S.R. Опубликовано 21 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 21 Ноября 2008 Экономить нужно экономно - 2 (дышать или не дышать?) Рассмотрение прикладных задач строительной теплофизики грешит половинчатостью. Мы много, порой излишне много, говорим о вкладе термического сопротивления ограждающих конструкций в общую картину энергетического баланса здания. Но при этом совершенно упускаем тот факт, что суммарная структура теплопотерь здания состоит из двух примерно равноценных по абсолютным величинам составляющих – потери тепла через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, пол, потолок) и потери на подогрев вентиляционного воздуха. Давайте исправимся. И отправной точкой наших рассуждений пусть станет предположение, что Homo sapiens не только «человек разумный», но и, в первую очередь - млекопитающее. И на уровне метаболических основ существования наших организмов мы мало чем отличаемся от остальных братьев наших меньших. --------------------------------------------------------------- 1. Физиологический аспект. Человек, как и все млекопитающие потребляет кислород из воздуха и выделяет углекислый газ, как отход метаболизма. Причем в выдыхаемом воздухе кислорода меньше всего то на 5 – 7%, а вот углекислоты больше в 50 раз! Каждым своим выдохом человек отравляет окружающий его воздух углекислотой. И ничего тут не поделаешь – в такой способ мы выводим её из организма - посредством дыхания. Человеку для дыхания требуется 0.3 – 2.5 кубических метра в час свежего воздуха. Спим – меньше, работаем – больше. Но это при условии, что выдыхаемая человеком углекислота полностью удаляется из зоны дыхания и не попадает назад в организм. Если вдох делать через нос, а выдыхать через трубочку за пределы помещения – именно столько воздуха нам понадобится. И никакого дискомфорта (ну кроме шланга в зубах). Углекислота достаточно безобидное вещество для человека. Только начиняя с 2% её содержания во вдыхаемом воздухе человек ощущает явственно выраженные проявления углекислотного отравления – изменяется структура дыхания, изменяется щелочная реакция крови, снижается газовый и тканевый обмен, увеличивается кровоток, повышается артериальное давлении, появляются сонливость. аппатия и т.д. – Фильмы про подводников смотрели? Но дыхательные центры человека все время внимательно «отслеживают» содержание углекислоты во вдыхаемом воздухе. Начиная с её концентрации в 0.08% человек уже начинает ощущать необъяснимый дискомфорт – организм посылает сигнал – «Что то не так!». Натяните полиэтиленовый пакет на голову – через пару вдохов почувствуете эти сигналы – я не могу их выразить словами. Еще вроде бы ничего страшного, но в такой способ организм сигнализирует нам – «Распутай одеяло с головы», «Перевернись на другой бок», «Открой форточку», «Покинь помещение» и т.д. В жилых помещениях, в которых концентрация углекислоты превышает 0.08% (800 частей на миллион) возникает т.н. «синдром дискомфортного здания» - мы еще не можем понять почему, но нам в таком здании неуютно – это организм так сигналит нам и мы на подсознательном уровне воспринимаем эти сигналы как признак дискомфортности помещения. Поэтому то и была установлена норма Предельно Допустимой Концентрации (ПДК) содержания углекислоты во вдыхаемом воздухе для жилых помещений – не более 0.1%. 2. Математический аспект. Строительные Нормы и Правила (СНиП) регламентируют воздухообмен для жилых помещений – 3 м3 в час на каждый квадратный метр жилой площади. – Это примерно в 50 раз больше, чем нам потребно для дыхания. Предположим человек находится в квартире площадью 50 м2. СНиП-ы требуют чтобы за час приток свежего воздуха составил 50 х 3 = 150 м3. В то время как для комфортного дыхания человеку потребуется максимум 2.5 м3 – и то если он все это время дрова будет колоть. А если спит, то и вообще достаточно будет 0.3 м3 – превышение в 500 раз!!! Почему такое несоответствие? – Неужели СНиП-ы врут? Да нет, все верно. Просто в написании нормативного законодательства участвовали действительно СПЕЦИАЛИСТЫ от строительной теплофизики и гигиены, а не безграмотные школяры самоудовлетворяющиеся словодристикой в Интернете. Все дело в том, что в СНиП-ах предполагается, что выдох человеку гораздо удобней делать не через трубочку на улицу, а как обычно – ну привыкли мы так, что тут поделаешь? А раз так, то расчет необходимого количества воздуха ведется не из условий его подачи в объеме, потребном непосредственно для дыхания, а из условий ассимиляции (слияния одного с другим) выделяющихся вредностей (той же углекислоты) со свежим воздухом. Не буду приводить формулы («все Америки» давным давно открыты в СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование) приведу лишь общий принцип, заложенный в механизм расчета по этому СНиП-у. - В помещение поступает наружный свежий воздух в объеме достаточном для ассимиляции выделяемой человеком углекислоты. В результате перемешивания свежего воздуха с внутренним, часть вновь поступившего объема воздуха уходит в вентиляцию. Другая часть «свежего» воздуха смешивается со «старым» воздухом и поступает в зону дыхания человека. В итоге получается, что мы вынуждены дышать не свежим воздухом, а чуть более обновленным «старым» воздухом (в который мы сами же и «надышали» в 50 раз больше углекислоты). В итоге получается, что на обеспечение ПДК по содержанию углекислоты в воздухе нужно затратить намного больше воздуха, чем нужно непосредственно для дыхания. Более понятно данное явление иллюстрирует простой эксперимент. Налейте в литровую банку воды и добавьте туда щепотку растворимого кофе – для цвета. Объем банки – это объем воздуха потребный для комфортного дыхания. Вода в банке – имитирует воздух в помещении. Кофе – углекислота в этом помещении. А степень окрашенности воды пусть свидетельствует о пригодности воздуха для дыхания – прозрачная вода – воздух пригоден для дыхания, присутствует окраска – ПДК по углекислоте превышен. Если Вы за раз сольете всю окрашенную воду (выкачаете весь воздух из помещения) и добавите свежей – потребуется всего 1 литр воды. – Это именно тот объем воздуха, который потребен человеку для дыхания. Если же Вы не сливая окрашенную воду станете постепенно приливать свежую, - окрашенная вода начнет переливаться через край, но в банке она будет светлеть очень медленно. И чтобы добиться её полной прозрачности потребуется воды гораздо больше чем емкость нашей банки. В приложении к количеству вентиляционного воздуха потребуется прилить примерно в 50 раз больше воды в банку – 50 литров. 3. Теплофизический аспект. Если задаться целью максимально возможным образом снизить кратность воздухообмена в помещении мы столкнемся с еще одной проблемой. Дело в том, что помимо углекислоты человек выделяет еще и влагу. С учетом жизнедеятельности (стирка, готовка, гигиенические процедуры и т.д.) семья из 3-х человек за сутки производит более 10 кг водяного пара. За отопительный сезон это 2 - 3 тн воды. И всю её должны удалить наружу вентиляционные системы! Если умышленно уменьшить кратность воздухообмена в помещении то не только снизится комфортность проживания, но еще и не вся влага будет уноситься вентиляционным воздухом. Чем это грозит? Восточная Германия, после присоединения стала активно внедрять у себя строительные новшества от западных соплеменников – в домах, спроектированных под естественную приточно-вытяжную вентиляцию, в которой приток свежего воздуха обеспечивался щелями в окнах, стали устанавливать герметичные пластиковые окна. Как результат – в 3000 раз! у них выросли объемы продаж различных препаратов от плесени и домового грибка. Аналогично «запаршивела» Польша. Сейчас начинаются эти процессы в России. В Харькове еще три года назад днем с огнем не сыскать было фунгицидных пропиток (от плесени) – сейчас их уже в метро продают. Везде ситуация развивается стандартно: герметичные пластиковые окна ---> нарушение запроектированной кратности воздухообмена ---> повышенная влажность в помещениях ---> затхлый «старческий» воздух и вездесущая плесень. 4. Теплотехнический аспект. Можно ли уменьшить столь большую диспропорцию, когда объемы вентиляционного воздуха в 50-500 раз превышают физиологические потребности человека? Ведь мы должны не только обеспечить технически во много раз больший приток воздуха («по санитарным нормам» – так это в СНиП-ах называется), чем это нужно непосредственно для дыхания и удаления влаги, но еще и нагреть его зимой! Да можно. Первое, самое простое решение - организация местной вентиляции. Непосредственно в зону дыхания человека по специальным вентиляционным каналам подается свежий воздух. Этот метод широко применяется в промышленности когда постоянное местонахождение человека (рабочее место) стабильно в пространстве. Второе решение – оперативный контроль за содержанием углекислоты и водяных паров в воздухе электронными устройствами. Когда никого нет дома зачем вентилировать помещение и терять при этом энергию? Такие несложные устройства уже достаточно широко применяются за рубежом - в окне стоит клапан управляемый электронным блоком. Есть в помещении люди – концентрация углекислоты повысилась – клапан открывается и обеспечивает приток свежего воздуха. Нет никого – клапан закрыт. Закипел чайник или сделали влажную уборку – автоматика быстро подсуетилась и привела все в норму. Третье решение – увеличение жилой площади на одного человека (в разумных пределах, разумеется – дворцы по 500 м2 на 3-х человек это мы уже из одной крайности в другую шарахаемся). Вот почему кратность воздухообмена по нормативам Германии, например, гораздо меньше отечественных норм. Это не умные немцы изобрели новейшие вентиляционные принципы, это у них дома и квартиры побольше наших в несколько раз. Четвертое решение – это дифференцированные принудительные системы вентиляции. - Когда Вы ночью спите в спальне, зачем попусту вентилировать весь остальной дом? Но если мы не станем осуществлять всех этих дополнительных, весьма хлопотных и недешевых мероприятий по снижению кратности воздухообмена чем это нам грозит в теплотехническом плане? – Сколько потребуется денег на нагрев вентиляционного воздуха? Давайте опять посчитаем. Но сначала нам потребуются некоторые исходные данные. Регион строительства – Киев. Средняя температура за отопительный период t = -1.1 град. Длительность отопительного периода – 187 суток. Площадь дома – 400 м2 Высота потолков – 2.8 м (это примерно соответствует площади наружных стен в 200 м2) Температура в помещении T=+18 град Кратность воздухообмена – 3 (по санитарным требованиям СНиП-ов) Теплоемкость воздуха примерно С = 1005 Дж/кг*град (из справочника) Плотность воздуха примерно – 1.3 кг/м3 (из справочника) Теплотворная способность газа – 9.1 Квт*час/м3 (из справочника) Отопительный котел имеет к.п.д. – 81% Стоимость газа 0.478 грн/м3 (0.095 $/м3) Итак за 1 час воздух в нашем помещении должен смениться 3 раза. Тогда объем воздуха будет равен: V = 400 * 3 = 1200 м3 Масса этого воздуха составит: М = 1200 * 1.3 = 1560 кг Так как этот воздух поступит с улицы в течении 1 часа то его нужно нагреть за это время до комнатной температуры. На это нам потребуется следующее количество энергии: Q = С * М ( T – t ) = 1005 * 1560 * (18 + 1.1) = 1005 * 1560 * 19.1 = 29944980 Дж Известно, что 1 Вт = 1 Дж/с если предположить, что весь этот воздух нужно нагреть за час (3600 сек), то мощность потребная на это составит: E = 29944980 / 3600 = 8318 = 8.3 Квт*час Или если считать за год 8.3 * 187 * 24 = 37259.4 Квт*час На компенсацию этих энергозатрат, и с учетом к.п.д. котла нам потребуется газа: 37250.4 / (9.1 *0.81) = 5053.6 м3 Что составит в денежном эквиваленте: 5053.6 * 0.478 = 2415 грн = 480 $ за год. Разумеется, что при более детальном расчете будет учтено, что жилая площадь (которую нужно вентилировать) меньше чем общая, а соответственно и вентилируемые объемы будут гораздо меньшими. Конечно же более детальный и профессиональный расчет обязательно учтет и тепло выделяемое людьми и бытовыми приборами, и инсоляцию (тепло от солнца). Да там много чего еще учитывается – даже цвет стен, ориентация здания, скорость и направление господствующих ветров. Но единственное, что можно утверждать с абсолютно уверенно – потери энергии на нагрев вентилируемого воздуха очень велики и в отдельных случаях могут даже превышать все остальные потери через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, полы, потолок) вместе взятые! -------------------------------------------------------------------------------------- В предыдущей статье «Экономить нужно экономно -1 (утеплять или не утеплять?)» мы высчитали, что ежегодно стены облегчали наш кошелек на сумму в $110. Утеплив их в 1.4 раза по технологии т.н. «мокрых фасадов» и инвестировав в это мероприятие $6000 мы добились сравнительно небольшой экономии - $31.3. Как показывали дальнейшие расчеты такое наше утепляльное мероприятие весьма спорно с позиций здравого смысла, если не сказать более. Гораздо выгодней эти $6000 просто положить в банк – проценты по кредитам будут больше. Итоговый вывод: уменьшая «малое» - малую отдачу и получаем. Но если «уменьшать большое» - бОльшую отдачу и получим. Для вентиляции коттеджа площадью 400 м2 требуется 37440 кг воздуха в сутки!!! Зимой эти 37 тонн нужно ежесуточно нагревать а затем выбрасить на улицу! На подогрев вентилируемого воздуха мы за год тратим денег примерно в 4 раза больше чем у нас уходит через стены. Поэтому если те-же самые $6000 мы перенаправим на оптимизацию вентиляции – такой шаг будет более логичным и разумным т.к. он принесет нам гораздо большую прибыль. У нас мамонты непуганые ходят, а мы за зайцами гоняемся. Неразумно. Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
nitka Опубликовано 21 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 21 Ноября 2008 вывод? Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
Илюха Опубликовано 21 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 21 Ноября 2008 вывод? При продаже квартиры залепите все вент. отверстия. Станет заметно теплее!!! Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
mmklok Опубликовано 21 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 21 Ноября 2008 Все эти финансовые выкладки красным шрифтом - фтопку. Современные приточно - вытяжные установки имеют модуль рекуперации. Или простым языком - в вентиляционных агрегатах имеется возможность возврата тепла, содержащегося в удаляемом воздухе, для нагрева приточного воздуха. Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
aFRESCO Опубликовано 21 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 21 Ноября 2008 Натяните полиэтиленовый пакет на голову Только этим и занимаемся ...и думаем "дышать или не дышать" ! Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
Stealth Опубликовано 22 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 22 Ноября 2008 1. Первое, самое простое решение - организация местной вентиляции. Непосредственно в зону дыхания человека по специальным вентиляционным каналам подается свежий воздух. Этот метод широко применяется в промышленности когда постоянное местонахождение человека (рабочее место) стабильно в пространстве. 2. Второе решение – оперативный контроль за содержанием углекислоты и водяных паров в воздухе электронными устройствами. Когда никого нет дома зачем вентилировать помещение и терять при этом энергию? Такие несложные устройства уже достаточно широко применяются за рубежом - в окне стоит клапан управляемый электронным блоком. Есть в помещении люди – концентрация углекислоты повысилась – клапан открывается и обеспечивает приток свежего воздуха. Нет никого – клапан закрыт. Закипел чайник или сделали влажную уборку – автоматика быстро подсуетилась и привела все в норму. 3. Третье решение – увеличение жилой площади на одного человека (в разумных пределах, разумеется – дворцы по 500 м2 на 3-х человек это мы уже из одной крайности в другую шарахаемся). Вот почему кратность воздухообмена по нормативам Германии, например, гораздо меньше отечественных норм. Это не умные немцы изобрели новейшие вентиляционные принципы, это у них дома и квартиры побольше наших в несколько раз. 4. Четвертое решение – это дифференцированные принудительные системы вентиляции. - Когда Вы ночью спите в спальне, зачем попусту вентилировать весь остальной дом? 5. Средняя температура за отопительный период t = -1.1 град. Длительность отопительного периода – 187 суток. 6. Как показывали дальнейшие расчеты такое наше утепляльное мероприятие весьма спорно с позиций здравого смысла, если не сказать более. Сергей, я же вам еще в предыдущей теме написал, что теплопотери будут через вентиляцию несоизмеримо больше . Смысл разбивать на две статьи. Хотя интересная статья. Но опять таки не о чем конкретно. Да, такие проблемы есть , но не все так однозначно . Есть HVAC в конце-концов . Да, системы вентиляции жрут много электроэнергии. Но без них нельзя в крупном строительстве (ЖБ как известно имеет приличное сопротивление паропроницанию). Вы лучше бы написали , что лучше строить коттеджи из керамики или керамзитобетона , AAC в сухих регионах, чтобы потом не разорятся на принудительной вентиляции как в случае с каркасниками и т.п. Теперь по тезисам . Зачем изобретать велосипед . Есть DIN 4108 , очень обширный документ и проработаенный по сравнению с нашим старым СНИП-ом. Хотя они принципиально не отличаются. Просто последний дает пространство для "интерпретаций" 1. Что значит в зону пребывания. Фактор риска это не углекислый газ , а в первую очередь грибок , плесень. (любой инфекционист в больнице вам расскажет к скольким сотням болезней это приводит, а вы за какой-то углекислый газ цепляетесь.) Самые первые области образования - это верхние и холодные углы комнаты, за мебелью. Вентиляция должна обслуживать все помещение. 2. Ну это ерунда. Эти чудо-клапаны на окнах ничего не дают. Вы и правда будете морозить воздух за зря. Ставятся канальные мощные вентиляторы (с определенным сопротивлением в давлении потока от ветра) , которые быстро прогоняют нужный объем и причем датчики реагируют на RH а не на углекислый газ. Зачем за блохами гонятся ? 3. Увеличение площади ни на что особо не вляет. Влияет высота помещения. Поэтому у нас раньше (да и все богатые люди в Европе) делали потолки по 3,5 метра или 4 метра. Это то что надо , если применяется естественная вентиляция. А в Европе потолки по 2,5 или 2,75, потому что они все сидят на принудительной или при большой влажности. Уж с кого пример брать не стоит. Заболеваемость астмой в Европе страшная. 4. Да , это так. Решается либо рекуперацией, либо мощными вентиляторами . Но для кирпичного дома достаточно проветривание окнами нараспашку раз в день. 5. Сергей, вы же умные книжки читаете. Когда же вы выучите, что надо ссылаться на влажностно температурную кривую, а не на усредненные величину. Она ни о чем не говорит. Вы же уже поправились в прошлой теме. Т.е. в первой статье вы получили меньшие цифры , чем могли , но все перечеркивала вентиляция . А в этой получили бОльшие цифры , чем на самом деле, но считали только вентиляцию. Какая-то игра в наперстки получается, только ловкость рук. Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
S.R. Опубликовано 22 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 22 Ноября 2008 Смысл разбивать на две статьи Почему две? Обижаете :) Зачем изобретать велосипед .Есть DIN 4108 , очень обширный документ и проработаенный по сравнению с нашим старым СНИП-ом. Хотя они принципиально не отличаются. Просто последний дает пространство для "интерпретаций" DIN – это в благополучной Германии. А в России сейчас действует не старый снип, передранный с немецких нормативов а новый СНиП (СНиП 23-02-2003) который называют еще величайшей аферой века. Благодаря этому «новому снипу» удалось практически уничтожить промышленность местных строительных материалов в России, поставив с ног на голову основополагающие постулаты строительной теплофизики. Посмотрел бы я на немцев, если бы они в своем DIN 4108 вдруг обнаружили арифметические ошибки концептуального плана!!! как в СНиП 23-02-2003 Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
S.R. Опубликовано 22 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 22 Ноября 2008 Сергей, вы же умные книжки читаете. Когда же вы выучите, что надо ссылаться на влажностно температурную кривую, а не на усредненные величину. Помимо умных книжек я еще читаю и расчеты веду в соответствии с теплофизическими СНиП-ами имеющими силу закона на территории России, Украины и Беларуси. Ну не виноват я, что все теплофизические расчеты ведутся через усредненные показатели - средняя температура за отопительный период, длительность отопительного периода, градусосутки отопительного периода, минимальная температура з пятидневку и т.д. Ну не виноват я что у нас такой СНиП. Как рекомендовали - так и считаю. Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
Гость Опубликовано 22 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 22 Ноября 2008 если бы они в своем DIN 4108 вдруг обнаружили арифметические ошибки концептуального плана!!! как в СНиП 23-02-2003 Прошу привести конкретную ссылку на арифметические ошибки СНиП 23-02-2003. А то с ним работаю, надо знать. Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее
Биба Сибадакин Опубликовано 23 Ноября 2008 Жалоба Опубликовано 23 Ноября 2008 DIN – это в благополучной Германии.А в России сейчас действует не старый снип, передранный с немецких нормативов а новый СНиП (СНиП 23-02-2003) который называют еще величайшей аферой века. Благодаря этому «новому снипу» удалось практически уничтожить промышленность местных строительных материалов в России, поставив с ног на голову основополагающие постулаты строительной теплофизики. Посмотрел бы я на немцев, если бы они в своем DIN 4108 вдруг обнаружили арифметические ошибки концептуального плана!!! как в СНиП 23-02-2003 ген! он провокатор! Вы лучше бы написали , что лучше строить коттеджи из керамики или керамзитобетона , AAC в сухих регионах, чтобы потом не разорятся на принудительной вентиляции как в случае с каркасниками и т.п. это мы от него не услышим никогда! всем же ясно, чего он так суетится и что пытается пропихнуть. Поделиться этим сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на других сайтах Прочее