Естественная вентиляция: расчет системы, схема, устройство

Естественная вентиляция помещения — представляет собой спонтанное перемещение воздушных масс в следствии разницы его температурных режимов в не дома и внутри.

Данный вид вентиляция делится на бесканальную и канальную, относительно способна работы являться непрерывной и периодическая.

Систематическое движение фрамуг, форточек, дверей и окон подразумевает под самой процедуру проветривания.

Вентиляция бесканального вида, сформирована на стабильном основании в комнатах промышленного типа со ощутимыми тепловыми выделениями, организующая нужную частоту обмена воздушных масс в средине их, этот процесс называются аэрированием.

В частных и многоэтажных домах больше применяется природная вентиляционная система канального вида, каналы в какой расположены в вертикальном положении

в специализированных блоках, шахтах либо расположены в самих стенках.

Что такое естественная вентиляция

Для обустройства естественной вентиляции не нужны электрические приборы

Понятие естественной системы вентиляции означает, что для ее функционирования не требуются какие-либо механические приспособления, которые могли бы принудительно побуждать движение воздушных потоков.

Воздух перемещается под воздействием природных факторов. Используется такая вентиляционная конструкция в частных и многоэтажных домах. Так как в больших помещениях она не всегда справляется со своими функциями, приходится оборудовать дополнительные конструкции, осуществляющие приток и вытяжение воздуха.

Цели и задачи

В квартире в воздухе постоянно накапливается пыль, влага, патогенные микроорганизмы. Если его циркуляция не происходит, в доме учащаются случаи заболеваний органов дыхания, микроклимат в помещениях ухудшается. Превышение допустимого уровня влажности негативно влияет на строительные и отделочные материалы, уменьшая срок их эксплуатации, ухудшая внешний вид и технические характеристики.

Естественная приточно-вытяжная вентиляция особенно важна в таких помещениях, как кухня, ванная и туалет. Система выполняет такие функции:

• 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.

Расчет тепловой нагрузки

Расчет тепловой нагрузки на вентиляцию осуществляется по формуле:

Qв= Vн * k * p * Cр(tвн – tнро),

в формуле расчета тепловой нагрузки на вентиляцию Vн – внешний объем строения в кубометрах, k – кратность воздухообмена, tвн – температура в здании средняя, в градусах Цельсия, tнро – температура воздуха снаружи, используемая при расчетах отопления, в градусах Цельсия, р – плотность воздуха, в кгкубометр, Ср – теплоемкость воздуха, в кДжкубометр Цельсия.

Если температура воздуха ниже tнро снижается кратность обмена воздуха, а показатель расхода тепла считается равной Qв, постоянной величиной.

Если при расчете тепловой нагрузки на вентиляцию невозможно уменьшить кратность воздухообмена, расход тепла рассчитывают по температуре отопления.

Расход тепла на вентиляцию

Удельный годовой расход тепла на вентиляцию рассчитывается так:

Q= * b * (1-E),

в формуле для расчета расхода тепла на вентиляцию Qo – общие теплопотери строения за сезон отопления, Qb – поступления тепла бытовые, Qs – поступления тепла снаружи (солнце), n – коэффициент тепловой инерции стен и перекрытий, E – понижающий коэффициент. Для индивидуальных отопительных систем 0,15, для центральных 0,1, b – коэффициент теплопотерь:

• 1,11 – для башенных строений;
• 1,13 – для строений многосекционных и многоподъездных;
• 1,07 – для строений с теплыми чердаками и подвалами.

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.

Вычисляем диаметры вентканалов

Дальнейшие расчеты несколько сложнее, поэтому каждый этап мы сопроводим примерами вычислений. Результатом станет диаметр и высота вентиляционных шахт нашего одноэтажного здания.

Весь объем вытяжного воздуха мы распределили на 3 канала: 100 м. куб. принудительно удаляет вытяжка на кухне в период включения плиты, оставшийся 271 кубометр уходит по двум одинаковым шахтам естественным образом. Расход через 1 воздуховод получится 271 / 2 = 135.5 м³/ч. Площадь сечения трубы определяется по формуле:

• F – площадь поперечного сечения вентканала, м²;
• L – расход вытяжки через шахту, м³/ч;
• ʋ — скорость движения потока, м/с.

Справка. Скорость воздуха в каналах естественной вентиляции лежит в пределах 0.5—1.5 м/с. В качестве расчетного значения принимаем средний показатель – 1 м/с.

Как рассчитать сечение и диаметр одной трубы в примере:

1. Находим размер поперечника в квадратных метрах F = 135.5 / 3600 х 1 = 0.0378 м².
2. Из школьной формулы площади круга определяем диаметр канала D = 0.22 м. Выбираем ближайший больший воздуховод из стандартного ряда – Ø225 мм.
3. Если речь идет о заложенной внутрь стены кирпичной шахте, то под найденное сечение подойдет размер вентканала 140 х 270 мм (удачное совпадение, F = 0.0378 м. кв.).

Кирпичные шахты имеют строго фиксированные размеры — 14 х 14 и 27 х 14 см
Диаметр отводящей трубы под бытовую вытяжку считается аналогичным образом, только скорость потока, нагнетаемого вентилятором, принимается больше – 3 м/с. F = 100 / 3600 х 3 = 0.009 м² или Ø110 мм.

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.

Пример расчета естественной вентиляции частного дома

Для примера выполним расчет естественной вентиляции в одноэтажном доме с общей площадью этажа 120 м2. В доме пять жилых комнат общей площадью 90 м2, кухня, ванная комната и туалет, а также гардеробная (кладовка) площадью 4,5 м2. Высота помещений — 3 м. В доме сделаны полы по грунту на деревянных лагах с естественной вентиляцией подпольного пространства через вентиляционный канал. Высота вентилируемого пространства под полом 0,3 м. Для устройства каналов вентиляции применяем бетонные блоки — см. выше.

1.

В частном доме норматив воздухообмена для жилых комнат, куда воздух поступает с улицы, определяется из расчета не менее однократного обмена объема воздуха в течение часа (кратность воздухообмена = 1
1/час
). Тогда,
приток воздуха с улицы
для вентиляции пяти комнат: Qп = 90
м2
х 3
м
х 1
1/час
= 270
м3/час
;

2.

Норматив воздухообмена для вентиляции помещений и пространств с вытяжными каналами: кухни 60
м3/час
, ванной комнаты и туалета по 25
м3/час
в каждом помещении; кратность воздухообмена в гардеробной и пространстве под полом на лагах- 0,2
1/час
. Тогда, для вентиляции этих помещений
необходимо удалять на улицу:
Qв1 = 60
м3/час
+ 25
м3/час
+ 25
м3/час
= 110
м3/час —
из кухни, ванной комнаты и туалета; Qв2 = 4,5
м2
х 3
м
х 0,2
1/час
= 2,7
м3/час
— из гардеробной; Qв3 = 120
м2
х 0,3
м
х 0,2
1/час
= 7,2
м3/час
— из пространства под полом на лагах; Всего: Qв = 110
м3/час
+ 2,7
м3/час
+ 7,2м3/час = 119, 9
м3/час
3.

Сравниваем: Qп > Qв . Принимаем минимальную расчетную общую производительность всех вытяжных каналов на этаже: Qр = Qп = 270
м3/час
4.

Для одноэтажного дома высоту канала вытяжной вентиляции с учетом высоты чердака принимаем 4
м
.

5.

По таблице для температуры воздуха в помещении 20 оС и высоты канала 4
м
находим: производительность одного стандартного канала вентиляции площадью 204
см2
равна 45,96
м3/час
. (или 204 : 45,96 = 4,44
см2
-сечение канала, необходимое для пропуска 1
м3/час
воздуха.) Тогда, общее минимальное количество стандартных каналов вентиляции из бетонных блоков в доме равно: 270
м3/час
: 45,96
м3/час
= 5,87 .
Минимум 6 вытяжных каналов
необходимо для обеспечения минимальной производительности естественной вентиляции в доме.

6.

В доме имеются четыре помещения, которые необходимо оснастить вытяжными каналами вентиляции — кухня, ванная комната, туалет и гардеробная. Кроме того, для вентиляции пространства под полом, по конструктивным соображениям, необходимы два канала. Итого — 6 каналов.
Минимум 6 вытяжных каналов
требуется устроить на этаже в доме, исходя из числа помещений и пространств, где необходимо устройство вентканала.

7.

Кроме того, необходимо выполнить еще одно условие — обеспечить воздухообмен по нормативу в отдельных помещениях — в кухне не менее 60
м3/час
, в ванной комнате и туалете по 25
м3/час,
в гардеробной 2,7
м3/час,
в пространстве под полом по 7,2
м3/час
. Для выполнения этого условия в кухне недостаточно одного канала выбранного нами сечения. Чтобы использовать для кладки каналов стандартные элементы, принимаем решение
в кухне разместить блок из двух стандартных каналов вентиляции
(2х204
см2
). В ванной комнате, туалете и гардеробной делаем по одному стандартному каналу вытяжной естественной вентиляции сечением по 204
см2
каждый. Для вентиляции пространства под полом устраиваем два канала по 204 см2каждый. Таким образом, всего, для обеспечения минимальной производительности вентиляции в каждом помещении с вытяжным вентканалом, в доме
необходимо 7 каналов естественной вентиляции
.

В итоге окончательно принимаем к строительству 7 каналов и проверяем соответствие производительности вентиляции расчетным нормативам:

— на кухне блок из двух каналов вентиляции (2х204
см2
) общей производительностью 45,96
м3/час
х 2 = 92
м3/час
. что больше норматива для кухни в 60
м3/час
; — в ванной комнате и туалете устанавливаем блок из двух каналов вентиляции (2х204
см2
) производительностью одного канала 45,96
м3/час
, что больше норматива в 25
м3/час
; — в гардеробной устраиваем одноканальный блок вентиляции (1х204 см2) производительностью 45,96
м3/час
, что больше норматива по расчету 2,7
м3/час
. — для вентиляции пространства под полом делаем два канала с общей производительностью 45,96
м3/час
х 2 = 92
м3/час
, что больше расчетного норматива 7,2
м3/час
. — общая производительность всех семи каналов вентиляции на этаже 92
м3/час
+ 45,96
м3/час
+ 45,96
м3/час
+ 45,96
м3/час
+ 92
м3/час
= 322
м3/час
, что превышает расчетную нормативную производительность вентиляции на этаже 270
м3/час
.

Из результатов расчета видно, что минимально необходимая производительность вентиляции комнат с приточными клапанами обеспечивается с небольшим запасом (322 м3/час

> 270
м3/час
). В то же время, производительность вентиляции в некоторых помещениях с вытяжным каналом превышает норматив в десятки раз.

Вытяжные каналы в кухне, ванной, туалете и гардеробной, а также пространства под полом, участвуют в вентиляции других помещений дома.

Поэтому, настройку производительности вытяжных каналов в этих помещениях производят с учетом этого обстоятельства. Не уменьшайте производительность вентиляции в указанных помещениях, например, устанавливая маленькие вентрешетки на входе в канал.

Следует заметить, что работа вентилятора в вытяжке над кухонной плитой или в ванной не должна учитываться при расчете воздухообмена естественной вентиляции в этих помещениях.

Приведенная выше методика расчета каналов вентиляции является упрощенной, не профессиональной. Проектирование естественной вентиляции в доме лучше поручить специалистам.

Вентиляционный канал над крышей

При ветре в потоках воздуха, обтекающих крышу и другие препятствия, образуются, как возле крыла самолета, зоны разряжения и зоны повышенного давления. Расположение таких зон постоянно меняется в зависимости от силы и направления ветра.

Если оголовок вентиляционного канала попадет в область разряжения, то тяга в канале усиливается, если в зону давления, то тяга в канале уменьшается или даже опрокидывается, воздух начинает двигаться в обратном направлении с улицы в дом. Особенно бывает неприятно, когда зимой вдруг начинает задувать холодный воздух из вентрешетки в помещение.

Чтобы уменьшить влияние ветра на работу естественной вентиляции, оголовок канала вентиляции над крышей необходимо разместить на определенном расстоянии.

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.

Как упростить задачу — советы

Вы могли убедиться, что расчеты и организация воздухообмена в здании – вопросы довольно сложные. Мы постарались разъяснить методику в максимально доступной форме, но вычисления все равно выглядят громоздкими для рядового пользователя. Дадим несколько рекомендаций по упрощенному решению задачи:

1. Первые 3 этапа придется пройти в любом случае – выяснить объем выбрасываемого воздуха, разработать схему движения потоков и посчитать диаметры вытяжных воздуховодов.
2. Скорость потока принимайте не более 1 м/с и по ней определяйте сечение каналов. Аэродинамику одолевать необязательно — правильно рассчитайте диаметры и просто выведите воздухопроводы на высоту не менее 2 метров над заборными решетками.
3. Внутри здания старайтесь использовать пластиковые трубы – благодаря гладким стенкам они практически не сопротивляются движению газов.
4. Вентканалы, проложенные по холодному чердаку, обязательно утеплите.
5. Выходы шахт не перекрывайте вентиляторами, как это принято делать в туалетах квартир. Крыльчатка не даст нормально функционировать природной вытяжке.

Для притока установите в помещениях регулируемые стеновые клапаны, избавьтесь от всех щелей, откуда холодный воздух может бесконтрольно проникать в дом.

Зачем нужен расчет диаметров воздухопроводовПромышленная вентиляция проектируется с учетом нескольких фактов, на все существенное влияние оказывает сечение воздухопроводов.

1. Кратность обмена воздуха. Во время расчетов принимаются во внимание особенности технологии, химический состав выделяемых вредных соединений, и габариты помещения.
2. Шумность. Системы вентиляции не должны ухудшать условия труда по параметру шумности. Сечение и толщина подбирается таким образом, чтобы минимизировать шум воздушных потоков.
3. Эффективность общей системы вентиляции. К одному магистральному воздухопроводу могут присоединяться несколько помещений. В каждом из них должны выдерживаться свои параметры вентиляции, а это во многом зависит от правильности выбора диаметров. Они выбираются с таким расчетом, чтобы размеры и возможности одного общего вентилятора могли обеспечивать регламентируемые режимы системы.
4. Экономичность. Чем меньше размеры потерь энергии в воздуховодах, тем ниже потребление электрической энергии. Одновременно нужно принимать во внимание стоимость оборудования, выбирать экономически обоснованные габариты элементов.

Эффективная и экономичная система вентиляции требует сложных предварительных расчетов, заниматься этим могут только специалисты с высшим образованием. В настоящее время для промышленной вентиляции чаще всего используются пластиковые воздуховоды, они отвечают всем современным требованиям, дают возможность уменьшить не только габариты и себестоимость вентиляционной системы, но и затраты на ее обслуживание.

Расчет диаметра воздухопровода

Для расчетов габаритов нужно иметь исходные данные: максимально допустимую скорость движения воздушного потока и объем пропускаемого воздуха в единицу времени. Эти данные берутся из технических характеристик вентиляционной системы. Скорость движения воздуха оказывает влияние на шумность системы, а она строго контролируется санитарными государственными организациями. Объем пропускаемого воздуха должен отвечать параметрам вентиляторов и требуемой кратности обмена. Расчетная площадь воздухопровода определяется по формуле Sс = L × 2,778 / V, где:

Sс – площадь сечения воздуховода в квадратных сантиметрах; L – максимальная подача (расход) воздуха в м3/час; V – расчетная рабочая скорость воздушного потока в метрах за секунду без пиковых значений; 2,778 – коэффициент для перевода различных метрических чисел к значениям диаметра в квадратных сантиметрах.

Проектировщики вентиляционных систем учитывают следующие важные зависимости:

1. При необходимости подачи одинакового объема воздуха уменьшение диаметра воздухопроводов приводит к возрастанию скорости воздушного потока. Такое явление имеет три негативных последствия. Первое – увеличение скорости движения воздуха увеличивает шумность, а этот параметр контролируются санитарными нормами и не может превышать допустимых значений. Второе – чем выше скорость движения воздуха, тем выше потери энергии, тем мощнее нужны вентиляторы для обеспечения заданных режимов функционирования системы, тем больше их размеры. Третье – небольшие габариты воздухопроводов не в состоянии правильно распределять потоки между различными помещениями.

Зависимость скорости воздуха от диаметра воздухопровода

1. Неоправданное увеличение диаметров воздуховодов повышает цену вентиляционной системы, создает сложности во время монтажных работ. Большие размеры оказывают негативное влияние на стоимость обслуживания системы и себестоимость изготавливаемой продукции.

Чем меньше диаметр воздухопровода, тем быстрее скорость движения воздуха. А это не только повышает шумность и вибрацию, но и увеличивает показатели сопротивления воздушного потока. Соответственно, для обеспечения необходимой расчетной кратности обмена требуется устанавливать мощные вентиляторы, что увеличивает их размеры и экономически невыгодно при современных ценах на электрическую энергию.

При увеличении диаметров вышеописанные проблемы исчезают, но появляются новые – сложность монтажа и высокая стоимость габаритного оборудования, включая различную запорную и регулирующую арматуру. Кроме того, воздуховоды большого диаметра требуют много свободного места для установки, под них приходится проделывать отверстия в капитальных стенах и перегородках. Еще одна проблема – если они используются для обогрева помещений, то большие размеры воздуховода требуют увеличенных затрат на мероприятия по теплозащите, из-за чего дополнительно возрастает сметная стоимость системы.

В упрощенных вариантах расчетов принимается во внимание, что оптимальная скорость воздушных потоков должна быть в пределах 12–15 м/с, за счет этого удается несколько уменьшить их диаметр и толщину. В связи с тем, что магистральные воздуховоды в большинстве случаев прокладываются в специальных технических каналах, уровнем шумности можно пренебрегать. В ответвлениях, заходящих непосредственно в помещения, скорость воздуха уменьшается до 5–6 м/с, за счет чего уменьшается шумность. Объем воздуха берется из таблиц СаНиПина для каждого помещения в зависимости от его назначения габаритов.

Проблемы возникают с магистральными воздуховодами значительной протяженности на больших предприятиях или в системах с множеством ответвлений. К примеру, при нормируемом расходе воздуха 35000 м3/ч и скорости воздушного потока 8 м/с диаметр воздухопровода должен быть не менее 1,5 м толщиной более двух миллиметров, при увеличении скорости воздушного потока до 13 м/с габариты воздуховодов уменьшаются до 1 м.

Таблица потери давления

Диаметр ответвлений воздухопроводов рассчитывается с учетом требований к каждому помещению. Допускается использовать для них одинаковые размеры, а для изменения параметров воздуха устанавливать различные регулируемые дроссельные заслонки. Такие варианты вентиляционных систем позволяют в автоматическом режиме изменять показатели работы с учетом фактической ситуации. В помещениях не должно быть сквозняков, вызванных работой вентиляции. Создание благоприятного микроклимата достигается за счет правильного выбора места монтажа вентиляционных решеток и их линейных размеров.

Сами системы рассчитываются методом постоянных скоростей и методом потери давления. Исходя из этих данных, подбираются размеры, тип и мощность вентиляторов, рассчитывается их количество, планируются места установки, определяются размеры воздуховода.

Хотя для расчетов вентиляции существует множество программ, многие параметры все еще определяются по старинке, с помощью формул. Расчет нагрузки на вентиляцию, площади, мощности и параметров отдельных элементов производят после составления схемы и распределения оборудования.

Это сложная задача, которая под силу лишь профессионалам. Но если необходимо подсчитать площадь некоторых элементов вентиляции или сечение воздуховодов для небольшого коттеджа, реально справиться самостоятельно.

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.

Руководство для проектировщиков СП 60. 13330.2016

Этот сборник правил является основным документом для проектировщиков комплекса вентиляции в частном доме. Этим документом установлены правила проектирования вентсистем для всех видов зданий. Здесь также отталкиваются от госстандартов по микроклимату жилых помещений.

Санитарно-эпидемиологические показатели жилых домов применяют по СанПин 2.1.2.2645.

Основные постулаты нормативного сборника

Правилами предписывается материалы для воздуховодов и других частей вентиляционных конструкций приобретать только при наличии сертификатов, подтверждающих их соответствие санитарно-гигиеническим требованиям.

Для исключения появления конденсата воздуховоды по теплоизолируют по нормативам СП 61.13330. Для защиты от агрессивных компонентов воздушной среды внутри и снаружи дома используют антикоррозионные материалы или покрывают поверхность коробов специальными составами.

Теплоизоляция трубопроводов применяется для предотвращения образования конденсата и защиты от агрессивного воздействия химических веществ, содержащихся в конденсате

Монтажные и наладочные работы ведут в соответствии со СП 73.13330.

Вентиляция с механическим приводом применяется:

• если не хватает естественного воздухообмена;
• если площадь не снабжена устройствами для поступления воздуха.

Механическая вентиляция включается, когда не хватает природной циркуляции воздушной массы в отдельные временные периоды.

Вентиляционная система на основе естественного воздухооборота рассчитывается исходя из разности плотностей уличного воздуха при температуре 5о C и плотности внутреннего воздуха при нормативной температуре в холодный сезон года.

Если при указанных выше температурах воздух полностью не возобновляется, делают приточно-вытяжные системы с механическим побуждением.

Приемные вентиляционные устройства

Их не следует располагать на расстоянии менее 8 м от площадок для сбора мусора, парковок с числом автомобилей более трех, автодорог и других источников вредных выбросов и неприятных запахов.

Приемные отверстия для приточной части системы воздухообмена располагают в зоне цоколя или фундамента дома

В верхней зоне здания приемные конструкции размещают с наветренной стороны. В жаркие дни их защищают от прямых солнечных лучей и перегрева.

Нижняя граница приемного отсека вентиляции проходит на уровне не более 1 м от поверхности снега, но не ниже 2 метров от усредненной отметки земли.

Расчет воздушного притока

Производится расчет по приложению Ж действующего свода правил. Из результатов вычислений берут большее значение, гарантирующее соблюдение санитарных норм и безопасность в отношении пожаров и взрывов. Дебет поступившего в помещение воздуха не должен быть меньше минимального потребления, рассчитанного по приложениям Ж и И.

Вычисление издержек воздуха производят отдельно для летнего и зимнего периода и межсезонья по формулам Ж1-Ж7, выбирая наибольшее полученное значение:

• по излишку тепла;
• по весу вредных и опасных элементов;
• по превышению влаги;
• по кратности воздухооборота;
• по расходу на 1 человека.

Минимальная трата наружного воздуха куб.м./час на одного человека приведена в таблице И1 приложения И.

Правила организации воздухообмена

В жилые помещения воздух подается через специальные распределители в верхней части дома. Приемные камеры для оттока воздуха делают под потолком комнаты не ниже 2 м от пола до нижней стороны отверстия для удаления лишнего тепла, избытков влаги и газов.

Оборудование и его размещение

Вентиляторы подбирают по двум показателям: сопротивлению вентсети при заданной скорости воздушной смеси в ней и по вычисленному потреблению воздуха. При этом учитывают приход и расход воздуха через неплотные прилегания деталей в заводских устройствах и воздуховодах по требованию п. 7.11.8.

Воздушный поток принуждается к движению вентилятором. В вытяжные и приточные отверстия устанавливают осевые модели, обеспечивающие местное вентилирование

Транзитные дистанции воздуховодов проектируют согласно ГОСТ РЕН 13779 по герметичности класса В, в других случаях по классу А.

Подсос и утечку воздуха через противопожарные клапаны и вентиляционные каналы принимают по СП 5.13130.2009, для выполнения установок ФЗ от 22.07.2008г. № 123-ФЗ «ТР о требованиях ПБ».

Очистные фильтры выбираются с учетом длительности эксплуатации, количеству собираемой пыли, степени очистки воздуха. Воздухораспределители наружного воздуха должны иметь устройства для регулирования вектора воздушного потока и его расхода.

В помещениях с газовыми установками у вентиляторов монтируют решетки и клапаны с регуляторами расхода воздуха. Их устройство гарантирует неполное закрывание.

В воздуховоды устанавливают осевые и центробежные типы вентиляторов. Они стимулируют движение потока по системе. Выбор модели определен объемом поставляемого воздуха и спецификой эксплуатации помещения

Помещения для расположения вентиляционного оборудования, в том числе на техэтажах и чердаках жилых зданий, подбираются в соответствии с условиями СП 54.13330 «Здания жилые многоквартирные». Категория помещения по взрыво— и пожароопасности определяется по ФЗ № 123-ФЗ.

Форма и материал воздуховодов

В жилых домах малой этажности объединение воздуховодов общеобменной вентиляции теплым чердаком неэффективно. Для предотвращения задымления на воздуховодах устанавливают противопожарные клапаны, воздушные заслоны.

Каналы вентиляции с ограничением по огнестойкости делают из негорючих материалов. Огнестойкие материалы применяют также для транзитных участков вентсистем и воздуховодов в помещениях для размещения оборудования в подвалах и на чердаках.

Материалы с группой горючести выше Г1 допускаются:

• для воздуховодов помещений, кроме вышеуказанных;
• для гибких вставок транзитных участков.

Вентиляционные короба и трубы делают из унифицированных стандартных деталей. Не допускается применение асбестоцемента в приточных системах. Воздуховоды должны иметь покрытия, устойчивые к воздействию агрессивной среды.

Для сборки канальной вентиляционной системы выпускают трубы и фасонные элементы из оцинкованной стали и пластика

Толщина листовой стали для изготовления воздуховодов подбирается по приложению К рассматриваемого нормативного сборника.

При допустимой температуре не выше 80 градусов при диаметре круглого сечения:

• до 200 мм включительно — толщина листа 0,5 мм;
• от 250 до 450 мм — 0,6 мм;
• от 500 до 800 мм — 07 мм;
• от 900 до 1250 мм — 1,0 мм.

Для воздуховодов прямоугольного сечения:

• до 250 мм — 0,5 м;
• от 300 мм до 1000 мм — 0,7 мм;
• от 1250 до 2000 мм — 0,9 мм.

При установленной норме огнестойкости не менее 0,8 мм. Не разрешается прокладывать через кухни и жилые комнаты транзитные воздухопроводы, идущие из помещений иного назначения.

Газопроводы, кабели, провода, канализационные трубы разрешается прокладывать на расстоянии более 100 мм от стенок монтируемых воздуховодов. В воздухоотводящих шахтах не допускается размещать трубопроводы бытовой канализации.

Короба и трубы вытяжной вентиляции общего обмена монтируют с подъемом 0,005 в направлении движения воздушной массы. Для удаления образующегося конденсата предусматривают дренажные устройства.

Специфика энергосбережения и автоматизация

Для частного домовладения немалую роль имеет экономия энергоресурсов.

Суммарное энергосбережение при проектировании вентиляционных систем складывается за счет:

• выбора передового оборудования;
• решения энергоэффективных задач;
• применения механических систем;
• вторичного применения тепла удаляемого воздуха;
• индивидуального подхода к регулировке воздушного обмена.

Электроустановки подбираются с учетом нормативов ПУЭ (7-е издание) «Правила устройства электроустановок». При наличии системы пожаротушения и пожарной сигнализации в коттедже проектируется автоматическая блокировка электропитания систем вентиляции в соответствии с СП 7.13130.

Предусматривается при пожаре отключать централизованно или индивидуально системы вентиляции, включать противодымную защиту. Дистанционное управление дымовыми противопожарными клапанами, окнами, фрамугами должно быть автоматизировано.

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.

Общие санитарные требования в ГОСТ 30494-2011

Сборник утвержденных государством стандартов по созданию комфортной среды обитания в жилых объектах.

Показатели для воздуха в жилых апартаментах:

• температура;
• скорость перемещения;
• доля влажности воздуха;
• суммарная температура.

В зависимости от заявленных требований при расчетах применяют допустимые или оптимальные величины. Ознакомиться их полным составом можно в Таблице № 1 вышеуказанного норматива. Сжатый вариант для примера приводится ниже.

Для жилой комнаты допустимы:

• температура – 18о-24о;
• процент влажности – 60 %;
• скорость перемещения воздуха – 0,2 м/сек.

Для кухни:

• температура — 18-26 градусов;
• относительная влажность – не нормируется;
• быстрота продвижения воздушной смеси – 0,2 м/сек.

Для ванной, туалета:

• температура — 18- 26 градусов;
• относительная влажность – не нормируется;
• темп движения воздушной среды – 0,2 м/сек.

В теплый сезон показатели микроклимата не нормируются.

Оценка температурной среды внутри комнат производится по обычной tо воздуха и результирующей. Последняя величина является собирательным показателем tо воздуха и радиационной tо помещения. Ее можно рассчитать по формуле в Приложении А, замерив нагрев всех поверхностей в комнате. Более простой способ — измерить шаровым термометром.

Для правильного измерения температурных данных и отбора проб на определение органолептических показателей воздушной массы следует участь направление потоков приточной и вытяжной части системы

Загрязнение воздуха внутри жилища определяется содержанием двуокиси углерода – продукта выдыхаемого людьми во время дыхания. Вредные выделения от мебели, линолеума приравниваются к эквивалентному количеству СО2.

По содержанию данного вещества классифицируют внутренний воздух и его качество:

• 1 класс — высокое – допуск двуокиси углерода 400 и ниже см3 в 1 м3;
• 2 класс – среднее — допуск углекислого газа 400 — 600 см3 в 1 м3;
• 3 класс – допустимое — допуск СО2 — 1000 см3/м3;
• 2 класс – низкое — допуск диоксида углерода 1000 и выше см3 в 1 м3.

Нужный объем наружного воздуха для системы вентиляции определяют расчетом по формуле:

L = k×Ls, где

k — коэффициент эффективности распределения воздуха, приводится в таблице 6 ГОСТа;

Ls – расчетное, минимальное количество наружного воздуха.

Для системы без принудительного вытяжения k = 1.

Детально с выполнением расчетов для обеспечения помещений вентиляцией ознакомит следующая статья, прочитать которую стоит как заказчикам стройки, так и владельцам проблемного жилья.

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.

Расчет диаметра воздуховодов

Диаметры и сечения воздуховодов вентиляции рассчитывают после того, как составлена общая схема системы. При расчетах диаметров воздуховодов вентиляции учитывают следующие показатели:

• Объем воздуха (приточного или вытяжного), который должен пройти через трубу за заданный промежуток времени, куб.мч;
• Скорость движения воздуха. Если при расчетах вентиляционных труб скорость движения потока занижена, установят воздуховоды слишком большого сечения, что влечет дополнительные расходы. Завышенная скорость приводит к появлению вибраций, усилению аэродинамического гула и повышению мощности оборудования. Скорость движения на притоке 1,5 – 8 мсек, она меняется в зависимости от участка;
• Материал вентиляционной трубы. При расчете диаметра этот показатель влияет на сопротивление стенок. Например, наиболее высокое сопротивление оказывает черная сталь с шероховатыми стенками. Поэтому расчетный диаметр воздуховода вентиляции придется немного увеличить по сравнению с нормами для пластика или нержавейки.

Таблица 1. Оптимальная скорость воздушного потока в трубах вентиляции.

Когда известна пропускная способность будущих воздуховодов, можно рассчитать сечение воздуховода вентиляции:

S=R3600v,

здесь v – скорость движения воздушного потока, в мс, R – расход воздуха, кубометрыч.

Число 3600 – временной коэффициент.

Зная площадь сечения, можно рассчитать диаметр круглого воздуховода вентиляции:

здесь: D – диаметр вентиляционной трубы, м.

Если необходимо рассчитать диаметр вентиляционной трубы прямоугольного сечения, ее показатели подбирают исходя из полученной площади сечения круглой трубы.

Расчет площади элементов вентиляции

Расчет площади вентиляции необходим в том случае, когда элементы изготавливаются из листового металла и нужно определить количество и стоимость материала.

Площадь вентиляции рассчитывают электронные калькуляторы или специальные программы, их во множестве можно найти в интернете.

Мы приведем несколько табличных значений наиболее популярных элементов вентиляции.

Таблица 2. Площадь прямых воздуховодов круглого сечения.

Значение площади в м. кв. на пересечении горизонтальной и вертикальной строчки.

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.

Расчет количества воздуха

Расчет необходим, чтобы определить характеристики системы:

1. Количество приточных клапанов.
2. Производительность приточных клапанов (поскольку она может отличаться, в зависимости от модели).

Ниже мы приведем установленные нормы из разных нормативных документов:

1. АВОК — стандарты технических материалов по отоплению, вентиляции, кондиционированию, тепло- и холодоснабжению, микроклимату зданий.
2. СНиП (сокращенно от «строительные нормы и правила») — принятая еще при СССР система нормативных документов, которые стандартизируют требования к различным постройкам.

Нормы воздухообмена для жилых зданий приводятся в АВОК-1-2002. В этом документе прописаны такие требования:

Теперь приведем выдержку норм из СНиП. Использованы данные из документов:

• СП 55.13330.2011, к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома»;
• СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»;
• СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные».

Нормы такие:

Как видим, некоторые нормы частично отличаются друг от друга. Поэтому при проектировании системы лучше выбирать больший показатель, и вообще — планировать производительность с запасом.

По факту эти же требования распространяются не только на естественные системы — они такие же и для принудительной вентиляции.

Подробнее и нагляднее о расчете (видео)

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

Расчёт сечения воздуховода для механической (принудительной) вентиляции?

Расчёт сечения прямоугольного и/ли круглого воздуховода осуществляется с помощью двух известных параметров: воздухообмен по помещению и скорость потока воздуха.
Воздухообмен по помещению может быть заменён на производительность вентилятора. Производительность приточного или вытяжного вентиляторов указывается заводом изготовителем в паспортных данных изделия. При проектировании или предпроектной разработке, воздухообмен рассчитывается исходя из кратности. Кратность (количество раз замены полного объёма воздуха в помщении за 1 час) — это коэффициент из нормативной документации.

Скорость потока в воздуховоде необходимо измерить, если это смонтированная система. А если проект находится в стадии разработки, то скорость потока в воздуховоде задаётся самостоятельно. Скорость потока в воздуховоде не должна превышать 10 м/с.

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 аэрации

Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу

ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.

Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений.

Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.

Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат

. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.

Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу,

а внизу от данной плоскости, — разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:

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):

р = Rl + Z

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

Площадь живого сечения воздуховодов, м2:

F = L / (3600V)

• 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.

Тонкости выбора воздуховода

Зная результаты аэродинамических расчетов, можно правильно подобрать параметры воздуховодов, а точнее – диаметр круглых и габариты прямоугольных сечений. Кроме того, параллельно можно выбрать прибор принудительной подачи воздуха (вентилятор) и определить потери давления в процессе передвижения воздуха по каналу.

Зная величину расхода воздуха и значение скорости его движения, можно определить, какого сечения воздуховоды потребуются.

Для этого берется формула, обратная формуле для подсчета расхода воздуха:

S = L/3600*V.

Используя результат, можно посчитать диаметр:

D = 1000*√(4*S/π),

где:

• D — диаметр сечения воздуховода;
• S — площадь сечения воздушных каналов (воздуховодов), (м²);
• π — число «пи», математическая константа, равная 3,14;.

Полученное число сопоставляют с заводскими стандартами, допущенными по ГОСТ, и выбирают наиболее близкие по диаметру изделия.

Если необходимо выбрать прямоугольные, а не круглые воздуховоды, то следует вместо диаметра определить длину/ширину изделий.

При выборе ориентируются на примерное сечение, используя принцип a*b ≈ S и таблицы типоразмеров, предоставленные заводами-изготовителями. Напоминаем, что по нормам отношение ширины (b) и длины (a) не должно превышать 1 к 3.

Воздуховоды с прямоугольным или квадратным сечением имеют эргономичную форму, что позволяет устанавливать их впритык к стенам. Этим пользуются, обустраивая домашние вытяжки и маскируя трубы над потолочными навесными конструкциями или над кухонными шкафами (антресолями)

Общепринятые стандарты прямоугольных каналов: минимальные размеры – 100 мм х 150 мм, максимальные – 2000 мм х 2000 мм. Круглые воздуховоды хороши тем, что обладают меньшим сопротивлением, соответственно, имеют минимальные показатели уровня шума.

В последнее время специально для внутриквартирного применения выпускают удобные, безопасные и легкие пластиковые короба.

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.
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.

Элементы сети и местные сопротивления

Имеют значение и потери на элементах сети (решетки, диффузоры, тройники, повороты, изменение сечения и т. д.). Для решеток и некоторых элементов эти значения указаны в документации. Их можно рассчитать и произведением коэффициента местного сопротивления (к. м. с.) на динамическое давление в нем:

Рм. с.=ζ·Рд.

Где Рд=V2·ρ/2 (ρ – плотность воздуха).

К. м. с. определяют из справочников и заводских характеристик изделий. Все виды потерь давлений суммируем для каждого участка и для всей сети. Для удобства это сделаем табличным методом.

Расчетная таблица.

Сумма всех давлений будет приемлимой для этой сети воздуховодов, а потери на ответвлениях должны быть в пределах 10% от полного располагаемого давления. Если разница больше, необходимо на отводах смонтировать заслонки или диафрагмы. Для этого производим расчет нужного к. м. с. по формуле:

ζ= 2Ризб/V2,

где Ризб – разница располагаемого давления и потерь на ответвлении. По таблице выбираем диаметр диафрагмы.

Нужный диаметр диафрагмы для воздуховодов.

Правильный расчет воздуховодов вентиляции позволит подобрать нужный вентилятор выбрав у производителей по своим критериям. Используя найденное располагаемое давление и общий расход воздуха в сети, это будет сделать несложно.

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.

Выводы и полезное видео по теме

С правилами проектирования установок и систем для нормативного воздухообмена ознакомит следующий ролик:

Нормативы вентиляции разработаны не только для облегчения работы проектировщикам. Знать их полезно заказчикам строительства и собственникам жилья, не обеспеченного достаточной поставкой свежего воздуха. Если хозяева самостоятельно выявят нарушения в проекте, то смогут добиться исправления ошибок или хотя бы получить компенсацию.

Хотите рассказать о том, как работает система вентиляции в вашем собственном доме/квартире/даче? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. В ней же вы можете поделиться полезной информацией по теме, и разместить фото.

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.

Гигиенические обоснования в СанПиН 2.1.2.2645

Сборник диктует гигиенические требования к вентиляционному устройству дома, внутреннему климату, состоянию воздуха. В соответствии с его нормами не допускается выход загрязненной смеси из кухонь и санузлов в общем вентканале с жилыми комнатами.

Шахты вытяжной вентиляции возвышаются над коньком кровли или плоской крышей на высоту не менее 1 метра.

Высота вентиляционных стояков, возвышающихся над кровлей определяется по расстоянию между ними и коньковым ребром. Если оно меньше 1,5 м, то канал должен быть выведен не меньше чем на 0,5 м над коньком

Перечислены допустимые нормы температуры, относительной влажности, быстроты передвижения воздуха в помещениях дома в холодный и теплый сезоны года.

Естественная вентиляция летом — проветривание, сквозняк

Летом не всегда создаются условия для того чтобы воздушные массы беспрепятственно продвигались по системе естественной вентиляции. Обычно днем внутри дома более прохладная температура воздуха, чем на улице. Поэтому более плотный прохладный воздух дома по законам физики никак не сможет подняться по вентиляционным каналам вверх. Исключением являются прохладные летние вечера и ночи, которые создают достаточные условия для работы естественной вентиляции.

Проблема летней вентиляции, а точнее ее отсутствие, решается с помощью проветриваний и сквозняков. Но эти мероприятия актуальны больше для не загазованных загородных территорий. В городах же открытые окна — это в первую очередь шум, пыль, аллергены, насекомые и паразиты. И в этом случае лучше подумать о других системах вентиляции.

При проветривании в помещения через открытые окна поступает свежий воздух. Возникающая при этом циркуляция воздуха снижает содержание в помещении вредных примесей, избавляет от неприятных запахов, поддерживает на нужном уровне кислород, снижает риски развития плесени, которая опасна для здоровья.

Сделать проветривание более эффективным можно с помощью сквозного проветривания (залповая вентиляция). Считается, что сквозняк появляется только в случаях, когда вход и выход воздушных потоков расположены в противоположных местах комнаты. И с какой бы стороны не дул ветер, на одной стене дома он создает подпор давления, а на другой разряжение, создавая необходимый для возникновения сквозняков перепад. В этом случае причиной перемещения воздуха по квартире становятся приоткрытые окна и двери. Однако природа сквозняка сложнее и зависит от физических характеристик воздуха, параметров его давления и температуры. В доме и на улице эти физические параметры могут различаться. Чем сильнее различие, тем выше потенциал перемещения воздушных масс.

Проводя проветривание или устраивая сквозняк не будьте беспечны. Сквозняки могут привести к переохлаждению и стать причиной многих болезней. Достаточно часто охлаждение организма происходит во время сна, когда человек не может контролировать свое состояние. В этом случае длительное воздействие холодного воздуха не проходит бесследно, ослабляя защитные силы и поражая различные органы и участки тела.

Расчет канального нагревателя

электрический канальный нагреватель

Расчет калорифера вентиляции электрического типа производится так:

P=v * 0,36 * ∆T

здесь v – объем пропускаемого через калорифер воздуха в куб.м.час, ∆T – разница между температурой воздуха снаружи и внутри, которую необходимо обеспечить калориферу.

Этот показатель варьирует в пределах 10 – 20, точная цифра устанавливается клиентом.

Расчет нагревателя для вентиляции начинается с вычисления фронтальной площади сечения:

Аф=R * p3600 * Vp,

здесь R – объем расхода приточки, куб.м.ч, p – плотность атмосферного воздуха, кгкуб.м, Vp – массовая скорость воздуха на участке.

Размер сечения необходим для определения габаритов нагревателя вентиляции. Если по расчету площадь сечения получается чересчур большой, необходимо рассмотреть вариант из каскада теплобменников с суммарной расчетной площадью.

Показатель массовой скорости определяется через фронтальную площадь теплообменников:

Vp=R * p3600 * Aф.факт

Для дальнейшего расчета калорифера вентиляции определяем нужное для согрева потока воздуха количества теплоты:

Q=0,278 * W * c (Tп-Tу),

здесь W – расход теплого воздуха, кгчас, Тп – температура приточного воздуха, градусы Цельсия, Ту – температура уличного воздуха, градусы Цельсия, c – удельная теплоемкость воздуха, постоянная величина 1,005.

Так как в приточных системах вентиляторы размещаются перед теплообменником, расход теплого воздуха вычисляем так:

W=R * p

Рассчитывая калорифер вентиляции, следует определить поверхность нагрева:

Апн=1,2Qk(Tс.т-Tс.в),

здесь k – коэффициент отдачи калорифером тепла, Tс.т – средняя температура теплоносителя, в градусах Цельсия, Tс.в – средняя температура приточки, 1,2 – коэффициент остывания.