Естественная вентиляция в частном доме: расчет, устройство, как сделать своими руками, схема + фото

Расчёт вентиляции в частном доме

Расчёт вентиляции должен производиться профессионалами на этапе проектирования жилых, административных и производственных зданий. При эксплуатации специализированных помещений (вредные цеха, лаборатории), в расчёт необходимо принимать вредные вещества и их ПДК.

При строительстве частного дома расчёты вентиляции упрощаются и их можно выполнить самостоятельно, зная методику. В этой статье мы рассмотрим методику, основанную на приложении «Ж» СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (актуализированная редакция СНиП 41-01-2003). Данная методика учитывает удельные нормы воздухообмена, которые рассчитываются двумя способами:

1) По нормируемой кратности воздухообмена;

2) По нормируемому удельному расходу приточного воздуха.

При получении результатов по каждому способу расчёта, принимается во внимание наибольшее значение. Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта. Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта

Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта.

2.1 Нормируемая кратность воздухообмена:

Кратность воздухообмена — определяет кол-во раз, которое воздух в помещении успеет полностью обновиться в течение одного часа.

То есть, если кратность воздухообмена равна 1 (ч-1), это значит что за час воздух полностью обновится в указанном помещении, если 0,5 (ч-1) — только половина объёма воздуха в помещении будет заменена свежим.

Кратности воздухообмена для различных помещений представлены в таблице 9.1 СП 54.13330.2011, также эта таблица, но на мой взгляд, в более удобном виде есть в СТО НП «АВОК» 2.1-2008 (Данный стандарт одобрен и рекомендован Госстроем России, и по сути упорядочивает информацию из российских и зарубежных нормативных документов):

Таблица 1 — Нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий:

Для того, чтобы рассчитать расход приточного воздуха, используем формулу:

L=V × n (формула №1)

V – объём помещения, м3;

n – кратность воздухообмена, ч-1;

2.2 Нормируемый удельный расход приточного воздуха

Этот способ расчёта предлагает использовать две формулы:

L=A × k (формула №2)

A – площадь помещения, м2;

k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2, м3/(ч⋅м2);

L=N × m (формула №3)

N – число людей;

m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 человека, м3/ч;

Если площадь помещения на одного проживающего меньше 20 м2, то используем формулу №2, если больше — формулу №3.

2.3 Пример расчёта минимального нормируемого воздухообмена

Обозначим несколько принципов, которые будут необходимы в расчётах:

1 — Приток воздуха осуществляется через жилые помещения;
2 — Удаление воздуха происходит через ванную, туалет, кухню;
3 — Соблюдается баланс воздухообмена: приток воздуха равен оттоку.

Пример №1:

Общая площадь квартиры F_общ = 100 м2. Площадь жилых помещений F_жил = 70 м2. Кухня оснащена 4-конфорочной газовой плитой. В квартире постоянно проживает 4 человека.

1) Определение объёма притока:

а) По кратностям:

Используем формулу №1:

L=V × n (формула №1)

V = S × h = 100 × 3,0 = 300 м3;

n = 0,35 в соответствии с таблицей №1;

L = 300 × 0,35 = 105 м3/ч

Для расчёта используем полный объём помещения, а не только объём жилых зон

б) По удельному расходу приточного воздуха:

Определяем заселённость — 100/4 = 25 м2/чел. (> 20 м2/чел), соответственно используем формулу №3:

L=N × m (формула №3)

N = 4 человека, m = 30 м3/ч·чел. (по таблице 1)

L=4× 30 = 120 м3/ч

Выбираем наибольшее значение, соответственно минимальный объём приточного воздуха составляет — 120 м3/ч

2) Определение объёма вытяжки:

Вытяжка осуществляется через кухню, ванную и туалет. Параметры для этих помещений определяем по таблице №1:

L_кухни = 90 м3/ч L_ванной = 25 м3/ч L_{туалета} = 25 м3/ч L_{вытяжки}= 90 + 25 + 25 = 140 м3/ч

Мы видим, что объём вытяжного воздуха получился больше приточного, поэтому для соблюдения баланса воздушных масс увеличиваем объём приточного воздуха, и он становится равным: L_{притока} = L_{вытяжки} = 140 м3/ч

Пример №2:

Оставим все данные, как в примере №1, но увеличим число проживающих до 6 человек.

1) Определение объёма притока:

а) Расчёт по кратностям не изменился: L = 105 м3/ч

б) По удельному расходу приточного воздуха:

Определяем заселённость — 100/6 = 16,67 м2/чел. (< 20 м2/чел), соответственно используем формулу №2:

L=A × k (формула №2)

A – площадь жилых помещений, по условию равна 70 м2, k – нормируемый расход приточного воздуха — 3 м3/(ч⋅м2)

L=70 × 3 = 210 м3/ч

2) Определение объёма вытяжки:

L_{вытяжки} = 90 + 25 + 25 = 140 м3/ч (остался прежним)

Мы видим, что в данном случае объём приточного больше объёма удаляемого воздуха, поэтому для соблюдения баланса увеличиваем объём вытяжки и получаем:

L_{притока} = L_{вытяжки} = 210 м3/ч

Специфика канальной вытяжки

Отработанный воздух покидает дом через отдушины, вентиляционные шахты или воздуховоды. Вентиляционные каналы обычно выводятся на чердак или подсоединяют к расположенной в центре дома вентиляционной шахте.

Вентиляционные каналы в устройстве и организации естественной вентиляции частного дома используют преимущественно при устройстве вытяжной части системы. Естественный приток по воздуховодам чаще всего невозможен или малоэффективен. Чтобы он хоть как-то работал, пришлось бы монтировать канальный вентилятор.

В схемах естественного вентилирования каналами обеспечивают вытяжную часть системы. Вытяжные воздуховоды в частных домах нередко объединяют в шахты

К вытяжке гравитационного вентилирования воздушные массы подталкивают свежие порции воздуха, затянутые через форточку, приточник ПВХ окна или открытую входную дверь. Сечение воздуховодов выбирают с учетом нормативов воздухообмена для отдельных типов помещений, которые приведены в сборнике СНиП 41-01-2003.

Кроме жилых и подсобных помещений в частном доме системами вентилирования требуется обеспечить подвал и сооруженное в нем хранилище, фундамент без подвала, холодный чердак или обустроенную мансарду. В естественных схемах они обеспечиваются продухами, фронтонными и слуховыми окнами.

Виды вентиляционных каналов

По расположению различают:

Встроенные. Сооружают из пустотелых бетонных или керамических блоков, кирпича. Такие вытяжные каналы обычно возводят еще на этапе строительства.
Подвесные. Выполненные из оцинкованной стали или армированного пластика. Обустроить подвесные каналы довольно легко, даже после того, как дом уже построен.

Воздуховоды разделяют на круглую и прямоугольную форму сечения. У каждого типа свои преимущества:

Круглый воздуховод. Легкий монтаж, лучший воздухообмен, меньший вес;
Прямоугольный воздуховод. Занимает меньшее пространство, легче маскируется коробами, фальшь потолками и стенами.

В свою очередь, трубы для круглого воздуховода бывают жесткими и гибкими, т.е. гофрированными.

Гофрированные вентиляционные трубы проще в укладке, но их монтаж возможен только по горизонтальным поверхностям и на небольших участках вертикальных стен

По жестким трубам воздух перемещается без каких-либо препятствий, поэтому они обеспечивают наименьшее сопротивление и минимальный шум. Однако с помощью гофрированных труб быстрей и легче осуществить монтаж.

Что такое дефлектор?

Дефлектор — это специальный колпак, который устанавливается на устье вытяжной трубы системы вентилирования. Он рассекает поток ветра, за счет чего образуется зона низкого давления, при этом сила тяги может увеличиться до 20%.

Также вентиляционный дефлектор исключает попадание атмосферной воды в вентиляционную систему и предотвращает задувание ветра в вентиляционный канал.

Дефлектор устанавливают на устье вытяжной трубы. Это устройство выполняет две важные функции: усиливает тягу + защищает от атмосферных осадков

Существуют следующие типы дефлекторов:

Цилиндрический или зонт Волпера. Представляет из себя изогнутый цилиндр, прикрытый тарелкой. Обладает средней эффективностью, хорошо защищает вентиляционные каналы от задувания ветра;
Н-образный дефлектор. Корпус изготавливается из труб в виде буквы H. Отличается повышенной защитой от задувания ветра, попадания в канал влаги и обратной тяги, но из-за особенностей конструкции имеет невысокую производительность;
Дефлектор типа ЦАГИ. Конструкция включает в себя стакан с расширением на конце, крышку-зонт и цилиндрическую обечайку. Признан одним из самых эффективных. Хорошо защищает от ветра, снегопадов, дождей, имеет наименьший коэффициент сопротивления;
Турбодефлектор. Представляет из себя вращающийся шар с лопастями, отличается повышенной эффективностью, но стоит обычно несколько дороже;
Флюгер. Напоминает крыло. Принцип действия схож с турбодефлектором.

Выбор модели дефлектора зависит от местных условий. В регионах с высокой ветровой нагрузкой предпочитают обычные грибки. В областях с низкой активностью ветра лучше поставить дефлектор с турбиной, он обеспечит тягу даже при легком дуновении.

Естественная вентиляция дома (квартиры) зимой

Зимой и в межсезонье создаются идеальные условия для работы естественной вентиляции. В эти периоды температура воздуха внутри дома значительно выше чем температура уличного воздуха. Соответственно теплый воздух всегда стремится вверх по вентиляционным каналам и система
вентиляции работает на все 100 процентов.

Хорошее функционирование вентиляционной системы в холодную пору года ведет к тому, что на смену теплым отработанным объемам воздуха будет приходить такой же объем чистого, холодного воздуха. Происходить забор будет через всевозможные щели и негерметичности в оконной зоне. А если наружные ограждающие конструкции имеют хорошую герметичность, то для притока необходимо предусмотреть специальные клапаны.

Движение воздушных потоков в помещениях зимой принципиально отличается от летней циркуляции. Обусловлено это тем, что, во-первых, вентиляция работает, а во-вторых — в работу по формированию микроклимата дома включается отопление. В преобладающем большинстве случаев источником тепла выступают радиаторы отопления. Они, имея преимущественно конвекционный тип обогрева помещений, взаимодействуют с потоками естественной вентиляции и вносят некоторые коррективы. Рассмотрим как это происходит:

Конвекция

Когда в комнату поступает холодный воздух через оконную зону, большая его часть подхватывается поднимающимися от батареи теплыми потоками и прогревается.
Поднимаясь вверх, нагретый воздух часть тепла отдает потолку, стенам. Охлаждаясь он опускается и вновь включается в общую систему конвекционного кругооборота.

В процессе конвекционной циркуляции часть отработанного воздуха через специальные решетки в дверях или запроектированный зазор между дверью и полом выходит в коридор (другое смежное помещение) и движется в сторону вентиляционных каналов. Каналы, как правило, выходят в санузел и кухню, поэтому в нижней части дверей этих помещений также должна быть зона, обеспечивающая беспрепятственное движение воздушных потоков.

Кухонные вытяжки

Кухонная вытяжка над плитой помогает очистить воздух от гари, неприятных запахов и испарений. Это важный элемент механической вентиляции и модный аксессуар. Работают вытяжки от аккумуляторов или электросети. Вытяжки делят по принципу работы:

Активного типа. Вытягивает грязный воздух и выводит его непосредственно на улицу или в общий вентиляционный канал.
Пассивного типа. Устанавливаются над плитой без подключения к вентиляции, осуществляют фильтрацию воздуха.

Если вытяжка подключается к общедомовой системе воздуховода, решетку на кухне перекрывать запрещено. Лучше выбирать агрегаты средней мощности, они не нарушают функционирования канала вентиляции дома. Если требования к очистке высокие, можно поставить мощную вытяжку, но вывести ее на улицу.

Вентиляция в частном доме: разновидности и принцип действия

Существуют два вида системы вентиляции в доме:

естественная;
принудительная.

Естественная вентиляция в частном доме бывает:

канальной – осуществляется посредством обращения кислорода по воздуховодам;
безканальной – циркуляция происходит за счёт неплотностей оконных рам, дверей, или обустройства их специальными клапанами.

Принудительная система вентиляции может быть:

комбинированной;
общеобменной;
с устройством рециркуляции.

О каждом варианте по порядку.

К комбинированной относятся устройства, включающие в себя как элементы естественной вытяжки, так и механической. Например, вытяжка в частном доме дополнительно оснащается осевыми вентиляторами, а приток происходит естественно за счёт оконных рам.

Общеобменная установка является дорогостоящим устройством. Поэтому данный тип вентиляции загородного дома оправдывает себя в случае больших помещений здания и требований окружающей среды по предварительной очистке всасываемого из атмосферы воздуха.

Благодаря очистным фильтрам, ионизаторам воздуха и мощному двигателю кислород в помещение поступает чистый и свежий, вне зависимости от загрязняющих окружающих факторов. Вывод отработанного и прогретого воздуха осуществляется за счёт применения вытяжных воздуховодов, оснащенных механическими вентиляторами, либо за счёт возникновения отрицательного давления основной установкой с мощным электродвигателем.

Применение вентиляции в своём доме с использованием рециркуляции оправдано в случае очень больших площадей, бассейнов и спортивных залов. Такая система необходима преимущественно в холодное время года.

Бассейн со спортзалом должны хорошо проветриваться, а из-за большой площади данных помещений происходит выхолаживание воздуха. В связи с этим существует необходимость устройства системы рециркуляции, позволяющей использовать отработанный теплый воздух для обогрева вновь поступающего.

Такой сложный проект стоит приличных денег, но без неё невозможно надлежащее функционирование больших помещений.

Кроме рециркуляции возможно устройство нагревательного элемента в притоке воздуховода. Данный вариант позволит сэкономить денежные средства в том случае, если пользование бассейном или спортзалом происходит нечасто. При частых водных процедурах и спортивных занятиях расходы на электроэнергию (а на обогрев тратиться много электричества) в скором времени превысят экономию от данного решения. Выбор стоит осуществлять по потребностям.

Какие бывают системы вентиляции частных домов?

Вентиляция коттеджа имеет свои особенности по сравнению с вентиляцией квартиры. Во-первых здесь больше площадь. Во-вторых, в коттеджах, как правило, воздух чище, потому что они располагаются вне загазованного городского пространства. Поэтому, при устройстве вентиляции, рекомендуется использовать более мощные системы, зато менее сложный способ фильтрации воздуха.

Проектирование вентиляции в коттедже должно учитывать наличие шахт и места, где проходят стояки вентиляции. Главное — провести проектирование вентиляции параллельно с проектированием водоснабжения, отопления и канализации.

Самый распространенный тип вентиляции в частных домах — естественная приточно-вытяжная. Это не только приоткрытые окна, но и проветриватели, которые монтируются в оконную яму. Сегодня такие системы более совершенны, за счет системы клапанов, которые регулируют приток свежего воздуха по датчику влажности или по объему углекислого газа, пропускаемого вытяжным вентилятором.

Такой тип вентиляции совмещает естественный приток воздуха и механическую вытяжку. Устройство вентиляции этого типа требует незначительных затрат, однако такая система не позволяет обрабатывать воздух.

Венткороб, встроенный в стену — более примитивный тип естественной вентиляции. По сути, он работает из-за разницы температур в помещении и «за бортом» — холодный ветер улицы проносит воздух по трубам вентканала.

Конечно, и сквозняки, и открытые форточки тоже можно назвать видами естественной вентиляции, но обычно под этим понятием имеют ввиду установку в стене воздуховода, в который уходит теплый воздух из помещения, таким образом обеспечивая воздухообмен.

Принудительная вентиляция называется так, потому что воздух в таких системах уже циркулирует не естественным, а принудительным образом — за счет работы вентиляторов. Как правило, ее устройство включает комплекс воздуховодных труб, расположенных по всему дому с крышечным вентилятором, который может устанавливаться, например, на крыше.

Еще более сложной считается приточно-вытяжная система, в такую вентиляцию входит несколько элементов:

вентилятор для забора воздуха;
воздушный клапан (обеспечивает отсечку холодного воздуха при выключенной системе);
секция фильтрования (очищает воздух с улицы);
секция нагрева (нагревает поступаемый холодный воздух до комфортной температуры);
плюс можно также установить дополнительно секцию охлаждения (при необходимости охлаждает поток воздуха) и секцию увлажнения.

Вся система оснащена воздуховодами — они обычно гибкие для удобства монтажа. Современные системы оснащены автоматическими регуляторами и электронными системами управления.

Механическая приточно-вытяжная вентиляция комбинирует две вентиляционные установки – приточную и вытяжную. Приточная система включает в себя нагреватель, фильтр, вентилятор и управляющую автоматику. Она очищает и нагревает воздух. Так как после этого влажность обработанного воздуха падает до 2%, необходимо сочетать вентиляцию с системой его увлажнения. Такой тип вентиляции совместим с отоплением и кондиционированием.

Приточно-вытяжная вентиляция коттеджа может включать систему рекуперации. В частных домах можно устраивать систему с рекуператором из бумажной целлюлозы или роторным рекуператором. Такие устройства при обработке воздуха удерживают в помещении влагу и тепло, они не обмерзают в зимнее время. Этот тип вентиляции — самый энергоэффективный.

Принципиальные схемы естественной вентиляции

Многолетняя практика строительства многоквартирных домов привела к тому, что было отобрано несколько наиболее эффективных схем создания вентиляционной системы. Выбор той или иной схемы зависит от многих факторов: формы здания, количества этажей, загрязненности уличного воздуха в районе, уровня шума.

Схемы традиционной вытяжной системы

Традиционной признана система вытяжной вентиляции с естественным побуждением, то есть когда воздухообмен в помещениях осуществляется благодаря разнице температур и давлений.

Имеется в виду, что отработанный воздух выводится через вентиляционные шахты и каналы наружу (на крышу), а свежий поступает через окна, двери или специальные приточные клапаны.

Один из вариантов устройства вентиляционных шахт многоэтажного дома

Вариант с прокладкой отдельных шахт для каждой квартиры сейчас не рассматривается, так как он был целесообразен в эпоху малоэтажного строительства.

Понятно, что для высоток от 9 этажей и выше оборудовать множество параллельно идущих каналов физически не представляется возможным.

Поэтому в строительстве применяются две признанные рациональными схемы:

Все шахты выводятся на чердак и там объединяются горизонтальным каналом. Из канала вывод загрязненного воздуха осуществляется через единственный выход, обустроенный в наиболее удобном месте.
Отдельные квартиры присоединяются к общему стояку (шахте) параллельно расположенными каналами-спутниками, таким образом, отработанный воздух выводится над кровлей по вертикальным каналам.

Принципиальное различие заключается в двух моментах: наличии/отсутствии горизонтального сборника на чердаке и в наличии/отсутствии общих шахт на стояках.

Схема устройства вентиляции с каналами-спутниками. Важный нюанс: для верхних этажей реализована идея отдельного прямого вывода использованного воздуха

Локальный отвод с верхних этажей обусловлен тем, что для создания тяги над квартирой должен находиться горизонтальный канал не менее 2 м в высоту.

Отдельно выведенные каналы, как и общая шахта, должны быть качественно теплоизолированы, иначе на чердаке образуется конденсат, вследствие чего происходит преждевременное разрушение материалов, появляется плесень.

Монтаж горизонтального чердачного короба производится с учетом особых требований. Например, диаметр его должен быть достаточным для того, чтобы не создавалась обратная тяга и воздух не возвращался в каналы. Это чревато попаданием отработанной среды в квартиры верхних этажей.

Расчет диаметра короба должны проводить опытные инженеры. Чтобы воздух перемещался в заданном направлении и не возвращался обратно, внутри канала устанавливают рассечки

Иногда нет возможности монтировать громоздкий горизонтальный канал. Тогда обходятся узким сечением трубы, но для верхних этажей применяют все ту же локальную систему – введенные на чердак отдельные рукава.

Естественная вентиляция, которой оборудованы практически все дома старой застройки, имеет весомый плюс – не нуждается в электропитании.

Однако ее эффективность зависит от разницы температур в здании и помещении, а шахты и каналы требуют постоянной чистки, что на практике производится крайне редко.

Особенности расположения каналов в 9-этажном доме

У типовых домов процесс смены воздуха производится в естественном режиме. Приток свежих воздушных масс происходит в квартирах, вывод отработанной среды осуществляется через вентиляционные шахты, оборудованные каналами-спутниками.

Чаще всего каналы проложены от вытяжных отверстий в квартирах по схеме «через 2 этажа», но могут быть и поэтажными.

Схема устройства вентиляции, характерная для стандартного многоэтажного дома. Общая вытяжная шахта выходит прямиком на кровлю, каналы-спутники проложены параллельно и подключены поочередно

По нормам, отвод с 8-9 этажей производится не через общую шахту, а отдельно. При составлении подобной схемы берутся в учет усредненные атмосферные условия, то есть температура воздуха на улице +5 °С и отсутствие ветра.

Эта схема признана низкоэффективной, так как при изменении природных условий функциональность естественной вентиляции падает. Например, в сильную жару она бесполезна. Также возможно засорение вентиляционных каналов, что полностью перекрывает движение воздуха.

При отсутствии нормальной вытяжки потребуется экстренная чистка. Хотя обычно ее проводят каждые 5-6 лет.

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.

Как рассчитать сечение и диаметр одной трубы в примере:

Находим размер поперечника в квадратных метрах F = 135.5 / 3600 х 1 = 0.0378 м².
Из школьной формулы площади круга определяем диаметр канала D = 0.22 м. Выбираем ближайший больший воздуховод из стандартного ряда – Ø225 мм.
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.

Видео описание

Еще про расчет вентиляции на видео: Sсеч=V * 2,8/w, где Sсеч – площадь сечения, V – объем воздушной массы (м³/час), w – скорость воздушного потока внутри магистрали (м/сек) (средний показатель от 2 до 3), 2,8 – коэффициент согласования размерностей.

Для монтажа необходимо рассчитать, сколько потребуется диффузоров (заборно-выпускных отверстий) и их параметры. Габариты распылителей рассчитывают исходя из площади сечения основного трубопровода, умноженного на 1,5 или 2. Для расчета количества диффузоров применяют формулу: N=V/(2820 * W * d2), где V – объем воздушной массы, расходуемой в час, W – скорость перемещения воздушной массы, D – диаметр круглого диффузора.

Для диффузоров прямоугольной формы формула преобразуется следующим образом: N=π * V/(2820 * W * 4 * A * B), π – число пи, А и В – параметры сечения.

В любом случае, расчеты вентиляционных систем должны проводить профессионалы – если что-либо забыть или не учесть, то цена ошибки это необходимость переделывать расчеты и работу.