Данный текст будет касаться вентиляции квартир в зданиях массовой застройки, характеризующихся минимальной нормированной площадью на одного проживающего, высотой потолков не более 2,7 метра, заполнением световых проемов пластиковыми стеклопакетами.
Ввиду экономии капитальных средств при строительстве указанного выше жилья предусматривается естественная вентиляция с вытяжкой из кухни, санузла и инфильтрацией приточного воздуха через неплотности в ограждающих конструкциях. Такой подход несомненно экономит средства в фазе капитальных вложений (хотя и не является энергоэффективным и приводит к значительным затратам на производство тепла в последующие годы эксплуатации), однако доставляет массу неудобств для жильцов, чьи дома расположены вдоль загруженных автомагистралей, неподалеку от различных производств, для жильцов с той или иной формой аллергии, а также для жильцов с любым расположением домов в холодный период.
К основным неблагоприятным факторам относятся:
- шум;
- повышенная загрязненность воздуха пылью и выхлопными газами;
- сезонное появление аллергенов;
- невозможность контролировать температуру приточного воздуха зимой при проветривании помещений, что обуславливает появление сквозняков;
- невозможность регулировать воздухообмен в ночное время;
- зависимость естественной вентиляции от сезона, ветрового воздействия, которые в определенные моменты могут менять направление движения воздуха через жилые помещения, принося, к примеру, запахи мусоропровода с лестничного пролета через неплотности во входной двери;
- повышенная влажность и появление плесени, грибка вследствие высокой герметичности пластиковых окон.
Для решения указанных недостатков естественной вентиляции приходится прибегать к установке механических систем приточной вентиляции. Реагируя на спрос, рынок предоставляет спектр установок различной конфигурации, производительности, степеней фильтрации, благодаря которым можно решить как минимум часть проблем.
Выбрать устройство для вентиляции квартиры можно из следующих групп:
- приточные клапаны /как без вентилятора, так и с оным, без рекуператора, либо укомплектованные таковым/;
- проветриватели, бризеры с рабочим блоком внутри жилого помещения, обладающие различной степенью фильтрации, электрокалорифером для подогрева приточного воздуха;
- компактные приточные установки, монтируемые снаружи жилого помещения, снабженные системой автоматики, электронагревателем и фильтрами либо устройствами для очистки воздуха от загрязнений вроде тополиного пуха и пыли до микроорганизмов.
Как видно, выбор устройств для организации системы вентиляции в квартире достаточно велик, однако, нам кажется, что предлагаемые устройства все еще далеки от идеала. И дело здесь не столько в технической составляющей /есть множество исполинов на рынке, которые предоставляют продукцию высокого качества/, сколько в отсутствии системного подхода к решению вопроса организации системы вентиляции в квартире.
Прежде чем познакомить с нашим видением оптимально организованной с точки зрения энергопотребления и требований санитарных норм системы вентиляции квартиры, нужно указать некие положения, от которых мы отталкивались.
1, Параметры микроклимата в помещении.
Минимальные параметры микроклимата четко указаны в регламентирующей документации. Очевидно, что ничто не может помешать превысить их, однако, если исходить из соображений энергосбережения, а значит, и уменьшения оплаты за потребляемую энергию, то они являются очевидным ориентиром.
Согласно ГОСТ Р 5161-2000, минимальная температура воздуха в жилой комнате и кухне не должна быть ниже 18 градусов, расход приточного воздуха равен 3 м.куб.час./метр жилой площади, плюс к этому не менее 90 м.куб.час. при наличии на кухне газовой плиты с конфорками. Расход приточного воздуха согласно СНИП 41-01-2001 Приложение М при площади менее 20м.кв.чел. с проветриванием – 30 м.куб.чел. или 3 м.куб/1м.кв. Также СНИП 41-01-2001 в Приложении Д указывает, что допустимое отклонение температуры в струе приточного воздуха по сравнению с температурой в помещении не более 3 градусов.
Таким образом, получается, что для квартиры с жилой площадью в 40 м.кв. и раздельным санузлом надо подать 120+90=210 м.куб.час, а удалить 90+50+75=315 м.куб.час /с учетом вытяжки из санузла и ванной/, дисбаланс по вытяжке следует компенсировать притоком, что дает 315 м.куб.час. приточного воздуха с условно минимальной температурой струи в холодный период равной20-3=17 градусов.
2. Планировочные решения.
Исходя из того, что мы рассматриваем квартиры типовой застройки, неизбежно приходится сталкиваться с дефицитом пространства. По факту все свободное пространство квартиры утилизируется под хозяйственные и бытовые нужды, высота потолков не позволяет организовывать фальшпотолок с воздуховодами, размещенными за ним. Таким образом, появляется необходимость вынести по возможности большую часть оборудования на внешнюю стену с минимальным вмешательством в интерьер жилого помещения.
3. Теплоснабжение вентиляции.
Вообще СНИП 41-01-2001 в пункте 6.3.4 гласит, что «Отопление следует проектировать для обеспечения равномерного нагревания и нормируемой температуры воздуха в помещениях, учитывая:
а) потери теплоты через ограждающие конструкции;
б) расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха». Т.е. задача подогрева приточного воздуха, согласно нормам, возлагается на систему центрального отопления, на что она, в том числе, и рассчитывается. Самым очевидным решением в таком случае было бы использование прибора отопления – безусловно модернизированного – в качестве калорифера для приточной установки, достигая к тому же эффекта вытесняющей вентиляции: подавая приточный воздух прямо в рабочую зону, минуя загрязненный слой воздуха под потолком, как это происходит при обычной раздаче воздуха через отверстия сверху. Однако на сегодняшний день о подобных устройствах мы не знаем, и общим решением на рынке является установка электронагревателя, работа которого увеличивает счет за электроэнергию.
4. Энергосбережение.
Для уменьшения нагрузки на нагреватель воздуха в системах вентиляции давно существуют системы рекуперации и регенерации тепла, где они прекрасно справляются с поставленной задачей по экономии расходов на теплоснабжение. Есть примеры решений подобного типа – как правило, это пластинчатый рекуператор – и для квартирных установок, однако ввиду проблем, связанных с нехваткой пространства и миниатюрностью самих установок, подобные решения не особенно эффективны. Суть здесь довольно проста: чтобы использовать рекуператор, надо собрать максимум выбросного тепла для утилизации, а для этого надо монтировать систему воздуховодов либо трубопроводов, если мы говорим о рекуперации с помощью промежуточного теплоносителя, для чего в рассматриваемых помещениях места нет. Не говоря о том, что подобные решения ведут за собой удорожание системы в разделе автоматики.
5. Автоматизация.
На сегодняшний день компактные установки поставляются с достаточной степенью автоматизации, позволяя заказчику выбирать функции исходя из своих предпочтений и бюджета. Однако, как нам кажется, и здесь существует значительный недостаток в общепринятых решениях. Если рассмотреть функции системы автоматики приточной вентиляции, предлагаемой на рынке, можно заметить, что, в общем, таковые незначительно отличаются от функций бытовых кондиционеров: несколько скоростей вентилятора, изменяемая уставка температуры приточного воздуха, работа по расписанию. Недостатком здесь, по нашему мнению, является отношение к приточной вентиляции как к отопительному прибору. Давайте остановимся на этом моменте поподробнее. Ввиду сложившейся традиции инженерные системы в пределах квартиры децентрализованы и поддержанием температуры в холодный период занимается отопление, в теплый и переходный периоды эта задача ложится на кондиционер, если таковой установлен. От системы вентиляции же требуется подача подготовленного – очищенного и, при необходимости, подогретого – свежего воздуха в достаточном количестве. Причем стоит отметить, что необходимость подогрева воздуха связана исключительно с требованием соблюдать температуру в приточной струе воздуха не ниже, чем на три градуса относительно температуры воздуха в помещении. Критерием для включения и интенсивности работы приточного вентилятора в таком случае должен выступать показатель количества СО2 в контролируемом помещении, таким образом возможно минимизировать продолжительность работы приточной установки, а следовательно, максимально снизить нагрузку на калорифер, что приведет к объективно минимальным затратам на теплоснабжение установки.
Итак, на основе приведенных выше пунктов нам кажется, что можно сделать следующие выводы:
- организация системы вентиляции должна включать в себя объемно-планировочные решения наряду с непосредственно техническими;
- для подачи наружного воздуха следует использовать компактную приточную установку, что позволит внести минимальные изменения в интерьер жилого помещения;
- необходимость подогрева приточного воздуха до температуры 16-17 градусов является неизбежным злом. В идеале задача по подогреву приточного воздуха при нормативном расходе должна ложиться на систему отопления.
- ввиду трудности внедрения систем рекуперации тепла подача наружного воздуха должна быть минимально возможной;
- система вентиляции должна решать задачу поддержания уровня СО2 в помещениях на заданном уровне;
- монтаж лишь одной приточной установки недостаточен, т.к. не позволяет организовать контролируемый воздухообмен в обслуживаемых помещениях /нестабильная работа естественной вытяжки, влияние ветра и пр./ Требуется провести монтаж вытяжных вентиляторов в обслуживаемых помещениях.
- в случае квартиры с количеством комнат две и более требуется организовать переменный расход в каждом обслуживаемом помещении.
Организация воздухообмена в однокомнатной квартире не представляется особо трудной задачей: приточный воздух подается в жилую комнату, удаление воздуха осуществляется через существующую вытяжку в санузле, которую следует оснастить вентилятором и автоматизировать по принципу, который мы рассмотрим ниже. Единственное, что следует не забыть в данном случае, - установить в межкомнатной двери переточную решетку, позволяющую пропустить через себя расчетный расход воздуха из комнаты в санузел при конкретном данном вентиляторе приточной установки.
Сложнее обстоит дело с многокомнатной квартирой. Нам видится, что подача приточного воздуха в каждую комнату отдельной установкой является расточительством, поэтому наиболее рациональным решением станет подача свежего воздуха в гостиную – комнату, которая, как правило, имеет выходы в спальни и является зоной максимального выделения СО2, во время застолий, семейных сборов и пр. Для снижения расхода приточного воздуха до минимума зону квартиры, включающую в себя кухню и санузлы, следует отделить от жилой зоны дверью, которая должна иметь возможный минимум неплотностей. Тогда квартира с точки зрения вентиляции будет разделена на зоны техническую и жилую. Компенсация вытяжки в технической зоне легко может осуществляться с помощью приточного клапана без подогрева, форточкой, фрамугой, т.к., в данных помещениях, где люди находятся по необходимости и ограниченное время, не имеет смысла поддерживать микроклимат в строгих рамках. Также изоляция технической зоны позволяет значительно снизить потребный расход приточного воздуха /в нашем примере от 315 м.куб.час. до 120м.куб.час. для 40 м.кв. жилой площади/.
Другое дело жилые помещения, особенно спальни. Поддержание температуры и качества воздуха в плане содержания СО2 в течение ночи является залогом качественного отдыха, а значит, хорошего самочувствия. Для того, чтобы приточный воздух мог попасть в спальни или любые смежные помещения из гостиной, откуда идет подача наружного воздуха, необходимо оснастить двери переточными решетками – они являются единственной альтернативой сети воздуховодов. Далее следует организовать вытяжку из каждого обслуживаемого помещения. Для этой цели можно использовать настенные или оконные вентиляторы с воздушным клапаном и несколькими скоростями вращения, которые впоследствии следует связать с приточной установкой средствами автоматики. Что касается самой системы автоматики системы вентиляции, то здесь следует соблюсти следующие условия:
- в каждой спальне как помещении, требующем автоматической работы системы, следует установить пульты управления приточной установкой, которые параллельно управляют вытяжным вентилятором в своей спальне;
- определить уставку температуры приточного воздуха на минимально возможном уровне /17 градусов/;
- пульт управления приточной установки должен быть ориентирован на уровень СО2;
- режим работы установки должен быть по возможности автоматическим.
Как должна работать собранная таким образом система вентиляции? Датчики в пультах управления контролируют содержание СО2 в помещениях. При превышении уровня СО2 над заданным пульт отдает команду на включение вытяжного вентилятора, одновременно запуская приточную установку. Скорость вращения вентилятора определяется пультом управления на основе рассогласования между уставкой и реальным значением СО2. По достижении заданного значения система переходит на пониженные обороты или отключается. Во время работы приточной установки электронагреватель не позволяет температуре приточного воздуха опуститься ниже заданного значения. Таким образом осуществляется подача минимально возможного количества наружного воздуха в помещение, что снижает нагрузку на электрокалорифер и продлевает срок службы фильтров, что важно, когда речь идет о фильтрах степеней очистки высокой и ультра.
В заключение хочется отметить, что, как видно из вышеизложенного, организация системы вентиляции требует комплексного подхода и регулирования работы смежных инженерных систем – так, необходимо установить клапаны с термоголовками на приборы отопления, что позволит поддерживать температуру в помещении на заданном уровне. Требуется изменить подход в автоматизации компактных вентиляционных установок, сделав регулируемой величиной уровень СО2 вместо общепринятой температуры приточного воздуха, требуется оснастить системы многоскоростными вентиляторами или, в идеале, вентиляторами с плавным изменением скорости вращения. Разумно организованная система вентиляции позволит поддержать здоровье и сэкономить средства во время эксплуатации.