Вентиляция с теплым чердаком

Вентиляция жилых домов с теплым чердаком

Е. Г. Малявина, проф., канд. техн. наук;

С. В. Бирюков, канд. техн. наук;

С. Н. Дианов, инженер, кафедра отопления и вентиляции Московского государственного строительного университета (МГСУ)

В подавляющем большинстве случаев жилые дома оборудованы системой естественной вентиляции. Известно, что основной недостаток этих систем – малая величина располагаемого давления. Поэтому, как правило, если вытяжной воздух выбрасывается через вентиляционные шахты, к которым сборными каналами подводится вытяжной воздух из квартир, то возникает масса проблем с вентиляцией верхних этажей: трудно согласовать имеющееся располагаемое давление, определяющееся незначительной высотой шахты (1 м над кровлей), с довольно большим аэродинамическим сопротивлением сборных каналов и шахты с зонтом. Как элемент системы естественной вытяжной вентиляции теплый чердак появился в 1970-х годах.

При разработке теплого чердака предполагалось, что он должен обеспечить решение следующих задач:

— резкое сокращение аэродинамического сопротивления общих участков на выходе воздуха из системы естественной вентиляции;

— поддержание достаточной температуры на потолке последнего жилого этажа;

— снижение теплопотерь через чердачное перекрытие;

— уменьшение числа выбросных шахт, пронизывающих кровлю и увеличивающих риск протечек через кровлю при дожде и таянии снега;

— снижение материалоемкости утепления перекрытий.

Теплый чердак устроен следующим образом: во-первых, чердак или полностью изолированная его часть занимает верхний этаж, как правило, над одной жилой секцией; во-вторых, в него выбрасывается весь вытяжной воздух из всех вытяжных систем этой секции; в-третьих, удаляется воздух в атмосферу через одну вытяжную шахту. Эта единственная шахта может быть значительно выше, чем несколько шахт над неотапливаемым чердаком, т. к. если прислонить ее к помещению машинного отделения лифта, можно добиться, чтобы общая высота шахты над уровнем пола теплого чердака была не менее 6 м против 3 м при обычном чердаке.

В СНиП [1] не разрешается делать шахту в теплом чердаке ниже, чем 4,5 м от уровня пола чердака. Сам чердак является как бы сборным каналом для воздуха из всех вертикальных «стволов» жилой секции, аэродинамическое сопротивление которого значительно ниже сопротивления обычных сборных каналов.

Теплый чердак отличается от неотапливаемых чердаков тем, что он должен быть герметичным и с утепленными наружными ограждениями, но так же как и в обычных вытяжных системах, утепленной должна быть и вытяжная шахта.

Утепление ограждений теплого чердака рассчитывается по следующей схеме:

1. Назначается необходимая температура теплого чердака (обычно в диапазоне 14—18 °С).

2. Конструкция наружных стен оставляется такой же, как в самом обслуживаемом здании.

3. Сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия между жильем и чердаком принимается исходя из того, чтобы тепловой поток через него был равен потоку через бесчердачное покрытие при нормативном (по энергосбережению) сопротивлении теплопередаче.

4. Сопротивление теплопередаче покрытия над теплым чердаком определяется из теплового баланса при поддержании на чердаке заданной температуры. В балансе учитываются теплопритоки с поступающим вытяжным воздухом и за счет теплопередачи через чердачное перекрытие, а также теплопотери через наружные стены и покрытие. Если по чердаку прокладываются трубопроводы систем отопления (например, воздушная линия системы с нижней разводкой, обратная магистраль опрокинутой системы, подающая магистраль системы с верхней разводкой и т. д.), то теплопоступления от этого трубопровода с учетом его теплоизоляции также учитываются.

При этом необходима значительно меньшая суммарная толщина утеплителя чердачного перекрытия и покрытия над теплым чердаком, чем утепление обычного чердачного перекрытия под холодным чердаком.

Понятно, что во избежание опрокидывания вентиляции температура в теплом чердаке не может быть значительно ниже температуры помещений. Однако в МГСН 2.01-99 [2] в примечании к п. 3.3.3. требуется, чтобы температура теплых чердаков была не более 14 °С, что представляется недостаточным. Так как нужная температура теплого чердака поддерживается выбрасываемым в него вытяжным воздухом, устройство его оправдано в зданиях, где расход вытяжного воздуха на секцию значителен. Как правило, это здания не ниже 6 этажей. Высокая температура воздуха в теплом чердаке является залогом не только лучшей работы вентиляции, но и достаточно высокой температуры потолка на верхнем этаже. Кроме того, понижение температуры внутренних поверхностей наружных ограждений на чердаке ниже температуры точки росы для вытяжного воздуха вызовет выпадение конденсата на этих поверхностях, что может оказать губительное воздействие на сохранность ограждений и явиться причиной появления плесени, споры которой могут проникнуть в жилые помещения (например, через окна).

Таким образом, естественная вентиляция в зданиях с теплым чердаком при правильной эксплуатации, необходимом утеплении и достаточном расходе вытяжного воздуха по определению не должна работать хуже, чем естественная вентиляция в зданиях с холодным чердаком.

Несмотря на то что в Москве построены сотни домов с теплыми чердаками, где система естественной вентиляции приемлемо работает (в меру возможностей самой естественной вентиляции), от специалистов можно зачастую услышать резко отрицательные отзывы о теплых чердаках. Представляется, что это неприятие связано с ошибками при проектировании или эксплуатации. К сожалению, на практике встречаются здания с неутепленным теплым чердаком, с негерметизированными стыками стеновых панелей, с открывающимися окнами и даже балконами на чердаке. В этих случаях хорошей работы системы вентиляции, естественно, ожидать трудно.

В литературе не встречается оценок влияния изменения температуры теплого чердака и некоторых неправильных эксплуатационных режимов на работу системы вентиляции, поэтому целью данной статьи является анализ работы системы естественной вентиляции с теплым чердаком по данным компьютерных расчетов воздушного режима здания в течение отопительного периода. Расчет выполнялся по программе, разработанной на кафедре отопления и вентиляции МГСУ [3].

Для анализа работы системы вентиляции в течение отопительного периода выбран 17-этажный жилой дом серии П-44. План типового этажа представлен на рис. 1.

Рисунок 1. (подробнее)

План типового этажа 17-этажного жилого здания

В расчете принято, что здание оснащено плотными окнами и балконными дверями с сопротивлением воздухопроницанию 1 м 2 •ч/кг. Для обеспечения притока воздуха в стенах комнат и на кухне однокомнатной квартиры установлены приточные клапаны фирмы «АЭРЭКО», которые во всех расчетах рассматривались в полностью открытом состоянии. Входные двери в квартиры приняты также довольно плотными: с сопротивлением воздухопроницанию 0,7 м 2 •ч/кг. Вход в здание предусмотрен через двойные двери с тамбуром, каждая из которых имеет сопротивление воздухопроницанию 0,16 м 2 •ч/кг, так же как и двери обоих лифтов. Сопротивление воздухопроницанию дверей приквартирных холлов и входа на чердак принято 0,3 м 2 •ч/кг. Все сопротивления воздухопроницанию относятся к разности давлений D P = 10 Па.

Рисунок 2. (подробнее)

Расходы через вытяжные решетки и приточные клапаны при разных температурах наружного воздуха и на чердаке, двери закрыты

Жилой дом обслуживается системами естественной вентиляции с двухсторонним присоединением спутников к стволу и нерегулируемыми вытяжными решетками. Во всех квартирах, вне зависимости от величины, установлены одинаковые системы вентиляции, т. к. в рассматриваемом здании, даже в трехкомнатных квартирах, воздухообмен определяется не нормой притока (3 м 3 /ч на м 2 жилой площади), а нормой вытяжки из кухни, ванной комнаты и туалета (в сумме 110 м 3 /ч). Высота выбросной шахты над полом теплого чердака — 6 м.

Расчеты воздушного режима здания были выполнены для следующих температур наружного воздуха: 5 °С (расчетная для вентиляции); –3,1 °С (средняя отопительного периода в Москве); –28 °С (расчетная для отопления) при ветре со скоростью 0 м/с; 3,8 м/с (средняя за отопительный период); 4,9 м/с (расчетная для выбора плотности окон).

Температуру воздуха внутри теплого чердака в расчетный зимний период (при tн = –28 °С) изменяли от 18 до 5 °С (вопросы конденсации водяных паров не рассматривались), в середине отопительного периода при температуре наружного воздуха –3,1 °С температуру на чердаке приравнивали 19 и 10 °С, а при расчетной температуре для вентиляции 5 °С соответственно 20 и 12 °С.

Читать еще:  Как грунтовать стены перед поклейкой обоев?

Результаты расчетов показали, что при температуре чердака, равной 20 °С, в расчетный период для вентиляции (tн = 5 °С и безветренная погода) принятая система вентиляции с вентблоками и приточными клапанами на верхних этажах не обеспечивает нормативного воздухообмена 110 м 3 /ч (из-за зауженных сечений ствола вентиляционной сети и из-за установки приточных клапанов вместо открытых форточек, предусмотренных расчетом вентиляции [4]). На рис. 2 показано изменение расходов воздуха через вентиляционные решетки и приточные клапаны по высоте здания в различных погодных условиях при различной температуре воздуха в теплом чердаке. Эти результаты относятся к двухкомнатной квартире двухсторонней ориентации.

Рисунок 3.

Расходы воздуха через вытяжные решетки в здании с холодным чердаком при разных температурах наружного воздуха

1 – при отсутствии ветра, температуре наружного воздуха –28 °С

2 – при скорости ветра 4,9 м/с, температуре наружного воздуха –28 °С

3 – при скорости ветра 3,8 м/с, температуре наружного воздуха –3,1 °С

4 – при отсутствии ветра, температуре наружного воздуха –3,1 °С

5 – при скорости ветра 3,8 м/с, температуре наружного воздуха 5 °С

6 – при отсутствии ветра, температуре наружного воздуха 5 °С

Из рис. 2 видно, что умеренное падение температуры воздуха в теплом чердаке (до указанных выше температур) практически никак не сказывается на воздухообмене квартир нижних этажей и немного (на 10—15 % при tн = –28 °С и на 20—25 % при tн = 5 °С) снижает воздухообмен верхних этажей. Понятно, что при незначительном располагаемом давлении для верхних этажей в расчетный для вентиляции период при безветренной погоде сокращение располагаемого давления еще и за счет понижения температуры на теплом чердаке нежелательно, но не фатально. При ветре воздухообмен квартир верхних этажей, расположенных на наветренном фасаде, и двухсторонних квартир увеличивается, понижение температуры теплого чердака сказывается значительно меньше даже для верхних этажей.

В здании без теплого чердака, с выбросными шахтами, возвышающимися над полом холодного чердака на 3 м, воздухообмены незначительно ниже, чем в здании с теплым чердаком, что видно из рис. 3.

Несанкционированное открывание дверей из лестничной клетки в теплый чердак при tн = –28 °С мало сказывается на работе системы вентиляции, что следует из рис. 4. Дополнительное открывание дверей в квартиру верхнего этажа, в приквартирный холл, на лестницу, улицу также не приводит к значительным переменам. При расчетной для вентиляции tн = 5 °С и безветрии влияние открывания дверей также мало. Однако при появлении ветра и открывании двери на чердак весьма вероятны случаи опрокидывания вентиляции на верхних пяти этажах.

Рисунок 4.

Расходы воздуха через вытяжные решетки при разных вариантах открытия дверей на чердак при температуре наружного воздуха 5 °С

1 – при отсутствии ветра, закрытых дверях на чердак

2 – при скорости ветра 3,8 м/с, закрытых дверях на чердак

3 – при отсутствии ветра и открытой двери на чердаке

4 – при отсутствии ветра, открытой двери на чердак, в квартире и в холле

5 – при отсутствии ветра, открытой двери на чердак, на лестничную клетку и на входе в здание

Указанные результаты не отменяют общепризнанных для всех видов систем естественной вентиляции пожеланий грамотно проектировать саму систему вентиляции и иметь индивидуальные вентиляторы в индивидуальные каналы для последних этажей. При этом желательно иметь в виду, что при установке приточных клапанов сопротивление вентиляционного тракта увеличивается и число верхних этажей, где нужны вентиляторы, может возрасти до четырех.

1. Система естественной вентиляции в жилых домах с теплым чердаком может работать без опрокидывания даже при снижении температуры воздуха на чердаке в расчетный зимний период (при tн = –28 °С) до 5 °С и в расчетный период для вентиляции при температуре наружного воздуха 5 °С до 12 °С.

2. Открывание дверей на чердак мало сказывается на вентиляции квартир весь отопительный период при безветренной погоде. При наличии ветра опрокидывание вентиляции на верхних пяти этажах может наблюдаться при температурах наружного воздуха выше 0 °С.

Литература

1. СНиП 2.08.01-89*. Жилые здания. 1999.

2. МГСН 2.01-99. Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению.

3. Бирюков С. В., Дианов С. Н. Расширение возможностей программы «AIR» для расчета воздушного режима здания // Современные системы теплогазоснабжения и вентиляции. Сб. тр. МГСУ. М.: МГСУ, 2003.

Е. Г. Малявина Теплопотери здания: справочное пособие

Оптимизация работы системы вентиляции в здании с «теплым чердаком»

Аннотация.

В работе проанализировано функционирование системы вентиляции в существующем жилом здании с «теплым чердаком», выявлены недостатки её работы, предложены и рассчитаны новые технические решения по оптимизации её работы, ресурсо- и энергосбережении.

Вентиляция жилых зданий осуществляется естественным способом, без использования механического побуждения движения воздуха, за счет располагаемого гравитационного давления, которое существует благодаря разности температур наружного и внутреннего воздуха, а также под воздействием ветра.

Приток наружного воздуха происходит через специальные клапаны, которые установлены в стенах или оконных рамах, а удаление осуществляется через воздухоприемные устройства, установленные в помещениях, и далее в систему каналов, в теплый чердак и вытяжную шахту (Рис. 1) [5].

Задачи, поставленные в работе:

1) Определить оптимальное сечение канала вытяжной шахты исходя из располагаемого гравитационного давления.

2) Решить «стандартные» проблемы зданий с «теплым чердаком» и интенсифицировать воздухообмен в здании.

Рис. 1. Схема системы естественной вентиляции с раздельными и общими сборными вытяжными каналами в жилом здании с «теплым чердаком».

Обозначения: ж. п. — жилое помещение; к -кухня; с/у — санузел; 1 — приточное устройство; 2 — вытяжное устройство; 3 — отопительный прибор; 4 — вытяжные каналы; 5 — сборный вытяжной канал; 6 — вытяжная шахта; 7 — вытяжной вентилятор (индивидуальный).

Технические решения:

1) Применяемые вытяжные каналы ГОСТ 17079-88 имеют большую площадь сечения. Аэродинамический расчёт показывает возможность уменьшения сечений канала, так как располагаемое гравитационное давление значительно превышает потери давления воздушного потока для большинства этажей многоэтажного жилого здания.

2) Воздух, удаляемый из помещений последних этажей здания с помощью бытовых вентиляторов и выбрасываемый в общий объём чердака, будет удаляться одним промышленным вентилятором, который так же вытягивает воздух из этих помещений, но подаёт его компактной струёй в вытяжную шахту. Струя эжектирует воздух, который удаляется естественной вентиляцией из общего объёма чердака, и поступает в выбросную шахту (Рис.2). Такая система позволяет с помощью струи с небольшим расходом эжектировать большое количество воздуха, которое может регулироваться изменением диаметра сопла создающего струю.

Рис. 2. Схема системы естественной вентиляции с эжектором.

а) Для правильной работы такой системы необходимо определить критические сечения, м, струи х1, х2 по формуле [3]:

(1)

где — относительное расстояние от воздухораспределителя до рассматриваемого сечения струи, , ;

— площадь поперечного сечения шахты, м 2 .

Расстояние от сопла до среза выбросной шахты должно быть не менее сечения х1 и не более х2.

б) Скоростной коэффициент для компактной струи определяется по формуле [3]:

(2)

где — угол между осью струи и линией, соединяющей центр начального сечения струи с точкой, в которой V = 0,5Vx, .

в) Определяем расход воздуха, м 3 /ч, в сечении струи х1, х2 по формуле[3]:

(3)

где — площадь сечения воздухораспределителя, м2.

г) Расход эжектируемого воздуха, м 3 /ч, определяем по формуле[3]:

(4)

В масштабах массовой застройки оптимизация сечений канала вытяжной шахты и применение промышленного вентилятора с эжектирующей струёй позволяет:

  • Увеличить полезную площадь помещений;
  • Уменьшить количество материалов, которое необходимо для производства вентиляционных блоков (бетона и арматуры);
  • Снизить транспортные расходы на доставку железобетонных изделий;
  • Уменьшить трудозатраты на изготовление и монтаж данной конструкции;
  • Предотвратить нарушение работы естественной вентиляции при задувании ветра в выбросную шахту;
  • Уменьшить количество осадков, попадающих в «теплый чердак» через выбросную шахту, что уменьшает влажность воздуха в нём;
  • Экономить электроэнергию на работе вентиляционного оборудования;
  • Вентилятор, установленный в пространстве чердака, не создаёт сопротивление работе естественной вентиляции (в отличие от бытовых);
  • Работать естественной вентиляции в теплый период года, при отсутствии разности плотностей воздуха;
  • Увеличить располагаемого давления за счет эжекции воздуха;
  • Предотвратить «опрокидывания тяги» из-за ветрового давления;
Читать еще:  Как наносится короед на стены?

Технологию с эжектирующей струёй можно применять не только в новом строительстве, но и при реконструкции построенных зданий, с минимальными капитальными затратами, которые окупаются при энергосбережении в работе вентиляционного оборудования (потребление меньше минимума в 3.5 раза, таб. №1).

Сравнительная таблица энергопотребления вентиляционного оборудования

Вентиляция в доме: обустройство тёплого чердака

Человек проводит в помещении 80% своей жизни, поэтому важность хорошей вентиляции трудно переоценить. В этой статье мы остановимся на реализации системы вытяжной вентиляции с тёплым чердаком, как варианта обустройства частного дома, рассмотрим преимущества такой системы вентиляции.

Плохая вентиляция, в свою очередь, приводит к недостаточному выведению влаги и пыли из помещения, что чревато образованием грибка, повышением риска инфекционных заболеваний, сонливостью, некомфортным температурным режимом и т. д.

Существуют различные типы вентиляции, которые хороши для определенных условий и каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества. Одной из систем вентиляции является организация теплого чердака. Для начала кратко рассмотрим принцип работы вентиляции.

Основным принципом действия воздухообмена является разная плотность нагретого и холодного воздуха. Именно поэтому в морозный день при открытом окне более плотный холодный воздух заходит в нижнюю часть, а более разряженный и более легкий теплый воздух выходит из помещения через верхнюю область окна. Создается разность давлений в разных слоях воздуха, за счет чего холодный воздух постепенно заполняет квартиру.

Система вентиляции берет свежий воздух в нижней части здания через открытые форточки, щели в ограждающих конструкциях, оконные клапаны. Отработанный воздух удаляется через вентиляционные шахты, которые выводятся на крышу здания. Чем выше шахта, тем больше разность давлений создается в помещении, и тем интенсивнее будет происходить воздухообмен. Для улучшения этого показателя на приточную и вытяжную вентиляцию устанавливают также вентиляторы.

В большинстве случаев жилые здания оборудованы системами естественной вентиляции, так как далеко не все устанавливаемые приточные и вытяжные вентиляторы пригодны для эксплуатации в таких условиях. Такие приборы должны обладать низким уровнем шума (в идеальном случае иметь электронные регуляторы для ночного режима) и располагаться в удобных для ремонта и замены местах, что не всегда легко реализуемо на практике.

Системы с теплым чердаком укоренились в строительных проектах в 1970 годах. Такая система отличается от раздельных вентиляционных шахт тем, что вытяжной воздух из всех каналов дома (секции дома) выбрасывается в пространство чердака или полностью изолированную часть чердака. Далее воздух выбрасывается в атмосферу по одной вентиляционной шахте на крыше. Сам чердак в таком случае отличается от холодного варианта тем, что он утеплен и герметичен и, по сути, является большим сборным каналом для всех ветвей вентиляции в доме.

1 — вентиляционные каналы; 2 — вытяжные вентиляторы; 3 — теплоизоляция чердака; 4 — вытяжная шахта с дефлектором

Вентиляция с теплым чердаком имеет ряд преимуществ:

  1. Как известно, через потолок и крышу здания уходит до 25% тепла. Такой проект вентиляции призван намного уменьшить теплопотери за счет подогрева отработанным воздухом чердачного помещения.
  2. За счет резкого увеличения объема вентиляционного канала в области чердака происходит уменьшение аэродинамического сопротивления воздуха, а значит, качественное увеличение рециркуляции.
  3. Уменьшение количества шахт на крыше помещения приводит к уменьшению риска протечек и увеличению долговечности кровли за счет малого количества примыканий.
  4. Повышается температура в шахте за счет высоты теплого чердачного помещения.

Проект вентиляции с теплым чердаком уменьшает риск опрокидывания вентиляции и попадания отработанного воздуха в верхние жилые этажи из нижних.

Правильное обустройство такого чердачного помещения (части чердака) предусматривает хорошее утепление и герметизацию всех щелей и проемов, а также отсутствие в таком помещении разного рода форточек и окон. Плюсом также будет прохождение магистрали теплоснабжения через такой чердак. В этом случае допускается доступ к магистралям через герметичную дверь. Защита от атмосферных осадков производится путем установки защитного зонта или поддона в вентиляционной шахте. Оптимальной температурой для работы вентиляции будет температура 14–16 градусов на чердаке. Такой вариант вентиляции рекомендован для районов с холодным климатом.

Залогом хорошего теплообмена будет правильно проведенный монтаж, а именно:

  • утеплитель желательно укладывать и над лоджией во избежание мостиков холода на чердаке;
  • оголовки вентиляционных блоков завершают диффузорами, которые направлены в сторону общей вытяжной шахты;
  • в самой конструкции крыши по возможности не должно быть элементов, которые препятствуют свободному движению воздуха в чердачном помещении;
  • желательно делать вентиляцию с теплым чердаком в зданиях не со сложной конфигурацией (разными уровнями помещений на одном этаже, сложной системой крыши и т. д.).

Правильно спроектированная и установленная вентиляционная система — это гарант здоровья для вас и ваших родных и близких, а также продлит срок эксплуатации вашего дома.

Естественная вентиляция зданий с теплым чердаком

В настоящее время проблема естественной вентиляции жилых зданий массовой серии с теплым чердаком очень актуальна. Это связано с переходом в жилищном строительстве на герметичные стеклопакеты, увеличение этажности и возведение зданий из разновысотных секций. От качественного воздухообмена зависит не только самочувствие людей, но также и сохранность строительных конструкций.

Рис. 1. Значение запаса располагаемого давления для кухонь трехкомнатных квартир

Рис. 2. Зависимость запаса располагаемого давления от высоты вытяжной шахты

Рис. 3. Расчетный воздухообмен для кухни (до и после модернизации шахты)

В массовом жилищном строительстве городов России широкое применение находят крупнопанельные дома с теплым чердаком. Мониторинг эксплуатируемых зданий такого типа показал снижение нормативных объемов вытяжки из квартир и даже опрокидывание циркуляции. Тем не менее, расчет вентиляции по общепринятой методике позволяет прогнозировать ее устойчивую работу. Предложенная в работе методика расчета в первом приближении объясняет это несоответствие.

Проведенные исследования позволят установить причины неэффективности вентиляции жилых зданий с теплым чердаком и предложить мероприятия по нормализации ее работы. Предлагаемые мероприятия применимы как на стадии проектирования, так и в ходе реконструкции эксплуатируемых зданий. В настоящее время проблема естественной вентиляции жилых зданий массовой серии с теплым чердаком очень актуальна. Это связано с переходом в жилищном строительстве на герметичные стеклопакеты, увеличение этажности и возведение зданий из разновысотных секций.

От качественного воздухообмена зависит не только самочувствие людей, но и сохранность строительных конструкций. В качестве примера рассмотрена работа вентиляции жилого здания, расположенного в городе Тольятти. Дом имеет сложную G-образную форму и состоит из восемнадцати типовых разновысотных секций. Высота секций меняется от шести до десяти этажей. В процессе эксплуатации жилого дома выявились существенные недостатки в работе вентиляции.

Объем удаляемого воздуха из квартир верхних этажей недостаточен даже в холодный период года, в результате чего происходит повышение относительной влажности внутри помещения до 72 %. В ряде случаев отмечено понижение температуры перекрытий верхних этажей и даже выпадение на них конденсата. Была проанализирована работа восьмиэтажной секции типовой планировки с одно-, двухи трехкомнатными квартирами. Система вентиляции смонтирована согласно проекту и в соответствии с требованиями СНиП 2.08.01–89* [1].

Вентиляционные каналы выполнены из типовых блоков различной конструкции. Однако размеры сечений сборного канала и боковых ответвлений в независимости от типа блока одинаковы. Присоединение ответвлений к сборному каналу осуществляется через один этаж для санузлов, через два этажа для кухонь. В кухнях однокомнатных и двухкомнатных квартир верхнего этажа предусмотрено по две вытяжные решетки.

С целью выявления возможных причин неэффективной работы вентиляционной системы была изучена проектная документация и выполнен аэродинамический расчет системы по методике, приведенной в работе [2], на удаление нормативных объемов воздуха [1]. При параметрах внутреннего микроклимата в соответствии с ГОСТ 30494–96 [3]. В данной работе рассмотрены только системы, удаляющие воздух из кухонь трехкомнатных квартир, как наиболее проблематичные.

Читать еще:  Как включить циркуляционный насос в системе отопления?

Расчетом установлено, что при оговоренных условиях вентиляция должна работать эффективно. Запас располагаемого давления в большинстве случаев значительно превышает расчетные потери давления (рис. 1). Однако подобные положительные результаты противоречат фактическим данным. В работе предпринята попытка раздельного аэродинамического расчета системы вентиляции отдельно для вентиляционных стояков и общей вытяжной шахты.

При этом учитывается изменение температуры воздуха в пределах чердака [4]. Расчет по данной схеме показывает, что существует дефицит располагаемого давления по всем этажам здания (рис. 1). Разрежение создаваемое вытяжной шахтой недостаточно для покрытия данного дефицита. Увеличение разрежения в пределах чердака можно достичь путем наращивания высоты вытяжной шахты. На рис. 2 приведена зависимость запаса располагаемого давления от ее высоты.

Анализ результатов, приведенных на рис. 2, показывает, что достаточный запас располагаемого давления в размере 6,2 % достигается при увеличении высоты шахты до 11 м. Однако, такая шахта нарушает архитектуру здания и, кроме того, является аварийно опасной в связи с повышенным воздействием на нее ветра. Одним из возможных вариантов повышения эффективности вентиляции является незначительное увеличение высоты вентиляционной шахты в комплексе со снижением ее аэродинамического сопротивления.

Это увеличит разрежение в объеме чердака и, соответственно, располагаемое давление для вентиляционных систем. Уменьшение сопротивления шахты может быть достигнуто, например, за счет установки у входного сечения шахты кольцевого ребра [5]. При острой кромке ребра у входа в шахту формируется тороидальный вихрь, способствующий значительному снижению сопротивления шахты на вход.

Оптимальные размеры участка, в котором образуется вихревой «коллектор», должны соответствовать размерам вихревой области до наиболее сжатого сечения струи при входе в прямую трубу с острыми кромками и, соответственно, в трубу, заделанную заподлицо со стенкой. Как показывают опыты В.И. Ханжонкова [6], минимальный коэффициент сопротивления z = 0,1–0,12 при применении ребра получается для L/D0 ≈ 0,25 и D1/D0 ≈ 1,2.

Дополнительно к кольцевому ребру уменьшение потерь давления в вытяжной шахте и одновременное увеличение располагаемого давления может быть достигнуто за счет увеличения высоты вытяжной шахты, с помощью насадка в виде безотрывного диффузора с небольшим углом раскрытия (6–10°). Для примера в качестве насадки принят диффузор с углом раскрытия α = 7 ° и степенью расширения n = 2.

Высота насадки при этом составит 2 м для проектных размеров сечения вытяжной шахты. Коэффициент местного сопротивления (КМС) на выхлоп для диффузора составит z = 0,58. При этом КМС шахты в целом не превысит значения Σz = 0,7, что более чем в два раза ниже КМС обычной шахтой. Высота шахты при этом возрастает всего на 2 м. При подобной модернизации шахты наблюдается значительное увеличение объемов удаляемого воздуха (рис. 3).

Тем не менее, для некоторых этажей имеет место недостаток вытяжки из помещений кухонь по сравнению с нормируемой величиной (60 м3/ч). С учетом перераспределения вытяжки между кухнями и санузлами можно ожидать, что в целом по проблемным квартирам нормативный воздухообмен будет обеспечен. В случае превышения нормативного воздухообмена, например для верхних этажей (рис. 3), возможна корректировка воздухообмена за счет применения регулируемых вытяжных решеток.

Проведенные исследования позволили приблизиться к уяснению возможных причин недостаточной эффективности естественной вентиляции жилых зданий с теплым чердаком и предложить некоторые мероприятия по ее повышению. При этом разрабатываемые технические решения применимы как на стадии проектирования систем вентиляции, так и при реконструкции уже эксплуатируемых зданий.

Вентиляция в доме. Обустройство теплого чердака

Плохая вентиляция, в свою очередь, приводит к недостаточному выведению влаги и пыли из помещения, что чревато образованием грибка, повышением риска инфекционных заболеваний, сонливостью, некомфортным температурным режимом и т. д.

Существуют различные типы вентиляции, которые хороши для определенных условий и каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества. Одной из систем вентиляции является организация теплого чердака. Для начала кратко рассмотрим принцип работы вентиляции.

Основным принципом действия воздухообмена является разная плотность нагретого и холодного воздуха. Именно поэтому в морозный день при открытом окне более плотный холодный воздух заходит в нижнюю часть, а более разряженный и более легкий теплый воздух выходит из помещения через верхнюю область окна. Создается разность давлений в разных слоях воздуха, за счет чего холодный воздух постепенно заполняет квартиру.

Система вентиляции берет свежий воздух в нижней части здания через открытые форточки, щели в ограждающих конструкциях, оконные клапаны. Отработанный воздух удаляется через вентиляционные шахты, которые выводятся на крышу здания. Чем выше шахта, тем больше разность давлений создается в помещении, и тем интенсивнее будет происходить воздухообмен. Для улучшения этого показателя на приточную и вытяжную вентиляцию устанавливают также вентиляторы.

В большинстве случаев жилые здания оборудованы системами естественной вентиляции, так как далеко не все устанавливаемые приточные и вытяжные вентиляторы пригодны для эксплуатации в таких условиях. Такие приборы должны обладать низким уровнем шума (в идеальном случае иметь электронные регуляторы для ночного режима) и располагаться в удобных для ремонта и замены местах, что не всегда легко реализуемо на практике.

Системы с теплым чердаком укоренились в строительных проектах в 1970 годах. Такая система отличается от раздельных вентиляционных шахт тем, что вытяжной воздух из всех каналов дома (секции дома) выбрасывается в пространство чердака или полностью изолированную часть чердака. Далее воздух выбрасывается в атмосферу по одной вентиляционной шахте на крыше. Сам чердак в таком случае отличается от холодного варианта тем, что он утеплен и герметичен и, по сути, является большим сборным каналом для всех ветвей вентиляции в доме.

1 — вентиляционные каналы; 2 — вытяжные вентиляторы; 3 — теплоизоляция чердака; 4 — вытяжная шахта с дефлектором

Вентиляция с теплым чердаком имеет ряд преимуществ:

  • Как известно, через потолок и крышу здания уходит до 25% тепла. Такой проект вентиляции призван намного уменьшить теплопотери за счет подогрева отработанным воздухом чердачного помещения.
  • За счет резкого увеличения объема вентиляционного канала в области чердака происходит уменьшение аэродинамического сопротивления воздуха, а значит, качественное увеличение рециркуляции.
  • Уменьшение количества шахт на крыше помещения приводит к уменьшению риска протечек и увеличению долговечности кровли за счет малого количества примыканий.
  • Повышается температура в шахте за счет высоты теплого чердачного помещения.

    Проект вентиляции с теплым чердаком уменьшает риск опрокидывания вентиляции и попадания отработанного воздуха в верхние жилые этажи из нижних.

    Правильное обустройство такого чердачного помещения (части чердака) предусматривает хорошее утепление и герметизацию всех щелей и проемов, а также отсутствие в таком помещении разного рода форточек и окон. Плюсом также будет прохождение магистрали теплоснабжения через такой чердак. В этом случае допускается доступ к магистралям через герметичную дверь. Защита от атмосферных осадков производится путем установки защитного зонта или поддона в вентиляционной шахте. Оптимальной температурой для работы вентиляции будет температура 14–16 градусов на чердаке. Такой вариант вентиляции рекомендован для районов с холодным климатом.

    Залогом хорошего теплообмена будет правильно проведенный монтаж, а именно:

    • утеплитель желательно укладывать и над лоджией во избежание мостиков холода на чердаке;
    • оголовки вентиляционных блоков завершают диффузорами, которые направлены в сторону общей вытяжной шахты;
    • в самой конструкции крыши по возможности не должно быть элементов, которые препятствуют свободному движению воздуха в чердачном помещении;
    • желательно делать вентиляцию с теплым чердаком в зданиях не со сложной конфигурацией (разными уровнями помещений на одном этаже, сложной системой крыши и т. д.).

    Правильно спроектированная и установленная вентиляционная система — это гарант здоровья для вас и ваших родных и близких, а также продлит срок эксплуатации вашего дома.

  • Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector