Инжиниринговый центр НП «АВОК»

Встреча специалистов-проектировщиков Уральского региона с А. Н. Колубковым

Первоначальным проектом в многоэтажных жилых зданиях высотой от 16 до 24 этажей предусмотрена естественная вентиляция. При этом в зданиях устанавливаются герметичные пластиковые окна, в связи с чем оказывается невозможным обеспечить нормальное функционирование притока. Необходимо либо предусмотреть для обеспечения притока специальные компенсирующие мероприятия, либо переходить на механическую приточно-вытяжную вентиляцию.

В настоящее время зачастую даже в зданиях высотой 24 этажа предусматривается одна зона, то есть по вертикали устраивается один пожарный отсек. В Москве сегодня, как правило, отказываются от вентиляционных каналов в бетонных блоках. Изготовление таких блоков возможно на заводе железобетонных изделий и целесообразно при строительстве жилых зданий массовых серий. Известны случаи, когда вентиляционные блоки, разработанные для зданий высотой 12 этажей, затем применялись для зданий высотой 17 этажей, поскольку разработка новых блоков требует переналадки производства. В результате вентиляция переставала нормально работать, поскольку проходное сечение сборного канала не позволяло обеспечить требуемые расходы воздуха.

Исходя из опыта проектирования и эксплуатации ряда построенных объектов, была сделана унификация размерного ряда вытяжных воздуховодов (по сечениям коробов) для зданий как с естественной, так и с механической вытяжкой. Например, при естественной вытяжке сборный вентиляционный короб кухни для зданий высотой 17 этажей имеет размеры 300 ? 500 мм при вытяжке в объеме 60 м³/ч. При механической вытяжке короб будет более компактен, но эта разница не очень существенна. Сами воздуховоды изготавливаются из оцинкованной стали. Среди прочих, преимуществами этого материала являются лучшие гигиенические показатели, меньшие сопротивления и большая герметичность. Опыт показал, что монтаж воздуховодов из оцинкованной стали выполняется очень просто, быстро и качественно. Кроме того, при изготовлении вертикальных сборных воздуховодов (стволов) из этого материала сечение их, в отличие от вентиляционных блоков, делается не одинаковым на каждом этаже, а увеличивается с высотой пропорционально увеличению расхода воздуха. В этом случае экономятся материалы и, что сейчас особенно актуально, площадь квартиры.

Если вентиляционные короба изготавливаются из металла, стенки воздуховодов должны иметь нормируемый предел огнестойкости. Достичь этого можно несколькими способами. Стенки воздуховодов могут покрываться специальными огнезащитными составами (ОЗС и т. п.). Предел огнестойкости воздуховодов принимается согласно нормативным требованиям. Иногда высказываются опасения, что указанное покрытие через несколько лет может начать разрушаться, поэтому возможно применение и другого варианта, согласованного в установленном порядке и апробированного на конкретных объектах, – изоляции минераловатными плитами. В последнем случае предел огнестойкости зависит от толщины слоя минеральной ваты.

Вентиляционные короба прокладывались, как правило, вместе с канализацией в сантехнической шахте. По новым нормам эти короба от канализационных стояков должны быть отделены стенкой.

Рисунок 1. Вентиляционный воздуховод подземного гаража-автостоянки, покрытый огнезащитным составом

Любая вентиляция работает тогда, когда есть побудительные силы. Естественная вентиляция работает за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха и за счет ветрового напора и в климатических условиях  Москвы при относительно высокой температуре наружного воздуха практически перестает функционировать. Проветривание помещений в этом случае осуществляется за счет открывания окон. В жилых зданиях высокого класса такое решение неприемлемо. Кроме того, в высотных зданиях вообще достаточно сложно обеспечить нормальную естественную вентиляцию. По этим соображениям целесообразно проектировать в высотных жилых зданиях механическую вентиляцию.

Рисунок 2. Вытяжной воздуховод подземного гаража-автостоянки с забором воздуха из верхней и нижней зоны

В жилых домах, не относящихся к самому высокому классу, достаточно часто устраивается механическая вытяжка, а приток остается естественным. В этом случае необходимо решить, каким образом будет обеспечен этот приток. Если приток не обеспечен, то неважно, насколько хорошо запроектирована вытяжная вентиляция, является ли она механической или естественной – без компенсации притока она все равно нормально работать не будет. В настоящее время есть несколько возможностей обеспечения притока. Один из наиболее распространенных способов обеспечения требуемого расхода приточного воздуха предусматривает в конструкции окон возможность их открывания в режиме щелевого проветривания. Режим щелевого проветривания позволяет установить створку окна в такое положение, когда по периметру створки образуется промежуток в несколь-о миллиметров, через который в помещение поступает наружный воздух. Можно установить в окнах приточные устройства, ручные или авторегулируемые (например, в зависимости от уровня влажности). Ряд ДСК выпускают типовые вентиляционные блоки, оборудованные шумоглушителями, которые устанавливаются в наружной стене помещения непосредственно над окном. В этом случае расход воздуха регулируется вручную. Если нет возможности установить такие блоки, например, в зданиях с современными герметичными пластиковыми окнами, непосредственно на оконные конструкции устанавливаются приточные клапаны. В этом случае в оконном профиле делается просечка, на которую и устанавливается клапан. Клапаны могут быть с фиксированным расходом воздуха либо регулируемые автоматически или вручную. Из опыта сооружения подобных объектов можно рекомендовать, во избежании поломок или утраты в ходе окончательной отделки объекта, выдавать эти клапаны жильцам вместе с ключами для самостоятельной установки (жилец в этом случае имеет возможность выбрать, ставить ему клапан или нет). Но можно уста-навливать клапаны и заранее, еще на заводе.

Кроме оконных, на рынке представлены модели стеновых клапанов, устанавливаемых на специально проделанное отверстие в наружной стене. Эти клапаны обеспечивают больший объем воздуха по сравнению с оконными, однако расчеты показывают, что для обеспечения требуемого расхода приточного воздуха вполне достаточно и оконных клапанов.

В настоящий момент есть несколько подходов к определению необходимого воздухообмена квартир. Если площадь квартиры невелика, воздухообмен принимается, как правило, по норме 60 м³/ч на кухню, 50 м³/ч на совмещенный санузел, 25 м³/ч на гостевой санузел. Воздухообмен одной квартиры составляет 135 м³/ч и, если сравнивать его с минимальной нормой 30 м³/(ч • чел.) или 0,35 ч–1 от объема квартиры, как правило, оказывается достаточным. В зданиях с квартирами большой площади проектировщики вынуждены увеличивать воздухообмен, например, в кухне, для того чтобы обеспечить требуемый воздухообмен всей квартиры без увеличения числа вентиляционных шахт. С другой стороны, в квартирах большой площади обычно имеется несколько сан-узлов, постирочные и другие помещения, в которых также организовывается вытяжка, в результате чего суммарный воздухообмен оказывается достаточным.

Рисунок 3. Выносные конденсаторы системы кондиционирования на кровле

Поскольку в рассматриваемых зданиях предполагаются квартиры площадью от 50 до 120 м², целесообразно предусмотреть стандартный набор вентиляционных блоков. Однако следует иметь в виду, что если в квартирах предусмотрены только вытяжки из кухни (60 м³/ч) и санузла (50 м³/ч), то эта квартира рассчитана на проживание максимум четырех человек. Естественно, заранее определить, сколько человек фактически будет проживать в квартире, не представляется возможным, поэтому окончательное решение о расходе воздуха принимается проектировщиком. Практика показывает, что в квартирах площадью более 150 м² целесообразно просто повысить расход воздуха на кухне до 90 м³/ч.

В настоящее время из-за увеличения стоимости жилой площади в Москве все чаще и чаще отказываются от чердаков, технических этажей либо стараются хотя бы свести к минимуму их площадь. Вероятно, такая ситуация будет складываться в ближайшее время и в других городах.

Механическая вытяжная вентиляция запроектированных объектов решена по схеме с вертикальными воздуховодами и спутниками. Спутники необходимы, хотя в настоящее время нормативные документы допускают делать вытяжку из квартиры непосредственно в сборный воздуховод через огнезадерживающий клапан. Подобная схема для жилых зданий лишена смысла, поскольку при такой установке клапана не гарантирован доступ к нему обслуживающего персонала. Кроме того, возможны ситуации, когда в случае пожара клапан не срабатывает; в этом случае произойдет задымление квартир. В варианте с каналами-спутниками подобной ситуации не может возникнуть в принципе, поскольку спутник работает как гидрозатвор. Поэтому и в случае естественной, и в случае механической вытяжной вентиляции делаются спутники. Целесообразность этого решения проверена практикой.

При механической вытяжке можно увеличить скорость движения воздуха по воздуховодам по сравнению с естественной. Однако к этому вопросу надо подходить аккуратно, поскольку речь идет о жилых помещениях. Опыт проектирования показал, что в случае использования механической вытяжки скорость движения воздуха в стволе воздуховода можно несколько увеличить, но в любом случае она должна не превышать значение 1,5–2,5 м/с.

В этом случае шум в жилых помещениях не слышен, в отличие, например, от вытяжных воздуховодов подземной автостоянки. В вытяжных воздуховодах подземной автостоянки скорость движения воздуха относительно высока (4–6 м/с), и известны случаи, когда при размещении их в непосредственной близости от жилых комнат появлялись жалобы жильцов на шум, который становится особенно заметен в ночное время.

Рисунок 4. Узел присоединения одной из зон системы отопления к тепловой сети

При использовании в здании механической вентиляции возникает проблема ее наладки. Опыт наладки показал, что систему, состоящую более чем из 12 участков (ответвлений), практически невозможно наладить. Поэтому в зданиях высотой 14 этажей и выше применяется следующее техническое решение. Первые 12 этажей собираются спутниками, и далее сборный канал (ствол) идет на верхний технический этаж (или чердак) транзитом. Начиная с 12 этажа, параллельно первому предусматривается второй ствол с такими же спутниками. В этом случае система очень хорошо поддается наладке посредством дроссель-клапанов. Эти дроссель-клапаны остаются в шахте, контрятся после наладки, и жильцы к ним доступа не имеют, в результате система функционирует нормальным образом.

При наличии в здании верхнего технического этажа возможны два варианта решения механической вытяжной вентиляции. Можно либо вывести каждую вытяжную шахту, либо объединить несколько вытяжных шахт, присоединив их к одному вентилятору. Выбор варианта производится в зависимости от типа здания – в домах башенного типа проще объединять вытяжки, в протяженных зданиях удобнее отказаться от длинных горизонтальных сборных коробов.

При подключении нескольких вентиляционных стояков к одному вентилятору используются стандартные технические решения. Система регулируется дроссель-клапанами на отдельных стояках, которые точно также законтриваются и в дальнейшем уже не затрагиваются. Последние два этажа обычно выводятся в сборный короб напрямую.

Необходимо решить проблему выбора места установки вентиляторов. Их нельзя устанавливать над жилыми помещениями, под ними или в смежных с ними помещениях. Обычно на крыше здания рядом с машинным отделением лифта делается отдельный объем, в котором размещается вентиляционная камера. В вентиляционной камере устанавливается обычный комплект оборудования со стандартными мерами шумозащиты (шумоглушители, гибкие вставки, виброизоляция, плавающие полы и т. д.), а от жилой части вентиляционная камера в этом случае отделяется верхним техническим этажом (или чердаком). Если по конструктивным соображениям приходится устраивать вентиляционную камеру в помещении, примыкающем к жилью, то необходимо в обязательном порядке предусматривать плавающий пол и звукоизоляцию стен. Звукоизоляция устраивается следующим образом: стены вентиляционной камеры обшиваются минераловатными плитами на пластмассовых дюбелях, затем окончательно отделывается по малярной сетке. Звукоизоляция в этом случае получается очень качественной.

Рисунок 5. Компенсаторы линейного теплового расширения системы отопления

Был задан вопрос: возможен ли вариант вывода вытяжных воздуховодов в помещение теплого чердака (без сборных каналов) с последующим удалением вытяжного воздуха единым вентилятором? В этом случае, однако, вытяжную систему практически невозможно наладить.

Целесообразным является применение механической приточно-вытяжной вентиляции. В этом случае в каждую квартиру обеспечивается подача санитарной нормы воздуха вне зависимости от наружных погодных условий. Капитальные затраты на устройство механической вентиляции относительно невелики и на стоимости квадратного метра практически не сказываются. При этом гарантированно обеспечиваются комфортные условия для жильцов, что повышает коммерческую привлекательность жилья для потенциальных покупателей.

В ходе консультации были затронуты вопросы выбора схемы гибридной вентиляции. В этом случае в холодный период года используется естественное побуждение, а в теплый, когда естественный гравитационный напор не обеспечивается, для побуждения движения воздуха используются вентиляционные агрегаты. Вентиляцию можно организовать этим способом, поставив на сборном воздуховоде в верхнем техническом этаже, перед вентилятором, перепускной клапан с приводом, посредством которого в холодный период можно вывести вытяжку непосредственно наружу, минуя вентиляционный агрегат. Подробно технические решения систем гибридной вентиляции рассматривались в статьях М. А. Малахова «Проект естественно-механической вентиляции жилого дома в Москве» («АВОК», № 3, 2003) и В. П. Харитонова «Естественная вентиляция с побуждением» («АВОК», № 3, 2006).

Был задан вопрос, какие вентиляторы предпочтительны в системах дымоудаления – крышные или центробежные. Здесь все зависит от того, есть ли в здании верхний технический этаж. При его наличии (и возможности размещения там инженерного оборудования) целесообразно использовать центробежные вентиляторы. В этом случае оборудование стоит в сухом помещении, его удобно эксплуатировать и обслуживать.

Поскольку в настоящее время при строительстве зданий используются ограждающие конструкции, обладающие высокими теплозащитными характеристиками, трансмиссионная и инфильтрационная составляющие теплопотерь здания вполне соизмеримы. Поэтому актуальной становится задача снижения именно инфильтрационной составляющей теплопотерь для экономии энергии. Одним из способов обеспечения указанной экономии является регулирование воздухообмена в зависимости от реального режима эксплуатации помещения. Для регулирования воздухообмена возможно использование вентиляторов с частотно-регулируемыми приводами. Управление частотой вращения может осуществляться посредством системы автоматизации и диспетчеризации здания. В этом случае возможна реализация достаточно сложных алгоритмов работы вентиляционных устройств. Однако в этом случае необходимо высококвалифицированное обслуживание этих устройств. Исходя из этого, подобные решения применимы скорее в комплексах высокого класса, а не в муниципальных зданиях. Возможности реализации регулируемых систем вентиляции в многоэтажных жилых зданиях рассматривались в статье В. И. Ливчака «Решения по вентиляции многоэтажных жилых зданий» («АВОК», № 6, 1999).

Рисунок 6. Подключение системы отопления коттеджа-пентхауса через паяные теплообменники

Рассматривался вопрос выноса вытяжных воздуховодов за пределы квартир, что позволило бы обеспечить большие возможности свободной планировки квартир. Однако во множестве уже построенных зданий со свободной планировкой проблемы размещения вытяжных воздуховодов в габаритах квартир успешно решены, поэтому их вынос за пределы квартиры не имеет особого смысла. Здесь надо еще иметь в виду, что в квартирах все равно выделяются мокрые зоны – ванная комната, туалет, кухня. Мокрые зоны «привязываются» к канализационным стоякам. Канализационные стояки также не выносятся, оставаясь в пределах квартир. Необходимо предусмотреть ревизии – лючок для доступа к стоякам, их осмотра, ремонта. Помимо канализационных стояков, имеются стояки холодного и горячего водоснабжения, полотенцесушители. На свободную планировку такое расположение коммуникаций никак не влияет. Применяемые вентиляционные блоки относительно компактны. Поэтому нет смысла выносить вытяжку в коридор, а потом разводить в квартире вентиляционные короба. При использовании в здании естественной вентиляции такой вариант, скорее всего, вообще будет неработоспособен. Таким образом, вытяжные воздуховоды, как и канализацию, лучше оставлять в пределах квартиры, то есть в точках, приближенных к потребителю. В то же время из пределов квартир целесообразно выносить все остальные коммуникации – стояки отопления, горячего и холодного водоснабжения, воздуховоды механической приточной вентиляции.

Зачастую в возводимых в настоящее время зданиях из пределов квартир выносятся даже полотенцесушители – от них отказываются, заменяя на электрополотенцесушители. Дело в том, что в настоящее время полотенцесушители – один из самых потенциально уязвимых компонентов инженерного оборудования квартир. На рынке сейчас представлено большое разнообразие конструкций полотенцесушителей, и очень часто владельцы квартир устанавливают не совсем качественные или просто не подходящие по эксплуатационным параметрам варианты. Поэтому проблема локализации и ликвидации последствий аварий полотенцесушителей стоит очень остро. Нормативными документами сейчас допускается установка электрических полотенцесушителей, и именно это решение применяется в последнее время все чаще и чаще.

В зданиях, которые в ходе беседы рассматривались в качестве примера, системы отопления проектируются только с горизонтальной поквартирной разводкой. Сейчас такая схема применяется очень часто как в Москве, так и в других городах. Она обладает целым рядом преимуществ по сравнению с системами с вертикальными стояками. При наладке системы в каждой квартире обеспечивается требуемый расход теплоносителя. В этом случае на работу системы практически не влияют особенности ее разводки в соседних помещениях, типы применяемых там отопительных приборов и т. д. В системах с вертикальными стояками такая проблема стоит достаточно остро – при несанкционированном вмешательстве в работу системы (замене отопительных приборов, запорно-регулирующей арматуры) достаточно часто происходит полная разбалансировка системы, в результате чего отдельный стояк перестает нормально функционировать. При этом у службы эксплуатации нет никаких механизмов воздействия на жильцов. Не всегда возможно даже получить доступ в квартиры, для того чтобы определить причины плохой работы системы. Поквартирная разводка позволяет избежать этих проблем.

Поквартирная разводка также позволяет минимизировать последствия протечек, позволяет отключить одну квартиру для проведения ремонта. Кроме того, поквартирная разводка является потенциальным способом воздействия на неплательщиков.

Рисунок 7 Обвязка приточной вентиляционной установки

Разводка выполняется трубами из сшитого полиэтилена (PEX). По паспортным данным эти трубы должны работать в системах с параметрами теплоносителя до 95 °С при 10 атм. В системах отопления эти параметры обычно ниже, и срок службы труб очень велик. Трубы прокладываются скрыто в полу в гофротрубе.

Поквартирная разводка в квартире подключается к вертикальным стоякам, которые прокладываются в межквартирном холле. Вертикальные стояки выполняются из стальных труб, поскольку при больших диаметрах использование труб из термостойких полимерных материалов не дает преимуществ и нецелесообразно с экономической точки зрения.

При поквартирной разводке возможно применение отопительных приборов любого типа. Возможные ограничения здесь связаны с качеством используемой воды. В зависимости от того, что является источником теплоснабжения – ТЭЦ или котельная – качество воды может существенно различаться. Можно рекомендовать проектировщикам перед началом работы заказать анализ химического состава воды (в первую очередь необходимо оценить показатель pH и содержание кислорода). В ходе реальной эксплуатации некоторых объектов были отмечены аварийные ситуации, вплоть до вываливания пробок из радиаторов. Поиск причин этих аварий показал, что  возникали они именно из-за плохого качества теплофикационной воды. Выяснилось, что по причине несоответствия реального качества теплофикационной воды заявленным показателям в некоторых случаях нельзя, например, использовать алюминиевые радиаторы. Если показатель pH большой, следует применять только стальные отопительные приборы, на которые этот показатель не оказывает существенного влияния. Подробнее о влиянии качества теплоносителя на отопительные приборы см. отчет по мастер-классу В. И. Сасина («АВОК», № 8, 2007).

Для предупреждения повреждения балансировочных пар механическими загрязнениями теплоносителя перед ними в обязательном порядке устанавливаются фильтры. В первый или второй год эксплуатации обязательно производится промывка этих фильтров.

Беседа продолжалась более трех часов. Были затронуты вопросы, относящиеся к техническим решениям как систем вентиляции, так и других инженерных систем – теплоснабжения, отопления, горячего и холодного водоснабжения, мусороудаления. Рассматривались и особенности эксплуатации инженерных систем. Затем состоялась техническая экскурсия на многофункциональный высотный жилой комплекс «Алые Паруса», в ходе которой специалисты имели возможность увидеть реализацию технических решений на практике.