Обеспечение регулируемого притока воздуха в жилых зданиях: проблемы и решения

А. Д. Кривошеин, канд. техн. наук, ФГБОУ ВО «Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)», gshomsk@mail.ru

Окончание. Начало статьи читайте в «АВОК» № 4, 2018

Где размещать и как устанавливать приточные устройства

Основной принцип размещения приточных устройств в жилых зданиях – обеспечение притока чистого воздуха в жилые помещения (гостиные, спальные, детские комнаты, библиотеки, кабинеты) и удаление загрязненного воздуха из вспомогательных помещений (кухонь, санузлов, кладовых, гардеробных, постирочных, тренажерных залов и т. п.). Схема распределения воздушных потоков должна создавать условия для зонирования помещений по чистоте, исключая (или хотя бы не побуждая) перетекание воздуха из «грязных» помещений в «чистые».

Пример расположения приточных и вытяжных вентиляционных устройств в квартире жилого дома приведен на рис. 6.

Рисунок 6. Пример размещения приточных вентиляционных устройств в трехкомнатной квартире

Достаточно часто встречающиеся ошибки, допускаемые на стадии проектирования:

• размещение приточных устройств на кухне (характерно для однокомнатных квартир, в которых требуется установка двух или трех приточных устройств);
• отсутствие приточных (или переточных) клапанов в остекленных лоджиях или верандах (их установка необходима для поступления наружного воздуха в пространство лоджии, а далее – в жилые помещения).

Более сложный вопрос – место установки приточных устройств и обеспечение требуемого температурного режима в зоне их расположения.

Согласно рекомендациям Р НП АВОК 5.2–2012 [1] «…Приточные устройства следует размещать в жилых помещениях квартир и кухнях-столовых в верхней части окна или наружной стены или над отопительным прибором, установленным под окном. При размещении приточного устройства над отопительным прибором следует обеспечить его незамерзание».

Указания правильные, но недостаточные. Важные дополнительные условия – наличие утепленного корпуса (ограничение влияния приточного устройства на температурный режим прилегающих конструкций) и аэродинамика приточной струи (смешивание приточного холодного воздуха с внутренним воздухом помещения).

В качестве примера на рис. 7 приведены результаты тепловизионной съемки некоторых приточных устройств, прошедших успешную апробацию в климатических условиях Сибири. Поскольку температура приточного воздуха близка к температуре наружного воздуха, говорить о соблюдении условия на поверхности элементов приточного устройства или прилегающих конструкций – не ниже температуры «точки росы» при расчетных параметрах внутреннего и наружного воздуха – не приходится. Температура существенно ниже. И здесь важнейшим фактором является аэродинамика приточной струи: формирование у поверхности приточного устройства «облака» холодного, но сухого воздуха, постепенно опускающегося вниз и смешивающегося с воздухом помещения. Лишь в случае успешной реализации этой задачи обеспечиваются невыпадение конденсата и необмерзание приточного устройства.

Рисунок 7. Внешний вид и результаты тепловизионной съемки некоторых приточных устройств: а – СВК-В 75; б – КИВ 125; в – ЕММ 3–30

Еще один немаловажный вопрос: температурный режим в зоне расположения приточных устройств и соблюдение нормируемых параметров микроклимата по ГОСТу 30494 [7]. Здесь определяющим фактором является место расположения самих клапанов и отопительных приборов.

На рис. 8, 9 представлены результаты замеров распределения температур воздуха в приоконной зоне с установленными клапанами EMM 3–30 и СВК В 75, проводившихся в условиях эксплуатируемых квартир при температуре наружного воздуха tн = –27,6 ÷ –25,4 °C.

Представленные изотермы наглядно показывают постепенное повышение температуры воздуха в приточной струе до требуемых показателей обслуживаемой зоны по ГОСТу 30494 [7].

Рисунок 8. Распределение температур в приоконной зоне с оконным клапаном EMM 3–30 (температура наружного воздуха – 25,4 °С, расход воздуха через клапан ~31 м3/ч, клапан принудительно открыт)

По результатам замеров влагосодержание приточного воздуха настолько мало, что в приоконной зоне создается область с пониженной относительной влажностью (по замерам – в пределах 10–15 %, особенно при наличии штор), что практически исключает условия выпадения конденсата как на самом клапане, так и на остеклении. При этом относительная влажность воздуха в жилых помещениях составляет ≈30–40 %.

Иная ситуация может наблюдаться, если аэродинамика приточной струи такова, что при входе воздуха образуются застойные зоны или воздух из помещения притекает к охлажденным поверхностям. В этом случае появление изморози или сосулек практически неизбежно, что и наблюдается на некоторых неудачных клапанах или оконных блоках в местах их локального продувания.

В стеновых клапанах типа КИВ 125 создание «облака» приточного сухого воздуха вокруг оголовка обеспечивается за счет расположения приточных отверстий по всему периметру. Эти клапаны обязательно следует размещать в верхней зоне помещений, но уже исходя из соображений уменьшения влияния холодных ниспадающих потоков воздуха на температурный режим приоконной зоны.

В клапанах типа СВК В 75, устанавливаемых под подоконниками (над отопительными приборами), подогрев приточного воздуха дополнительно осуществляется за счет его смешивания с конвективными потоками теплого воздуха от отопительных приборов. Для суровых климатических условий это наиболее приемлемое решение.

Рисунок 9. Распределение температур в приоконной зоне со стеновым клапаном СВК В 75 (температура наружного воздуха – 27,6 °С, расход воздуха через клапан ~16 м3/ч)

Следует отметить, что при температурах наружного воздуха ниже –30 °C и на этих клапанах возможно появление изморози. В частности, при низких температурах наружного воздуха узкие полоски инея отмечались на клапане EMM 3–30 – в его нижней части, в месте сопряжения с проставочным элементом; на клапане СВК В 75 – в виде продолговатых линз на лепестках приточной решетки (в местах завихрений приточной струи); на клапане КИВ 125 – в виде «пятна» на центральной части оголовка. При повышении температуры наружного воздуха (до –20 ÷ –15 °C) эта изморозь исчезала.

Некоторые нюансы, о которых почти не говорят

Ветровые воздействия. При воздействии ветра на здание создаются разные перепады давлений на наветренном и заветренном фасадах здания. И если на наветренной стороне избыточные давления могут гаситься ветрозащитными планками, прикрытием регулирующих заслонок или закрытием клапана в целом, то на заветренной стороне отрицательные перепады давлений могут не только существенно снизить расход приточного воздуха, но и привести к опрокидыванию направления движения как в клапанах, так и вытяжных каналах. Особенно критичны эти воздействия могут быть для квартир верхних этажей, выходящих на одну сторону здания. Возможные решения проблемы: применение систем вентиляции с децентрализованным механическим побуждением воздуха и авторегулированием на основании соответствующих аэродинамических расчетов; установка на оголовках вентшахт дефлекторов.

Подключение к вытяжным вентиляционным каналам кухонных вытяжек большой производительности. Последствия – опрокидывание направления движения воздуха в вытяжных каналах санузлов, кладовых и т. п. при включении этих вытяжек. Системы вентиляции, изначально запроектированные с естественным побуждением, на стадии эксплуатации превращаются в системы с децентрализованным механическим удалением воздуха, включающимся периодически. Одно из возможных решений – установка «уравновешивающих» клапанов в наружных стенах кухни, открывающихся при определенном перепаде давлений [1]. К сожалению, опыта применения подобных клапанов и информации по их конструктивному решению пока недостаточно.

Водопроницаемость приточных устройств. Показатель не самый главный, но немаловажный. Для светопрозрачных конструкций предел водонепроницаемости является одним из классификационных показателей. Согласно ГОСТу 26602.2–99 [8] «…водопроницаемость – свойство конструкции пропускать дождевую воду при определенной (критической) разности давления воздуха на его наружных и внутренних поверхностях». И оконные компании проводят испытания, принимают соответствующие решения, обеспечивающие эту водонепроницаемость. Например, для класса А предел водонепроницаемости оконных блоков составляет 600 Па, а для самого низкого класса Д – 150 Па. Но насколько изменится этот показатель при установке в эти же оконные блоки приточного клапана? Нет ни требований, ни методики испытаний. Хотя проблемы с «протеканием» приточных устройств при сильном ветре и дожде уже имели место.

Слабая мотивация к применению систем вентиляции с регулируемым притоком воздуха. К сожалению, действующие правила расчета удельных потерь теплоты и определение класса энергосбережения зданий, прописанные в СП 50.13330.2012 [9], предусматривают расчет удельной вентиляционной характеристики здания из условия обеспечения нормативного воздухообмена в течение ВСЕГО отопительного периода (24 часа в сутки в течение семи дней в неделе) без какого-либо учета эффекта от регулирования воздухообмена помещений «по потребности». Как следствие, завышение расчетных потерь теплоты на подогрев вентиляционного воздуха и искажение конечных результатов.

Заключение

Приточные устройства для регулируемого притока воздуха являются важным элементом систем вентиляции современных жилых зданий. Их эффективность в значительной мере зависит от правильного выбора конструктивного решения, размещения, места установки, увязки с системами вентиляции и отопления здания.

Для их грамотного применения представляются необходимыми разработка единых подходов к проектированию и составление перечня обязательных показателей и методов их подтверждения.

Литература

1. Р НП АВОК 5.2–2012 «Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах жилых зданий». М.: АВОК-ПРЕСС, 2012.
2. СП 54.13330.2016 «Здания жилые многоквартирные. Актуализированная редакция СНиП 31-01–2003». М., 2016.
3. СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01–2003». М., 2016.
4. СТО НП АВОК 2.1–2017 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена». М.: ООО ИИП «АВОК-ПРЕСС», 2017.
5. СТО СРО НП СПАС 05–2013 «Стандарт организации. Энергосбережение в зданиях. Расчет и проектирование систем вентиляции жилых многоквартирных зданий». Омск, 2014.
6. Ливчак И. Ф. «Вентиляция многоэтажных жилых домов». М.: Госуд. изд-во архитектуры и градостроительства, 1951.
7. ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях». М., 2011.
8. ГОСТ 26602.2–99 «Блоки оконные и дверные. Методы определения воздухо- и водопроницаемости». М., 1999.
9. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02–2003». М., 2012.