Устройство вентиляции в частном доме

Свежий воздух в хорошо утепленных комнатах всегда в дефиците. А здоровый сон, облегчение аллергии, отсутствие сырости и надоедливых запахов возможны только при полноценном воздухообмене. Именно поэтому хорошая вентиляция в частном доме становится первым пунктом в списке обязательных коммуникаций. О том, как сделать, просчитать и на что обратить внимание читайте ниже.

1. Основы вентиляции

Воздухообмен в помещениях создается движением потоков от мест притока свежего воздуха к местам оттока «грязного», и до полного их вывода на улицу. Обрывать вентиляцию под кровлей нельзя – домашний пар будет конденсироваться и разрушать несущие элементы. По способу побуждения вентиляция дома бывает естественной, механической либо комбинированной.

Естественная вентиляция создается тягой за счет разницы давления и температуры между помещением и улицей. Она доступна, легко обустраивается, дешевая в установке и эксплуатации. Но сила такого потока меняется вместе с погодой, его сложно контролировать, невозможно отрегулировать объем поступающего и выводящегося воздуха.

Это приводит к большим теплопотерям зимой, когда тяга максимальна. Летом, наоборот, воздушные потоки практически останавливаются, так как разница между температурой в помещении и на улице очень мала.

Механическая вентиляция – продвигает воздушные массы вентиляторами, может обслуживать длинные системы воздуховодов с постоянной скоростью. Дополнительно оснащается множеством удобных элементов: температурными датчиками с регулирующей автоматикой, таймерами, фильтрами, калориферами.

Естественное движение масс воздуха медленнее, чем принудительное и более комфортно для человека (1 м/с против 3 м/с). Но при меньшей скорости приходится использовать каналы большего сечения с длиной от 3 м по вертикали.

Принудительный обмен быстрее и работает с тонкими воздуховодами, чем экономит место. Например, для того, чтобы заменить 300 м3 воздуха за час при естественной вентиляции в частном доме, необходимы трубы Ø350 мм, а для механической достаточно Ø200 мм.

При любом побуждении перетекание воздушных масс по дому идет в направлении из «сухих» комнат в «мокрые». Приток оборудуется в гостиной, спальне, кабинете. Отток – в ванной, санузле, на кухне. Чтобы воздух свободно перетекал внутри дома, в дверных полотнах монтируют вентиляционные отверстия (с/у, ванная) или оставляют щель 2-3 см между дверным полотном и полом. Переточное отверстие при закрытой двери должно быть минимум 200 см². На пути движения воздушного потока желательно ставить не больше двух преград.

Рис. 1 - Перетекание воздуха в доме

Планировка вентиляции частного дома включает следующие этапы:

• 1. Расчёт минимальных норм воздухообмена;
• 2. Определение расположения мест притока и оттока воздуха;
• 3. Расчет сечения вентиляционных каналов;
• 4. Определение потребности в дополнительном технологическом оборудовании.

2. 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.

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:

V – объём помещения, м³;

n – кратность воздухообмена, ч^-1;

2.2 Нормируемый удельный расход приточного воздуха

Этот способ расчёта предлагает использовать две формулы:

A – площадь помещения, м²;

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

N – число людей;

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

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:

V = S × h = 100 × 3,0 = 300 м³;

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

б) По удельному расходу приточного воздуха:

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

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

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:

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:

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

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

3. Места притока

Естественной тягой свежий воздух поступает в дом через приоткрытые окна, правда, тогда улетучивается и большая часть домашнего тепла. Чтобы избежать теплопотерь, используются КИВ (приточные клапаны), которые постоянно пропускают определённый объем воздуха.

Патрубок, ограниченный решетками, проходит стену насквозь. Положением крышки регулируется скорость потока от 40 до 100 м³/час. Располагается установка далеко от дверей, чаще за радиаторами, выше 2 м над уровнем земли. Базовые клапаны регулируются вручную.

Рис. 2 - Приточный клапан КИВ

Автоматические проветриватели (бризеры) настраиваются датчиками влажности, температуры, что экономит время и до 5% расходов на отопление. Внутри корпуса имеется встроенный вентилятор, которому задаются параметры на определенный объем воздуха (мощность 3-7 Вт). Скорость притока регулируется от 12 до 150 м³/час.

Рис. 3 - Автоматический проветриватель (бризер)

Установки создают избыточное давление в помещениях, которое помогает продвигать застоявшийся воздух в каналах с естественной тягой (даже, если тяга слабая). Проветриватели часто комплектуются фильтрами для удаления пыли (тонкой очистки – F или грубой - G), ионизаторами, калориферами для обогрева притока.

Новые поколения бризеров оснащаются системами климат-контроля и целым набором фильтров, задерживающих пыльцу, тяжелые металлы, бактерии. Правда, покупка и эксплуатация прибора (затраты на электроэнергию, замена фильтров) обходятся дорого.

В домах с площадью больше 150 м² рациональнее оборудовать систему воздуховодов с механическим побуждением. Где уличный воздух максимально подготавливается перед поступлением в комнату и разносится вентиляторами в разные помещения по сети воздуховодов. Исключение - индивидуальный приток должен обслуживать кухню, гараж, с/у, ванную.

Рис. 4 - Механическая вентиляция частного дома

4. Места вытяжки

Вытяжные каналы отводят на улицу отработанный воздух, лишнюю влагу, запахи. Места оттока при естественной вентиляции частного дома оборудуются на кухне, в ванной, с/у, при необходимости и в других помещениях. Размещаются воздухозаборные решетки на высоте от 0 до 25 см от потолка.

Для кухонной вытяжки отводится отдельная шахта, которая не учитывается в общих расчетах (включается временно). Если канал единственный, то оборудование подключается через тройник с обратным клапаном. Лопасти открываются, когда вытяжка отключена, тогда помещение проветривается. Шахта считается рабочей, но при расчетах отнимается ее увеличенное сопротивление.

Несколько каналов могут объединяться в один только с установкой вентилятора выше всех примыканий, без него запахи будут перетекать между помещениями. По той же причине организуется индивидуальный приток/отток в технических помещениях (подвал, гараж, топочная). Двери закрываются герметично, чтобы потоки не смешивались с домашним воздухообменом.

5. Планировка и расчет каналов

Сечение воздуховодов зависит от системы вентиляции и объема воздуха, который нужно обслужить. Параметры можно взять из таблицы, принимая за скорость естественной тяги значение 1-2 м/с, механической – 3-5 м/с:

Таблица 2 - подбор сечения воздуховода

Пример расчёта сечения воздуховода: 450 м³/час отводятся четырьмя каналами. Соответственно на каждый приходится 450/4=115 м³/час. Используя таблицу, представленную выше, получаем, что при скорости 2 м/с достаточно трубы Ø140 мм.

Хорошая естественная тяга идет только по вертикальным шахтам (допускается отклонение на 30° длиной до метра). Сужения, врезки замедляют поток, горизонтальные участки его практически останавливают. Механическое продвижение дает стабильную равномерную тягу, где все озвученные нюансы просто учитываются при выборе мощности вентилятора.

6. Какие воздуховоды выбрать?

Круглые трубы с гладкой внутренней поверхностью имеют малое сопротивление, в прямоугольных формах завихрения по углам притормаживают поток. Шершавая поверхность кирпичных каналов и гофрированные трубы имеют максимальное сопротивление движению воздуха. Поэтому стенки шахты из кирпича штукатурят, а «гофру» используют только для гибких поворотов и короткими участками.

Затрудняет движение воздуха скапливающееся статическое электричество на стенках пластиковых труб. Поэтому лучшим материалом для вентиляции в частном доме остаются стальные оцинкованные трубы.

Вентканалы утепляются в холодных зонах (чердак). Переохлажденные стенки шахты замедляют тягу, собирают на себе конденсат. Поэтому зимой канал может полностью покрыться инеем. Слой утеплителя (50-70 мм) исправляет положение.

7. Механическая вентиляция частного дома

Естественная тяга капризна: любая перемена погоды изменяет силу потока. Для умеренного климата – это большая часть года. При этом не всегда получается вписать в интерьер воздуховоды большого сечения.

Невысокие дома и верхние этажи с малым перепадом высоты естественным способом вентилируются слабо. Механическая же тяга работает максимально стабильно и предсказуемо.

Кровельные и канальные вентиляторы создают равномерный поток, обслуживают как один канал, так и систему воздуховодов. Выбираются модели под размер (включая длину) и материал труб. Для вентиляции частного дома достаточно амплитуды скоростей 2-5 м/с. С увеличением показателей растет шум в каналах.

Запас мощности с регулировкой скорости нужен на временные потребности: вывести дым от камина, убрать пар из ванной. Канальные вентиляторы устанавливаются вместо воздухозаборных решеток в устье шахты или на протяжении всей трубы выше всех примыканий. Все установки синхронизируются по скорости.

Кровельные вентиляторы имеют утепленный корпус и монтируются на крыши с углом от 0° до 50°. Одна установка выводит до 500 м3 за час. Скорость настраивается автотрансформаторами (на несколько ступеней) или симисторными регуляторами, которые имеют плавный ход и большую амплитуду регулировок. Зимой механическая вытяжка переводится на малые обороты, но не останавливается.

Механическая вентиляция работает без перебоев, только если обеспечивается равный приток воздуха в помещение. При недостатке тяга «опрокидывается» - по вытяжным шахтам в комнаты затягивается холод снаружи.

8. Нюанс вентиляции верхних этажей

Второй этаж сложно хорошо вентилировать с помощью естественных потоков – малый перепад высоты для тяги. Если уровень отделен входной дверью, он вентилируется по аналогии с первым. Но, если пространство не перекрыто, то на верхнем этаже организуется индивидуальная вентиляция каждого помещения. Иначе на второй этаж будет затягиваться «грязный» воздух с первого. Вариант сложный по реализации для естественной тяги. Поэтому многоэтажные дома чаще оборудуются механической вентиляцией.

Ушло время, когда комнаты проветривались настежь открытыми окнами. Ведь свежий воздух приносил с собою пыль, шум и холод. Современная вентиляция частного дома незаметна, она только ощущается. Хороший сон, отсутствие сырости и постоянно свежий воздух стоят того, чтобы реализовать правильный воздухообмен.