Вентиляция и кондиционирование многоквартирных зданий

Организация воздухообмена и поддержание комфортных параметров микроклимата (температуры, влажности и скорости движения воздуха) в помещениях жилого многоквартирного здания не должны приводить к огромным потерям тепловой энергии. О том, как правильно проектировать системы вентиляции и кондиционирования, пойдет речь в этой статье.

Основные подходы к проектированию систем вентиляции современного многоквартирного здания

Согласно нормативным документам, вентиляция необходима для выполнения санитарно-эпидемиологических требований. При этом она должна обеспечивать подачу в помещения воздуха с содержанием вредных веществ, не превышающим предельно допустимых концентраций.

При обустройстве вентиляции следует предусмотреть меры по ограничению проникновения в помещения пыли, влаги, вредных и неприятно пахнущих веществ, почвенных газов и обеспечению воздухообмена, достаточного для своевременного удаления вредных веществ и поддержания химического состава воздуха в пропорциях, благоприятных для жизнедеятельности человека.

Согласно действующим нормативным документам «в технических решениях систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должна быть предусмотрена возможность автономного регулирования параметров микроклимата помещений». Все эти требования могут быть удовлетворены только в случае использования в здании системы вентиляции с механическим побуждением.

Однако в панельных многоэтажных жилых зданиях массовых серий проектировщики почему-то продолжают предусматривать лишь естественную вентиляцию с притоком наружного воздуха через неплотности наружных ограждающих конструкций и удалением воздуха из помещений через общедомовой вентиляционный канал. Но такая естественная вентиляция не в состоянии обеспечить подачу в помещения свежего воздуха и возможность автономного регулирования параметров микроклимата!

Что получает покупатель квартир с естественной вентиляцией? Систему, которая большую часть года не работает. Поскольку в настоящее время практически во всех вновь строящихся зданиях предусматривается применение оконных блоков с высокими значениями сопротивления воздухопроницанию, то, при условии их правильного монтажа, естественная вентиляция будет работать лишь при открытых окнах.

С точки зрения энергосбережения такой способ устройства вентиляции - сущее варварство. Через открытые окна в помещения врываются потоки холодного или перегретого уличного воздуха, для нагрева или охлаждения которого требуется существенный расход энергии. Если же не открывать окна с герметичным притвором, то микроклимат жилища вскоре вовсе перестанет отвечать даже самым минимальным санитарным нормам.

Альтернатива традиционному подходу

Из простейших и вместе с тем весьма надежных проектных решений требованиям существующих норм удовлетворяют, например, системы с естественным притоком через регулируемые приточные устройства и удалением воздуха через общедомовой вентиляционный канал (стояк), разряжение в котором создается вытяжным вентилятором. Эти системы должны внедряться в практику массовой застройки.

В качестве приточных устройств в таких системах могут использоваться различные варианты приточных клапанов, встраиваемых в конструкции стен и окон, в том числе клапаны, автоматически регулируемые в зависимости от уровня влажности в помещении.

Рис. 1. Примеры установки приточных клапанов.

Однако в нашей стране такие устройства устанавливаются в основном лишь по инициативе самих жильцов. Чтобы дело стронулось с мертвой точки и проектировщики начали использовать данное решение повсеместно, помимо нормативных актов, вероятно, нужны еще и подзаконные акты и постановления на уровне администраций городов.

Перспективно ли использование в современных многоквартирных зданиях вентиляционных систем с рекуперацией (теплоутилизацией)?

Безусловно. Подобные системы компания «Планета Климата» закладывает в проекты с 2008 года. Это следующий шаг на пути развития регулируемой вентиляции зданий после систем с приточными клапанами и механическим побуждением удаления воздуха. К сожалению, оборудование подобными установками зданий массового жилищного строительства у нас пока почти не производится, хотя дело это незатратное. Вентиляция с рекуперацией используется в основном в домах клубного типа. Большинство их жильцов по достоинству оценивают тот факт, что воздух у них в квартирах всегда свеж и чист и для этого не надо открывать окна.

Используя механическую приточно-вытяжную вентиляцию с рекуперацией тепла, мы можем сделать отопление на порядок дешевле. Ведь в этом случае приточный воздух подогревается не системой отопления, а узлами самой приточной установки.

Рис. 2. Роторный и пластинчатый рекуператоры.

В итоге система отопления получается менее затратной - требуется меньше секций отопительных приборов, меньше диаметр стояков и подводящих трубопроводов, меньше поверхность теплообменников подогревателей, меньше мощность насосов… Целая цепочка «меньше», которая способствует энергосбережению.

Эффект, который можно получить от использования в зданиях вентиляционных систем с рекуперацией тепла, огромен.

В рекуперации энергии вентиляционных выбросов заложен колоссальный потенциал для развития градостроения. При тех же генерирующих мощностях мы могли бы строить и строить все новые и новые дома. Не надо было бы возводить новые котельные и ТЭЦ.

Технические решения по организации энергоэффективной вентиляции зданий

Традиционно жилые многоквартирные здания оборудуют центральной рекуперативной вентиляционной установкой - одной на здание, которая монтируется, например, на крыше или на техническом этаже и тем или иным способом подключается к источнику тепловой энергии. В конструкции такой установки, как правило, используется пластинчатый перекрестнопоточный рекуператор. Его эффективность достигает 60-70%. К сожалению, на здание почти не ставят установки с роторным теплоутилизатором, более эффективным, но допускающим небольшой переток «отработанного» воздуха в подающий воздуховод.

При использовании центральных вентустановок нередко возникает проблема - как организовать учет для последующей оплаты жильцами тепла, расходуемого на нагрев приточного воздуха, перекачку теплоносителя… Кроме того, система требует прокладки сетей воздуховодов для подачи и удаления воздуха из квартир и других помещений дома.

В этой связи все шире применяются в последнее время системы поквартирной вентиляции. Существуют достаточно надежные и эффективные компактные приточно-вытяжные вентиляционные установки, которые монтируют в квартирах: на антресолях, в коридорах, на лоджиях, за подшивными потолками. Для организации воздухообмена могут использоваться модели как с пластинчатым рекуператором, так и с роторным теплоутилизатором. Роторные модели сберегают до 90% энергии, затрачиваемой на подогрев приточного воздуха.

Преимущества и недостатки систем поквартирной вентиляции

Владелец или арендатор квартиры, оборудованной компактной приточно-вытяжной вентустановкой, независим от общедомовой вентсистемы. Вентиляцию он может включать и выключать по собственному желанию, может изменять температуру приточного воздуха. Качество очистки последнего, кстати, может быть достаточно высоким, это особенно важно для квартир, расположенных рядом с оживленными автотрассами, в экологически неблагополучной местности, а также для квартир, где проживают люди, страдающие аллергическими заболеваниями. Таким образом, сам владелец квартиры может регулировать параметры микроклимата в своем жилище.

Единственный минус систем поквартирной вентиляции на основе компактных приточно-вытяжных установок - необходимость обустройства систем воздухозабора и выброса отработанного воздуха. Выброс через фасад у нас в стране связан с некоторыми законодательными ограничениями: расстояние между приточным и вытяжным отверстиями вентсистемы должно составлять не менее 10 метров по горизонтали или 6 метров по вертикали. В условиях квартиры соблюсти эту норму не всегда возможно. Но проблема решается при организации отвода воздуха в вытяжную шахту, идущую на крышу здания.

Рис. 3. Индивидуальная приточно-вытяжной агрегат Systemair с рекуперацией тепла.

Отмечу, что по опыту других стран, например, Китая, Южной Кореи, Японии, в квартирных вентсистемах вполне достаточно разнести воздухозаборное и воздуховыпускное отверстия на фасаде на расстоянии 1 метра друг от друга по горизонтали.

Вопрос теплоснабжения индивидуальных приточно-вытяжных установок решается подведением к ним электроэнергии. Мощность электрического воздухонагревателя с учетом рекуперации в самое холодное время года обычно не превышает 1–3 кВт, остальное тепло для подогрева притока забирается из вытяжного воздуха. Причем практика эксплуатации подобных систем показывает, что электронагреватель включается только в морозы, а осенью, весной и в относительно теплые дни зимы он не используется совсем, так как тепла, отведенного от покидающего здание воздуха, вполне хватает.

Использование тепла вытяжного воздуха

Помимо пластинчатых рекуператоров и роторных теплоутилизаторов роль «энергетического курьера», доставляющего тепло нагретого воздуха, в компактных и центральных приточно-вытяжных установках нередко играет тепловой насос «воздух - воздух».

С его помощью теплота вентиляционных выбросов может использоваться не только для нагрева приточного воздуха. Любопытна, например, такая энергосберегающая система, придуманная и реализованная проектировщиками из Финляндии. В тракте выброса воздуха стоит тепловой насос №1. В результате его работы вытяжной воздух охлаждается, нагревая промежуточный теплоноситель, который затем по теплоизолированным трубам подается в автономный тепловой пункт или котельную, где стоит тепловой насос №2, который нагревает воду в системе ГВС. Существуют и другие варианты системы на основе тепловых насосов, все зависит от конкретных задач, поставленных заказчиком.

Оборудование помещений системой кондиционирования воздуха

Система кондиционирования воздуха - необходимый атрибут высококлассного здания. Для общественных зон обычно применяют системы центрального кондиционирования, а в жилой зоне - как центральные, так и местные (поквартирные) установки, такие как сплит- и мульти-сплит системы. Холодильные машины центральных систем устанавливаются в большинстве случаев в нижней части здания или на кровле, в квартирах же ставят вентиляторные конвекторы - фэнкойлы. В последнее время для центрального кондиционирования заказчики все чаще применяют мультизональные системы кондиционирования. При использовании местных систем в специально отведенных местах на фасаде здания монтируются наружные блоки, от которых к одному или нескольким внутренним блокам, установленным в комнатах квартиры, подводятся фреоновые магистрали.

Рис. 4. Центральная система кондиционирования на основе чиллеров Carrier.

С технической точки зрения центральные системы в жилой зоне зачастую предпочтительнее. При их использовании к фэнкойлам и другим квартирным теплообменникам подводится экологически безопасная охлажденная вода. Система позволяет реализовывать в проектах новые подходы к кондиционированию, в частности, охлаждение ограждающих конструкций жилых помещений в теплое время года посредством охлаждающих змеевиков. В случае необходимости легко можно изменить конфигурацию магистралей, при достаточной пропускной способности возможно подключение новых потребителей.

Рис. 5. Центральная система кондиционирования на основе мультизональных систем Fujitsu General.

Однако при выборе вариантов системы охлаждения жилой зоны сегодня как никогда важно учитывать не только технические аспекты, но и экономические соображения. Так, при установке местной системы кондиционирования воздуха все затраты на проектирование, монтаж и эксплуатацию оборудования относят на счет заказчика — владельца квартиры, тогда как со службой эксплуатации оговаривается только размещение наружных блоков. А при использовании для климатизации помещений центральной системы кондиционирования затраты на установку оборудования несет инвестор, который затем возвращает вложенные средства, увеличивая стоимость квартир.

Правила использования материалов сайта