Пассивная вентиляция: Пассивные (естественные) системы вентиляции в помещениях — Статьи — РАЗУМ ПЛЮС Вентиляция

стандарты, происхождение и глобальное применение

Технология энергонезависимого (пассивного) домостроения с лёгкостью может быть применена не только в жилых домах, но и при строительстве коммерческих, промышленных и общественных объектов. Будучи эталоном энергетической эффективности, пассивный дом обеспечивает также отличное качество воздуха в помещении. Это достигается за счет исключения инфильтрации наружного воздуха и подачи его с помощью механической системы вентиляции с высокоэффективной рекуперацией тепла, нагретого и отфильтрованного.

Что такое пассивный дом?

Пассивный, или энергосберегающий, дом – это самый быстроразвивающийся стандарт энергетических характеристик более 30 000 зданий, построенных на сегодняшний день во всем мире. Основным его преимуществом является незамысловатость принципа: построить дом, который имеет отличные тепловые характеристики, исключительную герметичность с управляемой искусственной вентиляцией!

Этот простой, но надежный подход к проектированию зданий позволяет разработчику минимизировать затраты на отопление, и в некоторых жилых домах установить только полотенцесушитель, поскольку в традиционных системах отопления просто нет надобности. Необходимое же тепло может быть извлечено из окружающей среды и распространено с помощью механической вентиляции и рекуперации воздуха (MVHR).

Происхождение стандартов

Стандарты «пассивного дома» были разработаны в Германии в начале 1990-х годов. Их создателями являются профессора Бо Адамсон из Швеции и Вольфганг Файст из Германии. И первые сооружения нового образца появились в городе Дармштадт уже в 1991 году.

Как показало время, технология энергонезависимого строительства может быть применена не только в жилых домах, но также в коммерческих, промышленных и общественных зданиях.

Это привело к следующему функциональному определению Passivhaus:

Пассивный дом представляет собой здание, тепловой комфорт в котором может быть достигнут исключительно за счет догрева или доохлаждения свежей воздушной массы, которая необходима для обеспечения достаточного качества воздуха в помещении, без необходимости дополнительной рециркуляции воздуха.

То есть потребность в обогреве энергонезависимого дома

снижается до точки, где традиционная система отопления больше не считается существенной. Охлаждение также минимизируется по тем же принципам и за счет использования затенения, а в некоторых случаях посредством предварительного охлаждения подаваемого воздуха. Вечернее и ночное проветривание через открытые окна рекомендуется в течение летних месяцев.

Будучи эталоном энергетической эффективности, пассивный дом обеспечивает также отличное качество воздуха в помещении. Это достигается за счет исключения инфильтрации наружного воздуха и подачи его с помощью механической системы вентиляции с высокоэффективной рекуперацией тепла, нагретого и отфильтрованного. 

Глобальное применение

Модель пассивного дома может быть применена к любой климатической зоне мира и работать одинаково хорошо как в жарком климате, так и в более умеренном. 

На сегодняшний день энергоэффективные дома

спроектированы и построены во всех европейских странах, Австралии, Китае, Японии, Канаде, США и Южной Америке… а также дом стандарта Passivhaus был возведен даже на научно-исследовательской станции в Антарктиде! 

Истощение природных ресурсов

Осознание человечеством того факта, что сырьевые запасы планеты не безграничны, подталкивает людей к поиску альтернативных источников энергии. Необходимость уменьшить нашу зависимость от ископаемого топлива с каждым годом становится все важнее. Вместе с ценами на энергоносители продолжает расти и спрос на энергоэффективное строительство. Ведь только затраты на топливо, в зданиях с энергопотреблением менее 15 кВт ч/м², уменьшаются за год в 5–10 раз.

Сертификация стандартов

В Институте пассивного дома разработана серия сертификационных процессов для обеспечения качества любого официального здания, построенного или подвергшегося санации по данной технологии:

1. Строительные конструкции – пакет планирования пассивного дома (PHPP), используется для информационного обеспечения процесса проектирования и оценки или проверки соответствия стандартам энергосберегающего строительства.
2. Дизайнеры – сертификация специалистов, имеющих опыт в эко строительстве.
3. Строительство зданий – процесс сертификации предлагаемых конструкций и используемых компонентов в строительстве и отделке энергоэффективных сооружений.

Для обеспечения процесса сертификации утверждается ряд организаций, уполномоченных делать оценку и выдавать сертификаты качества пассивного дома. В дальнейшем эти официальные сертификаторы несут полную ответственность за соответствие качества постройки или модернизации по стандартам «EnerPHit».

Энергоэффективные дома

Энергоэффективный дом является оптимальным вариантом в российских климатических условиях. Данный вид построек включает в себя применение многослойных конструкций стен, современных материалов, сберегающих тепло, и многое другое.

В комплекс строительных решений для пассивного дома входит целый ряд мер:

• возведение в целом герметичных ограждающих конструкций в соответствии с теплосберегающими технологиями;
• использование материалов высокого качества для теплоизоляции;
• все части строения должны плотно прилегать друг к другу;
• для уменьшения потерь тепла оконные рамы устанавливаются максимально герметично;
• используется двойной стеклопакет, который наполнен инертным газом.
  С внешней стороны на стекло может быть наклеена особая пленка, пропускающая в комнату солнечную энергию, но в то же самое время не выпускающая тепло;
• на стадии проектирования принимается во внимание ориентация по сторонам света. С северной стороны окна не предусмотрены, остекление проводится на южном фасаде;
• обязательно хорошо утепляют фундамент и крышу;
• используют системы вентиляции с рекуперацией тепла и влаги.

Основные характеристики систем вентиляции с рекуперацией TURKOV:

Возможности	Zenit	Zenit HECO	CrioVent
Стабильная работа рекуператора	до -25°С	до -35°С	до -45°С
Возврат тепла (КПД возврата)	71%	86%	89%
Возврат влаги (КПД возврата)	40-50%	40-50%	50-60%
Количество рекуператоров	2	3	4
Предназначены для работы в условиях	Юга и Средней полосы России	Сибири и Дальнего Востока	Сибири и Крайнего Севера
Раздел в каталоге:	Подробнее. ..	Подробнее…	Подробнее…

Во время строительства проводят особые расчеты, в которых главный показатель — удельная трата тепла за один отопительный сезон. После этого вычисляют необходимое термосопротивление ограждений.

При верных расчетах средства, потраченные на энергоэффективность,

окупятся по прошествии первых же лет эксплуатации, а также позволят экономить и в будущем.

 

Ещё материалы по теме «энергоэффективный дом»:

 

Технологии теплосбережения в энергоэффективных и пассивных домах

В настоящее время население нашей планеты сталкивается с крупной проблемой, связанной с растущей высокими темпами стоимостью энергоносителей. В Европе технологии, позволяющие сберегать электроэнергию, внедряются уже достаточно продолжительное время.

Подробнее

Современные климатические системы для квартиры, коттеджа и загородного дома

Если уж вести речь о современных климатических системах, было бы странно не заглянуть в историю. Попытки адаптировать под себя непокорный суровый климат человечество начало осуществлять ещё задолго до нашей эры.

Подробнее

Современные энергоэффективные решения отопления, вентиляции и кондиционирования для коттеджа.

В случае, если на участке нет газа, то оптимальным проектным решением для системы отопления, вентиляции и кондиционирования коттеджа является единая система ОВК на базе геотермального теплового насоса.

Подробнее

Пассивная вентиляция, тень и уникальная эстетика: 3 тематических исследования перфорированных корпусов

Пассивная вентиляция, тень и уникальная эстетика: 3 тематических исследования перфорированных корпусов

Перфорированные стеновые панели обладают множеством преимуществ: они могут обеспечить пассивную вентиляцию, затенение и уникальную эстетику любому фасаду. В случае таких компаний, как Dri-Design, которая специализируется на настраиваемых и устойчивых металлических стеновых панелях, перфорированные панели могут изготавливаться в соответствии с широким спектром спецификаций, включая различные цвета, материалы, размеры, текстуры, формы и стили перфорации. Серия перфорированных изображений Dri-Design позволяет архитекторам наносить изображения на свои фасады, варьируя размер, расположение и плотность перфорации.

Ниже мы рассмотрим три тематических исследования зданий с использованием различных перфорированных панелей с учетом характеристик каждой из панелей и общего эстетического воздействия на здания.

Архитектура American AG Credit / TLCD

В здании American AG Credit, спроектированном в 2016 году в Санта-Роза, штат Калифорния, используются перфорированные цинковые панели на криволинейном трехэтажном фасаде. Перфорация в сочетании с полосами высоких стеклянных окон позволяет насладиться видом на калифорнийский пейзаж, одновременно модулируя солнце, чтобы отфильтровать дневной свет и тепло. Чтобы дополнить эти естественные функциональные характеристики перфорированного фасада, архитекторы также внедрили устойчивые системы сбора дневного света, рулонные шторы и вытесняющую систему вентиляции.

Используемые панели принадлежат к серии перфорированных стеновых панелей Dri-Design диаметром 1 мм, в частности, с использованием материала VMZINC Pigmento Red. Теплый, но современный цвет соответствует как окружающей среде здания, так и остальной эстетике его дизайна, а перфорированные панели придают фасаду неповторимую легкость и прозрачность. Тем не менее, цинковый материал был выбран не только из-за его эстетики, но и из-за его функциональных характеристик: дольше, чем у других строительных материалов, потому что он со временем образует естественные защитные слои, а также его способность подвергаться повторной переработке в течение неограниченного времени после использования. По этой причине цинк является экологически безопасным вариантом, не требующим особого ухода.

В общей сложности клиенты установили 48 198 квадратных футов панелей, воспользовавшись системой крепления компании, которая позволила установить панели на криволинейных наружных стенах.

Центр здоровья и водных видов спорта в Юго-Западном колледже / Генслер

Этот центр в Юго-Западном колледже в Калифорнии, завершенный в 2019 году, использует серию перфорированных изображений Dri-Design наряду со стандартными стеновыми панелями. Копируемые изображения представляют собой древние иероглифы майя, нарисованные профессором университета, последовательно повторяющие слова «первый», «здоровье» и «круто». Перфорированные панели подсвечиваются в ночное время, наполняя металлический фасад теплом и светом. Эффект состоит в том, чтобы сделать фасад игривым, интригующим и культурным.

Изображения создаются за счет изменения диаметра перфорационных отверстий, при этом более крупные перфорации составляют линию иероглифов. В целом, центр включает 5700 квадратных футов перфорированных панелей визуализации и 2500 квадратных футов стандартных панелей. Как и у других стеновых панелей, перфорация обеспечивает приток воздуха и затенение, а используемые материалы соответствуют высочайшему уровню экологичности: панели на 100% пригодны для вторичной переработки, которые эффективно производятся и быстро устанавливаются.

Магазины Clearfork / Nelsen Partners

Тем не менее, серия продуктов с наибольшей свободой дизайна — это металлические панели на заказ. В этом дизайне The Shops at Clearfork использовалась серия пользовательских панелей для создания перфорированного геометрического узора, при этом части металлических панелей были выдавлены для придания текстуры фасаду. В то время как архитекторы этого проекта использовали широкую гибкость Dri-Design в отношении цвета, материала, размера, текстуры, формы и перфорации для создания этого уникального и интригующего фасада, дизайнеры могут обратиться к компании с любыми идеями для пользовательской серии, чтобы в конечном итоге создать их собственный дизайн.

.

Что такое пассивная вентиляция с рекуперацией тепла?

Пассивная вентиляция с рекуперацией тепла (PVHR™) — это запатентованный метод подачи постоянного потока свежего воздуха при значительном снижении потерь тепла с использованием систем естественной вентиляции. Это достигается за счет надежной передачи тепловой энергии от вытяжного воздуха к приточному свежему воздуху. Он был разработан в 2013 году с помощью исследователей из Имперского колледжа Лондона для модернизации домов системами вентиляции, удаляющими спертый воздух, влажность и загрязняющие вещества. С тех пор эта концепция была расширена для использования в школах, офисах и новостройках. По сути, люди постоянно вырабатывают тепло, дыша и передвигаясь. Кроме того, такое оборудование, как компьютеры, осветительные приборы и проекторы, во время работы выделяет тепло. Традиционные методы вентиляции беспрепятственно выводят нагретый воздух из здания, тратя впустую весь тепловой выигрыш. Методы PVHR направляют этот отработанный воздух через тонкие металлические трубки, которые поглощают тепло и передают его входящему воздуху без какого-либо смешивания или загрязнения.

Технология сочетает в себе простоту пассивного стека с эффективностью рекуперации тепла механического устройства с питанием без связанных с этим затрат, обслуживания и потребления энергии. Это зависит от естественного воздушного потока восходящего горячего воздуха, генерируемого внутри здания, для удаления спертого воздуха, влаги и загрязняющих веществ при втягивании свежего воздуха снаружи. Он работает, используя энергию ветра и естественную плавучесть для пассивного воздушного потока. Энергия ветра нагнетает свежий воздух в систему вентиляции снаружи, создавая постоянный поток. Попадая в помещение, охлажденный воздух естественным образом опускается вниз, в результате чего более теплый воздух поднимается вверх и выходит через систему вентиляции. Чем больше скорость ветра или плавучесть, тем выше скорость потока. Лучше всего то, что он не имеет движущихся частей, которые могли бы сломаться, и не требует энергии для работы.

Что входит в систему пассивной вентиляции с рекуперацией тепла?

Система состоит из трех элементов, обеспечивающих ее конструктивные особенности; внешний кожух, теплообменник и диффузор воздушного потока. Капот будет располагаться на крыше здания и предназначен для улавливания ветра, нагнетающего его в систему. Сочетание ветра и плавучести обеспечивает достаточную силу для потока приточного воздуха.

Второй элемент представляет собой узел рекуперации тепла из двух коаксиальных теплообменников. Входящие и выходящие воздушные потоки направляются через ряд переплетающихся металлических трубок. Алюминиевые ребра в каждой трубе передают тепло от потока воздуха с более высокой температурой к более низкому без перемешивания потоков воздуха. Это означает, что когда температура внутреннего вытяжного воздуха выше температуры входящего свежего воздуха, входящий свежий воздух будет нагреваться. Летом, когда наружная температура может быть выше, поступающий воздух охлаждается.

В продуктах Ventive (Windhive, PASSIVE), обеспечивающих приток и вытяжку из одного блока, диффузор разделяет входящий и выходящий потоки воздуха. Входящий воздух подается вниз в помещение, а выходящий воздух собирается сверху. Это усовершенствование архитектуры потока увеличивает плавучесть, эффективно увеличивая скорость подачи воздуха. Постоянный поток воздуха наружу создает дисбаланс давления, который поддерживает постоянную циркуляцию свежего воздуха для жильцов, отсутствие холодных сквозняков, рекуперацию тепла и безопасный способ вентиляции помещений в ночное время.

Ventive ACTIVE имеет две отдельные настенные жалюзи, которые создают тот же эффект без необходимости использования специального диффузора.

Насколько эффективна пассивная вентиляция с рекуперацией тепла?

Вентиляционная система должна обеспечивать качество воздуха с минимальным влиянием на потребление электроэнергии и внутреннюю температуру. Реальные данные о производительности начальной школы Хорниман в Льюишеме, которые были представлены на техническом симпозиуме CIBSE в 2017 году, показали, что установка Ventive PVHR обеспечивает рекуперацию тепла с эффективностью 94% в течение девяти месяцев. Уровни CO2 в контролируемом классе оставались ниже 1000 частей на миллион в течение 55,5% часов занятий, ниже 1500 частей на миллион в течение 85% часов занятий и ниже 2000 частей на миллион в течение 97,5% часов занятий, что вполне соответствует требованиям для школьных классов.

Длительные испытания показали, что термический КПД регулярно достигает 72% при экономии 1500 кВтч в год. Система работает лучше всего, когда существует значительная разница между внешней и внутренней температурой. Это связано с тем, что при прохождении через теплообменник передается больше тепла, а эффект плавучести при подъеме теплого воздуха способствует более быстрому притоку воздуха в помещение. Кроме того, скорость ветра способствует большему притоку воздуха в помещения.

Посмотреть системы пассивной вентиляции Ventive

Конструкция пассивной вентиляции

Система пассивной вентиляции должна быть спроектирована таким образом, чтобы скорость воздушного потока была достаточной для удаления загрязняющих веществ и комфортной для людей.

На этой странице:

    Факторы, влияющие на расход воздуха
    Расчет расхода воздуха
    Особенности вентиляции
    Пассивная вентиляция дымовой трубы
    Вентиляция крыши.

Оптимальный расход воздуха зависит от температуры и влажности. Чем выше температура и влажность, тем больший поток воздуха необходим для поддержания комфортной температуры.

Факторы, влияющие на расход воздуха

Расход воздуха зависит от:

• преобладающего направления ветра
• средней скорости ветра (в качестве руководства используйте половину средней сезонной скорости, так как скорость ветра редко опускается ниже этого значения)
• как на участок влияют суточные и сезонные колебания ветра, такие как ветры с берега/моря, и как они могут меняться в течение дня
• форма здания, усиливает или ограничивает поток воздуха
• окружающие формы рельефа и насаждения будут ли они препятствовать потоку воздуха
• ориентация и положение окон, дверей, крышных вентиляторов, световых люков и вентиляционных шахт
• коэффициенты поверхностного давления вокруг здания.

Расчет расхода воздуха

Расход воздуха через приточное вентиляционное отверстие, создаваемое ветром, можно рассчитать по формуле Q = Cv x A x v, где:

Q     = расход воздуха (м ³ /с )
Cv     = эффективность отверстий (принимается 0,50,6 для перпендикулярных ветров и 0,250,36 для диагональных ветров)
A     = свободная площадь воздухозаборных отверстий (м ² )
v     = скорость ветра (м/с)

Вентиляционные элементы

При проектировании системы естественной вентиляции длинный фасад здания должен быть обращен к преобладающему направлению ветра, а двери и открывающиеся окна должны обеспечивать вентиляционные отверстия.

Убедитесь, что отверстия (впускное и выпускное):

• не загорожены
• одинакового размера
• могут контролировать поток
• расположены в противоположных зонах давления для увеличения потенциального потока воздуха.

Другие функции вентиляции включают:

• поддержание вертикального расстояния между двумя отверстиями для создания эффекта дымовой трубы, т. е. подъема горячего воздуха и, таким образом, увеличения потока воздуха
• шахты для обеспечения потока воздуха
• максимизация потока воздуха за счет наличия отверстий на разных уровнях или у потолка на противоположных сторонах помещения
• использование архитектурных и ландшафтных особенностей для направления и контроля воздушного потока — например, использование створчатых створок на наветренном фасаде, поскольку они могут быть более эффективными, чем другие типы створок, и включая открывающиеся окна на подветренной стороне.

Пассивная дымовая вентиляция

Пассивный дымовой вентилятор представляет собой вертикальную или почти вертикальную вентиляционную шахту, в которой влажный теплый воздух естественным образом поднимается вверх и выбрасывается наружу через вентиляционное отверстие над линией крыши. (Вентиляционное отверстие должно быть рядом с коньком, чтобы уменьшить влияние порывов ветра.) Перепады температур приводят к естественному непрерывному движению воздуха.

Более прохладный свежий воздух поступает в здание через открытые окна, жалюзи, приточно-вытяжные вентиляторы или утечки воздуха.

Эффект дымохода можно усилить, используя солнечную трубу (см. рисунок). Они обеспечивают свободный проход для воздуха и могут помочь повысить производительность. Солнечные дымоходы естественным образом нагревают восходящий воздух, чтобы увеличить разницу температур между более теплым отработанным воздухом и более холодным всасываемым воздухом.

Вентиляционная труба может быть хорошим вариантом для вентиляции ванной комнаты или другого влажного помещения.

Вытяжная вентиляция особенно хорошо работает зимой, когда температура в помещении намного выше, чем снаружи. Этот подход может быть не столь эффективным летом, когда разница температур в помещении и на улице может быть меньше или в помещении может быть даже прохладнее, чем на улице.

G4/AS1 упоминает пассивную дымовую вентиляцию на кухне/ванной/туалете/прачечной. В разделе 1.3.7 «Приемлемого решения» изложены требования, в том числе, чтобы эти вентиляторы:

• были спроектированы в соответствии со стандартом AS/NZS 4740:2000 Естественные вентиляторы — раздел 3
• «Классификация и производительность» не снижают производительность здания ограждающие и перегородки для внешней влаги, огня и акустики.
• Существуют отдельные требования к вентиляции кухонь и вентиляции ванных комнат, туалетов и прачечных.

Вентиляция крыши

Необходимо также учитывать вентиляцию подкровельного пространства. Поскольку дома в Новой Зеландии в последние годы стали более герметичными, то же самое произошло и с их крышами. Это может привести к скоплению влаги в подкровельном пространстве, если на крышу попадает большое количество влаги из нижних жилых помещений (например, через щели вокруг светильников). BRANZ обнаружил плесень на крышах нескольких относительно новых домов.

Вентиляция подкровельного пространства представляет собой решение. В ограждающих конструкциях запроектированы отверстия, которые позволят обменивать влажный воздух подкровельного пространства на свежий воздух снаружи. Элементы пассивной вентиляции обычно устанавливаются на софите/карнизе и коньке крыши. Свежий воздух обычно втягивается через карниз, а вентиляционные отверстия, установленные на коньке, действуют как выход. Вентиляция особенно важна для кровли типа Skillion.

У производителей кровельных материалов иногда есть рекомендации или требования по вентиляции подкровельного пространства, где используется их продукция. То, как здание спроектировано или используется, может привести к определенным требованиям к вентиляции. Чтобы процитировать оценку BRANZ для запатентованной битумной черепицы: если это требуется в соответствии с конструкцией крыши или жилым помещением, следует использовать перфорированные накладки софитов, софиты и коньковые вентиляционные отверстия, чтобы свести к минимуму количество влаги и тепла, аккумулирующихся в подкровельном пространстве.