Выделения влаги и углекислого газа (CO2) в зимнее время, а также перегрев внутреннего воздуха помещения в летнее время, определяют необходимость периодической замены отработанного (в результате процессов жизнедеятельности человека) внутреннего воздуха на свежий наружный воздух.

В России, согласно действующим нормативным документам, основным средством для поддержания необходимых гигиенических условий в помещениях жилых зданий является естественный воздухообмен, обеспечивающий функционирование системы естественной вентиляции.

Естественный перенос воздуха в здании осуществляется под действием разности давлений внутреннего и наружного воздуха, возникающей вследствие перепада температур и (или) под действием ветра.

Интенсивность естественной вентиляции помещения определяется значением кратности воздухообмена. Под кратностью воздухообмена в общем смысле понимается отношение объёма воздуха Vо [м3/ч], поступающего в помещение в течение часа, к объёму (кубатуре) помещения V. В современных нормативных документах кратность воздухообмена — количество воздуха, необходимое для удаления из помещения за единицу времени (вытяжка) или подачи в помещения за единицу времени (приток).

Согласно СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование » и СНиП 31-02-01 «Дома жилые одноквартирные», требуемая кратность естественного воздухообмена определяется в зависимости от функционального назначения помещения и составляет для жилых помещений — 0,2 от объёма помещения [м3/час]; 60 м3/час на всё помещение для кухни и 25 м3/час для помещений ванных комнат и санузлов.

В последнее время появились отдельные публикации, указывающие на то, что эти цифры являются заниженными с точки зрения учёта допустимой концентрации CO2 в воздухе помещения. Аналогично показателям по пере- греву помещений от воздействия солнечной радиации (см. раздел 2.1.1), в нашей стране, вплоть до последнего времени, этой проблеме не уделялось должного внимания. Соответственно, в отечественных нормативных документах отсутствует норматив качества воздуха помещений жилых и общественных зданий по составу углекислого газа.

Углекислый газ в небольших количествах содержится в составе чистого атмосферного воздуха. По данным медицинских исследований, концентрация CO2 в воздухе равная 589 мг/м3 является необходимой для жизнедеятельности человека. Негативные последствия для человеческого организма начинают проявляться при повышении концентрации углекислого газа в 2 – 3 раза по сравнению с чистым атмосферным воздухом. При возраста- нии содержания CO2 в воздухе выше определенной величины человек начинает чувствовать себя дискомфортно, может впадать в дремотное состояние, возникают головные боли, тошнота, чувство удушья. Его влияние настолько постепенное и слабое, что его трудно сразу обнаружить. Этот предел индивидуален для различных людей — мужчин и женщин, детей.

Допустимое приемлемое значение содержания углекислого газа в помещениях с пребыванием людей было установлено гигиенистами и принято, например, стандартом ASHRAE 62-1989 на уровне 1 000 ppm (1 958 мг/м3) или 0,1% (об.) [8].

Исследования, проведенных в пяти странах ЕЭС группой итальянских ученых, показали, что 68% детей испытывают на себе негативное влияние СО2 выше уровня 1 000 ppm. У них наблюдалось тяжелое дыхание, одышка, сухой кашель и ринит чаще, чем у других детей.

В исследовании корейских ученых, в домах и квартирах, где живут дети больные астмой, замерялся уровень содержания веществ, которые считаются основными загрязнителями воздуха в помещении: СО, NO2, аллергены и СО2. В результате данных исследований были сделаны выводы о том, что самым важным фактором, влияющим на возникновение приступов астмы у детей, является только уровень концентрации углекислого газа.

В соответствии с указанными выше цифрами по допустимой концентрации СО2 в воздухе помещения, в опубликованных источниках приводятся цифры требуемого расхода приточного воздуха порядка 25 м3/час на одного человека до соответственно 50 м3/час в загрязнённом мегаполисе и в непосредственной близости от него [8].

В Германии нормативные требования к воздухообмену в зависимости от концентрации CO2 в помещении регламентируются DIN 1946-6 «Вентиляционные системы. Установки вентиляционные для жилых помещений. Требования, конструкции, приёмка». Показатели по воздухообмену, содержащиеся в указанном нормативном документе, базируются на данных по выделению человеком CO2 при различной степени активности, т.е. 12 л/час во время сна, 23 л/час во время обычной повседневной деятельности в жилом помещении и 18 л/час в среднем.

График рис. 2.1.3.1 иллюстрирует зависимость концентрации CO2 в 1 м3 помещения, от интенсивности воздухообмена. Так, при соблюдении режима вентилирования с кратностью 30 м3/час на одного человека в дневное время (при наличии активной жизнедеятельности) и 20 м3/час на одного человека во время сна, концентрация CO2 составит 0,1% от объёма помещения. Соответственно при снижении интенсивности вентилирования при активной жизнедеятельности до 20 м3/час на одного человека достигается предельно допустимая концентрация CO2, равная 0,15% от объёма помещения. Таким образом, график рис. 2.1.3.1 показывает гигиеническую потребность человека в притоке свежего воздуха.

В зависимости от степени заселённости квартиры требуемая кратность воздухообмена согласно DIN 1946 принимается равной от 0,3 до 0,8 от объёма помещения [м3/час]. При этом кратность 30 м3/час на одного человека принимается в качестве базовой расчётной величины.

Рис. 2.1.3.1. Зависимость концентрации CO2 в 1 м3 помещения, от интенсивности воздухообмена [м3/час] на человека (согласно DIN 1946-6): 1 (синий) — сон; 2 (красный) — средняя величина; 3 (зелёный) — активная жизнедеятельность

В европейской строительной практике вопросы как естественной, так и принудительной вентиляции помещений традиционно рассматриваются в комплексе с оконными конструкциями. При этом в специализированной литературе, как правило, используется термин «проветривание», идентифицирующий окно и применяемые с ним дополнительные устройства в качестве конструктивного элемента для осуществления приточной вентиляции.

В европейских нормативных документах зафиксированы 4 уровня проветривания и необходимые для них параметры воздухообмена.

Уровень 1. Проветривание для защиты от влажности.
Проветривание, не зависящее от пользователя (минимальный режим), которое помогает избежать сырости и образования плесени, при обычных значениях температуры и влажности в помещении. Дифференцируется в зависимости от требований по энергосбережению.

Уровень 2. Минимальное проветривание (минимальная вентиляция).
Проветривание, не зависящее от пользователя, которое обеспечивает минимальные требования по качеству воздуха в помещении при обычной влажности и обычном уровне содержания вредных веществ в помещении.

Уровень 3. Основное проветривание (основная вентиляция).
Проветривание, необходимое для обеспечения требуемых санитарно-гигиенических условий в пределах одной квартиры, а также для предотвращения избыточного перегрева помещения летом (обычный режим).

Уровень 4. Интенсивная вентиляция.
Необходимая время от времени вентиляция в усиленном режиме.

В соответствии с требованиями антикриминальной защиты помещения, проветривание для защиты от влаги и минимальная вентиляция должны осуществляться независимо от пользователя, т. е. при закрытых окнах через встроенные приточные клапаны, конструктивные решения и принцип действия которых рассмотрены в разделе 6.1.1. Таким образом, открывающееся окно может быть рассмотрено только как средство для осуществления обычной и интенсивной вентиляции. При этом все четыре уровня проветривания предполагают наличие централизованной вытяжной вентиляции с естественным или механическим побуждением (рис. 2.1.3.2).

Рис. 2.1.3.2. Проветривание через приточные клапаны в сочетании с централизованной вытяжной вентиляцией [10]

Централизованная вытяжная вентиляция с механическим побуждением в сочетании с естественной приточной вентиляцией через специальные клапаны или окна является наиболее распространённым решением в европейской практике.

Централизованная приточная вентиляция с использованием одного мощного вентилятора, распределяющего приточный воздух по комнатам через вентиляционные каналы, встречается гораздо реже. Как правило, приточные проветривающие устройства с механическим побуждением, проектируются в рамках так называемых систем децентрализованной вентиляции, когда рассматривается дополнительный режим проветривания отдельного помещения.

Приточные клапаны с механическим побуждением, как правило, интегрируются в единую автоматизированную систему жизнеобеспечения здания и автоматически управляются с единого пульта. Они могут быть оборудованы приводом для открывания и закрывания, управляемым датчиками, считывающими содержание CO2 в помещении, датчиками противопожарной сигнализации и др. Принципиальные решения таких систем и комплекс необходимых устройств для их функционирования подробно описаны в разделе 6.

Возврат к списку