Естественная система вентиляции домов и квартир: устройство, расчет

Схемы естественной вентиляции

схема вентиляции деревянного дома

Существует несколько типов схем для частного дома:

бесканальные;
канальные;
постоянные;
периодические.

Воздух проникает в дом через «сухие» комнаты: спальню, гостевую, , а отводится через «влажные» при любом устройстве вентиляции.

Проекты без использования вентканалов чаще делают для промышленных помещений. Постоянная схема характеризуется непрерывным движением воздуха. Периодическая схема естественной вентиляции подразумевает периодические проветривания.

Общеизвестная канальная схема естественной вентиляции частного дома довольно проста, она состоит из шахт, расположенных вертикально. Нижние концы шахт выходят в помещения и прикрываются вентиляционными решетками. Верхние поднимают над уровнем кровли.

Более всего в вытяжной вентиляции нуждаются ванные комнаты, туалеты, кухни, кладовки, котельные. С учетом этого рассчитывают схему.

Приточные устройства располагаются на уровне верха оконной створки. Вытяжные – как можно выше к потолку. Для свободного перемещения воздуха по дому под межкомнатными дверями оставляют щели.

Обычно все расчеты и схема готовятся в период проектирования здания. Во время строительства предусматривают полости или шахты.

Сила тяги напрямую влияет на скорость движения воздушного потока.

Которая во многом зависит от свойств вентканалов:

сечения;
высоты;
теплоизоляции;
количества поворотов.

Воздуховоды, подходящие по размеру для естественной вентиляции коттеджа, устанавливают во время возведения стен. Часто они совсем незаметно прячутся внутри перегородок.

Чем выше над кровлей поднимается оголовок вентканала, тем выше при скорость воздуха. Это объясняется большей разницей давления внизу и вверху.

Естественная и принудительная вентиляция

Среди типов вентиляционных систем выделяют естественную и принудительную вентиляцию. Для естественной вентиляции свойственно отсутствие вспомогательных механических средств, а циркуляция воздушных масс происходит в результате возникновения тяги, образующейся из-за разницы температур и давления воздуха внутри и снаружи помещения. Принудительный воздухообмен предполагает наличие в системе механических вытяжных или приточных вентиляций.

Естественная вентиляция – принципы функционирования и особенности

Преимуществами естественной вентиляции являются простота монтажа и отсутствие необходимости устанавливать сложное оборудование. За счет простоты схемы вентиляция достаточно прочная, долговечная и почти не ломается. Кроме того, работа такой вентиляционной системы не производит шума и удобна тем, что не зависит от энергоснабжения. При перебоях тока естественная система вентиляции не перестанет работать. Она может создать оптимальный микроклимат в доме, но при этом естественная вентиляция не имеет механизма очистки воздуха от загрязнений. Ее достаточно сложно регулировать по объему воздухообмена в помещении, и она напрямую зависима от влияния атмосферных факторов. Из-за погодных и сезонных изменений в окружающей среде сила тяги тоже будет меняться.

Вариант установки естественной вентиляции в здании подходит для удаленных от автомобильных дорог загородных участков, где нет серьезной необходимости в фильтрации воздушных масс. Мощность тяги в системе естественной вентиляции можно регулировать за счет высоты вентиляционных каналов: чем выше находится канал, тем сильнее перепад атмосферного давления, и тем лучше тяга.

Поскольку установка герметичных стеклопакетов в частных домах перекрывает естественный приток воздуха в домашнее пространство, рекомендуется в самих окнах или наружных стенах дома делать отверстия для приточных клапанов.

Особенности искусственной вентиляции

Чтобы установить принудительную вентиляцию, понадобится специальное оборудование. Зато принудительный воздухообмен гораздо эффективнее и может влиять на температурный режим и уровень влажности в помещении дома. Поступающий снаружи воздух проходит через вентиляционный блок и распределяется по помещениям. При помощи вытяжных вентиляторов отработанный воздух выводится наружу. В каждом помещении устанавливается принудительный приточно-вытяжной механизм с так называемым рекуператором. Рекуператор представляет собой специальный теплообменник, который позволяет нагревать поступающий в дом воздух, забирая тепло у исходящих воздушных масс. С помощью калориферов воздух нагревается или охлаждается, благодаря чему в домашнем пространстве поддерживается комфортный микроклимат. Также принудительную циркуляцию воздуха обеспечивают специальными фильтрами для очистки воздушных масс.

Искусственная вентиляция в частном доме удобна тем, что она не зависит от атмосферных изменений: температура и влажность окружающей среды никак не влияют на мощность тяги и работу вентиляционной системы. Но при этом она зависима от электричества и требует больших энергозатрат на обогрев воздуха, особенно в зимнее время.

Смешанный тип вентиляции

Комбинированный воздухообмен предполагает использование естественной вентиляции, усиленной с помощью механических вентиляторов. Возможна установка механической приточной вентиляции в доме при естественном выбросе воздуха посредством вентиляционных каналов. Или наоборот, устанавливают механическую вытяжку, а приток воздуха осуществляется естественным путем. Примерами подобных систем вентиляции служат простые вентиляторы, которые обычно устанавливают в санузлах, либо кухонные вытяжки. Это удобный вариант в том случае, когда не во всех помещениях дома есть необходимость в установке принудительной вентиляции: тогда в кухне и санузлах делают смешанный тип вентиляционной системы, а в остальных помещениях дома оставляют естественную.

Места притока

Естественной тягой свежий воздух поступает в дом через приоткрытые окна, правда, тогда улетучивается и большая часть домашнего тепла. Чтобы избежать теплопотерь, используются КИВ (приточные клапаны), которые постоянно пропускают определённый объем воздуха.

Патрубок, ограниченный решетками, проходит стену насквозь. Положением крышки регулируется скорость потока от 40 до 100 м3/час. Располагается установка далеко от дверей, чаще за радиаторами, выше 2 м над уровнем земли. Базовые клапаны регулируются вручную.

Рис. 2 – Приточный клапан КИВ

Автоматические проветриватели (бризеры) настраиваются датчиками влажности, температуры, что экономит время и до 5% расходов на отопление. Внутри корпуса имеется встроенный вентилятор, которому задаются параметры на определенный объем воздуха (мощность 3-7 Вт). Скорость притока регулируется от 12 до 150 м3/час.

Рис. 3 – Автоматический проветриватель (бризер)

Установки создают избыточное давление в помещениях, которое помогает продвигать застоявшийся воздух в каналах с естественной тягой (даже, если тяга слабая). Проветриватели часто комплектуются фильтрами для удаления пыли (тонкой очистки – F или грубой – G), ионизаторами, калориферами для обогрева притока.

Приточная вентиляция с водяным контуром обогрева требует гидравлической обвязки, которую желательно сделать до чистовой отделки стен. При этом калорифер становится чувствительным к морозу, может промерзать. Электрические установки менее требовательные, но увеличивают потребление энергии в доме.

Новые поколения бризеров оснащаются системами климат-контроля и целым набором фильтров, задерживающих пыльцу, тяжелые металлы, бактерии. Правда, покупка и эксплуатация прибора (затраты на электроэнергию, замена фильтров) обходятся дорого.

В домах с площадью больше 150 м2 рациональнее оборудовать систему воздуховодов с механическим побуждением. Где уличный воздух максимально подготавливается перед поступлением в комнату и разносится вентиляторами в разные помещения по сети воздуховодов. Исключение – индивидуальный приток должен обслуживать кухню, гараж, с/у, ванную.

Рис. 4 – Механическая вентиляция частного дома

Пример выполнения вычислений

Пример расчета для загородного коттеджа общей площадью 60 м2 с высотой потолков 3 м. В доме есть кухня, в которой установлена газовая плита, отдельная ванная комната и туалет, кладовка площадью 4,5 м2. Под воздуховоды используются бетонные блоки.

Согласно установленным нормам, объем приточного воздуха с улицы будет составлять 60*3*1 = 180 м3/ч.

Вытяжка — 142,7 м3/ч, где

90 м3/ч — кухня;
25 м3/ч — ванная комната;
25 м3/ч — туалет;
2,7 м3/ч — кладовка.

При обустройстве вентиляционной системы необходимо помнить, что поток воздуха при перемещении выбирает путь наименьшего сопротивления. Они двигаются практически только прямо. Поэтому для эффективного проветривания нужно открывать окна (форточки) во всех комнатах одновременно.

Если при строительстве частного дома не планируется обустройство принудительной вентиляции, то есть проветривание будет происходить естественным путем, тогда все стены постройки не должны быть «глухими». Каждое помещение частного дома должно иметь окно или дверь, в том числе туалет и ванная комната.

Нужно ли ориентироваться на СНиП?

Во всех расчетах, которые мы проводили, использовались рекомендации СНиП и МГСН. Эта нормативная документация позволяет определить минимально допустимую производительность вентиляции, обеспечивающую комфортное пребывание людей в помещении. Другими словами требования СНиП направлены в первую очередь на минимизацию стоимости системы вентиляции и затрат на ее эксплуатацию, что актуально при проектировании вентсистем для административных и общественных зданий.

В квартирах и коттеджах ситуация иная, ведь вы проектируете вентиляцию для себя, а не для усредненного жителя и вас никто не заставляет придерживаться рекомендаций СНиП. По этой причине производительность системы может быть как выше расчетного значения (для большего комфорта), так и ниже (для уменьшения энергопотребления и стоимости системы). К тому же субъективное ощущение комфорта у всех разное: кому-то достаточно 30–40 м³/ч на человека, а для кого-то будет мало и 60 м³/ч.

Однако если вы не знаете, какой воздухообмен вам нужен для комфортного самочувствия, лучше придерживаться рекомендаций СНиП. Поскольку современные приточные установки позволяют регулировать производительность с пульта управления, вы сможете найти компромисс между комфортом и экономией уже в процессе эксплуатации системы вентиляции.

Виды

Различают следующие разновидности вентиляции естественного типа

Неорганизованная – позволяет осуществлять доступ воздушных масс внутрь помещения и их отток из него посредством естественных процессов. Таких как: разность температур в помещении и на улице, скорость и направление ветров и колебания атмосферного давления. Организация воздухообмена в таком случае создается путем проветривания через окна и форточки, которые жильцам время от времени необходимо открывать (как сделать вентиляцию в окне?).
Организованная – предполагает наличие системы специальных отверстий, расположенных в районе пола и в потолочной зоне. Поступление воздуха осуществляется через одно из них, а вывод отработанных масс – через другое. В зависимости от площади и высоты потолков вентилируемого помещения диаметр их может значительно разниться

При планировании обустройства подобной системы крайне важно идеально точно рассчитать все параметры для максимальной эффективности ее работы

Подбор сечения воздуховодов для вентиляции частного дома

Чтобы не промахнуться с сечением воздуховодов их так же рассчитывают. Это исключает вероятность использования недостаточных габаритов каналов для своевременного удаления всего старого воздуха вовремя. То есть размеры напрямую зависят от скорости и отвода воздуха.

Предварительно определяемся с вытяжкой – будет ли она естественной или принудительной (с вентилятором). Для естественной вытяжки скорость движения воздуха не должна превышать 1-2 м/сек. Для принудительной – не более 3-4 м/сек для ответвлений и не более 5-6 м/сек для магистрального канала.

Расчет тут совсем простой. Следует всего лишь воспользоваться следующей диаграммой.

Диаграмма подбора сечений воздуховодов для вентиляции

На вертикальной шкале откладываем наш подсчитанный суммарный, округленный в большую сторону, расход «L». Перемещается горизонтально до вертикальной линии со скоростью нашего воздуха, с которой определились одним абзацем выше. А затем опускаемся вниз до ближайшего пересечения со значениями габаритов коробов.

После всех вычислений можно переходить к подбору и покупке принудительных вытяжек и, при необходимости, приточных клапанов и коробов и без каких-либо опасений смело приступать к устройству вентиляции в частном доме своими собственными руками.

Принципы расчёта для разных помещений

Расчёт естественной вентиляции производится в зависимости от функционального назначения помещения, количества и метража комнат, числа проживающих людей. Учитывая эти данные предстоит определить фактические габариты и необходимое количество вытяжных каналов.

Нормы воздухообмена в помещении регламентируются общероссийскими СНиП и отдельными региональными нормативами.

Для того, чтобы сделать правильный расчёт естественной вентиляции необходимо знать, что вытяжка оборудуется только для кухни и санузла, кладовок, подвалов и чердаков. Жилые комнаты обеспечиваются исключительно притоком воздуха: установка в них вытяжки создаст сквозняки и значительную потерю тепла в зимний период. Движения воздушных масс проходят общим потоком или «параллельно» через всё помещение.

Какие воздуховоды выбрать?

Круглые трубы с гладкой внутренней поверхностью имеют малое сопротивление, в прямоугольных формах завихрения по углам притормаживают поток. Шершавая поверхность кирпичных каналов и гофрированные трубы имеют максимальное сопротивление движению воздуха. Поэтому стенки шахты из кирпича штукатурят, а «гофру» используют только для гибких поворотов и короткими участками.

Затрудняет движение воздуха скапливающееся статическое электричество на стенках пластиковых труб. Поэтому лучшим материалом для вентиляции в частном доме остаются стальные оцинкованные трубы.

Вентканалы утепляются в холодных зонах (чердак). Переохлажденные стенки шахты замедляют тягу, собирают на себе конденсат. Поэтому зимой канал может полностью покрыться инеем. Слой утеплителя (50-70 мм) исправляет положение.

Конденсат так же оседает на трубах из-за отсутствия тяги. Это сигнал к пересмотру всей системы. Нужно уменьшить длину воздуховодов, количество поворотов и горизонтальных участков. Летом желательно усилить тягу вентиляторами. При постоянном движении воздуха влага не задерживается.

Чем грозит некачественная вентиляция?

Если в доме недостаточный приток, то в помещении будет наблюдаться недостаток кислорода, повышенная влажность или сухость (в зависимости от времени года) и запыленность.

Запотевание окон при недостаточной вентиляции

Если же в доме недостаточная вытяжка, то будет наблюдаться повышенная влажность, жирная копоть на стенах кухни, запотевание окон в зимний период, возможен грибок на стенах, особенно ванной комнаты и туалете, а также стенах покрытых обоями.

Грибок на обоях при недостаточной вентиляции

И как следствие повышение риска заболевания сердечнососудистой и дыхательной системы. Кроме того, большая часть мебели и отделочных материалов постоянно выделяет в воздух опасные химические соединения. Их ПДК (предельно допустимые концентрации) в санитарно-гигиенических заключениях на данную мебель и отделочные материалы задается из условий соблюдения норм вентиляции. И чем хуже работает вентиляция, тем сильнее возрастает концентрация данных вредностей в воздухе дома. Поэтому от обеспечения должной вентиляции напрямую зависит здоровье жильцов дома.

Плюсы естественной вентиляционной системы

Естественная система вентиляции характеризуется рядом бесспорных преимуществ:

Надежность. Естественная вентиляция не предполагает наличия сложных механических устройств. Сломаться здесь попросту нечему.
Экономичность. Монтаж вентсистемы не потребует серьезных финансовых затрат, а большую часть работ возможно выполнить своими руками.
Простота обслуживания. Уход сводится к необременительному визуальному осмотру каналов и, при необходимости, их прочистке.
Энергонезависимость. Естественная вентсистема не нуждается в источниках питания.
Отсутствие шума. Даже современные системы принудительной вентиляции могут доставить ощутимый дискомфорт. Естественная вентсистема функционирует абсолютно бесшумно.

Виды и классификация

Вентиляционные системы с естественной циркуляцией воздуха подразделяются на организованные и неорганизованные, различия между которыми связаны с конструктивными особенностями. Организованная обеспечивается за счет целенаправленной организации проемов для доступа воздуха.

Далее рассмотрим то, как классифицируются данные системы в архитектуре

Вытяжная

Естественная вытяжная вентиляция служит для отвода отработанных масс из помещения. При этом отработанные массы, удаляясь из комнаты, будет неизбежно создавать зону разряжения. Она в свою очередь будет заменяться свежим воздухом. Для того чтобы организовать такую вентиляцию, необходимо организовать отводные вентиляционные каналы таким образом, чтобы их число было больше, чем точек притока – окон или проемов.

Вытяжные решетки устанавливают в туалете, ванной, на кухне на каждом этаже здания. Нет такого правила, что на нижних этажах они нужны, а на последнем не обязательны.

Приточная

В этом случае отработанный воздух вытесняется свежим. Для этого необходимо, наоборот, иметь количество отводных каналов меньше, чем точек притока. Естественная приточно вытяжная вентиляция используется для больших помещений, если при этом не требуется оснащение механическими средствами нагнетания воздуха.

Организованная

Организованная естественная вентиляция осуществляется при помощи специальных отверстий, которыми обеспечиваются стены в зонах под потолком и над полом. Эти отверстия используются для притока и отвода воздушных масс. Данная система названа организованной не только из-за обустройства специальных отверстий, но также и из-за сложных расчетов, которые учитывают квадратуру помещений, архитектуру всего здания и требуют выяснения точного места обустройства отверстий.

Неорганизованная

Самый простой способ отведения воздуха за счет его движения по законам физики. При естественной вентиляции воздухообмен происходит за счет разницы давлений воздуха внутри и снаружи, температур, а также скорости ветра и времени года.

Особенности и применение естественной вентиляции

В помещении с металлопластиковыми окнами на них ставят приточные клапаны

Воздух в неорганизованных воздуховодах удаляется с помощью тяги в каналах, расположенных обычно в ванной, туалете и кухне. Тяготение возникает пропорционально разнице температур наружной и внутренней атмосферы и высоте стояка от вентиляционной решетки до оголовка трубы на кровле.

Используются сквозные искусственные каналы и клапаны при недостаточной тяге в вентиляционных шахтах:

проветриватель ставят в наружной стене или раме, устройство увеличивает объем воздуха, но его работа также зависит от климата;
бризер одновременно очищает и проветривает поступающий воздух с помощью одного или набора фильтров и мембран, монтируется в стене дома;
к принудительной циркуляции относится установка вентиляторов в окне или стеновой нише.

Играет роль ветреная погода. Если летом открыть фрамугу, струя под напором выдавит воздух в вытяжную шахту. Ветровая нагрузка может использоваться для работы дефлекторов, которые устанавливаются на оголовок и улучшают тягу за счет поворотов. Естественная вентиляция остается самым дешевым способом проветривания, не требует затрат на монтаж и эксплуатацию.

Проектирование вентиляции в доме

Проектирование вытяжной вентиляции или любой другой – это в первую очередь грамотное расположение воздуховодов. Проект составляется на стадии проектирования самого дома и является неотъемлемой частью общего проекта. Поэтому вентиляционные каналы, особенно вытяжные, закладываются сразу на стадии сооружения дома.

В первую очередь закладываются основные стояки в кухне, в ванной и туалете, котельной и других помещениях, оговоренных выше. Монтаж производят с подвала, то есть, труба вентиляции укладывается в фундамент дома и выводится в подвал с помощью отвода. То есть, ее устанавливают на стадии заливки бетонного раствора. Это, конечно, не строгое требование, потому что вариантов сооружения немало, просто это самый простой вариант.

В стадии проектирования необходимо учитывать объем воздухообмена, за счет чего подбираются сечения вентиляционных труб. Это важный момент, от которого зависит эффективность работы всей системы. Обязательно учитывается производительность вентиляторов и места их установки.

Вытяжная вентиляции в частном доме

При обустройстве данной системы чистый воздух попадает в комнаты через окна, двери, специальные клапаны, а отработанный выводится при помощи вытяжных вентиляторов. Данные приборы устанавливаются в наиболее проблемных местах дома (на кухне, санузле), они бывают настенного и канального типа.

Вытяжная вентиляция

Плюсы данной установки:

контроль объема выводимого воздуха;
независимость от условий внешней среды;
простота монтажа.

отсутствие возможности контролировать количество воздуха, подаваемого в дом;
затраты на покупку оборудования, электроэнергию;
необходимость регулярного обслуживания.

Приточная вентиляция

Вентилирование при помощи установок приточно-вытяжного типа

Как сделать вентиляцию в частном доме с металлопластиковыми окнами, отделанном современными теплоизоляционными материалами? Для этого необходима качественная система, позволяющая подавать свежий и выводить отработанный воздух в автоматическом режиме. Решат эту проблему приточно-вытяжные установки.

Они предусматривают организацию двух параллельных потоков:

для вывода отработанного воздуха;
для подачи свежего.

воздуховоды — предназначаются для подачи и вывода воздушных масс. Они образуют две параллельных магистрали, состоящие из труб и фасонных изделий (тройников, поворотных элементов). Воздуховоды отличаются формой (круглые, прямоугольные), площадью сечения, жесткостью (изготовляются из алюминиевой фольги, оцинкованной жести, пластика);
вентилятор — обеспечивает давление в вентиляционной системе, необходимое для подачи, вывода воздуха. Он может быть установлен на кровле здания, непосредственно в воздуховоде, или на специальной опоре;
воздухозаборной решетки — через них воздух с улицы попадает в приточный канал. Также данные элементы защищают систему от посторонних предметов, грызунов, птиц, осадков;
воздушный клапан — препятствует поступлению в систему воздуха, когда она находится в выключенном состоянии. Он может работать на электроприводе, в автоматическом режиме, а также оснащаться электроподогревом, предохраняющим промерзание створок;
фильтры — защищают вентилируемые помещения и саму систему от насекомых, пыли, других мелких частиц. Они требуют регулярной прочистки (рекомендовано 1 раза/месяц);
калорифер — нагревает воздух, подаваемый в помещения, в холодный сезон. Данное устройство бывает водяным (подходит для больших коттеджей) и электрическим (используется в малогабаритных домах);
глушители шума — предотвращают распространение по системе труб звуков от работающих приборов. Они бывают трубчатыми, пластинчатыми, камерными, сотовыми. Попадая в них, воздух проходит через специальные преграды (перфорированные каналы, трубки или пластины), вследствие чего его интенсивность снижается. Установка шумоглушителя не всегда обязательна. Иногда для уменьшения интенсивности звуков в системе достаточно снизить скорость работы установки, обеспечить звукоизоляцию вентиляторов;
заборники и распределители воздуха. Первые служат для поступления потока в систему, вторые — для его равномерного рассеивания по комнате. Данные элементы представлены в виде решеток и диффузоров круглой, прямоугольной формы. Монтируются они на стенах, или потолке помещения;
система управления. Она может быть механической (представленной включателем), или автоматической (работа регулируется пультом). Основные ее элементы — термо- и гидростаты, манометры;
система безопасности — представлена набором дополнительных приспособлений, защищающих вентиляционные элементы от перегрева, скачков напряжения.

Усовершенствованной моделью приточно-вытяжной вентиляции является система рекуперационного типа. Она обеспечивает эффективную циркуляцию в доме без потери тепла. Данная вентистема оснащена рекуператором, позволяющим снизить затраты на подогрев воздуха, поступающего с улицы. Приточные массы нагреваются за счет тепла переработанных потоков, отводящихся из дома. Это самый эффективный и энергоэкономный способ организации воздухообмена в жилых сооружениях, хотя и самый затратный.

Воздухообмен

Естественная вентиляция домов и квартир своими руками: схемы, устройство, расчет

Схемы естественной вентиляции

Естественная и принудительная вентиляция