Как осуществляется естественная вентиляция дома? Что нужно знать о вентиляции зданий и сооружений?

Откуда же взяться воздухообмену, если наружные конструкции даже из натуральных материалов обеспечивают 100% герметизации, а окна и двери не пропускают ни глотка свежего воздуха? Поэтому при современном индивидуальном домостроении хозяину необходимо побеспокоиться хотя бы о простейшей естественной вентиляции для создания комфортного микроклимата своего дома.

Видео

Фото

Как осуществляется естественная вентиляция дома? Что нужно знать о вентиляции зданий и сооружений?
Как осуществляется естественная вентиляция дома? Что нужно знать о вентиляции зданий и сооружений?
Как осуществляется естественная вентиляция дома? Что нужно знать о вентиляции зданий и сооружений?
Как осуществляется естественная вентиляция дома? Что нужно знать о вентиляции зданий и сооружений?
Как осуществляется естественная вентиляция дома? Что нужно знать о вентиляции зданий и сооружений?
Как осуществляется естественная вентиляция дома? Что нужно знать о вентиляции зданий и сооружений?

Естественная вентиляция дома - что нужно знать?

В последнее время, когда  стали считать каждую  единицу теплопотерь и использовать  новейшие  технологии  утепления зданий,  вопрос естественной вентиляции жилища приобрел особенную  актуальность.

Откуда же взяться воздухообмену, если  наружные конструкции даже из натуральных материалов обеспечивают 100% герметизации,  а окна и двери не пропускают ни глотка свежего воздуха?  Поэтому при современном  индивидуальном домостроении  хозяину необходимо  побеспокоиться хотя бы о  простейшей  естественной  вентиляции для создания  комфортного микроклимата своего дома.

Итак, для постоянного обмена воздуха в помещении необходимо наличие совокупности вытяжки и притока воздуха:
- Приточная  система вентиляции, обеспечивающая приток свежего воздуха.
- Вытяжная система вентиляции, обеспечивающая удаление отработанного воздуха.

Мы говорим о системе естественной вентиляции, которая в основном и встречается в  частных  домах. Эта система осуществляется посредством перемещения воздушных потоков за счет разности температуры воздуха внутри помещения и снаружи.

Давайте  разберемся, какие  имеются средства перемещения воздуха в случае естественной вентиляции.

Когда-то в эпоху традиционного русского рубленого дома с печным отоплением о  духоте и недостатке воздуха не  говорили, потому что  замена воздуха осуществлялась сама собой, естественным путем через не закрываемые печные каналы, которые  служили тогда  воздуховодами.

В современных индивидуальных домах, если во время строительства не были заложены внутри стены каналы, которые в дальнейшем будут служить для вентиляции, то необходимо устанавливать блочные приставные шахты из кирпича или  пеноблоков.  В случае  установки шахт  снаружи, их  обязательно  утепляют, так как уже было сказано, обеспечение естественной тяги зависит от разности температуры воздуха.

Использовать кирпичные  или пеноблочные каналы в качестве воздуховодов очень нерационально. Воздушному  потоку приходится  преодолевать  сопротивление из-за неровности внутренних поверхностей  стенок каналов, что очень влияет на эффективность замены воздуха.  Поэтому чаще всего в шахтные или кирпичные каналы вставляются гладкие специальные  воздуховоды постоянного  круглого или прямоугольного сечения.

Система, в которой перемещение воздуха происходит по закрытым  каналам, называется  канальная система вентиляции.

Система, в которой перемещение воздуха происходит неорганизованно  через   отверстия оконных и  дверных  блоков, за счет инфильтрации, называется бесканальная система вентиляции.

А теперь рассмотрим требования к канальной системе вентиляции  индивидуальной жилой постройки без подземного гаража и крытого бассейна.  Вытяжка в таких домах чаще всего осуществляется  только из кухни и санузлов.

1.    В нижней точке вертикального воздуховода предусматривается установка герметичной смотровой дверцы  для очистки стояка.

2.    Вытяжной вентиляционный канал выводится на крышу  с максимальной высотой, не менее чем на  полметра  выше  конька, для создания наибольшего перепада давления  и результативной тяги.

3.    В случае  вывода вентиляционного стояка на крышу ломаной конфигурации, не одноплоскостной, необходимо предусмотреть защиту   от завихрения и создания обратной тяги. Для этого канал закрывается  дефлектором.

4.    Кухонную  механическую вытяжку не рекомендуется подключать  в общий вытяжной вентиляционный канал, чтобы не затруднять движение воздушных потоков из других помещений. Кухонная механическая вытяжка должна быть обеспечена индивидуальным вентиляционным каналом.

5.    По указанию санитарно-технических нормативов, запрещено совмещение  вытяжки  из  кухни и из санузлов.

6.     Расстояние между  перекрытием и верхним краем  вентиляционной решетки  вентканала должно быть не больше 15 см,  что бы ни было застоя загрязненного и теплого воздуха под потолком.

Замена отработанного  воздуха в помещениях происходит  за счет, перемещения воздушных потоков под действием приточной вентиляции.

Давайте рассмотрим способы  обеспечения приточного воздуха.

1.    Так как применяемые сейчас стеклопакеты абсолютно не пропускают наружный воздух, что создает проблемы воздухообмена, влекущие за собой дискомфорт, необходимо при строительстве сделать  выбор в пользу оконных блоков с предусмотренным приточным клапаном.

2.    В случае, когда стеклопакеты (здесь вы можете прочитать про самостоятельную регулировку окна из ПВХ) без приточного клапана уже установлены в здании, то приток можно обеспечить стеновым клапаном инфильтрации, вставляемым в стену.
В этом  патрубке предусмотрена  регулируемая  подача воздуха через решетки с двух сторон. Иногда, для того чтобы воздух, поступающий в помещение нагревался, его устанавливают за радиатором.

3.    По требованиям строительных норм и правил для перетекания воздушных масс из одной комнаты в другую, устраивается зазор на всю ширину двери над полом  высотой около 20 мм или устанавливается дверь заводского изготовления с декоративной решеткой снизу, или в нижней части двери хозяин просверливает отверстия с суммарной площадью 0,02м2 .

Особенности проектирования систем естественной вентиляции

Сложившаяся практика проектирования систем естественной вентиляции многоэтажных жилых зданий предусматривает применение, как правило, вытяжных систем с вертикальными сборными каналами, состоящих из магистрального канала и каналов-спутников, присоединяемых к магистральному каналу через этаж, реже через два или три этажа. Не секрет, что на стадии эксплуатации подобного рода систем, достаточно часто отмечается нарушение их работы. В частности:

- уменьшение воздухообмена и, соответственно, ухудшение качества воздуха в квартирах верхних этажей, в том числе повышение относительной влажности со всеми вытекающими последствиями;
- «опрокидывание» направления движения воздуха в каналах-спутниках с его перетеканием из сборного канала в помещения той или иной квартиры;
- «опрокидывание» потока воздуха отдельных сборных каналов в целом (совместно с каналами- спутниками) и поступление наружного холодного воздуха по вентиляционным каналам в помещения

Одна из основных причин — отсутствие организованного притока воздуха — о чем говорилось в одном из предыдущих номеров журнала. Но налицо и явные ошибки проектирования, обусловленные, прежде всего, издержками применяемых методик аэродинамического расчета вентиляционных систем. Надо отметить, что большинство из перечисленных проблем не являются принципиально новыми. О тех или иных аспектах нарушения проектных режимов работы систем естественной вентиляции, необходимости повышения их надежности писалось и в 60-х, и в 70-х и в 90-х годах

Можно сказать, что вся история развития систем естественной вентиляции пронизана анализом подобных ситуаций, попытками их моделирования, например, с применением гидроинтеграторов или компьютерных программ, поиском технических решений, направленных на повышение надежности систем. Современное состояние дел в этой области характеризуется следующими особенностями: - применением светопрозрачных конструкций и входных дверей в квартиры с большим сопротивлением воздухопроницанию (причем, как при новом строительстве, так и ремонте отдельных квартир); - проектированием систем естественной вентиляции жилых зданий без устройств для организованного притока воздуха (со ссылкой на СНиП 31-01-2003 о возможности обеспечения притока воздуха «...через регулируемые оконные створки, фрамуги, форточки.»), либо с установкой каких-либо приточных клапанов без их увязки с вытяжными каналами; - недостаточностью (а по ряду показателей и отсутствием) информации по эксплуатационным характеристикам приточных вентиляционных устройств; - отсутствием инженерных методик аэродинамического расчета систем естественной вентиляции с учетом совместной работы отдельных каналов (вытяжных систем) и приточных устройств (приточных систем).

В данной статье сделана попытка на основании анализа ряда частных случаев — результатов рас¬чета систем естественной вентиляции, выполненных с применением компьютерной программы моделирования воздушного режима зданий «S-VENT V1.0», продемонстрировать последствия тех или иных решений, выявить характерные ошибки и некоторые общие принципы проектирования систем вентиля¬ции с вертикальными сборными каналами. Программа «S-VENT V1.0» разработана специально для аэродинамического расчета систем естественной вентиляции зданий.

В ее основу положены известные подходы, базирующиеся на представлении здания с его помещениями, ограждающими конструкциями, вытяжными каналами и приточными устройствами в виде аэродинамической сети сложной геометрической формы. Узлами сети являются отдельные помещения, а также точки слияния и деления потоков воздушной среды, участками (связями) — ограждающие конструкции, вентиляционные каналы, приточные устройства и т.п., характеризуемые определенным сопротивлением перемещению воздуха. К узлам, под воздействием перепада давлений, может подходить и уходить определенное количество воздуха.

Оценка возможности обеспечения требуемого воздухообмена при закрытых окнах

Рассмотрим простейший случай - верхний этаж двенадцатиэтажного жилого дома с самостоятельными вытяжными каналами

Казалось бы, при данном техническом решении проблем с вентиляцией в принципе быть не должно, поскольку вытяжные каналы квартиры не сообщаются с каналами других этажей. Традиционная методика аэродинамического расчета такой системы вентиляции предусматривает увязку потерь давления на трение и местные сопротивления в канале - с располагаемым давлением, определяемым по разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и расстоянию от центра вытяжной решетки до устья канала при расчетной температуре наружного воздуха +5 оС Жр +Z) £ Pg/ (6) где Ртр, Z — потери давления на трение и местные сопротивления соответственно, Па; P . — располагаемое давление, рассчитываемое по формуле), Па. При этом потери давления в приточных устройствах или светопрозрачных конструкциях не учитываются — из предпосылки, что воздухопроницаемость оконных блоков достаточно велика или открыты форточки. Рассчитанные и запроектированные таким образом каналы кухни и санузла (например, сечением 140х270 мм и 140х140 мм соответственно) должны обеспечивать требуемый воздухообмен квартиры в рабочем режиме L1^ ~ 140 м3/ч. И формально этот воздухообмен каналы в состоянии обеспечить - при открытых створках оконных блоков.

Расчет этой же квартиры, выполненный с учетом реальной воздухопроницаемости ограждающих конструкций (по программе «S-VENT» — см. табл.1) показывает, что при закрытых окнах вытяжные каналы, вследствие отсутствия организованного притока воздуха, не в состоянии обеспечить и 10% от требуемого воздухообмена. Более того, вся система приходит в состояние неустойчивого равновесия. Вытяжные каналы создают в помещении определенное разрежение и достаточно небольшой разности в высотах оголовков каналов, разности температур удаляемого воздуха или ветровых давлений в устье каналов, чтобы система опрокинулась - один из каналов начал работать на приток, другой на вытяжку . Последствия - понижение температуры стенок каналов, конденсат, изморозь, сквозняки и т.п.

Аналогичная ситуация может наблюдаться и на нижележащих этажах, с той лишь разницей, что опрокидывается весь стояк, и по сборному каналу наружный холодный воздух опускается вплоть до первого этажа (что и отмечалось неоднократно при проведении обследований подобных систем). При этом попытки отрегулировать вытяжные каналы в пределах отдельной квартиры (речь идет о каналах-спутниках) или вообще перекрыть их сечение эффекта не дают, поскольку перетекание воздуха идет через каналы квартир других этажей.

Расчеты естественной вентиляции помещений

Производительность по воздуху

Проектирование системы вентиляции начинается с  расчета требуемой производительности по воздуху (м3/ч). Для этого необходим  план помещений с экспликацией, в которой указаны наименования (назначения) каждого помещения и его площадь. Расчет начинается с определения требуемой кратности воздухообмена, которая показывает сколько раз в течение одного часа происходит полная смена воздуха в помещении. Например, для помещения площадью 50 квадратных метров с высотой потолков 3 метра (объем 150 кубометров) двукратный воздухообмен соответствует 300 кубометров в час. Требуемая кратность воздухообмена зависит от назначения помещения, количества находящихся в нем людей, мощности тепловыделяющего оборудования и  определяется СНиП (Строительными Нормами и  Правилами). Так, для большинства жилых помещений достаточно однократного воздухообмена, для офисных помещений требуется 2-3 кратный воздухообмен.

Для определения требуемой производительности необходимо рассчитать два значения воздухообмена: по кратности и по количеству людей, после чего выбрать большее из этих двух значений.

    Расчет воздухообмена по кратности:

    L = n * S * H, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;

n — нормируемая кратность воздухообмена: для жилых помещений n = 1, для офисов n = 2,5;

S — площадь помещения, м2;

H — высота помещения, м;

    Расчет воздухообмена по количеству людей:

    L = N * Lнорм, где

L — требуемая производительность приточной вентиляции, м3/ч;

N — количество людей;

Lнорм — норма расхода воздуха на одного человека:

    в состоянии покоя — 20 м3/ч;
    работа в офисе — 40 м3/ч;
    при физической нагрузке — 60 м3/ч.

Рассчитав необходимый воздухообмен, выбираем вентилятор или приточную установку соответствующей производительности. При этом необходимо учитывать, что из-за сопротивления воздухопроводной сети происходит падение производительности вентилятора. Зависимость производительности от полного давления можно найти по вентиляционным характеристикам, которые приводятся в технических характеристиках оборудования. Для справки: участок воздуховода длиной 15 метров с одной вентиляционной решеткой создает падение давления около 100 Па.

Типичные значения производительности систем вентиляции:

    Для квартир — от 100 до 500 м3/ч;
    Для коттеджей — от 1000 до 2000 м3/ч;
    Для офисов — от 1000 до 10000 м3/ч.

Мощность калорифера

Калорифер используется в приточной системе вентиляции для подогрева наружного воздуха в холодное время года. Мощность калорифера рассчитывается исходя из производительности системы вентиляции, требуемой температурой воздуха на выходе системы и минимальной температурой наружного воздуха. Два последних параметра определяются СНиП. Температура воздуха, поступающего в жилое помещение, должна быть не ниже +18°С. Минимальная температура наружного воздуха зависит от климатической зоны (рассчитывается как средняя температура самой холодной пятидневки самого холодного месяца в 13 часов). Поскольку сильные морозы для нашего климата непродолжительны, в приточных системах можно устанавливать калориферы, имеющие мощность меньше расчетной. При этом приточная система должна иметь регулятор производительности для уменьшения скорости вентилятора в холодное время года.

При расчете мощности калорифера необходимо учитывать следующие ограничения:

    Возможность использования однофазного (220 В) или трехфазного (380 В) напряжения питания. При мощности калорифера свыше 5 кВт необходимо 3-х фазное подключение, но в любом случае 3-х фазное питание предпочтительней, так как рабочий ток в этом случае меньше.
    Максимально допустимый ток потребления. Ток, потребляемый калорифером, можно найти по формуле:

    I = P / U, где

I — максимальный потребляемый ток, А;

Р — мощность калорифера, Вт;

U — напряжение питание:

        220 В — для однофазного питания;
        660 В (3 × 220В) — для трехфазного питания.

В случае если допустимая нагрузка электрической сети меньше чем требуемая, можно установить калорифер меньшей мощности. Температуру, на которую калорифер сможет нагреть приточный воздух, можно рассчитать по формуле:

ΔT = 2,98 * P / L, где

ΔT — разность температур воздуха на входе и выходе системы приточной вентиляции,°С;

Р — мощность калорифера, Вт;

L — производительность вентиляции, м3/ч.

Типичные значения расчетной мощности калорифера — от 1 до 5 кВт для квартир, от 5 до 50 кВт для офисов. Если использовать электрический калорифер с расчетной мощностью не представляется возможным, следует установить калорифер, использующий в качестве источника тепла воду из системы центрального или автономного отопления (водяной калорифер).

Рабочее давление, скорость потока воздуха в воздуховодах и допустимый уровень шума

После расчета производительности по воздуху и мощности калорифера приступают к проектированию воздухораспределительной сети, которая состоит из воздуховодов, фасонных изделий (переходников, разветвителей, поворотов) и распределителей воздуха (решеток или диффузоров). Расчет воздухораспределительной сети начинают с составления схемы воздуховодов. Далее по этой схеме рассчитывают три взаимосвязанных параметра — рабочее давление, создаваемое вентилятором, скорость потока воздуха и уровень шума.

Требуемое рабочее давление определяется техническими характеристиками вентилятора и рассчитывается исходя из диаметра и типа воздуховодов, числа поворотов и переходов с одного диаметра на другой, типа распределителей воздуха. Чем длиннее трасса и чем больше на ней поворотов и переходов, тем больше должно быть давление, создаваемое вентилятором. От диаметра воздуховодов зависит скорость потока воздуха. Обычно эту скорость ограничивают значением от 2,5 до 4 м/с. При больших скоростях возрастают потери давления и увеличивается уровень шума. В тоже время, использовать «тихие» воздуховоды большого диаметра не всегда возможно, поскольку их трудно разместить в межпотолочном пространстве. Поэтому при проектировании вентиляции часто приходится искать компромисс между уровнем шума, требуемой производительностью вентилятора и диаметром воздуховодов. Для бытовых систем приточной вентиляции обычно используются гибкие воздуховоды сечением 160—250 мм и распределительные решетки размером 200×200 мм — 200×300 мм.

Статистика Видео: 
0
 

Тематическая подборка