Табл. 1. Сравнительные характеристики окон различной конструкции
В последнее десятилетие произошел стремительный переход на новую технологию изготовления герметичных окон, связанных с повышенными теплотехническими требованиями к термическому сопротивлению ограждающих конструкций. Обследование помещений зданий после их модернизации (замена деревянных оконных и дверных блоков на новые герметичные) установило резкое изменение состояния микроклимата в помещениях.
Возникает парадоксальная ситуация, когда улучшение одних параметров (уменьшение теплопотерь, улучшение звукоизоляции и т.п.) приводит к изменению других параметров внутренней среды в худшую сторону (повышение влажности воздуха, снижение показателя работы вентиляции). Работы многих исследователей посвящены решению данного вопроса. Поэтому и целью нашей работы является поиск рационального подхода к совместимости новых герметичных окон и имеющейся системы естественной вытяжной вентиляции в модернизируемых зданиях.
Методика исследований. В работе использовались «Методические рекомендации по составлению технико-экономических обоснований для энергосберегающих мероприятий» (утверждены 29.08.2008 Департаментом по энергоэффективности Государственного комитета по стандартизации Республики Беларусь).
Результаты исследования. В последнее десятилетие согласно программе энергосбережения выполняются работы по массовой замене окон в деревянных двойных переплетах на новые герметичные энергоэффективные, выполненные из различных материалов (ПВХ, дерево и др.) в жилых и общественных зданиях, построенных в прошлом веке.
Экономический эффект от внедрения оконных блоков из ПВХ при представлении в проекте технико-экономического обоснования внедрения энергоэффективных оконных блоков из ПВХ достигается за счет: увеличения термосопротивления оконных блоков и уменьшения расхода тепловой энергии на компенсацию потерь теплоты; увеличения коэффициента воздухопроницания и уменьшения расхода тепловой энергии на нагревание наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации через щели оконных проемов; увеличения срока службы и отсутствия эксплуатационных затрат (оклейка, покраска).
И если с последним пунктом все ясно, то к термическому сопротивлению и коэффициенту воздухопроницания оконных блоков возникают некоторые вопросы. Так, при замене окон в старых зданиях остается канальная система вытяжной вентиляции, которая была рассчитана на естественную инфильтрацию воздуха. И предприятия, проводящие модернизацию здания по теплоизоляции, никогда не поднимают вопрос об одновременной модернизации или изменении работы системы вентиляции.
Конструкция современных пластиковых окон с точки зрения энергосбережения обладает явным преимуществом перед старыми деревянными окнами, в первую очередь благодаря своей герметичности. Потери тепла в отопительный период в зданиях с установленными окнами ПВХ через светопрозрачные конструкции минимальны, а при применении энергосберегающего стекла и наполнения аргоном камер стеклопакетов достигают пренебрежительно малых значений.
Однако, если сравнивать работу вентиляции до и после модернизации здания, то повсеместно наблюдаются изменения в сторону ухудшения воздухообмена, но со значительным уменьшением теплопотерь (табл. 1). Таким образом, видно, что коэффициент полезного действия существующей естественной системы вентиляции значительно снижается. Решая проблему снижения теплопотерь через окна, строительные организации создают новую проблему, не менее значимую для комфортного проживания человека, — обеспечение нормальной воздушной среды в помещениях.
Однако эта потребность (нормальный воздушный режим помещения) чаще всего игнорируется проектировщиками, так как возникает необходимость учета этого изменяющегося фактора при разработке проекта модернизации здания с реконструкцией существующей системы вентиляции или установкой новой системы приточной вентиляции с системой рекуперации тепла (как пример).
Далее, также неотлагательное требование времени — это внедрение новых норм проектирования системы вентиляции в связи с изменением в сторону резкого уменьшения коэффициента инфильтрации воздуха через оконные и дверные конструкции. Предлагаемые решения улучшения вентиляции в виде установки окна в режим микропроветривания, установки приточных клапанов различной конструкции и др. не решают в полном объеме обозначенную проблему обеспечения требуемого норматива по вентиляции и воздухообмену.
И в итоге через 5–10 лет мы столкнемся с такой проблемой, как «синдром больного здания», которая уже начала тревожить западные страны, но упорно замалчивается у нас. Таким образом, можно сделать вывод о наличии устойчивого мнения, что создание необходимого микроклимата в помещении отдано на откуп производителям современных светопрозрачных конструкций.
Это является системной ошибкой. Главный фактор и достижение — теплоизоляция герметичного окна — нивелируется из-за устаревших подходов к проектированию систем вентиляции и отсутствия нормативной базы по одновременному решению задач энергосбережения и обеспечения воздушного режима в помещении.
