Меню Рубрики

Система вентиляции дома с печным отоплением

Способы снижения потенциального вреда от воздействия продуктов горения печного отопления на организм человека

Оптимальным направлением является полный отказ от сжигания угля и дров и переход на магистральное газовое отопление или отопление с помощью электроэнергии. Отопление на основе электроэнергии в виде прямого нагрева воздуха или опосредованного нагрева воздуха через теплоносители или термальные массы является наиболее экологически чистым видом отопления для конченого пользователя. Использование электроэнергии в системах отопления с тепловыми насосами позволяет значительно сократить расходы электроэнергии.

Использование магистрального газа для отопительных приборов приводит к уменьшению выброса в атмосферу твердых взвешенных частиц в 3000 раз по сравнению с традиционным кирпичным камином и в 550 раз по сравнению с обычной печью традиционной конструкции.

Переход от традиционных дровяных печей и каминов на системы отопления на пеллетах позволяют уменьшить выброс твердых взвешенных частиц почти в 10 раз по сравнению с традиционными печами и значительно сократить выброс канцерогенных полициклических ароматических углеводородов. Переход на пеллетные системы отопления целесообразен в регионах с недостатком электрических мощностей и отсутствием магистрального газоснабжения. Кроме того пеллеты относятся к топливу из возобновляемых ресурсов. В настоящее время многие европейские страны субсидируют замену старых дровяных печей и котлов на пеллетные отопительные системы. Например, в Германии государство субсидирует 2000 евро на покупку современного пеллетного котла, а в Норвегии государство оплачивает до 20% стоимости новой пеллетной системы отопления.

При невозможности замены отопительного оборудования на пеллетное, снижения концентрации вредных продуктов горения можно добиться, если использовать вместо дров сухие прессованные топливные брикеты.

Замена видов топлива дает ощутимые эффекты по улучшению здоровья местных жителей. Так, например, в Ирландии после запрета в 1990 году на продажу и использование битуминозного каменного угля для отопления домов концентрация взвешенных твердых частиц в атмосфере уменьшилась на 70%, смертность от респираторных заболеваний снизилась на 15%, от сердечнососудистых заболеваний — на 10%. В Тасмании после сокращения доли печного отопления на дровах с 66% (сопоставимо с Российскими показателями) до 30%, удалось добиться снижения смертности в зимние месяцы: от сердечнососудистых заболеваний на 17%, от болезней органов дыхания на 22%.

При невозможности перехода на отопление дома от магистрального газа, электричества или с помощью пеллетных отопительных систем, значительного уменьшения эмиссии вредных продуктов неполного сгорания топлива можно достичь, если заменить старую печь традиционной конструкции на современную высокотехнологичную печь с системой дожига дымовых газов – с дополнительной камерой сгорания или со сменным каталитическим элементом, который обеспечивает наиболее полный дожиг газов и минимальный уровень эмиссии.

Конструкции дровяных печей почти полностью изменились на рубеже 1990-х годов. Существует два основных вида современных дровяных печей, обеспечивающих дожиг дымовых газов и низкую эмиссию вредоносных продуктов неполного сгорания топлива:

Некаталитические печи

Некаталитический печи не используют катализаторы, но оснащены как минимум тремя элементами конструкции, которые обеспечивают хорошие условия для наиболее полного сгорания топлива и дожига дымовых газов. Это хорошая теплоизоляция топки, большой дефлектор для удлинения пути дымовых газов внутри печи, и подача подогретого воздуха через инжекторы над зоной горения в топке. Перегородки и другие внутренние элементы не каталитической печи требует периодической замены из-за высоких температур при хорошей эффективности горения топлива.

Каталитические печи

Каталитические печи содержат керамические сотовые каталитические элементы, которые обеспечиваю повторное возгорание недоокисленных составляющих дымовых газов. Каталитический элемент деградирует с течением времени и должен периодически заменяться.

Современные сертифицированные по экологическим стандартам печи имеют следующие преимущества по сравнению с устаревшими несертифицированными отопительными приборами:

  • Количество токсичных выбросов снижается на 55%
  • Среднесуточная эмиссия РМ2.5 снижается на 70%
  • Энергетическая эффективность возрастает на 50- 70%
  • Используется на 30-50% меньше дров

Лучшие современные печи имеют экологическую маркировку, указывающую уровень эмиссии твердых возвещенных частиц. По закону США «О чистом воздухе» от 1990 года эмиссия твердых частиц не должна превышать 7,5 г/ч для печей без каталитического элемента и 4,1 г/ч для каталитический печей. По стандарту Американского агентства по охране окружающей среды (EPA) эмиссия не должна превышать 4,5 г/ч. По канадским стандартам 2010 года нормы составляют 4,5 г/ч для печей без каталитического элемента и 2,5 г/ч для каталитический печей. К 2020 году все сертифицированные по экологическому стандарту печи в США и Канаде должны будут иметь эмиссию твердых частиц не более 2,5 г/ч.

Современный эконстандарт Скандинавии для дровяных печей — это Nordic EcoLabel. Он включает в себя стандарты EN 13240, NS 3058-1, NS 3058-2 and NS 3059. Его требования:

  • Среднестуоочная эмиссия твердых частиц PM — 2 г/час.
  • Эмиссия СО не более 1250 мг/м3.
  • Эмиссия органических газов не более 100 мг/м3.
  • Энергоэффективность более 76%.

Среди производителей печей, отвечающих современным и перспективным экологическим стандартам можно упомянуть Jotul, Tulikivi Oy, Bosca Chile S.A., Gruppo Piazzetta S.P.A., Ravelli /EcoTeck, Morso Jernstoberi A/S, England’s Stove Works,Inc. Fireplace Products International Limited, Qingdao Hichanse Group и другие.

Замена отопительных приборов на современные также дает немедленный эффект по улучшению состояния здоровья населения. Так в городке Либби штата Монтана в период 2005-2008 гг. по Великой Американской программе замены устаревших печей (бесплатно для жителей) была произведена замена 1100 отопительных приборов на современные, сертифицированные Агентством по охране окружающей среды, что позволило уменьшить в зимнее время концентрацию твердых взвешенных частиц PM2,5 в атмосфере на 28%. Суточная концентрация PM2,5 внутри помещений снизилась на величину от 50% до 71%. Одновременно частота респираторных заболеваний у школьников снизилась на 26% на каждые 5 мкг/м 3 снижения концентрации PM2,5 в атмосферном воздухе.

Что касается экологической безопасности кирпичных дровяных печей: исследование 2008 года, проведенное в США по заказу Агентства по охране окружающей среды [6] показало, что кирпичные печи традиционной конструкции (то есть — печи, не обеспечивающие передовых технологий сгорания, имеющие относительно высокие показатели выбросов и теплопотерь через дымоход) имеют очень высокие среднесуточные показатели эмиссии канцерогенных твердых взвешенных частиц (более 20 г/ч).

Из всех обследованных кирпичных дровнях печей самые низкие показатели эмиссии оказались у финских печей с противотоком дымовых газов (слева на картинке ниже) и немецких печей конструкции грундофен (справа):

Любой дом, в котором установлены печь, камин или котел требует устройства приточной вентиляции. Задачи приточной вентиляции следующие:

  • обеспечить приток кислорода к зоне горения для обеспечения наиболее полного сгорания без значительного снижения концентрации кислорода во внутренней атмосфере дома;
  • обеспечить инфильтрацию чистого воздуха в дом для снижения концентрации вредных побочных продуктов горения во внутренней атмосфере;
  • снизить депрессию внутри дома, вызывающую усиленную инфильтрацию радиоактивных почвенных газов в дом.

Лучшим вариантом устройства приточной вентиляции является комбинация общей приточной вентиляции для дома и отдельного воздуховода для подачи воздуха в зону горения.

Без приточной вентиляции в доме при снижении концентрации кислорода ухудшаются условия сгорания топлива, и увеличивается эмиссия вредных продуктов неполного сгорания древесины. Так называемые печи «длительного горения» с режимом «тления», где реакция окисления углерода происходит в условиях недостатка кислорода, являются, по сути, генераторами вредных продуктов неполного сгорания топлива.

Использование фильтрации внутреннего воздуха в доме с помощью с HEPA-фильтров позволяет снизить концентрацию PM2,5 на 50-60%. Использование HEPA-фильтрации в эксперименте на добровольцах всего в течение одной недели позволил снизить показатели системного воспаления в организме и улучшить состояние стенок сосудов.

Более безопасной с точки зрения экологии является схема отопления дома, при которой отопительный прибор выносится за пределы обитаемого пространства. В простейшем случае это может быть отдельная котельная с входом снаружи без воздушного сообщения с жилой средой. Еще лучше устроить отдельную от дома котельную с подачей теплоносителя по утепленным подземным трубопроводам. В США существует схема с внешним жидкостным нагревателем (gydronic heater), который представляет собой крупноформатную утепленную уличную печь, топка в которой окружена кожухом с нагреваемым теплоносителем, поступающим в дом, где тепло через теплообменник распределяется по внутренней жидкостной или воздушной системе отопления.

При невозможности замены вида топлива и отопительного оборудования некоторое снижение эмиссии вредных продуктов горения даст правильная подготовка дров и оптимизация самого процесса топки печи.

  • Сушить дрова необходимо не менее 6 месяцев. Их влажность должна быть не более 20%.
  • Хранить дрова нужно на открытом воздухе, под укрытием от осадков и изолированными от грунта.
  • Не использовать влажные дрова, окрашенную, старую древесину, остатки мебели, мусор.
  • Не заполнять топку дровами полностью.
  1. Печное отопление вовсе не так безопасно, как кажется на первый взгляд. Продукты неполного сгорания топлива, неминуемо поступающие в атмосферу дома при использовании печей, являются опасными для здоровья человека. Постоянное использование печного отопления в доме для постоянного проживания в течение многих лет является фактором риска развития тяжелых заболеваний и преждевременной смерти.
  2. Печное отопление является одним из ведущих факторов загрязнения атмосферы населенных пунктов.
  3. Лучшим решением для улучшения экологической обстановки и снижения заболеваемости является полный отказ от использования отопления на дровах и угле и переход на системы отопления использующие электроэнергию или магистральный газ.
  4. При невозможности использования газового или электрического отопления для дома лучшим выбором становится пеллетные системы отопления.
  5. При необходимости сохранить печное отопление следует заменить малоэффективные и неэкологичные печи на современные низкоэмиссоные печи с системой дожига дымовых газов.
  6. Улучшить эмиссию вредоносных продуктов неполного сгорания топлива в традиционных печах при невозможности их замены можно с помощью использования в качестве топлива сухих спрессованных топливных брикетов либо сухих дров. Дополнительно печь стоит оснастить отдельным приточным воздуховодом для подачи достаточного количества воздуха, а дом необходимо оборудовать системой активной или пассивной приточной вентиляции.

1.Residential heating with wood and coal: health impacts and policy options in Europe and North America. World Health Organization, 2015

2. Code of practice for residential wood burning appliances.Canadian Council of Ministers of the Environment, 2012

3. U.S. Environmental Protection Agency (EPA) https://www.epa.gov/burnwise

4. Strategies for reducing residential wood smoke. U.S. Environmental Protection Agency,2013

5. Air pollution and cancer. IARC scientific publication №161, 2013.

6. R. Ferguson A report on the particulate emissions perfomance of masonry heaters — definition, data,analysis and recommendations. — EPA, 2008

[Glowing Text 1 text=»«Откройте окно, душно! Ой, закройте, дует!»»] Иногда мы слышим эти фразы в частных домах. Это бывает тогда, когда хозяин не задумывается о вентиляции. Повышенная влажность, возникновение конденсата, «плачущие» окна, образование плесени, а возможно и появление некоторых заболеваний – все это последствия недостаточного воздухообмена. Для того чтобы создать комфортный микроклимат, необходимо обеспечить постоянный обмен воздуха в помещениях, используя для этого вентиляцию.

Для начала давайте разберемся в ее терминах.

Системы вентиляции классифицируются по трем категориям:

  • по способам перемещения воздуха;
  • по функциональному назначению;
  • по способам побуждения движения воздушных потоков.
  1. Канальная система, в которой движение воздуха происходит по воздуховодам или каналам;
  2. Бесканальная система, в которой движение воздуха происходит неорганизованно за счет инфильтрации через дверные, оконные проемы и неплотностей в них.
  1. Приточная – система вентиляции, обеспечивающая поступление свежего воздуха в помещение;
  2. Вытяжная — система вентиляции, обеспечивающая удаление отработанного воздуха из помещения.
  1. Механическая (принудительная) — система вентиляции, в которой движение воздуха происходит с помощью вентилятора;
  2. Естественная — система вентиляции, в которой движение воздуха происходит за счет разности температур воздуха внутри и снаружи помещения.

А теперь рассмотрим естественную вентиляцию традиционного небольшого рубленого дома с деревянными оконными рамами и печным отоплением. Комфортные условия этого жилья создаются следующими факторами.

  1. «Дышащие» стены;
  2. Свежий воздух поступает сквозь щели оконных и дверных коробок и стыки стен;
  3. Отработанный воздух выходит через печной вентиляционный канал.

Недостаток этого воздухообмена — зависимость от природных факторов. А лучшая вентиляция достигается в осеннее — весенний период, при оптимальной разности температур 5 о С.

Но проходит время, к домам подводятся коммуникации, появляются все условия цивилизации, в том числе и герметичные пластиковые стеклопакеты, которые не только защищают здание от лишних теплопотерь, но и делают его воздухонепроницаемым.

Поэтому возникает необходимость создания эффективных систем приточной и вытяжной вентиляции, для чего и устраиваются вентканалы.

Хорошо, если в процессе строительства были предусмотрены каналы внутри стены. Ну, а если их нет, то и в построенном здании можно смонтировать блочные приставные шахты.

  1. Использовать строительные каналы из кирпича или пеноблоков для перемещения воздуха очень нерационально. За счет неровностей поверхности стен увеличивается сопротивление движению потока, поэтому непосредственно в каналы необходимо вставлять гладкие, специальные канальные блоки (воздуховоды) постоянного сечения;
  2. Для предотвращения засора и возможности очистки в нижней точке вентиляционного стояка устанавливается герметичная смотровая дверца;
  3. Если канал применяется для вытяжной вентиляции, его нужно выводить на крышу по высоте более чем полметра над коньком, тогда он будет создавать значительно больший перепад давления, за счет этого и тяга будет намного результативней;
  4. Если вентиляционные стояки монтируются не в стене, а снаружи, то для повышения тяги их необходимо утеплять, так как эффективность вытяжки зависит от разности температур;
  5. В случае установки вытяжного вентиляционного канала на крыше с ломанной плоскостной конструкцией, вероятно возникновение завихрения потоков, снижение скорости движения воздуха и даже возникновение обратной тяги. Чтобы это предотвратить, на верху вытяжного стояка монтируется дефлектор;
  6. Не рекомендуется подключение к общему вытяжному вентиляционному каналу кухонной механической вытяжки, чтобы не затруднять естественное движение воздуха из других помещений. Для кухонной вытяжки необходим индивидуальный вентиляционный канал;
  7. По правилам санитарно-технических норм не допускается совмещать вытяжку общего вентиляционного канала и вытяжку из санузлов;
  8. Вентиляционная решетка в вентканале должна устанавливаться в верхней части помещения так, чтобы от потолка до верхнего края решетки было не более 15 см. Это делается для предотвращения «застоя» под потолком теплого и загрязненного воздуха;
  9. В домах одноэтажной застройки, без крытого бассейна и вентилируемого гаража, вытяжка осуществляется в основном из кухни и санузлов.

Вывод вентканала на крышу

Итак, разобравшись с вентиляционными каналами, мы попутно ознакомились и с организацией естественной вытяжной канальной системы.

Но замена воздуха, происходит за счет движения воздушных потоков к вытяжным каналам. Следовательно, необходим приток воздушной массы.

Движение воздушных потоков к вытяжным каналам

Adblock
detector