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.
Оптимизация работы естественной вентсистемы
Недостатки такого типа вентиляции хоть и не являются критичными, но могут серьезно влиять на эффективность работы системы в целом. Можно попытаться свести их к минимуму, внеся в конструкцию узлов некоторые изменения.
Приточные клапаны можно оборудовать датчиками влажности и температуры, в соответствии с показаниями которых будет регулироваться объем поступающего с улицы воздуха. Другое любопытное решение – включение в схему грунтового теплообменника. Расположенный ниже точки промерзания грунта, этот воздуховод в любое время года имеет одинаковую температуру. Проходя по нему, приточный воздух прогревается в холодное время года и охлаждается – в теплое.
Иногда вместо приточных клапанов монтируются элементы принудительной системы вентиляции – проветриватели или бризеры. Устройства гарантируют непрерывный приток заданного объема воздуха и его дополнительную фильтрацию. Разумеется, эти узлы потребуют подключения к источнику электричества.
Принцип работы вентиляции и кондиционирования
Совмещение принципов вентиляции и кондиционирования по праву считается самым оптимальным решением для создания комфортных условий в помещении. Такой подход обеспечивает создание подходящего микроклимата, его постоянство и автоматическое поддержание на протяжении длительного времени.
Одним из удачных примеров в этой области выступает канальное вентиляционное оборудование. Например, канальные кондиционеры позволяют подмешивать приточный воздух и подавать его вместе с кондиционируемым. Кроме того, одновременную вентиляцию и кондиционирование помещений обеспечивают установки типа центральный кондиционер. Они производят полную обработку наружного воздуха и подают его в помещение — в этом и заключается принцип работы вентиляции и кондиционирования.
Рисунок 3. Схема приточно-вытяжной установки центрального кондиционирования с рекуператором воздуха.
Ещё более сложный пример — приточно-вытяжная установка центрального кондиционирования с рекуператором воздуха (см. рисунок 3). Она не только обеспечивает вентиляцию помещений, охлаждение и нагрев воздуха в летний и зимний периоды, но и позволяет сэкономить на эксплуатационных затратах. Входящий в её состав рекуператор позволяет нагревать холодный наружный воздух за счёт более теплого вытяжного и охлаждать летний наружный воздух за счёт более прохладного вытяжного. Всё это приводит к снижению энергозатрат на вентиляцию в среднем на 40-60%.
Что можно сделать, чтобы вентиляция работала эффективнее?
Есть несколько простых советов:
- Добейтесь того, чтобы каналы изнутри были максимально гладкими – любые шероховатости ведут к потере тяги;
- Чем меньше поворотов воздуховода, тем лучше. Потери тяги от одного поворота в среднем составляют 9-12%;
- Размещайте вытяжные каналы в центральной части дома, в пространстве между стен. Таким образом, они всегда будут находиться в тепле – перепад температур будет выше, тяга сильнее;
- Поднимите выходы воздуховодов на 0.5-1 метр над крышей дома;
- Установите вытяжные вентиляторы на кухне и в ванной комнате. Это уже не будет естественная вентиляция в полной мере, но пропадёт зависимость от погодных условий;
- Поставьте жалюзийные решётки на входные отверстия приточной вентиляции, вы сможете легко контролировать интенсивность поступления воздуха и защититься от сквозняков;
- На выходных отверстиях вытяжных каналов поставьте дефлекторы: они защитят вентиляцию от насекомых, мусора и дождя. Кроме того, дефлектор срабатывает как рассекатель ветра и создаёт зону с низким давлением – тяга вырастает на 15-20%.
Виды вентиляционных систем
Обеспечить постоянный приток свежего воздуха можно двумя способами. Естественной и принудительной вентиляцией. Реализовать на практике оба вида можно различными методами. При монтаже системы учитывается необходимая ее мощность, то есть способность за определенное время доставить в жилье необходимое количество свежего воздуха. Оба вида имеют плюсы и минусы и способны справиться с задачей, при условии, что в конкретном жилье есть для этого все условия.
Естественная вентиляция
Принципом работы является тяга, возникающая с естественной циркуляцией различных по температуре воздушных масс
Городским жителям нет необходимости знать, как устроена система, важно соблюдать предписанные правила пользования. Не перекрывать, даже частично воздуховоды
Не изменять конструкцию и маршрут вентиляционной шахты. Устроена она достаточно просто — нижний конец трубопровода находится в подвале в открытом состоянии для забора воздуха (либо выведен на уровень фундамента с продухами), а верхний выведен на крышу.
Продуманная и точно рассчитанная система создает мощную тягу, которую в некоторых случаях нужно даже ограничивать. Делается это просто. Регулируемые вентиляционные решетки дозируют количество поступающего воздуха в жилье. Перекрывать центральный трубопровод недопустимо и при нарушении этого правила к собственнику квартиры могут быть применены жесткие санкции.
При строительстве частного дома перед его владельцем стоит более сложная задача. Необходимо обеспечить следующие условия:
- Достаточную тягу. Резонно воспользоваться правилом, которое хорошо знакомо печникам. Чем длиннее труба, тем больше создается тяга. Вентиляционный выход на крыше иногда делают на метр или больше от конька кровли;
- Гарантировать забор качественного по составу воздуха. Система без воздухозаборника ниже уровня пола будет не столь эффективна. В некоторых случаях естественный приток из окон, дверей и других элементов конструкции строения будет достаточен. Однако по-настоящему качественная система монтируется со специальным воздухозаборником. Его недопустимо делать в помещениях с повышенной влажностью или в котельной;
- Установить регулирующее устройство. Неконтролируемая тяга способна выдувать излишнее количество теплого воздуха, нагружая тем самым отопительную систему и увеличивая затраты на энергоноситель;
- По маршруту трубопровода установить ревизионные люки. Через вентиляционную систему проходит воздух, насыщенный продуктами горения, ворсом и другими веществами, которые осаждаются на стенках. Регулярная прочистка системы гарантирует здоровую атмосферу в жилье.
Конструктивно можно выполнить трубопровод по схемам и чертежам, которые хорошо себя зарекомендовали на практике. Для создания системы можно использовать воздуховоды из различных материалов
Важно, чтобы их диаметр и высота вентиляционной шахты отвечали необходимым требованиям, а с вытяжным воздухом удалялись вредные вещества и неприятные запахи
Принудительная вентиляция
Принципиальная схема этого вида отличается от естественной системы наличием дополнительного устройства, создающего тягу. Принудительная подача обеспечивается вентиляторами, установленными в трубопроводе. Система монтируется там, где в силу некоторых причин невозможно гарантировать естественный приток воздуха в достаточном количестве, либо имеющийся воздуховод выполнен с ошибками и не справляется со своими функциями.
Иногда принудительную вентиляцию проектируют специально. Удобна такая система во многих случаях, например, как часть комбинированной схемы. Отдельные выводы в помещениях, где необходимо быстро и качественно удалить загрязненный или слишком влажный воздух, не открывая при этом окно. Например, в ванной комнате, сауне, бане или на кухне. Вытяжка над плитой может быть независимой, либо подключенной к центральной системе. Принудительная вентиляция часто устанавливается в «умных домах». Новый подход к качеству жилья. Датчики и программируемый режим в строго указанное время включают и выключают систему, обеспечивая оптимальный по температуре и химическому составу воздух.
Преимущества и недостатки естественной вентиляции
Преимущества естественной вентиляции:
- ничего не стоит. Это главное и, пожалуй, единственное очевидное преимущество. Нет необходимости покупать вентиляционное оборудование. Естественная вентиляция создаётся с помощью открытых дверей, окон, форточек, а также специальных отверстий в стенах
- легкость создания. Весьма сомнительное преимущество, но, тем не менее, если предусмотреть создание системы вентиляции еще на этапе строительства дома, то, действительно, в дальнейшем об этом задумываться не придётся
- обеспечивает приток свежего воздуха. Пусть не так хорошо и качественно, как принудительная вентиляция, но всё же: с естественной вентиляцией жизнь гораздо комфортнее, чем совсем без вентиляции.
Недостатки естественной вентиляции:
- невозможность обработки воздуха. С улицы в помещение поступает необработанный воздух, то есть неочищенный, не прогретый/не охлаждённый. А это значит, что зимой в квартире (доме) при открытых окнах или даже одной только форточки практически сразу становится холодно. Летом же приточный воздух приносит жару (вместе с пылью и насекомыми)
- низкое качество и недостаточность воздухообмена. Естественная вентиляция сама по себе (не усиленная установкой принудительной вентиляции) не способна обеспечить качественный и полноценный воздухообмен
- спорная лёгкость создания. Да, для организации естественной вентиляции не требуется установка дополнительного оборудования. Но стоит понимать, что качество естественной вентиляции напрямую зависит от того, насколько профессионально она была спроектирована и каким образом реализована на этапе строительства дома. Если проигнорировать этот момент, то в будущем, когда дом уже будет построен, создание вентиляции влетит в копеечку.
Особенности монтажа естественной вентиляции
Устройство естественной вентиляции многоэтажного дома отличается разветвленной системой каналов, выведенных под потолком в ванной комнате, туалете и кухне. Эти помещения чаще всего находятся в условиях повышенной влажности и требуют ее эффективного удаления. Такая система вентиляции устанавливается фирмой застройщиком. Владельцу квартиры ничего делать не нужно. Вентиляция в квартире может только дополняться специальными вентиляторами, которые усиливают воздухообмен в помещении.
Но, строительство собственного жилья влечет за собой необходимость решения этого вопроса. Вентиляция в доме является обязательной и ответственной частью всего строительства жилья. Если у его владельца возникает вопрос, как сделать такую естественную систему, то ему следует заняться самым ответственным мероприятием – проектированием. После проведенных расчетов, можно приниматься за сам монтаж. Для него потребуются:
- материалы системы вентиляции (трубы, решетки, сетка, заслонки, утеплитель).
- электроинструмент – перфоратор или дрель, а также шуруповерт;
- обычный набор инструментов – отвертки, нож, лобзик и отвертки.
- герметик и монтажная пена.
Сам монтаж вентиляции прост:
- В одной из комнат, делается приточное отверстие. В него устанавливается труба, и фиксируется монтажной пеной.
- На внутреннюю часть приточного отверстия одевается декоративная решетка, которая фиксируется при помощи специальных крепежей или герметика. Уличная часть трубы располагается вертикально.
- Производится монтаж вытяжной системы по имеющимся расчетам. Воздуховоды располагают вертикально и прикрывают декоративными решетками. Следует избегать большого количества поворотов труб и проблемных участков.
- Вентканалы выводятся на чердак, а оттуда – одной вытяжной трубой на крышу.
Делать приточное отверстие и вытяжную трубу в одной комнате нецелесообразно. Лучше всего, их устанавливать в противоположных концах жилища, чтобы приточные воздушные массы взаимодействовали с каждой установленной вытяжкой. К тому же, приток воздуха может осуществляться не только через отверстия в стенах, но и через специальные отдушины в полу. Их применяют в случае имеющейся системы проветривания фундамента.
Некоторые домовладельцы совершенствуют свою систему вентиляции установкой дополнительного приточного клапана. Он необходим в случае неэффективности уже имеющейся системы. Очень часто, недостаток проветривания приводит к появлению плесени на внутренних поверхностях стен. Поэтому, такое устройство, как приточный клапан необходим в таких условиях.
Основные типы естественной вентиляции
Пассивная вентиляция (она же естественная) работает по простой схеме движения воздушных масс, от приточного к вытяжному каналу. То есть, этот процесс является проветриванием. Несмотря на однообразность функционирования, такие системы могут иметь некоторые отличия:
- по методу осуществления воздухообмена;
- по функциональности;
- по объему воздуха, который обслуживает система;
- по конструктивным особенностям.
Воздухообмен осуществляется естественными силами или при помощи дополнительных устройств. Скорость воздуха, вытягиваемого за пределы дома, зависит от того, применяется ли в вентканалах вентиляторы. Но, стоит знать, что такая приточно вытяжная вентиляция уже не является естественной. Применение вентилятора относит ее к искусственному типу.
Естественное проветривание определяется тремя типами систем: приточной, вытяжной и приточно вытяжной (разделение по функциональности). Те или иные системы пригодны,как для маленьких комнат, так и для целых домов. К тому же естественную вентиляцию применяют и для обслуживания многоэтажных зданий.
К тому же специалисты выделяют и виды естественной вентиляции, отличающиеся по своим конструктивным особенностям. Всего два таких типа – организованная естественная вентиляция и неорганизованная вентиляция. При первом, естественное проветривание осуществляется при помощи специально построенных каналов и отверстий. При втором – вентиляция дома проводится движением воздушных потоков через открытые форточки и двери.
Что такое естественная система вентиляции дома?
Это самая простая система, которую чаще всего используют в российских загородных домах. Ее еще называют гравитационной вентиляцией.
Ее работа основана на движении воздуха, возникающего за счет разницы температур внутри и снаружи здания. То есть теплый воздух внутри дома (по законам физики) поднимается вверх, и естественным образом выходит наружу через вертикальные вентиляционные каналы. За счет того, что в комнатах дома создается отрицательное давление, это приводит к тому, что свежий воздух сам поступает в дом через отверстие и диффузоры, а затем поступает в другие помещения, где есть вентиляционные решетки.
Это эффективная и недорогая система. Однако учтите, что естественная вентиляция дома будет работать правильно только если на пути воздушного потока будет не более двух дверей. В противном случае следует установить дополнительную промежуточную решетку в одной из комнат. В этом случае теплый воздух из комнат будет проходить естественным образом через вентиляционные решетки к вертикальным каналам и уходить наружу.
В чем недостатки гравитационной вентиляции дома?
Это самая дешевая система вентиляции, но у нее есть серьезный недостаток — необходимость постоянного отопления коттеджа и прогрева холодного воздуха в комнатах. В противном случае система будет неэффективна.
К тому же система гравитационной вентиляции не позволяет контролировать количество поступающего воздуха. Эффективность системы сильно зависит от погодных условий, то есть температуры воздуха и силы ветра. Например, зимой (когда разница температур внутри и снаружи дома слишком большая) естественная вентиляция работает наиболее интенсивно, поэтому в дом поступает больше холодного воздуха (а это значит больше расходы на отопление дома). А летом, когда очень жарко, движения воздуха в доме почти не возникает, так как нет перепадов температур.
Считается, что гравитационная вентиляция дома наиболее эффективна при температуре наружного воздуха до +12 °C. Если снаружи дома более теплый воздух, то разница температур невелика и естественная тяга в вентиляционных каналах исчезает. В таком случае воздухообмен в коттедже лучше делать естественным образом: через открытые окна и форточки.
Можно также использовать дополнительные механические и электрические способы улучшения вентиляции, такие как бризеры (это компактная приточная вентиляционная система с механическим побуждением движения воздуха, и встроенными функциями нагрева подаваемого воздуха и его очистки).
Причины появления обратной тяги
Отопительные приборы работают в паре с дымоходами, которые обеспечивают циркуляцию газов, участвующих в процессе горения топлива. Этот процесс называют тягой, она возникает из-за разницы температур и давления в помещении и на улице. Правильная тяга обеспечивает приток кислорода, поддерживающего горение топлива, и полное выведение опасных для жизни продуктов сгорания.
Чрезмерная тяга и её полное отсутствие останавливают процесс горения: в первом случае сильный порыв воздуха задувает огонь, во втором – огонь гаснет из-за отсутствия газообмена. Особенно это опасно при газовом отоплении – огонь в котле гаснет, а природный газ продолжает поступать и может стать причиной отравления, пожара или взрыва.
Опасней всего обратная тяга, когда воздух через дымоход идёт в обратном направлении – с улицы в дом. В этом случае огонь продолжает гореть, но дым не выводится наружу, а вместе со всеми токсичными веществами и иногда с искрами попадает в дом.
Основная причина возникновения обратной тяги – появление препятствий на пути движения дыма. Физика распространения газов такова, что движутся они всегда в том направлении, где им ничего не мешает.
На направление и силу движения газов в дымоходе пагубно действуют всего три фактора, но проявления каждого из них могут быть разнообразны:
Внешние факторы |
|
Конструктивные особенности дымохода и его состояние |
|
Особенности вентиляции в помещении |
|
Основы расчета вентиляции в частном доме
Начинать проектирование вентисистемы нужно с изучения санитарных нормативов и правильного расчета. Для расчета естественной вентиляции используют следующую последовательность (все величины измеряются в кубометрах в час):
- В соответствии с санитарными нормативами определяют необходимый объем воздуха, поступающего в помещения.
- По тем же критериям рассчитывают объемы исходящего потока через систему вытяжки.
- Производят сравнение двух полученных величин и берут для дальнейших расчетов большее значение.
- Замеряют высоту будущего общего канала вытяжки для естественной вентиляции .
- Исходя из количества и производительности каналов из каждого помещения в доме производят расчет размеров общего вытяжного канала.
Таблица нормативов для жилых помещений
При расчете воздухообмена следует учитывать работу механической вытяжки на кухне
Кроме того, с особым вниманием следует отнестись к расчетам для ванной, туалета и помещений, не имеющих окон, таких, как подвал, гардеробная и котельная
Для упрощения расчетов вы можете использовать специальные калькуляторы и программы. Одна из самых популярных программ — Vent-Calc v2.0. Как работать в ней в нескольких роликах подробной видеоинструкции: