Организация естественного воздухообмена в современных зданиях

0

В последние годы вопросы, связанные с организацией естественного воздухообмена
в современных зданиях все больше становятся объектом внимания не только специалистов
в области вентиляции и кондиционирования воздуха, но и проектировщиков, строителей,
производителей современных окон.

 

Рис.1. Результаты
натурных замеров расхода воздуха через окна различного конструктивного
решения (размерами 1,1х1,8 м): 1 — из ПВХ-профилей
фирмы “Brugmann”; 2 — из клееной древесины с двумя контурами уплотнения;
3 — в раздельных деревянных переплетах без уплотнения притворов; 4 — из
ПВХ-профилей с приточным вентиляционным устройством фирмы “Titon” модели
“VARIGLASE”; 5 — в деревянных переплетах с приточным вентиляционным устройством
фирмы “Titon” модели “SM 4000 S VENT”

 

Причина подобного внимания обусловлена участившимися случаями нарушения санитарно-гигиенических
условий эксплуатации зданий: повышением относительной влажности внутреннего
воздуха, появлением сырости и плесени на участках с ограждающими конструкциями
и пониженной температурой внутренней поверхности, выпадением обильного конденсата
на поверхности окон и оконных откосов.

Увеличить
Рис.2. Распределение
температур в приоконной зоне при открытой створке окна из ПВХ-профилей
фирмы “Brugmann”.

Основная причина заключается в том, что современные ограждающие конструкции,
и прежде всего окна, характеризуются высоким сопротивлением воздухопроницанию
(это относится как окнам из ПВХ-профилей, клееной древесины, так и традиционным
деревянным окнам с несколькими контурами уплотнения). С одной стороны данное
свойство бесспорно является положительным качеством, поскольку окна практически
не продуваются при сильном ветре и в холодный период года не происходит чрезмерных
теплопотерь на нагрев инфильтрационного воздуха. Но с другой стороны, высокая
герметичность ограждающих конструкций приводит к уменьшению естественного воздухообмена
помещений (до последнего времени окна являлись основным источником притока
воздуха) и, как следствие, к повышению относительной влажности воздуха со всеми
вытекающими последствиями.

Особенно ярко эта проблема проявляется в квартирах с высокой плотностью заселения
и на верхних этажах многоэтажных зданий, где вытяжка работает наименее эффективно.
Даже установка в вентиляционных каналах вытяжных вентиляторов не улучшает ситуации,
поскольку приток свежего воздуха в нужном количестве не обеспечивается.

В качестве примера на рис.1 приведены результаты испытаний окон различного
конструктивного решения в натурных условиях. Для сравнения на этом же рисунке
показаны требуемые значения воздухообмена в жилых зданиях и результаты испытания
старых деревянных окон без герметизации оконных притворов. Сопоставление фактических
и требуемых воздухообменов показывает, что разница составляет 10–15 раз.

Расход воздуха через окно L=180 м3ч, температура наружного воздуха
tн=–23,4°С, температура внутреннего воздуха tв =
+21,2°С

 

№п/п Режим проветривания Индекс изоляции воздушного шума, дBs
1 Окно закрыто 34
2 Створка окна открыта в режиме щелевого проветривания 18
3 Створка окна открыта в режиме проветривания 9
4 Створка окна закрыта, открыт клапан приточного
устройства фирмы “Titon” модель “Variglase”
22
5 Створка окна закрыта, открыт клапан приточного устройства фирмы
“Titon” модель “SM 4000 S VENT”)
25

 

Традиционный подход, заключающийся в периодическом.проветривании помещений
через открывающие створки или форточки окон (рекомендуемый кстати многими оконными
фирмами своим покупателям), представляется малоэффективным, поскольку приводит
к нарушению температурного режима помещений в приоконной зоне (см. рис.2),
ухудшению звукоизоляции помещений, что особенно актуально для квартир выходящих
на транспортные магистрали (см. табл.1), повышает опасность проникновения в
квартиру при открытом окне. Более того, подобный режим проветривания неизбежно
приводит к периодическим колебаниям температуры и влажности воздуха в помещениях.

 

Рис.3. Внешний
вид приточного вентиляционного устройства фирмы “Titon” (модель “VARIGLASE”).

 

Бесспорно, что кардинальное решение проблемы могло бы дать устройство систем
центрального кондиционирования воздуха или воздушного отопления. Однако реализация
этих систем в массовом жилищном строительстве является пока проблематичной.

Увеличить
Рис.4. Распределение
температур в приоконной зоне окна из ПВХ-профилей фирмы “Brugmann” с
приточным вентиляционным устройством “Titon” (модель “VARIGLASE”). Клапан
устройства открыт, расход воздуха L = 70 м3/ч, температура
наружного воздуха tн = –17,5°С, средняя температура внутреннего
воздуха tвср = +20,4°С (15.01.2000 г.)

В настоящее время решение проблемы организации естественного воздухообмена
в жилых и общественных зданиях представляется не столько в оптимизации сопротивления
воздухопроницанию окон за счет устройства шлицов, отверстий в уплотнителях
и т.п., сколько в использовании приточных вентиляционных устройств, обеспечивающих
регулируемый приток свежего воздуха в помещения.

В этом отношении наибольший интерес представляют разработки фирм “Titon”,
“Sigenia”, “Renson”, “Aereco” с регулируемыми клапанами, устанавливаемыми между
оконным переплетом и стеклопакетом или монтируемых непосредственно в оконной
коробке.

Конструктивное решение этих устройств, как правило, включает корпус из жесткого
поливинилхлорида или алюминия с термовставками, вентиляционную щель (приточное
отверстие), снабженную защитной сеткой, и клапан с механическим регулированием
притока свежего воздуха. В качестве примера на рис.3 представлен внешний вид
одного из устройств (модель “VARIGLASE”), предлагаемого фирмой “Titon”.

Анализ результатов натурных испытаний различных вентиляционных устройств (“Titon”,
“Brugmann”, “Aereco” и др.) в климатических условиях Западной Сибири, в том
числе испытаний в климатической камере при температурах наружного воздуха до
—40°С, позволил отметить как ряд положительных, так и негативных качеств
известных приточных устройств, а также показал необходимость их адаптации и
доработки конструктивного решения при использовании в районах с суровыми климатическими
условиями.

В качестве примера можно привести результаты комплексных теплофизических испытаний
приточных устройств фирмы “Titon”. Анализ результатов показал:

  • приточные вентиляционные устройства с регулируемыми клапанами в состоянии
    обеспечить требуемый воздухообмен в помещениях жилых и общественных зданий,
    оборудованных вытяжной системой вентиляции (см. рис.1);
  • индекс изоляции воздушного шума окон с приточными устройствами при открытых
    клапанах снижается на 9–12 дБ, что позволяет рекомендовать их к применению
    даже на магистралях с уровнем транспорт ного шума до 60 дБ (см. табл.1);
    для сравнения: открытие створки окна в режиме щелевого проветривания снижает
    индекс
    изоляции воздушного шума окна на 16 дБ, открытие створки в режиме полного
    проветривания (режим вертикального откидывания) — на 25 дБ;
  • при установке приточного устройства в верхней части окна его влияние
    на температурный режим приоконной зоны ограничивается оконной нишей и, вследствие
    смешивания приточного воздуха с теплым воздухом помещения, не оказывает
    существенного
    влияния на температурный режим рабочей зоны помещений (см. рис.4);
  • постоянный приток свежего воздуха через приточные устройства, поступающего
    в помещение, исключает резкие колебания температуры и влажности воздуха
    в помещении, неизбежные при проветривании через форточки или открывающиеся
    створки окна.
    Кроме того, поток свежего сухого воздуха, опускающийся вдоль остекления,
    обуславливает снижение вероятности выпадения конденсата непосредственно на
    конструктивных
    элементах окна.

Однако в процессе испытаний был отмечен и ряд негативных моментов. В частности:

  • относительно низкая температура на поверхности приточного устройства
    и при открытом, и при закрытом клапане;
  • резкие колебания расхода воздуха при изменении ветровых давлений (при
    открытом клапане).

Однако эти же недостатки имеют открытые окна или приоткрытые створки в режиме
проветривания.

Необходимо подчеркнуть еще один существеннейший аспект данной проблемы. Структура
теплопотерь современных зданий с высоким уровнем теплозащитных качеств ограждающих
конструкций характеризуется высокой долей затрат тепла на подогрев приточного
вентиляционного воздуха — до 50–60 % от общих теплопотерь (причем практически
независимо от того, каким образом воздух подается в помещение — через неплотности,
форточки или приточные устройства). Возможность регулирования притока воздуха,
вплоть до его полного исключения при закрытии клапанов приточных устройств,
позволяет существенно сократить затраты тепла на поддержание заданных параметров
микроклимата в помещениях. Экономия тепловой энергии в результате регулирования
воздухообмена, может оказаться гораздо выше, и быть достигнута более простыми
средствами, чем прямое повышение теплозащитных качеств отдельных конструктивных
элементов здания.

 

Рис.5. Пример расположения приточных устройств в двухкомнатной
квартире с зонированием помещений по чистоте воздуха

 

Возможная схема размещения приточных устройств, обеспечивающая регулируемый
воздухообмен с зонированием помещений по чистоте воздуха и исключающая перетекание
загрязненного воздуха из кухни и санузлов в жилые помещения представлена на
примере двухкомнатной квартиры (см. рис.5).

Статья подготовлена сотрудниками ООО “Политерм”

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here