Проблемы воздухообмена при установке герметичных окон и варианты их решения

Одной из основных функций окон, как бы парадоксально это не звучало, является обеспечение воздухообмена в зданиях. При этом организация воздухообмена в существующих жилых квартирах имеет ряд существенных недостатков:

1. Экономичность систем естественной вентиляции низкая. Теплота уходящего из квартир воздуха полностью теряется. Эту проблему можно, конечно же, решить путем установки утилизаторов теплоты вытяжного воздуха в приточно-вытяжной системе вентиляции и тем самым снизить потери теплоты с удаляемым воздухом примерно на 15%.

2. Предписываемая действующими нормативными документами тенденция максимального уплотнения окон и балконных дверей привела к тому, что практически везде полностью устранили неплотности, тем самым остановили, в значительной мере, приток воздуха, следовательно, перестала работать система естественной вентиляции. Испытания таких окон в Киев ЗНИИЭП показывают, что сопротивление воздухопроницанию в 10 раз выше нормативного значения, а притока воздуха через эти окна не происходит. При установке герметичных окон система естественной вентиляции перестает работать (нет притока воздуха через окна, следовательно, нет и удаления отработанного воздуха через вентиляционные шахты).

В западных странах при внедрении передовых оконных технологий столкнулись с подобными проблемами. Но эти фирмы нашли пути решения своих проблем. Рассмотрим вкратце несколько вариантов решения этой проблемы:

1. Обычно в зданиях новой постройки выполняется принудительная приточно-вытяжная вентиляция с установкой утилизаторов теплоты вытяжного воздуха. Используется два их варианта:
а) утилизатор теплоты пластинчатого типа со схемой движения теплоносителей – «перекрестный ток»;
б) утилизатор теплоты регенеративного типа. Одновременно с утилизаторами теплоты применена эффективная система автоматического регулирования.

2. В зданиях с системами естественной вентиляции в окнах и балконных дверях применяются профили со специальными вентиляционными щелями и снабженные устройствами для регулировки проходного сечения (внутри профиля предусмотрена специальная заслонка, перекрывающая подвод воздуха при порывах ветра, тем самым исключающая сквозняки).

3. Применение для окон специальной фурнитуры, устанавливающей открывающиеся створки окон в любом из 4-х положений:
- наглухо закрыто;
- полностью открыто;
- летнее проветривание (створки приоткрыты сверху на 100…150 мм);
- зимнее проветривание (створки приоткрыты сверху на 5…7 мм) и по всему периметру между прокладками и профилем имеются зазоры для прохода воздуха.

В Украине не так давно появилась Теплая Форточка – ТеФо (рис.1). В основу конструкции ТЕФО положены принципы создания теплообменных аппаратов с высокой плотностью теплового потока, разработанные предприятием «Теплообмен» (г. Севастополь).


Рис. 1. Образцы ТЕФО Новое устройство для современной квартиры – комнатный воздухотеплообменник.

Они состоят из тонкостенных трубок периодического профиля, выполненных из нержавеющей стали, и собранных благодаря особой технологии в чрезвычайно плотный пучок. ТЕФО состоит из двух осевых вентиляторов (приточного и вытяжного), встроенных в пластмассовый корпус, и теплообменной поверхности, собранной таким образом, что вытяжной воздух движется по межтрубному пространству в то время, как свежий воздух перемещается по трубкам. Схематически установка ТЕФО показана на рис. 2.


Рис.2. Схема установки ТЕФО в наружной стене
1 – ТЕФО, 2 – наружная стена,
3 – воздухозаборный патрубок с решеткой,
4 – выход подогретого приточного воздуха,
5 – вход вытяжного воздуха,
6 – выброс охлажденного вытяжного воздуха.

Удобнее всего располагать ТЕФО под окном в радиаторной нише. Нужно только, чтобы патрубок 5 не находился непосредственно над радиатором. В проектах новых зданий можно предусматривать для ТЕФО специальные ниши в той части наружной стены, которую выберет для себя владелец квартиры или дизайнер. Не исключено, что в перспективе будет разработан конструктивный вариант аппарата, совместимый с конструкцией подоконника, когда теплая форточка будет составлять с окном единую конструкцию.

На первом этапе производства освоены 4 модели аппарата. Их технические характеристики представлены в табл. 2.

Таблица 1. Технические характеристики аппаратов


В дальнейшем номенклатура выпускаемых аппаратов будет расширяться с тем, чтобы они отвечали широкому спектру требований по количеству приточного и вытяжного воздуха.

Образцы ТЕФО-1, ТЕФО2 и ТЕФО-4, изготовленные на предприятии «Теплообмен» в г. Севастополе, в мае 2004 года были испытаны на стенде лаборатории теплофизических исследований КиевЗНИИЭП, где в холодном отсеке климатической камеры поддерживалась температура минус 24ºС при температуре в теплом отсеке +18ºС.

Испытания подтвердили высокую эффективность аппаратов ТЕФО. В таблице 3 приведены некоторые данные из протокола испытаний.

Таблица 2. Некоторые данные из протокола теплотехнических испытаний ТЕФО



Черных Л.Ф., к.т.н., с.н.с, руководитель отдела строительной теплофизики КиевЗНИИЭП;
Дац П.А., инженер