СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В МНОГОЭТАЖНЫХ ЖИЛЫХ ДОМАХ

АННОТАЦИЯ

Неудовлетворительная работа естественной вентиляции в многоэтажных жилых домах и, как следствие, проблемы с самочувствием и здоровьем жителей, и перерасходом тепловой энергии, влечёт за собой необходимость обеспечения устойчивой работы системы воздухообмена в многоэтажных жилых домах. Актуальность данной работы обусловлена стремлением к повышению качества жизненной среды в результате применения энергосберегающих и энергоэффективных решений в строительной отрасли.

Ключевые слова: естественная вентиляция, гибридная вентиляция, качество воздуха.

Введение

Современные подходы к проектированию систем естественной вентиляции жилых зданий не способны обеспечить требования нормативной документации к качеству воздуха в течение всего года. Нормы требуют использовать механическую вентиляцию для обеспечения допустимых параметров воздуха и необходимого воздухообмена, если они не достигаются системой естественной вентиляции, однако, те же нормы устанавливают расчётную температуру для естественной вентиляции +5^оС. Фактически, функционирование естественной вентиляции гарантируется только при температуре +5^оС и ниже. Коэффициент обеспеченности воздухообмена в течение года должен составлять не меньше 0,95 и при расчете на температуру +5^оС и ниже это вполне достижимо. Однако следует учитывать, что значительную часть года температура наружного воздуха превышает расчетную и если вычислить коэффициент обеспеченности воздухообмена для фактических температур в течение года, получается следующий результат:

Таблица 1.

Усредненный коэффициент обеспеченности воздухообмена для всего жилого дома

Рисунок 1. График усредненной обеспеченности в течение года

Коэффициент обеспеченности воздухообмена отражает количество дней в месяце, когда достигался требуемый воздухообмен в помещении. Средняя температура для каждого дня месяца принималась по данным за двадцать лет (1998-2018г.). Коэффициенты, приведенные в таблице и графике усреднены по этажам. Для расчета принималось десятиэтажное здание в г. Тюмени.

Из таблицы и графика видно, что в теплые месяцы года работа естественной вентиляции наиболее неудовлетворительна. Из данных, приведенных в таблице, следует, что годовой коэффициент обеспеченности воздухообмена в здании составляет 0,68 вместо требуемых 0,95.

Для решения этой проблемы, предлагается применять комплекс мер, способный обеспечить стабильный воздухообмен в любой период года и внести соответствующие изменения в нормативную документацию. Комплекс мер включает в себя использование гибридной установки, клапана инфильтрации воздуха и клапана стабилизации расхода воздуха.

Гибридная вентиляция

Гибридная вентиляция представляет собой установку, которая может работать как естественная и механическая вентиляция в разные периоды года. График работы вентилятора в течение года зависит от температуры наружного воздуха. Когда температура слишком высока для нормального функционирования естественной вентиляции, подключается вентилятор, обеспечивающий нормативный расход воздуха. Такое решение является наиболее оптимальным по сравнению с другими способами обеспечения стабильного воздухообмена:

-Механическая вентиляция, функционирующая в течении всего времени слишком энергозатратна и ненадежна (при выходе из строя вентилятора, система полностью перестает функционировать в отличие от гибридной системы, которая в случае выхода из строя вентилятора может функционировать как система естественной вентиляции)

-Увеличение размеров сечения и высоты каналов для повышения тяги. Такое решение поможет избежать эксплуатационных затрат, но это все равно не поможет добиться стабильного воздухообмена.

Стоит отметить, что в нашей стране уже есть случаи успешного использования систем гибридной вентиляции в жилых зданиях.

Конструктивно, система гибридной вентиляции отличается от систем естественной вентиляции только наличием вентилятора с эжекторной установкой, шумоглушителей и статического дефлектора. Всё это позволяет повысить эффективность системы и сохранить комфортные условия для жильцов

Рисунок 2. Венткамера гибридной вентиляции

Клапан инфильтрации воздуха

Данное решение является необходимой частью комплекса. Такие клапаны довольно широко используются в современном строительстве, чтобы компенсировать высокую герметичность современных пластиковых окон, инфильтрация через которые не может обеспечить требуемого воздухообмена. Часто такие клапаны устанавливают над радиаторами систем отопления, чтобы поток свежего воздуха сразу смешивался с конвективными потоками теплого воздуха. Благодаря своей конструкции, клапан создает необходимое сопротивление воздуха, которое позволяет снизить скорость воздушного потока, проходящего через него и избежать сквозняков.

Клапан стабилизации расхода воздуха

Клапан стабилизации расхода воздуха предназначен для обеспечения аэродинамической устойчивости системы и повышения ее энергетической эффективности путем сохранения сопротивления создаваемого клапаном инфильтрации воздуха при открытии окон или балконных дверей. Если открыть окно, наружный воздух будет проникать в помещение минуя клапан инфильтрации воздуха и удаляться через вытяжной канал в чрезмерных количествах, что снизит расход воздуха через вытяжные каналы на других этажах. Система разбалансируется. Дополнительной проблемой является то, что в больших объемах будет удаляться именно теплый воздух, расположенный в верхней части помещения, где и находится вытяжной канал, увеличится нагрузка на систему отопления. Таким образом, простое проветривание создает множество проблем, решить которые может клапан стабилизации расхода воздуха.

Конструктивно, клапан представляет собой простую конструкцию, где легкая лопатка закрывается под действием потока воздуха и частично или полностью перекрывает канал, создавая необходимое сопротивление и ограничивая расход воздуха.

Рисунок 2. Модель клапана стабилизации расхода

Заключение

Действующая в РФ нормативная документация регламентирует как требуемую величину обеспеченности воздухообмена системами вентиляции, так и возможность их замены на механические системы при невозможности обеспечения «естественными» вентсистемами проектных расходов. Комплексное решение для стабилизации воздухообмена, рассмотренное в данной статье, способствует решению или частичному решению всех наиболее острых проблем, связанных с вентиляцией в жилых многоквартирных домах. Применение такого комплекса в массовом строительстве в Тюменском регионе могло бы значительно повысить комфорт и положительно повлиять на здоровье жителей. Однако, для каждого конкретного случая и района строительства следует проводить индивидуальный анализ и обоснование использования отдельных элементов данного комплекса с учетом статистических метеорологических данных и экономических условий.

Список литературы:

1. СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003. URL - https://docs.cntd.ru/document/456054205. (дата обращения 15.03.2021). – Текст : электронный.
2. Гибридные системы вентиляции. Опыт Нидерландов : АВОК. - URL : https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=6672 (дата обращения 15.03.2021). – Текст : электронный.
3. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*. URL :- https://docs.cntd.ru/document/1200095546. (дата обращения 15.03.2021). – Текст : электронный.
4. Гибридная вентиляция в многоэтажных жилых зданиях. АВОК. - URL : https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=4573 (дата обращения 15.03.2021). – Текст : электронный.
5. База климатических данных. - URL : https://ru.climate-data.org/азия/россииская-федерация/тюменская-область/тюмень-478/ (дата обращения 15.03.2021). – Текст : электронный.