Вентиляция: основное условие для создания комфортного микроклимата

Свежий воздух - это основа хорошего самочувствия и возможность соблюдения гигиенических требований к микроклимату в помещениях. «Естественная вентиляция» воздухом, поступающим через неплотности и щели, не может удовлетворительно обеспечить требуемый воздухообмен, так как такая вентиляция зависит от природных факторов, которые непостоянны. В негерметичном здании при сильном ветре возникает сквозняк, а при безветренной погоде приток свежего воздуха в том же здании часто недостаточен. Также направление проникающего воздушного потока часто является неблагоприятным. Например, на первом этаже тянет внутрь под входной дверью или через приоткрытое окно в туалете, далее воздух устремляется через всю квартиру и выходит наружу через негерметичные участки в кровле. Инфильтрация через неплотности, а также через форточки является поэтому в основном случайной вентиляцией и таким образом непригодна для пассивных зданий [Feist 1995-2].

Наличие С02 в воздухе в качестве критерия для хорошей вентиляции осознал Петтенкофер еще в начале 20 века. Подавляющее большинство пользователей оценивают качество воздуха при концентрации СО2 ниже 0,1% как хорошее. Человек в наших квартирах сам является главным источником С02, поэтому требуется около 25...30 м3 свежего воздуха в час на одного человека.

В квартирах на 3...5 человек нормативное поступление свежего воздуха составляет 90…150 м3/ч. В обычном случае этот расход воздуха примерно соответствует нормативному расходу отработанного воздуха из туалетов (по 20 м3ч), ванн (40 м /ч) и кухонь (60 м3/ч). Благодаря непрерывному движению воздуха обеспечивается постоянное удаление влаги. В случае объединения системы вентиляции с вытяжным колпаком над кухонной плитой необходимо во время приготовления пищи обеспечить вытяжку минимум 150 м3/ч. Вентиляцию, которая удовлетворяет этим условиям, можно назвать требуемой. Подробные указания по расчету расхода воздуха на вентиляцию вы найдете в собрании протоколов рабочей группы по малозатратным пассивным домам, заседание № 17 [АК 17].

Рис. 18.2. Двойной перекрестноточный теплообменник

Рис. 18.3. Противоточный теплообменник

Рис.18.1. Принцип рекуперации тепла. Простой перекрестноточный теплообменник

Используя непостоянные природные факторы, невозможно реализовать требуе-мую вентиляцию. Как вариант, можно порекомендовать следующее простейшее реше-ние для зданий с низким энергопотреблением: небольшая установка с маленьким вен-тилятором для постоянной вытяжки воздуха из влажных помещений (ванные комнаты, туалеты и кухни) и которая точно соответствует необходимому расходу. Если оболочка здания достаточно герметичная, свежий воздух устремляется через предназначенные для этого каналы в стенах общих комнат, столовой, детской и спальной. Для достижения благоприятного микроклимата в помещениях эти воздушные каналы должны быть смонтированы по возможности высоко и над отопительными приборами. Эта вентиляционная система является недорогой, эффективной и сравнительно простой.

Для зданий с низким энергопотреблением допустимы дополнительные теплопотери от вентиляции, однако для пассивных зданий это неприменимо. Например, мы рассчитываем теплопотери со средним расходом свежего воздуха 120 м3/ч для семьи, состоящей из четырех человек, в квартире площадью 120 м2. Годовые теплопотери, которые приходятся на вентиляцию от приточно-вытяжной установки, составляют 28 кВт-ч/м2; только одно это значительно больше, чем допустимый удельный расход тепловой энергии на отопление для пассивного дома, поэтому обязателен высокоэффективный рекуператор. Опыт с вентиляционными установками в зданиях с низким энергопотреблением и в пассивных зданиях приводит к следующим рекомендациям для вентиляционных систем, пригодных для пассивных зданий:

• сами здания должны иметь очень герметичную оболочку (см. гл. 5);

• рекуперация тепла должна быть высокоэффективной [АК 17]. Доля возврата тепла (КПД) рекуператора должна составлять более 75%. Тогда дополнительные теплопотери достаточно малы и описываемая в гл. 8 интегрированная система домашней техники удобна для использования. Доля возврата тепла более 75% достижима сегодня только с использованием больших теплообменников с принципом встречных потоков или с использованием комбинированных теплообменников с перекрестным потоком (рис. 18.2). В настоящее время только некоторые системы, существующие на рынке, соответствуют этим требованиям;

• потребление электрической энергии для вентиляции должно сохраняться на небольшом уровне - это касается самих вентиляторов, а также приборов регулировки и управления. Контрольное значение составляет 0,3...0,45 Вт общей мощности на требуемый 1 м3 воздушного объема в час. Столь малая величина электропотребления достигается оптимизацией всей системы (см. пункт с вентиляционными каналами) и применением высокоэффективных вентиляторов с равномерным потоком;

• устройство системы вентиляции в зданиях необходимо проектировать тщательно: целесообразной является система вентиляционных каналов, которые выполнены по возможности короткими, неразветвленными и малоизогнутыми. Можно использовать гладкостенные, отвечающие гигиеническим требованиям, воздухонепроницаемые воздуховоды (например, спирально-навивные). Скорость потока в вентиляционных каналах, при нормальном режиме эксплуатации, не должна превышать 3 м/с. Поэтому для главных каналов гидравлический диаметр получается равным 150 мм и более. При правильном проектировании помещения, из которых удаляется вытяжной воздух, находятся относительно близко друг к другу, а помещения с приточным воздухом расположены компактно. Это позволяет рационально расположить магистрали воздуховодов приточного и вытяжного воздуха (можно обойтись одной главной ниткой воздуховода для приточного и одной для вытяжного воздуха. - Прим. перев.) Помимо этого, такое размещение имеет достоинство в том, что также другие трубопроводы других систем (холодная вода, горячая вода, канализация) могут быть короткими; это размещение уменьшает потери энергии и снижает капитальные затраты Лучше всего разделить проект системы вентиляции в здании на три зоны (рис 19)" зона приточного воздуха (она охватывает, как правило, все жилые комнаты комнаты принятия пищи, детские, спальни и рабочие комнаты), переходная область (охватывает, например, коридоры и лестничную клетку) и зона вытяжного воздуха (здесь соединяются все влажные помещения и комнаты со специфической экс-плуатацией, например комната для курения).

Рис. 19. Сечение квартиры в зоне приточного воздуха, переходной зоне и в зоне вытяжного воздуха в пассивном доме по проекту архитектора проф. Шнайдера, г. Кассель; источник: [АК18]

Все помещения для зон приточного и отработанного воздуха должны иметь вентиляционные отверстия достаточного размера, чтобы переток воздуха был возможен без помех даже при закрытых внутренних межкомнатных дверях. В качестве основного правила необходимо выполнять непременное условие: скорость воздуха в проходных отверстиях не должна превышать 1 м/с. При выполнении этого требования устанавливается направленный воздушный поток из помещений с приточным воздухом, через промежуточную зону в помещения с вытяжным воздухом. Таким образом, в квартире с самого начала устраняется проблема распространения запахов и вредных веществ.

* Важным остается условие: вентиляционная установка служит преимущественно для воздушной гигиены! А поэтому необходимо обратить внимание на гигиенически безупречный воздуховод. Это означает, что:

- необходимо избегать режима рециркуляции воздуха;

- каждый вид добавочной воздухоподготовки (увлажнение, охлаждение) скрывает серьезные риски, которые не должны проявляться при использовании квартирной вентиляционной установки;

- высококачественный фильтр тонкой очистки (класс фильтра F7 или F8) эффективен при установке непосредственно в зоне после забора свежего воздуха. Выполняя это предписание, удалось обеспечить отсутствие грязи в вентиляционной установке. Воздуховоды через 10 лет остаются идеально чистыми и к тому же гигиеничными;

- в домах с индивидуальными вентиляционными системами пар от приготовления пищи на кухне можно удалять через вытяжной колпак (с регулярной заменой жироулавливающего фильтра) и ответвления воздуховода с ревизионными отверстиями в вытяжном канале. Воздуховод с вытяжным воздухом, подведенный к кухне, или регулярно очищается, или время от времени заменяется, например, элемент гибкой трубы длиной 1,5 м. Это решение недопустимо, если к одной системе воздуховода с вытяжным воздухом подсоединено много квартир. В этом случае мы советуем применять на кухне отдельный вытяжной плафон, который находится на достаточном расстоянии от места приготовления пищи. Непосредственно над местом приготовления пищи необходимо установить защитный колпак для засасывания циркуляционного воздуха как отдельную систему.

Исследования в пассивном доме г. Дармштадта, р-н Кранихштайн, показали, что вышеназванные принципы приводят к хорошему качеству воздуха в помещении [Feist 1994с], [Feist/Werner 1994а].

Высокая доля возврата тепла (более 75%), согласно вышеизложенному, для пас-сивных зданий является необходимым условием. При применении больших теплооб-менников процесс обледенения в зоне удаляемого воздуха начинается при температу-рах окружающей среды ниже -5 ˚С. Возможным решением этой проблемы является применение грунтового теплообменника. Для этого укладывается (в зависимости от размера квартиры) от 1 до 5 трубопроводов примерно 12...30 м длиной в траншеи, приблизительно на 1 м ниже фундаментной плиты здания. Трубы служат для подачи предварительно очищенного наружного воздуха (рис. 20).

Вследствие этого даже при очень низких температурах свежий воздух зимой подевается до 1 10 °С. Дальнейшая защита от мороза является излишней. При уклад-5еТэксплуатации грунтовых теплообменников из гигиенических соображении очень важно избегать конденсации влаги [Feist1 1994с].

Рис. 20. Укладка трубы грунтового теплообменника (ГТО) в траншеи на глубину 1 м ниже уровня фундаментной плиты для пассивного дома в г. Дармштадте, р-н Кранихштайн (в настоящее время также применяются иные системы. - Прим. перев.)

Другой вид защиты, пригодный для пассивных зданий, - это регулируемый подогрев свежего воздуха до минимальной температуры, равной 0 °С. Такое решение оправдано, если предварительный подогрев отключается системой регулирования при температуре наружного воздуха выше 0 ˚С.

Уже в первом демонстрационном здании в г. Дармштадт, р-н Кранихштайн, был установлен высокоэффективный противоточный теплообменник (воздух-воздух) с годовым потреблением электрической энергии 200...400 кВт-ч на квартиру. Обратно возвращаемое тепло составляет 3000...4000 кВт-ч/год. Это означает, что возвращаемое тепло более чем в 10 раз превышает потребность теплообменника (вентиляторов. -Прим. перев.) в электрической энергии. Эта высокая эффективность достигается, в том числе, благодаря применению электродвигателя постоянного тока с электронным переключателем [Feist 1994].

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 257; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!