Нынешние тенденции в строительстве обязывают заботиться об энергоэффективности зданий. Качественное утепление практически невозможно выполнить, не обеспечив качественной тепловой отсечки между внутренним микроклиматом и внешней средой, что требует правильной организации вентиляционной системы.
Почему так важен контроль над вентиляцией
Стремительное удорожание энергоресурсов требует принятия мер по сокращению расходов на отопление и кондиционирование зданий. С точки зрения строительных технологий эти задачи решаются относительно просто, однако возникает ряд проблем. Дело в том, что на данный момент не придумано материала, идеально сочетающего в себе несущие и теплоизоляционные свойства. Из-за этого ограждающие конструкции большинства зданий имеют многослойную структуру: внутри располагается несущая основа, а снаружи — теплоизоляционная оболочка.
Такое расположение слоёв особенно выгодно с точки зрения инерционности нагрева: более массивный слой накапливает достаточно много теплоты чтобы сгладить перепады температуры в периоды между активной работой и простоем системы отопления. Однако из-за этого пар, просачивающийся сквозь несущую конструкцию под действием разницы парциальных давлений внутри и снаружи, имеет высокую температуру и может выпадать конденсатом внутри утеплителя. Поэтому изнутри здания устраивается непрерывный паробарьер, образующий непроницаемую для атмосферной влаги оболочку.
С одной стороны, качественная изоляция внутренней среды от уличной способствует устранению конвекционной передачи тепла. Это крайне важно в домах с нулевым и положительным энергобалансом, где утепление основных ограждающий конструкций выполнено по высшему разряду и основные утечки тепла происходят через остекление и газообмен с уличной средой. Однако с другой стороны нельзя упускать из внимания тот факт, что один только человек выделяет через лёгкие и кожу до 1,5 литров воды ежесуточно, а ведь к этому нужно добавить влагу, испаряемую во время готовки и влажной уборки, комнатными растениями и домашними животными. С ростом относительной влажности также поднимается температура образования росы, из-за чего конденсат на окнах может выпадать даже если на улице нет мороза.
Другая сторона вопроса — пригодность комнатной атмосферы для дыхания. Нормальная доля углекислого газа в воздухе составляет 0,025%, что соответствует 250–300 PPM (parts per million- частиц на миллион). Предельным и опасным для здоровья человека считается концентрация в 1400 PPM, однако поднятие концентрации CO2 уже до 500–600 PPM вызывает ощутимый дискомфорт: появляются болезненные ощущения в органах дыхания, ночью элементарно не получается нормально выспаться. Путём простейших расчётов можно установить, что в нормальном состоянии в доме с внутренним объёмом в 300 м3 содержится всего 75 литров углекислого газа. То есть даже один человек сможет повысить концентрацию до дискомфортного уровня в течение 6–8 часов, при чём не в отдельно взятом помещении, а во всём доме!
Существующий набор решений
Регуляция комнатной атмосферы осуществляется путём ограниченного воздухообмена с уличной средой. При устройстве системы вентиляции нужно искать компромисс между эффективным удалением излишков влаги с углекислотой и сбережением нагретого комнатного воздуха. Для этих целей может применяться три варианта систем:
Бризеры — точечные вентиляционные точки, устанавливаемые зонально на внешних стенах. Эти устройства вентиляции управляются электроникой и могут работать в нескольких режимах, в том числе и подогревая приточной воздух.
Естественная вытяжная вентиляция — один или нескольких каналов в центральной части здания, в большинстве своём представляющие собой прямые разгонные участки без горизонтальных ответвлений. За счёт естественного разрежения создается тяга, благодаря которой воздух удаляется через вентиляционный канал. Поступление воздуха в дом выполняется через не уплотнённые примыкания, например, зазоры в оконных рамах. Если же дом тщательно герметизирован, воздух поступает через створки окон в режиме контурного проветривания.
Принудительная приточно-вытяжная вентиляция использует для перемещения воздуха воздушные насосы. Создаваемая ими разница давлений позволяет не только распределять подачу свежего воздуха по площади дома посредством каналов, но также организовать его забор из одной точки. При таком устройстве пользователь точно знает реальный объём воздухообмена и имеет полный контроль над работой системы.
С точки зрения удобства и эффективности оптимальными считаются вентиляционные системы принудительного типа, имеющие разгонный участок, который позволяет им работать с ограниченной производительностью в отсутствие электропитания. Но для устройства и правильного функционирования таких систем должна проводиться тщательная изыскательная работа, в ходе которой определяется схема организации воздушных потоков, а также экономическое обоснование, ведь управляемая вентиляция прежде всего должна отвечать требованиям энергоэффективности.
Отличия зональной и общедомовой вентиляции
Бризерная и канальная вентиляция сопоставимы по функционалу. Системы обоих типов позволяют регулировать интенсивность воздухообмена, могут работать по суточным и недельным графикам, обеспечивают фильтрацию, рециркуляцию с целью обеспечения принудительной конвекции, подогрев и рекуперацию тепла из вытяжного потока.
Важнейшие отличия между этими типами систем кроются в нюансах монтажа и эргономики. Бризеры могут устанавливаться на любом этапе строительства и даже после завершения отделочных работ. Они имеют скрытую систему подключения и достаточно низкий уровень шума, сопоставимый с бытовыми кондиционерами. При этом бризеры относятся к разряду «умной» бытовой техники: они могут управляться с мобильных устройств и объединяться в общедомовую сеть. Это позволяет реализовать их попеременный режим работы: половина бризеров обеспечивает приток, половина действует в вытяжном режиме, чем устраняется проблема избыточного разрежения и достигается высокая экономичность.
Видео по теме:
При всех своих достоинствах бризерная вентиляция не может считаться панацеей. Ограничение на установку исключительно на наружных стенах практически всегда приводит к образованию слепых зон, особенно в крупных и многоэтажных домах. Согласовать работу более 4–5 бризеров достаточно трудно, а при отсутствии внутренней герметичной среды — практически невозможно. Организация вентиляции в крупных домах преимущественно выполняется по централизованному принципу: единый узел воздушных насосов, приточных и вытяжных каналов, а также системы распределительных воздуховодов.
Явных преимуществ у централизованной системы немного, из них наиболее очевидное — снижение стоимости организации дополнительных точек забора или притока воздуха, при этом размещение этих точек практически ничем не ограничивается. Другой плюс — низкая стоимость обслуживания и сниженное энергопотребление, что особенно важно в долгосрочной перспективе. Однако вентиляционные каналы — самый крупногабаритный тип внутридомовых коммуникаций. Для организации системы каналов требуется существенное поднятие черновых потолков или применение специальных технологий строительства перегородок и перекрытий. Плюс ко всему расчёт централизованной системы выполнить сложнее, ошибки чреваты появлением сквозняков и канального шума. Тем не менее все эти недостатки нивелируется главной изюминкой приточно-вытяжной вентиляции — возможностью полноценно рекуперировать тёпло вытяжного воздуха.
Установки рекуперации
Суть рекуперации предельно проста: вытяжной и приточный поток пропускаются по каналам, имеющим общую перегородку из теплопроводного материала с как можно большей площадью соприкосновения. При этом за счёт выравнивания температур между двумя потоками снижается доля теплопотерь через вентиляцию и обеспечивается подогрев свежего воздуха до комфортной температуры. Для реализации такого принципа действия требуется массивный теплообменник с каналами сложной формы, поэтому рекуперация в бризерах работает не столь эффективно.
Использование рекуперации в северных регионах Европы прочно вошло в практику гражданского домостроения, в рентабельности этих установок уже давно нет сомнений. Для домашнего применения разработано три типа рекуператоров:
Теплообменники — простейшие рекуператоры, представляющие собой две камеры со смежными стенками с оребрением как у радиаторов. Могут легко интегрироваться в малые вентиляционные системы, но не снабжаются воздушными насосами, за счёт чего остаются довольно бюджетным решением.
Рекуперационно-вентиляционная установка имеет помимо вентиляторов и теплообменника также блок управления, позволяющий отслеживать рабочие параметры и производить достаточно тонкую настройку режимов работы. Оснащены системами удаления конденсата и воздушными фильтрами, могут использоваться в качестве единого решения для организации центрального узла вентиляции.
Рекуператоры со вторичным контуром — по сути представляют собой тепловые насосы, у которых за счёт низкой дельты температур существенно повышается интенсивность передачи тепла. Они позволяют не только выровнять температуру между двумя каналами, но и дополнительно нагреть приточный воздух, охладив вытяжной сильнее обычного. Как и устройства предыдущего типа, представляют собой единое готовое решение, но стоят дороже, хотя гарантированно окупаются в регионах с холодным климатом.
Расчёт воздухообмена и конфигурация системы
Как и многие другие составляющие индивидуального строительства, организация вентиляционных систем в частных домах не подчиняется строгим государственным нормативам. Однако можно опираться на нормы воздухообмена для многоквартирных домов, согласно которым минимальная обеспеченность свежим воздухом каждого проживающего составляет не менее 60 м3/ч при номинальной общей кратности воздухообмена в жилых помещениях в 0,35 их общего объёма в час.
Видео по теме:
Также СНиП 41–01–2003 устанавливает необходимость повышения интенсивности работы вытяжных систем в нежилых помещениях: кухнях, санузлах, прачечных и кладовых — от 50 до 120 м3/ч в зависимости от назначения.
Этих данных зачастую достаточно для определения производительности комплекса бризерной вентиляции. Расчёт же центральной приточно-вытяжной системы выполняется по более сложной схеме. Например, необходимо обеспечивать достаточную пропускную способность вентканалов и заборных решеток во избежание образования шума, а также правильно выбирать анемостаты чтобы удерживать в норме скорость воздушного потока в каждом отдельно взятом помещении. Для зданий с числом надземных этажей более двух также требуется обеспечение пожарного аварийного режима, при котором прекращается подача приточного воздуха и происходит удаление дыма с основных путей эвакуации.
Размещение точек подачи и забора воздуха в частном доме выполняется по достаточно простой схеме. На каждую жилую комнату вводится приточной канал с требуемой пропускной способностью, при этом количество точек притока определяется допустимыми габаритами и пропускной способностью анемостатов. Точка забора воздуха в помещениях до 50 м2 может быть всего одна, её размещают у пола в месте, диаметрально противоположном притоку. Ответвления каналов на каждую комнату включаются в единую магистраль, пролегающую по потолку межкомнатного коридора и общему техническому стояку до помещения, где расположена центральная вентиляционная установка и есть возможность подключения к внешним каналам.
В технические помещения заводятся только вытяжные каналы, это делается с целью исключить проникновение неприятных запахов в зону обитания. В целом же практически все системы вентиляции в частных домах имеют избыточную производительность вытяжной системы — на 20–30% выше пропускной способности притока. При выборе центрального узла системы вентиляции можно отталкиваться от общей площади здания: производители закладывают достаточный запас мощности, а номинальная производительность определяется автоматикой на основе показаний датчиков влажности, газоанализаторов и суточно-недельного таймера. Также нужно помнить, что техническая вентиляция (сушилки белья, кухонные вытяжки) организуется отдельно от общедомовой, хотя некоторые центральные узлы имеют дополнительные отводы для подключения технических каналов.
Видео по теме: