Проблеми вентилювання приміщень з герметичними вікнами

Сьогодні вже неможливо уявити собі нове будівництво і реконструкцію старого житлового фонду без використання сучасних енергоефективних вікон з ПВХ, дерева та алюмінію. При цьому мова йде не тільки про елітні об'єкти, а й про масове муніципальне житло. Енергоефективність сучасних вікон забезпечується двома основними інженерними інструментами: зниженням повітропроникності (збільшення герметичності) і зниженням теплових втрат безпосередньо через конструкцію вікна (теплопровідність профілю, теплові і променисті втрати через склопакет). І якщо інженерні новації за другим напрямом (збільшення числа камер в ПВХ-профілі і склопакетах, застосування низькоемісійоного покриттів на стеклах, теплі дистанційні рамки, використання благородних інертних газів в склопакетах), безумовно, корисні і практично не мають «побічних» негативних наслідків для користувачів (крім збільшення вартості конструкцій), про герметичність вікон це сказати не можна.



«Синдром нездорової будівлі»

Переважна більшість житлових будинків у містах обладнані системою природної витяжної вентиляції. У нормативах наведено кількість повітря, який повинен протікати через квартиру для забезпечення комфортних умов проживання. При наявній витяжці потрібно видаляти в годину 25, 25 і 60-90 куб. м повітря з туалету, ванної та кухні відповідно, є норми 3 куб. м / кв. м житлової площі на годину, є рекомендації по кратності повітрообміну і за кількістю повітря на одну людину. У будь-якому випадку, мова йде про досить значну кількость на рівні 100-150 куб. м на квартиру на годину.

На жаль для проектувальників подібні системи в 1960-1970-х роках в масових серіях будинків, сьогоднішня ситуація в житловій забудові значно відрізняється від тих, які планувалися. Так, ніхто з нас не застрахований від «господарського» сусіда з верхнього поверху, який по максимуму використовуючи невелику площу своєї квартири, вставляє в вентиляційний короб, наприклад, холодильник. У цьому випадку передбачена проектувальниками система природної вентиляції припиняє роботу, а ви точно знаєте, що готують на обід ваші сусіди з нижніх поверхів. Інша можлива проблема - засмічення виходів системи природної вентиляції, розташованих на дахах житлових будинків. На відміну від аналогічних рішень в західних країнах, у нас досі не встановлюють системи примусової вентиляції, адже це значною мірою допомагає вирішувати виникаючі проблеми.

Якщо проблема видалення брудного повітря в житлових будинках вирішується за допомогою пристрою витяжних каналів, то приплив повітря пущений, в певному сенсі, «на самоплив»: малося на увазі, що він буде здійснюватися через нещільності притворів «віконної столярки» і кватирки (прямі вказівки на такий варіант вирішення проблеми вентиляції є в старих Будівельних нормах і правилах). В принципі, щілин в старих вікнах завжди було достатньо - доводилося навіть заклеювати їх на зиму для обмеження припливу холодного повітря. Але із заміною старих вікон на сучасні герметичні ситуація різко змінилася, приплив свіжого повітря впав. Це неважко показати на наступному прикладі.

Нормативи обмежують повітропроникності вікон із ПВХ при перепаді тисків 10 Па величиною 5 кг повітря / кв. м, реально такі вікна забезпечують близько 1,5 кг / кв. м. При площі скління 3 -кімнатної квартири близько 10 кв. м приплив складе 15 кг, або 18 куб. м на годину. А для компенсації нормативної витяжки потрібно в 6-8 разів більше (110-140 куб. М).

Такий дисбаланс і призводить до негативних наслідків: у квартирах застоюється повітря, збільшується відносна вологість повітря, концентрація вуглекислого газу, радіоактивного газу радону, інших шкідливих газоподібних домішок. У холодну пору року підвищений рівень вологості кімнатного повітря призводить до появи конденсату на найхолодніших ділянках огороджувальних конструкцій (крайова зона склопакетів, віконні укоси, кути стін), іноді справа доходить до появи цвілі і грибка. З'явився навіть термін: «синдром нездорового будівлі». Проблема ця дійсно серйозна, в одній зі своїх статей в журналі «АВОК» Ю.А. Табунників навів дані про те, що кожен день у світі близько 5000 чоловік вмирають від хвороб, пов'язаних з поганою якістю внутрішнього повітря.

Як може бути вирішена ця проблема?

Вентиляційні клапани, або припливні пристрої

Слід зазначити, що це не специфічна російська проблема. У всьому світі у споживачів виникали ті ж самі претензії до виробників і установників вікон. З'являлися цвіль, конденсат, грибок і пр. Такі фотографії - страшилки є в кожної експертної організації в нашій країні і за кордоном. У США в 1980 -х роках з'явилося навіть спеціальний вираз - «адвокати по цвілі» - для позначення юристів, що займаються проблемами сучасних вікон. Дуже, до речі, вигідна виявилася робота.

Звичайно, якщо герметичні вікна встановлені в будівлі, обладнану механічною припливно- витяжною вентиляцією, з них знімається роль припливного пристрою, вікно взагалі може не відкриватися і виконувати тільки задачі по світлопрпусканню, тепло- і звукоізоляції. Якщо ж приплив механічно не організований (а це всі вікна, встановлені в існуючому житловому фонді), доведеться якось розгерметизувати захисну конструкцію для проходу повітря.

Найбільш простий спосіб - використання для вентилювання елементів, що відкривають вікна. Сучасна віконна фурнітура дозволяє відкривати стулки вікон в декількох режимах, з'явилися навіть автоматичні пристрої для відкривання. Все б добре, якби не 2 істотні мінуси такого способу провітрювання.

Споживач хоче за допомогою нових вікон підвищити комфортність проживання, в першу чергу позбутися шуму і протягів. Пригнічуючи неконтрольовану інфільтрацію повітря, герметичні вікна забезпечують відсутність протягу, а також мають досить хороші звукоізолюючі властивості. Але варто відкрити стулку, звукоізоляція вікна різко падає, і знову з'являється протяг. Дуже добре з цією проблемою знайомі мешканці будинків, розташованих уздовж галасливих магістралей у великих містах.

Природно, що на Заході, де герметичні вікна широко застосовуються вже протягом десятків років, для вирішення цієї проблеми було докладено серйозні зусилля. Багатьма фірмами розроблені і випускаються так звані вентиляційні клапани (припливні пристрої), монтовані в зовнішнє захисну конструкцію - стіну або вікно. Призначення таких пристроїв - забезпечити приплив повітря без утворення протягу і без зниження (або з мінімальним зниженням) звукоізоляції огороджувальної конструкції. Перше забезпечується розташуванням клапанів ближче до стелі, щоб струмінь холодного повітря не потрапляв на людей відразу, а встиг перемішатися і загальмуватися в підстелевому просторі. Можлива також подача зовнішнього повітря під підвіконня в зону радіатора опалення. Звукоізоляція забезпечується конструкційними методами (повітряні лабіринти, звукопоглинаючі матеріали).

Спробуємо класифікувати вентиляційні клапани за основними параметрами.

Де взагалі може бути встановлений такий клапан ?

Встановлюємо вентиляційний клапан

Вибір місць для установки припливного вентиляційного клапана досить багатий. Це можуть бути зовнішня стіна (наприклад, клапани KIV- 125 фірми АВВ і ЕНТ 780 «АЕРЕКО»), запінених стик вікно - стіна (клапани «Клімабокс» КBЕ і DUCOTOP 35 фірми «Дюко»), безпосередньо рамний, стулковий або імпостний профіль пластикового або дерев'яного вікна (клапани ЕММ «АЕРЕКО», Trimvent SM 4000S фірми «Тайтон», клапан «Пластмо»), зазор між торцем склопакета і віконним профілем («Аеромат - 80» фірми «Зігенія», Variglaze фірми «Тайтон», DUCOTIP 45 фірми «Дюко»), обсяг підвіконня («АЕРОФЛЕТ» фірми «Зігенія»).

Стінові клапани вимагають наявності наскрізного отвору в стіні. До складу таких клапанів входять : зовнішній козирок (запобігає попаданню зливової вологи всередину приміщення), труба для проходу повітря через товщу стіни, сам клапан на внутрішній поверхні стіни. Клапани мають органи управління (ручне або автоматичне) для регулювання припливу повітря, можуть бути використані протимоскітні сітки і фільтри, звукопоглинаючі елементи, теплозахист, що запобігає промерзання стіни, в тому числі і пристрої підігріву повітря, що надходить. Звукоізоляція, що забезпечується такими клапанами, може досягати величин, порівнянних з аналогічними характеристиками стіни (до 52 дБ у клапана «АЕРЕКО»).

Подібні пристрої широко використовуються в Європі, проте до цих пір не знайшли гідного поширення в нашій країні. Виробники з Німеччини, Франції, Данії, Бельгії, Великобританії, Польщі, скандинавських країн пропонують клапани самих різних конструкцій - деякі фірми вже з'явилися і відомі на російському ринку. Оскільки для виробників вікон і будівельників це досить нове обладнання, виникає багато питань з його характеристикам, роботі і монтажу, а також сумнівів в ефективності такого обладнання в російських кліматичних умовах.


Характеристики вентиляційних клапанів

Сам факт присутності на ринку клапанів десятків моделей багатьох виробників говорить про те, що якогось «ідеального» клапана не існує, і всі вони виявляються необхідні в тих чи інших умовах, а вибирати їх потрібно по комплексу параметрів, а не з якоїсь однієї характеристики.

На які характеристики клапанів треба звернути увагу, щоб максимально ефективно використовувати їх переваги?


Ціна

Природно бажання споживача купити товар якомога дешевше. Відомо, наскільки важливий ціновий фактор, коли проводиться тендер з вибору постачальника віконних конструкцій. У цьому плані віконні клапани принципово відрізняються від ПВХ- профілю, фурнітури і склопакетів. У перерахованих позиціях використовуються уніфіковані конструктивні рішення, однотипні матеріали і близька за обсягом матеріаломісткість. Звідси і досить невеликий розкид цін. Вартість же віконних клапанів з порівнянної пропускною здатністю і звукоізоляцією може відрізнятися в 10 разів, що пов'язано з різною матеріалоємністю, конструктивним рішенням і застосовуваними матеріалами. Це означає, що зовсім не обов'язково шукати найдешевші моделі, і зовсім не означає, що найдорожчий клапан - самий хороший. Необхідно враховувати споживчі параметри клапанів в комплексі.


пропускна здатність

Якщо на якомусь конкретному об'єкті замовник (проектувальник) з притоку повітря зробив ставку на використання клапанів, їх кількість і місцерозташування грунтуються на вентиляційних нормативах і правилах. Зазвичай для забезпечення компенсації необхідної витяжки 110-140 куб. м повітря на годину досить установки в житлових кімнатах 3-4 клапанів з продуктивністю 30-40 куб. м / год при перепаді тисків 10 Па.

На ринку зустрічаються пристрої «мікровентиляції» і «самопровітрювання», в яких корпусу клапана, як такого, немає. Для проходу повітря використовуються вирізи в контурах ущільнення, внутрішні порожнини профілю і найпростіші органи управління припливом, приховані в профілі. Такі пристрої дешеві, мало впливають на характеристики вікна по звукоізоляції, але мають продуктивність на рівні декількох куб. м повітря на годину. Для припливу необхідної кількості повітря в приміщення кількість таких пристроїв має бути відповідно збільшена (для припливу 140 кубометрів, буде потрібно 28 клапанів з продуктивністю, наприклад, 5 куб. М / год).


Звукоізоляція

Якщо згадати, що головне в нових будівельних технологіях (зокрема, у застосуванні герметичних вікон) - створення найбільш комфортних умов проживання людей, а рівень шуму в приміщенні є однією з найбільш важливих характеристик комфорту, стає ясно, що при виборі того чи іншого клапана необхідно звернути увагу, наскільки сильно його установка вплине на звукоізоляцію вікна.

Фірми- виробники віконних клапанів в лабораторних умовах атестують свою продукцію за різними методиками і вказують величини звукоізоляції в каталогах і рекламних матеріалах. Зустрічаються такі характеристики, як звукоізоляція від транспортного шуму RAтран в дБА, індекс ізоляції повітряного шуму Rw в дБ, величина звукоізоляції Dn 10 road, Dn 10 rose в дБ. Причому одна і та ж конструкція може в цифровому вираженні мати величини, помітно відрізняються, різних індексів, що означає, що вибирати клапани просто за максимальними цифрами, що характеризує звукоізоляцію, не зовсім правильно.

Фахівці з будівельної акустики НДІ будівельної фізики вважають, що для адекватної оцінки звукоізоляції вікна з клапаном (якщо мова йде про транспортний шумі) необхідно в лабораторних умовах виміряти RAтран даного конкретного вікна в закритому стані без клапана та аналогічного вікна з закритим і повністю відкритим клапаном. Відзначимо, що на російському будівельному ринку вже присутні віконні клапани з досить високими акустичними характеристиками, які практично не знижують звукоізоляцію закритого вікна.


Місце встановлення клапана.

При оцінці привабливості того чи іншого клапана дуже важливо враховувати, де його належить встановити, так як сам монтаж та супутні витрати можуть перевищити вартість самого клапана. Ясно, що за відсутності вікон як таких (підсобні приміщення, гаражі тощо) доведеться використовувати стінові клапани. При можливості вибору між стіною і вікном необхідно враховувати і витрати на монтаж. Одна справа - залишити отвори для клапана в стіні при будівництві котеджу або виготовленні панелі на заводі ЗБВ, інша справа - робити отвір у квартирі «сталінського» цегляного будинку. Важливо також, чи монтуються клапани на стадії виготовлення вікна в цеху або доведеться монтувати їх на вже вікнах, що стоять в обжитих квартирах. У цьому випадку клапани, монтовані безпосередньо в халепу вікна без заміни склопакета, найбільш кращі. Клапани, монтовані в запінених стиках вікно-стіна, взагалі можуть бути встановлені тільки в момент монтажу вікна, інакше вікно доведеться перемонтувати.


Органи управління.


За типом регулювання припливу повітря клапани можуть не мати взагалі ніяких органів управління, мати ручне управління і автоматичне управління з тих чи інших параметрах. Клапани без управління - це найпростіша щілина для проходу повітря з мінімальним облаштуванням. Рух повітря через них визначається перепадом тисків повітря зовні і всередині приміщення, а кількість повітря - перепадом і прохідним перетином.

Більш складні і зручні в експлуатації клапани мають рухомі заслінки, керовані вручну. Таким чином, споживач має можливість регулювати приток повітря за своїм бажанням. У ряді клапанів використовуються елементи автоматики, спрямовані на збільшення енергозберігаючих здібностей вікна з клапаном. Часто використовуються рухливі заслінки, що знаходяться в потоці, проходять через клапан повітря і частково замикають повітряний канал при різких поривах вітру і взагалі при збільшенні перепаду тисків. Такі пристрої відіграють роль автоматичного стабілізатора величини, що подає зовні повітря.

Аналогічну роль можуть грати і заслінки, що реагують на падіння температури зовнішнього повітря (що аналогічно збільшення перепаду тисків при природній вентиляції). Існують стінові та віконні клапани з регулюванням припливу повітря за рівнем відносної вологості внутрішнього повітря (гігрорегульовані клапани), що дозволяють враховувати при організації припливу повітря реальні потреби людей, що знаходяться в приміщенні.


Проблема «промерзання» клапанів.

При появі на російському ринку віконних вентиляційних клапанів в кінці 1990 -х років, одночасно з'явилися і побоювання, що продукція з європейських країн з вельми теплими зимами не витримає випробування нашими низькими температурами. Побоювання ці абсолютно логічні, оскільки сам принцип будь-якого клапана - ввести струмінь холодного зовнішнього повітря в тепле приміщення з вологим повітрям (взимку вміст вологи поза і всередині приміщення відрізняється на порядок). При цьому усередині приміщення неминуче виявляться деякі деталі клапана, обдуваючись зовнішнім повітрям і мають, відповідно, зовнішню температуру. Оскільки і виробники, і споживачі сучасних герметичних вікон добре знайомі з проблемою конденсату і обмерзання країв склопакетів, ці побоювання автоматично переносяться і на клапани.

Справедливості заради треба відзначити, що на деяких моделях віконних клапанів з європейських країн при морозах 10-30 ° C спостерігалися такі явища, як примерзання заслінок, поява конденсату і ожеледі на корпусі. Справа тут, звичайно, не в кліматі країни виробника, а в конструкційних особливостях клапанів і застосовуваних матеріалах для їх виготовлення. З іншого боку, відомі факти використання, наприклад, французьких віконних клапанів в Новосибірську з температурами до мінус 45 ° C.

При виборі того чи іншого клапана для роботи в районах з негативними температурами потрібно просто звертати увагу на його пристрій. Раз вже неминуча поява всередині приміщення деталей із зовнішньою температурою, конструктивно повинно бути забезпечено обдування цих деталей зовнішнім повітрям, щоб не допустити їх контакт з внутрішнім вологим повітрям (своєрідний динамічний захист). Якщо для виготовлення клапана застосовуються матеріали з високою теплопровідністю (сталь і алюміній) необхідно звертати увагу на розподіл температур по корпусу клапана, щоб поза зоною обдування створювалося поява так званої точки роси. У кожному разі, для нормальної роботи клапанів потрібен рух повітря через них, за що несе відповідальність вже витяжна система будівлі. Саме з цієї причини в нашій країні неможливо в лабораторних умовах коректно змоделювати роботу віконних клапанів в реальних зимових умовах: потрібно генератор холодного (мінус 30-40 ° C) повітря з продуктивністю 40-50 куб. м/год і підтримка в теплій частині кліматичної камери реальною для зими відносної вологості 25-30%.

Проте, десятки віконних фірм, що працюють з віконними клапанами на постійній основі, знайшли вихід у проведенні своєрідних природних випробувань для зниження ризику можливих рекламацій. Найпростіше - це встановити клапани в герметичні вікна декількох своїх співробітників, поспостерігати за роботою устаткування протягом зими і тільки після цього приймати рішення.


Вентиляційні клапани і проблема енергозбереження.

Раз вже без свіжого повітря для нормального самопочуття людей не обійтися, а в холодну пору року його треба підігрівати і витрачати на це гроші, стає ясно, що робити це потрібно економно. На жаль, в будівельній літературі досі зустрічаються заклики забезпечити в квартирах 2 -, 3 -кратний повітрообмін. Тягнеться це все з радянських уявлень про невичерпність і дешевизні наших енергоносіїв. У літературі часто наводиться структура теплових втрат житлового будинку, де частка вікон становить 30-40%. Але відноситься це до старої «столярці» зі щілинами і служить переконливим доказом необхідності якнайшвидшого та масового переходу на сучасні герметичні вікна.

У будинках, зведених у відповідності з сучасними нормами з утеплення, ситуація зовсім інша. Якщо в середній смузі Росії побудований (реконструйований) житловий будинок з опором теплопередачі стін на рівні 3 кв. м град / Вт і вікон на рівні 0,5-0,6 кв. м град / Вт, то підігрів нормативної кількості вентиляційного повітря складе 50-60% всіх теплових втрат. Таким чином, в сучасних будівлях підігрів вентиляційного повітря стає «ворогом номер один» у плані подальшого енергозбереження. Саме тому періодичне провітрювання приміщень відкриванням стулок з великою неконтрольованим надходженням холодного повітря в будівлі до енергозбереження відношення не має ніякого. Потрібен керований постійний приплив повітря в нормативних кількостях. Якщо приплив повітря в житлові приміщення здійснюється через вентиляційні клапани, для енергозбереження основну роль відіграє тип управління клапанів.

Важко очікувати, що самі мешканці без приладів, вручну, встановлять оптимальний приплив, хоча і цей спосіб набагато ефективніший у порівнянні з традиційним провітрюванням. Водночас багаторічні випробування гігрорегульовані вентиляції з віконними і стіновими клапанами показали, що за рахунок автоматичного зниження припливу в приміщеннях з відсутніми мешканцями (вологість повітря в порожніх приміщеннях завжди нижче) можна заощадити від 15 до 40% тепла, що йде на підігрів вентиляційного повітря з фіксованим протоком.

В даний час АПРОК веде роботу по створенню відповідно до Федерального закону «Про технічне регулювання» галузевого стандарту з використання вентиляційних клапанів. Ми розраховуємо, що його розробка буде завершена в 2007 році і стане доповненням вже виданих стандартів і рекомендацій АВОК по вентиляції житлових будинків (наприклад «Технічних рекомендацій з організації повітрообміну в квартирах багатоповерхового житлового будинку» ТР АВОК - 4 -2004). Це допоможе і віконним фірмам, і проектувальникам у створенні комфортних умов у нових споруджуваних і реконструйованих будинках.


А.В. СПИРИДОНОВ, к.т.н., президент АПРОК,
Б.І. Бутцев, к.ф.м.н.,
керівник технічного комітету АПРОК