Работа систем вытяжной естественной вентиляции в жилом доме г. Тюмени



От эффективности работы систем вентиляции зависит качество воздуха, которым дышит человек. Недооценка влияния воздухообмена на состояние воздушной среды в квартирах жилых домов приводит к существенному ухудшению самочувствия проживающих в них людей.

Согласно требованиям нормативной литературы [1] в многоэтажных жилых зданиях современной застройки вытяжка из помещений санузлов (ванных комнат) должна происходить посредством естественной тяги, возникающей внутри вертикальной шахты, выходящей над кровлей. Свежий воздух, попадая в комнаты через окна, под воздействием тяги в шахте, устремляется к ее выходу на кухне или в санузле (ванной) через вытяжные вентиляционные каналы (расположенные в несущих стенах или пристроенные). Он проходит через всю квартиру, постепенно загрязняясь, после чего удаляется наружу через вентканалы. Таким образом, обеспечивается воздухообмен во всем объеме квартиры.

Если в каком-либо месте перекрыть путь этому воздушному потоку, то обновление воздуха в квартире прекратится.

Расчет естественной вентиляции и выбор сечения каналов проводится в соответствии с действующими нормативными документами для температуры наружного воздуха плюс 5 °С и температуры внутри помещения плюс 20–22 °С. Именно при таких показателях воздухообмен соответствует санитарным нормам.

При строительстве подавляющего числа многоквартирных жилых домов придерживаются традиционной схемы приточно-вытяжной вентиляции с естественным побуждением воздуха, требующих наименьших капитальных и эксплуатационных затрат. В то же время современная нормативная база в области расчетных параметров микроклимата помещений жилых зданий регламентирует поддержание постоянных значений воздухообмена в течение всего периода эксплуатации.

В данной статье авторами проводится исследование работы систем естественной вентиляции в жилом многоэтажном здании, расположенном в г. Тюмени.

Обследуемое 16-этажное здание с теплым чердаком, вентиляционные каналы на кухне и в ванной комнате — пристроенные, обшиты гипсокартоном. Поэтажные отводы систем естественной вентиляции выполнены на каждом этаже. Окна пластиковые. На кровле здания расположены утепленные вытяжные вентиляционные шахты.

Исследования параметров работы систем естественной вентиляции были проведены в марте 2017 г. Замеры скорости движения воздуха, температуры воздуха проводились в квартирах на 11, 13, 15 этажах в ванных комнатах и в вытяжной вентиляционной шахте здания при температуре наружного воздуха минус 10⁰С в безветренную погоду.

При определении наличия перемещения воздушных потоков в каналах системы естественной вентиляции применен цифровой анемометр — термометр TESTO 480.

Размеры сечения вентиляционного канала-спутника — 100х100 мм (рисунок 1).

Рис. 1. Точки замеров параметров воздуха в сечении вентиляционного канала

Произведены замеры параметров воздушного потока в следующих условиях:

1. при закрытых окнах; оконные клапаны не установлены:

Таблица 1

Замеры параметров вытяжного воздуха в вентиляционном канале квартиры на 11 этаже

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	0,22	29,1
2	0,40	29,3
3	0,05	28,0
4	0,15	29,4
5	0,70	29,5
6	0,68	29,6
7	0,60	29,4
8	0,50	29,3
9	0,62	29,7

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 11 этаже — в диапазоне от 0,05 до 0,70 м/с (средняя скорость — 0,44 м/с).

Таблица 2

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 13 этаже

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	0,25	27,8
2	0,50	27,6
3	0,16	26,4
4	0,45	26,5
5	0,69	27,6
6	0,67	27,5
7	0,50	27,7
8	0,59	26,9
9	0,63	26,4

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 13 этаже — в диапазоне от 0,16 до 0,69 м/с (средняя скорость — 0,49 м/с).

Таблица 3

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 15 этаже

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	0,37	26,5
2	0,33	26,9
3	0,40	27,1
4	0,10	27,5
5	0,14	27,6
6	0,29	27,8
7	0,30	27,9
8	0,20	28,1
9	0,30	28,2

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 15 этаже — в диапазоне от 0,10 до 0,40 м/с (средняя скорость — 0,27 м/с).

Таблица 4

Замеры параметров воздуха на выходе из вытяжной вентиляционной шахты

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	1,05	23,8
2	0,85	24,7
3	0,93	24,1
4	0,95	24,1
5	1,01	23,3
6	0,88	24,8
7	0,87	24,7
8	0,95	24,0
9	1,08	24,5

Скорость движения воздуха на выходе из вытяжной вентиляционной шахты на кровле здания — в диапазоне от 0,87до 1,01 м/с (средняя скорость — 0,95 м/с).

2. при закрытых окнах; оконные клапаны установлены:

Таблица 5

Замеры параметров вытяжного воздуха в вентиляционном канале квартиры на 11 этаже

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	0,62	25,3
2	0,70	25,3
3	0,68	26,0
4	0,75	26,4
5	0,70	25,5
6	0,98	26,6
7	0,94	27,2
8	0,83	26,8
9	1,02	26,7

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 11 этаже — в диапазоне от 0,6 до 0,1,08 м/с (средняя скорость — 0,80 м/с).

Таблица 6

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 13 этаже

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	0,65	22,8
2	0,60	23,6
3	0,76	24,4
4	0,83	25,5
5	0,8	25,6
6	0,78	25,5
7	0,80	24,7
8	0,84	24,6
9	0,88	24,4

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 13 этаже — в диапазоне от 0,6 до 0,88 м/с (средняя скорость — 0,77 м/с).

Таблица 7

Замеры параметров вытяжного воздуха ввентиляционном канале квартиры на 15 этаже

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	1,01	26,5
2	0,93	26,3
3	0,90	26,1
4	0,92	26,5
5	0,94	25,6
6	0,89	25,8
7	0,80	25,7
8	1,07	26,1
9	0,93	26,2

Скорость движения воздуха на выходе из решетки на 15 этаже — в диапазоне от 0,89 до 1,07 м/с (средняя скорость — 0,93 м/с).

Таблица 8

Замеры параметров воздуха на выходе из вытяжной вентиляционной шахты

№точки замера	Скорость движения воздуха, м/с	Температура воздуха, °С
1	1,40	23,1
2	1,50	23,3
3	1,50	24,1
4	0,95	24,0
5	1,21	22,7
6	1,18	21,8
7	0,87	19,7
8	1,05	20,0
9	1,38	22,5

Скорость движения воздуха на выходе из вентиляционной шахты — в диапазоне от 0,87 до 1,50 м/с (средняя скорость — 1,23 м/с).

Результаты проведенных экспериментов 1 свидетельствуют о том, что система естественной вентиляции, удаляющая воздух из помещений ванных комнат, при закрытых окнах в комнатах без установки оконных клапанов практически не удаляет воздух из обслуживаемых помещений. В свою очередь, из результатов экспериментов 2 видно, что система естественной вентиляции при закрытых окнах в комнатах с установленными оконными клапанами работает на вытяжку в проектном режиме

Полученные результаты замеров были сопоставлены с действующими нормативными документами в области строительства многоэтажных зданий [3].

Таблица 9

Рекомендуемые скорости движения воздуха ввоздуховодах иканалах систем естественной вентиляции

№п/п	Тип иместо расположения воздуховода	Рекомендуемая скорость движения воздуха, V, м/с
1	Вытяжные вентиляционные решетки	0,5–1,0*
2	Вертикальные вытяжные каналы	0,5–1,0*
3	Вытяжные каналы-спутники	1,0–1,5**
4	Сборные каналы	1,0–2,0*
5	Вытяжные шахты	1,0–1,5*

* 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.

Согласно [4] можно порекомендовать:

– установить приточные устройства — оконные регулирующие клапаны. Принцип работы подобных клапанов построен на законах физики о расширении твердых металлов за счет температурных изменений;

– рекомендуется выполнять приточные устройства в виде горизонтальной щели шириной 15 мм в верхней части оконной коробки с клапаном на нижнем подвесе. При этом поток наружного воздуха с помощью клапана и под действием конвективного потока от отопительного прибора под окном отклоняется на потолок помещения, опускаясь в зону обитания, как правило, на некотором расстоянии от окна, с параметрами, близкими к параметрам внутреннего воздуха. Длина приточного устройства на 200 мм меньше длины оконного блока (по 100 мм с каждой стороны). Приточные устройства должны давать возможность регулирования расхода приточного воздуха.

Таким образом, для обеспечения устойчивого функционирования систем естественной вентиляции жилых многоквартирных зданий необходимо:

– обязательное применение приточных устройств, обеспечивающих регулируемый приток свежего воздуха в помещения квартир;

– проведение на стадии проектирования систем вентиляции увязки вытяжных каналов с приточными вентиляционными устройствами и между собой.

Литература:

1. СП 54.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 31–01–2003 Здания жилые многоквартирные. — М., Минрегион России, 2011, 42 с.

2. Вяткина Ю. С. Исследование работы систем естественной вентиляции в жилом здании / Ю. С. Вяткина, С. Д. Вяткина, Т. С. Жилина // Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы архитектуры, строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири». — Тюмень: РИО ТюмГАСУ, 2015, с. 152–157.

3. СТО НОСТРОЙ 34–2012 Устройство систем теплоснабжения, отопления, вентиляции, кондиционирования и холодоснабжения, 2011.

4. ТР АВОК 5.2–2012. Технические рекомендации по организации воздухообмена в квартирах жилых зданий [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://pro.tion.ru/wp-content/uploads/2014/09/H-НП-АВОК-5.2–2012

5. Ливчак В. И. Решения по вентиляции многоэтажных жилых зданий (из опыта Германии, Франции, Финляндии и Москвы) / В. И. Ливчак // АВОК. — 1999. — № 6, c. 24–31.

6. Малахов М. А. Системы естественно-механической вентиляции в жилых зданиях с теплыми чердаками / М. А. Малахов // АВОК. — 2006. — № 7. с. 8–19.