ТМ «АлюПластика»: окна, двери, ворота, роллеты, балконы в Киеве и области.

Switch to desktop Register Login

Чрезмерная герметичность окон.

О том, насколько серьезным является вопрос чрезмерной герметичности современных окон, свидетельствует тот факт, что немногие из производителей вообще обсуждают эту тему: "Если проблема неразрешима, лучше вообще ее незатрагивать". Сегодня мы подробно рассмотрим этот недостаток.
Во многочисленных рекламных материалах, представляемых производителями окон, вопрос о решении проблемы их чрезмерной герметичности поднимался крайне редко. Не каждый производитель предлагает использовать в окнах ветровые планки или фурнитуру, функционирующую в режиме микропроветривания. Как правило, производители рекламируют "очень плотные, непроницаемые для влаги и воздуха, почти герметичные окна".
Вполне возможно, что в странах, откуда пришли к нам современные окна, их герметичность вообще не является проблемой, т.к. квартиры больше по размеру, оборудованы системами вентиляции и кондиционирования, не так сильно заставлены мебелью, повсеместно используются электрические плиты. Однако для украинского потребителя на сегодняшний день она актуальна.

Проникновение воздуха в помещения
Непроницаемость окна определяется количеством воздуха, который проникает через раму и створки окна, а также различные щели. Большая часть воздуха, проникающего через фрамугу окна, попадает в помещение через щели, расположенные вдоль рамы (в местах прилегания створки к раме) и количественно характеризуется объемной воздухопроницаемостью Q1, м3/(ч•м2) или Q2 м3/(ч•м). Воздухопроницаемость испытываемого образца выражается отношением объемного расхода воздуха к площади поверхности образца Q1 или к общей длине притворов его створчатых элементов Q2 согласно ДСТУ Б В.2.6-18-2000 (ГОСТ 26602.2-99). Конструкції будинків і споруд. Блоки віконні та дверні. Методи визначення повітро- та водопроникності). Показатель режима фильтрации воздуха через ограждающую конструкцию n определяют путем построения диаграммы зависимости массовой воздухопроницаемости G от перепада давления  Р как тангенс угла наклона прямой, построенной аппроксимированием результатов испытания, к оси абсцисс.
По диаграмме зависимости объемной воздухопроницаемости Q1 от перепада давления  ?Р, построенной в логарифмическом масштабе координат, определяют класс образца. В ДСТУ Б В.2.6-18-2000 (ГОСТ 26602.2-99) приведены нормативные прямые, определяющие границы классов оконных блоков по воздухопроницаемости. Класс испытываемого образца определяют по положению прямой, построенной по аппроксимированным результатам испытаний, относительно нормативных прямых, определяющих границы классов.
Для Украины количество инфильтрующегося воздуха в помещении определяется согласно СНиП 2.04.05-91*У "Отопление, вентиляция и кондиционирование" (прил.10, п.3).
 
Вентиляция
Вентиляция используется для замены воздуха в помещениях. Замена происходит в результате притока воздуха через окно или отверстия, находящиеся в наружных стенах здания, через вертикальную вентиляционную систему под влиянием гравитационных сил или с помощью механической вентиляционной системы. Требования к количеству заменяемого воздуха определены СНиП ІІ-3-79** "Строительная теплотехника. Нормы проектирования".
 
Необходимость воздухообмена
Циркуляция воздуха необычайно важна, поскольку позволяет удалять из помещения углекислый газ, сигаретный дым, водяной пар, запахи кухни, запахи животного происхождения, летучие вещества, выделяемые мебелью и строительными материалами и т.д.
При сгорании природного газа или смеси пропан-бутан из газовых баллонов образуется углекислый газ и вода (водяной пар). При недостаточной вентиляции содержание углекислого газа в воздухе быстро растет, а содержание кислорода уменьшается. Недостаточный приток кислорода может привести к неполному сгоранию газа и, как следствие, образованию высокотоксичной окиси углерода (СО). Концентрация двуокиси углерода в воздухе в количестве 1,0 % приводит к ухудшению самочувствия и затруднению дыхания, увеличение концентрации углекислого газа представляет собой угрозу для жизни человека. Содержание СО2 в воздухе не должно превышать 0,1-0,2 %. Понижение содержания кислорода с 21,0 % до 16,0 %  ведет к кислородному голоданию и последствиям, аналогичным тем, которые возникают при большом содержании СО2. Водяной пар, образующийся в процессе сжигания газа, стирки белья, приготовления пищи, сушки белья или поливки растений, увеличивает влажность воздуха и также вреден для здоровья людей. Повышенная влажность и высокое содержание СО2 создают условия для развития плесневых грибков, появляющихся в виде черных пятен в прохладных и влажных слабо проветриваемых местах. Таким образом, ликвидация повышенной влажности, очистка и обогащение воздуха кислородом, необходимы для процесса дыхания, очень важны для обеспечения комфортности помещения.
 
Проблемы замены воздуха
С одной стороны, необходимо обеспечить замену воздуха в помещении, а с другой - ограничить перемещение воздуха с целью экономии энергии. Согласно действующему  ДБН В.2.2-15-2005 "Будинки і споруди. Житлові будинки. Основні положення", минимальное количество перемещающегося воздуха должно составлять, согласно ДБН В.2.2-15-2005, п.5.23:
  • 90 м3/час для кухонь и кухонь столовых;
  • 25 м3/час для  ванных комнат;
  • 50 м3/час для совмещенных санузлов и туалетов.
В большинстве случаев вентиляция украинских квартир производилась и производится через оконные проемы. В течение многих лет замена воздуха происходила через "естественные" щели и отверстия между рамами и створками окон, коэффициент инфильтрации при этом существенно превышал допустимые нормы. В летний период с неплотно закрывающимися окнами можно было еще как-то смириться, вытирая с подоконников дождевую воду и пыль, но зимой неплотные окна были большой проблемой.
Мы помним времена, когда в начале зимы по всей Украине начинался период "великого утепления окон". Материалы для утепления окон продавались в хозяйственных магазинах, а самые непритязательные потребители пользовались ватой и бумагой. Замена воздуха в помещениях осуществлялась через негерметичные окна, и этого было вполне достаточно. Зато низкое качество производимых окон создавало потребителю массу других проблем: недостаточный обогрев помещений, протекание дождевой воды, проникновение уличного шума, пыли, трудности при открывании и закрывании окон и т.п. Окна такого типа и по сей день являются серьезной проблемой для жителей многих украинских домов.
В середине 90-х годов в украинском строительстве наступил перелом, в том числе и в сфере качества производимых окон. Появились современные оконные конструкции из жесткого поливинилхлорида, дерева и алюминия. Вместе с тем, возникла очередная проблема: чрезмерная герметичность окон. Результаты различных исследований инфильтрации воздуха (с целью апробации, сертификации, контроля качества), подтверждают, что окна, изготовленные из поливинилхлорида, дерева или алюминия, характеризуются высокой воздухонепроницаемостью, коэффициент инфильтрации а в среднем равен 0,2-0,3 м3/(м.ч.даПа2/3). Для хорошо выполненных окон из ПВХ, деревянных окон с одинарной рамой, а также алюминиевых окон величина коэффициента инфильтрации воздуха а может достигать 0,03 м3/(м.ч.даПа2/3). Это означает, что окна герметичны, т.е. вообще не пропускают воздуха. Использование современных уплотнителей и фурнитуры также увеличило их непроницаемость, а такие меры, как ослабление фурнитуры, не решают проблему герметичности. Высокая непроницаемость окна приводит к исчезновению функции вентиляции, поскольку передвижение воздуха практически исчезает. Монтаж подобных окон, особенно в новых зданиях, ведет к появлению влаги на стеклах, рамах, в углах и массе других неприятностей.
Подобная же ситуация возникает и в случае замены старых окон новыми. Очень часто проведение модернизации зданий начинают с замены окон, забывая о необходимости доработки или реконструкции системы вентиляции, утепления углов и т.п. После вложения крупных денежных сумм в установку новых окон оказывается, что средства потрачены впустую: стекла потеют, по окнам стекает вода, вокруг окна появляется плесень, в помещениях душно. И все это - следствие недостаточной замены воздуха в жилых помещениях.
Недостаточно плотные окна можно было уплотнить с помощью прокладок, а что же делать с герметичными? Неплотные окна сами собой решали проблему вентиляции помещений, а в случае непроницаемых окон эта проблема становится практически неразрешимой. Как говорится, из огня да в полымя.
 
Возможности решения проблемы воздухообмена
Повышение герметичности окон привело к необходимости внедрения новых решений, обеспечивающих возможность замены воздуха. Сделать это можно с помощью различных методов, от вырезания участков уплотнителей и периодического проветривания помещений до применения специальных механизмов и систем вентиляции, позволяющих осуществлять проветривание. Рассмотрим каждый из упомянутых способов.
 
Частичное вырезание уплотнителей
Для обеспечения минимальной инфильтрации воздуха на уровне 0,5 - 10 кг/(м2.ч) рекомендуется провести вырезание фрагментов уплотнителя. Уплотнитель вырезается по длине 3,5 - 6 % (в зависимости от системы ПВХ-профиля) от общей длины профиля. Надрезы  выполняются в верхней горизонтальной части створки в шахматном порядке: один надрез во внешнем или среднем уплотнителе в середине и два надреза в уплотнителе внутренней части профиля на расстоянии 5 см от углов. Для деревянных окон с одной рамой следует вырезать 6,0 - 10,0 % уплотнителя.

Преимущества:
  • Такое решение делает возможным поступление воздуха снаружи и замену использованного и чрезмерно влажного воздуха свежим.
  • Способ очень нетрудоемкий, возможна реализация его как производителем, так и монтажником.
  • Может быть выполнен на уплотнителях уже установленных окон.

Недостатки:
•    Ни одна из систем профилей из ПВХ, дерева или алюминия на уровне проектирования не предусматривает подобных решений. К проектам и производимым окнам были разработаны и применены требования воздухонепроницаемости. Вырезание фрагментов уплотняющего материала ведет к понижению герметичности окон и проникновению влаги атмосферных осадков. Исследования показали, что непроницаемость окон при высокой разнице давлений, например, 600 Па, после частичного удаления уплотнителя падает до величины 200-250 Па. Случается, что дождевая вода начинает протекать через окна. Если окна выполнены из профиля системы MD (от немецкого mitteldichtung - уплотнение середины, рис. 1), т.е. оснащены уплотнителем средней части профиля, то протекание воды будет менее значительно, хотя также возможно. Однако для окон, изготовленных из профиля системы AD (от немецкого anschlagdichtung) с внешним уплотнением притвора (рис. 2), вырезание уплотнителя будет настоящей трагедией. Для двустворчатого окна размером 150х150 см 3,5 % от длины вырезанного уплотнителя будет равно 30 см, суммарный размер такой "дыры" будет в пять раз превышать общий размер отверстий, предназначенных для отвода воды. Вода, попадающая через "дыру", не сможет полностью выходить через отводные каналы и попадет в квартиру.
•    Покупатель новых окон, воспитанный на нескольких поколениях неплотных окон, требует, чтобы новые окна были герметичными и не может себе представить, что фрагменты уплотнителя могут быть вырезаны. Потребитель не может согласиться с подобным решением, и в этом нет ничего удивительного.
•    Звукоизоляционные характеристики окон ухудшаются.
•    Вырезание фрагментов уплотнителя в состоянии обеспечить исключительно требования к инфильтрации воздуха и не может обеспечить требований, предъявляемых к  вентиляции помещений.
 
Применение плоских уплотнителей
 В некоторых системах окон из ПВХ были разработаны способы увеличения инфильтрации воздуха посредством применения отрезков плоского уплотнителя, вставляемых на место вырезанных фрагментов. В некоторых системах предусматриваются вставки плоских продолговатых специальных заглушек в уплотнительные каналы (в места, где вырезан обычный уплотнитель).


Преимущества метода:
 
•    Обеспечивается поступление воздуха.
•    Как и в случае с вырезанием фрагментов уплотнителя, это решение проблемы отличается легкостью реализации. Однако такие действия могут выполняться исключительно производителем окон, поскольку он имеет в распоряжении нужные типы уплотнителя.
•    Метод может быть применен к уплотнителям в уже установленных окнах (в особенности, если появляются проблемы с инфильтрацией воздуха).
•    И, наконец, такой метод вызывает большее доверие клиента, чем предыдущий.

Недостатки метода:
 
•    Снижение герметичности окон приводит к проникновению воды в помещения и ухудшению акустической изоляции. Таким образом, применение плоского уплотнителя лишь отчасти позволяет устранить недостатки предыдущего метода.
•    Применение плоского уплотнителя позволяет удовлетворить требования к инфильтрации воздуха в помещении, хотя требования, предъявляемые к  вентиляции помещений, не выполняются.
Вырезание фрагментов уплотнителя и использование плоских заглушек обеспечивает увеличение коэффициента инфильтрации герметичных окон с 0,2 (0,3) м3/(м.ч.даПа2/3) до 0,5-0,8 м3/(м.ч.даПа2/3). В большинстве случаев применение таких методов с целью "вывода" влажного воздуха из помещений, ликвидации влаги, которая собирается в углах рам, предотвращения запотевания стекол окон и появления плесени дает хорошие результаты. Однако этот способ предусматривает пассивный обмен воздуха, который зависит от многих внешних факторов.
Как выяснилось при проведении испытаний окон, вырезание 3,5 % уплотнителя часто оказывается недостаточным, приходится вырезать до 6,0 % уплотнителя. Возрастание коэффициента инфильтрации не пропорционально длине вырезанного фрагмента уплотнителя. Исследования показывают, что если длина фрагмента  вырезанного уплотнителя будет увеличена на 100 %, то коэффициент инфильтрации возрастет не на 100, а всего лишь на 10-15 %.
В некоторых видах окон из ПВХ были предприняты попытки убрать весь уплотнитель из верхней части оконного профиля, однако инфильтрация воздуха при этом увеличилась незначительно. Бывает так, что после удаления требуемых 3,5 % уплотнителя и увеличения инфильтрации воздуха выше минимальной нормы 0,5 м3/(м.ч.даПа2/3), возникает протекание дождевой воды. Монтаж плоских уплотнителей (или заглушек) в местах удаления фрагментов уплотнителя требует очень серьезного подхода к выполнению системы отвода воды в окнах. При использовании метода вырезания фрагментов уплотнителя, как и применении плоских заглушек, образуется "дыра", через которую может проникать дождевая вода. Поэтому регулировка размера щелей и применение плоского уплотнителя производится в верхних горизонтальных частях створок. Это объясняется тем, что окна обычно отодвинуты от наружной стороны стены, а верхние части заслонены углами, которые предохраняют их от потока воды.
 
Проветривание через перфорированные или рифленые уплотнители
Вместо обычного уплотнителя  может быть применен уплотнитель с фабричными надрезами или уплотнитель с отверстиями, сделанными на расстоянии нескольких сантиметров. Инфильтрация воздуха осуществляется через щели или отверстия уплотнителя и зависит от вида уплотнителя и его герметичности. Этот метод может быть применен производителями окон только при наличии соответствующих уплотнителей.

Преимущества метода:
  • Обеспечение поступления воздуха.
  • Окна не пропускают дождевую воду.

Недостатки метода:
  • Надрезы уплотнителя не всегда могут обеспечить требования к инфильтрации воздуха.
  • Требования к  вентиляции помещений не выполняются.
 
Каналы для проветривания, фрезерованные в профиле из ПВХ
В некоторых профильных системах (ПВХ) были предприняты попытки увеличения инфильтрации воздуха с помощью дополнительных каналов, профрезерованных в раме и створке.

Преимущества метода:
  • Акустические и гидроизоляционные свойства окон не ухудшаются.
  • Обеспечивается инфильтрация воздуха а = 0,7 м3/(м.ч.даПа2/3).
 
Недостатки метода:
  • Метод может быть применен  производителем окон только при наличии соответствующих профилей.
  • Не обеспечиваются требования, предъявляемые к вентиляции помещений, выполняются только требования к инфильтрации.
Использование перфорированного и рифленого уплотнителя, а также каналов для проветривания обеспечивает инфильтрацию воздуха, большую, чем в случае применения плоского уплотнителя или уплотнителя с вырезанными фрагментами.
Преимуществом является сохранение звукоизоляционных характеристик и стойкость к протеканию дождевой воды.
Рассмотренные методы увеличения инфильтрации воздуха являются пассивными методами, т.е. потребитель не имеет возможности влиять на объем передвигающегося через окно воздуха (он не может быть увеличен или ограничен). Величина инфильтрации во многом зависит от внешних атмосферных условий, расположения и типа здания.
Для высотного здания, которое находится на открытом месте (где большая разница давлений, и, соответственно, большее количество воздуха проходит через вентиляционную систему), наплыв воздуха через щели, отверстия в уплотнителе и вентиляционные каналы будет большим, чем для низкого здания, расположенного в закрытом месте. При сильном ветре приток воздуха будет большим, чем при безветренной погоде. Приток воздуха может быть различным для разных помещений одного и того же здания  (первый и последний этажи, ветреная и подветренная стороны).
Применение рассмотренных методов может повысить инфильтрацию, однако не дает кардинального решения проблемы вентиляции.
Периодическое проветривание
Некоторые производители рекомендуют проветривать помещения несколько раз в течение дня, достаточно широко открывая створку "супергерметичных" окон на 15-30 минут.

Преимущества метода
Это позволяет довольно быстро заменять воздух в помещениях. Объем притока воздуха велик.
 
Недостатки метода:
  • Микроклимат помещения не контролируется и изменяется в зависимости от условий проветривания.
  • Нет возможности использовать такой метод ночью (если, конечно, потребитель не страдает бессонницей) и днем во время его отсутствия.
  • Трудно представить себе, что, встав рано утром, человек бросится открывать окна, чтобы проветрить помещение, собираясь в спешке на работу. А между тем, по утрам уровень влажности воздуха очень высок.
  • Метод неудобен для использования в плохую погоду и становится практически нереализуемым при ливневых дождях, снегопадах, бурях.
Применение оконной фурнитуры с функцией микропроветривания
Некоторые виды оконной фурнитуры предусматривают возможность установки ручки окна в положение, фиксирующее минимальное отклонение створки. Наклон может производиться в одном или нескольких направлениях. Проветривание помещения происходит через узкую щель, образующуюся между рамой и незначительно приоткрытой створкой. Еще один вариант фурнитуры с функцией микропроветривания предусматривает параллельное смещение створки.

Преимущества метода
По эффективности данное решение сопоставимо с проветриванием через форточку. Объем поступающего воздуха зависит от положения, в которое установлена ручка окна, обычно он равен 5,0 - 20,0 м3/ч.
 
Недостатки метода:
  • Передвижение воздуха не контролируется и изменяется в зависимости от внешних условий.
  • Не сохраняется влагонепроницаемость окон.
  • Не всегда обеспечивается достаточная безопасность помещений.
  • Не сохраняется звукоизоляция окон, через щель в помещение проникает пыль.
  • Применение метода ведет к увеличению затрат энергии, расходуемой на обогрев помещения.
Системы вентиляции
 Системы вентиляции обеспечивают замену воздуха в помещениях и являются показателями современности окон. Они устанавливаются на оконной створке над стеклом или под стеклом, в раме, в виде отдельного элемента окна или вне окна. Примеры различных систем вентиляции представлены на рис. 5, 6, 7.
Различают следующие разновидности систем вентиляции:

•    с постоянным сечением входного отверстия;
•    с регулируемой вручную заслонкой входного отверстия;
•    с автоматической регулировкой положения заслонки входного отверстия.
Системы вентиляции могут быть универсальными, т.е. совместимыми с любой системой окон или специально разработанными для определенной оконной системы. Следует заметить, что не каждая система профилей из ПВХ имеет собственные разработанные системы вентиляции.




Преимущества метода:
  • Метод обеспечивает замену воздуха в помещении, в зависимости от потребности, наиболее рациональным способом.
  • Объем притока воздуха зависит от типа системы вентиляции, а в случае применения регулируемых систем - от положения заслонки.
  • При использовании систем вентиляции окна сохраняют высокую герметичность, что особо важно при рациональном использовании и сохранении тепловой энергии.
  • При сильных морозах ветровая заслонка может быть прикрыта, это позволяет снизить расход тепла.
 
Недостатки метода
Наличие системы вентиляции удобно для пользователя и практически лишено недостатков, за исключением того, что звукоизоляция окон незначительно снижается.
 


 
Выводы
Использование систем вентиляции можно считать решением, осуществляющим вентиляцию помещений, а не только регулирующим инфильтрацию воздуха. Такой метод является лучшим решением проблемы, поскольку потребитель может влиять на воздухообмен (регулировать его в зависимости от потребности). Кроме того, применение систем вентиляции позволяет рационально расходовать тепловую энергию.
Основным аргументом "против" систем вентиляции является их "достаточно высокая цена", влияющая на стоимость окна. Однако со всей уверенностью можно сказать, что это недальновидная точка зрения. Поскольку системы вентиляции отличаются наибольшим количеством преимуществ, в будущем такое решение должно получить признание.
 
Итоги
 Появление конкуренции на рынке изготовителей существенно повысило качество производимых окон. Вместе с тем появились другие сложности, такие, как описанная выше проблема чрезмерной герметичности окон. В настоящее время довольно трудно убедить потребителя, что его окна должны быть "немного негерметичными", чего можно достичь, применяя системы вентиляции или вырезая фрагменты уплотнителя. В противном случае чрезмерная герметичность будет доставлять намного больше хлопот, чем негерметичные окна, поскольку осушать влажные стены и удалять плесень достаточно сложно. Следовательно, стоит согласиться на частичный демонтаж уплотнителя или дополнительно потратить деньги и оснастить окно современной системой вентиляции.

Чрезмерная герметичность окон.

О том, насколько серьезным является вопрос чрезмерной герметичности современных окон, свидетельствует тот факт, что немногие из производителей вообще обсуждают эту тему: "Если проблема неразрешима, лучше вообще ее незатрагивать". Сегодня мы подробно рассмотрим этот недостаток.
Во многочисленных рекламных материалах, представляемых производителями окон, вопрос о решении проблемы их чрезмерной герметичности поднимался крайне редко. Не каждый производитель предлагает использовать в окнах ветровые планки или фурнитуру, функционирующую в режиме микропроветривания. Как правило, производители рекламируют "очень плотные, непроницаемые для влаги и воздуха, почти герметичные окна".
Вполне возможно, что в странах, откуда пришли к нам современные окна, их герметичность вообще не является проблемой, т.к. квартиры больше по размеру, оборудованы системами вентиляции и кондиционирования, не так сильно заставлены мебелью, повсеместно используются электрические плиты. Однако для украинского потребителя на сегодняшний день она актуальна.

Проникновение воздуха в помещения
Непроницаемость окна определяется количеством воздуха, который проникает через раму и створки окна, а также различные щели. Большая часть воздуха, проникающего через фрамугу окна, попадает в помещение через щели, расположенные вдоль рамы (в местах прилегания створки к раме) и количественно характеризуется объемной воздухопроницаемостью Q1, м3/(ч•м2) или Q2 м3/(ч•м). Воздухопроницаемость испытываемого образца выражается отношением объемного расхода воздуха к площади поверхности образца Q1 или к общей длине притворов его створчатых элементов Q2 согласно ДСТУ Б В.2.6-18-2000 (ГОСТ 26602.2-99). Конструкції будинків і споруд. Блоки віконні та дверні. Методи визначення повітро- та водопроникності). Показатель режима фильтрации воздуха через ограждающую конструкцию n определяют путем построения диаграммы зависимости массовой воздухопроницаемости G от перепада давления  Р как тангенс угла наклона прямой, построенной аппроксимированием результатов испытания, к оси абсцисс.
По диаграмме зависимости объемной воздухопроницаемости Q1 от перепада давления  ?Р, построенной в логарифмическом масштабе координат, определяют класс образца. В ДСТУ Б В.2.6-18-2000 (ГОСТ 26602.2-99) приведены нормативные прямые, определяющие границы классов оконных блоков по воздухопроницаемости. Класс испытываемого образца определяют по положению прямой, построенной по аппроксимированным результатам испытаний, относительно нормативных прямых, определяющих границы классов.
Для Украины количество инфильтрующегося воздуха в помещении определяется согласно СНиП 2.04.05-91*У "Отопление, вентиляция и кондиционирование" (прил.10, п.3).
 
Вентиляция
Вентиляция используется для замены воздуха в помещениях. Замена происходит в результате притока воздуха через окно или отверстия, находящиеся в наружных стенах здания, через вертикальную вентиляционную систему под влиянием гравитационных сил или с помощью механической вентиляционной системы. Требования к количеству заменяемого воздуха определены СНиП ІІ-3-79** "Строительная теплотехника. Нормы проектирования".
 
Необходимость воздухообмена
Циркуляция воздуха необычайно важна, поскольку позволяет удалять из помещения углекислый газ, сигаретный дым, водяной пар, запахи кухни, запахи животного происхождения, летучие вещества, выделяемые мебелью и строительными материалами и т.д.
При сгорании природного газа или смеси пропан-бутан из газовых баллонов образуется углекислый газ и вода (водяной пар). При недостаточной вентиляции содержание углекислого газа в воздухе быстро растет, а содержание кислорода уменьшается. Недостаточный приток кислорода может привести к неполному сгоранию газа и, как следствие, образованию высокотоксичной окиси углерода (СО). Концентрация двуокиси углерода в воздухе в количестве 1,0 % приводит к ухудшению самочувствия и затруднению дыхания, увеличение концентрации углекислого газа представляет собой угрозу для жизни человека. Содержание СО2 в воздухе не должно превышать 0,1-0,2 %. Понижение содержания кислорода с 21,0 % до 16,0 %  ведет к кислородному голоданию и последствиям, аналогичным тем, которые возникают при большом содержании СО2. Водяной пар, образующийся в процессе сжигания газа, стирки белья, приготовления пищи, сушки белья или поливки растений, увеличивает влажность воздуха и также вреден для здоровья людей. Повышенная влажность и высокое содержание СО2 создают условия для развития плесневых грибков, появляющихся в виде черных пятен в прохладных и влажных слабо проветриваемых местах. Таким образом, ликвидация повышенной влажности, очистка и обогащение воздуха кислородом, необходимы для процесса дыхания, очень важны для обеспечения комфортности помещения.
 
Проблемы замены воздуха
С одной стороны, необходимо обеспечить замену воздуха в помещении, а с другой - ограничить перемещение воздуха с целью экономии энергии. Согласно действующему  ДБН В.2.2-15-2005 "Будинки і споруди. Житлові будинки. Основні положення", минимальное количество перемещающегося воздуха должно составлять, согласно ДБН В.2.2-15-2005, п.5.23:
  • 90 м3/час для кухонь и кухонь столовых;
  • 25 м3/час для  ванных комнат;
  • 50 м3/час для совмещенных санузлов и туалетов.
В большинстве случаев вентиляция украинских квартир производилась и производится через оконные проемы. В течение многих лет замена воздуха происходила через "естественные" щели и отверстия между рамами и створками окон, коэффициент инфильтрации при этом существенно превышал допустимые нормы. В летний период с неплотно закрывающимися окнами можно было еще как-то смириться, вытирая с подоконников дождевую воду и пыль, но зимой неплотные окна были большой проблемой.
Мы помним времена, когда в начале зимы по всей Украине начинался период "великого утепления окон". Материалы для утепления окон продавались в хозяйственных магазинах, а самые непритязательные потребители пользовались ватой и бумагой. Замена воздуха в помещениях осуществлялась через негерметичные окна, и этого было вполне достаточно. Зато низкое качество производимых окон создавало потребителю массу других проблем: недостаточный обогрев помещений, протекание дождевой воды, проникновение уличного шума, пыли, трудности при открывании и закрывании окон и т.п. Окна такого типа и по сей день являются серьезной проблемой для жителей многих украинских домов.
В середине 90-х годов в украинском строительстве наступил перелом, в том числе и в сфере качества производимых окон. Появились современные оконные конструкции из жесткого поливинилхлорида, дерева и алюминия. Вместе с тем, возникла очередная проблема: чрезмерная герметичность окон. Результаты различных исследований инфильтрации воздуха (с целью апробации, сертификации, контроля качества), подтверждают, что окна, изготовленные из поливинилхлорида, дерева или алюминия, характеризуются высокой воздухонепроницаемостью, коэффициент инфильтрации а в среднем равен 0,2-0,3 м3/(м.ч.даПа2/3). Для хорошо выполненных окон из ПВХ, деревянных окон с одинарной рамой, а также алюминиевых окон величина коэффициента инфильтрации воздуха а может достигать 0,03 м3/(м.ч.даПа2/3). Это означает, что окна герметичны, т.е. вообще не пропускают воздуха. Использование современных уплотнителей и фурнитуры также увеличило их непроницаемость, а такие меры, как ослабление фурнитуры, не решают проблему герметичности. Высокая непроницаемость окна приводит к исчезновению функции вентиляции, поскольку передвижение воздуха практически исчезает. Монтаж подобных окон, особенно в новых зданиях, ведет к появлению влаги на стеклах, рамах, в углах и массе других неприятностей.
Подобная же ситуация возникает и в случае замены старых окон новыми. Очень часто проведение модернизации зданий начинают с замены окон, забывая о необходимости доработки или реконструкции системы вентиляции, утепления углов и т.п. После вложения крупных денежных сумм в установку новых окон оказывается, что средства потрачены впустую: стекла потеют, по окнам стекает вода, вокруг окна появляется плесень, в помещениях душно. И все это - следствие недостаточной замены воздуха в жилых помещениях.
Недостаточно плотные окна можно было уплотнить с помощью прокладок, а что же делать с герметичными? Неплотные окна сами собой решали проблему вентиляции помещений, а в случае непроницаемых окон эта проблема становится практически неразрешимой. Как говорится, из огня да в полымя.
 
Возможности решения проблемы воздухообмена
Повышение герметичности окон привело к необходимости внедрения новых решений, обеспечивающих возможность замены воздуха. Сделать это можно с помощью различных методов, от вырезания участков уплотнителей и периодического проветривания помещений до применения специальных механизмов и систем вентиляции, позволяющих осуществлять проветривание. Рассмотрим каждый из упомянутых способов.
 
Частичное вырезание уплотнителей
Для обеспечения минимальной инфильтрации воздуха на уровне 0,5 - 10 кг/(м2.ч) рекомендуется провести вырезание фрагментов уплотнителя. Уплотнитель вырезается по длине 3,5 - 6 % (в зависимости от системы ПВХ-профиля) от общей длины профиля. Надрезы  выполняются в верхней горизонтальной части створки в шахматном порядке: один надрез во внешнем или среднем уплотнителе в середине и два надреза в уплотнителе внутренней части профиля на расстоянии 5 см от углов. Для деревянных окон с одной рамой следует вырезать 6,0 - 10,0 % уплотнителя.

Преимущества:
  • Такое решение делает возможным поступление воздуха снаружи и замену использованного и чрезмерно влажного воздуха свежим.
  • Способ очень нетрудоемкий, возможна реализация его как производителем, так и монтажником.
  • Может быть выполнен на уплотнителях уже установленных окон.

Недостатки:
•    Ни одна из систем профилей из ПВХ, дерева или алюминия на уровне проектирования не предусматривает подобных решений. К проектам и производимым окнам были разработаны и применены требования воздухонепроницаемости. Вырезание фрагментов уплотняющего материала ведет к понижению герметичности окон и проникновению влаги атмосферных осадков. Исследования показали, что непроницаемость окон при высокой разнице давлений, например, 600 Па, после частичного удаления уплотнителя падает до величины 200-250 Па. Случается, что дождевая вода начинает протекать через окна. Если окна выполнены из профиля системы MD (от немецкого mitteldichtung - уплотнение середины, рис. 1), т.е. оснащены уплотнителем средней части профиля, то протекание воды будет менее значительно, хотя также возможно. Однако для окон, изготовленных из профиля системы AD (от немецкого anschlagdichtung) с внешним уплотнением притвора (рис. 2), вырезание уплотнителя будет настоящей трагедией. Для двустворчатого окна размером 150х150 см 3,5 % от длины вырезанного уплотнителя будет равно 30 см, суммарный размер такой "дыры" будет в пять раз превышать общий размер отверстий, предназначенных для отвода воды. Вода, попадающая через "дыру", не сможет полностью выходить через отводные каналы и попадет в квартиру.
•    Покупатель новых окон, воспитанный на нескольких поколениях неплотных окон, требует, чтобы новые окна были герметичными и не может себе представить, что фрагменты уплотнителя могут быть вырезаны. Потребитель не может согласиться с подобным решением, и в этом нет ничего удивительного.
•    Звукоизоляционные характеристики окон ухудшаются.
•    Вырезание фрагментов уплотнителя в состоянии обеспечить исключительно требования к инфильтрации воздуха и не может обеспечить требований, предъявляемых к  вентиляции помещений.
 
Применение плоских уплотнителей
 В некоторых системах окон из ПВХ были разработаны способы увеличения инфильтрации воздуха посредством применения отрезков плоского уплотнителя, вставляемых на место вырезанных фрагментов. В некоторых системах предусматриваются вставки плоских продолговатых специальных заглушек в уплотнительные каналы (в места, где вырезан обычный уплотнитель).


Преимущества метода:
 
•    Обеспечивается поступление воздуха.
•    Как и в случае с вырезанием фрагментов уплотнителя, это решение проблемы отличается легкостью реализации. Однако такие действия могут выполняться исключительно производителем окон, поскольку он имеет в распоряжении нужные типы уплотнителя.
•    Метод может быть применен к уплотнителям в уже установленных окнах (в особенности, если появляются проблемы с инфильтрацией воздуха).
•    И, наконец, такой метод вызывает большее доверие клиента, чем предыдущий.

Недостатки метода:
 
•    Снижение герметичности окон приводит к проникновению воды в помещения и ухудшению акустической изоляции. Таким образом, применение плоского уплотнителя лишь отчасти позволяет устранить недостатки предыдущего метода.
•    Применение плоского уплотнителя позволяет удовлетворить требования к инфильтрации воздуха в помещении, хотя требования, предъявляемые к  вентиляции помещений, не выполняются.
Вырезание фрагментов уплотнителя и использование плоских заглушек обеспечивает увеличение коэффициента инфильтрации герметичных окон с 0,2 (0,3) м3/(м.ч.даПа2/3) до 0,5-0,8 м3/(м.ч.даПа2/3). В большинстве случаев применение таких методов с целью "вывода" влажного воздуха из помещений, ликвидации влаги, которая собирается в углах рам, предотвращения запотевания стекол окон и появления плесени дает хорошие результаты. Однако этот способ предусматривает пассивный обмен воздуха, который зависит от многих внешних факторов.
Как выяснилось при проведении испытаний окон, вырезание 3,5 % уплотнителя часто оказывается недостаточным, приходится вырезать до 6,0 % уплотнителя. Возрастание коэффициента инфильтрации не пропорционально длине вырезанного фрагмента уплотнителя. Исследования показывают, что если длина фрагмента  вырезанного уплотнителя будет увеличена на 100 %, то коэффициент инфильтрации возрастет не на 100, а всего лишь на 10-15 %.
В некоторых видах окон из ПВХ были предприняты попытки убрать весь уплотнитель из верхней части оконного профиля, однако инфильтрация воздуха при этом увеличилась незначительно. Бывает так, что после удаления требуемых 3,5 % уплотнителя и увеличения инфильтрации воздуха выше минимальной нормы 0,5 м3/(м.ч.даПа2/3), возникает протекание дождевой воды. Монтаж плоских уплотнителей (или заглушек) в местах удаления фрагментов уплотнителя требует очень серьезного подхода к выполнению системы отвода воды в окнах. При использовании метода вырезания фрагментов уплотнителя, как и применении плоских заглушек, образуется "дыра", через которую может проникать дождевая вода. Поэтому регулировка размера щелей и применение плоского уплотнителя производится в верхних горизонтальных частях створок. Это объясняется тем, что окна обычно отодвинуты от наружной стороны стены, а верхние части заслонены углами, которые предохраняют их от потока воды.
 
Проветривание через перфорированные или рифленые уплотнители
Вместо обычного уплотнителя  может быть применен уплотнитель с фабричными надрезами или уплотнитель с отверстиями, сделанными на расстоянии нескольких сантиметров. Инфильтрация воздуха осуществляется через щели или отверстия уплотнителя и зависит от вида уплотнителя и его герметичности. Этот метод может быть применен производителями окон только при наличии соответствующих уплотнителей.

Преимущества метода:
  • Обеспечение поступления воздуха.
  • Окна не пропускают дождевую воду.

Недостатки метода:
  • Надрезы уплотнителя не всегда могут обеспечить требования к инфильтрации воздуха.
  • Требования к  вентиляции помещений не выполняются.
 
Каналы для проветривания, фрезерованные в профиле из ПВХ
В некоторых профильных системах (ПВХ) были предприняты попытки увеличения инфильтрации воздуха с помощью дополнительных каналов, профрезерованных в раме и створке.

Преимущества метода:
  • Акустические и гидроизоляционные свойства окон не ухудшаются.
  • Обеспечивается инфильтрация воздуха а = 0,7 м3/(м.ч.даПа2/3).
 
Недостатки метода:
  • Метод может быть применен  производителем окон только при наличии соответствующих профилей.
  • Не обеспечиваются требования, предъявляемые к вентиляции помещений, выполняются только требования к инфильтрации.
Использование перфорированного и рифленого уплотнителя, а также каналов для проветривания обеспечивает инфильтрацию воздуха, большую, чем в случае применения плоского уплотнителя или уплотнителя с вырезанными фрагментами.
Преимуществом является сохранение звукоизоляционных характеристик и стойкость к протеканию дождевой воды.
Рассмотренные методы увеличения инфильтрации воздуха являются пассивными методами, т.е. потребитель не имеет возможности влиять на объем передвигающегося через окно воздуха (он не может быть увеличен или ограничен). Величина инфильтрации во многом зависит от внешних атмосферных условий, расположения и типа здания.
Для высотного здания, которое находится на открытом месте (где большая разница давлений, и, соответственно, большее количество воздуха проходит через вентиляционную систему), наплыв воздуха через щели, отверстия в уплотнителе и вентиляционные каналы будет большим, чем для низкого здания, расположенного в закрытом месте. При сильном ветре приток воздуха будет большим, чем при безветренной погоде. Приток воздуха может быть различным для разных помещений одного и того же здания  (первый и последний этажи, ветреная и подветренная стороны).
Применение рассмотренных методов может повысить инфильтрацию, однако не дает кардинального решения проблемы вентиляции.
Периодическое проветривание
Некоторые производители рекомендуют проветривать помещения несколько раз в течение дня, достаточно широко открывая створку "супергерметичных" окон на 15-30 минут.

Преимущества метода
Это позволяет довольно быстро заменять воздух в помещениях. Объем притока воздуха велик.
 
Недостатки метода:
  • Микроклимат помещения не контролируется и изменяется в зависимости от условий проветривания.
  • Нет возможности использовать такой метод ночью (если, конечно, потребитель не страдает бессонницей) и днем во время его отсутствия.
  • Трудно представить себе, что, встав рано утром, человек бросится открывать окна, чтобы проветрить помещение, собираясь в спешке на работу. А между тем, по утрам уровень влажности воздуха очень высок.
  • Метод неудобен для использования в плохую погоду и становится практически нереализуемым при ливневых дождях, снегопадах, бурях.
Применение оконной фурнитуры с функцией микропроветривания
Некоторые виды оконной фурнитуры предусматривают возможность установки ручки окна в положение, фиксирующее минимальное отклонение створки. Наклон может производиться в одном или нескольких направлениях. Проветривание помещения происходит через узкую щель, образующуюся между рамой и незначительно приоткрытой створкой. Еще один вариант фурнитуры с функцией микропроветривания предусматривает параллельное смещение створки.

Преимущества метода
По эффективности данное решение сопоставимо с проветриванием через форточку. Объем поступающего воздуха зависит от положения, в которое установлена ручка окна, обычно он равен 5,0 - 20,0 м3/ч.
 
Недостатки метода:
  • Передвижение воздуха не контролируется и изменяется в зависимости от внешних условий.
  • Не сохраняется влагонепроницаемость окон.
  • Не всегда обеспечивается достаточная безопасность помещений.
  • Не сохраняется звукоизоляция окон, через щель в помещение проникает пыль.
  • Применение метода ведет к увеличению затрат энергии, расходуемой на обогрев помещения.
Системы вентиляции
 Системы вентиляции обеспечивают замену воздуха в помещениях и являются показателями современности окон. Они устанавливаются на оконной створке над стеклом или под стеклом, в раме, в виде отдельного элемента окна или вне окна. Примеры различных систем вентиляции представлены на рис. 5, 6, 7.
Различают следующие разновидности систем вентиляции:

•    с постоянным сечением входного отверстия;
•    с регулируемой вручную заслонкой входного отверстия;
•    с автоматической регулировкой положения заслонки входного отверстия.
Системы вентиляции могут быть универсальными, т.е. совместимыми с любой системой окон или специально разработанными для определенной оконной системы. Следует заметить, что не каждая система профилей из ПВХ имеет собственные разработанные системы вентиляции.




Преимущества метода:
  • Метод обеспечивает замену воздуха в помещении, в зависимости от потребности, наиболее рациональным способом.
  • Объем притока воздуха зависит от типа системы вентиляции, а в случае применения регулируемых систем - от положения заслонки.
  • При использовании систем вентиляции окна сохраняют высокую герметичность, что особо важно при рациональном использовании и сохранении тепловой энергии.
  • При сильных морозах ветровая заслонка может быть прикрыта, это позволяет снизить расход тепла.
 
Недостатки метода
Наличие системы вентиляции удобно для пользователя и практически лишено недостатков, за исключением того, что звукоизоляция окон незначительно снижается.
 


 
Выводы
Использование систем вентиляции можно считать решением, осуществляющим вентиляцию помещений, а не только регулирующим инфильтрацию воздуха. Такой метод является лучшим решением проблемы, поскольку потребитель может влиять на воздухообмен (регулировать его в зависимости от потребности). Кроме того, применение систем вентиляции позволяет рационально расходовать тепловую энергию.
Основным аргументом "против" систем вентиляции является их "достаточно высокая цена", влияющая на стоимость окна. Однако со всей уверенностью можно сказать, что это недальновидная точка зрения. Поскольку системы вентиляции отличаются наибольшим количеством преимуществ, в будущем такое решение должно получить признание.
 
Итоги
 Появление конкуренции на рынке изготовителей существенно повысило качество производимых окон. Вместе с тем появились другие сложности, такие, как описанная выше проблема чрезмерной герметичности окон. В настоящее время довольно трудно убедить потребителя, что его окна должны быть "немного негерметичными", чего можно достичь, применяя системы вентиляции или вырезая фрагменты уплотнителя. В противном случае чрезмерная герметичность будет доставлять намного больше хлопот, чем негерметичные окна, поскольку осушать влажные стены и удалять плесень достаточно сложно. Следовательно, стоит согласиться на частичный демонтаж уплотнителя или дополнительно потратить деньги и оснастить окно современной системой вентиляции.