САНАТОРИИ

Вентиляция многоэтажных жилых зданий

Решения по вентиляции многоэтажных жилых зданий
(Из опыта Германии, Франции, Финляндии и Москвы)
В.И. Ливчак, канд.
техн. наук, начальник отдела Мосгосэкспертизы
До оборудования наших зданий типовых серий окнами, изготовленными по европейской технологии, проблема заключалась в избыточности воздухообмена в помещениях квартиры из-за большой воздухопроницаемости оконных проемов и, соответственно, в перерасходе тепла на отопление. У нас применялась естественная система вытяжной вентиляции под действием гравитационного напора, создаваемого разницей объемных весов наружного воздуха, более тяжелого, и внутреннего, более легкого. Благодаря применению теплого 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.
В подтверждение сказанного на рис. 1, по данным немецких источников, показаны диапазоны изменения расчетной 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 проемах 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.
высотным зданиям относятся дома выше 15 этажей, в которых, как правило, имеются технические этажи, разбивающие здание по высоте на зоны высотой до 10-12 этажей.
Технические этажи имеют герметические перекрытия и перегородки с герметическими дверями на лестничной клетке, препятствующие перетеканию воздуха из этажей нижележащей зоны в этажи вышерасположенной зоны.
Большая высота здания и его планировочные и эксплуатационные особенности оказывают существенное влияние на работу вентиляции. К числу основных факторов, которые должны учитываться при проектировании высотных жилых домов, относятся следующие:
1. Возможность усиленного перетекания воздуха зимой из нижних этажей в верхние вследствие большой высоты здания и влияния расположенных друг над другом зон. Это положение создает увеличенную инфильтрацию наружного воздуха в нижние этажи зоны.
Был также проведен эксперимент в здании П-44Т/1-17 в Москве на Хорошевском шоссе. В ходе этого эксперимента над секционной вытяжной шахтой был установлен крышный вентилятор, однако уровень шума, возникающего при работе вентилятора, превышал допустимый, и от внедрения этого решения в массовое строительство пришлось отказаться. В проекте рассмотренного выше экспериментального жилого здания серии И-521, в котором также был запроектирован крышный вентилятор, проектировщики, памятуя о высоком уровне шума и необходимости защиты окружающей среды, предусмотрели заключение крышного вентилятора в шумоглушащую камеру.
Одной из первых работ проектно-конструкторского технологического управления (ПКТУ) ОАО «ДСК-1», организованного 2001 году, было «Предложение по устройству приточно-вытяжной механической вентиляции с рекуперацией теплоты вытяжного воздуха в домах вентиляция многоэтажных жилых зданий П44Т/1-17».
В этой работе было показано, что капитальные затраты по устройству механической вентиляции в домах указанной серии могут окупиться за счет высвобождения дополнительных площадей, ранее занимаемых вентблоками (один вентблок занимает площадь примерно 0,5 м 2. что с учетом количества вентблоков в типовой секции, числа этажей и стоимости квадратного метра площади составляет достаточно существенную величину дополнительных средств, полученных за счет продажи высвобожденных площадей), и за счет уменьшения затрат тепловой энергии на отопление и вентиляцию. Оценка предполагаемого срока окупаемости показала, что он составит около двух лет, что позволяет отнести данное мероприятие к малозатратным.
Расчеты, выполненные в ходе данной работы, показали, что в здании серии П44Т/1-17 снижение затрат тепловой энергии за счет повышения теплозащиты наружных ограждающих конструкций снизило долю трансмиссионных теплопотерь в тепловом балансе одной секции до 42 %; расход тепловой энергии на подогрев наружного воздуха при этом сохранился, а доля его в общей структуре теплопотерь выросла до 55 %. Это показало, что дальнейшее повышение энергоэффективности за счет повышения теплозащиты наружных ограждающих конструкций нецелесообразно, оно возможно за счет утилизации теплоты вытяжного воздуха. Фактически утилизация теплоты вытяжного воздуха имеет место и в существующих в настоящее время зданиях с «теплым чердаком», однако КПД этой утилизации очень невелик (около 17 % в расчетном режиме) и может быть повышен только при применении механической вентиляции.
Воздухообмен одной секции здании серии П44Т/1-17 по вытяжке согласно СНиП 2.04.05-91 составляет Lвыт = 110 • 4 × × 17 = 7 480 м 3 /ч, где 110 – нормируемая вытяжка квартиры в м 3 /ч, 4 – число квартир на этаже, 17 – этажность здания. Согласно расчету, предусмотренный проектом теплоутилизатор позволяет утилизировать 77,4 кВт тепловой энергии и передать ее на нагрев приточного воздуха. Можно сопоставить эту величину с трансмиссионными теплопотерями вентиляция многоэтажных жилых зданий наружные стены секции, равными 49,175 кВт.
Здесь можно отметить, что, как сообщил В. И. Ливчак в своем докладе «Капитальный ремонт зданий. Проблемы гармонизации теплозащиты и теплопотребления» на симпозиуме в рамках выставки «Мир Климата–2010», на основании обследований систем отопления зданий строительства после 2000 года в декабре 2009 года и в январе 2010 года, ни утепление стен, ни применение энергоэффективных окон, ни установка термостатов на отопительных приборах не только не обеспечили энергосбережения, но даже привели к перерасходу теплоты. В частности, на домах серии П44Т/17 этот перерасход составил 40 %. Причина такого неожиданного явления состоит в том, что большой запас поверхности нагрева отопительных приборов позволил жильцам жить с открытыми окнами и тем самым обеспечить себе нормальную вентиляцию. Иными словами, недостаточная вентиляция квартир, обусловленная применением герметичных оконных блоков, заставила жильцов открывать окна для обеспечения притока, что стало возможным из-за завышения поверхности нагрева отопительных приборов, но привело к «сбросу» теплоты на улицу. Представляется, что, помимо очевидных мер по перенастройки узлов управления и т. д. решение проблемы «перетопов» должно быть решено и в области нормализации работы вентиляции: обеспечении гарантированного притока, регулировании воздухообмена «по потребности» (в зависимости от режима эксплуатации помещений), утилизации теплоты удаляемого воздуха. К сожалению, в настоящее время в практике массового жилищного строительства и капитального ремонта решению этих проблем уделяется мало внимания.
Рисунок 2.
Схема размещения оборудования при организации приточно-вытяжной вентиляции с утилизацией теплоты вытяжного воздуха в жилом здании серии П44Т/1-17
В рассматриваемом проекте предполагалось устройства приточно-вытяжной механической вентиляции с рекуперацией теплоты вытяжного воздуха в домах серии П44Т/1-17, приточно-вытяжную установку с рекуператором разместить на чердаке здания, центральную вытяжную шахту и поддон под нее при этом ликвидировать, а поддержание температуры на уровне +15 °С обеспечивать системой отопления. Для подачи приточного воздуха в жилые комнаты квартир и вытяжки из санузлов и кухонь применяются воздуховоды из оцинкованной тонколистовой стали, прокладываемые по чердаку, далее вертикальными каналами из оцинкованной тонколистовой стали с обкладкой гипсокартоном для обеспечения нормативной огнестойкости, затем в подшивном потолке в коридорах квартир. Вентблоки БВ-49 при этом не используются.
Теплообмен между вытяжным и приточным воздухом осуществляется в пластинчатом рекуператоре при температуре наружного воздуха в пределах от –16,7 до +20 °С; при температурах наружного воздуха выше и ниже этого диапазона вытяжной и приточный воздух транспортируются в обход рекуператора.
Как выбросной, так и наружный воздух подвергаются очистке в секциях фильтров; догрев приточного воздуха после рекуператора осуществляется в секции нагрева. Работа рекуператора автоматизирована: переключение режимов работы происходит автоматически. Забор воздуха осуществляется сверху, выброс также вверху, на противоположный фасад для предотвращения загрязнения приточного воздуха. Для обеспечения требуемых уровней шума в квартирах при работе механической вентиляции на воздуховодах на чердаке устанавливаются трубчатые шумоглушители. Схема размещения оборудования приведена на рис. 2, 3.
Однако комбинат не мог пойти на удорожание строительства, так как снижение эксплуатационных расходов за счет снижения энергопотребления никоим образом не компенсирует повышения капитальных затрат (удорожание проекта). Здесь, как и во многих других случаях, выбор того или иного технического решения определяется тем обстоятельством, что капитальные затраты несет одна организация, а эксплуатационные расходы – совершенно другая. В связи с этим заказчику совершенно невыгодно вкладывать дополнительные средства в энергосбережение: он все равно не получит никакой прибыли за счет снижения расходов, поскольку эти расходы осуществляет уже совсем другая организация.
Попытки на верхних этажах зданий устанавливать бытовые вентиляторы в вытяжные проемы туалетов, ванных комнат, кухонь не привели к серьезному улучшению работы вентиляции, так же, как и устройство центральных систем вытяжной механической вентиляции. Из-за несбалансированности объемов приточного и вытяжного воздуха эти системы работают неустойчиво.
Регулирование объемов приточного воздуха с помощью открывания фрамуг стабилизирует работу системы вентиляции, но часто приводит к выхолаживанию нижней зоны помещений.
Более устойчиво работают системы центральной приточной механической вентиляции с вытяжной — естественной, но и они не лишены недостатков, связанных с ограничениями индивидуального регулирования воздухообмена и перерасходом тепла.
Сформулируем основные положения, которые, по нашему мнению, должны определять подходы к системам вентиляции многоэтажных жилых зданий:
Система вентиляции — один из основных факторов инженерного обеспечения зданий, который определяет комфортность среды обитания и здоровье жителей.
Расход теплоты на вентиляцию современных квартир соизмерим, а в ряде случаев превышает трансмиссионные теплопотери жилых зданий.
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.
Рис. 1. 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.
Рис. 2. Варианты размещения аэромата

Комментарии

Тема: Детали вентиляции
Опубликовано Илья Тюфтий в 14:38

вентиляция липецк
Разрежение в пределах всасывающего факела незначительно.
______________________________________________________________

Оставить комментарий

  © ВЕНТИЛЯЦИЯ РОССИИ. Все права защищены..