Опрокидывание вентиляции очень частый и распространенный эффект в настоящее время. Давайте разберемся откуда он берется и что можно сделать, чтобы его устранить.
Принцип работы системы и опрокидывание вентиляции
В последние годы нарушение работы систем естественной вентиляции, проявляющееся в изменении направления движения воздуха в вытяжных вентиляционных каналах (так называемое, опрокидывание каналов или опрокидывание вентиляции) с поступлением в отапливаемые помещения наружного холодного воздуха стало распространенным явлением. В следствие чего наблюдается понижение температуры стенок каналов, образование конденсата, изморози, наледей, вплоть до размораживания трубопроводов холодного водоснабжения.
Следует отметить, что возможны и другие нарушения работы систем вентиляции, в частности, перетекание воздуха через вытяжные каналы между отдельными помещениями, поступление воздуха из теплого чердака в помещения верхних этажей, опрокидывание вытяжных шахт и, соответственно, понижение температуры воздуха в теплом чердаке и др.
Под действием тепловых перепадов и разности давлений вытяжные каналы удаляют из квартиры воздух, создавая дефицит воздуха в помещении. Вследствие чего через неплотности ограждающих конструкций (щели в окнах, дверях и т.д.) или открытые форточки в помещения должен поступать воздух. Если створки оконных блоков открыты хотя бы в одной из комнат, то приток воздуха обеспечивается и вытяжные каналы работают на вытяжку – как и предусмотрено проектом. Но если створки оконных блоков закрыты, при этом сами оконные блоки выполнены с хорошим уплотнением притворов (например, окна и двери из ПВХ), то приток воздуха в квартиру значительно уменьшается, соответственно уменьшается расход воздуха через вытяжные каналы, и система в целом переходит в режим неустойчивого равновесия. Т.е. перепад давлений есть, каналы заполнены теплым воздухом, но движение воздуха через каналы практически отсутствует – вследствие недостаточного притока. Система «останавливается».
При таком состоянии системы достаточно небольшого перепада давлений, который может быть вызван порывами ветра на улице, открыванием входной двери, разностью температур в отдельных помещениях или разными отметками вентшахт, с тем чтобы один из каналов «опрокинулся». При этом «опрокинутый» канал заполняется холодным воздухом, его стенки охлаждаются, появляется дополнительный перепад давлений из-за разности плотностей теплого и холодного воздуха в различных каналах, после чего вентиляционная система переходит в новое устойчивое состояние с поступлением наружного воздуха в помещение через вытяжной канал. Дальнейшие попытки запустить опрокинутые каналы за счет их прогрева газовыми горелками, подключения вентиляторов, увеличения высоты оголовков, как правило, эффекта не дают, поскольку не устраняются причины опрокидывания.
Если вентиляционные каналы расположены в разных частях одного помещения, то холодный воздух перемещается от одного из каналов – к другим. Как правило, в помещении «опрокидывается» один канал, при этом другие вытяжные каналы начинают усиленно работать на вытяжку.
При открытии створки оконного блока в любом помещении система вентиляции переходит в проектный режим – с удалением воздуха через все вытяжные каналы. Но при закрытии створки, все возвращается в прежнее состояние.
Проверить какой именно канал работает на «опрокидывание» не сложно, для этого достаточно создать источник дыма (сигарета или зажженная бумага) и поднести к вентиляционному отверстию системы, которая работает или должна работать как удаление воздуха из помещения. Если дым уходит в вентиляционный канал, то все нормально, если же поток воздуха наоборот относит дым от вент. отверстия, то скорее всего канал «опрокинулся».
Вывод
Для того чтобы система работала правильно в помещении воздух должен поступать в достаточном количестве для его удаления, в противном случае недостающий объем воздуха будет поступать через вент. каналы, предназначенные для удаления воздуха, т.е. происходить «опрокидывание» системы вентиляции.
Почему происходит опрокидывание вентиляции
Аэродинамические расчеты системы вентиляции, которые делают проектировщики на стадии проектирования, показывают, что при введении в расчет характеристик современных окон и дверей нарушение работы системы вентиляции происходит практически при любых температурах наружного воздуха. В то же время, при введении в расчет характеристик «старых» оконных и дверных блоков (без уплотнения притворов) показывают, что вытяжные каналы работают на вытяжку и при закрытых ограждающих конструкциях. Но мало кто из проектировщиков учитывает данных фактор, и попросту выполняет расчеты по СНиП (с учетом «старых» данных), либо не учитывают то, что нужен источник дополнительного притока воздуха, чтобы система функционировала правильно.
В соответствии со СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные» «…В жилых помещениях 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…». То есть формально СНиП 31-01-2003 допускает проветривание за счет периодически открывающихся форточек или створок оконных блоков, на что и ссылаются в критических ситуациях проектировщики. Но этот же СНиП оговаривает и требования к воздухообмену помещений – в нерабочем режиме кратность воздухообмена должна быть не менее n = 0,2 для жилых комнат и не менее n = 0,5 для кухни и санузлов. То есть даже при отсутствии людей система вентиляции должна обеспечивать определенный воздухообмен. Например, в типовой трехкомнатной квартире – не менее 40 м3/ч. Как обеспечить этот воздухообмен – задача проектировщиков, а задача строителей воплотить задуманное проектировщиками в реальность. При закрытых створках оконные и дверные блоки из ПВХ-профилей или клееной древесины не обеспечивают и 20% требуемого притока воздуха.
На самом деле факторов появления «опрокидывания» системы вентиляции гораздо больше и сами системы расчетов, также значительно сложны, так, например, на работу вентиляции в целом влияют такие факторы как: размеры помещений и вентиляционных коробов, ограждающие конструкции, количество точек притоков и оттоков воздуха, характеристики входных дверей, лестничная клетка, размеры сборного канала и каналов-спутников, сопротивление воздуховодов, не говоря уже о ветре или открытых створках оконных блоков на отдельных этажах, правильность и герметичность смонтированной системы, параметры и совместимость установленного оборудования и много других факторов. Однако в целом описанный выше принцип работы системы вентиляции остается. На практике отмечались случаи опрокидывания сборного канала полностью по всему стояку – от верхнего этажа до подвала десятиэтажного жилого дома.
Вывод
Опрокидывание вентиляции может происходить по нескольким причинам:
— неправильно смонтирована система — малая вероятность;
— система неправильно настроена (в случае применения на объекте сложных систем и оборудования с принудительным притоком и удалением воздуха) – значительная вероятность;
— проектная ошибка или ошибка в расчетах – значительная вероятность.
Возможные пути решения, если произошло опрокидывание вентиляции
Почему именно возможные? Для решения ситуации нужно учитывать множество параметров и производить множество расчетов, которые в основном смогут выполнить только специалисты, работающие в данной области и знающие принцип устройства и работы системы вентиляции. Но все же можно попробовать самому решить сложившуюся проблему, в некоторых случаях это поможет, а в некоторых нет.
На первый взгляд, очевидный и простой ответ на все эти вопросы – обеспечить организованный приток воздуха за счет установки приточных клапанов. Раз уж оконные и дверные блоки научились делать столь герметичными, то надо в комплекте с ними делать и дополнительные, регулируемые «форточки» – «автономные клапаны» для организованного притока воздуха, и, соответственно, разгерметизировать помещение. Следует отметить, что в настоящее время подобного рода приточные клапаны достаточно широко представлены на строительном рынке.
Однако, только лишь установка приточных клапанов не гарантирует устойчивую работу системы естественной вентиляции. Приточные клапаны являются необходимым, но не достаточным условием, потому что:
— при эксплуатации здания никто не может гарантировать, что в отдельных помещениях (а может быть, и во всех помещениях, например, на стадии завершения строительства или начальной стадии эксплуатации дома) клапаны могут быть закрыты и, соответственно, система вентиляции вновь может оказаться в неустойчивом состоянии;
— слишком большая разница в аэродинамическом сопротивлении приточных клапанов (даже в полностью открытом состоянии) и вытяжных каналов.
Другими словами, в современной квартире, оборудованной приточными клапанами, например, оконными клапанами или стеновыми клапанами, основные потери давления воздуха приходятся не на вытяжные каналы, как это предполагается в расчетах, а на приток воздуха в помещение. И, соответственно, для нормальной работы системы вентиляции необходима увязка вытяжных каналов, как с приточными вентиляционными устройствами, так и между собой. Под словом «увязка» подразумевается подбор характеристик приточных клапанов (количество, сопротивление для прохода воздуха, расход) и характеристик вытяжных каналов (количество, размеры, высота оголовков и др.); при необходимости – увеличение сопротивления каналов за счет установки жалюзийных решеток, вытяжных клапанов или дросселирующих вкладышей.
Эта задача особенно актуальна для помещений верхних этажей многоэтажных зданий, как правило, имеющих собственные вытяжные каналы (с очень маленьким сопротивлением), а также в случаях, если оголовки вентиляционных шахт находятся на разных отметках и на работу систем вентиляции оказывает влияние еще и разность располагаемых давлений в вытяжных каналах, имеющих разную высоту.
Вывод
1. Чтобы обеспечить устойчивую работу системы естественной вентиляции и предотвратить опрокидывание вентиляции на стадии строительства и вводе в эксплуатацию необходимо:
— применять приточные устройства, обеспечивающих регулируемый приток свежего воздуха в помещения;
— на стадии проектирования систем вентиляции – тщательная увязка вытяжных каналов с приточными вентиляционными устройствами и между собой. Если обеспечить требуемое сечение вытяжных каналов не представляется возможным (например, в крупнопанельных зданиях с вентиляционными блоками заводского изготовления), следует предусматривать установку дросселирующих вкладышей с калиброванными отверстиями, указывать их количество, место установки, диаметр отверстий с раскладкой по этажам. В идеале в проектах зданий следует предусматривать установку на вентиляционных каналах специальных вытяжных клапанов, обеспечивающих возможность автоматического регулирования расхода воздуха в зависимости от режима эксплуатации помещения, в том числе с функциями обратного клапана. Сопротивление вытяжных клапанов должно меняться с учетом режима работы приточных устройств или степени открытия оконных створок;
— при сдаче объекта в эксплуатацию – пуско-наладочная регулировка вытяжных каналов и приточных устройств. Оценку работоспособности систем вентиляции следует проводить как при открытых, так и закрытых створках оконных блоков. В соответствии с требованиями СНиП 31-01-2003 система вентиляции должна обеспечивать дежурный воздухообмен и при закрытых окнах.
2. Чтобы обеспечить устойчивую работу системы естественной вентиляции и предотвратить опрокидывание вентиляции на эксплуатирующихся зданиях необходимо:
— для вывода системы в проектный режим – прикрыть (или полностью закрыть) вытяжные каналы, работающие на вытяжку; на первый взгляд, данный совет может показаться странным, поскольку для уменьшения притока холодного воздуха вроде бы надо перекрывать каналы, работающие на приток (что и пытаются делать большинство в подобных ситуациях); однако лишь перекрывая каналы, работающие на вытяжку, можно «заставить» опрокинутые каналы начать работать в проектном режиме; для ускорения этого процесса можно приоткрыть одну из створок оконных блоков;
— установить (смонтировать) в каждой жилой комнате, за исключением кухни и санузлов, оконные или стеновые клапаны с регулируемым расходом воздуха;
— далее – установить во всех каналах квартиры дросселирующие вкладыши с отверстиями диаметром 40-50 мм, увеличив, таким образом, сопротивление вытяжных каналов; в качестве дросселирующих вкладышей можно использовать любой листовой материал — пенополистирол, гипсокартон, полиуретан, которые можно легко вставить в вытяжные каналы;
— после выхода системы в проектный режим, можно заменить дросселирующие вкладыши в вентиляционных каналах жалюзийными решетками с регулируемым сечением; подобрать режим открытия заслонок приточных клапанов и жалюзийных решеток, обеспечивающих требуемый воздухообмен помещения.
Сложность реализации вышеизложенных рекомендаций обусловлена отчасти тем, что в системах вентиляции с вертикальными сборными каналами, вышеперечисленные мероприятия нужно проводить практически во всех помещениях, расположенных по одному стояку (по крайней мере, не менее чем в 60% помещений). В противном случае, не исключено перетекание воздуха по сборному каналу в помещения других этажей.