Проветривание помещений, выходящих окнами на оживлённые транспортные магистрали

Итак, каким же образом может осуществляться проветривание помещений, выходящих окнами на оживлённые транспортные магистрали?

Основные понятия вентиляции помещения

Основным средством для поддержания необходимых гигиенических условий в помещениях жилых и административных зданий, не оснащённых централизованными системами вентиляции и кондиционирования микроклимата, является естественный воздухообмен. Таких зданий у нас в стране подавляющее большинство, за исключением отдельных вариантов дорогого элитного жилья.
Основным нормируемым санитарно-гигиеническим показателем, содержащимся в российских нормативных документах, и определяющим интенсивность вентиляции помещения, является значение кратности воздухообмена. Под кратностью воздухообмена N в общем смысле понимается количество воздуха, измеряемое в м3, необходимое для подачи в помещение за единицу времени - 1 час. Соответственно, точно такое же количество воздуха должно за единицу времени удаляться из помещения. Иными словами, для организации проветривания помещения, необходима нормальная работа как приточной, так и вытяжной вентиляции.

Схема вентиляции квартир (на примере российского жилищного строительства)

В настоящее время в российском жилищном строительстве принимается следующая схема вентиляции квартир. Вытяжка осуществляется естественным путем непосредственно из зоны его наибольшего загрязнения, т.е. из кухонь и санитарных помещений через вентиляционные каналы. Его замещение происходит за счет наружного воздуха, поступающего через окна. Квартира рассматривается в качестве единого объема, в котором воздух перетекает из одного помещения в другое через межкомнатные двери, имеющие подрезку внизу, или находящиеся в открытом положении.
В реальной жизни такая схема срабатывает не всегда, поскольку межкомнатные двери в решении современных интерьеров, как правило, не имеют подрезки. Здесь же можно отметить всевозможные строительные сложности, оказывающие негативное влияние на систему вытяжной вентиляции, вплоть до выхода её из строя. Кроме того, в зимнее время мы можем наблюдать перегрев помещения, вызванный избыточной мощностью системы отопления.
Однако, в строгом понимании, все эти вопросы не входят в область проектирования шумозащитных окон и смежных с ними проветривающих устройств. Задачей системы окно + шумозащитный проветриватель является организация притока свежего воздуха без нарушения нормируемых параметров акустического микроклимата помещения. Хотя, справедливости ради нужно отметить, что современные шумозащитные проветриватели позволяют решить задачу необходимого воздухообмена и в пределах одного помещения при условии применения регулируемых приборов отопления.

Как организовать правильное проветривание помещения

Для того, чтобы правильно построить концепцию проветривания помещения в режиме шумозащиты, необходимо понимать, что требуемые параметры по замещению отработанного воздуха и допустимым уровням звукового давления должны поддерживаться в помещении круглогодично, вне зависимости от времени года и погодных условий. На беду, это достаточно очевидное положение явно не зафиксировано ни в одном российском нормативном документе. А от Советского Союза мы унаследовали строительно-климатическое деление территории страны, отбрасывающее как факт проблемы эксплуатации помещений в летнее время, если средняя температура июля в районе строительства имеет значение ниже + 21 ° С. Загляните в действующий СниП 23-01-99 «Строительная климатология», и вы увидите, что большинство городов Российской Федерации находятся севернее этой черты.
Этим и объясняется упор на проектирования всех конструкций, в том числе и являющихся предметом нашего рассмотрения, исключительно исходя из зимних условий эксплуатации. Что получается в итоге?
В зимнее время естественный перенос воздуха в здании осуществляется под действием разности давлений внутреннего и наружного воздуха, возникающей вследствие перепада температур или под действием ветра. В летнее время значения температуры воздуха снаружи и внутри помещения близки между собой. Соответственно, и все приточные приборы, рассчитанные на работу за счёт естественной разницы давлений, в летнее время теряют свой смысл. По данным отечественных исследований , требуемый воздухообмен в помещении за счёт естественной разницы давлений будет создаваться при температуре наружного воздуха ниже + 13 ° С ... 15 С, при более высокой температуре нужно подключать устройства механического побуждения - вентиляторы. Если сделать некоторую корректировку на неисправности в работе вытяжных систем, то реальные «рабочие» значения температур для приборов с естественным побуждением, будут ещё ниже. Кроме того, такие факторы как этажность здания, наличие «тёплого» или «холодного» чердака, расположение наветренного и подветренного фасадов и др., в значительной степени усложняют прогнозирование нормальной работы приточных устройств, предназначенных для работы под действием естественной разницы давлений.

Требования к проветривающему устройству

Таким образом, исходя из всех изложенных соображений, мы можем сформулировать требования к проветривающему устройству для осуществления круглогодичного притока свежего воздуха в помещение, подвергающегося воздействию интенсивной шумовой нагрузки.
Прежде всего, конструкция такого устройства должна предусматривать возможность установки вентилятора для организации притока воздуха в летнее время. Кроме того, она естественно, должна обеспечивать эффективное глушение звуковых волн. Сюда же можно добавить и общестроительные требования: удобство монтажа и технического обслуживания, хорошие эстетические качества и долговечность. Немаловажным положительным качеством шумозащитных проветривателей является возможность установки различных фильтров, очищающих поступающий наружный воздух от загрязнения парами бензола, автомобильными выхлопами и др.

Снижение шума

Каким образом осуществляется глушение звуковых волн? На рис.6 показаны несколько вариантов принципиальных схем шумозащитных проветривателей. Независимо от конструктивного решения, в них реализуется единый принцип снижения энергии звуковой волны; конструкция проветривателя определяет только степень этого снижения, она естественно, должна быть различной для разного уровня шумовой нагрузки. Очевидно, что нет смысла пользоваться единой схемой проветривателя для оживлённой улицы городского значения и скоростной автомагистрали; шумовая нагрузка здесь отличается на порядок, а неоправданные экономические затраты никому не нужны.
Немаловажным экономическим фактором может служить и этажность здания, поскольку наибольшие уровни транспортного шума, как правило, наблюдаются на высоте 3-5 этажей, а интенсивность шумовой нагрузки на верхние этажи здания значительно снижается за счёт затухания звуковых волн в воздухе.
Соответственно, тип проветривателя должен подбираться квалифицированным специалистом, исходя из реальной строительной ситуации: уровня внешнего шума, требуемой кратности воздухообмена в помещении, архитектурных требований к фасадам и интерьерам, типа здания (вновь возводимое или реконструируемое), специальных экологических требований к помещению по составу воздуха (больницы, детские сады, родильные дома и др.).

Рис. 6. Классификация шумозащитных проветривателей по конструктивному
решению.

1 - окно с встроенным вентиляционным элементом, 2 - самостоятельный вентиляционный элемент, образующий фрагмент наружной стены, 3 - самостоятельный вентиляционный элемент в виде заглушенного канала, проходящего перпендикулярно поверхности наружной стены, 4 - самостоятельный вентиляционный элемент, приставляемый к наружной стене.

Снижение звуковой энергии, проходящей через шумозащитный проветриватель в помещение, осуществляется при движении звуковой волны по воздушным каналам, формируемым звукопоглощающими материалами и имеющим на пути прохождения волны повороты и переменное сечение. При движении звуковой волны по каналу общее количество энергии, которое она несёт, уменьшается. Это происходит за счёт перехода энергии звуковых волн в теплоту за счёт трения и наличия реактивного сопротивления в канале, возникающего на при возникновении препятствий на пути движения волны - поворотах и смене сечения. Таким образом, с точки зрения техники, шумозащитный проветриватель представляет из себя классический глушитель, путь прохождения звуковых волн в котором целенаправленно проектируется для снижения энергии волн определённой длины и, соответственно, для заглушения шума определённых частот. Так, шум автотранспорта, железнодорожных магистралей и самолётов вблизи аэропортов имеют различный частотный спектр, соответственно и глушители шума для этих разных задач должны проектироваться по разному. Одна из возможных схем прохождения звуковой волны через шумозащитный проветриватель показана на рис.7.

Рис.7. Вариант прохождения звуковой волны через шумозащитный проветриватель.

Одним из самых сложных моментов в разработке шумозащитных проветривателей является выбор материала звукопоглотителя. Он должен подбираться самым тщательным образом, поскольку к нему предъявляется целая группа требований: высокое звукопоглощение в требуемом диапазоне частот; негорючесть и экологическая безвредность для здоровья человека, желательно - возможность фильтрации вредных выбросов; стабильность свойств при действии воздушного потока; долговечность и др.

• Звукопоглотитель не должен быть продуваемым. С наружной стороны, где возможен осадок масляных паров от автомобильных выхлопов, поглотитель обычно имеет слой плотной защитной плёнки, однако её плотность не должна превышать определённого предела, после которого через неё будет затруднено проникновение воздуха для вентиляции.
• Толщина поглощающего слоя, его пористость должны обеспечивать высокое звукопоглощение в требуемом диапазоне частот. Чем ниже частота, на которой должно происходить поглощение, тем толще и рыхлее должен быть поглощающий слой. Соответственно, проветриватель, предназначенный для глушения низкочастотного транспортного шума, должен иметь в своей конструкции относительно толстые слои звукопоглотителя, порядка 30-100 мм в зависимости от материала.
• Такие конструктивные элементы проветривателя как геометрия звукогасящих каналов, тип применяемого звукопоглотителя, сечение входных и выходных отверстий для воздуха, размер корпуса и общая масса изделия и т.п. представляют из себя элементы единой акустической системы, работающей в комплексе и представляющей собой интеллектуальную собственность производителя.
• Тип проветривателя должен подбираться для каждого помещения совместно с окном, независимо от способа установки проветривателя (даже если принимается вариант пристенного проветривателя). В любом случае, при прогнозировании акустического микроклимата помещения, должна учитываться совместная работа системы окно + проветриватель, поскольку они являются «слабыми местами» в наружной стене, через которые внешний шум проникает в помещение.
  
  

Примечание

2.«Защита от шума в градостроительстве. Справочник проектировщика». Под ред.Осипова Г.Л., М., СИ, 1993.
3. "Gestalten mit Glass", INTERPANE GLAS INDUSTRIE AG, 1997

Вклад участников

Петрина О.