Текущий объект

строительство коттеджа

Выполненный объект

Естественная вентиляция в высотных зданиях


Свежий воздух в высотках

Одной из наиболее сложных и актуальных проблем современного строительства является обеспечение качества воздуха в помещениях зданий. Решение этой проблемы достигается путем обоснованного выбора кратности воздухообмена для системы вентиляции.

  • Нормативы воздухообмена жилых зданий;
  • Способы вытяжной вентиляции;
  • Требования к входным дверям и окнам;
  • Приточные устройства;
  • Нормативы воздухообмена жилых зданий

    В помещениях с большими избытками тепла воздух всегда теплее наружного. Более тяжелый наружный воздух, поступая в здание, вытесняет из него более легкий теплый воздух.

    При этом в замкнутом пространстве помещения возникает циркуляция воздуха, вызываемая источником тепла, подобная той, которую вызывает вентилятор – конвекция.

    В системах естественной вентиляции, в которых перемещение воздуха создается за счет разности давлений воздушного столба, минимальный перепад по высоте между уровнем забора воздуха из помещения и его выбросом через дефлектор должен быть не менее 3 метров. При этом рекомендуемая длина горизонтальных участков воздуховодов не должна быть более 3 м, а скорость воздуха в воздуховодах – не превышать 1 м/с.

    СНиП 2.08.01-89 “Жилые здания” рекомендует следующую схему воздухообмена квартир: наружный воздух поступает через открытые форточки жилых комнат и удаляется через вытяжные решетки, установленные в кухнях, ванных комнатах и туалетах.

    Воздухообмен квартиры должен быть не менее одной из двух величин: суммарной нормы вытяжки из туалетов, ванных комнат и кухни, которая в зависимости от типа кухонной плиты составляет 110 – 140 м3/ч, или нормы притока, равной 3 м3/ч на каждый м2 жилой площади. В типовых квартирах, как правило, первый вариант нормы оказывается решающим, в индивидуальном – второй.
    Вверх

    Способы вытяжной вентиляции

    В жилых зданиях массовой застройки традиционно выполняется естественная вытяжная вентиляция.

    Естественная вентиляция имеет ряд преимуществ по сравнению с системами кондиционирования воздуха. Это, например, субъективное ощущение улучшения качества микроклимата людьми, длительное время находящимися в помещениях, а также возможное снижение затрат энергии на климатизацию здания.

    Рис. 1

    В начале массового жилищного строительства применялась вентиляция с индивидуальными каналами от каждой вытяжной решетки (рис.1), которые соединялись с вытяжной шахтой непосредственно или через сборный канал на чердаке. В зданиях до четырех этажей эта схема применяется до сих пор. В высоких домах для экономии места через каждые четыре – пять этажей несколько вертикальных каналов объединялось одним горизонтальным, от которого далее воздух направлялся к шахте по одному вертикальному каналу.

    В настоящее время принципиальным решением систем естественной вытяжной вентиляции многоэтажных зданий является схема, включающая в себя вертикальный сборный канал – “ствол” – с боковыми ответвлениями – “спутниками”. Воздух поступает в боковое ответвление через вытяжное отверстие, расположенное в кухне, ванной комнате или туалете и, как правило, в междуэтажном перекрытии над следующим этажом перепускается в магистральный сборный канал. Такая схема значительно компактнее системы с индивидуальными каналами, может быть аэродинамически устойчивой и отвечает требованиям противопожарной безопасности.

    Каждая вертикаль квартир может иметь два “ствола”: по одному осуществляется транзит воздуха из кухонь, по другому – из туалетов и ванных комнат. Допускается использовать один “ствол” для вентиляции кухонь и сантехкабин при условии, что место присоединения боковых ответвлений к сборному каналу в одном уровне должно быть выше уровня обслуживаемого помещения не менее чем на 2 м. Один или два последних этажа часто имеют индивидуальные каналы, не связанные с общим магистральным “стволом”. Это происходит, если конструктивно невозможно подсоединить верхние боковые каналы к магистральному по общей схеме.

    В типовых зданиях основным элементом системы естественной вентиляции является поэтажный вентблок. В зданиях, строящихся по индивидуальным проектам, вытяжные воздуховоды чаще всего выполняются в металле.

    Рис. 2

    Вентблок включает в себя участок магистрального канала одного или нескольких боковых ответвлений, а также отверстие, соединяющее вентблок с обслуживаемым помещением. Сейчас боковые ответвления подключаются к магистральному каналу через 1 этаж (рис.2), тогда как более ранние решения предусматривали подключение через 2 – 3 и даже через 5 этажей. Междуэтажный стык вентблоков является одним из самых ненадежных мест системы вытяжной вентиляции. Для его герметизации до сих пор иногда используется цементный раствор, укладываемый на месте по верхнему торцу нижележащего блока. При установке следующего блока раствор выдавливается и частично перекрывает сечение вентиляционных каналов, вследствие чего меняется их характеристика сопротивления. Кроме того, отмечались случаи негерметичной заделки стыка между блоками. Все это приводит не только к нежелательному перераспределению воздушных потоков, но и к перетеканию воздуха через вентиляционную сеть из одних квартир в другие. Использование специальных герметиков все же приводит к желаемому результату в условиях трудоемкости операции заделки при труднодоступности шва.

    Рис.3

    В целях сокращения теплопотерь через потолок верхнего этажа и для повышения температуры на его внутренней поверхности большинство типовых проектов многоэтажных зданий предусматривает устройство “теплого чердака” высотой около 1,9 м. В него поступает воздух из нескольких сборных вертикальных каналов, что делает чердак общим горизонтальным участком системы вентиляции. Удаление воздуха из чердачного помещения осуществляется через одну на каждую секцию дома вытяжную шахту, устье которой в соответствии со СНиП “Жилые здания” располагается на 4,5 м выше перекрытия над последним этажом (рис. 3).

    При этом вытяжной воздух на чердаке не должен остывать, в противном случае увеличивается его плотность, что приводит к опрокидыванию циркуляции или снижению расхода вытяжки. У пола чердака над вентблоком устраивается оголовок, внутри которого, как правило, подсоединяются боковые каналы последнего этажа к магистральному. При выходе из оголовка в “стволе” воздух движется с высокой скоростью, поэтому к нему за счет эжекции подсасывается вытяжной воздух из боковых каналов последнего этажа.

    Так как одни и те же вентблоки используются в зданиях от 10 до 25 этажей, то для 10 – 12-этажного здания скорость воздуха в магистральном канале при выходе на “теплый чердак” недостаточна для эжекции воздуха из бокового ответвления верхнего этажа. В результате этого, при отсутствии ветра или при ветре, направленном на противоположный для рассматриваемой квартиры фасад, нередки случаи опрокидывания циркуляции и задувания вытяжного воздуха других квартир в квартиры последнего этажа.

    Воздействие ветрового давления выражается в том, что на наветренных (обращенных к ветру) сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах, а иногда и на кровле, – пониженное давление (разрежение).

    Если в ограждениях здания имеются проемы, то с наветренной стороны атмосферный воздух поступает в помещение, а с заветренной – выходит из него, причем скорость движения воздуха в проемах зависит от скорости ветра, обдувающего здание, и соответственно от величин возникающих разностей давлений.

    Естественная вентиляция, обусловленная гравитационными силами, приводит к образованию нейтральной зоны (рис. 4) вблизи средней части шахты независимо от разности температур воздуха в шахте и наружного воздуха. Это может привести к тому, что загрязненный вытяжной воздух будет поступать в помещения верхних этажей.

    Рис. 4. Нейтральные зоны. А – расходы воздуха (м3/ч) при естественной вентиляции, обусловленной действием только гравитационных сил при разности температур удаляемого и наружного воздуха ∆t = 10 °С; Б – расходы воздуха (м3/ч) при естественной вентиляции, обусловленной действием ветрового напора при скорости ветра 3,4 м/с (наветренный фасад); В – расходы воздуха (м3/ч) при естественной вентиляции, обусловленной действием ветрового напора при скорости ветра 3,4 м/с (заветренный фасад)

    Для того, чтобы сместить нейтральную зону как можно ближе к уровню крыши здания, необходимо увеличить длину шахты.

    Другим способом смещения нейтральной зоны является разделение вентиляционной шахты по вертикали на несколько секций, в каждой из которых создается собственная нейтральная зона.

    Расчетным для естественной вентиляции является режим открытых форточек при температуре наружного воздуха +5°С и безветренной погоде. При понижении температуры наружного воздуха тяга увеличивается, и считается, что проветривание квартир только улучшается. Рассчитывается система изолированно от здания. В то же время расход удаляемого системой воздуха является всего лишь одной составляющей воздушного баланса квартиры, в котором кроме него значимую роль могут играть расходы воздуха, инфильтрующегося или эксфильтрующегося через окна и поступающего или выходящего из квартиры через входную дверь. При разных погодных условиях и направлениях ветра, открытых или закрытых форточках составляющие этого баланса перераспределяются.

    Кроме конструктивных решений самой системы и погодных условий – температуры и ветра – на работу естественной вентиляции оказывают влияние высота здания, планировка квартиры, ее связь с лестнично-лифтовым узлом, размеры и воздухопроницаемость окон и входных в квартиру дверей. Поэтому нормы плотности и размеров этих ограждений тоже следует считать имеющими отношение к вентиляции, как и рекомендации по планировке квартир.
    Вверх

    Требования к входным дверям и окнам

    К входным дверям в квартиры СНиП’ом “Строительная теплотехника” предъявляется требование высокой герметичности, обеспечивающей воздухопроницаемость не более 1,5 кг/ч·м2, что практически должно отсечь квартиру от лестнично-лифтовой шахты. В реальных условиях добиться требуемой плотности квартирных дверей удается далеко не всегда. На основании многочисленных исследований, проводимых в 80-х годах ЦНИИЭП инженерного оборудования, МНИИТЭП’ом, известно, что в зависимости от степени уплотнения притворов дверей значения их аэродинамической характеристики сопротивления отличаются почти в 6 раз. 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 вытяжной вентиляции приток свежего воздуха значительно сокращается. В зданиях с односторонним расположением квартир эта проблема усугубляется. Схема формирования воздушных потоков в многоэтажном здании с неплотными квартирными дверями показана на (рис. 5). Одним из способов борьбы с перетеканием воздуха через лестничную клетку и лифтовую шахту является устройство поэтажных коридоров или холлов, имеющих дверь, отделяющую лестнично-лифтовый узел от квартир. Однако такое решение при неплотных квартирных дверях усиливает горизонтальное перетекание воздуха из односторонних квартир, выходящих на наветренный фасад, в квартиры заветренной ориентации.

    рис.5

    Воздухопроницаемость окон жилых зданий по СНиП “Строительная теплотехника” не должна превышать 5 кг/ч·м2 для пластиковых и алюминиевых окон, 6 кг/ч·м2 – для деревянных. Их размеры, исходя из норм освещенности, определяются СНиП “Жилые здания”, ограничивая отношение площади световых проемов всех жилых комнат и кухонь квартиры к площади пола этих помещений величиной не более 1:5,5.

    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 иногда использовать их только для кратковременного проветривания помещений даже при ощутимой духоте в квартире.
    Вверх

    Приточные устройства

    Альтернативным вариантом неорганизованного притока являются приточные устройства различных конструкций, установленные непосредственно в наружных ограждениях. Рациональное размещение приточных устройств в сочетании с возможностью регулировать расход приточного воздуха позволяет считать их установку достаточно перспективной.

    Рис.6. 1 – клапан Аэромат 100; 2 – рамный профиль; 3 – импостный профиль; 4 – наплав импостного профиля; 5 – профиль створки; 6 – стеклопакет; 7 – приточный вход в клапан; 8 – уголковый профиль 20х20х2; 9 – изолон 4х40; 10 – заклепка 3.2х10; 11 – саморез 3.5х25.

    Натурные исследования и многочисленные расчеты воздушного режима здания позволили выявить общие тенденции изменения составляющих воздушного баланса квартир при изменении погодных условий для различных зданий.

    При понижении температуры наружного воздуха увеличивается доля гравитационной составляющей в разности давления снаружи и внутри жилого дома, что приводит к увеличению расходов инфильтрации через окна на всех этажах здания. Более существенно это увеличение сказывается на нижних этажах здания.

    Монтаж Аэромата

    Увеличение скорости ветра при неизменной температуре наружного воздуха вызывает увеличение давления только на наветренном фасаде здания. Наиболее сильно изменение скорости ветра влияет на перепады давлений верхних этажей высоких зданий. Скорость и направление ветра оказывают более сильное воздействие на распределение воздушных потоков в системе вентиляции и расходы инфильтрации чем температура наружного воздуха. Изменение температуры наружного воздуха от -15°С до -30°С приводит к такому же увеличению воздухообмена в квартире как и увеличение скорости ветра от 3 до 3,6 м/с. Возрастание скорости ветра не сказывается на расходе воздуха, удаляемого из квартиры заветренного фасада, однако при плохих входных дверях приток в них уменьшается через окна и увеличивается через входные двери. Влияние гравитационного давления, ветра, планировки, сопротивления воздухопроницанию внутренних и наружных ограждающих конструкций для зданий повышенной этажности выражено более резко, чем в зданиях малой и средней этажности.

    Монтаж Аэромата

    В связи с установкой в здании плотных окон устройство только вытяжной системы оказывается неэффективным. Поэтому для подачи притока в квартиры используются как различные устройства (специальные аэроматы в окнах, имеющие довольно большое аэродинамическое сопротивление и не пропускающие шум с улицы (рис. 6), приточные клапаны в наружных стенах (рис. 7), так и проектируется механическая приточная вентиляция.

    Рис. 7. Схема регулируемого приточного клапана, устанавливаемого в стену

    1. Регулировочная ручка
    2. Крышка из пластика на основе сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола
    3. Фильтр PPI-15
    4. Узел регулировки
    5. Корпус из пластика на основе сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола
    6. Прокладка из термопластичной пластмассы и резины
    7. Впускной воздушный канал диаметром 133/125 из полиэтилена высокой плотности
    8. Шумоглушитель из минеральной ваты
    9. Наружная решетка US-AV из формованного алюминия, снабженная сеткой для предотвращения попадания насекомых

    За рубежом получили распространение в жилищном строительстве механические системы вытяжной вентиляции, особенно для зданий повышенной этажности. Эти системы отличает устойчивая работа во все периоды года. Наличие малошумных и надежных в работе крышных вентиляторов (аналогичными вентиляторами оборудуются и шахты мусоропровода) сделало такие системы достаточно массовыми. Для притока воздуха в оконных переплетах устанавливаются, как правило, аэроматы.

    В лучшем положении, с точки зрения эксплуатации вентиляторов, находятся квартиры с индивидуальными вентиляторами. К ним относятся квартиры ряда типовых зданий, где на последних этажах в индивидуальные вытяжные каналы устанавливаются небольшие осевые вентиляторы.
    Вверх

    Добавить комментарий

    Выполненный объект

    строительство коттеджа

    Выполненный объект

    Услуга



    Инженер технического надзора

    Реклама

     

     




    Интернет реклама УБС

    Логин