За счет чего происходит воздухообмен при естественной вентиляции
Как работает естественная вентиляция: подробное и понятное описание
По способу побуждения воздухообмена любая система вентиляции может быть либо естественной, либо принудительной.
Естественная схема является сравнительно более простой, но и менее продуктивной. Впрочем, ее все равно используют для самых различных построек — от многоквартирных домов и до подвалов или сараев.
Ниже мы разберемся в подробностях, как работает такая система, из чего она состоит, и рассмотрим прочие нюансы ее устройства.
Что такое естественная вентиляция: принцип работы в общих чертах
Принцип работы такой системы основан на законах физики:
Чтобы организовать такой воздухообмен в помещении — нужно обеспечить разницу давлений. Делается это так:
То есть побуждение циркуляции воздуха осуществляется без использования вентиляторов (не важно — вытяжных или приточных).
Наглядно о принципе работы (видео)
От чего зависит скорость и объем воздухообмена?
На количество воздуха (производительность вентсистемы) такого типа влияют такие факторы:
О влиянии сезона и погоды (видео)
Как двигается воздушный поток по комнате зимой? (+видео)
В ыше мы рассмотрели принцип действия системы в общих чертах. Теперь чуть углубимся в детали.
На микроклимат в помещении будет влиять еще и то, как быстро и в каком направлении будет двигаться воздушный поток по комнате. Рассматривать будем 2 варианта — в первом батарея отопления располагается под подоконником, во втором — у стены (не сразу под окном, а в отдалении).
В первом случае, когда батарея стоит сразу под окном:
Таким образом холодный поток будет сразу нагреваться, и не будет проходить по комнате вдоль пола, создавая дискомфорт.
Во втором случае, когда батарея располагается вдали от окна (возле стены):
Таким образом холодный поток нагревается не сразу на входе с улицы, а значительно позже. Из-за этого нижняя часть комнаты от окна и до батареи получается холодной — из-за чего возникает дискомфорт, и нарушается благоприятный температурный режим.
В чем отличие от принудительной системы?
Основное отличие вкратце: в естественной системе не используются вентиляторы для создания воздушного потока, а в принудительной — используются.
Искусственная (принудительная, механическая) вентиляция является более современной, более продуктивной, стабильной и надежной. Причина в том, что производительность вентиляторов в меньшей мере зависит от погодных условий — даже если на улице изменится температура или давление, всегда можно изменить скорость вращения крыльчатки, добавляя или уменьшая объем прогоняемого воздуха.
В принудительной системе подача и/или удаление (на этом фото) воздуха производится вентилятором
Принудительная схема используется там, где очень важно создать и поддерживать определенный объем воздухообмена, и по необходимости его регулировать в точном диапазоне:
Вентиляционные системы с естественным воздухообменом для перечисленных зданий почти никогда не применяются. Как вариант — они могут использоваться, если площадь помещения небольшая.
Список элементов, участвующих в естественном воздухообмене
В схеме естественного воздухообмена могут использоваться такие элементы:
Слева направо, сверху: оконный клапан, стеновой клапан, переточная решетка. Снизу: анемостат, продухи в фундаменте, дефлектор
Все элементы использовать не обязательно: некоторые системы (небольшого размера) могут обходиться меньшим набором.
Виды естественных вентсистем
Условно такие системы можно разделить по по 2 критериям:
Теперь рассмотрим виды чуть подробнее.
Устройство бесканальной системы не требует специального монтажа воздуховодов — приток воздуха осуществляется через окна или клапана, а удаление — через отверстия вентиляционной шахты. Канальная схема — требует установки воздуховодов (в стенах и/или перекрытиях).
Неорганизованная система — нормальное дело для старых частных домов, особенно деревянных. Приток воздуха осуществляется через неплотности и щели в стенах, а удаление — через дымоход печи. Организованная схема — планируется и обустраивается намеренно.
Плюсы и минусы такой системы
Теперь рассмотрим основные преимущества и недостатки.
Плюсы естественной вентсистемы:
Для каких зданий и помещений подходит?
Обустройство таких систем актуально в следующих регионах и местностях:
Примерная схема естественной вентиляции
Обычно естественную вентиляцию делают в таких постройках и помещениях:
Схема естественной вентиляции в квартире (многоквартирном доме)
Вкратце рассмотрим, как работает вентсистма в отдельно взятой квартире многоквартирного дома.
Воздух поступает внутрь через открытые окна и/или приточные клапана. Вытяжка осуществляется через вентиляционную шахту, отверстия которой есть в каждой кухне и каждом санузле (ванной, туалете).
От окна до отверстия воздушный поток проходит по комнате через открытые двери, либо (если они закрыты) — через щели под ними или переточные решетки.
Схема естественной вентиляции в частном доме
Схема естественной вентсистемы в частных домах немного отличается от квартирной. Приток тоже осуществляется через окна и/или клапана. А вот вентиляционные шахты в коттеджах ставятся нечасто (разве что это здание в несколько этажей и с погребом).
Обычно удаление воздуха осуществляется через:
Расчет количества воздуха
Р асчет необходим, чтобы определить характеристики системы:
Ниже мы приведем установленные нормы из разных нормативных документов:
Нормы воздухообмена для жилых зданий приводятся в АВОК-1-2002. В этом документе прописаны такие требования:
Количество воздуха, м³/ч на 1 человека
3 на каждый 1 м² (если площадь комнаты меньше 20 м²)
30 (усредненный стандарт для 1 взрослого жильца)
50, если санузел совмещенный
25 — отдельно для ванны и туалета
Кратность — 1 объем в час
90 — если плита газовая
60 — если плита электрическая
Теперь приведем выдержку норм из СНиП. Использованы данные из документов:
Жилое, с постоянным нахождением людей
Не меньше 1 объема в час
— (не нормируется, должна обеспечивать указанный приток)
Жилое помещение площадью меньше 20 м²
3 м³/ч на каждый 1 м², для 1 человека
Жилое помещение, которое не используется
Кухня с электроплитой
Кухня с газовой плитой
Однократный обмен + 100 м³/ч
Помещение с твердотопливным котлом/печью
Однократный обмен + 100 м³/ч
Санузел (ванная, туалет)
Как видим, некоторые нормы частично отличаются друг от друга. Поэтому при проектировании системы лучше выбирать больший показатель, и вообще — планировать производительность с запасом.
По факту эти же требования распространяются не только на естественные системы — они такие же и для принудительной вентиляции.
Подробнее и нагляднее о расчете (видео)
Правила монтажа естественной вентиляции
Если вы решили обустроить такую систему своими руками — стоит учитывать такие правила и рекомендации:
Помните: естественная система — далеко не идеальна, даже если сделать ее по всем правилам и нормам. Поэтому лучше хотя бы для вытяжки использовать принудительный прибор. Это может быть кухонная вытяжка на кухне, вытяжка в санузле, или в воздуховоде. Не обязательно включать их постоянно, но на всякий случай — иметь точно стоит.
Обслуживание и чистка
Эксплуатация вентсистем со временем приводит к их загрязнению пылью и прочими мелкими частицами.
Грязный и чистый вентканал
Понять, что система нуждается в проверке и чистке — можно по ухудшившейся тяге. Если вы начали ощущать, что воздух в доме становится спертым, запахи медленнее удаляются, повышается влажность в ванной — явный показатель того, что вентиляция стала работать хуже.
В этом случае нужно:
В новых домах проблемы с вентиляцией могут начаться спустя несколько лет. В многоквартирных домах, построенных более десятилетия назад — они встречаются достаточно часто: из-за невнимательности ответственных лиц, из-за повреждения шахты, из-за неправильных действий жильцов, квартиры которых располагаются с вами на одном стояке.
Подробнее про чистку вентиляционных каналов можно почитать отдельно.
Как проверить работоспособность вентиляционной шахты?
Понять, как хорошо работает вентиляционная шахта, можно при помощи тонкого листка бумаги (подойдет салфетка).
Для проверки нужно открыть окно/форточку в любой комнате, и открыть двери — чтобы воздушный поток легко прошел от окна до кухни. Бумагу нужно поднести к решетке, прикрывающей вентшахту. Если она «прилипнет» к решетке, или ее будет заметно притягивать — тяга есть, и хорошая. Если ее будет притягивать слабо — тяга есть, но слабая. Если же бумага не будет двигаться — тяги нет вообще, или она очень слабая.
Естественная вентиляция: описание, задачи и разновидности
Основополагающим фактором здоровья и комфортного микроклимата для человека является естественная вентиляция помещения, в котором он живёт и работает.
Находясь в здании, люди непрерывно подвергаются воздействию негативных условий: повышенная концентрация едких веществ, источаемых строительными и отделочными материалами; в процессе дыхания кислород превращается в углекислоту; образование продуктов горения от газовых приборов; пыль и шерсть животных содержат аллергены; некоторые комнатные растения выделяют ядовитые вещества.
Вентиляция препятствует образованию опасной концентрации вредных веществ в помещении.
Принцип работы и разновидности
Для начала необходимо разобраться, что такое естественная вентиляция и чем она отличается от механической системы проветривания.
Естественная вентиляция представляет собой систему, эксплуатация которой не подразумевает никаких технологических установок, приводящих в движение воздушные потоки (вентиляторы, рекуператоры, приточно-вытяжные установки).
Чтобы изучить устройство и принцип действия естественной вентиляции необходимо вспомнить законы физики. Воздух на улице и в помещениях имеет, как правило, разные значения температуры и атмосферного давления. Через фрамугу окна или воздуховод, расположенный в стене, более плотный прохладный воздух проникает внутрь здания, а более лёгкий и тёплый, но уже загрязнённый воздух «выталкивается» наружу через вытяжные каналы, находящиеся выше точки притока.
Естественная вентиляция подразделяется на организованную (канальную) и самопроизвольную (бесканальную). В первом случае приток воздуха осуществляется через открытые двери, фрамуги, естественные щели здания. Выведение отработанных воздушных масс происходит через вытяжные шахты, расположенные в стенах и имеющие отверстия на кухне, в подсобных помещениях, в ванной комнате. Для организации канальной вентиляции в стенах и перекрытиях дома монтируют систему пластиковых или металлических каналов для притока свежего воздуха.
Факторы, влияющие на скорость и объём воздушного потока
Эффективность естественной вентиляции обусловлена природными факторами, что позволяет снизить энергозатраты по обслуживанию дома на 10-30%.
Перечень составных элементов, участвующих в естественном воздухообмене:
Основные функции
Основной функцией естественного проветривания является обеспечение притока свежего воздуха извне и устранение загрязнённого пылью, излишней влагой и вредными парами отработанного воздуха внутри помещения.
Основные составляющие благоприятного качества жизни для человека: температура и влажность воздуха соответствуют санитарно-гигиеническим нормам, отсутствие углекислого и других вредных газов в жилом или производственном помещении, воздушный поток по комнате распределяется оптимально, не создавая сквозняков.
Для обеспечения комфортной воздушной среды используется вентиляционный клапан стеновой, представляющий собой технологический канал из пластика или металла. Клапан монтируется в стены или оконные проёмы и создаёт естественный приток воздуха за счёт перепада давления между прохладным уличным (более плотным) и тёплым воздухом в помещении. Перемещение воздушных масс осуществляется благодаря работе вытяжки или наличию вентиляционных каналов.
Виды схем и их различия
Подбор схемы для устройства естественной вентиляции в многоквартирном многоэтажном доме зависит от количества этажей, конструктивных особенностей и планировки здания, степени загрязнения окружающего воздуха, уровня шума конкретного района.
Важно учитывать строительные нормы и правила ‒ невозможно смонтировать индивидуальные параллельные вытяжные шахты для каждой квартиры дома, в котором более 9 этажей. В строительстве высотных зданий применяются две утверждённые схемы.
Первый вариант предусматривает вывод всех вентиляционных каналов на чердак и объединение их в общий горизонтальный воздуховод, имеющий один выход с наиболее удобным расположением.
Второй вариант предполагает присоединение каждой квартиры к общему вентиляционному стояку параллельными каналами, по которым отработанный тёплый воздух удаляется посредством вертикальных воздуховодов над кровлей.
Отличие этих схем состоит в наличии или отсутствии горизонтального воздуховода на чердаке и в оснащении (отсутствии) общими воздушными стояками.
Чтобы сделать естественную вентиляцию в частном доме вытяжные шахты не используют. Исключение составляют коттеджи выше 2 этажей с подвалом. В доме создаётся естественная тяга воздушных масс от окна или двери, выходящих через печной или каминный дымоход. При отсутствии камина монтируется вытяжная труба. Она проходит горизонтально через кухню, санузел, подсобные помещения и выводится вертикально на крышу.
Преимущества и недостатки естественной вентиляции
Правильно спроектированная и смонтированная естественная приточно-вытяжная вентиляция поддерживает оптимальные условия воздухообмена для жизнедеятельности человека, способствует сохранению его работоспособности и крепкого иммунитета.
Преимущества естественной вентиляции:
К недостаткам относятся: низкая интенсивность воздухообменного процесса; отсутствие возможности регулировки системы; недостаточная скорость воздушных масс приводит к образованию конденсата и плесневых грибков. Максимальная эффективность естественной вентиляции обеспечивается только в холодное время года и в ветреную погоду.
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.
Принцип расчёта естественного воздухообмена по кратности
Кратность обмена ‒ коэффициент, выражающий количество удаляемого отработанного воздуха из помещения в течение часа.
Расчёт производится по формуле: L=N×V
Где: L ‒ необходимый объём воздуха; N ‒ нормы воздухообмена (регламентируется СНиП, берётся из таблицы); V ‒ объём конкретного помещения в м³.
Оценка качества вентиляции и её обслуживание
Возведение жилых, административных и производственных зданий на стадии проектировки предполагает наличие каналов для естественной вентиляции.
Ошибки при устройстве системы воздуховодов приводят к нарушению циркуляции или недостаточному притоку свежего воздуха. В результате люди рискуют подвергнуться воздействию болезнетворных микроорганизмов, содержащихся в отработанном воздухе либо отравиться едкими парами. Особо остро эта проблема касается жилых домов с газовыми приборами, технологических и авторемонтных корпусов, медицинских учреждений.
Провести оценку качества работы вентиляции можно элементарным способом при помощи тонкого листа бумаги. Необходимо открыть дверь или фрамугу в помещении и приложить бумажный лист к вытяжной вентиляционной решётке. Качественная вентиляция притянет и будет удерживать бумагу силой тяги.
Профессиональной оценка степени засорения вентиляционных каналов осуществляется анемометром. Прибор измеряет мощность воздушных потоков, образующихся вследствие пониженного давления.
Подведение итогов
Естественную вентиляцию помещений невозможно полностью заменить никакими высокотехнологичными и современными устройствами для очищения, кондиционирования, увлажнения или принудительной вентиляции воздуха. Однако для максимальной безопасности жильцов рекомендуется совмещать естественное проветривание с приборами принудительной вытяжки, расположенными над газовыми плитами, в туалете и ванной комнате, в примыкающем гараже частного дома, цокольном помещении.
Естественная вентиляция: расчет системы, схема, устройство
Что такое естественная вентиляция
Для обустройства естественной вентиляции не нужны электрические приборы
Понятие естественной системы вентиляции означает, что для ее функционирования не требуются какие-либо механические приспособления, которые могли бы принудительно побуждать движение воздушных потоков.
Воздух перемещается под воздействием природных факторов. Используется такая вентиляционная конструкция в частных и многоэтажных домах. Так как в больших помещениях она не всегда справляется со своими функциями, приходится оборудовать дополнительные конструкции, осуществляющие приток и вытяжение воздуха.
Цели и задачи
В квартире в воздухе постоянно накапливается пыль, влага, патогенные микроорганизмы. Если его циркуляция не происходит, в доме учащаются случаи заболеваний органов дыхания, микроклимат в помещениях ухудшается. Превышение допустимого уровня влажности негативно влияет на строительные и отделочные материалы, уменьшая срок их эксплуатации, ухудшая внешний вид и технические характеристики.
Естественная приточно-вытяжная вентиляция особенно важна в таких помещениях, как кухня, ванная и туалет. Система выполняет такие функции:
Естественное кондиционирование присутствует в любом помещении, независимо от материала строительства или этажности здания.
Как устроен процесс воздухообмена?
Основное назначение гравитационного варианта устройства воздухообмена: поддержание необходимого микроклимата. Кроме насыщения пространства свежим воздухом, она еще и выполняет удаление отработанного воздуха, продуктов горения газа, различных запахов.
Эффективность работы системы естественной вентиляции, устроенной в загородном доме или на даче, обусловлена разницей атмосферного давления внутри и снаружи дома, которое также зависит от температуры, влажности воздуха и силы ветра.
Естественная вентиляция должна обеспечивать равномерную поставку, движение внутри и отвод воздушных потоков, независимо от этажности дома
Естественный воздухообмен работает следующим образом:
С вытяжными компонентами отлично знакомы все городские жители. Это каналы, соединенные с общественной вентиляционной шахтой. Их закрывают решетками, которые требуется периодически чистить.
В обустройстве частного дома организация естественной вытяжки может существенно различаться. К примеру, это может быть отдушина в верхней части стены, вытяжная труба или отверстие в потолке с выходом в вентиляционный канал на чердак, а оттуда на улицу.
Устройство естественной вентиляции
Чтобы выполнить устройство вентиляции, работающей по гравитационному принципу, нужно использовать некоторые элементы из списка ниже:
Настенные приточные клапаны
Стеновые клапаны пропускают воздух, но хорошо защищают от уличного шума. Они устраняют повышенную влажность и духоту в помещении. Для регулировки потока воздуха есть заслонка. После поступления холодных воздушных масс они смешиваются с теплыми и обеспечивают комфортную температуру в доме.
Внимание! Приточные клапаны эффективны только при исправно работающих вентканалах.
Стеновые клапаны устанавливают на расстоянии 1,5-2 м от пола. От откоса оконного проема отступают минимум 30 см, в противном случае простенок будет промерзать. Также их можно монтировать под подоконником возле батареи, чтобы холодный воздух с улицы сразу подогревался.
Клапаны на окна
Приточные клапаны на окнах защищают конструкции от запотевания и позволяют проветривать помещения. Существует несколько разновидностей оконных клапанов: одни устанавливаются без сверления рамы или створки, другие требуют сверления отверстий, но отличаются большей эффективностью. Также есть клапаны-ручки, они могут быть укомплектованы сетчатыми фильтрами.
Вентканалы
Вентканалы в стене дома делают в процессе его возведения. Стандартный размер вентиляционных каналов 140х140 мм. Каналы обязательно делают в ванной комнате, в санузле и на кухне. Причем в многоквартирном доме из каждой квартиры идут отдельные каналы. Запрещено делать один вентканал из нескольких помещений.
Вытяжки
Дефлекторы, жалюзийные решетки, усилители тяги и обратные клапаны устанавливаются на вентканалы и воздуховоды с целью повышения эффективности системы и защиты от следующих нежелательных явлений:
Основные преимущества и сферы использования такой вентиляции
Вентиляция рассматриваемого типа работает на основе разности температур и давления воздуха снаружи и внутри помещения. Такая вентиляция не требует применения вентиляторов и прочих дополнительных устройств, необходимых для работы механической вентиляции. Воздух проникает через специальные отверстия, окна, форточки, щели и через них же уходит из помещения.
Естественная вентиляция подходит для строений любого типа. Смысл в применении дополнительных устройств есть лишь в том случае, когда естественная вентиляция не справляется с возлагаемыми на нее задачами.
Среди основных преимуществ систем вентиляции с естественным побуждением можно выделить:
Схемы организации воздухообмена в помещениях.
Вентиляция с естественным побуждением бывает нескольких типов, а именно:
В процессе устройства вентиляции с естественным побуждением самое главное – это составить правильный проект. От правильности выполнения расчета напрямую зависит эффективность воздухообмена. Малейшие ошибки способны привести к снижению эффективности системы, которое грозит множеством негативных последствий вроде застоя воздуха, повышения влажности до недопустимого уровня, появления плесени и т. д.
Составляющие гравитационного воздухообмена
Одной из распространенных проблем устройства естественной вентиляции в частном доме является недостаток поступления свежего воздуха в помещение. Гравитационное вентилирование безупречно действует только тогда, когда плотность воздушной массы за окном значительно выше, чем внутри помещений. Летом, когда их плотность уравнивается, воздух с улицы сам не течет.
К тому же на пути естественно перемещающихся воздушных потоков теперь устанавливают серьезные препятствия. Уплотнители окон и дверей, предложенных в наши дни потребителю, отлично сопротивляются утечкам тепла, но и воздух они не пускают снаружи.
Для того чтобы обеспечить естественный приток в домах с герметичными окнами, стоит поставить приточные клапаны в стену, а вытяжные вентиляционные трубы снабдить дефлекторами
Вопрос поступления свежего воздуха в помещения с практически герметичными окнами и дверьми решается путем установки вентиляционных приточных клапанов. Если не хочется устанавливать клапаны, придется приобретать приточные устройства на пластиковые окна или покупать оконные пакеты с вмонтированными в них изначально приточниками.
Оконный приточный клапан
Это устройство называется также оконным проветривателем. Относится к самым распространенным вариантам решения проблемы воздухообмена. Конструкция такого клапана монтируется непосредственно в оконный профиль.
Поток поступающего воздуха через оконный проветриватель направлен вверх, чтобы холодный приточный воздух эффективней перемешивался с уже нагретым внутри помещения и не доставлял дискомфорт жителям
Некоторые клапаны оборудованы автоматической регулировкой притока воздуха. Стоит заметить, что механической регулировкой производители оснащают не все модели проветривателей. Это может создать определенные проблемы при резких перепадах температур.
Основным недостатком оконного приточного клапана является относительно невысокая производительность. Его пропускная способность ограничена размерами профиля.
Стеновое вытяжное или приточное устройство
Для установки стенового проветривателя требуется сделать сквозное отверстие в стене. Производительность такого клапана обычно выше чем оконного. Как и в случае оконного приточника, поступающий объем свежего воздуха контролируются как вручную, так и автоматикой.
Стеновые вытяжные клапаны обычно располагают в верхней части стены, там, куда естественным образом поднимается отработанный воздух. Приточные клапаны в стену чаще всего монтируют между окном и радиатором. Делают так для того, чтобы поступающий холодный воздух заодно еще и нагревался.
Если стеновой вентиляционный клапан установить прямо над радиатором, то поток свеженго воздуха будет самопроизвольно нагреваться перед поставкой его в помещение
Преимущества установки приточного клапана перед обычным проветриванием:
Конструкция стенового приточного и вытяжного клапана не позволяет проникнуть влаге внутрь помещения. Многие модели этих устройство местной вентиляции часто включают в себя фильтры для очистки воздуха.
Межкомнатные переточные решетки
Для того чтобы свежий воздух мог беспрепятственно проникать во все части дома, нужны переточные компоненты. Они позволяют потокам воздуха свободно течь от притока к вытяжке, захватив с собой взвешенную в воздушной массе пыль, шерсть животных, углекислый газ, неприятные запахи, бытовые испарения и подобные включения.
Переток осуществляется через открытые дверные проемы. Однако он не должен прекращаться и в случае, если межкомнатные двери закрыты. Для этого между полом и полотном межкомнатных дверей оставляют зазор в 1,5-2,0 см.
Для того чтобы свежий воздух мог свободно двигаться к вытяжке и омывать все помещения, в дверные полотна устанавливают переточные решетки. Если их нет, то между плоскостью пола и полотном оставляют зазор до 2 см
Также для этих целей используются переточные решетки, монтируемые в дверь или стену. Конструкция таких решеток состоит из двух рамок с жалюзи. Изготавливаются они из пластика, металла или дерева.
Виды естественной вентиляции
Естественная вентиляция бывает 3-х видов:
Неорганизованная естественная вентиляция
Неорганизованная система естественной вентиляции предполагает поступление воздуха в помещение и его вывод наружу самым что ни на есть естественным образом. В этом случае воздухообмен осуществляется за счёт разницы температур (в помещении и за окном), скорости ветра и вообще – его наличия, повышения/понижения атмосферного давления. Таким образом, неорганизованная вентиляция создаётся при помощи окон (или форточек) и дверей, периодически открываемых жильцами для проветривания. 
Организованная естественная вентиляция
Организованная система естественной вентиляции представлена специальными отверстиями, которые создаются в стенах, под потолком и над полом. Через эти отверстия осуществляется приток и вывод воздуха. Система отверстий называется «организованной», потому что для создания такой вентиляции необходимо произвести точный расчёт, учитывающий размеры помещения и технические параметры вентиляции, а также правильно спроектировать систему вентиляционных каналов и безошибочно реализовать её при строительстве дома.
Приточная и вытяжная естественная вентиляция
Приточная вентиляция призвана обеспечить приток свежего воздуха с улицы, вытяжная – отток отработанного воздуха из помещения наружу. В зависимости от поставленных задач, акцент может быть сделан либо на приточную вентиляцию, либо на вытяжную. Важно правильно реализовать естественную вентиляцию, особенно, если никакого дополнительного климатического оборудования устанавливать не планируется. От того, насколько правильно и качественно будет реализована система естественной вентиляции, в итоге зависит здоровье домочадцев, срок службы строительно-отделочных материалов, да и срок эксплуатации дома в целом.
Преимущества и недостатки естественной вентиляции
Правильно спроектированная и смонтированная естественная приточно-вытяжная вентиляция поддерживает оптимальные условия воздухообмена для жизнедеятельности человека, способствует сохранению его работоспособности и крепкого иммунитета.
Преимущества естественной вентиляции:
К недостаткам относятся: низкая интенсивность воздухообменного процесса; отсутствие возможности регулировки системы; недостаточная скорость воздушных масс приводит к образованию конденсата и плесневых грибков. Максимальная эффективность естественной вентиляции обеспечивается только в холодное время года и в ветреную погоду.
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.
Принцип расчёта естественного воздухообмена по кратности
Кратность обмена ‒ коэффициент, выражающий количество удаляемого отработанного воздуха из помещения в течение часа.
Расчёт производится по формуле: L=N×V
Где: L ‒ необходимый объём воздуха; N ‒ нормы воздухообмена (регламентируется СНиП, берётся из таблицы); V ‒ объём конкретного помещения в м³.
Таблица. Кратность воздухообмена для жилых помещений
Движение воздушных потоков
Чтобы естественная вентиляция в помещении работала корректно, разберемся в причинах возможных препятствий, дабы учесть их при устройстве. Итак, вентиляция должна вытеснить некий объем воздуха, заменив его на свежий с улицы. Понятно, что воздух на улице и внутри помещения имеют свою температуру и влажность, а перемещение воздушных масс – интенсивность и направление.
Очень важно следить за работой вентиляции
Для классической схемы движения воздушных масс нужно обычное батарейное отопление, которое используется более, чем в 90% частных домов и квартир, расположенное под окном. Воздух, контактирующий с поверхностью окна, охлаждается больше, чем тот, который соприкасается с другими поверхностями. Холодные воздушные потоки имеют большую плотность, следовательно, они тяжелее теплых, потому устремляются вниз. Здесь их подхватывает тепло от батареи, они смешиваются и уже подогретый поток циркулирует по комнате, отдавая часть тепла, конструктивным элементам, стенам, мебели.
Охладившись, он опускается вниз и заменяет часть разряженного воздуха, образовавшегося под батареей. В такой циркуляции нет перепадов давления, но гравитационные силы создают постоянный цикличный поток в пределах данного помещения. Он не позволяет допустить холодный воздух к полу. Самой дискомфортной зоной будет то место, где смешиваются разно-температурные потоки, а остальные части комнаты находятся в, так называемой, зоне комфорта.
Если же отопительная батарея расположена не под окном, а у стены напротив, движение воздушных потоков будет иным. Так, контактирующие с окном воздушные потоки, опускаются вниз, где нет подогрева, стелятся по полу и, проходя через комнату, движутся к батарее. Нагреваясь от нее, воздух поднимается и продолжает свое движение уже поверху. Как и в классической схеме образуется циклический круг. Но, в том случае, температурный режим полностью нарушен, зона дискомфорта – значительно увеличена. Холодные потоки охлаждают пол, хождение по нему становится неприятным. Четкая разница между воздушными потоками, увеличивает скорость их передвижения.
Иногда такая ситуация складывается и при правильном расположении окон и радиаторов. Здесь важно помнить о мощности и размерах, например, если под окном расположена батарея, перекрывающая всего третью его часть, то в местах, где нет смешения теплого и холодного воздуха, будут возникать зоны преобладания холодных потоков, стелящихся по полу. Для исправления такого явления, необходимо установить либо две батареи, либо одну длинную.
Важно! В помещении, где находятся дети, рекомендуется устанавливать радиаторы только под окном! Иная схема расположения отопительных приборов, приводит к простудным заболеваниям из-за постоянно холодного пола. Если нет технической возможности правильно установить радиатор – такое помещение нельзя использовать для детской комнаты или спальни.
В помещениях с панорамными окнами происходит подобная ситуация. В основном, батареи устанавливают по обе стороны окон. Холодный воздух устремляется вниз, на пол, двигаясь к другому отопительному прибору или через дверь, создавая сквозняк в другое помещение. Кроме того, окна сильно запотевают, а это свидетельствует о том, что в помещении повышенная влажность. Исправить такое может тепловая завеса, но это уже элемент принудительной вентиляции.
Вычисление и расчет вентиляционных каналов
Вычисление естественной системы проветривания канального вида сближается к установлению активного разреза воздуховодов, какие с целью доступа необходимого числа воздуха выражают противодействие, надлежащее вычисленному напряжению.
Для самого длительного тракта сети устанавливают издержки напряжения в каналах воздуховода как сумму издержкой напряжения в абсолютно всех его местах. В каждом из них издержки давления формируются с потерь на трение (RI) и издержек в местах противодействия (Z):
Площадь живого сечения воздуховодов, м2:
Задавая скорость движения воздуха по вентиляции, и прочитывают площадь его активного сечения и масштабы. При помощи специализированных номограмм либо табличных расчётов для округлой формы воздуховодов устанавливают издержки напряжения на трение.
Подбираем высоту труб
Следующий шаг – определение силы тяги, возникающей внутри вытяжного блока при заданном перепаде высот. Параметр зовется располагаемым гравитационным давлением и выражается в Паскалях (Па). Расчетная формула:
Методика расчета основана на подборе требуемой высоты. Вначале определитесь, на сколько вы готовы поднять трубы вытяжки над кровлей без ущерба внешнему виду здания, затем подставьте значение высоты в формулу.
Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9.81 х 4 (1.27 — 1.2) = 2.75 Па.
Теперь грядет сложнейший этап – аэродинамический расчет отводных каналов. Задача – выяснить сопротивление воздуховода потоку газов и сопоставить результат с располагаемым напором (2.75 Па). Если потеря давления окажется больше, трубу придется наращивать либо увеличивать проходной диаметр.
Аэродинамическое сопротивление воздуховода вычисляется по формуле:
Покажем на примере, как считается величина сопротивления:
Сравним расчетный напор, образующийся в воздухопроводе, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2.75 Па больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 2.05 Па, шахта высотой 4 метра слишком высока, строить такую бессмысленно.
Теперь укоротим вентканал до 3 м, снова произведем перерасчет:
Напор природной тяги 2.06 Па превышает сопротивление системы Δp = 1.97 Па, значит, шахта трехметровой высоты станет исправно работать на естественную вытяжку и обеспечит нужный расход удаляемых газов.
Важное замечание. Разница между силой тяги и сопротивлением воздуховода составила всего 2.06 — 1.97 = 0.09 Па. Чтобы вытяжка устойчиво работала в любую погоду, высоту трубы в нашем примере лучше принять с запасом – 3.5 м.
Канал вентиляции Ø225 мм можно разделить на 2 меньших трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентканала 150—160 мм, как сделано на фото. Высота обеих шахт остается неизменной — 3.5 м.
Какие ошибки могут быть допущены
Естественная вентиляция своими руками создается довольно просто, однако в процессе этой работы нужно учитывать множество нюансов, о которых многие люди просто не знают. Именно поэтому они могут допускать серьезные и существенные ошибки, которые ведут к тому, что эта инженерная коммуникация не является эффективной, поэтому пользоваться ею будет не очень легко и приятно. К этим ошибкам относится:
Все вышеперечисленные ошибки являются довольно распространенными, а при этом могут привести к тому, что будет получена система, которая просто не сможет справляться со своими задачами. Поэтому важно подходить к созданию естественной вентиляции обдуманно и серьезно.
Советы по обустройству естественной вентиляции
Каждое помещение в загородных строениях или дачном доме имеет особенности, которые нужно учитывать при монтаже вентиляционных устройств.
В санузле
Для туалета и ванной комнате в загородном строении, необходимо предусмотреть возможность микропроветривания через окна или двери.
В бане
При оборудовании вентиляции в бане предусматривают размещение приточного канала в месте установки печи. Уличный воздух проникает снизу, постепенно вытесняя теплый воздух к потолку, нагреваясь сам. Вытяжной клапан в парной устанавливают под потолком.
Клапана открываю при необходимости быстро просушить парилку или моечную.
В котельной
Если загородный дом обогревается газом, в нем обязательно предусматривают отдельное помещение для размещения оборудования. Газовый котел является объектом повышенной опасности, поэтому требования к оборудованию котельной вытяжкой, достаточно серьезные.
Вентиляция котельной монтируется отдельно и не врезается в общую вытяжную трубу, чаще всего для избавления от дыма и газа применяют наружную трубу.
Для доставки наружного воздуха в котельные используют приточные приборы. Слабым местом приточно-вытяжной системы естественного типа в котельных является зависимость от мощности ветра. В тихую, безветренную погоду, обеспечить хорошую тягу невозможно.
Повороты вентиляционных каналов снижают эффективность на 10%.
В жилых комнатах
Для обеспечения эффективной циркуляции воздуха между отдельными комнатами в доме необходимо устраивать в нижней части дверных полотен небольшие отверстия или зазоры между дверным полотном и полом.
На кухне
При монтаже вытяжной вентиляционной решетки над плитой, нужно располагать это устройство на расстоянии 2 метров от пола. Такое положение вытяжки позволяет эффективно удалять избытки тепла, копоть и запахи, не давая распространиться им по помещению.
Выводы и полезное видео по теме
Ролик #1. Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования:
Ролик #2. Вместе с отработанным воздухом жилище покидает и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:
Правильный расчет вентиляции — основа ее благополучного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире. Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования во время строительства, но и откорректировать ее состояние, если обстоятельства изменятся.