14.06.2010. Гибридная вентиляция в многоэтажных жилых зданиях

В статье рассмотрены способы обеспечения устойчивой работы вентиляции в многоэтажных жилых зданиях массовых строительных серий. Рассматриваются системы как гибридной (естественно-механической вентиляции), так и чисто механической постоянно действующей вентиляции, отличительной особенностью которой является отсутствие необходимости существенного изменения типовых проектов зданий. Ряд рассмотренных решений может применяться не только в новом строительстве, но и при капитальном ремонте существующих зданий.
Гибридная вентиляция – вентиляция, в холодный и переходный периоды года работающая как естественная, за счет гравитационного и ветрового напора; в теплый период года побуждение движения воздуха обеспечивается механическими устройствами. Помимо термина «гибридная вентиляция» иногда используется термин «естественно-механическая вентиляция».
Известно, что естественная вентиляция в зданиях работает при наружных температурах ниже +5 °С. Гибридная вентиляция подразумевает использование естественной вытяжки при соответствующих значениях температуры наружного воздуха, то есть в холодный и переходный периоды года. Механические устройства для побуждения движения воздуха включаются в работу в периоды, когда относительно высокая температура наружного воздуха не позволяет обеспечить требуемый гравитационный напор. Эти механические устройства дают возможность нормализовать вытяжку в теплый период года. Кроме того, использование механического побуждения движения воздуха позволяет решить еще одну известную проблему, возникающую в многоэтажных зданиях с естественной вытяжной вентиляцией, – недостаточную вытяжку из квартир верхних этажей.
Специалистами неоднократно отмечалось, что переход от естественной к гибридной вентиляции является оправданным и полезным мероприятием, позволяющим нормализовать воздушный режим квартир при относительно небольших затратах и изменениях типового проекта. Применение гибридной вентиляции возможно как во вновь строящихся, так и в уже существующих зданиях.
Гибридная вентиляция может быть организована различными способами, наиболее распространенные из которых – использование осевых вентиляторов с лопастями специальной формы, не препятствующих работе естественной вытяжки, а также разного рода эжекционные системы.
Следует отметить, что гибридная вентиляция как способ организации воздухообмена помещений, основанный на совместном использовании в разные периоды года то естественной, то механической вентиляции, известна достаточно давно. В нашей стране еще в 1970-х годах в Московском научно-исследовательском и проектном институте типологии и экспериментального проектирования (МНИИТЭП) был разработан проект экспериментального жилого здания серии И–521 высотой 22 этажа, в котором предусматривалось совместное использование как естественной, так и механической вентиляции в зависимости от времени года. В холодный период года использовалась естественная вентиляция, организованная по принципу «теплого чердака»; в переходный и теплый периоды года использовалась механическая приточно-вытяжная вентиляция с утилизацией теплоты удаляемого воздуха для подогрева приточного. Естественная вытяжка осуществлялась посредством центральной вытяжной шахты, а механическая – посредством крышных вентиляторов. На центральной вытяжной шахте стояли клапаны, которые должны были переключаться автоматически по сигналам датчика температуры наружного воздуха одновременно с включением (выключением) крышного вентилятора.
Система работала следующим образом. Вытяжной воздух из квартир собирался в объеме «теплого чердака». В холодный период года вытяжка из «теплого чердака» осуществлялась посредством центральной вытяжной шахты через открытые клапаны. При повышении температуры наружного воздуха клапаны автоматически закрывались и одновременно включались в работу крышные вентиляторы. Схема организации вытяжной вентиляции приведена на рис. 1 (приточная установка и теплоутилизатор не показаны).
Проектом также предусматривалась рекуперация теплоты вытяжного воздуха для подогрева приточного посредством теплоутилизаторов с вращающейся теплообменной насадкой – роторных рекуператоров. Этот тип теплоутилизаторов обеспечивает наибольшую эффективность утилизации теплоты (до 80 %) из типов теплоутилизаторов, нашедших массовое применение.
Здание по рассмотренному проекту было построено в Москве, на проспекте Маршала Жукова. Однако эксперимент не был доведен до конца. Предусмотренный проектом роторный рекуператор не был даже смонтирован (в те годы отечественной промышленностью подобное оборудование не производилось, в проект был заложен рекуператор, производимый в Венгерской Народной Республике). Определенные претензии возникли и у органов пожарного надзора. В итоге здание вплоть до настоящего времени эксплуатируется исключительно с естественной вентиляцией.
На базе данного проекта был разработан проект многоэтажного жилого здания серии И-521А, который был привязан в Москве на улице Академика Янгеля, однако гибридная вентиляция в этом проекте не была реализована.
Неудачными оказались и более поздние попытки МНИИТЭП обеспечить нормативный воздухообмен в квартирах в любой период года за счет использования механической вентиляции в проектах жилых зданий серий И-580А и И-700А. Основная причина неудачи этих проектов – отсутствие организаций, эксплуатирующих механическую вентиляцию в жилых зданиях. В те годы уже существовала организация, осуществлявшая эксплуатацию систем механической вентиляции в высотных зданиях на Калининском проспекте, и предполагалась передача возводимых по рассматриваемому проекту зданий в эксплуатацию в эту же организацию, однако этого осуществить не удалось.
В результате системы механической вентиляции в зданиях, построенных по рассматриваемым проектам, никем не эксплуатировались. В двух десятках домов серии И-700А, построенных в Москве, вентиляторы просто не включались в работу. В дальнейшем при привязке этой серии в Управлении по проектированию жилищно-гражданского и коммунального строительства «Моспроект-1» проект был переработан: вместо механической была предусмотрена естественная вентиляция.
По-другому сложилась судьба зданий серий И-580А и И-700А в Зеленограде. Там с самого начала эксплуатация механической вентиляции была передана в ведение организаций, осуществляющих эксплуатацию промышленной вентиляции на предприятиях, расположенных в промзонах города. Эксплуатация выявила определенные проблемы. Так, например, оборудование оказалось достаточно шумным, в результате чего система превратилась, по сути, в вентиляцию периодического действия: она включается в работу по жалобам жильцов на низкое качество микроклимата в помещениях и отключается при жалобах на высокий уровень шума. Тем не менее, несмотря на все сложности и проблемы, механическая вентиляция в этих жилых зданиях работает и по сей день.