дискомфорт микроклимата помещений и потери тепла .

В летнее время тяга в канале естественной вентиляции уменьшается, вплоть до полного прекращения движения воздуха в канале. Комнаты в этом случае проветривают, открывая окна. Другие помещения без окон, например, ванную, туалет, гардеробную таким способом проветривать не получится. В таких помещениях, которые летом остаются без вентиляции, легко и быстро скапливается влажный воздух , а затем появляется, запах, грибок и плесень.

Как улучшить работу естественной вентиляции

Работу естественной вентиляции можно сделать более экономной, если на входе в вентканал установить автоматический клапан, управляемый датчиком влажности. Степень открывания клапана будет зависеть от влажности воздуха в помещении — чем выше влажность, тем больше открыт клапан.

В комнатах устанавливают приточные клапаны, управляемые датчиком температуры наружного воздуха. С понижением температуры плотность воздуха увеличивается и клапан необходимо прикрывать, чтобы исключить поступление в помещение избыточного количества холодного воздуха.

Автоматизация работы клапанов позволит сократить потери тепла с уходящим через вентиляцию воздухом на 20-30%, а общие теплопотери дома на 7-10%.

Следует понимать, что такая местная автоматизация работы каждого отдельного клапана не сможет устранить в полной мере недостатки естественной системы вентиляции в доме. Установка автоматических клапанов лишь немного улучшит работу вентиляции, особенно в зимнее время.

Можно, как минимум, установить на приточных и вытяжных каналах регулируемые решетки и клапаны, и регулировать их вручную , хотя бы два раза в год. На зимний период прикрывают, а с наступлением тепла вытяжные решетки и приточные клапаны открывают полностью.

Строительные правила допускают кратность воздухообмена в нерабочем режиме помещений снижать до 0,2 объема помещения в час, т.е. в пять раз. В доме всегда найдутся редко используемые помещения. Особенно, на верхних этажах дома. Зимой обязательно закрывайте клапаны вентиляции в редко используемых помещениях.

Проветриватель в наружной стене обеспечивает принудительный приток воздуха в помещение. Мощность вентилятора всего 3 -7 Вт .

По сравнению с приточным клапаном проветриватель имеет следующие преимущества:

• Объем поступающего с улицы воздуха ограничивается лишь мощностью вентилятора.
• Создают в помещении избыточное давление, благодаря чему в домах и квартирах с плохо функционирующим каналом вытяжной вентиляции увеличивается воздухообмен, а также исключается подсос загрязненного воздуха из соседних помещений и подвала.
• Снижают зависимость работы естественной вентиляции от климатических факторов.
• Достижима глубокая очистка воздуха от пыли, аллергенов и запахов в результате применения более эффективных фильтров с высоким аэродинамическим сопротивлением.
• Обеспечивают лучшую .

Проветриватели, оснащенные электронной системой климат-контроля, подогревом воздуха, особыми фильтрами часто называют бризерами.

В продаже имеются недорогие электронные приборы для домашнего использования, которые измеряют влажность воздуха. Повесьте такой прибор на стену и регулируйте пропускную способность каналов вентиляции, ориентируясь на показания прибора. Поддерживайте оптимальную влажность воздуха в жилых помещениях 40-60%.

Проверьте наличие и размеры вентиляционных отверстий для перемещения воздуха между помещениями в доме. Площадь переточного отверстия для выхода воздуха из жилой комнаты должна быть не менее 200см 2 . Обычно оставляют щель между краем двери и полом в комнате высотой 2-3см .

Переточное отверстие для входа воздуха на кухню, ванную или в другое помещение, оснащенное вентиляционным вытяжным каналом, должно быть площадью не менее 800 см 2 . Здесь лучше установить вентиляционную решетку в нижней части двери или внутренней стены помещения.

Перемещаясь из комнаты к помещению с вентканалом, воздух должен проходить не более чем через два переточных отверстия (две двери).

Вентиляционные каналы, которые проходят через неотапливаемое помещение (чердак) должны быть утеплены. Быстрое охлаждение воздуха в канале уменьшает тягу и приводит к выпадению конденсата из удаляемого воздуха. Трасса канала естественной вентиляции не должна иметь горизонтальных участков, которые также снижают тягу.

Вентилятор в канале естественной вентиляции

Для улучшения работы естественной вентиляции устанавливают кухонные вытяжки, а также электрические вентиляторы на входе вентканалов. Такие вентиляторы пригодны лишь для кратковременной и интенсивной вентиляции помещений в период значительных выделений влаги и загрязнений. Вентиляторы сильно шумят, их производительность, а значит и электропотребление, превышает величины, необходимые для постоянного проветривания.

Следует заметить, что установка вентилятора в существующий канал естественной вентиляции уменьшает просвет канала. Авторотация лопастей (вращение под напором набегающего воздуха лопастей не работающего вентилятора) еще больше увеличивает аэродинамическое сопротивление канала. В результате, установка вентилятора заметно уменьшает силу естественной тяги в канале.

Аналогичная ситуация — когда кухонную вытяжку над плитой присоединяют к единственному на кухне каналу естественной вентиляции.

Фильтры, клапаны и вентилятор в кухонной вытяжке практически перекрывают естественную тягу в канале вентиляции. Кухня с выключенной вытяжкой остается без вентиляции, что ухудшает воздухообмен во всем доме.

Чтобы исправить ситуацию, в воздуховод между каналом естественной вентиляции и кухонной вытяжкой рекомендуется помещать тройник с обратным клапаном на боковом отводе. При не работающей вытяжке обратный клапан открывается, обеспечивая свободный проход воздуха из помещения кухни в канал вентиляции.

При включении кухонной вытяжки на улицу выбрасывается большое количество теплого воздуха с единственной целью — удалить запахи и другие загрязнения, которые образуются над кухонной плитой.

Для исключения потерь тепла рекомендуется устанавливать над кухонной плитой зонт, оснащенный вентилятором, фильтрами и поглотителями запахов для глубокой очистки воздуха. После фильтрации, очищенный от запахов и загрязнений воздух направляется обратно в помещение. Такой зонт часто называют фильтрующей вытяжкой с рециркуляцией. Следует учитывать, что экономия от снижения расходов на отопление несколько нивелируется, из-за необходимости периодической замены фильтров в вытяжке.

В продаже имеются вентиляторы, управляемые датчиком влажности . Вентилятор включается при достижении определенного порога влажности в помещении и отключается при её снижении. Все указанные выше особенности работы вентиляторов в системе естественной вентиляции сохраняются и при работе с датчиком влажности.

Работа вентилятора в любом случае приводит лишь к увеличению тяги в вентканале и к снижению влажности в помещении. Но он не способен ограничивать естественную тягу, препятствуя излишней сухости воздуха и потерям тепла зимой.

Кроме того, в системе естественной вентиляции согласованно работают несколько элементов, расположенных в разных частях дома — приточные клапаны, вытяжные каналы, переточные решетки между помещениями.

Включение вентилятора в одном из каналов часто приводит к нарушению режима работы других элементов системы. Например, приточные клапаны в доме часто не могут пропустить необходимое для работы вентилятора резко возросшее количество воздуха. В результате, при включении вытяжки на кухне, опрокидывается тяга в вытяжном канале в ванной комнате — воздух с улицы начинает поступать в дом через вытяжной канал в ванной.

Естественная вентиляция в частном доме — это система:

• простая и дешевая в монтаже;
• не имеет каких-либо механизмов, требующих электропривода;
• надежная, не ломается;
• очень дешевая в эксплуатации — расходы связаны только с необходимостью выполнения периодических осмотров и чисток вентиляционных каналов;
• не шумит;
• эффективность ее работы сильно зависит от атмосферных условий – большую часть времени вентиляция работает не в оптимальном режиме;
• имеет ограниченную возможность регулировки ее производительности, только в сторону снижения воздухообмена;
• зимой работа системы естественной вентиляции приводит к значительным теплопотерям;
• летом система вентиляции не работает, вентиляция помещений возможна только через открытые окна, форточки;
• отсутствует возможность подготовки воздуха, подаваемого в помещение — фильтрации, подогрева или охлаждения, изменения влажности;
• не обеспечивает необходимого комфорта (воздухообмена) – что является причиной духоты, сырости (грибков, плесени) и сквозняков, а также служит источником уличной пыли (пыльцы растений) и насекомых, снижает звукоизоляцию помещений.

Вентиляция верхних этажей многоэтажного частного дома

В многоэтажном доме, как в большом канале вентиляции, существует естественная тяга, под действием которой воздух с первого этажа устремляется вверх по просвету лестниц, на верхние этажи .

Если не предпринимать никаких мер, то на верхних этажах дома будем всегда иметь духоту и повышенную влажность, а в доме перепад температур между этажами.

Существует два варианта устройства естественной вентиляции верхних этажей дома.

Читайте:

Вентиляция в деревянном доме

Интересно, что традиционные для России дома со стенами из бревна или бруса не имеют специальных устройств для вентиляции . Вентиляция помещений в таких домах происходит за счет стен («дышащие стены»), перекрытий и окон, а также в результате перемещения воздуха через дымоход при топке печи.

В конструкциях современного деревянного дома все чаще применяют различные способы герметизации — машинное профилирование сопрягаемых поверхностей бревен и брусьев, герметики для межвенцовых швов, паронепроницаемые и ветрозащитные пленки в перекрытиях, герметичные окна. Стены дома обшивают и утепляют, обрабатывают различными ядовитыми составами.

В комнатах дома, как правило, нет печей.

Система вентиляции в таких современных деревянных домах просто необходима.

Вентиляция гардеробных и кладовок

В гардеробной комнате, кладовке обязательно должна быть сделана вентиляция. Без вентиляции в помещениях появится запах, повысится влажность и даже может появиться на стенах конденсат, грибок и плесень.

Схема естественной вентиляции этих помещений должна исключать поступление воздуха из гардеробной комнаты или кладовки в жилые комнаты.

Если двери этих помещений выходят в коридор, холл или кухню, то помещения вентилируются так же, как вентилируются жилые комнаты в доме. Для притока свежего воздуха с улицы, в окне (если оно есть) или в стене размещают приточный клапан. В двери гардеробной, кладовки оставляют щель внизу, между дверью и полом, или делают другое отверстие для прохода воздуха, например, в нижнюю часть двери вставляют вентиляционную решетку.

Свежий воздух поступает в помещение гардеробной или кладовки через приточный клапан, затем уходит через отверстие в двери в коридор, и далее направляется на кухню, в вытяжной канал естественной вентиляции дома.

Между помещением гардеробной или кладовки и помещением, где имеется канал естественной вентиляции должно быть на более двух дверей.

Если двери гардеробной выходят в жилую комнату, то движение воздуха для вентиляции гардеробной следует организовать в противоположном направлении — из жилой комнаты, через отверстие в двери, в вентиляционный канал гардеробной. В этом варианте гардеробную комнату оснащают каналом естественной вентиляции.

Вентиляция в Вашем городе

Вентиляция

Вентиляция частного дома. Воздушные потоки в доме — видео:

Цель вентиляции — улучшить качество воздуха в доме. Существует конфликт между необходимостью улучшения качества воздуха и минимизации расходов на устройство современной вентиляции и сокращения потребления ею энергии.

Между тем, вентиляция — не единственный способ улучшить качество воздуха в помещении. Наиболее важным является контроль источников загрязнения воздуха. Речь идет о повседневных привычках, таких как запрет на курение в комнате, забота о том, чтобы бактерии и грибы не размножались в квартире.

Качество воздуха в доме явно зависит от того, применены ли для строительства материалы с низким уровнем вредных выделений. Природные материалы, такие как древесина, камень или стекло, считаются в первую очередь такими.

При разумном выборе материалов на стадии строительства, хорошее качество домашнего воздуха может поддерживаться, даже если установлена ​​менее дорогая и энергоемкая система вентиляции.

Еще статьи на эту тему: