От эффективности работы систем вентиляции зависит качество воздуха в помещениях. Недооценка влияния воздухообмена на состояние воздушной среды в квартирах приводит к ухудшению самочувствия проживающих в них людей.

На сегодняшний день в нормативной литературе и рекомендациях можно встретить привязку величины воздухообмена к площади жилых помещений, их объему (кратность) или количеству людей.

Нормативы кратности воздухообмена, 1/час, в разных странах составляют: в Украине – 1,0; в США – 0,35; в Германии – 0,5; в Великобритании – 0,4; в Швеции – 0,2. Нормативы в Великобритании и Швеции приведены к плотности заселения квартир 20 м2/чел [2].

В России, согласно СП 54.13330.2011 [7], воздухообмен квартиры должен быть не менее одной из двух величин: суммарной нормы вытяжки из туалетов, ванных комнат и кухонь, которая, в зависимости от типа кухонной плиты, составляет 110–140 м3/час, или нормы притока, равной 3 м3/час/м2 жилой площади.

В последней редакции ТР АВОК 5.2-2012 [9] предлагается рассчитывать воздухообмен по всем трем параметрам (площадь, объем, количество людей) в таком виде (для жилой зоны): кратность воздухообмена 0,35, 1/час, но не менее 30 м3/час/чел или 3 м3/час/м2 жилой площади, если общая площадь квартиры меньше 20 м2/чел.

Необходимо отметить, что все эти фиксированные нормы не учитывают тот очевидный факт, что довольно часто – в течение рабочего дня – жилые помещения пустуют. В пустующей квартире нормативный воздухообмен не нужен, и выполнение данных нормативов приводит к нерациональным тратам тепловой энергии на подогрев вентиляционного воздуха, другими словами – «к обогреву улицы».

Несуразность требований фиксированного воздухообмена в помещениях с переменной заселенностью, которыми являются квартиры в современных многоэтажных жилых домах, была учтена в СП 54.13330.2011 [7], где появились понятия «нерабочего режима» и «режима обслуживания», при которых величина воздухообмена может (и должна) меняться в достаточно широких пределах. Так, для спален, общих и детских комнат рекомендуется кратность воздухообмена устанавливать не менее 0,2 и 1,0 соответственно.

На сегодняшний день ТР АВОК 5.2-2012 [9] является нормативным документом, наиболее соответствующим требованиям по одновременному поддержанию необходимых параметров микроклимата жилых помещений и максимальному сокращению тепловых потерь на подогрев вентиляционного воздуха.

Согласно ТР АВОК 5.2-2012 [9] рекомендуется проектировать системы вентиляции жилых квартир с возможностью индивидуального регулирования величины воздухообмена с установкой регулируемых устройств для притока и удаления воздуха.

Обычно в городских многоквартирных домах применяют системы естественной приточно-вытяжной вентиляции. Для нормальной работы вытяжной вентиляции необходимо замещение уходящего воздуха таким же количеством приточного воздуха.

При этом планируется такая схема движения воздуха по помещениям: отработанный воздух удаляется из подсобных помещений (кухни, ванные комнаты, санузлы) через вытяжные отверстия вытяжных каналов. Попадает свежий приточный воздух в помещения обычно через неплотности в деревянных рамах окон или через открываемые вручную, по мере надобности, створки пластиковых окон. Схема действия такой системы вентиляции основана на разности удельного веса холодного воздуха снаружи и теплого воздуха внутри жилого помещения.

Неправильную работу систем вентиляции в жилых домах обычно определяют по следующим признакам:

• запотевание оконных стекол;
• появление конденсата, плесени и грибка на стенах в квартирах.

Цель исследования

Проведение сравнения герметичности деревянных и пластиковых окон, оценка их влияния на работу систем естественной вентиляции в жилых зданиях, рекомендации по улучшению работы систем естественной вентиляции.

Методы исследования

Авторами статьи применялись практические методы исследования: измерение и сравнение скорости движения воздуха в воздуховодах, температуры и относительной влажности.

Результаты исследования и их обсуждение

В данной статье авторами проводятся исследования работы систем естественной вентиляции в зимний период в жилых многоэтажных зданиях, расположенных в г. Тюмени (табл. 1).

Обследуемые жилые здания с теплыми чердаками, вентиляционные каналы на кухнях и в ванных комнатах – пристроенные, обшиты гипсокартоном. Поэтажные отводы систем естественной вентиляции выполнены на каждом этаже. На кровле здания расположены утепленные вытяжные вентиляционные шахты.

Проведение замеров скорости движения воздуха, относительной влажности, температуры воздуха проводилось в ванных комнатах квартир на 6, 11 этажах двенадцатиэтажного здания; на 13, 19 этажах двадцатиэтажного здания при температуре наружного воздуха минус 9 °С в безветренную погоду в январе 2017 г.

При определении наличия перемещения воздушных потоков в системах естественной вентиляции использовался цифровой анемометр – термометр TESTO 480.

Замеры проводились в 9 точках сечения вытяжной решетки вытяжного вентиляционного канала. Размеры сечения на выходе из вентиляционного канала – 100×100 мм (рисунок).

Точки замера в сечении вытяжной решетки вентиляционного канала

Таблица 1

Описание объектов обследований

Диаграмма 1

Диаграмма 2

Диаграмма 3

Диаграмма 4

Результаты обследования жилого здания с деревянными окнами (диаграмма 1–2).

Результаты обследования жилого здания с пластиковыми окнами (диаграмма 3–4).

Полученные результаты замеров были сопоставлены с действующими нормативными документами в области строительства многоэтажных зданий [8].

Рекомендуемые скорости движения воздуха в воздуховодах и каналах систем естественной вентиляции приняты согласно данным [5, 6] (табл. 2).

Таблица 2

Рекомендуемые скорости движения воздуха в воздуховодах и каналах систем естественной вентиляции

Примечания. * принято по данным [6]; ** принято по данным [5].

Допустимая скорость движения воздуха в каналах верхнего этажа – 0,5…0,8 м/с, в каналах нижнего этажа и сборных каналах верхнего этажа – 1,0 м/с [6].

Для организации притока в оконных блоках должны предусматриваться форточки или открывающиеся фрамуги, подающие воздух в верхнюю зону помещения.

Заключение

По результатам проведенных исследований работы систем естественной вентиляции эксплуатируемых жилых зданий, как с пластиковыми, так и с деревянными окнами, можно сделать следующие выводы:

– повышенная герметичность оконных конструкций приводит к опрокидыванию циркуляции воздуха в вытяжных каналах и перетеканию его из верхних этажей в нижние [1].

Из-за притока холодного воздуха на чердак (расчетная температура в холодный период года – минус 35 °С) через вытяжную шахту охлаждается перекрытие верхних этажей. По произведенным замерам температура и относительная влажность воздуха, удаляемого с последнего этажа здания, соответственно – плюс 25 °С и 24 %. Температура точки росы для этих условий – плюс 3 °С. В результате этого на потолках последних этажей образуется конденсат, на стенах образуются плесень и грибок.

В многоэтажных зданиях значение скорости воздуха на выпуске из сборного канала в зависимости от этажности может достигать 2,5–3,5 м/с. Но равномерного распределения вытяжного воздуха по вертикали здания нельзя достичь без разгерметизации окон (особенно верхних этажей). Величина располагаемого давления для квартир верхних этажей при задании равномерной по этажам вытяжки и постоянной воздухопроницаемости окон может достигать отрицательных значений, что исключает работу вытяжной вентиляции в этих квартирах.

Для осуществления организованного притока наружного воздуха в помещения жилых многоквартирных зданий рекомендуется [3, 4]:

1. Обязательное применение приточных устройств, обеспечивающих регулируемый приток свежего воздуха в жилые комнаты: для пластиковых окон – в оконные проемы квартир установить оконные гигрорегулирующие клапаны «Аэреко»; для деревянных окон – установить оконные клапаны «Brevis Ventair II TRDn».

2. На стадии проектирования систем вентиляции необходима тщательная увязка вытяжных каналов с приточными вентиляционными устройствами и между собой.