Формирование воздушных потоков в многоэтажном здании с естественной вытяжной вентиляцией происходит в зависимости от многих факторов. При неблагоприятном стечении обстоятельств (открытые форточки, теплая погода) происходит перетекание воздуха через лестничную клетку в лифтовую шахту. Они в такой ситуации служат одним общим для всех квартир воздушным каналом. Неприятные запахи и загрязненный воздух поступают в квартиры с отрытыми форточками, и вместо проветривания качество воздуха в квартире, наоборот, ухудшается. Поэтому особое значение приобретает герметичность входных квартирных дверей. В зависимости от степени уплотнения притворов дверей значения их аэродинамической характеристики сопротивления отличаются почти в шесть раз. К входным дверям в квартиры СниПом «Строительная теплотехника» предъявляются требования высокой герметичности, обеспечивающей воздухопроницаемость не более 1,5 кг / г*м2, что практически должно отсечь квартиру от лестнично-лифтовой шахты. В реальных условиях добиться требуемой плотности квартирных дверей удается далеко не всегда.
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 вентиляции приток свежего воздуха значительно сокращается. В зданиях с односторонним расположением квартир эта проблема усугубляется.
Одним из способов борьбы с перетеканием воздуха через лестничную клетку и лифтовую шахту является устройство поэтажных коридоров или холлов, имеющих дверь, отделяющую лестнично-лифтовой узел от квартир. Однако и такое решение при неплотных квартирных дверях усиливает горизонтальное перетекание воздуха из квартир, выходящих на наветренный фасад в квартиры с заветренной ориентацией.
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 использовать их только для кратковременного проветривания помещений даже при ощутимой духоте в квартире.
Воздухопроницаемость окон жилых зданий по СниП «Строительная теплотехника» не должна превышать 5 кг / г*м2 для пластиковых и алюминиевых окон и 6 кг / г*м2 — для деревянных.
Современные нормы воздухопроницаемости окон заставляют задуматься о специальных мероприятиях по обеспечению притока наружного воздуха. Поэтому для организации притока в квартиры используются различные устройства: 1) специальные аэроматы в окнах, имеющие довольно большое аэродинамическое сопротивление и не пропускающие шум с улицы; 2) приточные клапаны в наружных стенах, или проектируется механическая приточная вентиляция. Воздухопроницаемость новых окон в закрытом состоянии даже в условиях расчетной наружной температуры не обеспечивает нормативного воздухообмена в квартирах под действием естественного гравитационного напора. Последствием этого может стать, помимо неполного удаления запахов из квартиры, увеличение влажности воздуха в помещениях и, как следствие, образование плесени.Уровень влажности в помещениях определяется содержанием водяного пара, появляющегося в воздухе в результате жизнедеятельности (дыхание, душ, стирка и сушка белья, приготовление пищи...). Например, в час каждый из нас производит
— дыханием — 50 г воды и 19 л углекислого газа;
— горячий душ — 2000 г воды;
— горячая ванна — 300 г воды;
— тарелка с горячей пищей — 60 г; потение — от 100 г до 400 г в зависимости от тяжести выполняемого труда.
В среднем в одной квартире производится около 3 кг водяного пара в день.
К недостаткам естественной вентиляции следует отнести и то, что она плохо согласуется с естественными требованиями энергосбережения. При установке терморегуляторов на отопительных приборах появляется реальная возможность экономии тепла в системе отопления. При этом от 70 до 75 % установленной тепловой мощности системы составляет потребность в теплоте на нагревание вентиляционного воздуха. Экономии в затратах на тепло можно было бы добиться, если бы вентиляция могла работать с переменным расходом. Организация такого регулирования при естественной вентиляции практически невозможна. Кроме того, механическая вентиляция позволяет экономить энергозатраты за счет нагрева приточного воздуха вытяжным. Однако для этого механической должна быть система не только приточной, но и вытяжной вентиляции. В скандинавских странах применение таких систем в жилых зданиях является обязательным. Однако французские и немецкие специалисты, работающие в области отопления и вентиляции, отрицательно относятся к применению в жилищном строительстве механической приточной вентиляции из-за дороговизны этого решения. Приводятся данные о том, что стоимость приточно-вытяжной механической вентиляции составляет 100 — 140 DM / м2 общей площади квартир, а механической вытяжной — 40 — 60 DM / м2.
Следует отметить, что в Германии настолько верны отрицанию необходимости принудительной приточной вентиляции в жилых зданиях, что при реконструкции существующих 20-этажных домов в Восточном Берлине, где уже была действующая приточно-вытяжная вентиляция с утилизацией тепла вытяжного воздуха для нагрева приточного, восстанавливается только вытяжная вентиляция с механическим побуждением.
В европейских странах, как правило, применяется механическая вытяжная вентиляция с единым на секцию постоянно работающим центробежным вентилятором, и неорганизованный, под естественным давлением, приток воздуха идет через специальные отверстия в оконной коробке или стене, оборудованные закрывающимися клапанами. В Германии применяются окна, обеспечивающие в нижнем положении запорных ручек плотное закрытие створок окна, а в верхнем — фиксированное раскрытие щели между коробкой и створкой окна.
Некоторые фирмы производят окна со щелями в каждой части коробки со стороны улицы для пропуска наружного воздуха и в верхней со стороны комнаты для впуска воздуха, и специальными устройствами в боковых частях рамы для возможности регулирования количества протекающего воздуха. Применяются решения с клапаном на стене под окном диаметром около 100 мм с возможностью его закрытия при необходимости.
Механическая вытяжная система вентиляции
Переход на системы вытяжной вентиляции с механическим побуждением ставит ряд повышенных требований как к герметичности по-этажных стыков блоков сборных вертикальных каналов, так и к герметичности ограждений квартиры (особенно межэтажных перекрытий и входных дверей) и чердака, если сохраняется решение с «теплым» чердаком. Герметизация вентиляционных каналов за рубежом делается через муфтовые соединения на клею.
В Германии, как правило, применяют централизованную систему вытяжной вентиляции с возможностью кратковременного увеличения объема вытяжки из заданного помещения и автоматическим регулированием частоты вращения вентилятора. Приемные клапаны вытяжной вентиляции из кухни и ванной комнаты (в Германии даже 4-комнатные квартиры проектируют с одним туалетом на квартиру, совмещенным с ванной комнатой) делают с глушением шума, повышенного сопротивления и с небольшими отверстиями по периметру, рассчитываемыми на пропуск необходимого минимального расхода воздуха из данного помещения при закрытой центральной створке клапана. Створка вытяжного клапана открывается одновременно с зажиганием света в ванной комнате, и из этого помещения воздух удаляется в повышенном объеме. При выключении света створка закрывается, и через клапан удаляется минимальное количество воздуха. В кухне при необходимости створка клапана открывается специальным выключателем. При одновременном открывании створок клапанов в нескольких помещениях во избежание падения напора вентилятора и возникновения из-за этого гидравлической разрегулировки вытяжной системы по сигналу датчика разрежения, расположенного в нижней точке системы, автоматически увеличивается число оборотов двигателя вентилятора, и напор вентилятора восстанавливается при увеличенной вытяжке воздуха.
Во Франции считается, что система с автоматическим регулированием частоты вращения вентилятора достаточно дорогая, и применяется централизованная система механической вытяжной вентиляции без авторегулировки частоты вращения. Но в приемном клапане вытяжной вентиляции предусматривается резиновая полость, которая в зависимости от истинного перепада давления раздувается таким образом, что обеспечивает постоянство расхода воздуха через клапан при перепаде давления в нем с 50 до 150 Па.
Механические приточные системы вентиляции
Оборудование жилых зданий приточными системами вентиляции происходит значительно реже, чем механическими вытяжными, так как это существенно повышает стоимость проекта. Преимуществом механических приточных систем является гарантированная подача расчетного расхода приточного воздуха в каждую квартиру, возможность фильтрации приточного воздуха и снижения аллергических заболеваний, возможность распределения воздуха, исключающего сквозняки независимо от погодных условий на улице, возможность энергосбережения за счет утилизации теплоты удаляемого воздуха.
Обычно устанавливается не менее двух приточных систем на здание. При возможности воздухозабора из зеленой зоны приточная камера размещается в подвале, при невозможности забора чистого воздуха в нижней части здания она устанавливается на верхнем техническом этаже. Зимой приточный воздух подается подогретым до температуры 20 °С, летом — с наружной температурой. Кроме того, в приточной камере воздух фильтруется в сухих фильтрах EU-5 - EU-6.