Вы здесь

Свежий воздух

Здоровый человек без пищи сможет прожить больше месяца, без воды – неделю, а без воздуха всего несколько минут. О том, что человек находится на коротком поводке дыхания, задумываются редко – ведь воздух есть везде.

Именно дыхание является признаком жизни. «Создал Господь Бог человека из пыли земной, вдохнул в его ноздри дыхание жизни, и человек ожил» - так описывает Библия (Быт. 2:7) творение Адама.


Константин Эдуардович Циолковский
Константин Эдуардович
Циолковский

«Человек есть то, что он ест» (Фейербах). Под едой можно понимать все ресурсы, которые потребляет человек, и от которых зависят реакции обмена веществ в человеке. Неопровержимым признаётся факт зависимости состояния человека от химического состава употребляемой воды. Да и когда качество воздуха становится дискомфортным, человек предпринимает меры, например, при смоге одевают маски, респираторы. Для нормальной работоспособности и самочувствия необходим свежий воздух. Что воздух загрязняет? В первую очередь сам человек, в основном выдыхаемый им углекислый газ. Что бы не вдыхать свой же углекислый газ, можно поступить, как Циолковский – он работал, вдыхая воздух через трубочку, проведённую в сад. Обычно для этой цели используют другие способы поступления свежего воздуха в помещение, где находится человек, например, открывают форточку. Тогда свежий воздух смешивается с воздухом в помещении, повышая в нём содержание кислорода, необходимого для функционирования организма человека. Свежий воздух вытесняет частично загрязнённый, таким образом удаляется кислород, содержащийся в загрязнённом воздухе. Т.е. при таком способе повышения качества воздуха свежего воздуха необходимо гораздо больше, чем при дыхании «по Циолковскому». На вопрос, сколько свежего воздуха необходимо, первым ответил немецкий ученый-гигиенист Макс фон Петенкофер. 

Нормы потребления воздуха человеком

Макс фон Петенкофер
Макс фон Петенкофер

В 1858 г., базируясь на допустимом количестве углекислоты в воздухе, он вычислил, что человеку для дыхания необходимо минимум 25-27 м3 свежего воздуха в час. Это количество воздуха было названо «воздушный куб» и от него до сих пор отталкиваются гигиенисты всего мира – меньше нельзя категорически т.к. человек будет задыхаться.

В настоящее время есть два подхода к нормированию воздухообмена. Ещё советские СНиПы, оперировавшие категориями минимальной площади для проживания человека, предусматривали кратность воздухообмена – для жилых помещений однократное замещение воздуха в час, для кухонь и санузлов – трехкратное. Логичный вопрос – а если в доме нет жильцов, и воздух никто не «пачкает», зачем выбрасывать на улицу тепло с незагрязнённым воздухом? Такая же ситуация в случаях, когда на одного жильца приходится много площади и много объёма помещений – в частных домах. Существующие нормы кратности воздухообмена оказываются в таких случаях избыточными и приводят к большим теплопотерям. Поэтому возникли другие отраслевые стандарты, например Стандарт АВОК (ассоциация инженеров по отоплению, вентиляции, кондиционированию воздуха, теплоснабжению и строительной теплофизике, сайт http://www.abok.ru/)  «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» (в Приложении 1 в конце статьи таблицы с нормами из этого документа). В этом стандарте учитывается мировой опыт и ставится задача по обеспечению комфорта пребывания человека в помещении при минимизации воздухообмена.

Явление замещения грязного воздуха в помещении свежим называется вентиляцией. Способов вентиляции много, но принцип один – если необходимо подать в помещение свежий воздух, который называется ПРИТОКОМ, необходимо удалить старый – ВЫТЯЖКА, между которыми может присутствовать транзитная составляющая - ПЕРЕТОК.

Залповое проветривание

Самый примитивный способ вентиляции называется залповым проветриванием. Идеологически его пропагандировали производители и установщики пластиковых окон на заре их появления в России. Заключается этот способ в открытии створки пластикового окна (в которых форточки не принято делать) настежь приблизительно на 15 минут. За это время теоретически весь воздух замещается свежим (при этом стены и предметы помещения зимой не успевают существенно остыть) и концентрация кислорода в помещении становится выше, чем при постепенном замещении.

Сторонники этой теории пытаются утверждать, что высокая концентрация кислорода при таком проветривании позволить «продержатся» целую ночь обитателю помещения. Наверное, при достаточном объёме помещения – высокие потолки (это точно не про мансарду) и действительно полном замещении, что выглядит сомнительно при отсутствии вытяжки, когда воздухообмен происходит только в районе окна, это может быть правдоподобным. Но в реальности происходит так, что обитатель такого помещения просыпается утром «разбитым» и уставшим, потому что не осуществил посреди ночи ещё одного залпового проветривания. Почему не открыть створку на всю ночь? Зимой в окно будет «улетать» теплый воздух, а летом в жару это ещё больше нагреет помещение. Теплопотери зимой на вентиляцию при неорганизованном воздухообмене могут превышать 50%, т.е. без правильной вентиляции об экономии теплоносителей вкупе с комфортом проживания можно забыть.

Естественная вентиляция

Традиционный способ вентиляции называется «естественная вентиляция». Естественная вентиляция функционирует по принципу разрежения – вытяжные каналы создают отрицательное давление на их входе, побуждая движение воздуха в помещении, а приток осуществляется в жилых комнатах через неплотности окон, форточки. Разрежение в вентканалах создаётся конвекцией – за счет того, что теплый воздух в помещении легче холодного наружнего и за счет движения воздуха (ветра) в оголовке вентканала. В самом принципе побуждающего действия естественной вентиляции и кроется её главная проблема – неравномерность этого побуждающего действия в течение года. Зимой, когда разница температур между помещением и улицей большая, конвективная составляющая тяги избыточна, а ещё если на улице ветер, то тяга на входе в вентканалы зашкаливает.

Поэтому возникает достаточное разрежение в помещении и начинает «дуть» из всех щелей. И наоборот, летом на улице может быть теплее, чем в помещении, т.е. конвективной тяги не будет, и при отсутствии ветра тяги не будет вообще. Открыв форточку настежь, вентилироваться будет только в районе форточки. Из-за недостаточной вентиляции возникает ощущение духоты и кажется, что без кондиционера не обойтись. Но свежего воздуха кондиционер не даст, он только охладит грязный воздух в помещении, т.е. проблемы вентиляции не решит.

Естественная вентиляция заложила "естественный" основополагающий принцип любой вентиляции вообще - принцип перетока. За редким исключением удаление воздуха из помещений, куда осущесвляется приток, не устраивают. В жилых помещениях, особенно в спальнях, концентрация кислорода наиболее актуальна, а в технических - санузлах, кухнях, где воздух загрязняется наиболее сильно, важнее скорость удаления сильнозагрязнённого воздуха. Поэтому, раз в технических помещениях воздух быстро загрязняется, принимается допущение, что приток в эти помещения может и не быть идеально свежим. к тому же, в течение суток ситуация, когда и в спальнях спят и на кухне готовят, непродолжительна, поэтому также допускается, что воздух загрязняется либо в спальнях, либо на кухне и туалетах. По строительным правилам этот переток осуществляется либо через щель под дверью, либо через специальные переточные клапана. Теоретически и практически обосновано, что для полноценного перетока достаточно двухсантиметрового зазора под дверью.

Продвинутые решения

Не изменяя принципов естественной вентиляции – функционирование по разрежению, существуют способы механизации вентиляции. Наиболее простейший – установка вытяжного вентилятора на каждый вытяжной канал (либо по вентилятору на каждый вентиляционный коллектор, объединяющий несколько вентканалов), которые должны работать практически постоянно, в том числе и во время отсутствии людей в здании (квартире). Для притока используются «продвинутые» «форточки» - приточные клапана, оконные или стеновые, основная цель использования которых – нормировать количество приточного воздуха, обеспечив минимизацию воздухообмена при обеспечении достаточного комфорта.

Пример вентиляционной системы
Пример популярной вентиляционной системы

 

Пример вентиляционной системы
Компоненты вентиляции Aereco

Системы принудительной вентиляции с приточно-вытяжными установками

Другой способ устройства вентиляции предлагают системы принудительной вентиляции с приточно-вытяжными установками. Такие установки готовят воздух, забираемый с улицы, его очищают, при необходимости могут подогревать, и с помощью воздуховодов, подают этот воздух в жилые помещения. Из технических помещений, санузлов и кухни осуществляется забор грязного воздуха. Такого рода системы как правило балансируются однократно и количество приточного воздуха, подаваемого в жилые помещения и вытяжного примерно одинаково (давление притока немного превышает давление на входе в вытяжку) и не изменяется во времени.

Поэтому, если весь вытяжной воздух выбрасывать на улицу, теплопотери будут огромными, т.к. такие системы как раз и настраиваются по кратности воздухообмена. Минимизация забираемого с улицы приточного и удаляемого вытяжного воздуха осуществляется по другому. Реализуется принцип рециркуляции – вытяжной воздух очищается, и подаётся  снова в воздуховоды притока. Для обеспечения требуемого количества кислорода в воздухе небольшая часть вытяжного потока выбрасывается на улицу, передавая тепло приточному воздуху в так называемом рекуператоре. У таких систем много плюсов – в помещении почти нет пыли, т.к. воздух постоянно в движении и очищается, приточный воздух имеет ту же температуру, что и температура в помещении, поэтому сквозняков нет в принципе. За эти достоинства расплачиваются высокой стоимостью оборудования, высокой стоимостью обслуживания системы (необходимо вовремя менять дорогие фильтры), а самое главное – приходится дышать воздухом, которым уже однажды подышали, по аналогии с космонавтами – откуда те берут воду… Такие системы очень распространены в странах развитого капитализма, более того, в некоторых из них вентиляционные системы без рециркуляции и рекуперации законодательно запрещены.

Пример вентиляционной системы с рекуперацией
Пример вентиляционной системы с рекуперацией

Как дополнение к принудительной вентиляции, ещё более повышающий КПД системы в целом компания Rehau придумала грунтовый воздухозаборный теплообменник Avadukt Termo. Устроена система очень просто. На этапе изготовления фундамента вокруг дома по низу котлована (в случае с коттеджем) укладывают специальную полипропиленовую трубу голубого цвета с добавлением серебра (придающего свойства бактерицидности, необходимые при образовании конденсата), вход которой присоединяют к нержавеющему оголовку с фильтрами, очищающими воздух.

Другой конец трубы присоединяется к входному патрубку вентиляционной установки или используется самостоятельно, с дополнением вентилятором. 

Принцип работы следующий. Температура земли ниже глубины промерзания на Северо-западе России достаточно стабильна и составляет +5 - +10 градусов по Цельсию. Зимой, забираемый холодный воздух с улицы подогревается, снижая затраты на подогрев приточного воздуха, а летом – охлаждается, при этом выделяется конденсат, снижая затраты на кондиционирование. При большой разнице температур в земле и на улице КПД системы огромно – на 1 кВт электроэнергии (вентилятор) забирается у грунта до 30 кВт тепла. В России такие системы только начинают приживаться – ведь на один коттедж стоимость комплекта составляет более 3000 евро.

Схемы работы системы вентиляции
Схемы работы системы вентиляции

Реальность современного малоэтажного строительства такова, что застройщики редко уделяют внимание организации правильного воздухообмена, используя залповое проветривание в домах стоимостью несколько миллионов рублей. Порой даже для специального оборудования (в газовых котельных и при использовании газовой плиты на кухне необходимы вентиляционные каналы) каналы устраивают только тогда, когда монтируют оборудование.

Приложение 1

Нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий1)

Помещения

Норма воздухообмена2)

Примечания

Жилая зона

Кратность воздухообмена 0,35 ч-1, но не менее 30 м3/ч×чел.

Для расчета расхода воздуха (м3/ч) по кратности объем помещений следует определять по общей площади квартиры

3 м32 жилых помещений, если общая площадь квартиры меньше 20 м2/чел.

Квартиры с плотными для воздуха ограждающими конструкциями требуют дополнительного притока воздуха для каминов (по расчету) и механических вытяжек

Кухни

60 м3/ч при электрической плите

Приточный воздух может поступать из жилых помещений3)

90 м3/ч при 4-конфорочной газовой плите

Ванные комнаты, туалеты

25 м3/ч из каждого помещения

То же

50 м3/ч при совмещенном санузле

Постирочная

Кратность воздухообмена 5 ч-1

"

Гардеробная, кладовая

Кратность воздухообмена 1 ч-1

"

Помещение теплогенератора (вне кухни)

Кратность воздухообмена 1 ч-1

"

1) Концентрация вредных веществ в наружном (атмосферном) воздухе не должна превышать ПДК в воздухе населенных мест.

2) Во время, когда помещение не используется, норму воздухообмена следует уменьшать до следующих величин: в жилой зоне - до 0,2 ч-1; в кухне, ванной комнате и туалете, построчной, гардеробной, кладовой - до 0,5 ч-1.

3) Если приточный воздух поступает непосредственно в помещения кухни, ванной комнаты или туалета, не следует допускать его перетекание в жилые помещения.

Таблица 3

Нормы минимального воздухообмена в помещениях общественных зданий

 

 

Помещения

Норма воздухообмена

Примечание

Предприятия питания

Ресторан:

Вестибюль

20 м3/ч×чел.

-

Аванзал

20 м3/ч×чел.

-

Обеденный зал без курения

40 м3/ч×чел.

-

Обеденный зал с курением

100 м3/ч×чел.

-

Кафе:

Обеденный зал без курения

30 м3/ч×чел.

-

Кафе детское:

Обеденный зал

20 м3/ч×чел.

-

Комната для игр

30 м3/ч×чел.

-

Столовые:

Обеденный зал

20 м3/ч×чел.

-

Бары:

Залы без курения

40 м3/ч×чел.

-

Залы с курением

100 м3/ч×чел.

-

Гостиницы

Жилая комната гостиничного номера без курения

60 м3/ч×комн.

Номер используется

10 м3/ч×комн.

Номер не используется

Жилая комната гостиничного номера с курением

100 м3/ч×комн.

Номер используется

20 м3/ч×комн.

Номер не используется

Совмещенный санузел гостиничного номера

120 м3/ч×комн.

Санузел используется

20 м3/ч×комн.

Санузел не используется

Конференц-залы

30 м3/ч×комн.

-

Залы для концертов и балов

30 м3/ч×комн.

-

Казино без курения

40 м3/ч×комн.

-

Казино с курением

100 м3/ч×комн.

-

Офисы

Рабочая комната

60 м3/ч×чел.

-

Кабинет

60 м3/ч×чел.

-

Приемная

40 м3/ч×чел.

-

Переговорная

40 м3/ч×чел.

-

Залы совещаний

30 м3/ч×чел.

-

Коридоры и холлы

1 ч-1

-

Туалеты

75 м3/ч×чел.

-

Курительные

100 м3/ч×чел.

-

Магазины

Подвальные помещения

30 м3/ч×чел.

-

Надземные помещения

20 м3/ч×чел.

-

Складские помещения

20 м3/ч×чел., но не менее 0,5 ч-1

-

Примерочные

30 м3/ч×чел.

-

Пассажи

20 м3/ч×чел.

-

Помещения погрузки-разгрузки

20, но не менее 0,5 ч-1

-

Цветы

30 м3/ч×чел.

Требования к воздухообмену могут быть продиктованы необходимостью создания условий, оптимальных для роста и развития растений

Зоомагазины

30 м3/ч×чел.

Требования к воздухообмену могут быть продиктованы необходимостью создания условий по зоологическим требованиям

Одежда, ткани, обувь

30 м3/ч×чел.

-

Хозтовары, мебель, ковры

30 м3/ч×чел.

Требования по воздухообмену могут быть продиктованы необходимостью удаления технологических вредностей

Парикмахерские

40 м3/ч×чел.

-

Косметические салоны

60 м3/ч×чел.

-

Театры

Вестибюли

20 м3/ч×чел.

-

Кассы

30 м3/ч×чел.

-

Зрительные залы

30 м3/ч×чел.

-

Сцены и гримерные

30 м3/ч×чел.

Для устранения последствий некоторых сценических эффектов (например, сухой пар, туман и т.д.) потребуется специальная вентиляция

Учреждения образования

Классы для учащихся 1 - 4 классов

20 м3/ч×чел.

-

Классы для учащихся 5 - 11 классов

30 м3/ч×чел.

-

Лаборатории

40 м3/ч×чел.

-

Библиотеки

30 м3/ч×чел.

-

Аудитории

40 м3/ч×чел.

-

Учреждения здравоохранения

Смотровые

50 м3/ч×чел.

-

Процедурные

60 м3/ч×чел.

Процедуры, вызывающие загрязнение воздуха, могут потребовать введения более высоких норм

Операционные

80 м3/ч×чел.

-

Палаты

80 м3/ч×чел.

-

Физиотерапия

60 м3/ч×чел.

-

Исправительные учреждения

Камеры

30 м3/ч×чел.

-

Столовые

20 м3/ч×чел.

-

Помещения охраны

30 м3/ч×чел.

-

 

 

Комментарии