Альтернативные способы вентиляции и рекуперация воздуха

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Вот именно. Для проведения анализа и поиска приемлемых строительных решений нужно исходить прежде всего из реальных ситуаций. А реальность такова, что вытяжка постоянно работает только в домах, спроектированных под принудительную вентиляцию. Ограждения в таких домах намеренно делаются максимально герметичными и их газоопроницаемость там никакого участия в очищении воздуха иметь не может.
В домах, спроектированных под естественнную вентиляцию, принудительная вытяжка включается только на кухне и в туалете лишь изредка. На общую картину это влияет мало, знаю это не понаслышке.
Вот и получается, что для рассмотрения влияния газопроницаемости ограждений на микроклимат в доме принимать в расчёт наличие вытяжных вентиляторов не стоит. Заслуживает внимание рассмотрение лишь трёх факторов, влияющих на возможный газообмен с внешней средой сквозь ограждения: тепловой напор, ветер и парциальное давление.

 

@chicken-A, Надеюсь Вы понимаете, что в нашем споре мы более союзники, чем противники, придерживающиеся разных взглядов на сам предмет спора. С этих позиций продолжу уточнение позиций. Вы пишите:

Вы под вытяжкой в последнем посте подразумеваете только принудительную вытяжку и пишите, что поскольку в домах, спроектированнных под "естественную вентиляцию" она не нужна, то и писать о ней не будем.
Однако тем самым Вы невольно ввергаете читающих (по крайней мере существенную часть читающих) в заблуждение, что достаточно только правильно решить вопросы притока, а остальное не важно.
Я же хотел подчеркнуть следующую мысль: вентиляция это всегда пара: приток плюс отток. И без какой-либо постоянно действующей вытяжки и постоянного притока тоже не будет. И постоянная вытяжка это как Вы понимаете совершенно не обязательно вентилятор.
В ИЖД тоже как и в многоквартирных домах очень часто проектируется "естественная приточно-вытяжная вентиляция", в которой вытяжка это вент стояк на крышу (без вентиляторов). Эта естественная вытяжка естественно не лишена недостатков - но это уже отдельный разговор.
Поэтому в описаниях СИСТЕМ вентиляции надо всегда говорить о конкретных парах: во так идет приток, а вот так идет или может идти отток.
А описывая только явления притока конечно не обязательно, но полезно для понимания, уточнять какая вытяжка подразумевается или должна дополнять ваш приток.

 

На самом деле интересно и важно определить при каких именно условиях общая фильтрация воздуха через ограждения это негатив.
А чтобы это определить достаточно сформулировать условия, при которых инфильтрацию воздуха через ограждающие конструкции дома можно признать полезной. Их на мой взгяд три:
1. Обеспечивается проектный (необходимый) приток воздуха. Примерно проектный. Недопустимы большие отклонения от требуемого количества как в минус так и в плюс.
2. Если в уличном воздухе есть (могут быть) загрязнения необходима фильтрация загрязнений.
3. Приходящий воздух не должен отнимать слишком много энергии у СО дома.

Вот с одновременным выполнением всех трех условий действительно дела обстоят как правило плохо. Однако это не означает, что задача в принципе не разрешима.
Вот отдельные замечания на эту тему.
1. Чтобы избежать чрезмерного увеличения притока при увеличении ветрового напора можно использовать материалы, в которых будет идти не ламинарное, а турбулентное движение воздуха. При этом, насколько я помню прочитанное на эту тему, воздухопроницаемость перестает зависеть или зависит значительно слабее оо разности давлений. Привести примеры пока не могу. Считайте это постановкой задачи.
2. Чтобы защищаться от загрязнений надо уменьшить до минимума приток через ничем не заполненные щели и дыры. Т. е., например, если у вас деревянный дом - надо тщательно проконопатить стены, чтобы то, чем вы закрыли щели было еще одновременно и фильтром воздуха.
3. У многих участников (простите сейчас не могу вспомнить у кого именно) ранее звучала такая мысль, что инфильтрация через ограждающие конструкции дома может быть сопряжена с эффектом рекуперации тепла дома. Сделаю одно на мой взгляд существенное дополнение к этому. Чтобы это было в принципе возможным должно выполняться два совершенно обязательных условия:
- общее количество тепла, уходящего через стены и другие ограждающие конструкции должно быть больше количества тепла, требуемого на нагрев приточного воздуха. А это не всегда выполняется: если дом очень теплый, а вентиляция запроектирована большая, то это условие не будет выполняться (потом отдельно приведу подтверждающие расчеты).
- те "пути" по которым воздух проникает в дом должны быть заполнены веществом, играющим роль передатчика тепла уходящего из дома приходящему воздуху. Т. е. воздух, приходящий через просто щели, нагреваться не будет. Воздух должен "просачиваться" через стену, потолок, чтобы успеть и суметь нагреться. И площадь поверхностей, через которую идет инфильтрация, должна быть большая, чтобы поток тепла из дома, уходящий через эти же поверхности был больше тепла, требуемого на нагрев входящего воздуха.

Все это вместе взятое - это достаточно сложная инженерная задача. Возможно в полной мере еще и не решенная.
p. s. чтобы быть последовательным с самим собой скажу - инфильтрация через ограждающие конструкции требует наличия в доме разрежения порядка 10 Па или несколько более, которое может создаваться, например, вент стояком (если дом двухэтажный, то теоретически такой вент стояк работать должен)

 

Несколько цифр к вопросу о возможности рекуперации тепла при инфильтрации воздуха через ограждающие конструкции дома.
Проведем примерный тепловой расчет для тестового домика площадью скажем 120 кв. метров с сопротивлением стен и перекрытия второго этажа равным скажем 5 кв. м град/вт. Пусть допустим площадь стен и перекрытия второго этажа в нем составляет 215 кв. метров.
Тогда для Московской области за отопительный сезон потери тепла через стены и перекрытие второго этаже в этом доме составят 5300 кВт часов.
Допустим в доме постоянно живет 4 взрослых. Примем, что им требуется постоянно действующая вентиляция с притоком 120 м3/час. Полагаю это не слишком много. Тогда за отопительный период на нагрев этого входящего воздуха потребуется 5200 кВт часов.
Цифры как видим почти одинаковы.
И тогда, чтобы рекуперация тепла составляла хотя бы 80% надо чтобы площадь поверхностей, реально обеспечивающих инфильтрацию воздуха, составляла не менее 80% от общей площади стен и перекрытия второго этажа.
А это означает, что щелей быть не должно никаких, а вся инфильтрация должна идти через практически ВСЮ поверхность стен и перекрытия.
Вот скажем в той же рубленой избе, которую часто используют для сравнения, это условие явно не выполняется. Там общий объем инфильтрации достаточно большой, но он весь идет через щели (пусть даже и закрытые мхом или другим утеплителем).

 

@ashum2014, Вы льёте много воды. И написали совершенного не о том, что я предложил. Вы сейчас общались с chicken-A.Простите что резко ответил.

 

"Всас над софитом свеса крыши", подача с солнечной стороны через воздушный СК. СК из сотового поликарбоната, абсорбер- черная ткань (спандбонд), дешевый, легкий, большой, можно и съемный, с "автом.форточкой" а бы летом не перегревать дом.

 

Хочу сформулировать такую конкретную задачу:
Имеется архитектурный проект дома площадью 120 м2, предназначенный для Московской области. Исходя из возможного и реально достижимого теплового сопротивления стен и других ограждающих конструкций получена расчетная величина теплопотерь через стены и перекрытие второго этажа 5300 кВт*часов за отопительный период. Площадь стен и перекрытия справочно 215 м2.
Будет постоянно жить 4 человека. Допустим им будет требоваться приток свежего воздуха 120 м3/час (т.е. пока допустим, что этого будет достаточно, а потом при необходимости можно будет внести коррективы).
Задача: без использования ПВУ обеспечить заданный воздухообмен так чтобы потери тепла в системе вентиляции не превышали 20% от потерь через стены (т.е. были не более 1060 кВт*часов за отопительный период). Для решения задачи можно выбрать любые материалы стен и перекрытий при условии, что тепловое сопротивление ограждающих конструкций будет не менее 5 м2*град/Вт.

 

Противоречие получается
либо "заданный воздухообмен"
либо теплопотери 1060квтч за оп.
выбирайте.
и еще:
воздухообмен какой? Перемешивающий или вытесняющий?
без пву, имеется ввиду естественная вентиляция?

 

Уточняю задачу:
Все таки не либо маленькие теплопотери на вентиляцию, либо заданный воздухообмен, а именно вместе - это такая постановка задачи. Задача сложная, допускаю что даже не решаемая при приемлемых затратах, но для себя хочу попытаться найти ее решение - найду опубликую.
Какой именно воздухообмен (перемешивающий или вытесняющий) для данной задачи несущественно. Если выяснится, что задача имеет решение - тогда следующий шаг это определение типа вентиляции (например, может статься для вытесняющей 120 м3/час достаточно, а для перемешивающей мало. Но уже следующий шаг).
ПВУ - это в данном контексте Принудительная вентиляция. Т. е. ищем решение без вентиляторов.

 

Это как...заданный и без ПВУ? Приказным порядком что ли?
Поровая вентиляция не регулируется человеком, она зависит прежде всего от состояния погоды. Видимо, поэтому практические рекомендации по использованию этого явления пока остаются лишь на страницах диссертаций.
Если уж искать реальные возможности освежения воздуха в жилище через ограждения, то, я думаю, нужно думать прежде всего о диффузии. Разность парциальных давлений углекислоты снаружи и внутри дома без ухудшения качества воздуха для дыхания может достигать 30 Па. А современные строительные ветрозащитные мембраны при таком давлении способны пропускать весьма солидные объёмы углекислоты.

 

Вентилировать помещение нужно по воде, кислороду, углекислоте, сероводороду, аммиаку и другим более крупным молекулам.
Возвращаемся к анализу газопроницаемости различным плёнок и постепенно приходим всё к тому же рекуператору.

 

У рекуператора и диффузной мембраны совершенно разные задачи и механизмы работы. Первый возвращает часть уже затраченного на отопление тепла, а диффузная мембрана может помочь вообще его не тратить.
Большинство имеющихся на рынке диффузных мембран легко выпустят нужное количество углекислоты (а также других накопившихся вредных примесей) наружу. Проблема не в них. Проблема в создании безопасной в плане отсыревания конструкции газопроницаемой слоистой стены и, прежде всего, в подборе подходящего для работы в таких условиях рыхлого утеплителя. Наиболее распространённая сейчас минвата здесь абсолютно не годится.

 

Проблема в том что мембрана выпустит вместе с неким компонентом воздуха также тепло, потому что для мембраны характерны большая площадь поверхности и малая толщина для обеспечения эффективности её работы.
Мембранный рекуператор, состоящий из той самой газоселективной мембраны, позволит, избавившись от загрязнителей, сохранить тепло.

 

Да, мне кажется вы правильно наметили один из вариантов решения для создания альтернативной и энергоэффективной вентиляции.
Однако здесь есть некоторые сложности в расчете, связанные с тем, что известные данные по воздухопроницаемости на мой взгляд методологически неправильно применять к диффузии газов. Правильнее отталкиваться от данных по паропроницаемости, делая поправку на разную динамическую вязкость паров воды и отдельных газов (СО2, кислород прежде всего). Пока все те расчеты, что я видел на эту тему меня не удовлетворили.
Есть и проблема в создании правильного пирога стены - паропроницаемого, но не боящегося влаги и добавлю, чья газопроницаемость не зависит от ветрового напора.
Чисто для примера возможного решения могу предложить такую последовательность слоев (изнутри наружу): брусовая стена, в которой стыки сознательно не проконопачены, затем утеплитель типа Шэлтер Эко (с высокой паропроницаемостью и низкой сорбционной влажностью), затем ветрогидрозащитная супердиффузионная мембрана для защиты от ветра.

 

Дело в том, что как раз похожий конструктивный вариант я сознательно реализовал уже 8 лет назад при строительстве своего загородного дома. Внутри наружная стена отделана имитацией бруса, дальше идёт сплошная клеть из рядового бруса без конопатки (только льно-ватиновая прокладка), листовой пеноизол (меттемпласт), двуслойная перфорированная мембрана с отличной ветрозащитной характеристикой и весьма умеренной (60 г/м2 в сутки) паропроницаемостью, наружная отделка блокхаусом. Все слои не имеют между собой воздушных зазоров, которые могли бы увеличивать общую воздухопроницаемость стены.
При выборе подходящей диффузионной мембраны я отталкивался от показателя её паропроницаемости, поскольку молекулы углекислоты и водяного пара не сильно отличаются друг от друга по размеру.
В целом с общей диффузионной способностью, воздухопроницаемостью и теплозащитной способностью пирога стены по всем признакам похоже, что попал близко к оптимуму. Потому что, с одной стороны, влияние даже очень сильного ветра не оказывает сколь-либо заметного негативного влияния на теплоизоляционную способность ограждения (расчетное сопротивление R = 4). А, с другой стороны, в доме при закрытых зимой форточках практически никогда не возникает признаков духоты. Это при том, что вытяжные каналы на кухне и в санузле открываются лишь эпизодически при пользовании плитой/небольшой печкой и туалетом. Других вентиляционных отверстий в оболочке дома нет.
В пироге стен, благодаря, я бы сказал, уникальным для такой цели свойствам утеплителя, всё это время не наблюдаю никаких следов накопления конденсата. В каком-то количестве, как и в любой пористой стене в холодный сезон, он, конечно, возникает, но пеноизол, практически индифферентный к увлажнению, воду не задерживает и она довольно быстро выводится наружу через мембрану.
Поскольку ветровой подпор никак не сказывается на микроклимате дома, я полагаю, что естественный процесс очищения воздуха в нём проистекает главным образом благодаря процессу диффузии газов сквозь ограждения. Влияние поровой рекуперации при этом не может быть существенным, а за счёт отсутствия необходимости в вентилировании происходит, безусловно, приличная экономия энергии на отопление.