Принцип действия, устройство и монтаж системы естественной вентиляции

Принцип действия, устройство и монтаж системы естественной вентиляции

В необходимости вентиляции в доме сомневаться не приходится. Появление плесени на стенах и углах, повышенная влажность в помещении (а это дополнительная духота летом и холод зимой) — всё это следствие застоявшегося воздуха, насыщенного парами жизнедеятельности человека. Со временем на стенах поселяется грибок Discula brunneotingens, и человеку приходится дышать его спорами, образующими колонии в деревянных полах, рамах и дверях. В результате — понижение иммунитета, аллергические заболевания и бронхиальная астма, пониженный психологический тонус и синдром хронической усталости. Но решение проблемы существует, и не одно.

Принцип работы и устройство естественной вентиляции в частном доме

Вентиляция — это комплекс мероприятий и устройств, обеспечивающий поддержание непрерывного обмена воздуха в жилых и служебных помещениях. Различают следующие виды вентиляции:

  1. Искусственная и естественная. Первая предполагает наличие специальных устройств, вторая — их отсутствие
  2. Вытяжная и приточная. Разделение происходит в зависимости от направления движения воздушной массы. Вытяжная предполагает отвод воздуха, приточная — нагнетание внутрь помещений.
  3. Общая и локальная. Эта характеристика описывает зону действия вентиляции.
  4. Бесканальная и канальная. Классификация происходит по наличию (или отсутствию) воздуховодных каналов.
  5. Постоянная и периодическая. Постоянная вентиляция действует в автоматическом режиме, безостановочно. Периодическая происходит время от времени, к ней относят открывание дверей, окон и форточек.
Классификация систем вентиляции

Кроме естественной вентиляции можно устроить искусственную (механическую) или соединить эти два вида в комбинированный вариант

В домах с множеством помещений различного назначения, как правило, применяются комбинированные варианты организации вентиляции. При рассмотрении каждого вида в отдельности обнаруживаются как достоинства, так и недостатки. Для того чтобы выбрать оптимальный вариант, необходимо внимательно ознакомится со всеми возможными видами вентиляции.
Самый простой и древний способ проветривания помещений — естественная вентиляция.

О вентиляции знают не только люди, но и медведи — погружаясь в зимнюю спячку, они оставляют небольшое отверстие вверху берлоги для притока свежего воздуха.

Принцип действия естественной вентиляции основан на известных законах аэродинамики.

Два физических параметра — температура и давление — управляют перетеканием воздушных масс из одного места в другое.

  1. Воздух движется из зоны высокого давления в зону низкого.
  2. Тёплый воздух всегда стремится вверх, холодный — вниз.
  3. Чем больше перепад давления или температуры, тем быстрее движется воздух.

Знание этих простых закономерностей позволяет управлять вентиляцией в доме или квартире. Если воздушные массы передвигаются под действием природных факторов, такая вентиляция считается самопроизвольной. Если же движение обусловлено специальными отверстиями, сделанными в стенах, то такой воздухообмен называют организованным. Организованную естественную вентиляцию, кроме того, подразделяют на:

  • гравитационную;
  • ярусную;
  • аэрацию.

Для большинства домов и квартир естественная вентиляция является достаточной. Конечно, при условии, что она организована правильно и со знанием дела. Приблизительные и точные расчёты позволяют оптимально использовать вентиляционные каналы, экономить время и материалы, правильно выбирать места для установки воздушных проходов и отдушин.

Схема естественной вентиляции

Воздушные потоки в схеме с естественной вентиляцией заходят через специальные отверстия (2), проходят по помещениям и удаляются через вентиляционный патрубок (1) в главную вентиляционную шахту (3)

Расчёт вентиляции и сечения вентканала (с учётом объёма помещения)

Так как снабжение людей воздухом в жилых и производственных помещениях является жизненно важной функцией, расчёт вентиляции производится в соответствии с нормативными документами. К ним относятся:

  • СНБ 4.02.01–03 — санитарные нормы безопасности от Министерства здравоохранения;
  • СП 60.13330.2012 — свод правил, вытекающий из действующих Федеральных законов и Государственных Стандартов;
  • СНиП 41–01–2003 — строительные нормы и правила от Министерства строительства.

Подробно с ними можно ознакомиться на официальных ведомственных сайтах.

Точный расчёт всех параметров вентиляции может произвести только опытный специалист. Существует большое количество формул и расчётных таблиц, которые учитывают различные нюансы движения воздушных масс, такие как:

  • общую площадь помещения;
  • назначение помещения в целом и отдельных его составляющих;
  • высоту помещений;
  • наличие и количество вытяжных каналов;
  • высоту вентканалов;
  • функциональное назначение вентиляции.

Таблица: расход воздуха в воздуховодах для проектирования систем вентиляции

Параметры воздуховодов Расход воздуха (м³/ч)
при скорости воздуха:
Диаметр
круглого
воздуховода
Размеры
прямоугольного
воздуховода
Площадь
сечения
воздуховода
2 м/с 3 м/с 4 м/с 5 м/с 6 м/с
80×90 мм 72 см² 52 78 104 130 156
Ø 100 мм 63×125 мм 79 см² 57 85 113 142 170
63×140 мм 88 см² 63 95 127 159 190
Ø 110 мм 90×100 мм 90 см² 65 97 130 162 194
80×140 мм 112 см² 81 121 161 202 242
Ø 125 мм 100×125 мм 125 см² 90 135 180 225 270
100×140 мм 140 см² 101 151 202 252 302
Ø 140 мм 125×125 мм 156 см² 112 169 225 281 337
90×200 мм 180 см² 130 194 259 324 389
Ø 160 мм 100×200 мм 200 см² 144 216 288 360 432
90×250 мм 225 см² 162 243 324 405 486
Ø 180 мм 160×160 мм 256 см² 184 276 369 461 553
90×315 мм 283 см² 204 306 408 510 612
Ø 200 мм 100×315 мм 315 см² 227 340 454 567 680
100×355 мм 355 см² 256 383 511 639 767
Ø 225 мм 160×250 мм 400 см² 288 432 576 720 864
125×355 мм 443 см² 319 479 639 799 958
Ø 250 мм 125×400 мм 500 см² 360 540 720 900 1080
200×315 мм 630 см² 454 680 907 1134 1361
Ø 300 мм 200×355 мм 710 см² 511 767 1022 1278 1533
160×450 мм 720 см² 518 778 1037 1296 1555
Ø 315 мм 250×315 мм 787 см² 567 850 1134 1417 1701
250×355 мм 887 см² 639 958 1278 1597 1917
Ø 350 мм 200×500 мм 1000 см² 720 1080 1440 1800 2160
250×450 мм 1125 см² 810 1215 1620 2025 2430
Ø 400 мм 250×500 мм 1250 см² 900 1350 1800 2250 2700

При оснащении жилья принудительной вентиляцией и использовании специального оборудования в перечень расчётных показателей добавляются силовые показатели аппаратуры — мощность, скорость и объём нагнетаемого (или отводимого) воздуха.

Проект вентиляции дома

Проект системы вентиляции выполняется на базе поэтажного плана, в котором отображаются все трассы и указываются размеры и назначение функциональных элементов

Если планирование вентиляции производится на стадии проектирования дома, составляются отдельные чертежи с расчётом всех показателей и проверкой их соответствия установленными нормам. Проект заверяется компетентными организациями и вносится с общий план мероприятий по возведению жилья.

Примерный расчёт параметров вентиляции можно осуществить самостоятельно. Для этого нужно знать следующее:

  1. На каждый квадратный метр жилой площади должно приходиться 3 м3 воздуха в течение одного часа.
  2. Каждое отдельное помещение (разделённое с остальными дверью) имеет свою специфику:
    • кухня с газовой печью или водонагревательной колонкой должна быть обеспечена приточным воздухом в объёме 70 м3/ч;
    • кухня с электроплиткой — 50 м3/ч;
    • туалет «потребляет» 30 м3 воздуха в час;
    • ванная комната — 50 м3/ч;
    • прихожая, гардероб, кладовая — по 15 м3 в течение часа;
    • жилые комнаты — не менее чем по 30 м3/ч.

Санитарными нормами предусматривается расчёт вентиляционной системы с учётом количества людей, постоянно находящихся в доме. Это небольшое дополнение может существенно повлиять на общую картину вентиляции.

Санитарные нормы вентилирования зданий

Расчёт ведётся не только по объёму воздуха, но и по количеству находящихся в здании людей

Исходя из этих данных, вычисляются примерные параметры воздуховодов. В расчёт принимается, что средняя скорость истечения воздуха из канала равна 1,0–2,5 м/сек. Диаметр вентиляционного канала подбирается с учётом общего объёма воздуха жилья. Как показывает практика, для одноэтажного строения с естественной вентиляцией воздушная труба в зависимости от объёма внутреннего пространства должна иметь следующие размеры:

  • при объёме 200 м3 — диаметр не менее 18 см;
  • для помещения в 400 м3 — 25 см;
  • если внутренние помещения дома занимают 600 м3 и более — 32 см.

Эти значения можно использовать при расчёте воздушного канала, имеющего квадратное или прямоугольное сечение, применяя формулу S=πR2, где S — площадь сечения круга (выраженная в м2), π — число «пи», равное 3,14, и R — радиус круга. Найдя значение площади круга, можно подобрать размер прямоугольного вентканала. При этом его нужно увеличить на 20–25%, так как пропускная способность круглых труб всегда выше, чем у прямоугольных. Принятое соотношение короткой стороны прямоугольника к длинной 1:3.

Воздуховоды из металла

Если вместо воздуховодов круглого сечения использовать прямоугольные, их сечение нужно увеличить на 20–25%

Применение принудительной вентиляции — установка нагнетательного вентилятора — уменьшает необходимые размеры труб. Это происходит за счёт увеличения скорости движения воздуха в канале. Так, для помещений с объёмом в 200, 400 и 600 м3 можно применять каналы с диаметром 11, 18 и 23 см соответственно.

Видео: вентиляция в подвале своими руками

Плюсы и минусы естественной вентиляции

Главным плюсом естественной вентиляции является то, что на её установку не требуется больших финансовых затрат.

Однажды смонтированная система воздухоотвода не требует частого технического обслуживания.

Она работает столько, сколько стоит дом. Конструкция такого вида вентиляции проста и редко приводит к каким-либо осложнениям или авариям. Внутри системы нет никаких электрических устройств, повышающих шумовой фон. Движение воздуха происходит естественным образом, без механического нагнетания. К плюсам можно отнести хорошую совместимость естественной вентиляции с другими способами вентилирования. Чаще всего именно комбинирование естественной и принудительной систем вентиляции даёт оптимальные результаты.

Минусы системы естественной вентиляции:

  1. Нет возможности регулировать скорость истечения воздуха. Это может привести к тому, что внутри будет застаиваться влага и сырость, приводящая к возникновению плесени и грибка.
  2. Через приточные каналы внутрь беспрепятственно проникают пыль и насекомые. Это понижает комфортность и вынуждает к более частым уборкам в помещении. Частично это можно компенсировать установкой противомоскитных сеток, но следует учитывать, что при этом снижается и проходимость чистого воздуха.
  3. Высоки потери тепла в холодное время года. Некоторые специалисты утверждают, что цифра может доходить до 40%.
  4. Зависимость от погодных условий. Чем выше температура воздуха снаружи дома, тем менее эффективна вентиляция.

Интересно, что в жарких странах средиземноморья, таких как Испания, Италия или Португалия, вентиляция в жилых домах устраивается за счёт так называемых патио — внутренних двориков, имеющих форму вертикального колодца. Солнце практически не проникает внутрь патио, а все окна и балконы выходят именно в эту сторону.

Видео: естественная вентиляция дома

Повышение эффективности естественной вентиляции

Заметно повысить эффективность естественной вентиляции можно при помощи установки приточных клапанов на окна. Стоимость их невелика, а монтаж прост и доступен для самостоятельного выполнения. Чаще всего такие устройства применяются для пластиковых окон. Дело в том, что стеклопакет соединяется с рамой достаточно герметично, и это порой оборачивается негативной стороной — в помещении скапливается влага, может появиться плесень. Для компенсации этого явления были разработаны приточные клапаны, с помощью которых появилась возможность регулировать степень вентиляции через окно. Устанавливается устройство в верхней части рамы. В силу небольших размеров монтаж клапана никак не влияет на уменьшение потока света через окно.

Приточный клапан

Врезные приточные клапаны помогают увеличить эффективность системы вентиляции для пластиковых окон

Приточный клапан — это часть естественной вентиляции, которая подаёт свежий воздух внутрь помещения. Принцип действия прибора основан на гигроскопических свойствах некоторых материалов (специальных нейлоновых лент), которые под действием влаги изменяют свои линейные размеры. Клапан осуществляет изменения подачи воздуха в автоматическом режиме (но в некоторых моделях есть и ручное управление). Происходит это за счёт сужения или расширения воздуховодной створки.

Виды приточных клапанов

Различаются металлические и пластиковые устройства. Металлические клапаны надёжны в эксплуатации, но при этом стоят дороже и имеют большую массу.

Металлический приточный клапан

Внутри клапана расположен фильтрующий элемент, который нужно менять раз в полгода

Эти приборы принято делить на две категории:

  • механические. Режим работы механического встроенного клапана устанавливается вручную. Оптимальное положение задвижки в каждой конкретной ситуации находится методом подбора. По мере изменения температуры и атмосферного давления производят корректировку, добиваясь приемлемого результата. В комплект механического клапана входит прочный шнур, который крепится к управляющему рычагу. Благодаря этому манипулировать прибором можно из обычного положения, стоя на полу;
    Механический приточный клапан

    Управление механическим клапаном происходит в ручном режиме

  • автоматические. Эти устройства калибруются на заводе-изготовителе. Начальные параметры выставляются таким образом, чтобы гигроскопичный датчик регулировал степень сужения задвижки по мере необходимости, без вмешательства человека. Изменения температуры, влажности, силы ветра в окружающей среде улавливаются чутким сенсором, который приводит уровень естественной вентиляции в нужное состояние. Для того чтобы внутри щелевого клапана не образовывался конденсат, конструкция устроена так, что воздух снаружи не встречается с внутренними потоками.
    Автоматический приточный клапан

    Прибор автоматически регулирует зазор входного отверстия

При использовании механических устройств в зимний период следует помнить, что закрывать задвижку полностью нельзя — она может примёрзнуть. А при попытке открыть её физическим усилием — сломаться.

Установка приточного клапана

Как уже отмечалось выше, монтаж устройства не требует специальных навыков или инструментов. К каждому изделию прилагается подробная инструкция, следуя которой можно установить прибор самостоятельно.

Для этого нужны:

  • строительный нож;
  • отвёртка;
  • рулетка.

В комплекте для монтажа поставляются:

  • приточный клапан;
  • крепёж;
  • уплотнитель.

Установка на окно осуществляется в несколько этапов:

  1. Рама размечается под крепление клапана. Устройство, как правило, располагают посередине.
  2. Отрезается размеченный уплотнитель окна.
  3. Размеры с рамы переносятся на поверхность створки. Также срезается уплотнитель и удаляется.
  4. В образовавшийся паз створки окна вкладываются 3 небольших отрезка уплотнителя. Они размещаются в местах, предназначенных для фиксации клапана шурупами.
  5. Корпус приточного клапана освобождается от защитной плёнки, подготавливается двусторонний скотч для фиксации прибора к раме.
  6. Вентиляционное устройство фиксируется вначале на скотч, а затем — саморезами через подготовленные отверстия.
  7. В промежутки укреплённых участков закладывается уплотнитель.
    Порядок установки приточного клапана на окно

    Приточный клапан обычно устанавливается в верхней части рамы окна и крепится к пластиковому профилю при помощи саморезов


    Видео: почему в доме тяжело дышать

Как сделать вентиляцию своими руками

Каждый дом — это отдельная история со своими особенностями и архитектурными нюансами. Если дом уже построен, то в нём будет такая вентиляция, которая возникнет естественным образом. Исправить положение можно только с помощью принудительных мер — механических или комбинированных. Обратим внимание на главные требования, которым должна соответствовать вентиляционная система:

  1. Исправно работающая вентиляция не должна снижать температуру помещения в холодное время года.
  2. В доме не должно возникать устойчивых сквозняков.
  3. «Отработанный» воздух из кухонь, ванн и туалетов необходимо быстро удалять из помещений и заменять свежим.
  4. Циркуляция должна захватывать все без исключения комнаты — кладовки, подвалы коридоры и т. д.
  5. Система должна обеспечивать постоянный приток свежего и отвод застоявшегося воздуха.

Самым верным решением всех вопросов, связанных с вентиляцией, является закладка системы циркуляции на этапе планирования и строительства дома. В зависимости от размера жилой площади, расположения служебных помещений и количества проживающих в доме людей проектируется один или два канала естественной вентиляции. Они представляют собой вертикальные шахты, которые опираются на фундамент дома и выводятся над кровлей. Реализуется это при помощи различных строительных технологий.

Вентиляционная шахта жилого дома

Размеры вентиляционного стояка в многоквартирных домах рассчитываются по стандартной методике

Одним из таких решений может служить укладка готовых вентиляционных блоков в несущую стену. Другой вариант — независимый вентиляционный канал, сложенный из кирпича. Внутри помещений для создания потоков воздушных масс используют металлические трубы большого диаметра. Из эстетических соображений их скрывают под подвесными потолками или внутри стен. На концах устанавливаются декоративные пластмассовые решётки.

Вентиляционные решётки

Концы воздухозаборников оформляются декоративными пластиковыми решётками

Такие же решётки монтируют в нижней части дверного полотна, если помещение глухое, не имеет окон и недоступно для вентиляции. В домах, которые отапливаются печами, дымоходная труба может играть роль вентиляционной шахты.

Вентиляционные решётки на дверях

Решётки на дверях устанавливаются в помещениях с недостаточной вентиляцией

Советы опытных мастеров по организации вентиляции в доме

Приведём некоторые рекомендации, которые являются обобщением опыта установки систем различной конфигурации на самых разных объектах.

Проектирование устройства вентиляции перед началом строительства

Эти советы помогут тем, кто планирует монтировать вентиляцию с нуля.

  1. Оптимальное место расположения вентиляционной шахты — центральная часть строения. В холодное время года перепад температур внутри помещения всегда будет выше, что приведёт к усилению тяги воздуха.
  2. Установку вентиляционного стояка лучше всего привязать к несущей стене — в ней всегда будет теплее, чем в других местах, что создаст дополнительные условия для передвижения воздушных масс.
    Вентиляционные блоки в несущей стене

    Вентиляционные каналы лучше устраивать по несущим стенам здания

  3. При выборе воздуховодов нужно учитывать конкретную ситуацию. Если места достаточно — можно устанавливать круглые воздуховоды. Они прекрасно работают, создавая интенсивную тягу. Если установка происходит в стеснённых условиях, лучше подойдут прямоугольные каналы — они занимают меньше места и более компактны в монтаже.
    Виды воздуховодов

    Разнообразие воздуховодных каналов позволяет решать любые задачи по монтажу вентиляционных систем

  4. При выборе круглых каналов следует знать, что жёсткие трубы работают эффективнее — воздух движется по ним, не встречая сопротивления. Гофрированные трубы могут создавать шум, но при этом они гораздо легче в монтаже. Специалисты советуют по возможности применять жёсткие трубы, прибегая к гофрированным лишь в случае крайней необходимости.
    Гофрированный воздуховод

    Гофрированные металлические воздуховоды менее эффективны, чем жёсткие круглые трубы, поэтому их применяют только по необходимости

  5. Необходимо использовать вытяжные воздушные каналы одного диаметра. Сужения и расширения отрицательно влияют на скорость движения воздуха. Если отклонения неизбежны, следует производить их плавными изгибами трубы.
    Сужение воздуховода

    Сужение воздуховодного канала можно выполнять только максимально плавным образом

  6. Чем шире и выше стояк основной шахты, тем лучше будет работать вентиляция.
    Положение вентиляционной шахты

    Высота установки вентиляционного канала на крыше зависит от его удалённости от самой высокой точки крыши

  7. Все соединения труб в системе необходимо сделать ровными и гладкими. Неровности и шероховатости внутри трубы создают заметное сопротивление для прохождения воздуха.
  8. В системе должно быть как можно меньше поворотов в горизонтальной и вертикальной плоскости. Любой поворот понижает скорость воздуха на 10–12%.

Советы для тех, кто модернизирует уже существующую вентиляцию

Если дом построен давно, но вентиляция по каким-то причинам перестала удовлетворять нужды жильцов, воспользуйтесь маленькими хитростями, которые усовершенствуют систему.

  1. Установка на оголовке вентиляционной шахты дефлектора усиливает тягу на 15–25%. Кроме этого, канал надёжно защищается от мусора, насекомых и дождя со снегом.
    Установка дефлектора

    Установка дефлектора на оголовке вентиляционной шахты увеличивает тягу более, чем на 10%

  2. Герметичные окна из пластика и стеклопакетов препятствуют вентиляции естественным образом. Применение приточных клапанов с датчиками влажности решат эту проблему. Их необязательно устанавливать на всех окнах — достаточно по одному на отдельную комнату.
    Приточные клапаны на окнах

    Приточный клапан компенсирует избыточную герметичность пластиковых окон

  3. В доме с печным отоплением естественную вентиляцию осуществляет дымоходная труба. В то время, когда печь не топится (например, ночью), можно оставлять поддувало и дымоходную задвижку открытыми — через них будет происходить конвекция воздуха.
    Вентиляция в помещении с печью

    Открытая дверца поддувала стимулирует вентиляцию помещения

  4. Дополнительными устройствами, увеличивающими эффективность имеющейся системы естественной вентиляции, могут служить небольшие приточные устройства со встроенными вентиляторами. Это бризеры и проветриватели. Их можно применять локально.
    Вентиляционный бризер

    Вентиляционный бризер очищает воздух от пыли и тяжёлых примесей угарного газа

В деревянных домах очень важно проветривать подпольное пространство, которое находится в непосредственном контакте с грунтом.

Для этого устраиваются отдушники вдоль всего периметра наружных стен. Но ещё одно хорошее решение — вывод воздухозаборника в подпол от зольника печи. В этом случае во время топки печи воздух будет забираться из подпольного пространства. Этим достигается решение сразу двух важных проблем — проветривания подпола и сохранения тепла в жилых помещениях (в обычном режиме печи воздух для горения поступает из жилой зоны).

Без пищи человек выживет полтора месяца. Без воды — неделю. Без воздуха прожить больше 15 минут способны только тренированные йоги. Забота о чистом воздухе — ключевое условие здоровой и полноценной жизни человека.