Особенности определения требуемого воздухообмена в помещениях жилых зданий Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Научно-технический и производственный журнал

-------ЖИЛИЩНОЕ ---

СТРОИТЕЛЬСТВО

Results of scientific research

УДК 628.83:697.95

А.Г. РЫМАРОВ, канд. техн. наук (rymarov@yandex.ru), В.В. САВИЧЕВ, канд. техн. наук

Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

Особенности определения требуемого воздухообмена

в помещениях жилых зданий

Рассмотрена проблема существующих норм воздухообмена в помещении жилого здания, которые не учитывают качество наружного воздуха. За индикатор чистоты воздуха принят углекислый газ, концентрация которого характеризует качество воздушной среды в помещении жилого здания. Загрязнение наружного воздуха снижает содержание кислорода, что приводит к необходимости увеличить расход воздуха для получения концентрации углекислого газа ниже требуемых значений. К сожалению, в Российской Федерации не утверждены нормы допустимого загрязнения воздуха углекислым газом для нормального самочувствия человека в помещении, однако другие государства такие нормы установили, что позволяет анализировать существующие нормы по требуемому воздухообмену в квартире. Рост воздухообмена приведет к снижению концентрации вредных примесей в помещении при условии, что концентрация вредных примесей в наружном воздухе ниже предельно допустимой концентрации.

Ключевые слова: воздухообмен в помещении, качество воздушной среды, концентрация вредных примесей, вентиляция жилых зданий.

A.G. RYMAROV, Candidate of Sciences (Engineering) (rymarov@yandex.ru), V.V. SAVICHEV Candidate of Sciences (Engineering) Moscow State University of Civil Engineering (26, Yaroslavskoe Highway, Moscow, 129337, Russian Federation)

Distinctions of determining of the optimal air exchange in rooms of residential buildings

The problem of the existing norms of air exchange in the room of the residential building, which does not take into account the quality of the outdoor air are described. For the indicator of clean air passed carbon dioxide, the concentration of which characterizes the quality of indoor air environment of a residential building. Outdoor air pollution leads to a decrease of oxygen, resulting in the need to increase the air consumption for CO2 below the required values. Unfortunately, the Russian Federation had not approved the rules of allowable carbon dioxide air pollution for a normal human being indoors, however, foreign States have such rules that allows you to analyze the existing rules on the required air exchange in the apartment. Increase ventilation will reduce the concentration of contaminants in the environment, provided that the concentration of contaminants in the air below the maximum allowable concentration.

Keywords: ventilation, air quality, the concentration of harmful impurity, ventilation of residential buildings.

В настоящее время ухудшилась экология городов, что связано с массовой урбанизацией. Появление большого количества автотранспорта способствует большему загрязнению воздушной среды. Насыщенный СО2 воздух поступает в жилое здание для вентиляции помещений (Рымаров А.Г., Сырых П.Ю. Исследование изменения концентрации углекислого газа в помещении / Материалы Второй Международной научно-практической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». Москва. 21-23 ноября 2007. МГСУ. С. 186-187.).

Известно, что воздухообмен в помещениях жилого здания регламентируется СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные», где нормы воздухообмена следующие: при четырехконфорочной газовой плите 100 и 50 м3/ч в санузле; для электроплит 60 м3/ч. Следовательно, минимальный воздухообмен в квартире жилого здания при газовой плите равен 150 м3/ч и при электроплите 110 м3/ч; кроме того, существует норма 3 м3/ч на 1 м2 жилой площади. Данные нормы предполагают, что наружный воздух чистый, что на сегодняшний день не соответствует действительности.

Значения ПДК углекислого газа в воздухе помещений, позволяющие оценить интервал концентраций углекислого газа, в котором человек будет ощущать себя комфортно, в РФ отсутствуют. Примем для оценки нормы, предложенные

в стандарте Министерства здравоохранения и социального развития Финляндии от 2003 г., где качество воздуха в помещении по уровню СО2 следующее: высокое - 700 ррт (1370 мг/м3); среднее - 900 ррт (1762 мг/м3); удовлетворительное - 1200 ррт (2349 мг/м3).

В чистом воздухе концентрация СО2 составляет 0,03% от объема (300 ррт, или 587 мг/м3). В стандарте АВОК 2.1-2008 «Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена» предлагается принимать концентрацию СО2 в наружном воздухе следующим образом: сельская местность - 332 ррт (650 мг/м3); малые города - 409 ррт (800 мг/м3); большие города - 511 ррт (1000 мг/м3). В реальной ситуации в пределах центра крупных мегаполисов эта величина близка к 1000 ррт, а иногда и больше.

На примере квартиры жилого здания площадью 29 м2 с электроплитой получена зависимость изменения во времени концентрации СО2 в составе внутреннего воздуха в зависимости от загрязнения наружного воздуха. Принят массовый расход выделяемого СО2 взрослым человеком в состоянии покоя, равный 45 г/ч. Количество людей, находящихся в помещении, принято равным четырем, результаты расчетов представлены на рис. 1.

Из полученных результатов видно, что для сельской местности, малых городов и больших городов концентрация углекислого газа в квартире растет интенсивно, для

12'2014

23

Результаты

научных исследований

ц м .1

Научно-технический и производственный журнал

3000

2500

2000

1500

1000

500

2500

S 2000

о

о 1500

1000

500

ОС^-^СОСО-т-С^-^СОСОС^С^-^СОаОСОС^-^СОСО-^

о" о" о" О" Т-" т-" т-" т-" С^" с^" С^" С^" со со со со Время, ч

Рис. 1. Изменение концентрации СО2 в помещении при воздухообмене согласно существующим нормативным документам: 1 — сельская местность; 2 — малый город; 3 — большой город; 4 — высокое качество воздуха; 5 — среднее качество воздуха; 6 — удовлетворительное качество воздуха

ос^-^сосо-т-с^-^сосос^с^-^соаосос^-^соао-^ о" о" о" О" Т-" Т-" Т-" Т-" сч с^" с^" сч со со со со Время, ч

Рис. 2. Изменение концентрации СО2 в помещении при воздухообмене в 3раза: 1 — сельская местность; 2 — малый город; 3 — большой город; 4 — высокое качество воздуха; 5 — среднее качество воздуха; 6 — удовлетворительное качество воздуха

сельской местности через 0,4 ч качество воздуха становится хуже высокого уровня качества, а через 0,8 ч качество воздуха начинает приближаться к удовлетворительному состоянию. Для малого города концентрация углекислого газа становится хуже удовлетворительного состояния примерно через 2 ч, а для крупного города через 1,2 ч. Анализ графика (рис. 1) показывает, что вентиляция не справляется с поставленной задачей и помещение имеет качество воздуха в течение рабочего дня удовлетворительное или хуже. Работа вентиляции актуальна при концентрации углекислого газа в наружном воздухе ниже ПДК, в противном случае вентиляция должна быть отключена, иначе помещение превратится в объем с непригодной для дыхания воздушной средой (Титов В.П., Рымаров А.Г. Методы единой технологической системы для оптимизации энергопотребления и повышения экологической безопасности здания // Известия высших учебных заведений. Строительство. № 9. 1997. С. 75-80). Расчеты проведены на основании методики прогнозирования нестационарного изменения концентрации вредной примеси в помещении с учетом объема помещения и работающей естественной вентиляции [2].

На рис. 2 представлены графики, позволяющие оценить качество воздуха в квартире при воздухообмене, в три раза превышающем нормативный, что позволило обеспечить в помещении низкую концентрацию углекислого газа.

Из графиков на рис. 2 видно, что для сельской местности и малых городов увеличенный воздухообмен позволяет создать в помещении высокое качество воздуха, т. е. с низкой концентрацией диоксида углерода. При этом для большого города концентрация углекислого газа в помещении хуже, чем для сельской местности и малого города, но в течение всего дня находится между высоким и средним качеством воздуха. Нестационарное изменение концентрации с выходом в стационарное состояние при увеличенном в три раза воздухообмене происходит за период до 1 ч для сельской местности, малого и большого города.

Газовый режим каждой квартиры жилого здания индивидуален [3] и зависит от активности людей и работы

24 -

естественной вентиляции (Рымаров А.Г., Смирнов В.В. Особенности работы системы естественной вентиляции в жилом здании // Строительный инжиниринг. № 9. 2007. С. 14-18) [4]. Вопросам изучения снижения тепловой защиты здания с учетом новых нормативных требований посвящена работа [5], однако важно не затронуть качество воздушной среды в помещениях. Снижение концентрации углекислого газа в квартире жилого здания возможно с применением активного озеленения пространства квартиры, подъездов [6]. Конечно, повышение воздухообмена не будет способствовать улучшению энергетического баланса здания с точки зрения энергосбережения [7], однако повышение качества здоровья и активности человека приведут к большей производительности труда человека.

Основываясь на изложенном выше, можно сделать вывод, что нормы воздухообмена для квартир жилых зданий не учитывают качество наружного воздуха. Для снижения концентрации вредной примеси во внутреннем воздухе квартир необходимо увеличение воздухообмена в зависимости от качества наружного воздуха. Концентрация углекислого газа в наружном воздухе становится фоновой для здания. При использовании газовой плиты применяется больший воздухообмен для снижения влияния концентрации углекислого газа от процесса горения [8].

Список литературы

1. Рымаров А. Г. Мониторинг параметров микроклимата и концентраций вредных примесей в помещениях здания // Приволжский научный журнал. 2014. № 1. С. 61-63.

2. Рымаров А.Г. Прогнозирование параметров воздушного, теплового, газового и влажностного режимов помещений здания // Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 5. С. 362-364.

3. Рымаров А.Г. Газовый режим здания // Естественные и технические науки. 2012. № 6. С. 595-599.

^^^^^^^^^^^^^ 12 2014

Научно-технический и производственный журнал

Results of scientific research

4. Рымаров А.Г. Characteristics of heat-mass exchange modes of mutual influence buildings // Естественные и технические науки. 2013. № 1. С. 380-382.

5. Самарин О.Д. Обоснование снижения теплозащиты ограждений с использованием актуализированной редакции СНиП 23-02-2003 // Жилищное строительство. 2014. № 3. С. 46-48.

6. Рымаров А.Г., Савичев В.В. Регенеративная система вентиляции административного здания с «зимним садом» // Естественные и технические науки. 2012. № 6. С. 600-601.

7. Самарин О.Д. Энергетический баланс гражданских зданий и возможные направления энергосбережения // Жилищное строительство. 2012. № 8. С. 2-4.

8. Рымаров А.Г., Савичев В.В. Особенности изменения концентрации углекислого газа в помещении кухни жилого здания при сжигании природного газа / Материалы третьей Международной научно-практической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». 21-23 ноября 2009. М.: Московский государственный строительный университет. С. 215-217.

References

1. Rymarov A.G. Monitoring of microclimate parameters and concentrations of contaminants in areas of the building.

Privolzhskii nauchnyi zhurnal. 2014. № 1, pp. 61-63. (In Russian).

Rymarov A.G. Prediction of air, heat, gas and humidity regimes building. Academia. Arhitektura i stroitel'stvo. 2009. № 5, pp. 362-364. (In Russian)

Rymarov A.G. Gas mode of building. Estestvennye i tehnicheskie nauki. 2012. № 6, pp. 595-599. (In Russian) Rymarov A.G. Characteristics of heat-mass exchange modes of mutual influence buildings. Estestvennye i tehnicheskie nauki. 2013. № 1, C. 380-382. (In Russian) Samarin O.D. Justification reducing the heat shielding enclosures by using the updated version of Snip 2/23/. Zhilishhnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2014. № 3, pp. 46-48. (In Russian)

Rymarov A.G., Savichev V.V. Regenerative system of ventilation administrative building with a «winter garden». Estestvennye i tehnicheskie nauki. 2012. № 6, pp. 600-601. (In Russian)

Samarin O.D. Energy balance of buildings and energy-saving options. Zhilishhnoe stroitel'stvo [Housing Construction]. 2012. № 8, pp. 2-4. (In Russian)

Rymarov A.G., Savichev V.V. Features of changes in the concentration of carbon dioxide indoors kitchen apartment building from the burning of natural gas. The materials of the third international scientifically-practical Conference «theory of heat and gas supply and ventilation». 21-23 November 2009. Moscow: Moskovskii gosudarstvennyi stroitel'nyi universitet. P. 215-217. (In Russian).

Build

Ural

Международная строительная и интерьерная выставка

17-20 Февраля 2015

Россия, Екатеринбург M ВЦ «Екатеринбург - Экспо»

Подообнэа нв

www.buitd-urar.ru

ггЕУра^ Tan.' [343] 38Û-22-BO Е*тт ' builds rnl •" 1: и-urah N, YiWW |Г1Э-йПй| Г| I

12 2014

25