Вентиляция и стандарты НП «АВОК»

Е. О. Шилькрот, вице-президент НП «АВОК», зав. лаб. ОАО «ЦНИИПромзданий»

Вентиляция — основное коллективное средство обеспечения здоровья и жизни людей дома, на работе, на отдыхе. Человек может прожить без пищи около месяца, без воды несколько дней. Без воздуха человек может прожить только несколько минут.

Проблемы вентиляции, организации воздухообмена в зданиях и помещениях любого назначения непосредственно связаны с проблемой рационального использования энергетических ресурсов. По данным «СантехНИИпроекта» на вентиляцию в производственных зданиях затрачивается энергии в 5—10 раз больше, чем на отопление. Чуть меньше это соотношение для общественных зданий. Даже в жилых домах в настоящее время расход тепла на вентиляцию превышает расход тепла на отопление.

В СССР были выполнены фундаментальные и прикладные исследования систем вентиляции. В большинстве случаев результаты этих исследований находили отражение в нормативно-методических документах, разрабатываемых научно-исследовательскими и проектными институтами. Достаточно вспомнить серию рекомендаций А3, выпущенных «Сантехпроектом», пособия к СНиП «Промстройпроекта», рекомендации ЦНИИЭП инженерного оборудования, «ЦНИИПромзданий», «Проектпромвентиляции», институтов ВЦСПС и т. п., чтобы представить, какой был широкий набор материалов.

Сегодня большинство из этих документов нуждаются в существенной корректировке, но даже «старые» материалы практически недоступны широкому кругу специалистов. Проектные организации в первую очередь испытывают явный недостаток в нормативно-методических документах: рекомендациях по применению и расчету систем и подбору оборудования, в т. ч. как для новых, так и для традиционных систем и оборудования, представленных сегодня на рынке.

Журнал «АВОК» и ряд аналогичных изданий, конечно, не могут компенсировать потребностей в нормативно-методических документах.

Вопрос о нормах стал особенно острым с введением в действие Федерального закона о техническом регулировании [1]. Единственным, обязательным нормативным актом в стране становится технический регламент — «документ, который принят международным договором Российской Федерации, ратифицированным в порядке, установленном законодательством Российской Федерации, или федеральным законом, или указом Президента Российской Федерации, или постановлением Правительства Российской Федерации и устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к объектам технического регулирования (продукции, в том числе зданиям, строениям и сооружениям, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации)». Федеральные органы исполнительной власти вправе издавать в сфере технического регулирования акты только рекомендательного характера. Технические регламенты принимаются в целях: защиты жизни или здоровья граждан, имущества физических или юридических лиц, государственного или муниципального имущества; охраны окружающей среды, жизни или здоровья животных и растений; предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей. Принятие технических регламентов в иных целях не допускается.

Технические регламенты с учетом степени риска причинения вреда устанавливают минимально необходимые требования, обеспечивающие безопасность продукции, в т. ч. биологическую безопасность, взрывобезопасность, механическую безопасность, пожарную безопасность и т. п. и единство измерений.

Таким образом, с введением в действие (с 1 июля 2003 года) Федерального закона о техническом регулировании все нормативы носят по существу рекомендательный характер, что делает стандарты НП «АВОК» равноправными с существующими нормами, по крайней мере для членов НП «АВОК». Следует, однако, отметить, что со дня вступления в силу Федерального закона до вступления в силу соответствующих технических регламентов, требования, установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации и документами федеральных органов исполнительной власти, подлежат обязательному исполнению только в части, соответствующей целям защиты жизни или здоровья граждан, имущества, охраны окружающей среды, предупреждения действий, вводящих в заблуждение приобретателей. Это обстоятельство сделало необходимым согласование стандартов НП «АВОК», в случае необходимости, с федеральными или муниципальными надзорными органами.

Первым стандартом НП «АВОК» в области вентиляции был стандарт «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» [2]. При разработке стандарта в качестве прототипа использован стандарт ASHRAE 62-1999 [3].

Стандарт позволил устранить противоречия в действующих нормативах по жилым зданиям [4, 5]. Он предусматривает два режима работы вентиляции. Первый режим соответствует положению, когда в помещениях не готовят пищу или не стирают, не используются ванна, туалет. Второй, когда указанные процессы происходят. В стандарте предложены удельные нормы воздухообмена для ряда помещений общественных зданий. Стандарт получил широкое распространение; в настоящее время готовится его переиздание, учитывающее полученные замечания и предложения и накопленный опыт его применения.

Логичным развитием первого стандарта является новый стандарт — «Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома», ТР АВОК-4-2004, разработанные по заказу Правительства Москвы.

Организованный воздухообмен, вентиляция, является основным способом обеспечения чистоты воздуха в квартирах жилых домов. В жилищном строительстве в СССР и в России, как правило, применяются системы естественной вытяжной вентиляции. Приточный наружный воздух поступал в квартиры через неплотности в оконных переплетах, форточки, открываемые окна или фрамуги. Основными достоинствами естественной вытяжной вентиляции являются простота и невысокая стоимость таких систем, практическое отсутствие эксплуатации. Несомненные недостатки таких систем — неустойчивый воздушный режим квартир, вызываемый значительным влиянием наружного климата на работу естественной вентиляции, дискомфорт от использования форточек при низких наружных температурах.

Применение утепленных ограждающих конструкций и высокая герметичность окон со стеклопакетами в квартирах сделали практически неработоспособными системы естественной вентиляции. В квартирах ухудшились условия проживания: имеет место высокая влажность и низкое качество воздуха, возрастает вероятность грибковых поражений конструкций.

Устройство эффективной регулируемой вентиляции — с естественным притоком через специальные приточные устройства-клапаны и механической вытяжкой или механической приточно-вытяжной, в т. ч. с утилизацией теплоты вытяжного воздуха, позволяет нормализовать воздушно-тепловой режим квартир.

В настоящее время имеются материалы исследований воздушно-теплового режима квартир, опыт проектирования и строительства жилых домов как в России, так и за рубежом, с различными типами систем вентиляции, нормативные документы европейских стран. На рынке материалов и оборудования присутствуют все необходимые элементы систем вентиляции практически любой конфигурации.

Целью разработки технических рекомендаций «Организация воздухообмена в квартирах многоэтажного жилого дома» является определение технических решений по вентиляции помещений квартиры многоэтажного дома, обеспечивающих требуемый расход приточного наружного воздуха при эффективном использовании тепловой и электрической энергии; формирование основных требований к приточной и вытяжной системам вентиляции, их элементам; требований к сопротивлению воздухопроницанию ограждений здания.

В основу работы положен анализ отечественных и зарубежных исследований и специальные расчеты воздушно-теплового режима многоэтажных жилых домов, отечественные и зарубежные нормативные документы, практика проектирования и строительства систем вентиляции современных жилых домов, в т. ч. работы по воздушно-тепловому режиму многоэтажных жилых домов В. Н. Богословского [6], М. М. Грудзинского, В. И. Ливчака и М. Я. Поза [7], В. Е. Константиновой [8], В. П. Титова [9].

Рисунок 1. Схема системы естественной вентиляции с раздельными и общим сборным вытяжным каналом в здании с теплым чердаком

В докладе Н. М. Пукемо [10] был представлен опыт реконструкции системы естественной вентиляции типового 17-этажного дома. Необходимость реконструкции вызвана установкой в доме современных окон с большим сопротивлением воздухопроницаемости и неработоспособностью существующей системы вентиляции в новых условиях. В доме система естественной вентиляции была заменена на систему механической вытяжной вентиляции с естественным притоком воздуха. Вентиляционные каналы в доме не менялись. Приток воздуха в жилые помещения осуществлялся через регулируемые приточные клапаны. Клапан специально рассчитан на естественный приток наружного воздуха в дома с механической вытяжной вентиляцией и устанавливается в наружной стене. Клапан оборудован моющимся воздушным фильтром и шумоглушащей насадкой. Испытание системы показало ее устойчивую работу, простоту наладки на проектные расходы воздуха. В процессе испытаний была выявлена значительная воздухопроницаемость в стыках панелей перекрытий.

В рамках программы ТАСИС ERUS-9705 «Энергосбережение в строительном секторе. Совершенствование проектирования зданий в целях снижения теплопотерь» [11] были разработаны предложения по реконструкции систем вентиляции существующих жилых зданий (5- и 9-этажных). При реконструкции предлагалось заменить систему естественной вентиляции на систему механической вытяжной вентиляции с естественным притоком воздуха. Предложения предусматривали замену существующих вентиляционных каналов на новые.

Система вентиляции дает возможность индивидуального регулирования воздухообмена в квартире. Аэродинамическая устойчивость вентиляционной сети обеспечивалась применением вытяжного вентилятора с регулируемым приводом. Управление вентилятором осуществляется по датчику давления, установленному в нижней зоне сборного вытяжного канала.

В 2003 году в 18-этажном жилом доме на 260 квартир (г. Москва, ул. Красностуденческая, д. 6) была применена поквартирная регулируемая приточно-вытяжная система механической вентиляции с утилизацией тепла вытяжного воздуха [12].

Специально выполненные расчеты воздушного режима 17-этажного жилого дома [13] позволили оценить величину и влияния инфильтрации на воздухообмен в течение отопительного периода в квартирах с «герметичными» окнами и входными дверями. Расчеты позволили сформулировать требования к воздухопроницаемости ограждающих конструкций, обеспечивающих аэродинамическую устойчивость систем вентиляции, и минимизировать ее разрегулированность в течение отопительного периода.

Технические рекомендации составлены по функциональному принципу и включают в себя положения по санитарно-гигиенической и пожарной безопасности систем, возможным схемам организации вентиляции, применяемым материалам и оборудованию. В рекомендациях представлены 9 схем вентиляции; установлена область их предпочтительного применения; изложены принципы расчета систем с примерами.

Рисунок 2. Схема системы механической приточно-вытяжной вентиляции с утилизацией тепла вытяжного воздуха (индивидуальный утилизатор)

В настоящее время НП «АВОК» ведет разработку стандартов по системам центрального кондиционирования воздуха, использующим оборудование класса VRV, VRF, системам дымоудаления. Совместно с НП «АВОК Северо-Запад» разрабатываются стандарты «Здания музеев. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» и «Вентиляция и отопление цехов металлообработки (сварка, пайка, резка)».

Разработка нормативно-методических документов, стандартов НП «АВОК» — выбор тематики, формирование творческого коллектива — является непростой задачей. НП «АВОК» обращается с просьбой к специалистам и организациям, которые могут оказать спонсорскую поддержку при разработке стандартов НП «АВОК», дать свои предложения по тематике, сокращению сроков и повышению качества разработки нормативно-методических документов.

Вентиляция, как было показано, является энергоемким мероприятием, и эффективное использование энергии в системах вентиляции чрезвычайно актуально. Абсолютная величина сэкономленной энергии за счет рациональных решений вентиляции, в первую очередь, за счет устранения избыточного вентилирования, может оказаться существенно выше, чем за счет утепления ограждений. К сожалению, это обстоятельство до настоящего времени не получило требуемого отражения в нормативно-методических документах.

Основным документом в области энергосбережения в зданиях являются МГСН 2.01-99 «Энергосбережение в зданиях» и пособие к нему [14, 15]. Аналогичные нормы приняты во многих регионах России.

Необходимо отметить, что МГСН «Энергосбережение в зданиях» как в первой редакции 1994 года, так и в действующей, предназначены, в основном, для типового строительства зданий массовой застройки, таких как жилые дома с системой естественной вентиляции, общеобразовательные и лечебные учреждения, поликлиники, дошкольные учреждения. Большим достоинством МГСН явился предложенный в них «потребительский подход», позволяющий выбирать тепловую защиту зданий в зависимости от удельного расхода тепла в системе отопления по удельным показателям расхода тепла за отопительный период. Напомним, что при естественной вентиляции расход тепла на нагрев вентиляционного воздуха компенсируется системой отопления. Накопленный опыт жилищного строительства позволил установить удельные показатели для ряда зданий, на которые распространяется действие МГСН.

При расчете теплоэнергетических параметров здания применен искусственный прием, состоящий в определении условного приведенного инфильтрационного коэффициента теплопередачи здания. В современных жилых зданиях с любой системой вентиляции расход вентиляционного воздуха существенно больше инфильтрационного, и рассматривать инфильтрационный коэффициент применительно к вентиляции вряд ли целесообразно.

Распространение подобного искусственного приема на общественные здания, отличающиеся большим разнообразием в части архитектуры, функционального назначения, требованиями к параметрам микроклимата, строящихся, в основном, по индивидуальным проектам, представляется неоправданным. Более правильным представляется путь, когда определяются расчетные расходы тепла, холода и электроэнергии на вентиляцию (кондиционирование) и на их основе устанавливаются годовые расходы энергии в зависимости от режимов работы систем, совершенства их технических решений, качества эксплуатации и т. п. Методическим примером такого подхода может служить, например, «коэффициент авторегулирования систем отопления» [15] или «коэффициент одновременности» работы использования кухонного и санитарного оборудования квартиры [2]. Назначение «удельного расхода тепла в системе отопления и вентиляции» общественных зданий представляется мало реальным, однако энергоэффективность схемных решений систем, их управления, возможности утилизации, по-видимому, может быть установлена.

Все мероприятия по повышению эффективности использования энергии в системах вентиляции здания стоят определенных денег. Однако экономический аспект при расчетах энергоэффективности практически не учитывается. В пособии [15] (приложения Д и Е) приводятся методы расчета требуемого сопротивления теплопередачи наружных стен с учетом коэффициента дисконтирования или срока окупаемости капитальных вложений на утепление зданий. Такой подход представляется правильным, хотя прогнозирование изменения стоимости энергоносителей и тарифов на энергию чрезвычайно затруднительно.

В своих работах по созданию стандартов нам следует рассмотреть вопросы эффективного использования энергии в зданиях с современными системами вентиляции и кондиционирования с обязательным учетом затрат на охлаждение.

Литература

1. Федеральный закон о техническом регулировании. № 184-ФЗ. М., 27 дек. 2002 г.

2. Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена. Стандарт НП «АВОК». 2002. № 1.

3. ASHRAE 62-1999. ASHRAE STANDARD. Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality.

4. СНиП 2.08.01-89*. Жилые здания.

5. МГСН 3.01-01. Жилые здания.

6. Богословский В. Н. Тепловой режим здания. М.: Стройиздат, 1982.

7. Грудзинский М. М., Ливчак В. И., Поз М. Я. Отопительно-вентиляционные системы зданий повышенной этажности. М.: Стройиздат, 1982.

8. Константинова В. Е.. Выбор надбавок к расчетным теплопотерям, учитывающих сквозную инфильтрацию наружного воздуха через ограждения жилых зданий / Тр. Ин-та НИИ санитарной техники. М., 1969. № 3.

9. Богословский В. Н., Новожилов В. И., Симаков Б. Д., Титов В. П. Отопление и вентиляция. Ч. II: Вентиляция. М.: Стройиздат, 1976.

10. Пукемо Н. М. Опыт применения современных систем вентиляции / XVII конференция и выставка «Москва — энергоэффективный город». М., 2002.

11. Программы ТАСИС ERUS-9705. Энергосбережение в строительном секторе. Совершенствование проектирования зданий в целях снижения теплопотерь. Международный семинар. М., 2000.

12. Наумов А. Л., Агафонова И. А., Иванихина Л. В. Инженерные системы энергоэффективного жилого дома // АВОК. 2003. № 8.

13. Малявина Е. Г., Бирюков С. В., Дианов С. Н. Воздушный режим жилых зданий // АВОК. 2003. № 6.

14. МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях.

15. Энергосбережение в зданиях / Пособие к МГСН 2.01-99. Вып. 1. Проектирование теплозащиты жилых и общественных зданий.

Тел. (095) 482-38-22