Отопление и вентиляция: требования, стандарты и возможность совмещения систем

Содержание:

1. Вентиляция

• Цели
• Стандарты

2. Отопление

• Цели
• Средства

3. Комбинированные воздушно-отопительные системы

• Компактные решения
• Котлы воздушного отопления
• Канальные кондиционеры и тепловые насосы

4. Безопасность
5. Заключение

Каким стандартам или СП (санитарным правилам) должно подчиняться проектирование отопления и вентиляции жилого здания? Должны ли системы работать раздельно или их можно каким-то образом совместить? Давайте попробуем выяснить.

ВЕНТИЛЯЦИЯ

ЦЕЛИ

Они, в общем-то, просты и понятны: вентиляционная система должна удалять из жилых помещений отработанный воздух.

Со временем в результате жизнедеятельности живущих в доме людей, приготовления пищи, пользования ванными и туалетами состав воздуха в здании меняется:

• Растет влажность;
• Увеличивается концентрация пыли;
• Накапливаются неприятные запахи;
• Снижается количество кислорода.

Между прочим: если запахи и пыль просто делают жизнь в доме или квартире некомфортными, то избыточная влажность – это вода, выпадающая в виде конденсата на наиболее холодных поверхностях стен и потолков. Одна из причин так называемого промерзания стен – именно большое количества водяных паров в атмосфере.

Функция системы вентиляции – заменить загрязненный воздух свежим. Она может быть вытяжной (что мы и наблюдаем в большинстве городских квартир) или приточно-вытяжной.

Во втором случае проектирование вентиляции и отопления часто выполняется с учетом возможности рекуперации тепла: отработанный воздух проходит рядом с приточным каналом, отдавая ему часть тепла.

СТАНДАРТЫ

Они заложены в приложениях к СНиП 2.04.05-91.

• Для жилых помещений (спален, гостиных, детских комнат и столовых) кратность воздухообмена должна быть не меньше 0,35/час. То есть, попросту говоря, весь объем воздуха должен полностью обновляться примерно каждые 3 часа. При этом на одного постоянно присутствующего в помещении человека должно приходиться не менее 30 м³ свежего воздуха в час.
• Для кухонь в рабочие чертежи проектировщиков закладывается норма 60 м³/час для электроплит и 90 м³/час для 4-конфорочной газовой плиты. При этом должна быть предусмотрена возможность периодического проветривания с воздухообменом не менее 180 м³/час.

Полезно: обычно это требование выполняется присутствием форточки или режима фрамуги у металлопластикового окна. Но можно использовать и вытяжку.

• Ванные комнаты и туалеты – 25 м³/час на каждое помещение. Для совмещенного санузла проектирование систем отопления и вентиляции исходит из нормы в 50 м³/час с возможностью периодического увеличения потока воздуха до 90 и 120 м³/час для раздельного и совмещенного санузла соответственно.

Естественный вопрос: как это реализовать и зачем в этих помещениях периодическое проветривание? Ответ прост: при посещение душа или туалета достаточно включить вытяжной вентилятор, который удалит из помещений избыточную влагу и запахи.

Их концентрация, сами понимаете, меняется в зависимости от того, в каком режиме используются ванная комната и санузел. Как правило, включение вентилятора делается совмещенным с освещением.

ОТОПЛЕНИЕ

ЦЕЛИ

Капитан Очевидность рад подсказать: отопление нужно для поддержания комфортной температуры в холодное время года.

Какой именно температуры – можно узнать из межгосударственного стандарта ГОСТ 30494-96:

• Для жилых комнат нормой считается +20С.
• Для угловых жилых комнат нормальная температура несколько выше: +22. Более высокая температура поможет избежать промерзания холодных внешних стен.
• Норма для кухни – +18, что вполне объяснимо: в помещении много источников тепла – от холодильника до духовки.
• Отдельная ванная комната или совмещенный санузел должны быть прогреты до +25.
• Норма для туалета – +18С.

Обратите внимание: приведены действующие нормы для многоквартирных домов. Понятно, что вентиляция и отопление частного дома могут рассчитываться, исходя из индивидуальных пожеланий. Однако лучше ориентироваться на те же значения.

СРЕДСТВА

Чтобы обеспечить рекомендованную температуру, нам потребуется подвести в каждое помещение некое количество тепла.

Оно должно компенсировать все утечки:

• Через внешние стены;
• Через систему вентиляции;
  
•  В частном доме и на крайних этажах многоквартирных домов – через перекрытия и крышу.

Способы расчета тепловой мощности, на которые опираются проектировщики системы отопления и системы вентиляции, дают несколько усредненные значения: точно рассчитать утечки тепла через стены коттеджа или многоквартирного дома проблематично. К тому же они динамически меняются в зависимости от уличной температуры, ветра и влажности.

Однако уже давно выработана методика, на которую вполне можно опираться при самостоятельном проектировании.

Инструкция по расчету своими руками потребности в тепле довольно проста:

1. На 1 м³ объема помещения берется 40 ватт тепловой мощности.
2. На каждое окно добавляется 100 ватт тепла. На каждую ведущую на улицу дверь – 200.
3. Для угловых или торцевых квартир многоквартирного дома берется коэффициент 1,2 – 1,3, для частного дома – 1,5. Причины понятны: в первом случае увеличивается утечка тепла, потому что больше площадь общей с улицей стены; во втором случае добавляется потеря тепловой энергии через пол и потолок.
4. Наконец, используется региональный коэффициент: 0,7-0,9 для теплых регионов, 1,2-1,3 для европейской части России и 1,5-2,0 для Дальнего Востока и Крайнего Севера.

К примеру, расположенная в старом доме на Невском проспекте в Санкт-Петербурге угловая комната размером 6х4,5 метра с потолками высотой 3,5 метра и двумя окнами потребует (6*4,5*3,5*40+2*100)*1,3*1,3=6726,2 ватта тепла.

Понятно, что речь идет о максимальной потребности в пик холодов. Чтобы в более теплые дни регулировать температуру, не распахивая форточки – достаточно вентиль для радиатора отопления заменить дросселем или, что удобнее, термостатической головкой. После калибровки необходимая температура воздуха будет поддерживаться автоматически.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ВОЗДУШНО ОТОПИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Традиционно для обогрева и обновления воздуха используются два разных контура, которые не пересекаются между собой. А может ли система вентиляции и отопления быть одним целым?

Несомненно. И промышленность готова предложить ряд готовых решений.

КОМПАКТНЫЕ РЕШЕНИЯ

Открывает галерею предложений изделие отечественной военной промышленности – отопительно-вентиляционные установки типа ОВ65 и ОВ95. Они обладают теплопроизводительностью соответственно 6500 и 9500 ватт. Источником тепла служит сгорание дизельного топлива; его расход – 1,2 литра в час для младшей модели и 1,6 для старшей.

Кроме дизтоплива, установки используют электричество, причем собственным генератором не оснащены: изначально они были разработаны для установки на автомобили, в грузопассажирских кузовах и фургонах. Ток приводит в действие вентилятор, обеспечивающий нагнетание нагретого воздуха.

Эти установки и их многочисленные аналоги используются в гаражах, небольших мастерских и промышленных объектах малой площади в качестве отопительно-вентиляционной системы периодической работы. Однако для того, чтобы отапливать и вентилировать жилой дом, они слишком неэкономичны.

КОТЛЫ ВОЗДУШНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Котлы воздушного отопления и отопительные печи в сочетании с системами воздуховодов – более популярное решение.

Как оно работает?

• Сгорание топлива используется для нагрева не теплоносителя, а воздуха, продуваемого через теплообменник.
• Горячий воздух системой воздуховодов разводится по дому. Для того, чтобы уменьшить нецелевые потери тепла, система отопления и вентиляции прокладывается теплоизолированными рукавами; они укладываются под чистовой пол между лагами, прячутся в стены или монтируются над подвесным потолком.
• Вытесняемый из помещения холодный воздух удаляется на улицу полностью или частично. Некоторая часть объема может быть использована для повторного нагрева.

Полезно: казалось бы, логично подавать теплый воздух через расположенные максимально близко к полу решетки. В этом случае воздух равномерно прогреется за счет конвекции.

Не тут-то было: куда чаще система вентиляции подает нагретый котлом воздух сверху; холодные воздушные массы вытесняются им в расположенные внизу комнаты вытяжные решетки.

КАНАЛЬНЫЕ КОНДИЦИОНЕРЫ И ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

За рубежом и, последнее время, в России для поддержания постоянного и комфортного климата в коттеджах часто используются комбинированные системы климат-контроля, включающие:

• Канальный кондиционер, в зависимости от погоды способный нагревать, охлаждать и осушать воздух (см.также статью Отопление кондиционером – виды оборудования).
• Пылевой фильтр.
• Ультрафиолетовый фильтр для обеззараживания воздуха.
• Систему приточно-вытяжной вентиляции.

В качестве источника тепловой энергии используется электричество.

Чем хороша такая схема работы?

• Удобством. Единый блок управления системой отопления и вентиляции позволяет контролировать ВСЕ параметры из одной точки. Сравните с традиционной схемой, когда вытяжной вентилятор находится где-нибудь на чердаке, кондиционеры размещены в комнатах, а отопительный котел перемещен в подвал.
• Экономичностью. Как минимум на фоне традиционного электроотопления, дизельных, пеллетных котлов и баллонного газа. Инверторная схема управления компрессором позволяет перекачивать в помещение 3,5-4,5 киловатта тепла на каждый киловатт электрической мощности.
• Возможностью сохранить эстетику жилых помещений. На виду останутся лишь вентиляционные решетки: воздушное отопление подразумевает отсутствие радиаторов и разводки.

Есть, разумеется, и оборотные стороны.

1. Цена готовых решений достаточно высока. К примеру, предложения ТОЛЬКО канальных кондиционеров китайского производства с тепловой мощностью при работе на обогрев в 15 киловатт-часов начинаются от 70 000 рублей.
2. Внешний блок, отбирающий тепло у атмосферного воздуха, способен работать при температурах не ниже -15 – -25С.
3. Что еще прискорбнее – с падением температуры на улице эффективность системы падает.

Решение для российских широт, разумеется, есть. Его стоимость заметно превышает расценки на канальные кондиционеры; монтаж тоже обойдется дороже. Это геотермальный тепловой насос.

Идея, в общем-то, проста: если воздух зимой остывает до крайне низких температур, то грунт ниже глубины промерзания постоянно прогрет до 8-12С. Стоит погрузить в него теплообменник достаточной площади – и мы обладаем практически неограниченным запасом тепловой энергии, которую остается лишь перекачать в дом.

Не будем заострять внимание на технических подробностях: о геотермальных тепловых насосах написано более чем достаточно. Упомянем лишь общую стоимость проекта с воздушным отоплением: для средней полосы России и дома площадью 250 м² она составит около 15 тысяч евро.

БЕЗОПАСНОСТЬ

При проектировании нужно учитывать противопожарные требования к системам отопления и вентиляции.

Они полностью изложены в пособии 13.91 к СНиП 2.04.05-91, но к жилым помещениям применима лишь небольшая их часть:

• При использовании воздуховода из горючих материалов его следует прокладывать в шахте или негорючей гильзе.
• Уровень горючести в любом случае должен быть не ниже группы Г1 (слабогорючие, с температурой продуктов сгорания не выше 135С).
• Допускается использование вентиляторов и их кожухов из горючего материала.

В целях безопасности рекомендуется ограничивать температуру подаваемого в жилое помещение воздуха 60-ю градусами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из видео в конце статьи вы сможете извлечь дополнительную информацию о системах воздушного отопления, совмещенных с вентиляцией. Надеемся, что материал окажется полезным.