Естественная вентиляция: расчет системы, схема, устройство

К чему приводит плохо работающая вентиляция в квартире

Прошли десятилетия с тех пор, как были разработаны нынешние СНиП. Большинство квартир и домов сегодня имеют пластиковые окна и металлические входы, которые почти на 100% герметичны. Это создает серьезные проблемы для естественной циркуляции воздуха в жилище.

Неэффективная вентиляция вызывает накопление газа в случае аварийной утечки, что, в свою очередь, создает взрывоопасную ситуацию.

Кроме того, отсутствие нормального воздухообмена приводит к другим негативным последствиям:

1. Возрастает концентрация вредных веществ, в первую очередь углекислого газа от дыхания и угарного газа от приготовления пищи на кухне.
2. Высокая концентрация водяного пара приводит к образованию конденсата на окнах, стенах и потолках квартиры, что вызывает развитие плесени, появление в доме гнилого запаха и сырости.
3. Влажная, заплесневелая атмосфера является идеальным местом для размножения многих болезнетворных микроорганизмов.

Решить эту проблему в теплое время года можно, открыв жалюзи и окна, но зимой такая возможность исчезает, особенно если дома есть дети. Единственным благоприятным вариантом решения проблемы является организация собственными руками системы притока и вытяжки воздуха внутри квартиры.

Вентиляция принудительного типа

Приток свежего воздуха в помещения деревянного дома может осуществляться механически (с помощью вентилятора). В этом случае выхлопные трубы должны быть расположены вертикально, так, чтобы они не имели изгибов и изгибов. Это обеспечит качественный вывод очищенного воздуха из дома. Выход вытяжного канала должен находиться на высоте не менее 50 см над крышей. Для дополнительной защиты на них должны быть установлены специальные грибы.

• Помещение теряет тепло за счет нагревания чистого воздуха, поступающего от вентилятора;
• зависимость от электричества;
• шумно.

Для удаления обработанного воздуха из помещений может быть использована система вытяжной вентиляции с принудительной циркуляцией воздуха. Свежий воздух поступает в дом естественным путем (через щели в окнах и дверях). Он откачивается снаружи с помощью вентилятора. Вытяжные каналы могут быть дополнительно оборудованы обратными клапанами, чтобы воздух не менял направления. В суровых зимних условиях следует позаботиться о нагреве этих элементов, чтобы предотвратить обледенение.

Эта система вентиляции деревянного дома имеет несколько недостатков: она не позволяет контролировать количество чистого воздуха, поступающего в помещения, требует электропитания и издает шум при работе.

Исходя из вышеизложенных соображений, можно сказать, что лучшим решением для бревенчатого дома является приточно-вытяжная вентиляция рекуперативного типа. Это позволяет не только регулировать количество притекающих и оттекающих масс, но и обеспечивает их очистку. Энергоэффективность установки гарантируется рекуператором, который позволяет передавать тепло от отработанного воздуха к приточному. Хотя установка такой системы вентиляции трудоемкая и дорогостоящая, она может обеспечить качественный воздухообмен в больших многоэтажных деревянных зданиях площадью более 200 м2 .

Достоинства системы

Существует несколько аспектов в пользу вытяжной вентиляции:

• Максимальный комфорт благодаря постоянному притоку чистого и свежего воздуха
• Экологически чистые материалы, используемые при вентиляции, гарантируют комфортную атмосферу в доме и являются хорошей профилактикой различных заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем.
• Если ядовитые вещества попадают в воздух, риск загрязнения сводится к минимуму, но не следует недооценивать.

В зависимости от сложности или простоты рассматриваемого здания, схема установки и вентиляции будет построена по-разному. Если вы не являетесь специалистом в этой области, то лучше доверить эту задачу хорошим специалистам и в то же время заключить контракт с компанией, предоставляющей услугу.

При установке в доме только вытяжной вентиляции старый воздух будет удаляться из влажных помещений, а свежий воздух будет поступать через дерево, окна и вентиляционные отверстия. Основным преимуществом этого метода является возможность контроля воздуха, удаляемого из помещения.

В случае многоквартирного дома, извлечения могут быть как индивидуальными для каждого жильца здания, так и для всех квартир одновременно.

Недостатки принудительной вентиляции

Для подачи воздуха в помещения можно использовать не только форточки и щели, но и принудительную приточную вентиляцию. Но и здесь не все так гладко, как хотелось бы. О приточной вентиляции многие знают из рекламных акций, где расписаны все ее преимущества. На первый взгляд все предельно просто: воздух закачивается в помещение с помощью вентилятора, пройдя предварительную очистку с помощью встроенного фильтра и при необходимости нагревшись до заданной температуры. Но здесь и кроется главный недостаток. Уже через несколько циклов работы на фильтре осядет пыль, органические отходы и т.д., и он станет идеальным местом для размножения микробов и бактерий, которые потом будут попадать в помещение вместе с воздухом снаружи. Это чем-то напоминает работу пылесоса, из которого не вытрусили пыль. Воздух проходит сквозь грязный фильтр, не только не очищаясь, но и еще больше загрязняясь. А ведь никто не будет менять фильтр каждый день, он будет обновляться в лучшем случае раз в полгода при плановом ТО. Так что, если есть возможность, лучше отказаться от установки принудительной приточной вентиляции. Конечно, есть помещения, в которых нельзя без нее обойтись, с повышенным уровнем задымленности или с постоянными выбросами отходов, но в жилых частных домах это редкость.

Борьба с неэффективностью естественной вентиляции

Недостатки естественной вентиляции удается устранить, если использовать устройства принудительного перемещения воздушных масс. Вытяжные каналы остаются прежними, так как создаваемое в комнате избыточное давление принудит воздух проследовать к выходу даже в жаркую погоду.

Недостатки нововведения

Стоит обозначить основные недостатки, что могут проявиться в любой частном здании.

Недостаток первый. Приходится оплачивать дополнительно потраченную электроэнергию, хотя современные вентиляторы и не считаются чрезмерно энергозатратными.

Недостаток второй. Приточные клапаны устанавливаются именно в жилой зоне. Значит, «шумным соседом» домовладельца становится работающий вентилятор. Приходится смиряться с присутствием определенного шумового эффекта.

Недостаток третий. Зимой хотя и поступает с улицы свежий воздух, но он морозный. Отсюда и значительные теплопотери. Хозяева особняков, чтобы поддерживать в комнатах стабильно теплую температуру, используют контуры подогрева входящих воздушных потоков.

Основные правила эксплуатации

Правильное расположение продухов и их защита заглушками, решетками или дверцами не дает жильцам дома гарантий о качественном проветривании

Не менее важно, научиться правильно пользоваться обустроенной системой вентиляции. Основными правилами ее эксплуатации являются:

1. Необходимость открытия продухов в теплое время года. Сухой и теплый воздух с улицы должен вытеснить образовавшуюся в подполье влагу. Но, не стоит забывать, что полезный эффект от такого проветривания можно получить только в теплые сухие дни. В период дождей и весеннего таяния снега «окна» должны быть закрытыми.
2. Необходимость закрытия зимой. В отапливаемом помещении, зимой «окна» закрывают из-за увеличения риска потери тепла. Но, из-за разницы температур в помещении и на улице, риск образования конденсата возрастает. Поэтому,следует систематически проветривать подвал или оставлять минимальное отверстие для легкой тяги.
3. Если продухи не были оборудованы решетками, заглушками или дверцами, зимой отверстия можно закрыть снегом. Для этого следует под опалубку накидать снежную горку, которая закроет собой продух.

Владельцам незащищенных продухов следует следить за температурой воздуха на улице. В Морозные дни, проблем не будет. Но, с наступлением весенней теплоты, снег начнет таять и затопит подвальное помещение дома. Следует своевременно отчистить от него внешнюю сторону дома.

Запомнить все правила эксплуатации системы вентиляции дома несложно. Главное, проводить сезонное открытие и закрытие продухов и следить за тем, чтобы в подвал не проникали «незваные гости». К тому же этот вопрос решается быстро, если сделанные отверстия будут прикрыты решетками.

Расчет вентиляции в частном доме по нормам

При строительстве частного дома расчеты вентиляции можно выполнить самостоятельно по методике, приведенной в приложении «Ж» СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (актуализированная редакция СНиП 41-01-2003). Данная методика учитывает удельные нормы воздухообмена, которые рассчитываются по нормируемой кратности воздухообмена и по нормируемому удельному расходу приточного воздуха.

Нормируемая кратность воздухообмена показывает, сколько раз в течение часа меняется воздух в помещении. При кратности воздухообмена в жилом помещении менее 0,5 у человека возникает ощущение духоты. В соответствии с требованиями существующих нормативов кратность воздухообмена в жилых комнатах должна быть — 0,5 — 1,0, а для кухни, ванны и туалета — не менее 3,0.

Таблица 1. Нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий (таблица 9.1 СП 54.13330.2011):

Для расчета расхода приточного воздуха, используется формула:L = V × n, где V — объем помещения, м³; n – кратность воздухообмена, ч-1.

Нормируемый удельный расход приточного воздуха рассчитывается:

• Если площадь помещения на одного проживающего меньше 20 м², то используется формула L = A × k, где A – площадь помещения, м²; k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м², м³/(ч × м²).
• Если площадь помещения на одного проживающего больше 20 м², то используется формула L = N × m, где N – число людей; m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 человека, м³/ч;

Пример расчета минимального нормируемого воздухообмена:

Особенности функционирования вентиляционной системы в частном доме

Самым простейшим способом осуществления воздухообмена является бесканальная система вентиляции. Ее работа обеспечивается наличием щелей в оконных рамах, входных и межкомнатных дверях. Свежий воздух в дом поступает из-за разности температур.

В этом случае, чем холоднее тем больший воздушный объем подастся в комнату. Однако такой способ неэффективен, за счет того, что не будет соблюдаться температурный баланс в доме зимой, а летом при высокой наружной температуре циркуляция воздуха вообще прекратится и он будет подаваться в комнату только с порывами ветра. Такой принцип работы встречается в старых домах.

Однако, он очень эффективен при использовании ее в домах из бруса или бревен за счет того, что материал стен и перекрытий расширяется и сужается при нагреве или охлаждении наружным воздухом, обеспечивая стабильную эмиссию воздушных масс.

Требования к естественной вентиляции

Общие требования подробно прописаны в СП 55-13330.2011.

Здесь в частности оговариваются такие моменты:

• Минимальная мощность вентсистемы в помещениях с постоянным присутствием людей не может быть менее однократного обмена всего объема воздуха в течение одного часа.
• Для кухонь показатель отвода отработанного воздуха составляет не менее 60 куб.м/час.
• Для туалетов и ванных комнат аналогичный показатель – не менее 25 куб.м/час.
• Для иных помещений – не менее 20% объема воздуха в час.

Под помещением с постоянным присутствием людей в нормативах понимается жилое пространство, где люди находятся непрерывно более 2 часов, либо суммарно более 6 часов в сутки.

Рассмотренные нормы справедливы для внешней температуры +5°С и температуры внутри дома +22°С.

Для строительства вентиляционных каналов используются различные материалы: металл, керамика, пластик, кирпич. Главное правило – совокупная мощность вытяжных отверстий не должна быть меньше суммарной мощности приточных клапанов.

Для небольшого деревянного дома будет достаточно установить несколько каналов диаметром 160 мм и высотой 2 метра. Увеличить производительность вентиляции можно несколькими способами: добавлением новых вентканалов, увеличением диаметра или высоты уже имеющихся. Чтобы тяга во всех комнатах была одинаковой, отдушины должны выходить на кровлю на равной высоте.

Расчет производительности системы

Расчет площади воздуховода

Диаметр и длину воздуховодов проще просчитать с помощью онлайн-калькулятора. Но принцип расчетов во избежание ошибок все же знать нужно.

Все помещения в доме условно делят на «грязные», требуемые более интенсивного проветривания (кухня, туалет, ванная, прачечная и пр.) и жилые «чистые». По СНиП, воздух в «грязных» помещениях требуется обновлять со скоростью 60 куб. м в час. При наличии же газовой плиты в кухне скорость обновления увеличивают до 100 кубометров. Для санузлов эта цифра чуть ниже – 25 куб. м, а для прачечных она равна 90 куб. м в час.

В «грязных» помещениях используется принудительная вентиляция. Для этого на кухне предусматривается отдельный канал из оцинкованной стали, идущий вертикально, без колен. Допускается объединение его только с вентканалом ванной.

Для «чистых» помещений (жилых комнат и коридоров) проветривание снижается до 3 куб. м в час. Для кладовых достаточно 0,5 кубометров. Остается рассчитать, сколько воздуха в час требуется вывести из этих помещений.

Существует еще один способ, при котором воздухообмен рассчитывается в зависимости от количества проживающих в доме. Нормой при этом считается приток свежего воздуха около 30 куб. м в час на одного человека. В южных районах эту цифру лучше увеличить до 40. Для северных районов, где плотность воздуха ниже, достаточно будет 20 куб. м. К полученной сумме (по количеству проживающих) необходимо прибавить еще 30 куб. м для кухни.

Пластиковые окна в деревянном доме: описание основных характеристик, как установить своими руками, фото и видео инструкция

Вентиляция различных помещений дома на примерах

Не существует единственной универсальной схемы вентиляции. Разные помещения дома требуют разных решений. Эти обобщенные примеры помогут вам понять основные принципы и применить их в своем доме.

Схема работы приточно-вытяжной вентиляции дома

Жилые комнаты

Свежий воздух поступает в жилые комнаты через открытые окна или форточки, а в холодное время года через каналы приточной вентиляции в наружных стенах и оконных рамах. Каналы оснащаются приточными клапанами, рекуператорами или бризерами. Поступающий с улицы воздух вытесняется в коридор через дверной проем. Дверь должна пропускать воздух даже в закрытом положении. Обычно для этого достаточно щели между дверным полотном и полом шириной около 1 см.

Кухня

В процессе приготовления пищи в воздух выделяются запахи и водяной пар. Поэтому кухня обязательно оборудуется вытяжкой, расположенной над газовой или электрической плитой. Вытяжка подключается к вытяжному вентиляционному каналу и включается по мере необходимости.

Эффективность вытяжки зависит от конструктивного исполнения и высоты установки над кухонной плитой. К сожалению, эффективность бытовых вытяжек не превышает 70%. Это значит, что более трети образующихся над плитой газов вытяжкой не улавливаются и поступают в воздух кухни. Поэтому, кроме вытяжки, в кухне обязательно оборудуется вытяжная вентиляция. И, разумеется, в кухне должна быть приточная вентиляция, без которой вытяжная не сможет нормально функционировать.

Ванная и туалет

Ванная — помещение с повышенной влажностью. Кроме того, уровень влажности очень сильно меняется: от нормальной до 100% в то время, когда ванной кто-то пользуется. Вентиляция должна за короткое время удалять избыточную влажность.

Вытяжная вентиляция санузла

Вот почему в вентиляцию ванной часто устанавливается дополнительный вентилятор, который включают по мере необходимости. Существуют также более дорогие автоматические вентиляторы, включающиеся по сигналам датчика влажности.

Не следует впадать в крайность — слишком интенсивная вентиляция в ванной тоже не нужна. Она будет откачивать теплый воздух и пользоваться ванной будет некомфортно.

Специальная приточная вентиляция в санузлах обычно не оборудуется. Ее роль выполняет щель между дверным полотном и полом шириной 2 см. Также в нижней части дверного полотна можно установить специальную вентиляционную решетку, через которую воздух из коридора поступает внутрь ванной и туалета.

Неприятные запахи в санузле могут появляться из-за ошибок в проектировании канализационной системы. Внутренняя полость канализации отделяется от помещения гидрозатворами. Понижение давления в полости канализации приводит к тому, что вода из гидрозатвора уходит и в помещение начинают проникать неприятные запахи из канализации. Для нормальной работы гидрозатвора канализация должна сообщаться с атмосферой — верхний конец канализационного стояка выводится на крышу.

Канализационный стояк сообщается с атмосферой

Бойлерные и котельные

Технические помещения оборудуются вентиляцией особенно тщательно. Для горения газа в котле требуется достаточное количество воздуха, в свою очередь, продукты горения должны полностью выводиться за пределы дома. В руководстве по эксплуатации котла указаны все требования к вентиляции — на них нужно опираться в первую очередь. Не следует смешивать дымоходы и вентиляцию. Они различаются конструктивно и используемыми материалами.

Дымоход соединяется непосредственно с котлом

Цокольные этажи и подвалы

Вентиляция этих помещений предотвращает образование конденсата, разрушающего строительные материалы. Кроме того, из грунта может выделяться опасный для здоровья человека и животных радиоактивный газ радон. Он значительно тяжелее воздуха и поэтому скапливается в подвалах и цокольных этажах.

Как правило, в цоколе или подвале предусматриваются специальные вентиляционные отверстия. Желательно, чтобы приточные вентиляционные отверстия были оборудованы воздухозаборниками, поднятыми выше уровня снегового покрова. Благодаря этому вентиляция сможет эффективно функционировать и зимой.

Как рассчитать вентиляцию

Перед тем, как приступить к проектированию, нужно провести расчет всех необходимых параметров на основании плана объекта, где указана площадь всех помещений в доме. Точный расчет проекта вентиляции выполняется с помощью специализированных программ. Но примерно оценить все необходимые параметры, и понять, с чем же нужно работать, можно и с помощью простых вычислений.

Расчет по нормам потребления воздуха

Производительность вентиляции рассчитывается путем умножения нормы потребления воздуха одним человеком (60 м³/час) на число постоянных жильцов дома.

Как видим, расчет очень простой, но есть одна проблема – жильцы дома постоянно перемещаются, они могут быть как находится вы одном помещении, так и в разных. Именно поэтому такую методику применяют исключительно для частных домов с воздушной климатической системой, особенности которой мы рассмотрим немного ниже.

Расчет по объему помещений

Расчет по такому методу встречается намного чаще, нежели предыдущий. Согласно нормативам СНиП необходимо, чтобы обновление воздуха происходило, как минимум 1 раз в час. Для более точных математических расчетов производительности вентиляции необходимо перемножить между собой три показателя – интенсивность (кратность) воздухообмена, площадь дома и высоту помещения от пола до потолка.

Какие бывают рекуператоры

В настоящее время существует только три основных разновидности этих устройств:

• револьверный;
• Рециркуляция воды;
• похоже на запись.

Вентиляция в частном деревянном доме чаще всего организуется с помощью последних различных устройств. Пластинчатые рекуператоры действительно имеют огромное количество преимуществ:

1. Простая конструкция. В данном типе рекуператоров нет подвижных частей, поэтому они ломаются реже, чем другие типы рекуператоров.
2. В конструкции нет элементов, для работы которых требуется электричество.
3. Высокая производительность.

К недостаткам таких устройств можно отнести только невозможность обмена в них влаги. Кроме того, в таких рекуператорах должны быть установлены специальные клапаны, так как их пластинчатый теплообменник может замерзнуть зимой.

Естественная или механическая: какую выбрать

Нахождение человека в доме с точки зрения комфорта – это качественная воздушная среда внутри помещения, определенная температура и оптимальная скорость потоков воздуха, которая должна быть небольшой, чтобы обеспечить благоприятные условия проживания. При организации воздухообмена с помощью механики устанавливать вентиляторы нужно и на притоке, и на отводе. Скорость потока при этом значительно выше обычного.

Такое положение дел обуславливается различием норм в отношении скорости потоков воздуха в рамках той или иной среды. Механическая вентиляция обеспечивает перемещение воздушных масс на скорости от 2 до 3 м3 в час. Что касается естественной вентиляции, то для нее этот показатель составляет примерно 1 м3 в час. В связи с этим данная система считается наиболее комфортной для человека.

Единственным недостатком естественной вентиляции является невозможность ее установки в определенных условиях. Связана данная проблема с тем, что уменьшение скорости воздушного потока требует увеличения сечения специального проема в стене. В частности, чтобы пропустить за час 300 м3 воздуха естественным образом, потребуется наличие канала 250 на 400 мм, что соотносится с диаметром 350 мм. В случае же с механической системой мы получаем более низкие значения в отношении канала воздуховода, а именно 160 на 200 мм, что применительно к диаметру составляет 200 мм.

Кроме того, нередки ситуации, когда отсутствует возможность организации естественной вентиляции в связи с большим сечением канала, так как это не позволяет установить его внутри помещения, а монтаж вне здания нарушает внешний вид строения. Из-за этой или других подобных причин дома, имеющие большую площадь, зачастую оборудуются механической системой воздухообмена.