Вентиляция энергосберегающего дома

В обычном здании устройство вентиляции не составляет особого труда, т.к. инфильтрация через неплотности дверей, окон и стен обеспечивает поступление свежего воздуха в избыточном количестве. Однако в энергосберегающих герметичных домах инфильтрация значительно снижена.

Подача свежего воздуха должна решаться с учётом экономии энергии. Герметичные здания позволяют свести инфильтрацию к минимуму: таким образом, появляется возможность контролировать системы вытяжки и приточки.

Для составления прогноза потребления энергии герметичным зданием важно определить требуемый объём вентиляции. Так, для дома размерами 10x14x2,5 м он составит 350 м3. Дом полностью электрифицирован (приборов с открытым пламенем нет); в нём проживает 4 человека.

В первую очередь необходимо учесть потребность людей в свежем воздухе (содержание кислорода в воздухе составляет 20,9%).

Допустим, 4 человека потребляют кислород в течение 16 ч/сут по 0,014 м3/мин и по 0,006 м3/мин в течение 8 ч/сут. Тогда суточный объём вентиляции составит 65,3 м3/сут. Этот значит, что весь объём воздуха будет сменяться один раз за 3,5 сут.

Получить точные данные для расчёта объёмов вентиляции, необходимых для удаления влаги и запахов, практически невозможно. Объём инфильтрации через неплотности окон и открываемые двери свидетельствует о том, что с учётом его кратность воздухообмена достаточно герметичного дома должна соответствовать двухкратному воздухообмену в сутки.

Обследование обычных зданий показали, что такая кратность воздухообмена является минимальной для удаления запахов, особенно проникающих при приготовлении пищи. Для дальнейшего обсуждения примем кратность воздухообмена равной 2 в сутки. Однако эту норму не следует принимать в качестве требования. Для каждого случая желательно проводить анализ с целью определения необходимых норм вентиляции, которые могут быть и больше и меньше указанной.

Норма вентиляции должна быть увеличена, если в здании используются приборы с открытым пламенем, включая печи. В целях энергосбережения рекомендуется предусматривать самостоятельный подвод воздуха к горелочным и топочным устройствам. В качестве альтернативного решения может быть рекомендована подача к топке подогретого воздуха от системы приточной вентиляции. Вентиляция может быть также нужна для отвода избыточного тепла.

После того, как будет вычислен объём необходимой вентиляции, следует определить пути её осуществления. Установлено, что для энергосберегающих зданий наиболее подходит напорная вентиляция. Основное достоинство её заключается в том, что лучше обеспечивается поступление свежего воздуха. Из других систем вентиляции в первую очередь следует рекомендовать низконапорную систему. Включение в состав этой системы электрического обогревателя создаёт дополнительные преимущества.

Существует несколько способов подачи свежего воздуха в здание с помощью напорной системы вентиляции. Самый простой и, вероятно, наиболее экономичный — прокладка трубопровода для подачи воздуха. Вентилятор будет нагнетать в помещение свежий воздух автоматически. В трубопроводе необходимо устанавливать регулятор тяги для контроля объёма подаваемого воздуха. Чтобы обеспечить необходимый баланс, отвод воздуха производится с помощью вытяжных вентиляторов в кухне и ванной, а также общего вентилятора. Тщательное выполнение системы гарантирует более точный контроль объёмов вытяжного и приточного воздуха.

Установка сравнительно недорогого процессора, управляемого с помощью компьютера, позволит создать систему, объединяющую 3 вытяжных вентилятора в ванной, кухне и общий и, таким образом, контролировать процесс воздухообмена в доме. При этом следует иметь в виду, что вытяжка из ванной не может быть включена в систему рециркуляции. Поскольку многие запахи имеют аммонийную природу, они не поддаются фильтрованию и другим процессам очистки; таким образом, необходимость устройства вытяжной вентиляции очевидна.

С этой точки зрения рассмотрим рекуперацию тепла вытяжной вентиляции. Предположим, что объём отводимого воздуха составляет 700 м3/сут (2-кратный воздухообмен) и что из него можно получить 50% уносимого тепла; в этом случае годовая экономия составит x руб. Если период окупаемости составляет 7 лет, то стоимость оборудования, которую можно покрыть за счёт экономии энергии, не должна превышать 7x руб. В противном случае денежная экономия будет недостаточно велика для установки системы рекуперации тепла вытяжной вентиляции.

Если повторное использование тепла экономически разумно и желательно, то система способна повторно использовать тепло воздуха, удаляемого из ванных и кухонь. Теплообменник может быть выполнен в форме Z-образной металлической трубы. Вентиляторы ванной и кухни должны иметь одинаковую мощность и работать одновременно. Если используется напорная система подачи свежего воздуха, можно применять электрические нагреватели. Вентиляторы в этом случае должны включаться обычными выключателями, снабжёнными таймерами.

Последнее важное обстоятельство, которое необходимо учитывать при разработке системы вентиляции, — это способ охлаждения помещений в летнее время. Лучший режим такой системы обеспечивается в летнее время ночью, а в земнее время днём. Кроме того, такая система может иметь то преимущество, что в летнее время охлаждение можно применить в сочетинии с интенсивным воздухообменом.

Значительная термическая масса здания допускает большие теплопоступления в здание летом без его перегрева. Этот эффект способствует созданию комфортных условий в доме, когда обеспечена вытяжка воздуха из него в ночное время, если только речь не идёт об очень тёплой погоде. Такая совершенная система напорной вентиляции может быть применима для большинства домов при условии, когда невозможно осуществить сквозную вентиляцию. Напорная система должна быть оборудована системой трубопроводов и регуляторами тяги для того, чтобы 100% поступающего воздуха проходило через топку ночью; вытяжка может осуществляться через открытые окна.

Такая система может потребовать установки некоторых автоматических устройств. В тех случаях, когда не применяется напорная система, следует устанавливать вытяжные вентиляторы для поступления свежего воздуха через окна.