Вентиляция в доме: естественная и искусственная – требования, разновидности и особенности

Сухие строки научного определения гласят, что вентиляция частного дома представляет собой процесс специально организованного воздухообмена (от латинского ventilatio – проветривание) в жилых и хозяйственных помещениях здания, с целью поддержания требуемых санитарно-гигиенических параметров воздушной среды (состава воздуха, его чистоты, температуры, влажности). Еще вентиляцией называют комплекс технических средств и мероприятий, обеспечивающих регулируемую циркуляцию воздуха в отдельном помещении и во всем здании.

Итог всех этих слов один – чтобы в доме был свежий воздух, надо устанавливать дополнительное оборудование, а какое именно – разбираемся в этой статье.

Грамотное обустройство вентиляции, как в многоквартирных домах, так и в частных застройках, это удел специалистов, так как здесь понадобится сделать большое количество расчетов. При этом, владельцам частных домов не помешает узнать основы принципов действия вентиляции – это поможет хотя бы в общих чертах понимать какие потребуется выполнить работы и в какую сумму они обойдутся.

Зачем в частном доме нужна вентиляция

Качество воздуха должно в полной мере обеспечивать комфортное состояние человеческого организма. Это в один голос утверждают ГОСТы и СНиПы, регламентирующие параметры микроклимата в помещениях. К важнейшим факторам комфортного микроклимата относятся следующие показатели воздушной среды:

• чистота и степень свежести воздуха;
• температура и влажность воздуха.

Чтобы эти показатели всегда оставались в допустимых пределах, обустраивается система вентиляции в частном доме, схема которой индивидуально рассчитывается для каждого отдельного случая.

Перед вентиляцией ставятся две основные задачи:

• удаление во внешнюю среду воздуха с повышенным содержанием пыли и углекислого газа;
• приток чистого, насыщенного кислородом воздуха с улицы.

Требования к вентиляции – нормы расхода воздуха

Базовыми показателями для проектирования вентиляционной системы служат нормы расхода поступающего воздуха и кратности воздухообмена, предусмотренные соответствующими СНиПами:

На заметку! Кратностью воздухообмена или вентиляции называют отношение объема поступающего в течение одного часа воздуха к объему помещения. Параметр кратности характеризует почасовое количество обновлений воздуха.

• Вентиляционная система должна обеспечивать подачу воздуха в количестве не меньшем, чем требуется для комфортного нахождения в помещении людей. Для одного человека это 30 м³/час, если на него приходится площадь помещения больше чем 20 м² или 3 м³/час на каждый квадратный метр, если на одного человека выделено площади меньше 20 м².
• Для жилых и связанных с ними помещений с определенным функционалом, расход воздуха определяется следующими нормами:

1. В жилую комнату должно поступать минимум 3 м³/час, на каждый квадратный метр площади.
2. В ванную и туалет – 25 м³/час.
3. В совмещенный санузел – свыше 50 м³/час.
4. На кухню – в зависимости от типа печи и количества конфорок: электрическая и газовая двухконфорочная – 60 м³/час; газовая четырехконфорочная – 90 м³/час.

• Кратность воздухообмена частного дома должна быть в следующих пределах:

1. не менее одного объема в час, если в помещении постоянно находятся люди;
2. не менее одного объема в 5 часов (0,2 объема/час) для технических помещений.

Обратите внимание! Приведенные нормативы рассчитаны для температуры воздуха в помещениях +18 °C и наружного воздуха +5 °C.

Методики расчетов параметров вентиляции

Точный расчет вентиляции в частном доме выполняется на специализированном программном обеспечении, для работы с которым надо как минимум знать в каком порядке и какие данные использовать. Поэтому для того чтобы сделать один раз и по уму, начинать нужно с разработки индивидуального проекта вентиляции частного дома.

Но наряду с такими расчетами, существуют методики простейших вычислений, которые дадут возможность примерно оценить необходимые параметры.

• По нормам потребления. Согласно СНиП, потребление воздуха одним человеком (Vнорм) примерно равняется 60 м³/час. Значит, чтобы рассчитать производительность вентиляции, используется формула V=Vнорм*N, где N – количество постоянно проживающих жильцов дома.

  Но проблема этого подхода заключается в том, что жильцы могут находиться в разных помещениях или собираться в одном. По этой причине такой подход используют только при воздушном отоплении (воздушных климатических системах) с циркуляцией воздуха внутри дома и с подмесом свежего в указанных количествах.

• По кратности обновления воздуха (расчет по площади). Нормативы СНиП требуют, как минимум, однократного почасового обновления воздуха. Если при этом для комфортного самочувствия людей в помещении однократной циркуляции воздуха недостаточно, используют формулу V=K*S*H, где K – кратность воздухообмена, S – общая площадь частного дома, H – высота потолков. Показатель кратности варьируется от 1 до 3.

Такой подход встречается наиболее часто, но связан со значительно большим объемом подаваемого в дом и удаляемого из него воздуха, чем при предыдущем случае.

Требования СНиП по кратности воздухообмена в таблице:

Естественная и принудительная вентиляция

Все вентиляционные системы делятся на два основных типа:

• Природная (конвективная или естественная) вентиляция. Циркуляция воздушных масс здесь происходит так же, как и в природе – под влиянием тяги, что возникает вследствие разности температур, а значит и давления воздуха в помещении и снаружи дома;
• Искусственная (принудительная) система воздухообмена, которая осуществляется нагнетателями воздуха типа вентиляторов или компрессоров.

Естественная вентиляция – принципы функционирования и особенности

Принцип функционирования природной вентиляции это конвекция – движение теплых воздушных потоков в верхнюю часть помещения и замещение ушедших воздушных масс уличным холодным воздухом, который притекает снизу. Кроме разницы температур, здесь на скорость циркуляции воздуха еще влияет скорость ветра.

Ранее для поступления воздуха в дом использовались неплотности окон и дверей. Однако современные пластиковые окна лишены таких микрощелей и приходится целенаправленно монтировать в раме или стенах вентиляционные клапаны. В свою очередь, «отработанный» воздух уходит из дома через выводные каналы, расположенные в кухне, туалете и других комнатах.

У естественного воздухообмена отмечают следующие преимущества:

• экономичность, так как для перемещения потоков воздуха не требуется дополнительное оборудование;
• энергонезависимость;
• безаварийность работы;
• бесшумность.

К недостаткам относят:

• слабая интенсивность воздухообмена, не всегда способная полноценно бороться с накоплением неприятных запахов или образованием конденсата;
• слабая эффективность циркуляции вследствие зависимости тяги от высоты здания и времени года;
• почти полная невозможность регулирования интенсивности воздухообмена (можно использовать заслонки, но они могут только уменьшить тягу, а значит, далеко не всегда помогают);
• летом воздуха почти не двигается, поскольку температуры внутри дома и снаружи практически выравниваются;
• большой отток тепла на улицу, что существенно повышает расходы на отопление;

Это важно! Зимой повышается сила тяги в воздушных каналах, так как разница температур изнутри и снаружи становится значительной. Это приводит к росту потерь тепла до 40% от объема всех теплопотерь всего дома!

• при установке герметичных стеклопакетов, естественный приток воздуха практически прекращается.
• необходимость дополнительно в окнах или наружной стене монтировать специальные приточные клапаны.

Особенности искусственной вентиляции

Циркуляция воздушных масс в системе искусственной вентиляции осуществляется принудительным путем за счет работы электромеханического оборудования. Свежий воздух с улицы через воздухозаборник поступает в вентиляционный блок, распределяющий воздух по комнатам жилого дома. Отработанный воздух принудительно отсасывается из помещений и через вытяжные воздуховоды выбрасывается на улицу.

В состав вентиляционного оборудования принудительной циркуляции входят следующие элементы:

• вентилятор;
• фильтр очистки воздуха;
• шумоглушитель;
• воздухонагреватель/калорифер;
• воздушный клапан.

Еще в современных системах к перечисленному оборудованию может добавиться рекуператор – устройство, которое за счет отбора тепла у выводящегося наружу воздуха, нагревает поступающий.

При монтаже вентиляционной сети потребуются:

• воздуховоды;
• решетки воздухозаборные, диффузоры, анемостаты.

Преимущества искусственной вентиляции:

• автономная работа, не зависящая от условий окружающей обстановки (температуры и давления, высоты здания);
• возможность доведения параметров подаваемого в дом воздуха до необходимых значений, для создания комфортного микроклимата (очистка от пыли, подогрев/охлаждение, увлажнение/осушение).

Недостатки принудительной вентиляции:

• энергозависимость технических средств и значительные затраты энергоресурсов на подогрев большого объёма приточного воздуха, обеспечивающего необходимую кратность воздухообмена, особенно в зимний период;
• значительные расходы на приобретение оборудования;
• необходимость регулярного эксплуатационного обслуживания.

Смешанный тип вентиляции

Если нет необходимости устраивать принудительное вентилирование во всех помещениях дома, то можно рассмотреть вариант со смешанной вентиляцией. Так принято называть совместное применение естественной циркуляции с установкой механических вытяжек и вентиляторов. Обычно принудительную вентиляцию используют на кухне или в санузлах, а воздухообмен в остальных помещениях происходит естественным способом.

Схемы работы вентиляции

В практике обустройства вентиляционных устройств, в зависимости от выполняемых функций, определены четыре вида вентиляции:

• Приточная вентиляция в частном доме – подает воздух с улицы в помещение. Когда в доме установлены стеклопакеты, то используется режим «микропроветривания» или специальные клапаны.

  Но интенсивность поступления воздуха зависит от погодных условий и не всегда способна обеспечить комфортный микроклимат. Для искусственной вентиляции устанавливаются дополнительные вентиляционные каналы и приборы, очищающие уличный воздух и нагревающие его до комнатной температуры, используя электрический или водяной калорифер.

• Вытяжная вентиляция в частном доме – удаляет «отработанный» воздух из дома на улицу. Если не нужна большая интенсивность воздухообмена, то обходятся средствами естественной вентиляции через готовые вентиляционные каналы.

  Но из-за явных недостатков естественной вентиляции, чаще обустраивают принудительные вытяжки c вытяжными вентиляторами. Их устанавливают как в вентиляционных каналах, так и в запотолочном пространстве.

• Приточно-вытяжная вентиляция в доме – в этом случае организовываются два параллельных разнонаправленных воздушных потока. Первый – это подача насыщенного кислородом воздуха в помещение, а второй – вывод «отработанного» воздуха наружу.

• Воздушная климатическая система (воздушное отопление) в доме – в этом случае внутри дома устраивается циркуляция внутреннего воздуха с подмесом в него приточного воздуха и удалением вытяжного воздуха из санузлов и технических помещений. Преимущество такой системы в том, что на приток надо значительно меньше свежего воздуха (по 60 м³/ч на жильца) и соответственно меньше воздуха удаляется через вытяжку вместе, а значит и меньше тепла уходит зимой из дома. Кроме этого, легко можно организовать подогрев или охлаждение циркулирующего в доме воздуха, его очистку и увлажнение, т.е. можно обойтись без традиционной водяной системы отопления и кондиционирования сплитами. По этой причине такое комплексное решение часто используется в «умных домах».

Рекуператор

При обустройстве приточно-вытяжной вентиляции в частных домах, ощутимую экономию дает использование систем с подогревом приточного воздуха, получившие название «приточно-вытяжная вентиляция с рекуперацией».

Под рекуперацией подразумевается процесс утилизации тепла внутреннего вытяжного воздуха с температурой t_в, выбрасываемого в холодный период с высокой температурой на улицу, для нагрева приточного наружного воздуха. Процесс утилизации тепла происходит в специальных утилизаторах теплоты: пластинчатые рекуператоры, вращающиеся регенераторы, а также в теплообменных аппаратах, устанавливаемых отдельно в воздушных потоках с различной температурой (в вытяжных и приточных установках) и соединяемые промежуточным теплоносителем (гликолем, этиленгликолем).

Последний вариант наиболее актуален в случае, когда приток и вытяжка разнесены по высоте здания, например, приточная установка – в подвале, а вытяжная – в чердачном помещении, однако эффективность рекуперации таких систем будет значительно меньше (от 30 до 50% в сравнении с ПВУ в одном корпусе.

Это важно! Включение рекуператора в приточно-вытяжную систему позволяет сберегать до 70-90% тепла выводимого комнатного воздуха.

Рабочая область энтальпийного рекуператора выполнена из полимерной мембраны, которая пропускает молекулы водяного пара из вытяжного (увлажненного) воздуха и передает приточному (сухому). Смешения вытяжного и приточного потоков в рекуператоре не происходит, так как влага пропускается через мембрану посредством диффузии из-за разницы концентрации пара с двух сторон мембраны.

Особенности вентиляции помещений частного дома

Любое из помещений частного дома, жилые и технические, нуждаются в качественном воздухообмене, соответствующем функциональному предназначению помещения. При обустройстве вентиляционной системы дома необходимо учитывать эти особенности.

Вентиляция подпольного пространства

Для подполов частных построек характерно наличие сырых непроветриваемых зон, которые в условиях высокого уровня сырости, отсутствия солнечного света и затхлого воздуха являются излюбленным местом распространения разнообразных грибков. Быстро разрастающиеся колонии микроорганизмов разрушающе воздействуют на древесину, бетон и металлические конструкции.

Для вентиляции подпола частного деревянного дома организуют вентилируемые проемы в цоколе по всему периметру фундамента, создающие естественную циркуляцию воздушных масс под полом. Размеры цокольных вентиляционных проемов для прямоугольных отверстий должны быть не менее 100 мм, а для круглых – от 120 мм. Высота расположения отверстий – в пределах 300 мм от поверхности грунта.

Если естественная вентиляция не справляется с сыростью и затхлостью, ей на помощь привлекают механические средства принудительной циркуляции – вентиляторные установки, размещенные на противоположных сторонах. Режим работы вентиляторов определяют в соответствии с поставленной задачей. Они могут работать по полчаса несколько раз в день либо включаться на более длительный период.

Вентиляция верхних этажей

При использовании естественной вентиляции в двух или трехэтажных частных домах самой большой проблемой являются лестничные марши, которые можно рассматривать как большие вентиляционные каналы. По лестницам наверх поднимается уже «отработанный» воздух с первого этажа, а значит, в здании будет перепад температур и уровня влажности между нижними и верхними этажами.

Проектировщики и строители решают эту проблему, перекрывая доступ воздуха с лестницы на этажи, либо изолируя каждое помещение отдельно. Но второй вариант практически не используется из-за своей сложности, ведь по сути здесь придется сделать отдельную вентиляцию в каждой комнате отдельно.

Обычно, двери с лестничного пролета на этаж должны быть закрыты для нормального функционирования естественной вентиляции

На мансарде всегда приходится устанавливать принудительную вентиляцию, поскольку нормативная естественная тяга не обеспечена из-за малой высоты вентиляционных каналов.

Вентиляция кухни

Для вентиляции кухни строителями частного дома необходимо предусмотреть отдельный вентиляционный канал, в который будет засасываться поток выводящегося воздуха.

Канал монтируют из листовой оцинкованной стали или других нержавеющих материалов. Поверхность канала должна быть гладкой, чтобы на ней не оседали жирные пары с кухни и сажа от плиты. Входное и выходное отверстия канала защищены решетками.

Как и во всем доме, циркуляция воздуха на кухне производится естественным и принудительным способами. Т.е. открываются форточки и окна, или приобретается вытяжка. Последний вариант явно предпочтительнее, так как неспособность естественной вентиляции справится с запахами, которые появляются при приготовлении пищи, не подлежит сомнению.

Так как кухонная плита это постоянный источник достаточно сильных запахов, то область над плитой больше всего нуждается в вентилировании и именно над ней размещают выводной канал естественной вентиляции или электромеханическую вытяжку.

При установке вентиляции в зоне газовой плиты, прежде всего, необходимо сопоставить количество горелок с объемом кухонного воздушного пространства. Нормы требуют:

• для кухонного помещения объемом более 8 м³ допускается установка плиты с двумя горелками;
• на кухню объемом 12 кубов – не более трех горелок;
• на кухню в 15 кубов – 4 горелки.

При соблюдении этого норматива для качественного воздухообмена кухни с газовой плитой достаточно скорости воздухообмена 140 м³/час, а с электрической – 110 м³/час.

Вентиляция бани

У воздуха в бане есть своя отдельная специфика – во время банных процедур влажность достигает 100%, а когда баня не используется, то все как раз и зависит от качества воздухообмена в помещении. Для комплексного решения этих вопросов применяется смешанная вентиляция.

Но так как механическая часть нужна только на время работы бани, то, по сути, делается максимально эффективная естественная вентиляция и к ней добавляются вентиляторы. Таким образом, во время работы мощность вентилируемой установки позволяет с комфортом париться в бане, а во время её простоя естественная вентиляция проветривает помещение.

Технически это выражается в обустройстве одного-двух приточных каналов и выводного, на который устанавливается вентилятор (желательно, с регулируемым количеством оборотов лопастей).

Это важно! При обустройстве бани нельзя забывать о вентиляции пола. Для этого напольное покрытие набирают из досок с зазором 5 мм между ними.

Советы, рекомендации, нюансы

Нередко владельцы частных домов снисходительно относятся к требованиям по вентилированию собственного дома, особенно, если они могут повлечь дополнительные расходы. Приведем некоторые заблуждения относительно применения технических средств в жилых помещениях.

• Установка кондиционера решит все проблемы вентилирования.

Кондиционер в состоянии изменить показатели воздуха, охладить или нагреть воздух, осушить его. Но он не создает круговорота воздуха. В доме с работающим кондиционером установится комфортная температура, но через пару часов организм почувствует недостаток кислорода и переизбыток углекислого газа.

• Если установить вытяжной вентилятор, этого будет предостаточно для хорошего проветривания дома.

В случае установки пластиковых герметичных стеклопакетов и дверей приток воздуха отсутствует, значит, будет отсутствовать и вытяжка/удаление воздушных масс. Через несколько минут работы вытяжки в помещении установится давление, которое просто не будет выталкивать воздух к лопастям вентилятора.

• Периодическое проветривание или открытое окно на режим микропроветривания решит все вопросы.

Полноценно вопрос вентиляции решен не будет, так как остаются достаточно большие промежутки времени, в течение которого проветривать дом не удастся, например, ночью. Если летом это решаемый вопрос, то микропроветривание в зимнее время чревато сквозняками, которые быстро выстудят помещение, не дав ему проветриться.

• Использование оборудования с нагревателем позволит эксплуатировать его при самых низких температурах

Как правило оборудование с рекуперацией имеет ограничения по минимальной температуре уличного воздуха. Связанно это с возможностями рекуператора и ограничение составляет -25…-30 ^oС. Если температура будет понижаться – конденсат из вытяжного воздуха будет замерзать на рекуператоре, поэтому при сверхнизких температурах используется электрический преднагреватель или водяной преднагреватель с незамерзающей жидкостью.

Заключение

Несмотря на доступность информации, у рядового потребителя все еще сильно предубеждение, что оборудование для вентиляции домов представляет собой огромные воздуховоды, упрятанные за подвесными потолками, жужжащие вентиляторы и вообще, это будет стоить очень дорого.

Чтобы изменить подобное мнение, достаточно один раз увидеть (и услышать) работу правильно организованной системы вентиляции. Правда тут проблема в том, что вы ничего не услышите и не почувствуете, ведь отсутствие посторонних запахов и звуков это признак качественной работы оборудования.