опрокидывается вентиляция в квартире

Обратная тяга в системах вентиляции — причины появления и как устранить

Обратная тяга — эффект опрокидывания направления воздушной струи в вентканале под воздействием внешних факторов. В результате вентиляция не отводит теплый влажный воздух, а добавляет его в квартиру, возможно, из помещений на вышерасположенных этажах. Опасность этого эффекта заключается в возможном появлении местных загазирований, скоплений влажного воздуха, обедненного кислородом. То есть уровень комфортности квартиры или дома существенно понижается. Можно разделить общедомовые и индивидуальные технические причины появления обратной тяги, с проявлениями которых борются отличающимися способами.

Общедомовые причины появления внешней тяги и борьба с ними

Признаками воздействия подобных факторов считают появление обратной тяги или существенное ухудшение нормальной в нескольких квартирах многоэтажного дома, проветривание которых завязано на одни и те же каналы. Чаще всего проблемы связаны со следующими причинами:

Важно помнить — самостоятельная чистка общедомовых вентканалов не допускается, эта проблема решается только через управляющую компанию.

В отдельных случаях обратная тяга связана с глобальными проблемами. При неправильном проектировании может происходить перераспределение потоков в поквартирной вытяжке за счет подъездного лестничного марша, шахты лифта или мусоропровода, системы дымоудаления. Но устранить такие проблемы самостоятельно уже не выйдет, это довольно сложная техническая задача, требующая серьезных расчетов.

Причины появления обратной тяги, которые можно найти непосредственно в квартире

Основная проблема связана с неконтролируемой установкой и подключением к общедомовым вентиляционным сетям дополнительного оборудования. Мощные вентиляторы и вытяжки, газовые проточные водонагреватели повышенной мощности — воздействие этой бытовой техники приводит к перераспределению воздушных потоков в квартире и может стать причиной появления обратной тяги. Особенно если нет нормального притока свежего воздуха.

Принцип возникновения обратной тяги в этом случае такой — для газовой колонки и мощной вытяжки нужен большой объем свежего воздуха. При отсутствии возможности получить его извне помещения, требуемое количество начинает поступать из вентиляционного канала. Проблему решить можно несколькими способами:

Тут приведены только наиболее вероятные причины появления обратной тяги. Во многих случаях воздействует не какой-то единичный, а целый комплекс факторов. Поэтому определить, в чем заключается проблема, будет сложно. По сути, решение подобных задач — проблема специалистов.

Источник

Почему дует из вентиляции

К сожалению, вентиляционная система иногда работает некорректно. Это когда начинает дуть из вентиляции обратно в жилые помещения дома. С собой воздух из вентшахты приносит неприятные ароматы, и это чувствуется сразу. Не стоит откладывать решение данной проблемы в долгий ящик, потому что сама собой она не решится. Давайте разберемся, почему же вентиляция работает в обратную сторону.

Естественная вентиляция дома

Конечно, в такой системе должен присутствовать приток воздуха, чтобы внутри дома не образовался вакуум или не понизилась тяга. Поэтому в фундаменте оставляют отдушины или делают отверстия в полу первого этажа.

Причины нарушения циркуляции воздуха

Если система вентиляции работает некорректно, значит, на то есть причина. Их много, но основных две:

Но основная все же причина – это отсутствие приточных потоков воздуха. Обычно в квартирах выводы в вентиляционную шахту производят через ванную, туалет и кухню. А приток воздуха происходил через окна (их неплотности) и входную дверь. Сегодня, когда вместо деревянных окон устанавливаются пластиковые с полной герметизацией стыков и соединений, проблема притока стала серьезной. Чаще всего обратная тяга появляется из-за этого. Эту проблему решают установкой в оконные системы приточных клапанов.

К другим причинам нарушения тяги и появления обратного потока относятся:

Причины неисправности вентиляции

К причинам неисправности можно отнести большое количество факторов. Главное надо понимать, что когда дует из системы вентиляции в квартире – это не одно и тоже, если этот же эффект появился в частном доме. То есть, неисправности в двух зданиях могут быть разными, потому что нарушение тяги в них имеет разные причины.

К примеру, в квартире чаще всего это происходит за счет установки вентилятора или вытяжки в кухне, который начинает давить по своему каналу, а воздух внутри, двигаясь к стояку с давлением, не успевает пройти всей массой вверх. То есть, частично он попадает в соседний канал туалета или ванной. Именно в этих помещениях и образуется обратный эффект. То же самое происходит в обратном направлении, если в кухне вентилятор отключен, а в туалете включен. Такое случается и с соседними квартирами, расположенными одна над другой.

Это говорит о том, что нельзя бездумно устанавливать дополнительные вытяжные приборы, не рассчитав их мощность. И чем мощнее вентилятор, тем сильнее обратная тяга системы вентиляции в квартире многоэтажного дома.

В частном доме произойти это по данной причине не может, потому что на стадии проектирования сегодня стараются вентиляционные каналы распределять по всем комнатам по отдельности. То есть, в кухне устанавливается свой стояк, в туалете и ванной свой отдельный. Но в доме иногда возникает другая проблема. Чаще всего стояки объединяют в один или два общих канала внутри чердака, а затем одну или две трубы выводят сквозь кровельное покрытие. И здесь в системе вентиляции появляются горизонтальные участки. Главная задача проектировщика – использовать как можно меньше такого типа воздуховодов, и довести до минимума угол наклона горизонтальных участков (снижение должно быть минимальным). То есть, чем круче этот участок, тем лучше движение воздуха вверх.

И еще три причины:

Итак, чтобы убрать обратную тягу, надо в первую очередь понять, почему она появляется.

Причины появления обратной тяги

Как уже было сказано выше, обратная тяга в вентиляции появляется по двум основным причинам:

Все остальные причины являются второстепенными, одни из которых обратную тягу не создают, а просто вентиляция перестает работать. С вентиляцией в квартире сложнее, потому что сама система – это сложный комплекс каналов, часто изготовленных из бетона. От стояка по все квартиры отходят ответвления, по которым воздух из помещений должен удаляться на улицу. И если сосед на нижнем этаже установи мощную кухонную вытяжку, то обратный поток воздушных масс будет чувствовать не только он, но и соседи с ближних к нему этажей.

В частном доме возникает обратная тяга по другим причинам, потому что вентиляция в квартире отличается от вентиляционной системы частного дома. Именно здесь установка вентиляторов может решить проблему. Но только надо определить место установки по разным стоякам.

Самостоятельное определение тяги

Проблемы с вентиляцией в многоквартирных зданиях

Проблемы с вентиляцией встречаются обычно после многолетней эксплуатации дома.

Все это снижает тягу, а значит, внутри квартир повышается влажность, а неприятные запахи станут извечными спутниками комнат. Что делать?

Решение проблемы с применением вентилятора

Наверное, многие подумали, что разговор заходит об установке вентиляторов на месте вентиляционных решеток. Никто этого делать не запрещает, хотя выше уже описано, к чему это может привести.

Разговор идет о вентиляторе, который устанавливается в систему на крыше. Это может быть механический дефлектор или ротационная турбина. Оба прибора работают от дуновения ветра, поэтому в безветренную погоду от них толку нет. Хотя, как показывает практика, именно установка этих приспособлений резко увеличивает тягу и предотвращают обратный поток.

Что касается вентиляторов на вентиляционных решетках, то стоит в первую очередь рассчитать их мощность. Она зависит от сечения вентиляционных каналов и от такого показателя, как воздухообмен в помещениях. К примеру, на кухне этот показатель должен варьироваться в диапазоне 12-20 м³/час в зависимости от типа плиты и количества конфорок.

Для этого надо рассчитать объем кухни. К примеру, площадь помещения 3х4 м при высоте потолков 3 м, объем будет составлять 36 м³. Теперь полученное значение умножаем на коэффициент 12-20. При минимальном значении производительность вентилятора равна 432, при максимальном 720 м³/час.

Профилактические меры

Что нужно делать, чтобы не образовалась обратная тяга.

Источник

Опрокидывание тяги вытяжной вентиляции

К сведению собственников жилых помещений:

Наступил очередной холодный период года и участились обращения собственников квартир жилого фонда в связи с тем, что вытяжные системы вентиляции (на кухне, в ванной комнате или в санузле) начали работать, как приточные и в помещения через вентканалы поступает холодный воздух. В технической литературе данное явление называется – «опрокидывание тяги».

Давайте разберемся в сути данного явления. Управляющая компания, в соответствии с п.12, утвержденных постановлением Правительства РФ от 14.05.2013 № 410 «Правил пользования газом в части обеспечения безопасности при использовании и содержании внутридомового и внутриквартирного газового оборудования при предоставлении коммунальной услуги по газоснабжению» должна не реже 3 раз в год выполнять проверку состояния дымовых и вентиляционных каналов и при необходимости их очистку в случае обнаружения в данных вентканалах каких-либо засоров.

Но зачастую опрокидывание тяги в системах естественной вытяжной вентиляции происходит не по причине засоров в вентканалах (хотя и это в некоторых случаях имеет место), а в связи неправильной эксплуатацией естественной вытяжной вентиляции собственниками жилых помещений. Происходит это следующим образом (для понимания физической сути данного явления сначала дадим некоторые принципы механизма работы систем естественной вытяжной вентиляции).

Под действием тепловых перепадов и разности давлений вытяжные каналы удаляют из квартиры воздух, создавая дефицит воздуха в помещении.

ПОЯСНЕНИЕ: тяга естественной вентиляции образуется за счет того, что в вентканале естественной вытяжной вентиляции воздух более теплый, чем воздух снаружи, значит давление воздуха со стороны вентканала (сверху из вентканала) меньше, чем со стороны помещения, поэтому и происходит движение воздуха в вентканале – вверх по вентканалу, т.е. на вытяжку. Эта разность давлений, т.е. тяга естественной вытяжной вентиляции измеряется в мм.вод.столба или в кг/кв.м. и численно равна произведению высоты вентканала от входа до выхода воздуха на кровле (в метрах) на разность удельных весов теплого и наружного воздуха (в кг/куб.м).

Тяга естественной вентиляции расходуется на преодоление гидравлического сопротивления движению воздуха. Это сопротивление складывается из двух составляющих: 1) сопротивления самого вентканала; 2) сопротивления проемов, через которые в квартиру поступает воздух снаружи (для возмещения удаляемого воздуха).

При проектировании систем естественной вентиляции выполняется гидравлический расчет вентканалов, в котором предполагается, что величина второй составляющей, т.е. сопротивления проемов для поступления воздуха снаружи, незначительна. Эта величина соответствует фактическому состоянию проемов, если в квартире открыта форточка, либо в каждой комнате окно открыто до положения «микропроветривание», либо имеются находящиеся в рабочем положении так называемые «приточные клапаны». Это особенно важно для ситуации, когда в квартире установлены пластиковые окна, отличающиеся, как правило, особой герметичностью.

ПРИМЕЧАНИЕ: При этом следует отметить (как показывает практика), что во многих случаях предусмотренные в современных оконных блоках устройства для «микропроветривания» (далее по тексту – МП) не соответствуют предъявляемым к ним требованиям и для приведенного в положение МП окна величина второй составляющей (см. выше) значительно больше, чем принятая в расчете.

В результате при определенном (в соответствии с проектом) соотношении данных параметров мы должны иметь требуемый расход удаляемого воздуха через вентканал и система должна находиться в равновесии. Но что происходит, когда наступает зима. Зачастую окна в квартире полностью закрыты (или хотя и находятся в положении МП, но устройства для МП не соответствуют принятым в расчетах проектировщиками). И в этом случае вторая составляющая намного больше, чем первая. В квартире при этом создается разрежение и происходит следующее: расход удаляемого воздуха резко сокращается. И если вентканалы в одинаковом положении, то все они будут работать на вытяжку при мизерном расходе воздуха через каждый вентканал. Но так не бывает! Всегда один вентканал в более выгодном положении, чем другие (например: при разности температур в отдельных помещениях; разных отметках вентшахт; если вентканал проходит по наружной более холодной стене; канал соседствует с рядом проходящим каналом из другой квартиры, который уже холодный, т.е. «опрокинулся» еще раньше, и т.д.). В этом случае система в целом переходит в режим неустойчивого равновесия. Т.е. перепад давлений есть, каналы заполнены теплым воздухом, но движение воздуха через каналы практически отсутствует – вследствие недостаточного притока. Система «останавливается».

При таком состоянии системы достаточно небольшого перепада давлений (который может быть вызван порывами ветра на улице, открыванием входной двери или более выгодным положением одного из вентканалов (см. выше), чтобы один из каналов «опрокинулся». Более того, зачастую и этого не требуется. Просто в одном из каналов, по которому идет самый мизерный расход воздуха, начинается со стороны кровли остывание воздуха, (наиболее быстрое именно для этого канала, хотя и в других каналах данной квартиры этот процесс имеет место, но в меньшей степени). Тяга естественной вентиляции для этого канала при этом УМЕНЬШАЕТСЯ (см. выше ПОЯСНЕНИЕ о том, за счет чего образуется тяга) и в какой то момент величина тяги становится меньше, чем величина разрежения в квартире. Дальше всё происходит лавинообразно! Из этого канала воздух начинает засасываться в квартиру, при этом канал заполняется холодным воздухом, тяга в нем сокращается до нуля и он начинает выполнять роль проема для поступления воздуха снаружи.

Таким образом, «опрокинутый» канал заполняется холодным воздухом, его стенки охлаждаются, появляется дополнительный перепад давлений из-за разности плотностей теплого и холодного воздуха в различных каналах, после чего вентиляционная система переходит в новое устойчивое состояние с поступлением наружного воздуха в помещение через вытяжной канал. Дальнейшие попытки запустить опрокинутые каналы за счет их прогрева газовыми горелками, подключения вентиляторов, увеличения высоты оголовков, как правило, эффекта не дают, поскольку не устраняются причины опрокидывания.

Если вентиляционные каналы расположены в разных частях одного помещения, то холодный воздух перемещается от одного из каналов – к другим. Как правило, в помещении «опрокидывается» один канал, при этом другие вытяжные каналы начинают усиленно работать на вытяжку.

При открытии створки оконного блока в любом помещении система вентиляции переходит в проектный режим – с удалением воздуха через все вытяжные каналы. Но если эти створки открываются на непродолжительное время, то при закрытии створки все возвращается в прежнее состояние. Более того, если канал остыл очень сильно, то и при открывании створок он уже не возвращается в прежнее состояние и тут уже требуется его прогрев, чтобы при открытых створках он стал работать нормально.

Вывод

Для того чтобы система работала правильно, воздух должен поступать в достаточном количестве для его удаления, в противном случае недостающий объем воздуха будет поступать через вентканалы, предназначенные для удаления воздуха, т.е. происходить «опрокидывание» системы вентиляции.

Итак, чтобы обеспечить устойчивую работу системы естественной вентиляции и предотвратить опрокидывание вентиляции на эксплуатирующихся зданиях, необходимо:

— для вывода системы в проектный режим – прикрыть (или полностью закрыть) вытяжные каналы, работающие на вытяжку; на первый взгляд, данный совет может показаться странным, поскольку для уменьшения притока холодного воздуха вроде бы надо перекрывать каналы, работающие на приток (что и пытаются делать большинство в подобных ситуациях); однако лишь перекрывая каналы, работающие на вытяжку, можно «заставить» опрокинутые каналы начать работать в проектном режиме; для ускорения этого процесса можно приоткрыть одну из створок оконных блоков;

— установить (смонтировать) в каждой жилой комнате, за исключением кухни и санузлов, оконные или стеновые клапаны с регулируемым расходом воздуха (рекомендуется установка ПРИТОЧНЫХ КЛАПАНОВ ДОМВЕНТ (в интернете они описаны достаточно подробно);

— далее – установить во всех каналах квартиры дросселирующие вкладыши с отверстиями диаметром 40-50 мм, увеличив, таким образом, сопротивление вытяжных каналов; в качестве дросселирующих вкладышей можно использовать любой листовой материал — пенополистирол, гипсокартон, полиуретан, которые можно легко вставить в вытяжные каналы;

— после выхода системы в проектный режим, можно заменить дросселирующие вкладыши в вентиляционных каналах жалюзийными решетками с регулируемым сечением; подобрать режим открытия заслонок приточных клапанов и жалюзийных решеток, обеспечивающих требуемый воздухообмен помещения.

ПРИМЕЧАНИЕ: установке дросселирующих вкладышей должна предшествовать регулировка системы естественной вентиляции, а это слишком сложная задача для собственников жилых квартир. С другой стороны, этим не обязана заниматься и управляющая компания (хотя при наличии в управляющей компании соответствующих специалистов для нее это не проблема). Поэтому в качестве РЕКОМЕНДАЦИИ для собственников может быть предложен следующий способ регулировки: просто перекрывать на 30-50 % входные отверстия в те вентканалы, в которых не произошло опрокидывания тяги (но сначала, естественно, как указано выше, эти каналы надо полностью закрыть, а в некоторых случаях, если при этом даже при открывании створок опрокинутые каналы не начинают работать нормально – их следует прогреть (можно обычным феном, направив в канал на 10-20 минут струю горячего воздуха). Далее, если и при отрегулированной таким образом системе опять (после закрывания окон даже на непродолжительное время) происходит опрокидывание тяги – регулировку повторить, перекрывая в большей или меньшей степени соответствующие вентканалы с учетом их «поведения».

Теперь, что касается юридической стороны вопроса. Как следует из постановления № 410 Правительства РФ, и анализа приведенных в настоящей статье причин, по которым может происходить опрокидывание тяги, управляющая компания не обязана этим заниматься, если опрокидывание тяги не является следствием засора в вентканале. Поэтому, если после обращения собственника в связи тем, что вытяжные системы вентиляции (на кухне, в ванной комнате или в санузле) начали работать, как приточные, окажется, что «опрокинутые» вентканалы не имеют засоров, то в этом случае следует считать, что решение этих вопросов не является обязанностью управляющей компании и ее услуги (даже просто визит ее представителя, не говоря уже о конкретной помощи по восстановлению нормальной работы естественной вентиляции в квартире, в которую его вызвали) должны быть оплачены.

Поэтому собственникам тех квартир, в которых опрокидывание тяги произошло с наступлением холодного периода года, предлагается взвесить все обстоятельства и, прежде чем обращаться в управляющую компанию, попробовать самим решить эту проблему, предположив при этом, что опрокидывание тяги не является следствием засора. Как следует из данной статьи, эта задача вполне по силам любому и не требует каких-то особых усилий или специальных навыков.

Составил: А.В. Гаврилястый

Для данной статьи использованы материалы из интернет – см. ниже ссылку

Источник

Система вентиляции жилых многоквартирных зданий: «опрокидывание» вытяжных каналов

Ventilation Systems of Apartment Buildings: «Inversion» of Exhaust Ducts

A. D. Krivoshein, Candidate of Engineering, FSBEI HE Siberian State Automotive and Highway Academy

Keywords: ventilation, residential buildings, supply devices, exhaust ducts, air flowrate

Organized air exchange (ventilation) is the main method providing for clean air in apartments of residential buildings. Quality and reliability of ventilation affect the comfort of living, people’s health, integrity and durability of building structures. The article looks into a number of aspects disturbing stable operation of ventilation systems with natural draft that are common in many residential apartment buildings.

Организованный воздухообмен (вентиляция) является основным способом обеспечения чистоты воздуха в квартирах жилых зданий. От качества и надежности работы вентиляции зависят комфортность проживания, здоровье людей, сохранность и долговечность конструкций здания.В представленной статье рассматривается ряд аспектов нарушения устойчивой работы систем вентиляции с естественным побуждением, характерных для многих жилых многоквартирных зданий.

Система вентиляции жилых многоквартирных зданий: «опрокидывание» вытяжных каналов

А. Д. Кривошеин, канд. техн. наук, ФГБОУ ВО СибАДИ

Количественная оценка некоторых закономерностей

Для количественной оценки и анализа закономерностей «опрокидывания» рассмотрим в качестве примера простейшую систему вентиляции двухкомнатной квартиры верхнего этажа многоэтажного здания. В квартире – два приточных клапана с известными характеристиками и два вытяжных канала разной высоты. Регулирование воздухообмена осуществляется регулированием приточных клапанов – от их полного открытия до полного закрытия с определенным шагом.

Расчетная схема системы вентиляции, граф и система уравнений, составленные согласно [10], приведены на рис. 2.

Схематичный план (а), расчетная схема (б) и граф (г) системы вентиляции квартиры верхнего этажа жилого дома с естественным побуждением движения воздуха и система уравнений, характеризующая условия опрокидывания (в)

Расчеты выполнены при последовательном изменении площади приточных клапанов – от состояния их полного открытия до полного закрытия и вновь до полного открытия с определенным шагом.

Особенность расчетов – учет заполнения «опрокинутого» канала холодным воздухом и изменение располагаемого перепада давлений для этого канала. Следует отметить, что классический подход к решению этой задачи – расчет расхода воздуха в каналах при «опрокидывании» – не учитывает этой особенности.

На рис. 3 приведены результаты математического моделирования системы вентиляции (см. рис. 2) в виде зависимости расхода удаляемого воздуха через каждый из каналов от характеристики сопротивлений на притоке. Зависимость построена по результатам расчетов системы вентиляции в виде последовательных стационарных (квазистационарных) состояний при различной площади приточных клапанов.

Изменение расходов воздуха в вытяжных вентиляционных каналах (а) и перепадов дав-лений между внутренним объемом и окружающим воздухом на уровне приточных устройств (б) при изменении характеристики сопротивления приточных клапанов (при разной высоте вытяжных каналов)

Анализ результатов показывает, что при постепенном закрытии приточных клапанов (при увеличении характеристики сопротивления sпр) расход воздуха через вытяжные каналы уменьшается, перепад давлений возрастает, система вентиляции постепенно приходит в неустойчивое состояние. При характеристике сопротивления sпр » 0,3 (для приведенного примера) канал 2 «опрокидывается». При этом перепад давлений резко уменьшается, расход воздуха через канал 1 возрастает. Дальнейшее уменьшение площади приточных клапанов, вплоть до полного их закрытия, приводит не к остановке системы вентиляции, а к увеличению расхода воздуха через «опрокинутый» канал и лишь к небольшому росту перепада давлений. Система вентиляции из одного устойчивого состояния с удалением воздуха через вытяжные каналы (при полностью открытых приточных клапанах) переходит в другое устойчивое состояние с притоком воздуха через «опрокинутый» вытяжной канал.

При последующем открытии и постепенном увеличении площади приточных клапанов (показано стрелками) происходит: постепенное уменьшение перепада давлений, увеличение расхода удаляемого воздуха через канал 1 и уменьшение расхода воздуха в «опрокинутом» канале (см. рис. 2). Однако возврат системы вентиляции в первоначальное состояние происходит уже при другом перепаде давлений, чем опрокидывание. То есть наблюдается своего рода гистерезис – возврат системы в первоначальное состояние при иных условиях, чем «опрокидывание». Представляется, что отмеченный эффект обусловлен заполнением опрокинутого канала холодным воздухом и, соответственно, необходимостью приложения дополнительных усилий (большего перепада давлений) для его удаления («выталкивания» холодного воздуха из канала) при выходе системы в первоначальное состояние.

Неоднозначность ситуации заключается в том, что даже полного открытия приточных клапанов может оказаться недостаточно – «опрокинутый» вентиляционный канал будет продолжать работать на приток, и лишь открытие створки окна может вернуть систему в проектное состояние.

Аналогичные расчеты, выполненные при увеличенной высоте каналов, показывают, что в данном случае опрокидывание канала происходит несколько позднее – при большем закрытии приточных клапанов (рис. 4). Систему вентиляции при увеличении высоты каналов сложнее вывести из устойчивого состояния. Но и для вывода системы из «опрокинутого» состояния, если это случилось, требуется большая площадь приточных клапанов. И чем выше вентиляционные каналы, тем сложнее вернуть их в проектный режим, если один из них «опрокинулся».

Изменение расходов воздуха в вытяжных вентиляционных каналах квартиры нижнего этажа в зависимости от характеристики сопротивления приточных клапанов (при разной высоте вытяжных каналов h₁ = 28,34 м, h₂ = 27,34 м)

Понижение температуры наружного воздуха сказывается аналогичным образом. Увеличиваются перепады давлений, и нарушение устойчивой работы системы вентиляции происходит позднее – при меньшей площади приточных клапанов.

Более сложный случай для математического моделирования – вариант с равной высотой оголовков вентиляционных каналов.

Формально при равной высоте вентканалов увеличение сопротивления на притоке, вплоть до полного закрытия приточных клапанов, должно приводить к остановке системы вентиляции. При отсутствии притока воздуха (или его малых расходах) и в вытяжных каналах расход удаляемого воздуха должен стремиться к нулю, как это следует из классической теории аэродинамического расчета подобных систем вентиляции. Однако данное состояние системы становится крайне неустойчивым. И достаточно приложить небольшие усилия, чтобы система вентиляции вышла из равновесия. Такими возмущающими факторами могут являться: повышение температуры удаляемого воздуха в одном из каналов, порывы ветра, «хлопок» входной двери и другие. В данном случае необходимо уже динамическое моделирование, позволяющее оценить значимость тех или иных воздействий на устойчивость системы вентиляции. Но сам переход – его границы могут быть определены на основе имеющегося математического аппарата.

Результаты моделирования по описанной выше методике, при задании разной температуры удаляемого воздуха (в частности, +20 и +23 0 С, что вполне может иметь место в реальной квартире, например на кухне и в санузле), приведены на рис. 5. «Опрокидывание» канала происходит при закрытии приточных клапанов – в помещении с более низкой температурой удаляемого воздуха. Закономерности изменения расхода воздуха от характеристик сопротивления на притоке аналогичны ранее рассмотренному случаю с каналами разной высоты. Вывод «опрокинутого» канала в проектный режим также требует увеличения площади приточных устройств или открытия створки окна.

Изменение расходов воздуха в вытяжных вентиляционных каналах квартиры верхнего этажа в зависимости от характеристики сопротивления приточных клапанов при равной высоте каналов (температура воздуха, удаляемого через вытяжные каналы, отличается – t_кан1 = +23 0 С; t_кан2 = +20 0 С)

Бесспорно, приведенные результаты расчетов носят частный характер и справедливы для рассмотренных условий. Однако отмеченные закономерности позволяют объяснить ряд физических процессов и оценить их количественно.

Границы опрокидывания

Определение границ опрокидывания в реальных зданиях является достаточно непростой задачей, поскольку требует учета комплекса факторов, оказывающих влияние на изменение расходов приточного и удаляемого воздуха в квартирах разных этажей, в том числе на изменение характеристик отдельных элементов системы вентиляции при изменении расходов воздуха, хотя в целом задача вполне разрешимая.

Для простых случаев, например для системы вентиляции, представленной на рис. 2, граница опрокидывания может быть определена из системы уравнений, описывающих ее состояние (см. рис. 2, в).

При увеличении сопротивления на притоке происходит уменьшение величины ΔP_канал2, так как уменьшается расход приточного воздуха и, соответственно, уменьшается расход удаляемого воздуха через этот канал. Это изменение будет происходить до тех пор, пока располагаемое давление для этого канала P_тепл.2 не сравняется с потерями давления на притоке ΔP_приток (с сопротивлением приточных клапанов). При этом ΔP_{канал 2} → 0. Эти соотношения и определяют границы опрокидывания. После того как потери давления на притоке станут больше располагаемого давления для канала с наименьшим располагаемым давлением (ΔP_приток > P_тепл.2), система вентиляции «опрокинется».

Некоторые частные случаи

Опрокидывание высоких каналов, работающих совместно с каналами меньшей высоты и расположенных в одном помещении. На первый взгляд ситуация невозможная и противоречит классической теории аэродинамики. Но такие случаи, хоть и нечасто, имеют место в реальной практике.

Рассмотренные выше закономерности позволяют смоделировать и эту ситуацию: когда в силу ряда обстоятельств, например ветровых воздействий при определенных особенностях застройки, более высокий канал заполняется холодным воздухом и «выключается» как вытяжной канал. Система вентиляции в этом случае может устойчиво (и достаточно долго) работать с поступлением холодного воздуха через высокий канал и удалением воздуха через канал меньшей высоты. При изменении условий система возвращается в проектный режим и при последующем появлении пограничного состояния «опрокинутым» может оказаться уже другой канал.

Изменение режима работы каналов в различные периоды времени. В реальных квартирах зачастую наблюдается «исчезающий» дефект – изменение режима работы каналов, расположенных в квартире. Например, «опрокинутым» оказывается то канал кухни, то, через некоторое время, канал санузла. Исходя из изложенных выше соображений эта ситуация объясняется воздействием случайных факторов (внешних или внутренних), оказывающих влияние на систему вентиляции в неустойчивом состоянии. Например, после открытия створки окна или входной двери все каналы квартиры практически мгновенно выходят в проектный режим. Но после закрытия окна или двери, в результате сочетания случайных факторов, может «опрокинуться» не тот канал, который был «опрокинут» ранее.

При наличии в квартире трех (или более) вытяжных каналов и недостаточном притоке воздуха, режим «опрокидывания» может перемещаться от одного канала к другому. Следует отметить, что при трех и более каналах в квартире «опрокидывается» только один канал. Остальные работают на вытяжку.

Нарушение работы систем вентиляции в новостройках. Наиболее часто описанные процессы отмечаются во вновь построенных зданиях, и по прошествии некоторого времени они могут исчезать сами по себе. В данном случае процессы «опрокидывания» могут быть связаны с особенностями заселения квартир: в новостройках заселение квартир происходит постепенно. Соответственно, в некоторых квартирах закрыты и окна, и приточные клапаны, что и понятно: зачем проветривать неэксплуатируемые помещения? Недостаточный приток обусловливает выход системы вентиляции в неустойчивое состояние со всеми вытекающими последствиями, описанными выше. По мере заселения квартир увеличивается частота проветривания помещений, открываются приточные клапаны, и система «сама собой» выходит в проектный режим. Хотя нередки случаи, когда система вентиляции после успешной работы в проектном режиме вновь «опрокидывается» вследствие рассмотренных выше причин.

Нарушение работы систем вентиляции в период стояния низких температур наружного воздуха. Нередко «опрокидывание» вытяжных каналов проявляется в период стояния низких температур наружного воздуха. Последствия нарушения работы системы в этот период особенно негативны, поскольку поступление холодного воздуха приводит к переохлаждению помещений и выпадению конденсата (обмерзанию) на стенках поверхности вытяжных каналов. Причины: при низких температурах наружного воздуха жильцы ограничивают работу приточных клапанов (если они есть) и практически исключают проветривание путем открытия створок окон или форточек окон. Недостаточный приток приводит к изменению направления движения воздуха в одном из вытяжных каналов.

Опрокидывание сборных каналов многоэтажных зданий. В системах вентиляции многоэтажных зданий с холодным чердаком и каналами-спутниками, присоединяемыми к вертикальному сборному каналу, может быть «опрокинут» весь сборный канал. Эта ситуация возникает при недостаточном притоке по всем квартирам, расположенным друг над другом (чаще всего в начальный период эксплуатации жилого дома). Возврат в проектный режим возможен при одновременном открытии створок окон на нескольких этажах.

Что делать?

Вопрос, что делать с «опрокидыванием» вытяжных вентиляционных каналов, можно условно разделить на несколько подвопросов:

— что делать на стадии проектирования?

— что делать при строительстве и сдаче жилого дома в эксплуатацию?

— что делать на стадии эксплуатации, если подобное явление все же случилось?

На стадии проектирования представляются обязательными применение приточных вентиляционных устройств и их увязка с вытяжными вентиляционными каналами. При этом не каких-либо приточных устройств типа клапанов «самовентиляции» с расходом воздуха 3–5 м 3 /ч, а полноценных приточных клапанов (оконных или стеновых), с известными характеристиками, позволяющими проводить аэродинамический расчет на сочетание наихудших условий. В этой связи нельзя не высказать недоумение по поводу того, что при всей актуальности и обязательности применения регулируемого притока воздуха до последнего времени отсутствуют какие-либо нормативные требования к приточным клапанам и методам оценки их показателей.

Следует подчеркнуть, что наличие приточного клапана является обязательным, но недостаточным решением, поскольку на стадии эксплуатации приточные устройства могут быть закрыты либо в силу отсутствия проживающих, либо по причине отсутствия необходимости проветривания данного помещения. В этой связи представляется необходимым устройство регулируемых вытяжных вентиляционных решеток с регулируемым сечением и обратным клапаном.

Универсальное решение – проектирование систем вентиляции с децентрализованным механическим удалением воздуха посредством установки вытяжных вентиляторов во всех каналах квартир, по терминологии Р НП «АВОК» 5.2–2012 – систем механической вытяжной вентиляции с индивидуальными вентиляторами с естественным притоком воздуха [1]. Обязательное условие – оснащение вытяжных вентиляторов обратными клапанами и регуляторами количества оборотов. В идеале – установка вентиляторов с программируемым режимом работы, датчиками движения, относительной влажности воздуха, углекислого газа и т. п.

На стадии строительства, а конкретнее на стадии сдачи здания под отделку, представляется целесообразным ограничение расхода удаляемого воздуха через вытяжные каналы. Простое решение – установка регулируемых вентиляционных решеток с возможностью закрытия вентканалов либо установка в вентиляционные каналы дросселирующих заглушек с отверстиями, рассчитанными на увеличение аэродинамического сопротивления. При отсутствии проживающих (на начальной стадии эксплуатации здания) закрытые вентиляционные решетки или дросселирующие заглушки работают как дополнительные сопротивления, ограничивающие расход удаляемого воздуха и предохраняющие систему от «опрокидывания». Принцип работы: большое сопротивление на притоке – большое сопротивление на вытяжке. По мере заселения квартир вытяжные вентиляционные решетки будут открываться или заменяться вентиляторами с обратными клапанами.

В качестве примера на рис. 6 показаны закономерности изменения расхода воздуха через вытяжные вентиляционные каналы при закрытии приточных клапанов (при увеличении величины s_пр) и, соответственно, уменьшении площади вытяжных вентиляционных решеток (при увеличении величины s_кан). Результаты расчетов показывают, что в данном примере явление «опрокидывание» вентканалов возможно предотвратить.

Изменение расходов воздуха в вытяжных вентиляционных каналах квартиры верхнего этажа в зависимости от характеристики сопротивления приточных клапанов при увеличении сопротивления вытяжных каналов (высота вытяжных каналов разная – h₁ = 4,34 м, h₂ = 3,34 м)

Что делать на стадии эксплуатации, если подобные проблемы уже возникли? Как правило, жильцы квартир при появлении описанных проблем пытаются ограничить поступление холодного воздуха, перекрывая «опрокинутые» каналы. В подавляющем большинстве случаев это не дает эффекта, поскольку канал остается заполненным холодным воздухом и «опрокинутым» может оказаться сборный канал. Кроме того, вытяжной канал просто перестает работать как вытяжной, что тоже не очень хорошо. Решение заключается в ограничении расхода воздуха через канал, работающий на вытяжку, как это ни покажется парадоксальным на первый взгляд. Уменьшение расхода удаляемого воздуха может помочь запустить и перевести «опрокинутый» канал в проектный режим (хотя и не всегда). Радикальное решение – установка вытяжных вентиляторов с обратными клапанами.

Заключение

Нарушение работы систем естественной вентиляции жилых зданий, проявляющееся в виде изменения направления движения воздуха в вытяжных вентиляционных каналах, имеет вполне определенные физические причины, обусловленные, прежде всего, большим аэродинамическим сопротивлением ограждающих конструкций и приточных вентиляционных устройств.

Расчет и проектирование подобных систем требуют расчета вытяжных каналов с учетом их совместной работы, увязки с характеристиками приточных устройств, прогнозированием эксплуатационного состояния при различных сочетаниях внешних и внутренних воздействий. От правильного решения этих вопросов в значительной мере зависят устойчивость и эксплуатационная надежность системы вентиляции здания в целом.

Повышение устойчивости системы естественной вентиляции возможно путем применения приточных вентиляционных клапанов с заданными характеристиками, устройств регулирования сопротивления вытяжных вентиляционных каналов, применения систем механической вытяжной вентиляции с индивидуальными вентиляторами, обратными клапанами и программируемым режимом работы.

Источник