Классификация систем вентиляции.

Системы вентиляции жилых и общественных зданий, можно классифицировать по трем категориям: по функциональному назначению, по способу побуждения движения воздуха и по способу перемещения воздуха.

Виды систем вентиляции по функциональному назначению:

1. приточная система вентиляции (система вентиляции, которая обеспечивает подачу в помещение свежего воздуха);
2. вытяжная система вентиляции (система вентиляции, которая удаляет из помещения отработанный воздух);
3. рециркуляционная система вентиляции (система вентиляции, которая обеспечивает подачу в помещение свежего воздуха с частичным подмесом вытяжного воздуха).

Виды систем вентиляции по способу побуждения движения воздуха:

1. с механическим или искусственным (это системы вентиляции, в которых перемещение воздуха осуществляется с помощью вентилятора);
2. с природным или естественным (перемещение воздуха осуществляется за счет действия гравитационных сил).

Виды систем вентиляции по способу перемещения воздуха:

1. канальные (перемещение воздуха осуществляется по сети воздуховодов и каналов);
2. безканальные (воздух попадает в помещение не организовано, через неплотности оконных проемов, открытые окна, двери).

Чем грозит некачественная вентиляция?

Если в доме недостаточный приток, то в помещении будет наблюдаться недостаток кислорода, повышенная влажность или сухость (в зависимости от времени года) и запыленность.

Запотевание окон при недостаточной вентиляции

Если же в доме недостаточная вытяжка, то будет наблюдаться повышенная влажность, жирная копоть на стенах кухни, запотевание окон в зимний период, возможен грибок на стенах, особенно ванной комнаты и туалете, а также стенах покрытых обоями.

Грибок на обоях при недостаточной вентиляции

И как следствие повышение риска заболевания сердечнососудистой и дыхательной системы. Кроме того, большая часть мебели и отделочных материалов постоянно выделяет в воздух опасные химические соединения. Их ПДК (предельно допустимые концентрации) в санитарно-гигиенических заключениях на данную мебель и отделочные материалы задается из условий соблюдения норм вентиляции. И чем хуже работает вентиляция, тем сильнее возрастает концентрация данных вредностей в воздухе дома. Поэтому от обеспечения должной вентиляции напрямую зависит здоровье жильцов дома.

Как проверить работает ли Ваша вентиляция?

В первую очередь, вы можете проверить, работает ли вытяжка. Для этого поднесите зажигалку или листок бумаги к вентиляционной решетке, установленной в стене ванной комнаты или на кухне. Если пламя (или листок бумаги) отогнулось в сторону решетки, то тяга есть, вытяжка рабочая. Если нет, то канал перекрыт, например забился, листьями через воздуховод. Если же у Вас квартира, то его могли перекрыть соседи, делая перепланировку помещений. Поэтому первая ваша задача обеспечить тягу в вентиляционном канале.

Проверка вентиляции на наличие тяги

Если тяга есть, но она не постоянная, и над или под Вами живут соседи. В таком случае к Вам может перетекать воздух, из соседских помещений неся за собой и запахи. В данной ситуации необходимо оснащать вытяжку обратным клапаном или автоматическим жалюзи, которое закрывается при обратной тяге.

Как проверить достаточное ли у Вас сечение вытяжки, мы рассмотрим дальше.

Расчет воздухообмена. Формула расчета вентиляции.

Для того чтобы выбрать необходимую нам систему вентиляции, нужно знать, сколько же воздуха надо подавать или удалять с того или иного помещения. Простыми словами, необходимо узнать воздухообмен в помещении или в группе помещений. Это даст понять как рассчитать систему вентиляции, выбрать тип и модель вентилятора и произвести расчет воздуховодов.

Существует много вариантов как рассчитать воздухообмен, например, на удаление излишков тепла, на удаление влаги, на разбавление загрязнений до ПДК (предельно допустимой концентрации). Все они требуют специальных знаний, умения пользоваться таблицами и диаграммами. Следует отметить, что существуют государственные нормативные документы, такие как СанПины, ГОСТы, СНиПы и ДБНы, в которых четко определено, какие должны быть системы вентиляции в тех или иных помещениях, какое оборудование должно в них использоваться и где оно должно располагаться. А также, какое количество воздуха, с какими параметрами и по какому принципу должно в них подаваться и удаляться. При проектировании систем вентиляции каждый инженер проводит расчеты согласно вышеупомянутых норм. Для расчета воздухообмена в жилых помещениях мы также будем руководствоваться этими нормами и воспользуемся двумя самыми простыми методами нахождения воздухообмена: по площади помещения, по санитарно-гигиеническим нормам и воздухообмен по кратностям.

Расчет по площади помещения.

Это самый простой расчет. Расчет вентиляции по площади делается на основании того, что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м³/час свежего воздуха на 1 м² площади помещения, независимо от количества людей.

Расчет по санитарно-гигиеническим нормам.

По санитарным нормам для общественных и административно-бытовых зданий на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м³/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м³/час.

Расчет по кратностям.

В нормативном документе, а именно в табл.4 ДБН В.2.2-15-2005 «Жилые здания» есть таблица с приведенными кратностями по помещениям (табл.1), их мы и будем использовать в данном расчете (для России эти данные приведены в СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, Приложение 4).

Кратность воздухообмена - это величина, значение которой показывает, сколько раз в течение одного часа воздух в помещении полностью заменяется на новый. Она напрямую зависит от конкретного помещения (его объема). То есть, однократный воздухообмен это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве равном одному объему помещения; 0,5 кранный воздухообмен – половину объема помещения. В этой таблице в двух последних колонках указаны кратности и требования к воздухообмену в помещениях по притоку и вытяжке воздуха соответственно. Итак, формула расчета вентиляции, включающая нужное количество воздуха выглядит так:

L=n*V (м³/час) , где

n – нормируемая кратность воздухообмена, час-1;

V – объём помещения, м³.

Когда мы считаем воздухообмен для группы помещений в пределах одного здания (к примеру, жилая квартира) или для здания в целом (коттедж), их нужно рассматривать как единый воздушный объём. Этот объём должен отвечать условию ∑ L_пр = ∑ L_выт То есть, какое количество воздуха мы подаём, такое же должны и удалить.

Таким образом, последовательность расчета вентиляции по кратностям следующая:

1. Считаем объем каждого помещения в доме (объем=высота*длина*ширина).
2. Подсчитываем для каждого помещения объем воздуха по формуле: L=n*V.

Для этого предварительно выбираем из таблицы 1 норму по кратности воздухообмена для каждого помещения. Для большинства помещений нормируется только приток или только вытяжка. Для некоторых, например кухня-столовая и то и другое. Прочерк означает, что в данное помещение не нужно подавать (удалять) воздух.

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м³/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому. В самом конце расчета, если уравнение баланса (∑ L_пр и ∑ L_выт) у нас не сойдется, то значения воздухообмена для данных комнат мы можем увеличивать до требуемой цифры.

Если в таблице нет какого-либо помещения, то норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м³/час свежего воздуха на 1 м² площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен для таких помещений по формуле: L=S_{помещения}*3.

Все значения L округляем до 5 в большую сторону, т.е. значения должны быть кратны 5.

1. Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка. Получаем 2 цифры: ∑ L_пр и ∑ L_выт
2. Составляем уравнение баланса ∑ L_пр = ∑ L_выт.

Если ∑ L_пр > ∑ L_выт , то для увеличения ∑ L_выт до значения ∑ L_пр увеличиваем значения воздухообмена для тех помещений, для которых мы в 3 пункте приняли воздухообмен равным минимально допустимому значению.

Рассмотрим расчеты на примерах.

Пример 1. Расчет по кратностям.

Есть дом площадью 140 м² с помещениями: кухня (s₁=20 м²), спальня (s₂=24 м²), кабинет (s₃=16 м²), гостиная (s₄=40 м²), коридор (s₅=8 м²), санузел (s₆=2 м²), ванная (s₇=4 м²), высота потолков h=3,5м. Нужно составить воздушный баланс дома.

1. Находим объёмы помещений по формуле V=s_n*h, они составят V₁=70 м³, V₂=84 м³, V₃=56 м³, V₄=140 м³, V₅=28 м³, V₆=7 м³, V₇=14 м³.
2. Теперь посчитаем нужное количество воздуха по кратностям (формула L=n*V) и запишем в таблицу, предварительно округлив единичную часть до пяти в большую сторону. При расчете кратность n берем с таблицы 1, получаем следующие значения нужного количества воздуха L:

Таблица 2.

Гостинная. В таблице 1 нет позиции, которая регламентировала бы кратность воздухообмена в помещении Гостиной. Поэтому норму воздухообмена для него считаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м³/час свежего воздуха на 1 м² площади помещения. Т.е. считаем по формуле: L=S_{помещения}*3.

Таким образом, L_{пр.гостинная}= S_{гостинная}*3=40*3=120 м³/час.

1. Суммируем отдельно L тех помещений, для которых нормируется приток воздуха, и отдельно L тех помещений, для которых нормируется вытяжка.

∑ L_прит=85+60+120=265 м³/час

∑ L_выт= 90+50+25=165 м³/час

1. Составим уравнение воздушного баланса. Как видим ∑ L_прит > ∑ L_выт, поэтому увеличиваем значение L_выт того помещения, где мы взяли значение воздухообмена равным минимально допустимому. У нас такие все три помещения (кухня, су, ванная). Увеличим L_выт для кухни до значения L выт кухн=190. Таким образом, суммарное ∑ L_выт=265м³/час. Условие таблицы 1 (табл. 4 ДБН В.2.2-15-2005 «Жилые здания») выполнено. ∑ L_пр = ∑ L_выт.

Нужно заметить, что в помещениях ванны, санузла и кухни мы организовываем только вытяжку, без притока, а в помещениях спальни, кабинета и гостиной только приток. Это для предотвращения перетекания вредностей в виде неприятных запахов в жилые помещения. Также, это видно по таблице 1, в ячейках притока напротив этих помещений стоят прочерки.

Пример 2. Расчет по санитарным нормам.

Условия остаются прежние. Только добавим информацию, что в доме живут 2 человека, и проведем расчет по санитарным нормам.

Напомню, что по санитарным нормам на одного постоянно пребывающего в помещении человека необходимо 60 м³/час свежего воздуха, а на одного временного 20 м³/час.

Получим, что для спальни L₂=2*60=120 м³/час, для кабинета примем одного постоянного жителя и одного временного L₃=1*60+1*20=80 м³/час. Для гостиной принимаем двух постоянных жителей и двух временных (как правило, количество постоянных и временных людей, определяется техническим заданием заказчика) L₄=2*60+2*20=160 м³/час, запишем полученные данные в таблицу.

Составив уравнение воздушных балансов ∑ L_пр = ∑ L_выт:165<360 м³/час, видим, что количество приточного воздуха превышает вытяжной на ∆L=195 м³/час. Поэтому количество вытяжного воздуха необходимо увеличить на 195 м³/час. Его можно равномерно распределить между кухней, санузлом и ванной, а можно подать в одно из этих трех помещений, например кухню. Т.е. в таблице изменится L_{выт.кухня} и составит L_{выт.кухня}=285 м³/час. Из спальни, кабинета и гостинной воздух будет перетекать в ванную, санузел и кухню, а оттуда посредством вытяжных вентиляторов (если они установлены) или естественной тяги удалятся из квартиры. Такое перетекание необходимо для предотвращения распространения неприятных запахов и влаги. Таким образом, уравнение воздушных балансов ∑ L_пр = ∑ L_выт: 360=360 м³/час  - выполняется.

Пример 3. Расчет по площади помещения.

Данный расчет сделаем, учитывая что для жилых помещений нормы регламентируют подавать 3 м³/час свежего воздуха на 1 м² площади помещения. Т.е. считаем воздухообмен по формуле: ∑ L= ∑ L_пр= ∑ L_выт =∑ S_{помещения}*3.

∑ L_выт 3=114*3=342м³/час.

Сравнение расчетов.

Как мы видим варианты расчетов отличаются количеством воздуха (∑ L_выт1=265 м³/час < ∑ L_выт3=342 м³/час < ∑ L_выт2=360 м³/час). Все три варианта являются правильными согласно норм. Однако, первый третий более простые и дешевые в реализации, а второй немного дороже, но создает более комфортные условия для человека. Как правило, при проектировании выбор варианта расчета зависит от желания заказчика, точнее от его бюджета.

Подбор сечения воздуховода.

Теперь, когда мы посчитали воздухообмен, можем выбрать схему реализации системы вентиляции и произвести расчет воздуховодов системы вентиляции.

В системах вентиляции используют два типа жестких воздуховодов – круглые и прямоугольные. В прямоугольных воздуховодах, для уменьшения потерь давления и снижению шума, соотношение сторон должно не превышать значение три к одному (3:1). При выборе сечения воздуховодов нужно руководствоваться тем, что скорость в магистральном воздуховоде должна быть до 5 м/с, а в ответвлениях до 3 м/с. Рассчитать размеры сечения воздуховода можно определяются по диаграмме приведенной ниже.

Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость. Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.

Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=360 м³/час.

Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.

Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (360 м³/час). Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода). Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения. Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 100х200 мм или Ø150 мм. Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 360 м³/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м³/час. Получаем сечение ответвления 160х200 мм или Ø 200 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне. Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т.е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.

По данному графику подобрать сечения на такие небольшие расходы довольно сложно. Мы считаем их в специальной программе. Поэтому, если нужно - спрашивайте, посчитаем.

Естественная вытяжка воздуха. Данная диаграмма подходит только для подбора сечений механической вытяжки. Естественная вытяжка подбирается вручную или же с использованием программ подбора сечений. Опять же, спрашивайте, посчитаем.

Примечание. В нашем примере его не было, но особое внимание следует обратить на помещение плавательного бассейна, когда оно есть в доме. Бассейн это помещение с избыточным количеством влаги и при расчете необходимого воздухообмена требуется индивидуальный подход. Из практики могу сказать, что расход получается не менее восьми крат. Это довольно большой расход и если учесть, что температура приточного воздуха должна быть на 1-2°С выше температуры воды в бассейне, то затраты на нагрев воздуха в зимний период очень велики. Поэтому для помещений плавательных бассейнов более логично использовать системы осушения воздуха. Эти системы работают по такой схеме – осушитель забирает влажный воздух из помещения, пропуская через себя, удаляет из него влагу (путем его охлаждения), после подогревает до заданной температуры и подает назад в помещение. Так же, существуют системы осушения воздуха с возможностью подмеса свежего воздуха.

Схема вентиляции сугубо индивидуальна для каждого дома и зависит от архитектурных особенностей дома, от пожеланий заказчика и т.д. Между тем, есть некоторые условия, которые необходимо соблюдать, и они касаются всех схем без исключения.

Общие требования к системам вентиляции.

1. Вытяжной воздух выбрасываем наружу выше кровли. При естественной вытяжной вентиляции, все каналы выводят выше кровли. При механической вытяжной вентиляции – воздуховод так же выводят выше кровли либо внутри здания, либо снаружи.
2. Забор свежего воздуха при механической системе приточной вентиляции осуществляется с помощью заборной решетки. Ее необходимо размещать минимум на два метра выше уровня земли.
3. Движение воздуха необходимо организовывать таким образом, чтобы воздух из жилых помещений двигался в направлении помещений с выделением вредностей (санузел, ванная, кухня).

В этой статье мы разобрали, какими бывают системы вентиляции и как рассчитывается необходимый воздухообмен. Эта информация поможет Вам правильно подобрать систему вентиляции и обеспечить максимально комфортный для жизни микроклимат в Вашем доме.

В Приложении к статье Вы найдете нормативные документы, в которых изложен вопрос Вентиляции с нормативной точки зрения.