Оптимизация микроклимата в помещении многоквартирного здания при помощи механической вентиляции

Оптимизация микроклимата в помещении многоквартирного здания при помощи механической вентиляции

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. Обзор литературы

.1 Законодательные акты, постановления правительства

.2 Обзор интернет-источников

. Общие сведения

.1 Общие сведения о городе

.2 Описание объекта исследования

.3 Исходные данные для проектирования котельной

.4 Исходные данные для расчета воздухообмена в жилом помещении

.5 Тариф теплоснабжающей организации

. Расчеты по воздухообмену и вентиляции

.1 Подбор вентиляционного оборудования для котельной

.2 Расчет требуемого воздухообмена по показателям СТО СРО НП СПАС-05-2013

.2.1 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации)

.2.2 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в нерабочем состоянии

.3 Расчет требуемого воздухообмена по показателям СНиП 31-01-2003

.3.1 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации)

.3.2 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в нерабочем состоянии

. Сравнение эффективности применения вентиляцонных клапанов

.1 Виды вентиляционных клапанов

.1.1 Приточный клапан стеновой без предварительного подогрева

.1.2 Приточный клапан стеновой с рекуперацией тепла

.1.3 Приточный клапан для пластиковых окон с верхней подачей воздуха

.1.4 Приточная вентиляционная установка ПВУ-350

.1.5 Приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла «ClimaRad»

.1.6 Панель Blizzard Komfort

.1.7 Аэрогивер V-STAT FKO 4A

.1.8 Проветриватель Селенга ЕС ФКО

.2 Моделирование тепловоздушного режима в квартире

. Технико-экономическое сравнение приточных клапанов

. Выбросы от котельных на разных видах топлива

. Безопасность жизнедеятельности при установке приточного клапана

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Таблица нормативных значений воздухообмена СТО СРО НП СПАС-05-2013

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Таблица кратности воздухообмена в помещениях по СП 60.13330.2012

ВВЕДЕНИЕ

Учитывая катастрофический уровень загрязнения воздуха в городах и еще более низкое его качество в помещениях, мы вынуждены дышать воздухом с очень высоким содержанием опасных для жизни веществ. Причем эта проблема не зависит от места жительства, она одинаково актуальна как для загородного дома, так и для городской квартиры.

Проводя основную часть жизни в домах, где отсутствуют природные механизмы очищения воздуха, мы вынуждены очищать его своими легкими, ведь процесс его загрязнения идет постоянно. Человек за сутки вдыхает до 24 кг воздуха, это как минимум в 16 раз больше, чем количество выпиваемой в сутки воды.

По данным института Экологии человека АМН РФ в обычной квартире присутствует до 150 видов химических испарений, это испарения лака и краски, мебельного клея и ДСП, бытовой химии и антропотоксинов - продуктов жизнедеятельности человека и домашних животных и т.д.

Последствия воздействия такой химической смеси на организм человека сравнимы с состоянием хронической интоксикации у токсикоманов.

Нахождение в помещении с высоким содержанием химических веществ в воздухе отрицательно сказывается на самочувствии и работоспособности, приводит к быстрой утомляемости и снижению концентрации внимания, многие химические вещества (фенолы, формальдегиды, углеводороды и т.д.) являются сильнейшими канцерогенами, вызывающими злокачественные новообразования и опухоли.

Современный городской житель 90% времени проводит в помещении. По оценкам экологов, воздух в доме в 4-6 раз грязнее и в 8-10 раз токсичнее уличного. Около 10% инфекционных и простудных заболеваний приобретается вне стен, а 90% - внутри помещений.

В природе происходит естественное обновление среды: большая часть пыли, микробов, токсических соединений разрушается, а в доме почти все способствует их сохранению, накоплению и размножению. По мнению специалистов, загрязненная атмосфера дома способствует заболеванию органов дыхания. Чаще, чем принято думать, загрязненный воздух становится причиной кожных и аллергических заболеваний.

Цель работы - определить достаточность воздухообмена в помещении многоквартирного дома и оптимизировать микроклимат помещения при помощи механической вентиляции.

Актуальность работы определяется тем, что из-за широкого применения современных воздухонепроницаемых строительных материалов и, не в последнюю очередь, окон со стеклопакетами все большее значение начинают иметь приточно-вытяжные системы механической вентиляции жилых помещений.

При применении окон с высокими звуко- и теплозащитными свойствами естественного воздухообмена, обусловленного щелями и неплотностями, недостаточно для обеспечения здорового микроклимата в помещении. Современная конструкция окна с многослойным стеклопакетом и двойным уплотнением обеспечивает воздухообмен лишь около 0,2 м3/ч. По санитарно-гигиеническим соображениям и действующим СНиП приток свежего воздуха в расчете на одну комнату типовой квартиры (с учетом вытяжки из кухни и санузлов) должен быть около 100 м3/ч. Таким образом, для нормального воздухообмена при естественной схеме вентиляции требуется периодическое открывание окон, что обесценивает их высокие теплотехнические, акустические и пылезащитные характеристики.

Назначение системы вентиляции - обеспечить санитарно-гигиенические условия для пребывания в помещении человека в соответствие со СНиП, для чего вентиляционные устройства должны без приоткрывания окон обеспечить поступление свежего очищенного воздуха в жилые помещения и удаление отработанного воздуха через кухни, туалеты и ванные комнаты. Необходимость применения фильтров воздуха обуславливает применения вентиляторов в системе вентиляции для преодоления гидравлического сопротивления фильтров.

Незначительное количество жилых многоэтажных зданий с системами приточно-вытяжной механической вентиляции не только в России, но и за рубежом, в странах с аналогичным холодным климатом, свидетельствует о существенном разрыве в исполнении различных составляющих программ энергосбережения: значительное увеличение уровня теплоизоляции и воздухонепроницаемости ограждающих конструкций не всегда сопровождается мерами по улучшению качества внутреннего воздуха. Во многом это обуславливается отсутствием эталонных проектов систем механической вентиляции жилых многоэтажных зданий массовой застройки и эталонных проектов реконструкции систем вентиляции существующих зданий.

Диссертационная работа выполняется в двух вариантах: первый - стандартный, выполненный на листах формата А4, второй - компакт-диск, содержащий информацию, отраженную в первом варианте дипломной работы, полные тексты цитируемой литературы.

1. Обзор литературы

.1 Законодательные акты, постановления правительства

В ноябре 2009 года Государственная Дума приняла Федеральный закон Российской Федерации от 06 июня 2009 года 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» [8], который имеет декларативный характер и направлен на улучшение энергетической эффективности страны.

Настоящий Федеральный закон регулирует отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности. Целью настоящего Федерального закона является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

В соответствии с Федеральным приказом «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» одним из необходимых к принятию Федеральных приказов является Приказ Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 06 июня 2016 года №399/пр «Об утверждении Правил определения класса энергетической эффективности многоквартирных домов» [7].

В июле 2010 года Государственная Дума приняла Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2010 г. №190-ФЗ «О теплоснабжении» [6], который имеет декларативный характер и направлен на улучшение теплоснабжения страны. Принятие этого закона длилось около 10 лет, поэтому до его появления в стране не было четкого и всеобъемлющего регулирования отношений в сфере теплоснабжения.

Данный Федеральный закон устанавливает правовые основы экономических отношений, возникающих в связи с производством, передачей, потреблением тепловой энергии, тепловой мощности, теплоносителя с использованием систем теплоснабжения, созданием, функционированием и развитием таких систем, а также определяет полномочия органов государственной власти, органов местного самоуправления поселений, городских округов по регулированию и контролю в сфере теплоснабжения, права и обязанности потребителей тепловой энергии, теплоснабжающих организаций, теплосетевых организаций [6].

В жилых зданиях следует предусматривать вентиляцию в соответствии с [3] и [4].

В жилых комнатах и кухне приток воздуха обеспечивается через регулируемые оконные створки, фрамуги, форточки, клапаны или другие устройства, в том числе автономные стеновые воздушные клапаны с регулируемым открыванием. [3].

Система отопления и вентиляции здания должна быть рассчитана на обеспечение в помещениях в течение отопительного периода температуры внутреннего воздуха в пределах оптимальных параметров, установленных [5], при расчетных параметрах наружного воздуха для соответствующих районов строительства [3].

Система вентиляции должна поддерживать чистоту (качество) воздуха в помещениях и равномерность его распространения.

Вентиляция может быть:

с естественным притоком и удалением воздуха;

с механическим побуждением притока и удаления воздуха, в том числе совмещенная с воздушным отоплением;

комбинированная с естественным притоком и удалением воздуха с частичным использованием механического побуждения.

Качество воздуха в помещениях жилых и общественных зданий обеспечивается согласно действующим нормативно-техническим документам [5] необходимым уровнем вентиляции (величиной воздухообмена в помещениях), обеспечивающим допустимые значения содержания углекислого газа в помещении. При сокращении воздухообмена обеспечивается снижение энергозатрат системой вентиляции, а также повышение энергоэффективности систем вентиляции.

Расходы воздуха систем вентиляции, принимаемые для обеспечения качества воздуха, зависят от количества людей в помещении, их деятельности, технологических процессов (выделений загрязняющих веществ от бытовой и оргтехники, из строительных материалов, мебели и др.), а также от систем отопления и вентиляции.

Применение второго способа основанного на балансе вредностей в помещении, позволяет определить воздухообмен с учетом загрязнений наружного воздуха и заданного уровня качества воздуха (комфорта) в помещении.

Количество наружного воздуха, подаваемого в помещение системой вентиляции в расчете на одного человека для обеспечения заданного качества воздуха, зависит от концентрации углекислого газа в наружном воздухе и эффективности воздухораспределения в помещении.

 (1.1)

где  - коэффициент эффективности системы воздухораспределения, определяемый расчетом или принимаемый по таблице 1.1;

 - расчетное минимальное количество наружного воздуха, м/ч.

Ориентировочные значения коэффициента эффективности приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Коэффициенты эффективности систем воздухораспределения

.2 Обзор интернет-источников

Основным интернет-источником был сайт «Энергоэффективная Россия» (energosber.info) [10]. Данный сайт является многофункциональным общественным порталом и принадлежит федеральному государственному бюджетному учреждению «Российское энергетическое агентство» (РЭА). ФГУ «Российское энергетическое агентство» является подведомственным учреждением Министерства энергетики Российской Федерации и обеспечивает реализацию Федерального закона «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Основная задача сайта «Энергоэффективная Россия» - пропаганда рационального использования энергоресурсов жителями и организациями Российской Федерации, путем предоставления энергопотребителям доступной информации и удобных инструментов для разработки и реализации энергосберегающих мероприятий. При разработке сайта были использованы передовые российские и зарубежные идеи и технологии - интерактивные сервисы, персонализированные инструменты, виртуальные демонстрационные зоны, широкофункциональная справочно-информационная система и многие другие возможности, призванные создать интернет-пользователям комфортные условия для быстрого погружения в тему энергосбережения, оценки собственной энергоэффективности и разработки реальных мероприятий по энергосбережению. Внимательно наблюдая за процессом модернизации российской экономики и оперативно отслеживая новые тенденции, портал постоянно развивается и совершенствуется [10]. Сайт «Энергоэффективная Россия» содержит большое количество информации по энергосбережению, энергоаудиту, энергосервису.

Также при обзоре интернет-источников была рассмотрена «Государственная информационная система (ГИС) в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности» (gisee.ru) [11]. Данная информационная система - это актуальная база справочных, аналитических и статистических материалов в области ресурсосбережения для широкой аудитории: от учащихся и студентов до профессионалов отрасли. Она представляет собой совокупность информации, установленной российским законодательством об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности, а также комплекс информационных технологий и технических средств, обеспечивающих обработку информации. Создание и обеспечение функционирования государственной информационной системы осуществляется в соответствии с законодательством РФ об информации, информационных технологиях и о защите информации, Федеральным законом от 23.11.2009 №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» и иными нормативными правовыми актами РФ. Государственная информационная система создается и функционирует в целях представления физическим лицам, организациям, органам государственной власти и органам местного самоуправления актуальной информации о требованиях законодательства об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о ходе реализации его положений, а также получения объективных данных об энергоемкости российской экономики (в том числе ее отраслей), о потенциале снижения такой энергоемкости, о наиболее эффективных проектах и о выдающихся достижениях в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности [11].

2. Общие сведения

2.1 Общие сведения о городе

Вологда - город в России, административный центр Вологодского района Вологодской области России. Население - 301 755 чел. (2010). Административно-территориальное деление Вологды очень простое, здесь - лишь 2 единицы: собственно, город и посёлок Молочный. Общие сведения приведены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Основная информация о г. Вологде

Географическое расположение г. Вологда представлено на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Географическое расположение г. Вологды

Рисунок 2.3 - Схема-план города Вологда

Средняя температура в городе Вологда по месяцам:

Рисунок 2.4 -Средняя температура в городе Вологде по месяцам

.2 Описание объекта исследования

Для исследования взята крышная котельная и жилое помещение двухкомнатной квартиры 9-ти этажного жилого дома с помещениями общественного назначения по адресу: город Вологда, ул. Южакова, дом 3.

Здание отапливается от крышной котельной, которая была установлена в году. Здание - кирпичное, в хорошем состоянии. Установлены пластиковые, герметичные окна.

Проект крышной котельной выполнен на основании Технического задания на проектирование, выданного 21 октября 2008 г. ООО «Владистрой».

Проект выполнен в соответствии с требованиями нормативных документов:

- СНиП II-35-76 «Котельные установки»

СНиП 42-01-2002 «Газораспределительные системы»

ПБ 12-529-03 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления»

ПБ 10-574-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0,07 МПа, водогрейных котлов и водоподогревателей с температурой нагрева воды не выше 3380К»

СП 41-104-2000 «Проектирование автономных источников теплоснабжения»

Крышная котельная предназначена для теплоснабжения систем отопления, вентиляции и горячего водоснабжения 9-ти этажного жилого дома по ул. Южакова в г. Вологда.

Категория производства по взрывопожарной опасности - Г. Категория потребителей тепла по надежности теплоснабжения и отпуску теплоты - вторая.

Система теплоснабжения - многоконтурная двухтрубная с централизованным горячим водоснабжением.

Котельная расположена на крыше здания. Вход в котельную осуществляется непосредственно с эксплуатируемой кровли. Предусмотрен выход на кровлю из основного здания по маршевой лестнице. Под помещением котельной находится технический этаж.

.3 Исходные данные для проектирования котельной

Температура наружного воздуха для проектирования - 32⁰С.

Суммарная тепловая нагрузка на котельную составляет 1,86 МВт (1,6 Гкал/ч), в т.ч.:

отопление - 870000 Вт (748000 ккал/ч);

вентиляция - 224000 Вт (192000 ккал/ч);

горячее водоснабжение: максимальное - 766000 Вт (658000 ккал/ч);

среднее - 539000 Вт (627000 ккал/ч).

Теплоноситель для систем отопления и вентиляции - сетевая вода с расчетными температурами по индивидуальным погодозависимым отопительным графикам (базовый 95/70⁰С).

Теплоноситель для системы горячего водоснабжения - вода с температурой 55⁰С.

Исходные данные по отдельным контурам систем отопления, вентиляции, горячего водоснабжения приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Исходные данные по отдельным контурам системы отопления

Исходной водой является вода из городского хозяйственно-питьевого водопровода. Общий расход водопроводной воды составляет 14,6 м³/ч. Давление водопроводной воды на входе в котельную - 0,15 МПа.

В качестве топлива принят природный газ со следующими параметрами (при нормальных условия): давление - 101,325 кПа, плотность газа - 0,829 кг/м3, низшая теплота сгорания 33,52 МДж/нм³ (8000 ккал/м³).

Снабжение газом от газовых сетей избыточным давлением 0,1-0,6 МПа.

Степень автоматизации котельной - полная автоматизация технологических процессов в котельной, автоматический режим работы котельной без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Периодическое обслуживание осуществляется машинистом-обходчиком.

Кроме того, котельная оборудована системой автоматического оповещения обслуживающей организации об аварийных ситуациях, отклонениях в работе котельной посредством SMS-сообщений.

.4 Исходные данные для расчета воздухообмена в жилом помещении

Чистота воздуха помещения обеспечивается его обновлением. Здесь вводится такое понятие, как воздухообмен. Под воздухообменом понимают возмещение удаляемого из квартиры загрязненного воздуха чистым наружным в нормативном объеме.

Нормативные документы содержат различную трактовку этого показателя, начиная от размерности и заканчивая количественной оценкой: м³/час, м³/час на 1 м² жилых помещений, м³/час на человека, кратность воздухообмена (отношение величины воздухообмена к объему помещения). Часть этих параметров соотносится с количеством жильцов, часть с величиной помещения (площадью и объемом), а некоторые не связаны ни с тем, ни с другим, а определяют лишь назначение помещения, параметры которого в различных зданиях могут иметь самые разные размеры.

Следует отметить также, что некоторые нормы [20] определяют величину воздухообмена, как необходимый расход удаляемого воздуха, а некоторые [19,21] - как расход приточного воздуха. В ряде нормативных документов указано, что различные подходы, применяемые к нормированию данной величины, не имеют физического обоснования [19].

В таблице 2.2 приведены нормы воздухообмена в жилых зданиях по различным нормативным документам. Как видно из таблицы 1, различие в количественной оценке воздухообменов по различным нормам достаточно велико. С одной стороны, это можно объяснить недоучетом рекомендаций гигиенистов по обеспечению жилых помещений свежим воздухом, а с другой - стремлением сэкономить энергоресурсы (по данным различных источников, на обогрев приточного воздуха расходуется до 15% тепла). Различие между отечественными и зарубежными нормами в десятки раз. Возможно, это связано с тем, что для России это достаточно новая проблема, которая обратила на себя внимание только на современном этапе и требует тщательных исследований и разработки.

Таблица 2.2

Нормы воздухообмена в жилых зданиях по данным различных источников

Таким образом, уже в самой постановке задачи остаются неясными ни величины воздухообменов, ни их размерности.

В жилых зданиях для организации воздухообмена, как правило, устанавливается естественная канальная вентиляция. При такой схеме воздух из помещений удаляется через вытяжные каналы за сет давления, возникающего из-за разницы температур наружного и внутреннего воздуха. За расчетную температуру наружного воздуха в нормативных документах [19, 23] принимают +5^оС. Температуру внутреннего воздуха принимают исходя из назначения помещения и климатических условий. Давление ветра в нормативных документах не учитывается. Считается, что приток неорганизованный и обеспечивается за счет воздухопроницаемости ограждающих конструкций, а вытяжка устраивается из наиболее загрязненных помещений, т.е. санузлов и кухонь. Расчет естественной вентиляции сводится к достаточности избыточного давления и определению сечения вентканала. Причем скорость движения воздуха в вентканале при расчетах просто задается в пределах 0,5-1,0 м/с.

Поскольку за расчетную температуру наружного воздуха принимается температура +50С, остается открытым вопрос о количественных характеристиках воздухообмена в остальное время года. Если с понижением наружной температуры увеличивается величина избыточного давления и, соответственно увеличивается воздухообмен, то при повышении температуры - картина обратная. Так, для Вологды 98 дней в году температура наружного воздуха выше +50С [24] - и это почти половина года, а 42 дня из них температура наружного воздуха превышает расчетную температуру внутреннего воздуха.

Следует добавить также, что в реальных условиях немалое значение имеет и ветровой напор, который в нормах не учитывается.

При идеальной организации воздухообмена загрязненный воздух одних помещений не должен поступать в смежные помещения (рисунок 2.5), а физические параметры среды должны находиться в пределах норм как по скорости воздушных потоков в рабочей зоне, так и по кратности воздухообменов.

Рисунок 2.5 - Организация естественного воздухообмена в жилом помещении двухкомнатной квартиры

.5 Тариф теплоснабжающей организации

Действующий тариф на отпуск тепловой энергии на 2017 год представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Тариф теплоснабжающей организации

3. Расчеты по воздухообмену и вентиляции

.1 Подбор вентиляционного оборудования для котельной

Расход воздуха на вентиляцию определяется исходя из требований обеспечения трехкратного воздухообмена с учетом воздуха, подаваемого на горение.

Обязательная трехкратная общеобменная вытяжка составит:

 (3.1)

Расход воздуха на горение для максимальной нагрузки котельной определяется по формуле:

(3.2)

Объем воздуха, идущего на приток, составит:

(3.3)

Теплопотери по воздуху на горение и общеобменную вытяжку:

(3.4)

Тепловыделения от котлов:

 (3.5)

Мощность калорифера составит:

 (3.6)

Определяем расход греющей воды на калорифер по формуле:

 (3.7)

Вывод: принимаем для котельной тепловентилятор фирмы «FRICO» тип SW 22, Q = 30кВт.

.2 Расчет требуемого воздухообмена в помещении по показателям СТО СРО НП СПАС-05-2013

Определить требуемый воздухообмен в двухкомнатной квартире. Количество проживающих - три человека.

Планировка квартиры изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Планировка двухкомнатной квартиры

Исходные данные:

общая площадь квартиры F_общ = 53,65 м²;

площадь жилых помещений F_жил = 32,56 м²;

площадь кухни F_кх = 9,6 м²;

высота помещений h = 2,6 м;

на кухне установлена газовая плита.

Геометрические характеристики:

объем отапливаемых помещений V = 139,49 м³;

объем жилых помещений V_жил = 84,656 м³;

объем кухни V_кх = 24,96 м³;

объем совмещенной уборной V_су = 8,32 м³;

.2.1 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации)

Определяется общая площадь квартиры, приходящаяся на 1 человека:

В соответствии с показателями [28] (приложение №1) в качестве нормативного воздухообмена жилых помещений в режиме эксплуатации принимается L_тр = 30 м³/ч на одного человека. Соответственно требуемый воздухообмен жилых помещений:

Требуемый воздухообмен кухни с газовой плитой  = 100 м³/ч.

Требуемый воздухообмен совмещенной уборной комнаты  = 50 м³/ч.

Сопоставляются величины требуемого воздухообмена жилых помещений  = 90 м³/ч и суммарного воздухообмена кухни, санузлов и кладовых:

В связи с тем, что ˃, в качестве расчетного воздухообмена квартиры принимается наибольшая величина .

.2.2 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в нерабочем состоянии

В соответствии с показателями [28] (приложение №1) в качестве нормативного показателя воздухообмена квартиры в нерабочем режиме принимается кратность воздухообмена.

Требуемый воздухообмен жилых помещений в нерабочем режиме составит:

Требуемый воздухообмен кухни:

Требуемый воздухообмен совмещенного санузла:

Сопоставляются величины требуемого воздухообмена жилых помещений в нерабочем режиме  и суммарного воздухообмена кухни, санузлов и кладовых:

В связи с тем, что ˃ в качестве расчетного воздухообмена квартиры в нерабочем режиме принимается наибольшая величина

.

Таким образом, система вентиляции квартиры должна обеспечить расчетный воздухообмен:

в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации)

;

в нерабочем режиме - .

.3 Расчет требуемого воздухообмена по показателям СНиП 31-01-2003

.3.1 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации)

В соответствии с показателями [22] (приложение №2) в качестве нормативного воздухообмена жилых помещений в режиме эксплуатации принимается L_тр = 30 м³/ч на одного человека. Соответственно требуемый воздухообмен жилых помещений:

Требуемый воздухообмен кухни с газовой плитой  = 100 м³/ч.

Требуемый воздухообмен совмещенной уборной комнаты  = 25 м³/ч.

Сопоставляются величины требуемого воздухообмена жилых помещений  = 90 м³/ч и суммарного воздухообмена кухни, санузлов и кладовых:

В связи с тем, что ˃, в качестве расчетного воздухообмена квартиры принимается наибольшая величина .

.3.2 Расчет требуемого воздухообмена квартиры в нерабочем состоянии

В соответствии с показателями [22] (приложение №2) в качестве нормативного показателя воздухообмена квартиры в нерабочем режиме принимается кратность воздухообмена.

Требуемый воздухообмен жилых помещений в нерабочем режиме составит:

Требуемый воздухообмен кухни:

Требуемый воздухообмен совмещенного санузла:

Сопоставляются величины требуемого воздухообмена жилых помещений в нерабочем режиме  и суммарного воздухообмена кухни, санузлов и кладовых:

В связи с тем, что ˂ в качестве расчетного воздухообмена квартиры в нерабочем режиме принимается наибольшая величина

.

Таким образом, система вентиляции квартиры должна обеспечить расчетный воздухообмен:

в режиме обслуживания (в режиме проектной эксплуатации) - ;

в нерабочем режиме - .

Выводы по главе: Результаты расчета естественной вентиляции по нормативным документам [22,28] не дают ответ о скоростях движения воздуха в помещениях квартиры, о траекториях движения воздушных потоков, о наличии застойных зон и т.п. Ответ на эти вопросы может быть получен путем организации натурного эксперимента, который сложен, требует большого времени и материальных затрат. При натурном эксперименте очень сложно получить различные характеристики граничных условий.

механический вентиляционный микроклимат помещение

4. Сравнение эффективности применения вентиляцонных клапанов

При естественной вентиляции окна играют роль приточных устройств. Ужесточение требований к воздухопроницанию оконных заполнений и массовая установка пластиковых стеклопакетов привели к нарушению принципа естественной вентиляции многоэтажных зданий и к ухудшению микроклимата помещений.

Мониторинг эксплуатируемых жилых зданиях показал, что повышенная герметичность оконных конструкций приводит к опрокидыванию циркуляции воздуха в вытяжных каналах и перетеканию его из нижних этажей в верхние. Чаще всего такие случаи отмечаются в зданиях с теплым чердаком, имеющих секции различной этажности. Из-за притока холодного воздуха на чердак через вытяжную шахту, охлаждается перекрытие верхних этажей. В результате этого на потолках последних этажей образуется конденсат. Влажность в помещениях может повышаться до 72%, а температура воздуха понижается. На стенах образуется плесень и грибок. Измерения показали, что воздухообмен в жилых помещениях занижен, не соответствует нормам, наблюдается неравномерность объемов удаляемого воздуха по этажам. В ряде случаев объем удаляемого воздуха меньше нормативного на 40% [2].

Периодическое залповое проветривание не меняет ситуацию: для нормального воздухообмена нужен постоянный приток воздуха, причем в верхней части стены или окна. Для осуществления организованного притока наружного воздуха рекомендуется применять приточные клапаны.

.1 Виды вентиляционных клапанов

Различают несколько видов вентиляционных клапанов: приточный клапан стеновой без предварительного подогрева, приточный клапан стеновой с рекуперацией тепла, приточный клапан для пластиковых окон с верхней подачей воздуха, вытяжной клапан, приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла «ClimaRad».

.1.1 Приточный клапан стеновой без предварительного подогрева

Комплект состоит:

. Оголовок подачи воздуха КИВ-125 с уплотнительной резинкой с тепло-шумоизоляцией и фильтрующим элементом;

. Труба пластиковая: внешний диаметр 132 мм, внутренний диаметр 125 мм., толщина стенки 3.5 мм;

. Тепло-шумоизоляция - вспененный полиуретан;

Приточный клапан является полноценным российским аналогом финского клапана (клапан инфильтрации воздуха). Для изготовления КИВ-125 было налажено собственное производство. Был изготовлен комплект литейной оснастки: в комплекте пресс-форм в точности учтены все размеры европейского родоначальника, а также материалы, необходимые для производства устройства. Приточный клапан КИВ-125 (рисунок 4.1) служит для снабжения жилых и бытовых помещений равномерным, управляемым потоком свежего воздуха. Клапан можно назвать «открывающейся форточкой», только новейшего поколения. Поэтому среди множества его синонимов, встречающихся на рынке РФ, применяется название "форточка 21-го века" [13].

Рисунок 4.1 - Устройство приточный клапан стеновой без предварительного подогрева

.1.2 Приточный клапан стеновой с рекуперацией тепла

Рассмотрим принцип работы (рисунок 4.2) приточного стенового клапана (рисунок 4.3,4.4) с предварительным подогревом посредством рекуперации.

Рисунок 4.2 - Устройство стенового приточного клапана с рекуперацией СПВВР (г. Москва)

Рисунок 4.3 - Устройство стенового приточного клапана с рекуперацией Marly (Германия)

Отработанный теплый воздух удаляется из помещения и, проходя через керамический регенератор тепловой энергии, постепенно нагревает его, отдавая до 97% своего тепла. Через некоторое время, когда керамический регенератор нагрелся, система автоматически переключается в режим притока воздуха. Далее свежий воздух с улицы, проходя через керамический регенератор тепловой энергии, подогревается до комнатной температуры за счет накопленного в регенераторе тепла. Когда регенератор остывает, вентилятор снова включается в режим вытяжки воздуха и цикл повторяется [14,15].

Рисунок 4.4 - Устройство стенового приточного клапана с рекуперацией Schüco VentoTherm (Германия)

.1.3 Приточный клапан для пластиковых окон Air-box с верхней подачей воздуха

Клапан для пластиковых окон (рисунок 4.5) представляет собой устройство щелевого проветривания. Он разработан и производится таких размеров, чтобы его удобно было врезать в оконный профиль. Его устройство достаточно простое, однако, эффективность от этого не страдает. Из-за ограничения размеров от него трудно добиться большого объема подачи воздуха - некоторые модели позволяют осуществить воздухообмен до 40-42 м³/ч при статическом давлении 10 Па [12].

Единственным недостатком можно назвать отсутствие фильтрации, но, так как щель сама по себе достаточно узкая, через нее не может проникнуть мусор с улицы. При необходимости, щель можно перекрыть или отрегулировать интенсивность потока при помощи специальной ручки.

Рисунок 4.5 - Устройство оконного клапана Air-box

.1.4 Приточная вентиляционная установка ПВУ-350

Приточная установка ПВУ-350 (рисунок 4.6) - это уникальный в своем роде прибор, предназначенный для бесшумной вентиляции помещений различного назначения.

Благодаря конструкции прибора, монтаж ПВУ-350 возможен на любых стадиях ремонта, включая чистовую отделку. Установка может располагаться как вертикально, так и горизонтально. При размещении установки на застекленном балконе или лоджии забор воздуха организуется через воздуховод, выведенный на улицу.

Приточная установка ПВУ-350 идеально подходит для помещений, у которых отсутствует возможность установки других приборов внутри помещения.

В базовой комплектации ПВУ-350 очищает приточный воздух от крупных и средних частиц пыли, аллергенов, спор плесени, запахов и газов.

Благодаря автоматике Zentec или GTC установка ПВУ-350 обладает возможностями гибкой настройки и программирования подачи и нагрева воздуха на целую неделю.

Рисунок 4.6 - Комплектация приточной вентиляционной установки ПВУ-350

.1.5 Приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла «ClimaRad»

Децентрализованная вентиляция «ClimaRad» (рисунок 4.7) - это приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла и богатой автоматикой. Система подает в отдельную комнату от 30 до 125 м³/ч свежего, очищенного и подогретого воздуха; и удаляет из помещения столько же загрязненного воздуха. Система контроля CO₂ в помещении постоянно следит за качеством воздуха в вашей комнате, спальне либо офисе, реагируя на малейшие изменения количеством свежего и чистого воздуха. Встроенные фильтры очищают воздух. При необходимости замены фильтра на панели управления появится индикатор загрязненности фильтра. Датчик влажности воздуха в помещении и датчики температуры обеспечивают эффективную и надежную работу системы при любых климатических условиях. При очень низких температурах наружного воздуха, система автоматически уменьшит объем свежего воздуха.

Водяной радиатор отлично подходит как для новых объектов, так и для реконструкции. Кроме осуществления догрева поступающего свежего воздуха и отопления помещения, радиатор полностью закрывает вентиляционную установку, улучшая эстетику системы. Внешне Вы видите лишь радиатор системы отопления, однако, данная система обеспечивает Ваше помещение необходимым количеством свежего воздуха при минимальном потреблении энергии. Установка потребляет меньше электроэнергии, чем обычная лампочка. На максимальной скорости потребление энергии составляет 60 Вт.

Наличие высокоэффективных фильтров позволяет следить за очисткой воздуха, а с помощью функции ночного охлаждения в теплые летние ночи можно охлаждать помещение, обеспечивая приток прохладного воздуха.

Благодаря элегантному дизайну корпуса «ClimaRad» вписывается в любой интерьер. Установка может иметь горизонтальное или вертикальное исполнение [16].

Рисунок 4.7 - Устройство приточно-вытяжная система с рекуперацией тепла ClimaRad (Нидерланды)

.1.6 Панель Blizzard Komfort

Отличительной особенностью панели Blizzard Komfort (рисунок 4.8) является наличие 10 различных режимов работы и таких функций, как:

управление уровнем влажности;

летнее охлаждение (ограничение температуры приточного воздуха);

выбор из нескольких вариантов фильтров (стандартный, для аллергиков, от запахов из активированного угля)

защита от замерзания;

автоматическое удаление конденсата через вытяжную трубу;

циклическая программа вентиляции в заданный интервал времени;

индивидуальный дневной/недельный график;

автоматические жалюзи;

звуковой и визуальный сигналы замены фильтра;

ПДУ, ЖК-дисплей.

Два фильтра класса G4 обеспечивают очистку приточного воздуха, удаляя пух, сажу, частицы крупной пыли. Если окна выходят на улицу с оживленным движением можно использовать угольный фильтр (F6), а если требуется повышенная защита от аллергенов, рекомендуется использовать специальный антиаллергенный фильтр класса F7.

Оборудование для вентиляции квартир Blizzard Lufttechnik производится только в Германии и соответствует принятым в ЕС стандартам качества. Системы вентиляции отвечают требованиям Европейской Директивы по энергетической эффективности зданий (EPBD) и техническим нормам, регламентируемым стандартами EN 13779, EN ISO 13790, EN 15241, EN 15242, EN 15251.

Рисунок 4.8 - Устройство панели Blizzard Komfort:

- область вытяжки; 2 - область притока; 3 - вытяжной фильтр с кольцом-уплотнителем; 4 - приточный фильтр с закрывающейся крышкой; 5 - промежуточныя панель; 6 - притоный канал; 7 - крышка отсека питания

.1.7 Аэрогивер V-STAT FKO 4ASTAT FKO 4A (В-СТАТ ФКО 4А) (рисунок 4.9) - это приточная установка для бесшумной вентиляции квартир и офисов, рассчитанная на помещение до 70 м². Прибор собран в России из качественных европейских составляющих.

Монтируется на наружной стене вентилируемого помещения специально разработанным способом через вентиляционный канал. Принцип монтажа настолько прост, что это может сделать один человек. Особенно просто это сделать в домах, где уже есть воздушные каналы в стене (на штатные места клапанов КИВ). Легкий корпус установки закрепляется на стене через канал, после чего в него вставляется и защелкивается основной блок со всеми узлами. Металлический герметичный корпус прибора не пропускает уличный шум в вентилируемое помещение, что в совокупности с удачно скомпонованной схемой и тихим вентилятором, делает эксплуатацию очень комфортной даже ночью.

Рисунок 4.9 - Аэрогивер V-STAT FKO 4A

4.1.8 Проветриватель Селенга ЕС ФКО

Приточная вентиляционная установка Селенга EC ФКО (рисунок 4.10) предназначена для вентиляции одного помещения до 33м².