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.
|
| 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
|
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.
|
| 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”
