Исторически здания вентилировались с использованием естественных средств, таких как открытие окна или двери, чтобы впустить свежий воздух в помещение. Однако с ростом числа методов герметизации этот метод недостаточен. Введите механическую вентиляцию, которая предлагает несколько вариантов удаления застоявшегося воздуха из помещения и свежего наружного воздуха внутри. Различные типы включают вытяжную, приточную, сбалансированную и рекуперацию энергии.
В этом кратком техническом документе мы рассмотрим каждый вариант механической вентиляции и обсудим, как они работают, их преимущества и любые существующие проблемы. Мы разберемся, “как и что” такое вентиляция, но давайте начнем с “почему”. Зачем нам вообще нужна вентиляция? Ответ заключается в поддержании здоровья и благополучия обитателей помещений за счет улучшения качества воздуха, которым они дышат. Кстати, установку приточно вытяжной вентиляции вы можете заказать на страницах специализированного сайта.
Повышенная герметичность воздуха и недостаточный IAQ
Поскольку здания становятся более герметичными для экономии энергии, непреднамеренным следствием является накопление загрязняющих веществ, образующихся внутри помещений, которые вызывают ухудшение качества воздуха в помещениях (IAQ). Недостаточный IAQ является серьезной проблемой во всех зданиях, поскольку он негативно влияет на здоровье, когнитивные функции, производительность и благополучие находящихся в помещении людей.
Воздух в жилых помещениях может быть довольно вредным для здоровья. Фактически, Агентство по охране окружающей среды США (EPA) заявляет, что:
- В среднем человек получает 72% химического воздействия дома.
- Уровни загрязняющих веществ в помещениях могут быть в два–пять раз, а иногда и более чем в 100 раз выше, чем на открытом воздухе.
- Большое количество загрязняющих веществ в воздухе помещений вызывает особую озабоченность, поскольку большинство людей проводят около 90% своего времени в помещении.
- Загрязнение воздуха в помещениях входит в пятерку основных экологических рисков для здоровья населения.
Недостаточный IAQ имеет много побочных эффектов. Они включают краткосрочные проблемы со здоровьем, такие как аллергии, головные боли и астма, а также долгосрочные, такие как рак, заболевания печени и почек. Лаборатория Гарварда и Беркли также определила, что недостаточный IAQ может вызывать когнитивные нарушения. В одном из своих исследований они обнаружили, что углекислый газ (CO2) может негативно повлиять на мышление на уровне большинства американцев?регулярно подвергаются воздействию в помещении.
Механическая вентиляция — это решение
Лучший способ повысить IAQ — это усиленная и сбалансированная вентиляция. Пока поступает достаточное количество свежего наружного воздуха и удаляется затхлый воздух в помещении, в помещении будет обеспечиваться высококачественная среда. Американская ассоциация легких поддерживает эту идею и заявляет, что надлежащая вентиляция необходима для поддержания свежести и здоровья воздуха в домах.
Вентиляция настолько важна для обеспечения приемлемого IAQ для домов, что Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) разработало стандарт 62.2, который устанавливает требования к вентиляции для удаления загрязняющих веществ из воздуха внутри дома. ASHRAE устанавливает скорость вентиляции на уровне 7,5 CFM на человека плюс 3 CFM на 100 квадратных футов, а стандарт 62.2 был принят, а также повлиял на местные нормы по всей территории США.
Типы механической вентиляции: вытяжная, приточная, сбалансированная и с рекуперацией энергии
Как утверждает Министерство энергетики США (DOE), энергоэффективные дома — как новые, так и существующие – требуют механической вентиляции для поддержания IAQ. Следовательно, на выбор предлагаются четыре механические системы вентиляции для всего дома: вытяжная, приточная, сбалансированная и с рекуперацией энергии. Обратите внимание, что системы непрерывной вентиляции “всего дома” были разработаны в 1980-х годах для удовлетворения потребностей IAQ в хорошо изолированных домах того времени.
Теперь давайте рассмотрим каждый тип механической вентиляции, которые также описаны в информационном бюллетене по вентиляции всего дома, составленном DOE. Вот четыре варианта:
Вытяжная вентиляция
- Системы вытяжной вентиляции работают за счет сброса давления в конструкции. Система отводит воздух из дома, вызывая изменение давления, которое втягивает подпитку снаружи через утечки в корпусе здания и преднамеренные пассивные вентиляционные отверстия. Вытяжная вентиляция наиболее подходит для более холодного климата, поскольку в более теплом климате сброс давления может привести к попаданию влажного воздуха в полости стен, где он может конденсироваться и вызывать повреждение влаги.
- Системы вытяжной вентиляции относительно просты и недороги в установке. Как правило, система вытяжной вентиляции состоит из одного вентилятора, подключенного к центрально расположенной единственной вытяжной точке в доме. Лучшей конструкцией является подключение вентилятора к воздуховодам из нескольких помещений, предпочтительно помещений, где образуются загрязняющие вещества, таких как ванные комнаты и кухни.
- Регулируемые пассивные вентиляционные отверстия через окна или стены могут быть установлены в других помещениях для подачи свежего воздуха, а не полагаться на утечки в ограждающей конструкции здания. Однако для нормальной работы пассивных вентиляционных отверстий могут потребоваться большие перепады давления, чем те, которые создаются вентилятором.
Проблемы:
- Одна из проблем, связанных с системами вытяжной вентиляции, заключается в том, что вместе со свежим воздухом они могут всасывать загрязняющие вещества. К ним могут относиться: радон и плесень из подвала, пыль с чердака, пары из пристроенного гаража и дымовые газы от камина или водонагревателя или печи, работающих на ископаемом топливе. Эти загрязняющие вещества вызывают особую озабоченность, когда вентиляторы для ванн, вытяжные вентиляторы и сушилки для белья (которые также сбрасывают давление в доме во время их работы) запускаются, когда также работает система вытяжной вентиляции.
- Системы вытяжной вентиляции также могут способствовать увеличению затрат на отопление и охлаждение по сравнению с системами вентиляции с рекуперацией энергии, поскольку вытяжные системы не охлаждают и не удаляют влагу из подпиточного воздуха до его поступления в дом.
Приточная вентиляция
- В системах приточной вентиляции используется вентилятор для создания давления в конструкции, нагнетания наружного воздуха в здание, в то время как воздух выходит из здания через отверстия в корпусе, вентиляционных каналах ванны и вытяжки, а также через специальные вентиляционные отверстия (если таковые имеются).
- Как и системы вытяжной вентиляции, системы приточной вентиляции относительно просты и недороги в установке. Типичная система приточной вентиляции имеет систему вентиляторов и воздуховодов, которая подает свежий воздух обычно в одну, но предпочтительно в несколько комнат, которые чаще всего занимают жильцы, например, в спальни и гостиную. Эта система может включать регулируемые оконные или настенные вентиляционные отверстия в других помещениях.
- Системы приточной вентиляции позволяют лучше контролировать поступающий в дом воздух по сравнению с системами вытяжной вентиляции. Создавая давление в доме, системы приточной вентиляции сводят к минимуму количество загрязняющих веществ, загрязняющих жилое пространство, и предотвращают обратную тягу дымовых газов из каминов и бытовой техники. Приточная вентиляция также позволяет фильтровать поступающий в дом наружный воздух для удаления пыльцы и пыли или осушать его для обеспечения контроля влажности.
- Системы приточной вентиляции лучше всего работают в жарком или смешанном климате. Поскольку эти системы создают давление в доме, они могут вызвать проблемы с влажностью в холодном климате. Зимой система приточной вентиляции приводит к тому, что теплый воздух внутри помещения просачивается через случайные отверстия в наружной стене и потолке. Если внутренний воздух достаточно влажный, влага может конденсироваться на чердаке или холодных внешних частях наружной стены, что приводит к появлению плесени, грибка и гнили.
Проблемы:
- Как и системы вытяжной вентиляции, системы приточной вентиляции не охлаждают и не удаляют влагу из приточного воздуха до того, как он попадет в дом. Таким образом, они могут способствовать увеличению затрат на отопление и охлаждение по сравнению с системами вентиляции с рекуперацией энергии.
- Поскольку воздух подается в дом в отдельных местах, наружный воздух может потребоваться смешать с внутренним воздухом перед подачей, чтобы избежать сквозняков зимой. Встроенный канальный нагреватель является еще одним вариантом, но увеличивает эксплуатационные расходы.
Сбалансированная вентиляция
- Системы сбалансированной вентиляции, если они правильно спроектированы и установлены, не повышают и не снижают давление в конструкции. Скорее, они вводят и отводят примерно равные количества свежего наружного воздуха и загрязненного внутреннего воздуха.
- Сбалансированная система вентиляции обычно состоит из двух вентиляторов и двух систем воздуховодов. Вентиляционные отверстия для подачи и отвода свежего воздуха могут быть установлены в каждой комнате, но типичная система сбалансированной вентиляции предназначена для подачи свежего воздуха в спальни и гостиные, где жильцы проводят большую часть времени. Она также удаляет воздух из помещений, где чаще всего образуются влага и загрязняющие вещества, таких как кухня, ванные комнаты и прачечная.
- В некоторых конструкциях используется одноточечная вытяжка, а поскольку они напрямую подают наружный воздух, сбалансированные системы позволяют использовать фильтры для удаления пыли и пыльцы из наружного воздуха перед его подачей в дом. Сбалансированные системы вентиляции также подходят для любого климата.
Проблемы:
- Как и системы приточной и вытяжной вентиляции, системы сбалансированной вентиляции не охлаждают и не удаляют влагу из приточного воздуха до того, как он попадет в дом. Поэтому они могут способствовать увеличению затрат на отопление и охлаждение, в отличие от систем вентиляции с рекуперацией энергии. Как и в системах приточной вентиляции, наружный воздух может потребоваться смешать с внутренним воздухом перед подачей, чтобы избежать сквозняков зимой.[24]
- Поскольку для них требуются две системы воздуховодов и вентиляторов, системы сбалансированной вентиляции обычно дороже в установке и эксплуатации, чем приточные или вытяжные системы.[25]