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.

Отличия от искусственной

Уже приведенное описание показывает, что в естественной вентиляции не применяются вентиляторы и электрические моторы. Она способна обеспечивать подачу воздуха через неплотные участки оконных и дверных конструкций. Поскольку никакое дополнительное оборудование не требуется, нет расхода электрической энергии, общая стоимость заметно меньше, сокращаются и эксплуатационные затраты.

Есть ряд слабых мест, не позволяющих считать естественную вентиляцию действительно универсальным решением. Реальная эффективность ее действия лимитирована внешними факторами, влиять на которые люди не в состоянии. Очень часто возникают ситуации, когда естественное проветривание оказывается почти бессильно и не обеспечивает требуемого обновления воздуха в помещении.

Использование механических блоков полноценно решает эти проблемы. Воздушные потоки рассредотачиваются максимально равномерно, может быть обеспечен качественный обогрев. Механическая вентиляция превосходит естественную и по качеству очистки приточного воздуха. Естественная и механическая вентиляция одинаково полноценны, у них есть свои особенности, преимущества и сфера применения. Так что нельзя однозначно сказать, какой вариант лучше.

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.

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.

Предлагаем ознакомиться Вентиляция с рекуперацией в квартире. Без воздуховодов и СМС

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.

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.

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.

Как сделать своими руками?

Разобравшись с предпочтительным способом обустройства, можно браться уже за решение задачи по организации вентиляции своими руками. Сначала размечают на схемах и чертежах местонахождение всех каналов и используемых для вытяжки шахт. В этот же момент проводится расчет объема воздуха, который должен быть удален из помещений сквозь всякий канал.

Чтобы рассчитать гравитационное давление, ориентируются на температуру уличного воздуха 5 градусов. Расчетное значение температуры комнатного воздуха принимается в 18 градусов тепла. Только затем вычисляют необходимую площадь сечений вытягивающих каналов. Когда этот показатель определен, надо принять размеры каналов, кратные величине кирпичей, и дополнительно рассчитать реальный темп перемещения воздуха. Таблицы, используемые для аэродинамических расчетов, составлялись для стальных каналов круглой формы.

Предлагаем ознакомиться Вентиляция и кондиционирование фитнес клубов, спортзалов

А потому, если предстоит использовать прямоугольные отводные линии, расчетным показателем становится эквивалентный диаметр. Он должен быть таким, чтобы понижение давления из-за силы трения оказывалось тем же самым, что в круглом канале при идентичной скорости газового потока. Нельзя забывать про коррективы, связанные с шероховатостью неметаллических конструкций.

При монтаже отверстия вытяжек прикрывают решетками жалюзи, ставящимися на 50-70 см ниже потолка. Целесообразно, чтобы эти решетки были:

• на кухне 0,2-0,25 м;
• в ванной и туалетной комнатах 0,15 м;
• в совмещенных санузлах 0,15-0,2 м.

Если дом построен из кирпича, каналы для вытяжки должны быть размещены в толще стен. Когда канал показан на схеме для каждого этажа, требуется перенести его в план чердачного помещения. Размечают обязательно, какое количество воздуха удаляют из каждого отдельного помещения. Размещение вентилирующих каналов внутри стен позволяет сохранить конструкцию неизменно в тепле. Приточные клапаны рекомендуется ставить в стенах, так как подобные устройства эффективно поглощают все звуки.

К сведению! Сократить засорение комнаты пылью помогает приклеивание пакета в нужных местах. Именно туда высыпется всевозможный мусор. Изначальное отверстие глубиной 70-100 мм делается при помощи перфоратора с коронкой. Когда отверстие пройдено, из него выбирают грязь пылесосом, а затем вставляют уплотнитель. Туда же вводят трубку, достигающую конца стены, а с улицы монтируют решетки с акустическими козырьками.

При этой работе непременно требуется страховка. Трубу вводят в середину корпусного отверстия, а после выравнивания конструкции делают разметку. Теперь нужно сверлить 4 отверстия. Вкручивают дюбели, корпус монтируется на стене. Ставят глушители с фильтрами. Смонтированные клапаны требуется прикрыть крышкой. Рекомендации специалистов таковы:

• лучше всего ставить шахту в центре дома;
• выбор круглых воздуховодов может быть оправдан только при значительном доступном месте;
• чем жестче труба, тем эффективнее движение воздуха по ней.

О том, как сделать естественную вентиляцию своими руками, смотрите в следующем видео.

Основные правила и рекомендации

Нормативные данные об объеме воздухообмена приведены в СП 44.13330.2011, СП 66.13330.2012 и уже указанном выше СНиП 41-01-2003.

Естественная система вентилирования должна обеспечивать:

• В основных помещениях, таких как гостиная, спальни, детские комнаты, величина воздухообмена на каждого человека должна составлять не менее 30 м3/ч;
• Для кухни постоянный воздухообмен по правилам составляет 100 м3/ч. Из них на обслуживание электроплиты — 60 м3/ч, на 1 конфорку газовой варочной плиты — 80 м3/ч;
• В душевой и ванной постоянный воздухообмен должен быть менее 75 м3/ч;
• В туалетах с одним унитазом 50 м3/ч, если установлено биде, то его надо увеличить на 25 м3/ч. В совмещенных санузлах нормы на каждый сантехнический прибор суммируются;
• В кладовой и гардеробной постоянный воздухообмен равен 10 м3/ч, та же цифра и в режиме обслуживания.

Если естественная система не справляется с нормативным воздухообменом, на приток или вытяжку ставят вентиляторы.

Нормативные данные о воздухообмене нужны для расчетов производительности приточников и диаметра вытяжных каналов

Трубы для устройства вентиляционных каналов желательно подбирать одного диаметра. Все элементы воздуховода должны быть закреплены ровно и надежно. Чем меньше поворотов вентиляционных каналов, тем выше эффективность вентиляционной системы.

Приточные отверстия естественной системы должны располагаться не выше 1,5 м от уровня земли, чтобы была возможность их очищать и обслуживать.

Чем длинней и шире воздуховод, тем сильней тяга. Рассчитать необходимые размеры воздуховода можно, воспользовавшись одним из онлайн-калькуляторов.

Преимущества и недостатки естественного воздухообмена

Как и любая инженерно-техническая система естественная разновидность не лишена недостатков, но и обладает вескими преимуществами. Чтобы наверняка определиться, устраивать ее или нет, стоит сравнить список плюсов с перечнем минусов.

Положительные стороны:

• Лёгкая и недорогая установка. Это самый дешевый вариант организации стабильного воздухообмена.
• Низкие расходы на обслуживание. Если в системе нет механических приборов, то она нуждается всего-лишь в периодической чистке.
• Энергонезависимость. Не потребляет электроэнергию, за исключением установки дополнительных электроприборов.
• Предельно тихая работа. Отличается пониженным шумом.
• Инженерная гибкость. Вентиляцию можно модернизировать, доукомплектовать различными устройствами. Есть возможность регулировки производительности системы.

Отрицательные стороны:

• Нестабильность тяги. Ее зависимость от атмосферного давления и конкретных погодных условий. Эффективность работы естественной вентиляции летом может быть недостаточной.
• Формирование сквозняков. В зимний период сильная тяга может не только доставить жителям дома дискомфорт сквозняками, но и существенно увеличить теплопотери. Отсюда вытекают повышенные расходы на отопление помещения. Стоит отметить, что существуют различные пути решения этой проблемы.

Организовать систему естественной вентиляции в частном доме под силу каждому. Ее несовершенство компенсируется простотой конструкции и минимальными расходами на обслуживание.