|
|
Вентиляция и воздухонепроницаемость окон из ПВХ
Проблема воздухообмена через пластиковые окна и воздухонепроницаемость пластиковых окон в настоящее время особенно актуальны. От степени уплотнения окон зависят в дальнейшем уровень комфорта в жилище и самочувствие человека, находящегося в помещении.
Старые окна не отличались плотностью. В то же время, при всех неприятных моментах, связанных с этим обстоятельством, холодный воздух, проникающий через щели, с одной стороны - прогревался в помещении и поглощал имеющуюся там влагу, а с другой стороны - при прохождении между стеклами наряду со сквозняком создавал условия, препятствующие выпадению влаги на внутренней стороне окна и на оконных откосах.
Новые окна не только изменяют интерьер жилища но и в корне изменяют условия вентиляции, теплообмена и микроклимат в квартире. Новые окна обеспечивают очень плотное запирание. Они делают жилище намного теплее, защищают его от уличного шума, сберегают энергию, необходимую для отопления. С другой стороны, они препятствуют "естественным" сквознякам, что затрудняет отвод излишней влаги из помещения и может приводить к выпадению конденсата в самых холодных местах стены и на стеклах. Новые окна часто приносят с собой повышение влажности воздуха в помещении !
При установке новых окон экономия энергии не должна означать отказ от свежего воздуха. Правильная организация воздухообмена -это обеспечение необходимой, контролируемой вентиляции через конструкции окон в сочетании с залповым проветриванием, и отказ от расточительной, неконтролируемой инфильтрации и необдуманного, длящегося часами проветривания.
Владельцам квартир, в которых установлены новые окна, рекомендуется регулярно открывать их для проветривания на ограниченное время (10 мин.). Однако, как показывает практика, это не выполняется, и желаемый результат не достигается. Эту проблему не удается решить без независимых от поведения жильца технических мероприятий.
Влага в помещениях выделяется из различных источников, главным из которых является человек; в результате его дыхания и потовыделения влажность воздуха существенно повышается. Большие объемы влаги выделяются в результате стирки, готовки, уборки помещений и принятия душа. Дополнительными источниками влагообразования являются
| Источник влагообразовани |
Кол-во влаги / час |
| Человек, в состоянии покоя |
40 г/час |
| Человек, занятый хозяйством |
90 г/час |
| Цветок в горшке ( сред. Размера) |
10 г/час |
| Готовка и уборка, мытье |
1000г/час |
| Стиральная машина |
300 г/час |
| Душ / Ванная |
2600г/час |
| Свободная водная поверхность |
200 г/час |
Вентиляция и состав воздуха внутри помещения
В нормальном незагрязненном состоянии воздух состоит из 21 % кислорода, 78 % азота, 0,95 % аргона и 0,03 % углекислого и других газов. Кроме того, в воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.
Для жизнедеятельности человека, животных и растений прежде всего важны показатели по кислороду и углекислому газу. Количество углекислого газа СО 2 в наружном воздухе составляет для городской среды 0,4-0,5 л/м 3 или 0,07-0,1 %. Допустимая концентрация СО 2 в помещении составляет 1 л/м 3 . Человек в результате жизнедеятельности выделяет от 25 до 45 л/час углекислого газа. Таким образом, для снижения содержания СО 2 в помещении, где находятся люди, до уровня допустимого, необходимо обеспечить приток свежего воздуха порядка 25-30 л/час на одного человека.
Требования нормативных документов сводятся к обеспечению кратности воздухообмена внутри помещения, или, иными словами, к необходимому количеству воздуха, удаляемого из помещения за единицу времени. Так, согласно СНиП 2.08.01-89, кратность естественного воздухообмена для жилых комнат составляет 3 м 3 /час на 1 м 2 площади комнаты и 60 м 3 /час на все помещение для кухни.
Таким образом, при проектировании вентиляционных устройств в окнах по критерию содержания в помещении углекислого газа необходимо исходить из того, что приток воздуха должен быть постоянным, независящим от времени года, погодных условий, аэродинамики здания и др. Иными словами, необходима определенная система приточных и вытяжных устройств, круглогодично поддерживающая содержание СО 2 в воздухе помещений в пределах нормы.
Вентиляция и влажность воздуха внутри помещения
С точки зрения строительного проектирования, большинство помещений жилых и общественных зданий относятся к разряду помещений с незначительными выделениями влаги - до 2 г/(м 2 ·ч) при температуре 15-20 °С. Для сравнения эта величина при той же температуре в помещениях бань и производственных помещениях с мокрыми процессами превышает 50 г/(м 2 ·ч).
Вместе с тем, даже в пределах одной квартиры существуют хозяйственные помещения (такие как кухня и ванная комната), влаговыделение в которых значительно выше по сравнению с жилой зоной. Количественная характеристика возможных влаговыделений в различных помещениях квартиры приведена в таблице.
Влаговыделение в квартирах
Интенсивность влаговыделений определяет содержание водяного пара в воздухе помещения при постоянно поддерживаемой в нем внутренней температуре - относительную влажность φв . В соответствии с российскими строительными нормами, комфортной относительной влажностью внутреннего воздуха считается величина φв = 55 %. В реальных условиях в зимнее время в г. Москве эта величина колеблется в пределах φв = 35-45 %. В бытовом плане всем хорошо знакомы аквариумы и всевозможные увлажнители воздуха, появляющиеся зимой в большинстве московских квартир.
Вместе с тем, избыточная относительная влажность, особенно во вновь построенных зданиях - с большим содержанием технологической влаги в конструкциях, - может сказаться самым серьезным образом как на самочувствии людей, так и на состоянии помещений. В практике установки герметичных окон нередки случаи выпадения обильного конденсата на стеклопакетах и монтажных швах, а также появления плесени на оконных откосах.
Явления такого плана говорят о необходимости удаления из помещения избыточной парообразной влаги, иными словами - обеспечения необходимого естественного влагообмена через оконные конструкции наряду с притоком свежего воздуха.
Основной сложностью в этом отношении является необходимость учета различных исходных условий для зимнего и летнего периода. В зимнее время при температуре наружного воздуха, равной - 20 °С, его абсолютная влажность может составлять 0,5 г/м 3 (при относительной влажности, близкой к 100 %). В то же время внутренний воздух при температуре + 20 °С и относительной влажности 50 % содержит 8,7 г/м 3 , что в 17 раз больше, чем в наружном воздухе.
При такой большой разнице парциальных давлений к интенсивному влагообмену приводит даже очень незначительная разгерметизация окон. При этом в летнее время при приблизительно равной температуре воздуха внутри помещения и снаружи, условия влагообмена будут принципиально иными.
Вентиляция и температура воздуха внутри помещения
Критерий температуры внутреннего воздуха наиболее интересен с точки зрения замены окон в отдельных помещениях (или квартирах) существующих зданий.
Вплоть до последнего времени необходимость подогрева холодного воздуха, инфильтрующегося через окна, имеющие неплотности и щели в притворах, была заложена в российских нормах на проектирование систем отопления. При инфильтрации холодного воздуха в зимний период температура вблизи таких окон понижалась на несколько градусов по сравнению с температурой внутреннего воздуха помещения. По данным расчетов и наблюдений, в период резкого похолодания на теплопотери через окна приходилось до 80 % от общих теплопотерь помещения. Соответственно мощность системы отопления рассчитывалась, исходя из условия необходимых затрат тепла в помещении при наличии воздухопроницаемых окон.
При замене старых окон на герметичные происходит резкое снижение теплопотерь через окна за счет одновременного действия двух факторов, а именно:
- фактического сведения к нулю теплопотерь за счет инфильтрации;
- увеличения почти вдвое термического сопротивления окон.
мощность системы отопления, спроектированной для всего дома, остается прежней.
Как происходит процесс вентиляции воздуха внутри помещения
Основным средством для поддержания необходимых гигиенических условий в помещениях жилых и административных зданий является естественный воздухообмен. В настоящее время в российском жилищном строительстве принимается следующая схема вентиляции квартир. Вытяжка осуществляется естественным путем непосредственно из зоны его наибольшего загрязнения, т. е. из кухонь и санитарных помещений через вентиляционные каналы. Его замещение происходит за счет наружного воздуха, поступающего через негерметичности наружных ограждений (главным образом через окна) и посредством проветривания всех помещений квартиры. Квартира рассматривается в качестве единого объема, в котором воздух перетекает из одного помещения в другое через межкомнатные двери, имеющие подрезку внизу, или находящиеся в открытом положении. При этом характер воздухообмена в квартире в значительной мере определяется воздушным режимом всего здания в целом.
Естественный перенос воздуха в здании осуществляется под действием разности давлений внутреннего и наружного воздуха, возникающей вследствие перепада температур или под действием ветра.
Под влиянием внешних воздействий в здании создается распределение давлений, зависящее от геометрической формы здания и его аэродинамической характеристики, высоты помещений и разницы температур внутри и снаружи, степени изоляции отдельных этажей или групп помещений друг от друга, а также защищенности здания воздействия ветра.
В холодный период года, при безветрии, в нижней зоне здания или помещения через любые неплотности и отверстия в ограждающих конструкциях происходит приток холодного наружного воздуха внутрь помещений ( инфильтрация ), а в верхней зоне, где создается избыточное давление по сравнению с атмосферным - удаление теплого воздуха наружу ( эксфильтрация ).
Эти явления, вызывающие естественный воздухообмен в помещении или в здании, в особенности заметны при сильных морозах, когда разность температур наружного и внутреннего воздуха отапливаемых помещений наиболее велика.
За счет действия ветра на наветренной стороне здания создается подпор, а избыточное статическое давление возникает на наружных поверхностях ограждений. На заветренной стороне образуется разрежение, и статическое давление оказывается пониженным. Таким образом, с наветренной стороны действие ветра усиливает инфильтрацию, а с заветренной - уменьшает ее.
Таким образом, в многоэтажных зданиях в условиях относительного безветрия можно выделить зоны характерных (преобладающих во времени) давлений: положительных (превышающих атмосферное), отрицательных (меньших атмосферного) и неустойчивых (изменяющих свой знак).
В зоне положительных давлений, располагающейся в самой верхней части здания, преобладает удаление воздуха через отверстия и неплотности в ограждающих конструкциях; в зоне отрицательных давлений, занимающих всю нижнюю и среднюю по высоте часть здания, характерна инфильтрация холодного воздуха. Зона неустойчивых давлений близка к нейтральной поверхности.
Такое распределение давлений характерно практически для всех многоэтажных зданий вследствие недостаточной изоляции квартир от лестничных клеток. Таким образом, в многоэтажных зданиях отдельные помещения и квартиры, расположенные на разных этажах, изначально находятся в неодинаковых условиях естественного воздухообмена, возникающими за счет аэродинамики здания. Ситуация может быть дополнительно осложнена такими факторами, как наличие балконов и лоджий, а также сплошной воздухонепроницаемой перегородки внутри здания. Кроме того, существенная разница в характере воздухообмена существует между зданиями, имеющими теплый чердак или совмещенную кровлю, и зданиями с холодным чердаком.
Классификация вентиляционных устройств
По своему конструктивному решению дополнительные вентиляционные устройства, применяемые с оконными системами, можно условно разделить на четыре основные группы:
- разнообразные ограничители открывания (или так называемые устройства для микропроветривания ), входящие в комплект оконной фурнитуры;
- открывающиеся заслонки и планки, а также специальные вентиляционные каналы, устанавливаемые на ПВХ-профилях ;
- проветривающие устройства, устанавливаемые в нижней или верхней части оконной рамы;
- частично воздухопроницаемые уплотнители.
Кроме того, вентиляционные устройства могут быть также классифицированы по фактору, активизирующему их действие. Работа вентиляционных устройств может регулироваться:
- вручную, путем механического открывания соответствующих заслонок и клапанов или включения вентилятора с электроприводом;
- автоматически, в зависимости от изменения статического давления на наружной поверхности оконной рамы (ветрового, а также возникающего вследствие разности температур изнутри и снаружи здания);
- автоматически, в зависимости от изменения влажности внутреннего воздуха помещения.
При этом все вентиляционные устройства, независимо от конструкции и активизирующего их фактора (включая устройства с ручным управлением) предназначены для обеспечения режима вентиляции помещения в течение длительного времени без участия человека ( в отличие от так называемого "залпового проветривания", когда проветривание помещения осуществляется путем периодического открывания окон на короткое время).
Вентиляция с помощью частичной выемки уплотнения
В способе вентиляции с помощью частичной выемки уплотнения, применяемой многими производителями профильных систем из ПВХ, для каждого периметра створки рассчитывается длина части стандартного уплотнения, подлежащего замене. При этом обеспечивается зазор приблизительно в 2 мм между профилями коробки и створки. Для обеспечения "частичной выемки уплотнения" применяется также так называемое "перфорированное" или "щеточное" уплотнение.
Увеличение воздухопроницаемости такого окна на примере пластиковых профилей системы Veka Softline AD показано в таблицах.
Объем воздуха, проходящего через стыки между створкой и коробкой стандартного окна, имеющего в верхней горизонтальной части стыка одинарное резиновое и одинарное щеточное уплотнение (более плотное окно)
Разность давлений, Па |
10 |
50 |
100 |
150 |
300 |
Коэффициент воздухопроницаемости, м 3 /м·час |
0,24 |
0,96 |
1,34 |
2,22 |
7,29 |
Объем воздуха, проходящего через стыки между створкой и коробкой стандартного окна, имеющего в верхней горизонтальной части стыка двойное щеточное уплотнение (менее плотное окно)
Разность давлений, Па |
10 |
50 |
100 |
150 |
300 |
Коэффициент воздухопроницаемости, м 3 /м·час |
0,33 |
1,34 |
3,00 |
4,12 |
9,33 |
Из таблиц хорошо видна зависимость воздухопроницаемости окна от разности давлений, вызывающей движение воздуха через уплотнения. Так, для более плотного окна при увеличении разности давлений в 10 раз (с 10 до 100 Па), воздухопроницаемость окна увеличивается примерно в 5,5 раз, а для менее плотного - в 9 раз.
Однако такое решение достаточно трудно адаптируется к многоэтажным зданиям, помещения которых находятся в неодинаковых условиях воздухообмена в зависимости от высоты. Поэтому более гибкой идеей в этом отношении являются устройства, встраиваемые в оконный профиль и реагирующие на изменение статического давления на наружной стороне оконной рамы .
Ручное регулирование вентиляции
Многочисленную по своему разнообразию группу проветривателей представляют различные заслонки и планки , входящие в профильные системы и представляющие из себя классический пример устройств, регулируемых вручную, в зависимости от субъективных потребностей человека. По эффективности своей работы они адекватны щелевым проветривателям , входящим в комплект оконной фурнитуры.
В качестве примера устройства такого типа может быть приведена вентиляционная планка Brugmann . Планка, так же как рама и створка, представляет из себя многокамерный ПВХ-профиль . Она имеет несколько сквозных отверстий. В зависимости от потребности помещения в свежем воздухе, открывается необходимое количество этих отверстий. Внутри планки воздух проходит через множество смещенных по отношению друг к другу вентиляционных отверстий. Отверстия защищены от насекомых сеткой из нержавеющей стали.
Автоматическое регулирование вентиляции
положение «закрыто» |
положение «открыто» |
Примером автоматического регулирования вентиляции может служить вентиляционная заслонка - клапан . В нормальном положении заслонка открыта, и поток воздуха попадая через специальные прорези в уплотнении со стороны улицы, поднимается по фальцу окна (между рамой и створкой, прогреваясь в зимний период до температуры близкой к комнатной), и далее через открытую заслонку клапана попадает в помещение. В случае усиления воздушного потока, он воздействует на парус заслонки (ответная часть заслонки) и поворачивает заслонку, перекрывая себе путь. По мере уменьшения скорости ветра заслонка снова приоткрывается, и свободная циркуляция воздуха восстанавливается. Степень открытия заслонки прямопропорциональна разнице давления между улицей и помещением.
В качестве примера вентиляционного устройства, реагирующего на изменение давления ветра, можно привести систему приточно-вытяжных устройств компании ИнТек – клапан самовентиляции UNIT-air. Устройство представляет собой короб, внутри которого установлена заслонка, реагирующая на давление ветра. Эта заслонка имеет свойство реагировать даже на незначительную разницу давления благодаря регулируемой площади паруса, что в свою очередь позволяет менять степень чувствительности срабатывания заслонки и тем самым регулировать объем притока свежего воздуха.
Клапан UNIT-air устанавливается в фальц окна (в зазор между рамой и створкой), путем прикручивания к раме в верхней части окна - на три самореза, что не требует дополнительного сверления и фрезерования. Как показывает опыт эксплуатации, клапаны такого типа могу быть успешно применены в качестве устройств для выпуска избытков водяного пара и углекислого газа на улицу из помещений, как с периодическими интенсивными выделениями влаги (кухни, постирочные и т. п.), так и в жилых, для создания более комфортного микроклимата. При этом удаление влаги непосредственно из помещения с источником влаговыделения (кухня, живые цветы, аквариум) благоприятно сказывается на влажностном режиме квартиры в целом (нет выпадения конденсата на внутренней стороне стеклопакета, не появляется плесенный грибок на внутренних откосах и т.д.)
|
|
Главная
