Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Вентиляция и кондиционирование
.pdf
помещения. Если поперечное сечение струи достигает 40
45% от поперечного сечения помещения, эжекция внут-
реннего воздуха прекращается. Это означает, что поток
не проникает на всю глубину помещения (ðèñ. 22). Îí
разворачивается, и в виде обратного потока уходит туда,
где воздух подсасывается приточной струей. При этом уве-
личение начальной скорости струи не помогает увели-
чить ее длину (и глубину проникновения потока), а при-
водит только к возрастанию скорости движения воздуха в
приточной струе и в помещении.
При подаче в помещение холодного воздуха очень вы-
годно использовать эффект Коанды. Как видно из приве-
денных выше примеров, настилающаяся струя не так
быстро тонет в окружающем теплом воздухе и глубже
проникает в помещение. Поэтому она лучше смешивается
с внутренним воздухом, и подъем температуры происхо-
дит раньше, чем поток достигает рабочей зоны. Правда,
при подаче холодного воздуха вдоль потолка очень важно
обеспечить достаточно высокую начальную скорость,
иначе струя не будет настилаться. В любом случае, на оп-
ределенном расстоянии от приточного отверстия поток
отрывается от потолка и опускается вниз. Очевидно, что
если отрыв произойдет слишком быстро, струя может
попасть в рабочую зону. Поэтому для проектирования сле-
дует воспользоваться таким критерием: расстояние до
3
6
1
2
4
Рис. 22. Глубина проникновения воздушной струи в помещение: 1 ïî-
ступление воздуха; 2 внутрикомнатный воздух, формирующий эфект
Коанды; 3 окончательно формированная струя; 4 глубина проник-
новения воздушной струи (4045% от поперечного сечения помеще-
íèÿ); 5 рабочая зона помещения; 6 зона турбулентногоперемеши-
вания воздуха (5055% помещения)
7
5
41
точки отрыва струи должно быть не меньше 60% от глу-
бины комнаты или эффективной длины. В этом случае
максимальная скорость воздуха в рабочей зоне будет
приблизительно такой же, как при подаче изотермичес-
кого воздуха. Если отрыв произойдет раньше, то высокая
скорость струи и разность температур приведут к возник-
новению сквозняков. Расстояние до точки отрыва можно
рассчитать по формулам, приведенным выше при описа-
нии неизотермических струй.
Вентиляция вытесняющим потоком
Это способ, традиционно применяемый для вентиля-
ции промышленных помещений. Однако его можно ис-
пользовать и при комфортной вентиляции. Если все рас-
четы выполнены правильно, этот способ обеспечивает
отвод избытков тепла и высокую эффективность венти-
ляции.
При вентиляции вытесняющим потоком воздухорасп-
ределитель размещается невысоко над полом, и воздух
подается с небольшой скоростью непосредственно в ра-
бочую зону. Конвекционные потоки от людей и других
источников тепла поднимаются вверх, и нагретый воздух
отводится через вытяжные решетки, расположенные на
потолке (ðèñ. 23). Правильно спроектированные системы
вентиляции вытесняющим потоком обеспечивают очень
высокое качество воздуха. Однако данный принцип имеет
очевидные ограничения:
воздухораспределители имеют большие размеры и
занимают много места;
скорость воздуха возрастает проблема сквозня-
êîâ;
температурный градиент становится слишком боль-
øèì.
Нужно также отметить, что наличие нескольких ис-
точников тепла, расположенных на разной высоте, ос-
ложняет ситуацию. В сочетании с движением людей и
предметов в помещении это приводит к перемещению
воздуха из верхнего слоя в нижележащие зоны. Фактичес-
ки это превращается в вентиляцию разбавлением.
Расходы на отопление и вентиляцию составляют зна-
чительную часть затрат на эксплуатацию здания. Чтобы их
42
4
5
1
Рис. 23. Вентиляция вытесняющим потоком: 1 приточная установка у
ïîëà; 2 поднимающая вверх конвекционные потоки; 3 рабочая зона;
4 зона турбулентности под потолком; 5 выход воздуха через венти-
ляционную решетку
2
3
сократить, необходимо оснастить здание эффективной
системой вентиляции с утилизацией тепла и регулирова-
нием расхода воздуха в соответствии с потребностями. Это
приведет к экономии электроэнергии в здании и, следо-
вательно, к сокращению общих затрат. Более дорогая ус-
тановка быстро окупается за счет снижения затрат на
электроэнергию. Еще одним преимуществом такой систе-
мы является ее экологичность, связанная с меньшим
потреблением электроэнергии.
В вентиляционных системах, основанных на использо-
вании естественной тяги, теплый воздух выходит через
воздуховоды, а приточный наружный воздух попадает
внутрь за счет естественной конвекции. В отличие от сис-
тем с принудительной вентиляцией для работы такой
системы не требуется электроэнергии. Тем не менее, ес-
тественная вентиляция является причиной лишнего рас-
хода электроэнергии. Дело в том, что вместе с удаляемым
воздухом из помещения уходит тепло. Поэтому вместо
того, чтобы отапливать здание, удаляемый воздух отап-
ливает улицу.
Наиболее высокой энергетической эффективностью
обладают системы с принудительной приточно-вытяжной
вентиляцией и утилизацией тепла. В таких системах тепло
43
удаляемого воздуха используется для нагрева приточного
воздуха. Очень важно, чтобы в помещение поступало
столько воздуха, сколько необходимо. Таким образом, для
того чтобы система работала исправно и при этом была
экономичной, необходимо, чтобы расход воздуха регу-
лировался в соответствии с потребностью. Одним из ре-
сурсов сбережения «вентиляционного» тепла является
более рациональный подход к нормам воздухообмена. До
сих пор в литературе встречаются рекомендации, соглас-
но которым обеспечение нормального микроклимата в
жилых помещениях обеспечивается двух-, а то и трех-
кратным воздухообменом. Многие ошибочно думают, что
при увеличении кратности воздухообмена чистота возду-
ха увеличивается пропорционально. На самом деле, это
не так. Человек в спокойном состоянии выдыхает около
2-х кубометров воздуха в час. Если представить такого
человека в комнате площадью 15 м
2
с высотой потолков
2,7 м (объем комнаты составляет 40 м3), то понятно, что
при однократном воздухообмене он будет дышать возду-
хом, состоящим на 2/40 = 5% из старого и 95% из нового
внешнего воздуха. При 2-кратном воздухообмене во вды-
хаемом воздухе будет 2/80 = 2,5% старого воздуха и 97,5%
нового. Таким образом, чистота внутреннего воздуха из-
менится незначительно, но затраты на его нагрев вырас-
тут вдвое. Наверное, при бесплатных энергоносителях так
и можно поступать, но только не сейчас. В нашей стране и
так на обогрев квадратного метра жилой площади тратит-
ся энергии в несколько раз больше, чем в европейских
странах с идентичным климатом. Недаром энергосбере-
жение является одной из приоритетных задач начавшей-
ся реформы жилищно-коммунального хозяйства. Из этих
оценок следует вывод, кстати, что воздух в жилом поме-
щении всегда грязнее уличного (если, конечно, жильцы
не пользуются противогазами или специальным оборудо-
ванием для очистки воздуха). В Германии (из печатных
источников) нормы воздухообмена при проектировании
снижаются до кратности 0,70,8 в час, что позволяет
значительно экономить на отоплении. Увлекаться даль-
нейшим снижением кратности воздухообмена нельзя, это
может привести к ухудшению качества воздуха.
Требования к современному жилью становятся все
более высокими. Только необходимый воздухообмен по-
44
зволяет создать в жилом помещении нормальный микро-
климат и комфортные условия. Далеко не всегда простей-
шие дешевые системы естественной вентиляции позво-
ляют решить все проблемы. Для создания эффективного
воздухообмена придется использовать более сложные си-
стемы и, соответственно, платить за комфорт и за воздух.
Актуальной станет экономия на подогреве этого воздуха,
т.к. эксплуатационные расходы являются одним из пока-
зателей качественности жилья. Возможность экономии
тепла для подогрева вентиляционного воздуха предложе-
на французской фирмой «АЭРЭКО». Дело в том, что нор-
мативный воздухообмен необходим только во время при-
сутствия людей в данном помещении. Однако в дневное
время люди обычно находятся на работе и в квартирах
никого нет или находится, по крайней мере, значитель-
но меньше обитателей. Да и ночью заняты только спаль-
ни, гостиные в это время пустуют. На этом и основан
принцип гигрорегулируемой вентиляции. Поскольку вся
жизнедеятельность людей (дыхание, стирка, приготовле-
ние пищи и т. д.) сопровождается выделением паров
воды, уровень относительной влажности воздуха в жилом
помещении является своеобразным индикатором присут-
ствия людей и, соответственно, потребности в вентиля-
ции. Были разработаны специальные приточные клапаны
для подачи свежего воздуха через окно или стену и спе-
циальные вытяжные решетки для кухонь и санузлов для
удаления отработанного воздуха, которые автоматически
усиливают воздухообмен в присутствии людей и сни-
жают в их отсутствие. По многолетнему опыту работы
экономия тепла, идущего на подогрев вентиляционного
воздуха, составляет 1540% при весьма умеренной сто-
имости оборудования.
СИСТЕМЫ ОКОННОЙ И ДВЕРНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ
Воздухопроницаемость окон жилых зданий по СНиП
«Строительная теплотехника» не должна превышать
5 êã/÷·ì
6 êã/÷·ì
2
для пластиковых и алюминиевых окон,
2
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.
45
При естественной вытяжной вентиляции окна играют
роль приточных устройств. С одной стороны малая возду-
хопроницаемость окон приводит к нежелательному сокра-
щению воздухообмена, а с другой к экономии теплоты
на подогрев инфильтрационного воздуха. При недостаточ-
ной инфильтрации вентиляция осуществляется через от-
крытые форточки. Невозможность отрегулировать поло-
жение створок форточек вынуждает жильцов иногда
использовать их только для кратковременного проветри-
вания помещений даже при ощутимой духоте в квартире.
Развитие светопрозрачных конструкций всегда шло по
пути увеличения их герметичности. Современные ограж-
дающие конструкции, и прежде всего окна, характери-
зуются высоким сопротивлением воздухопроницанию
(это относится как к окнам из ПВХ-профилей, клееной
древесины, так и к традиционным деревянным окнам с
несколькими контурами уплотнения). С одной стороны
данное свойство бесспорно является положительным ка-
чеством, поскольку окна практически не продуваются
при сильном ветре и в холодный период года не происхо-
дит чрезмерных теплопотерь на нагрев инфильтрацион-
ного воздуха. Но с другой стороны, высокая герметич-
ность ограждающих конструкций приводит к уменьшению
естественного воздухообмена помещений (до последнего
времени окна являлись основным источником притока
воздуха) и, как следствие, к повышению относительной
влажности воздуха со всеми вытекающими отсюда по-
следствиями.
Избежать этого можно, следуя рекомендациям по про-
ветриванию помещения. Нормы требуют, чтобы мини-
мальный расход наружного воздуха для жилых помеще-
ний с естественным проветриванием составлял 3 м
2
1 ì
жилых помещений. Само собой разумеется, что такой
3
/÷ íà
приток наружного воздуха можно получить только на ста-
рых конструкциях окон или в результате проветривания.
В современных квартирах с герметичными окнами при
отсутствии эффективной вентиляции возможно появле-
ние конденсата на окнах или на оконных откосах. Это яв-
ление чаще всего вызвано понижением температуры на
поверхности ограждающей конструкции или вследствие
повышения влажности из-за плохого воздухообмена в
помещении. Заметим, что одни строительные нормы рег-
46
ламентируют изготовление герметичных окон, а другие
нормы требуют, чтобы жилые помещения проветрива-
лись. Вот и возникает вопрос, как сделать так, чтобы из
окон «сквозило» ровно столько, сколько требуют одни
нормы и допускают другие.
Традиционный подход, заключающийся в периоди-
ческом проветривании помещений через открывающиеся
створки или форточки окон (рекомендуемый, кстати,
многими оконными фирмами), представляется малоэф-
фективным. Этот метод приводит, во-первых, к наруше-
нию температурного режима помещений в приоконной
çîíå (ðèñ. 24), а во-вторых, к ухудшению звукоизоляции
помещений, что особенно актуально для квартир, выходя-
щих на транспортные магистрали. Кроме того, при откры-
том окне значительно повышается опасность проникнове-
ния в квартиру. Более того, подобный режим проветривания
неизбежно приводит к периодическим колебаниям темпе-
ратуры и влажности воздуха в помещениях.
+17°Ñ
+15°Ñ
4
6
7
5
2
10°Ñ
3
Рис. 24. Распределение температур в приоконной зоне при открытой
створке (наружная температура 10°С): 1 открытая створка; 2 ïî-
ступающий холодный воздух; 3 стеклопакет; 4 внутрикомнатные
конвекционные потоки (+20°С); 5 зона смешивания внутрикомнатно-
го воздуха с наружным; 6 участок, где не произошло смешивания с
наружным потоком воздуха; 7 участок захвата более холодного возду-
ха (средняя температура +1517°С)
+10°Ñ
1
+10°Ñ
+14°Ñ
47
В связи с установкой плотных окон устройство только
вытяжной системы в здании оказывается неэффективным.
Поэтому для подачи в квартиры свежего воздуха исполь-
зуются как различные устройства (специальные аэрома-
ты в окнах, имеющие довольно большое аэродинамичес-
кое сопротивление и не пропускающие шум с улицы (ðèñ.
25), так и проектируется механическая приточная венти-
ляция.
Представленная проблематика по вентиляции ни в
коей мере не является новой. Еще до появления металло-
пластиковых окон в странах бывшего СНГ и за рубежом
появилось понятие «синдром больного дома». Фирмы,
производящие окна, давно осознали такую проблему и
уже в 90-х годах XX в. представили первый вентиляцион-
ный канал для установки на светопрозрачных конструк-
циях из ПВХ-профилей. В жилищном строительстве за
рубежом получили распространение механические систе-
мы вытяжной вентиляции, особенно для зданий повы-
шенной этажности. Эти системы отличает устойчивая
работа во все периоды года. Наличие малошумных и на-
дежных в работе крышных вентиляторов (аналогичными
вентиляторами оборудуются и шахты мусоропровода)
сделало такие системы достаточно массовыми. Для при-
тока воздуха в оконных переплетах устанавливаются, как
правило, аэроматы.
В настоящее время производители современных окон
предусматривают дополнительные вентиляционные уст-
ройства, при помощи которых выполняется вентиляция
помещений. Для этого выпускают щелевые вентиляторы,
48
1
1
1
Рис. 25. Аэроматы, встроенные в окна: 1 аэроматы
специальные клапаны или предусматривают фиксирован-
ное открывание створок и фрамуг. В оконных системах из
алюминиевых или ПВХ-профилей может применяться
специальный вентилируемый профиль. В этом отношении
интерес представляют разработки фирм «Titon», «Sige-
nia», «Renson», «Aereco» с регулируемыми клапанами,
которые устанавливаются между оконным переплетом и
стеклопакетом или монтируются непосредственно в окон-
ной коробке (ðèñ. 26). Конструктивное решение этих
устройств, как правило, включает корпус из жесткого по-
ливинилхлорида или алюминия с термовставками, вен-
тиляционную щель (приточное отверстие), снабженную
защитной сеткой, и клапан с механическим регулирова-
нием притока свежего воздуха. Анализ результатов натур-
ных испытаний различных вентиляционных устройств
(«Titon», «Brugmann», «Aereco» и др.) в климатических
условиях Западной Сибири, в том числе испытаний в
климатической камере при температурах наружного воз-
духа до 40°С, позволил отметить как ряд положитель-
ных, так и негативных качеств известных приточных
устройств. Кроме того, испытания показали на необходи-
мость адаптации и доработки конструктивных решений
для использования в районах с суровыми климатически-
ми условиями. Рациональное размещение приточных уст-
ройств в сочетании с возможностью регулировать расход
приточного воздуха позволяет считать их установку дос-
таточно перспективной. Натурные исследования и много-
численные расчеты воздушного режима зданий позволи-
ли выявить общие тенденции изменения составляющих
воздушного баланса квартир при изменении погодных
1
25 ñì
Рис. 26. Внешний вид приточного вентиляционного устройства фирмы
«Titon»: 1 вращающийся привод открытия вентиляционных клапанов
и их закрытия; 2 шнур открытия клапанов; 3 шнур закрытия клапа-
íîâ
140 ñì
3
2
25 ñì
49
условий для различных зданий. При понижении темпера-
туры наружного воздуха увеличивается доля гравитаци-
онной составляющей в разности давления снаружи и
внутри жилого дома, что приводит к увеличению расхо-
дов инфильтрации через окна на всех этажах здания. Бо-
лее существенно это увеличение сказывается на нижних
этажах здания.
Требования к системам вентиляции, которые исполь-
зуются в современных окнах:
устройства, используемые для вентиляции, не дол-
жны уменьшать световой проем, так как при этом снижа-
ется основная функция светопрозрачной конструкции
пропускание света;
должна существовать возможность дооснащения уже
установленной светопрозрачной конструкции;
вентиляционные устройства должны соответство-
вать существующим нормам, например, коэффициент
воздухопроницаемости шва не должен превышать зна-
чения 1,0 м
3
/чм 102/3 (1 м3 ч/мп при разнице давления
10 Ïà).
К преимуществам оконных вентиляционных систем
можно отнести:
система вентиляции функционирует независимо от
оконного элемента. Воздух проходит через специальные
каналы, поток воздуха не соприкасается с чувствитель-
ными к коррозии элементами оконной конструкции
(фурнитура);
ограничение потока воздуха происходит автомати-
чески при помощи эластичной мембраны из полимерно-
го материала. Таким образом исключаются шумы в вен-
тиляционном элементе при порывах ветра;
в помещение проникает чистый фильтрованный
воздух. Фильтр для пыльцы и пыли легко вынимается из
вентиляционного элемента. Для очистки фильтр можно
вытряхнуть или промыть;
типичные для систем вентиляции сдвижные регу-
ляторы заменены крышкой. Поток воздуха отклоняется в
сторону потолка, что предотвращает появление сквозня-
ков. При помощи крышки поток воздуха может плавно
регулироваться;
система вентиляции может применяться в зданиях
с группой нагрузки С (до 100 м высоты);
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]