Окна и вентиляция Обратиться к данной теме заставляет всё

"Современные окна Сибири" №1, 2006
Г.П. Кузема, к.т.н., доцент кафедры «Архитектура гражданских и промышленных зданий»
ИГУРЭ Сибирского федерального университета
Окна и вентиляция
Обратиться к данной теме заставляет всё более нарастающая тревога, связанная с недостаточным воздухообменом в помещениях. Последние годы, заходя в квартиры, в магазины, в офисы, в аудитории и т.п., ощущаю сам и слышу от других сетования на духоту в помещениях. Это явление часто объясняют
чрезмерной герметичностью новых окон, установленных при строительстве
зданий, или при замене старых окон в существующих зданиях. Действительно,
такая закономерность существует. Но нередки случаи, когда душный воздух
ощущается в зданиях, оснащенных старыми окнами, а в зданиях, оснащенных
новыми, – воздух достаточно свежий. Из чего можно сделать вывод, что проблема не столь однозначна.
С середины прошлого века, когда в Советском Союзе развернулось грандиозное по масштабам строительство, практически все жилые, общественные и
производственные здания оснащались деревянными окнами по действующим
на тот момент государственным стандартам. Небывалые темпы и жесткие сроки сдачи объектов в эксплуатацию создавали условия для снижения качества
столярных изделий, выпускаемых деревообрабатывающими предприятиями. В
дело шла плохо высушенная древесина. Фактические отклонения размеров заготовок, створок и оконных коробок значительно превышали допускаемые.
Оконные приборы были крайне низкого качества. Отсутствовали уплотняющие
прокладки в притворах. Стекла устанавливались «насухо». Заделка оконных
блоков в проемах производилась с нарушениями технических условий. В итоге
воздухопроницаемость окон превышала нормируемую несколько раз. В большинстве случаев перед началом отопительного периода, чтобы снизить этот
показатель, притворы окон уплотнялись (оклейкой, конопаткой и пр.) При
нормальном теплоснабжении зданий можно было использовать форточки и
фрамуги, и случаев ухудшения качества воздуха в помещениях было немного.
Картина резко ухудшалась при недостаточном теплоснабжении. Приток холодного воздуха, не компенсируемый системой отопления, приводил к переохлаждению помещений. Форточки и фрамуги не открывались, и воздух в помещениях становился нездоровым.
В девяностых годах в России появились окна, сконструированные для условий Западной Европы (т.н. «евроокна»). Их достоинствами являлись - приятный внешний вид, быстрая окупаемость капвложений и герметичность. Высокая герметичность устраняла в холодное время года «дутьё» от окон (инфильтрацию) и способствовала сокращению тепловых потерь. Вместе с тем, специалисты – «оконщики» выражали опасения в целесообразности их массового
применения без проведения предварительных натурных исследований. Обращалось внимание на то, что малая толщина сечений переплетов и коробок будет причиной промерзания, что использование в зимнее время поворотнооткидного открывания створок может нарушить комфортные условия в поме-
щениях. Самоустранение надзорных органов от объективной оценки новых
окон и активная реклама позволили вытеснить с отечественного оконного рынка традиционные деревянные окна, чего не скажешь о близкой к нам по климатическим условиям – Финляндии [1]. Распространение новых окон не сопровождалось мероприятиями по их адаптации к специфическим условиям России. И вскоре вышеперечисленные опасения оказались реальностью. В нашем
случае представляет интерес изменение воздухообмена в связи с применением
новых окон. Герметичность новых окон позволила уменьшить энергопотребление зданий, но вызвала ухудшение качества воздуха в помещениях. Обусловлено это тем, что в холодное время года откидное открывание створки для проветривания помещений приводит к переохлаждению части помещения, прилегающего к окну, и к простудным заболеваниям.
Попытки решать эту проблему путем установки сплит-систем только
ухудшают ситуацию. Эти устройства служат не для притока наружного воздуха, а для охлаждения воздуха в помещениях. Создавая иллюзию свежести, они
скрывают весьма опасное явление. Воздух, многократно пропущенный через
легкие людей и циркулирующий в замкнутом пространстве, насыщается продуктами дыхания и микробами. Кроме того, неприглядные и хаотично развешанные коробки наружных теплообменников уродуют фасады зданий (снимок
1).
Усугубляют ситуацию действия служб ЖКХ. Обследования выявили, что
часто здания не получают того количества тепла, которое необходимо для компенсации тепловых потерь через ограждающие конструкции и на вентиляцию.
Инструментальные измерения на одном из домов [2] показали, что температура воздуха во многих квартирах в морозные дни держалась на уровне 12 ? 16 о
С, а температура отопительных приборов в течение отопительного периода не
поднималась выше 46 о С. Опросы показывают, что и в других домах наблюдается аналогичная картина. Чтобы не мерзнуть, люди не проветривают помещения, что приводит к снижению качества воздуха. Но зато получают прибыль
компании, взимая плату не за реально отпущенное тепло, а за рассчитанное по
абстрактным нормативам. Применение герметичных окон нередко обосновывается экономией тепла. Но это – ложная экономия, получаемая за счет здоровья
людей.
Известно, что при дыхании человек поглощает из атмосферы кислород, а
выделяет углекислый газ, воду и продукты жизнедеятельности. В приземном
слое атмосферы содержится примерно 21 % кислорода, 76 % азота, далее идут
водяной пар ~ 1,5 %, аргон ~ 0,8 % и 0,03 % углекислого газа. В составе воздуха, выдыхаемого человеком, доля кислорода сокращается на одну треть (до 16
%) , а доля углекислого газа повышается в 13 раз! (до 4 %). Одновременно в
воздух выбрасываются сотни различных химических соединений и микроорганизмов. Большую роль в загрязнении воздуха играют пыль, домашние животные и летучие составляющие строительных материалов, мебели и убранства
помещений [3, 4]. Недостаток свежего воздуха приводит к усталости, нервным
расстройствам, легочным и аллергическим заболеваниям. Установлено, что для
нормального функционирования человеческому организму требуется около 30
кубических метров свежего воздуха в час [5].
Требуемый воздухообмен можно обеспечить исправно работающей вентиляцией. Для этого должны быть соблюдены три условия: а) – расчетная разность давлений воздуха (располагаемый напор), от места его поступления в помещение до места выброса в атмосферу б) – регулирование количества наружного воздуха, поступающего в помещение, в) - беспрепятственное перемещение
воздуха от места ввода до места выброса.
Условие «а». В зависимости от способа обеспечения разности давлений
различают системы вентиляции с естественным, механическим и смешанным
побуждением. Первая система более проста, не требует использования вентиляторов, но её работа нестабильна. На её работу оказывают влияние:
- переменные значения температуры наружного и внутреннего воздуха,
- воздухопроницаемость ограждающих конструкций, особенно окон,
- разница высотных отметок входного отверстия вытяжки и устья шахты,
- направление и скорость ветра,
- сечение и качество поверхности вентиляционных каналов,
- сопротивление движению воздуха в помещении и т.д.
Вторая система обладает большей устойчивостью, но требует установки
вентиляторов на входе и на вытяжке. Для её работы расходуются электроэнергия и труд эксплуатационного персонала. В третьей системе вентиляторы устанавливаются только на вытяжке.
В настоящее время практически во всех жилых и в некоторой части общественных зданий используется система вентиляции с естественным побуждением, а в производственных зданиях и в большей части общественных зданий – механическая вентиляция.
Условие «б». Относительно притока наружного воздуха, представляется
целесообразным обратиться к рекомендациям специалистов [6]. В них сказано:
«Потребитель должен иметь возможность изменять воздухопроницаемость
окон, следуя за изменением метеорологических условий и ориентируясь при
этом на свои теплоощущения, однако, известные элементы стандартных окон
(форточки, узкие створки) не обеспечивают нормируемого притока из-за сложности плавного регулирования их открывания. Поступающий через них наружный воздух создает дискомфорт в рабочей зоне помещения (ощущение дутья).
Указанные элементы могут использоваться для залпового проветривания, но не
пригодны в качестве постоянно действующих приточных устройств, обеспечивающих нормативный воздухообмен квартир». И далее: «Для осуществления
организованного притока наружного воздуха в помещениях жилых зданий рекомендуется применять регулируемые приточные устройства». В прошлые века
приток свежего воздуха происходил неорганизованно за счет инфильтрации через пористые материалы стен и притворы окон. В некоторых случаях для этой
цели устраивали специальные отверстия в стенах (снимок 2). В настоящее время известно большое количество разнообразных приточных устройств [7].
Практика показала, что наиболее эффективными оказались стенные приточные
устройства (снимок 3), обеспечивающие благоприятный воздушный режим в
помещениях.
Условие «в». Вентиляционные каналы, приточные и вытяжные устройства
должны обеспечивать беспрепятственное поступление свежего воздуха, его пе-
ремещение и последующее удаление в атмосферу. Препятствиями для свободного перемещения воздуха являются:
а- несанкционированная установка канальных вентиляторов в приемные отверстия вентиляционных каналов;
б- пониженная температура вытяжных шахт при неработающей вентиляции;
в- отсутствие подрезки полотна внутренних дверей;
г- повреждения и засорения вентиляционных каналов в процессе строительства
и при выполнении ремонтных работ.
Изложенное свидетельствует о большом количестве факторов, влияющих
на работу вентиляции и недостаточной эффективности системы вентиляции с
естественным побуждением.
Системы вентиляции должны обеспечивать хорошее качество воздуха в
помещениях при всех вариантах объемно-планировочных и конструктивных
решений зданий, в том числе и применяемых типов окон. Успешное решение
этой задачи возможно только при комплексном подходе в проектировании систем отопления и вентиляции.
Большое значение имеет экспертиза проекта. Сотрудники экспертных организаций имеют, в основном, высокую квалификацию, чего не скажешь об их
независимости. Для их защиты от давления со стороны заинтересованных
структур нужно использовать открытые обсуждения в комиссиях при органах
архитектурно-строительного надзора с участием представительных органов
власти и специалистов из учебных заведений медицинского и строительного
профиля.
Первым шагом на пути контроля качества воздуха, не требующим больших затрат, могло бы стать определение общего объема воздуха, удаляемого из
вентиляционной шахты. По результатам измерений можно было бы делать выводы о необходимости соответствующих измерений в квартирах, присоединенных к данному стояку.
Важнейшим условием комфортных условий среды пребывания человека
является его непосредственное участие в формировании этой среды и её функционировании. Для этого он должен обладать полной информацией о рекомендуемых параметрах благоприятной среды и способах её сохранения. С этой целью необходимо проведение разъяснительной и просветительной работы с населением.
Каждый год в нашей стране вводятся в эксплуатацию сотни тысяч жилых
и общественных зданий, оснащенных герметичными окнами. В существующих
зданиях старые окна заменяются новыми – герметичными. Но системы вентиляции остаются прежними, неспособными обеспечивать надлежащий воздухообмен. Соответственно увеличивается количество заболеваний, вызванных нездоровым воздухом в помещениях. Ещё в 2001 году в беседе В. Климовым [3]
Юрий Андреевич Табунщиков по этому поводу говорил: «Но, увы, я не вижу
работы санитарно-гигиенических служб, которые проверяли бы качество воздуха в помещениях, опубликовывали эти сведения». С тех пор прошло 8 лет,
но, ни органы, обязанные по долгу службы заботится о здоровье населения, ни
органы власти никак не реагируют на крайне опасную ситуацию.
Выводы:
1. Ухудшение качества воздуха в помещениях, оснащенных герметичными окнами, является следствием:
- отсутствия информации у потребителей о возможных последствиях
применения новых окон;
- недостаточным теплоснабжением зданий;
- ошибок при проектировании, строительстве и эксплуатации систем отопления и вентиляции;
- отсутствием надзора за воздушной средой помещений со стороны органов гигиены и эпидемиологии;
2. Применение герметичных окон является необходимым условием формирования благоприятной воздушной среды в помещениях.
Рекомендации:
1. Для жилых зданий массового строительства рекомендуется применять
герметичные окна и систему вентиляции с регулируемым притоком и механическим побуждением на выходе.
2. Для общественных зданий рекомендуется применение герметичных
окон и системы вентиляции с механическим побуждением на входе и на выходе. При этом желательно предусматривать утилизацию теплоты удаляемого
воздуха.
3. Система отопления должна обеспечивать полную компенсацию тепловых потерь, в том числе необходимых для подогрева вентиляционного воздуха.
4. Надзор за состоянием воздушной среды помещений обязаны осуществлять органы санитарно-эпидемиологической службы.
5. Потребитель должен быть информирован о влиянии различных типов
окон на формирование воздушной среды в помещениях.
6. Потребитель должен быть предупрежден о запрете действий, могущих
привести к нарушению работы вентиляции.
7. Потребитель должен нести материальную ответственность за нарушение работы вентиляции, происшедшее по его вине.
8. Потребитель обязан по первому требованию органов СЭК предоставлять возможность проверки работы системы вентиляции в занимаемом им помещении.
Литература
1. Куренкова А.Ю., Никитин А.К., Шовковый А.К. Проектирование и
конструирование окон. // Светопрозрачные конструкции. 2007. № 2. С. 24-27.
2. Кузема Г.П. К вопросу об энергопотреблении зданий. Энергоэффективность систем жизнеобеспечения города. Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции 15-15 декабря 2005 г. Красноярск: ИПЦ КГТУ
2005. 334 с.
3. Климов В. …Климат квартир становится опасным для здоровья жильцов. Как решить эту проблему? // УЮТ в вашем доме. Декабрь 2000 – январь 2001. С. 10-12.
4. Старшов А. П. Каким воздухом дышать в квартире. //Строительный
эксперт. 2008, № 6. С. 3-4.
5. СНиП 2.08.01- 89* Жилые здания.
6. Отопление и вентиляция жилых зданий/Центр. науч.- исслед. и проект.
–эксперим. ин-т инж. оборуд.- М.: Стройиздат, 1990.-24 с.: ил. – Справ. Пособие к СНиП).
7. Кривошеин А.Д., Пахотин Г.А., Ветер А. А. Проблемы организации естественного воздухообмена в современных зданиях.// Светопрозрачные конструкции. 2000. № 2. С. . . .