Какая система вентиляции основана на разности температур и давления воздуха снаружи и внутри здания

Естественная вентиляция – система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции.

Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветровым напором, действующим на здание. При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне – разряжение. Естественная вентиляция осуществляется в виде инфильтрации и аэрации.

Инфильтрация (естественное проветривание) – неорганизованная естественная вентиляция, осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давлений снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов – силы и направления ветра, температуры внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ.

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры окружающего воздуха и то, что поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Механическая вентиляция – вентиляция, с помощью которой воздух подается в производственные помещения или удаляется из них по системам вентиляционных каналов с использованием для этого специальных механических устройств.

Механическая вентиляция по сравнению с естественной имеет ряд преимуществ: большой радиус действия; возможность изменять или сохранять необходимый воздухообмен независимо от температуры окружающего воздуха и скорости ветра; подвергать вводимый в помещение воздух предварительной очистке, осушке или увлажнению, подогреву или охлаждению; организовывать оптимальное воздухораспределение с подачей воздуха непосредственно к рабочим местам; улавливать вредные выделения непосредственно в местах их образования и предотвращать их распространение по всему объему помещения; очищать загрязненный воздух перед выбросом его в атмосферу. К недостаткам механической вентиляции следует отнести значительную стоимость ее сооружения и эксплуатации, а также необходимость проведения мероприятий по снижению шума.

Системы механической вентиляции подразделяются на:

5. системы кондиционирования

Общеобменная вентиляция – это система вентиляции, которая предназначена для подачи чистого воздуха в помещение, удаления избыточной теплоты, влаги и вредных веществ из помещений. В последнем случае она применяется, если вредные выделения поступают непосредственно в воздух помещения, а рабочие места не фиксированы и располагаются по всему помещению.

По способу подачи и удаления воздуха различают четыре схемы общеобменной вентиляции:

4. системы с рециркуляцией

По приточной системе воздух подается в помещение после подготовки его в приточной камере. В помещении при этом создается избыточное давление, за счет которого воздух уходит наружу через окна, двери или в другие помещения. Приточную вентиляцию применяют для вентиляции помещений, в которые нежелательно попадание загрязненного воздуха из соседних помещений или холодного воздуха извне.

Вытяжная система предназначена для удаления воздуха из помещения. При этом создается пониженное давление и воздух из соседних помещений или наружный воздух поступает в данное помещение. Вытяжную систему целесообразно применять в том случае, если вредные выделения из данного помещения не должны распространяться в соседние.

Приточно-вытяжная вентиляция – наиболее распространенная система, при которой воздух подается в помещение приточной системой, а удаляется вытяжной; системы работают одновременно.

В отдельных случаях для сокращения эксплуатационных расходов на нагревание воздуха применяют системы вентиляции с частичной рециркуляцией. В них к поступающему снаружи воздуху подмешивают воздух, отсасываемый из помещения.

С помощью местной вентиляции необходимые метеорологические параметры создаются на отдельных рабочих местах. К местной вентиляции относятся вытяжные зонты, отсасывающие панели, вытяжные шкафы.

Смешанная система вентиляции является сочетанием элементов местной и общеобменной вентиляции. Местная система удаляет вредные вещества из кожухов и укрытий машин. Однако часть вредных веществ через неплотности укрытий проникает в помещение. Эта часть удаляется общеобменной вентиляцией.

Аварийная вентиляция предусматривается в тех производственных помещениях, в которых возможно внезапное поступление в воздух большого количества вредных или взрывоопасных веществ.

Кондиционирование – автоматическая обработка воздуха с целью поддержания в помещении заранее заданных метеорологических условий независимо от изменения наружных условий и режимов внутри помещения.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Вопрос № 9 Средства обеспечения нормируемых условий воздушной среды. Виды естественной вентиляций. Основы расчёта естественной вентиляций

Эффективным средством обеспечения надлежащей чистоты и допустимых параметров микроклимата воздуха рабочей зоны является промышленная вентиляция. Вентиляцией называется организованный и регулируемый воздухообмен, обеспечивающий удаление из помещения загрязненного воздуха и подачу на его место свежего.

По способу перемещения воздуха различают системы естественной и механической вентиляции. Система вентиляции, перемещение воздушных масс в которой осуществляется благодаря возникающей разности давлений снаружи и внутри здания, называется естественной вентиляцией. Разность давлений обусловлена разностью плотностей наружного и внутреннего воздуха (гравитационное давление, или тепловой напор ∆Рт) и ветровым напором ∆Рв, действующим на здание. Расчетный тепловой напор (Па)

где g–ускорение свободного падения, м/с 2 ; h–вертикальное расстояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м; р_ни р^ –плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м .

При действии ветра на поверхностях здания с подветренной стороны образуется избыточное давление, на заветренной стороне – разряжение. Распределение давлений по поверхности зданий и их величина зависят от направления и силы ветра, а также от взаиморасположения зданий. Ветровой напор (Па)

где k_n„ – коэффициент аэродинамического сопротивления здания; значение k_n не зависит от ветрового потока, определяется эмпирическим путем и для геометрически подобных зданий остается постоянным; W_В –скорость ветрового потока, м/с.

Рис.1.1. Схема естественной канальной вытяжной вентиляции:

h₁ –нижний ярус окон; h₂ –верхний ярус окон

Рис. 1.2. Принципиальная схема дефлектора ЦАГИ:

7–патрубок; 2–диффузор; 3–кольцо;

Неорганизованная естественная вентиляция –инфильтрация, или естественное проветривание – осуществляется сменой воздуха в помещениях через неплотности в ограждениях и элементах строительных конструкций благодаря разности давления снаружи и внутри помещения. Такой воздухообмен зависит от случайных факторов–силы и направления ветра, температуры воздуха внутри и снаружи здания, вида ограждений и качества строительных работ. Инфильтрация может быть значительной для жилых зданий и достигать 0,5. 0,75 объема помещения в час, а для промышленных предприятий до 1. 1.5 ч -1 .

Для постоянного воздухообмена, требуемого по условиям поддержания чистоты воздуха в помещении, необходима организованная вентиляция. Организованная естественная вентиляция может быть вытяжной без организованного притока воздуха (канальная) и приточно-вытяжной с организованным притоком воздуха (канальная и бесканальная аэрация). Канальная естественная вытяжная вентиляция без организованного притока воздуха (рис. 1.1) широко применяется в жилых и административных зданиях. Расчетное гравитационное давление таких систем вентиляции определяют при температуре наружного воздуха +5 ˚С, считая, что все давление падает в тракте вытяжного канала, при этом сопротивление входу воздуха в здание не учитывается. При расчете сети воздуховодов прежде всего производят ориентировочный подбор их сечений исходя из допустимых скоростей движения воздуха в каналах верхнего этажа 0,5. 0,8 м/с, в каналах нижнего этажа и сборных каналах верхнего этажа 1,0 м/с и в вытяжной шахте 1. 1.5 м/с.

Для увеличения располагаемого давления в системах естественной вентиляции на устье вытяжных шахт устанавливают насадки –дефлекторы (рис. 1.2). Усиление тяги происходит благодаря разрежению, возникающему при обтекании дефлектора ЦАГИ. Разрежение, создаваемое дефлектором, и количество удаляемого воздуха зависят от скорости ветра и могут быть определены с помощью номограмм.

Рис. 1.3. Схема аэрации промышленного здания

Аэрацией называется организованная естественная общеобменная вентиляция помещений в результате поступления и удаления воздуха через открывающиеся фрамуги окон и фонарей. Воздухообмен в помещении регулируют различной степенью открывания фрамуг (в зависимости от температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра). Как способ вентиляции аэрация нашла широкое применение в промышленных зданиях, характеризующихся технологическими процессами с большими тепловыделениями (прокатных цехах, литейных, кузнечных). Поступление наружного воздуха в цех в холодный период года организуют так, чтобы холодный воздух не попадал в рабочую зону. Для этого наружный воздух подают в помещение через проемы, расположенные не ниже 4,5 м от пола (рис. 1.3), в теплый период года приток наружного воздуха ориентируют через нижний ярус оконных проемов (А = 1,5. 2 м).

При расчете аэрации определяют требуемую площадь проходного сечения проемов и аэрационных фонарей для подачи и удаления необходимого количества воздуха. Исходными данными являются конструктивные размеры помещений, проемов и фонарей, величины теплопродукции в помещении, параметры наружного воздуха. Согласно СНиП 2.04.05–91 расчет рекомендуется выполнять на действие гравитационного давления. Ветровой напор надлежит учитывать только при решении вопросов защиты вентиляционных проемов от задувания. При расчете аэрации составляют материальный (по воздуху) и тепловой баланс помещения:

где G_npi и G_вытi–масса поступающего и удаляемого воздуха, обладающего теплоемкостью С_р и температурой t.

Основным достоинством аэрации является возможность осуществлять большие воздухообмены без затрат механической энергии. К недостаткам аэрации следует отнести то, что в теплый период года эффективность аэрации может существенно падать вследствие повышения температуры наружного воздуха и, кроме того, поступающий в помещение воздух не очищается и не охлаждается.

Естественная вентиляция: расчет системы, схема, устройство

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:

• смягчает температурный режим;
• устраняет из помещения вредоносные микроорганизмы и пыль;
• предотвращает появление плесени и грибка, развивающихся из-за превышения нормального уровня влажности;
• убирает неприятные запахи.

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:

• Воздух с улицы попадает в дом через открытые фрамуги, неплотно прилегающие друг к дружке элементы оконных и дверных конструкций. Потоки воздуха устремляются внутрь в ходе проветривания через приоткрытые пластиковые окна или через вентиляционные приточные клапаны.
• Перемещение воздуха от одного помещения к другому и внутри него происходит самопроизвольно. Чтобы у потока не было препятствий между полом и дверьми оставляют зазоры. Их функцию с успехом выполняют переточные решетки, устанавливаемые в стены.
• Отработанный воздух покидает дом через вытяжные вентиляционные каналы. Находятся они в помещениях с нестабильной влажностью/температурой – в кухнях, раздельных и совмещенных санузлах.

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:

1. Доступ воздуха может обеспечиваться через щели и негерметичные ограждающие конструкции. В нежилых помещениях для этого специально делают отверстия, слуховые окна и продухи.
2. Окна в режиме микрощелевого или обычного проветривания и открытые форточки обеспечивают приток свежего воздуха.
3. Стеновые или оконные приточные клапаны позволяют воздуху проникать в помещение при закрытых герметичных окнах.
4. Иногда с этой целью прокладывается система воздуховодов.
5. Вентиляционные шахты и каналы обустраиваются в многоквартирных и частных домах для удаления застоявшегося воздуха из помещения.
6. Если в доме есть камин или печь, то дымоход может одновременно удалять дым и использованные воздушные массы из помещения.
7. Дефлекторы позволяют усиливать тягу в вытяжной трубе.
8. Вентиляционные решетки закрывают отверстия вентканалов в помещении. Есть решетки, которые монтируются на улице. Они защищают канал от попадания в него мусора, осадков, насекомых, грызунов и птиц.
9. Анемостаты – специальные решетки, отличающиеся от традиционного варианта внешним видом и принципом работы.
10. Иногда для вентиляции устанавливают переточные клапаны в дверном полотне. Вместо них такие же функции может выполнять щель под дверью.
11. Обратный клапан монтируется на воздуховоды с целью защиты от обратной тяги.

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:

• опрокидывания тяги;
• низкой эффективность вентиляции;
• задувания нагревательного оборудования;
• попадания мусора в вентканалы.

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.

1. Простоту обустройства, не требующую применения специальных устройств.
2. Отсутствие больших денежных вложений.
3. Высокую эффективность при грамотно подготовленном проекте.
4. Отсутствие необходимости привлечения профессионалов для монтажа вентиляционной системы.

Вентиляция с естественным побуждением бывает нескольких типов, а именно:

1. Неорганизованной, т. е. самопроизвольной. В случае такой вентиляции подача воздуха и его удаление из комнаты осуществляются исключительно благодаря разнице температур и давления, а также скорости движения ветра.
2. Организованной. Предполагает обустройство специальных вентиляционных отверстий. Они размещаются на разных уровнях и имеют различное сечение. Является более эффективным способом организации воздухообмена с естественным побуждением.

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:

• Возможность регулировать приток свежего воздуха;
• Способность пропускать значительно меньше уличного шума;
• Наличие фильтров разной степени очистки воздуха.

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:

1. Неорганизованная вентиляция
2. Организованная вентиляция
3. Приточная вентиляция

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:

1. Не требует использования сложного технологического оборудования и подключения к источнику энергии.
2. Не нуждается в регулярном обслуживании и ремонте на протяжении длительного срока эксплуатации.
3. Не создаёт постороннего шума и вибрации.
4. Возможно сочетание с техникой для ионизации, кондиционирования, подогрева, осушения либо увлажнения воздуха.
5. Отсутствуют расходы на электроэнергию.

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):

• где R — удельная потеря напряжения по длине участка от трения, Па/м;
• l — длина участка, м.

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

• где L — расход воздуха, м3/ч;
• v — скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с (равна 0,5… 1,0 м/с).

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:

• p – гравитационное давление в канале, Па;
• Н – перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентканала над крышей, м;
• ρвозд – плотность воздуха помещения, принимаем 1.2 кг/м³ при домашней температуре +20 °С.

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:

• Δp – общие потери давления в шахте;
• R – удельное сопротивление трению проходящего потока, Па/м;
• Н – высота канала, м;
• ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
• Pv – давление динамическое, Па.

Покажем на примере, как считается величина сопротивления:

1. Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па. alt=»Формула динамического напора воздуха в канале» width=»300″ height=»90″ />
2. Сопротивление от трения R находим по таблице, ориентируясь на показатели динамического напора 0.6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра воздухопровода 225 мм. R = 0.078 Па/м (обозначено зеленым кружочком).
3. Местные сопротивления вытяжной шахты – это жалюзийная решетка, отвод кверху 90° и зонт на конце трубы. Коэффициенты ξ этих деталей – величины постоянные, равные 1.2, 0.4 и 1.3 соответственно. Сумма ξ = 1.2 + 0.4 + 1.3 = 2.9.
4. Окончательное вычисление: Δp = 0.078 Па/м х 4 м + 2.9 х 0.6 Па = 2.05 Па.

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:

1. Располагаемое давление p = 9.81 х 3 (1.27 — 1.2) = 2.06 Па.
2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
3. Δp = 0.078 Па/м х 3 м + 2.9 х 0.6 Па = 1.97 Па.

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:

• Неправильное расположение вентиляционных отверстий, которые могут быть сделаны либо слишком низко, либо чересчур высоко;
• Отсутствие вентиляционных элементов на втором этаже дома, поскольку многие люди думают, что для эффективной системы достаточно предусмотреть ее компоненты только на первом этаже;
• Неправильно созданный скат крыши, в результате чего через выходную трубу поступает холодный воздух с улицы, а отработанный не может выйти;
• Отсутствие естественной вентиляции в ванной комнате, которая является замкнутым помещением, что ведет к образованию в ней плесени или грибков.

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.

Естественная и принудительная вентиляция: функции и устройство

В любом помещении, в котором человек проводит длительный промежуток времени, будь это офис или квартира, необходимо обеспечить комфортные условия, которые существенно влияют на здоровье человека, его работоспособность, эффективность мыслительной деятельности. Наряду с температурой, одним из наиболее значимых параметров внутреннего микроклимата является процентное содержание в атмосфере углекислого газа. В закрытой комнате оно постоянно возрастает за счет выдыхаемого людьми воздуха.

Для поддержания его на оптимальном уровне необходимо обеспечивать воздухообмен между внутренней и внешней атмосферой, удаляя загрязненный воздух и заменяя его чистым, свежим наружным. Достигается это обустройством системы вентиляции, которая должна быть в любом частном доме, квартире, административном или офисном здании, помещениях промышленного и производственного назначения.

Устройство и назначение вентиляции

Устройство естественной или принудительной вентиляции в частном доме, квартире, офисе, производственном цеху является необходимостью, обусловленной присутствием человека, и игнорировать ее нельзя. Жизнедеятельность организма сопровождается процессом дыхания, в ходе которого из воздуха потребляется кислород и выдыхается углекислый газ. В результате этого в закрытом помещении концентрация СО2 постепенно повышается, что может привести к незначительному кислородному голоданию. В небольших количествах оно не опасно для здоровья, но ведет к снижению работоспособности и ухудшению самочувствия.

Как свидетельствует статистика, в среднем человек до 90% времени проводит в небольших закрытых комнатах, офисах. Поэтому очень важно обеспечить в них максимально комфортные для организма условия. Если внести конструктивные изменения в здание бизнес назначения довольно сложно, то монтаж эффективной системы принудительной (естественной) вентиляции в частном жилище не потребует больших финансовых затрат.

Обустройство вентиляции в современном строительстве предусматривается еще на стадии проектирования, что позволяет архитектору подобрать наиболее оптимальную схему естественной (принудительной) вентиляции в частном доме или многоквартирном жилом комплексе. Это дает возможность «спрятать» вентиляционные каналы, проложив их внутри капитальных (несущих) стен. А также позволяет решить и целый ряд других задач: предотвратить возможное промерзание системы в холодное время года, обеспечить эффективную работу, не нарушать внутренний интерьер помещений.

В основу функционирования естественной системы вентиляции положены законы, известные еще из школьного курса физики. Прежде всего, это разность давлений и температур внутри и снаружи зданий. Благодаря этому теплые потоки воздуха стремятся наружу, а на смену им приходит наружный чистый и свежий. Центральное выходное отверстие размещают в самой высокой точке комнаты, под потолком, куда поднимаются теплые, отработанные массы. Прибывающие извне свежие потоки занимают самое нижнее положение, где находятся люди.

Еще одна задача, которую позволяет решить вентилирование – обеспечение пожарной безопасности, поэтому так важно наличие вентиляции в котельных. Как известно, чаще всего на пожаре люди погибают не от огня, а от дыма, содержащего вредные, опасные газы. Если самовозгорание произойдет в здании, оборудованном вентиляцией, то она будет выводить дым наружу, не давая ему быстро заполнить все пространство. Это даст людям возможность предпринять усилия для своевременной эвакуации из здания.

Вентиляционные системы, в зависимости от их устройства подразделяют на несколько видов:

• естественная;
• принудительная;
• смешанная.

Естественная приточно-вытяжная вентиляция

Наиболее простой и распространенной, является естественная вентиляция в частном доме или квартире. Этот способ снабжения помещений свежим воздухом устанавливается по умолчанию и требует наименьших финансовых затрат на обслуживание. Из названия понятно, что система работает на основе физических законов, описывающих процесс перемещения воздушных масс, о которых уже было сказано выше. Для ее функционирования не требуется использование дополнительного оборудования, электроэнергии, других специальных ресурсов. Ее единственные рабочие элементы – приточно-вытяжные каналы. Обычно их располагают внутри стен еще на этапе возведения здания, но при необходимости можно «спрятать» вентиляционные каналы, например, за подвесным потолком.

На устройство естественной вентиляции в частном доме значительно влияет материал, из которого возведены стены здания. Наименее энергозатратным будет ее обустройство в домах с деревянными стенами. Древесина, кроме своей экологической чистоты обладает и другими положительными качествами. В частности она способствует проникновению воздуха не только сквозь щели, но и через структуру дерева, что позволяет поддерживать оптимальный микроклимат в помещении и зимой и летом.

Особенно востребованы вентиляционные системы в домах, в которых установлены современные пластиковые окна. Они обладают высоким уровнем звуко- и теплоизоляции, что предохраняет жильцов от посторонних звуков, проникающих с улицы, и снижает уровень теплопотерь до минимума. Однако, люди, проживающие в квартирах, домах с ПВХ-окнами сталкиваются с другой проблемой: практически полным отсутствием воздухообмена из-за высоких показателей герметичности пластиковых оконных конструкций. Сделать естественную вентиляцию в частном доме с пластиковыми оконными конструкциями более эффективной позволяет использование специальных климатических (приточных) клапанов, устанавливаемых производителями окон.

Достоинства и недостатки естественной вентиляции

Основное достоинство естественной приточно-вытяжной вентиляции – независимость ее работы от наличия электроэнергии. Она состоит только из вентиляционных каналов и продухов, а движение воздушных масс обеспечивается разностью температур и давлений внутри и снаружи здания. Она широко используется как в зданиях старой постройки, так и в новостройках. Ее эффективность обеспечивается правильностью монтажа: продухи, отверстия для поступления воздушных масс размещают на внешней стене здания, а вентиляционные каналы выводят на противоположную стену или соседнее помещение.

Достоинства естественной вентиляции

Среди основных преимуществ, которые получает потребитель при использовании естественной вентиляции можно назвать следующие:

• энергонезависимость;
• отсутствие затрат на покупку и установку дополнительного инженерного оборудования;
• создание условий, максимально комфортных для человека;
• нет среды, благоприятной для развития бактерий и других микроорганизмов;
• самопроизвольное движение воздушных масс.

Недостатки естественной вентиляции

Однако есть у нее и ряд недостатков, решение которых порой сложно или даже невозможно, без применения какого-либо дополнительного оборудования:

• установка в домах герметичных пластиковых окон снижает теплопотери, но отсутствие щелей, зазоров в оконных рамах, которые имеются у деревянных конструкций, делает невозможным естественный воздухообмен;
• загруженность современных дорог, наличие поблизости от жилой зоны промышленных предприятий снижает качество воздуха, делает его малопригодным для дыхания без установки специальных очищающих его агрегатов;
• климатические условия не всегда позволяют проводить проветривание помещения.

1. Закройте все двери, окна.
2. Возьмите лист бумаги, обычный тетрадный или формата А4.
3. Поднесите его к вытяжному отверстию канала. Если лист отклонился, или даже прислонился, к отверстию, значит, система работает хорошо.
4. В противном случае следует поставить окна на функцию проветривания, открыть двери и проследить за поведением листка.
5. Если он пришел в движение, значит поступление воздуха недостаточное.
6. Если листочек и в этом случае остался неподвижным, то возможно засорение каналов и их необходимо прочистить.

Принудительная вентиляция

В некоторых ситуациях естественный приток воздуха минимален и не позволяет обеспечить в помещении необходимый микроклимат. В этих случаях монтируется принудительная приточно-вытяжная вентиляция. В ней входящий и исходящий потоки воздуха создаются при помощи специального оборудования: вытяжных систем, вентиляторов, очистителей воздуха и так далее.

• приток воздуха с внешней стороны здания в комнаты, невозможен исходя из конструктивных особенностей здания, например, в каркасных домах;
• оборудованная вентиляционная система очень протяженная, что увеличивает сопротивление воздуха и вероятность появления засоров, например, в панельных домах старой постройки;
• внешний окружающий воздух не соответствует санитарным нормам, например, загрязнен отходами расположенного неподалеку промышленного предприятия, отработанными газами автомобилей, движущихся по близлежащей автомагистрали и так далее, в этом случае наличие фильтра в системе принудительной вентиляции позволит очистить поступающие в помещение потоки;
• стены обладают повышенными изоляционными свойствами, к ним относятся, например, МДМ, СОТА, СИП панели, востребованные потребителями благодаря их высоким теплосберегающим свойствам.

Принудительная вентиляция: особенности монтажа, плюсы и минусы

Такую вентиляцию можно организовать несколькими способами:

• для отдельных комнат, например, часто обособленно делается принудительная вентиляция в ванной, на кухне, в котельной;
• для нескольких помещений сразу;
• составленная из нескольких компонентов вентиляция.

Достоинства принудительной вентиляции

• работа системы не зависит от климатических условий, разности температур, давлений, поскольку движение воздушных масс обеспечивается вентиляторами;
• поступающий поток проходит очистку благодаря системе встроенных фильтров;
• потребитель имеет возможность самостоятельно регулировать интенсивность, учитывая климатические условия;
• при использовании дополнительного оборудования можно контролировать состав воздуха, его температуру, влажность в автоматическом режиме;
• осуществление воздухообмена во всем помещении.

Недостатки принудительной вентиляции

• высокая стоимость самих систем;
• рост оплаты счетов за электроэнергию;
• затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию (замена фильтров, вышедших из строя блоков, узлов оборудования);
• необходимость предварительного проектирования;
• возможность развития вредных микроорганизмов внутри установок, которые могут представлять угрозу здоровью жильцов.

Если необходима вентиляция нескольких помещений, то приточное оборудование размещают, обычно в специально предназначенном для этого помещении или на чердаке. Отсюда очищенный воздух по вентиляционным каналам распределяется по всем комнатам. Для подогрева холодного воздуха, выходящий поток по трубам направляется к системе приточного оборудования, где он отдает тепловую энергию поступающим снаружи массам.

Выбор системы вентиляции зависит от ряда факторов. Естественные системы являются устанавливаемыми «по умолчанию», но из-за ряда внешних факторов не всегда могут справиться с возложенной на них задачей. В том случае, если жильцов в доме много, а его площадь ограничена, лучше воспользоваться принудительной вентиляцией.