Расчет вентиляции помещений: принципы и примеры расчёта

Воздушный баланс

Рассчитывая принудительную вентиляцию, следует придерживаться положительного баланса. Это означает, что объем приточного воздуха больше, чем объем вытяжного.

Если в доме принято плотно прикрывать двери с плинтусами, нужно оборудовать их решетками для вентиляции. Тогда воздух сможет беспрепятственно циркулировать из комнаты в комнату.

В закрытые помещения воздух подается и удаляется механически.

Соотношение притока и вытяжки в помещениях различного назначения.

Назначение комнаты	Подача	Отток
Гостиная	200 кубометров/ч	200
Спальня	250 кубометров/ч	200
Коридор	—	50
Кухня	100 кубометров/ч	150
Совмещенный санузел	50 кубометров/ч	автономная
Всего (необходимый минимум)	600 кубометров/ч	600

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.

Приточная вентиляция с водяным контуром обогрева требует гидравлической обвязки, которую желательно сделать до чистовой отделки стен. При этом калорифер становится чувствительным к морозу, может промерзать. Электрические установки менее требовательные, но увеличивают потребление энергии в доме.

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

Когда нужна принудительная вентиляция в квартире

схема принудительной вентиляции в квартире

Требования строительных норм и стандартов обязательно учитывают установку при возведении здания системы принудительной циркуляции воздуха. В многоэтажных домах это решение чаще всего воплощается в виде вентиляционных каналов. Проходящие сквозь межэтажные перекрытия каналы выходят через кровлю на крышу.

Внутри здания такая система принудительной вентиляции соединяется с каждой квартирой при помощи вентиляционных отверстий в ванной, на кухне и в туалете. Иногда отверстия оборудуются и в жилых комнатах, но это чаще исключение, чем правило.

Работа такой системы основана на естественной циркуляции воздуха – нагретый, насыщенный парами и легкими газами воздух удаляется из помещения через эти отверстия. При кажущейся надежности и простоте эта система зависит от многих факторов и не всегда обеспечивает полное выполнение возложенных на нее функций.

Сырая погода, загрязнение внутренних поверхностей канала из-за отсутствия своевременного обслуживания или ошибки в проектировании затрудняют циркуляцию воздушных масс.

Еще одной проблемой в квартирах могут стать обычные пластиковые окна. Несмотря на надежность, отличные энергосберегающие свойства и привлекательный внешний вид, именно металлопластиковые окна и являются причиной снижения притока воздуха в квартиру. По сути, именно блокирование притока воздуха извне становится одной из самых серьезных проблем.

Приточный клапан для металлопластикового окна

Закупоренный в объеме квартиры воздух остается без движения – его температура постоянна, циркуляция отсутствует, что приводит к образованию в помещении плесени и повышению влажности. В такой ситуации даже относительно широкие вентиляционные каналы быстро покрываются паутиной и закупориваются.

Система принудительной вентиляции в квартире комплексно решает проблему циркуляции воздуха в помещении. Этому способствует несколько факторов:

при любом типе системы отвод воздуха не будет зависеть от природных факторов;
принудительная вентиляция не подменяет собой уже имеющуюся систему, она дополняет ее и делает ее работу более продуктивной и эффективной;
существующие системы позволяют оснастить квартиру наиболее приемлемой как с технической, так и с потребительской точки зрения установкой;
принудительная вентиляция не влияет на температурный режим в помещении, применяемые технологии обеспечивают и нагрев подаваемого воздуха, и контроль его влажности.

Таким образом, установка принудительной системы вентиляции помещений, соответствующей их качественным и техническим характеристикам, необходима:

в помещениях с отсутствием естественной циркуляции воздуха;
при необходимости избавиться от плесени и грибков;
в квартирах, где проживают люди, склонные к аллергии, имеющие хронические заболевания органов дыхания;
в помещениях с повышенной влажностью.

В квартире

Наиболее простым способом превратить естественную вентиляцию в квартире в качественную принудительную является монтаж настенных бризеров. Например, модель tion clever позволит комфортно чувствовать себя в комнате даже во время аллергического сезона. Вторым плюсом компактных настенных моделей становится доступная стоимость и простотой монтаж. Для любой квартиры с готовым ремонтом бризеры считаются оптимальным вариантом. Их можно подготовить к работе всего за час.

Вторым вариантом обеспечить все комнаты дома или квартиры качественной системой проветривания является создание ПВУ – приточной вентиляционной установки. Но это трудоемкий затратный процесс, планировать который необходимо как одну из опций капитального ремонта.

На потолке создается сеть воздуховодов, по которым принудительно движется воздух. Сердцем системы является громоздкая металлическая коробка с мощным вентилятором внутри. Он способен перегонять сотни кубометров воздуха за час, обеспечивая приток свежего воздуха каждому уголку квартиры. Недостатками варианта являются:

Высокая стоимость. Установка нередко на порядок дороже, чем покупка и монтаж настенного бризера или аналогичной вентиляционной системы.
Трудоемкость. Для прокладки воздуховодов в каждое помещение потребуется создать множество отверстий в стенах, что сопряжено с появлением большого количества строительного мусора.
Понижение высоты потолка. Воздуховоды потребуются спрятать за подвесным потолком, чтобы сохранить дизайн помещения. Основной блок из-за крупных размеров монтируется только на балконе или наружной стене.
Необходимость использовать дополнительные элементы – воздушные клапаны, калориферы и другие.

Качественное принудительное вентилирование комнат – не единственная задача, которую потребуется решить. Необходимо учесть разницу температур между входящими и исходящими потоками воздуха, оптимизировать затраты на обогрев помещений в холодное время года, решить проблему летней жары. Сделать это не слишком сложно, но весьма затратно.

Как сделать самостоятельно?

Обладая теоретическими знаниями, организовать принудительную вытяжную вентиляцию просто. Основу конструкции составляет вытяжной вентилятор. Лучше взять полуавтоматическое устройство с гигрометром и таймером – он будет включаться при повышенной влажности воздуха, а выключаться через установленный промежуток времени.

Ход работ следующий:

Устройство монтируется на выходе вентканала в ванной или туалете, крепится дюбелями или саморезами.
Затем подводится кабель к распределительной коробке. Провод можно сделать внутри стены в специально выдолбленной канавке или поверх неё, прикрыв сверху пластиковым коробом.
Вентилятор подключается к электросети по схеме.

Внимание
Если конструкция устанавливается во влажном помещении, все соединения закрепляются специальными клеммами.

Расчёты

Расчёты составляют основную сложность при самостоятельной установке вентиляционных систем

Во внимание должны быть взяты:

уровень шума;
производительность;
количество вентиляторов, их мощность;
сечение воздуховодов;
наличие вспомогательных устройств, их мощность и виды: рекуператоры, обогреватели и др.

Есть несколько видов расчётов при монтаже принудительной вентиляционной системы. Поговорим о них подробнее.

По кратности

Кратность – одна из основных величин, учитываемая при монтаже принудительной вентиляции. Она обозначает, сколько раз должно произойти воздухозамещение в течение часа. Например, величина «3» будет означать, что за час воздух поменяется трижды.

По площади

При этом виде расчётов за основу берётся размер занимаемой площади. По нормам берётся усреднённый показатель для помещений высотой 3 метра: приток воздуха на 1 кв. метр общей площади составляет 3 кубометра в час. Расчёт по площади оптимален для самостоятельной установки оборудования у себя в квартире или в доме.

Площадь вентканалов

Скорость и объём выдуваемого воздуха влияют на площадь сечения воздуховодов. При выборе типа вытяжки, устанавливаемой в помещении, следует учесть:

принудительная система будет действовать, если скорость отводимого воздуха 3,5 м в секунду;
при естественной вентиляции – примерно 1,5 м в секунду.

Задумав самостоятельный монтаж принудительной вентиляции, нужно взять во внимание расположение комнат, площадь помещения, назначение и др. Перед началом работ требуется качественная подготовка, которая заключается в выборе материалов и грамотном расчёте

Экономить при этом не стоит, ведь оборудование устанавливается надолго.

Принудительная вытяжная вентиляция своими руками

вытяжной вентилятор

Организовать принудительную вытяжную вентиляцию значительно проще, нежели приточную.

Основа системы – это вытяжной вентилятор. Самые удобные полуавтоматические с гигрометром и таймером. Они включаются при повышенной влажности и выключаются через заданное время.

Вентилятор устанавливают на выходе вентканала в туалете или ванной комнате и прикрепляют к стене дюбелями или саморезами. К распределительной коробке подводится провод, в удобном месте устанавливают выключатель.

Кабель можно уложить в специально выдолбленную канавку в стене или прикрыть пластиковым коробом.

Подключить вентилятор к электросети очень просто, к устройству прилагается схема. Если вентилятор устанавливается во влажном помещении, соединения закрепляются клеммами, а не методом скрутки.

Видеоролик о том, как самостоятельно сделать принудительную вытяжную вентиляцию в ванной комнате:

Устройство принудительной вентиляции

вентилятор «улитка» очень мощный, но шумный

Устройство принудительной вентиляции в квартире или коттедже представляет собой соединение элементов различного назначения, которые все вместе выполняют одну задачу:

Решетки для забора воздуха. Они защищают воздуховоды от проникновения мышей, насекомых и мусора. Крепятся с внешней стороны воздуховодов;
Фильтры. Очищают воздух от пыли, пуха. Особенно тонкие осаждают даже пыльцу растений. Существует множество модификаций фильтров разной формы и степени очистки;
Клапаны воздушные. Необходимы для регулировки воздушного потока, подаваемого снаружи. В холодное время года прикрывают систему от ледяных порывов ветра;
Вентиляторы. Создают постоянный напор воздуха в вентканалах;
Звукопоглотители. Это материалы, которые поглощают шум механизмов и аэродинамический шум в воздуховодах;
Калориферы. Обогревают приточный воздух зимой;
Вентканалы или воздуховоды – трубы, по которым двигается воздух;
Автоматический блок. Делая принудительную вентиляцию в частном доме своими руками, как правило, этим блоком пренебрегают. Автоматика управляет системой, включает и выключает вентиляторы, калориферы. Наиболее совершенные модификации изменяют скорость движения лопастей.

Установка принудительной вытяжной вентиляции

Установка принудительной вытяжной вентиляции обычно осуществляется в уже имеющиеся вентиляционные каналы. Для этого варианта чаще всего используются готовые технические решения – вытяжные вентиляторы, фильтры, насадки, воздушные обратные клапаны и декоративные решетки. В качестве блока управления используется выключатель.

Принудительная вытяжка чаще всего устанавливается на кухне, в ванной и туалете – там, где есть вытяжные отверстия. В других комнатах устанавливают вытяжку в исключительных случаях, например, в мастерских художников или скульпторов.

Монтаж принудительной вентиляции начинается с проверки имеющегося воздуховода – воздух должен беспрепятственно проходить по каналу. Проверить это несложно: достаточно поднести зажженную свечу или спичку к решетке. Отклонение пламени будет свидетельствовать о наличии естественной тяги в канале. А вот чтобы узнать о характеристиках воздушного, потока лучше обратиться к специалистам газовой службы. При помощи приборов они определят точный показатель скорости перемещения воздуха.

Но даже если тяга достаточна, рекомендуется очистить канал до крайней верхней точки. Это гарантированно обеспечит нормальный отвод воздушных масс.

Если для всех помещений используется один вентканал, то приоритет рекомендуется отдать вентилятору с функцией работы в фоновом режиме. Для этого минимальная производительность должна быть 60 м³/ч. Для работы в режиме максимальной производительности рекомендуется выбирать модели с производительностью не меньше 180 м³/ч.

Обязательно в канал нужно установить обратный воздушный клапан, это устройство обеспечит защиту от движения потока воздуха в обратном направлении. При установке на кухне принудительной вытяжки, ее оснащают сетчатым фильтром от насекомых и жироулавливающим фильтром. Такое дополнительное оборудование защитит вентилятор от налипания грязи и продлит срок его работы.

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.

Конденсат так же оседает на трубах из-за отсутствия тяги. Это сигнал к пересмотру всей системы. Нужно уменьшить длину воздуховодов, количество поворотов и горизонтальных участков. Летом желательно усилить тягу вентиляторами. При постоянном движении воздуха влага не задерживается.

О принудительной вентиляции

в частном доме вентиляционное оборудование обычно размещают на чердаке

Воздушный поток, образованный с помощью механизмов и подаваемый в помещение и называется принудительной системой вентиляции. По направлению движения воздуха она может быть:

приточной;
вытяжной;
приточно-вытяжной.

По способу доставки воздуха:

с воздуховодами;
без воздуховодов.

Многие владельцы квартир ограничиваются принудительной приточной вентиляцией, когда подаваемый вентилятором воздух создает повышенное давление. Тем самым усиливается вытеснение отработанного воздуха через централизованные вентиляционные каналы.

Еще один способ улучшить воздухообмен – принудительная вытяжная вентиляция. Выходы вентиляционных каналов в кухне, туалете и ванной оснащаются вытяжными вентиляторами. Они создают разрежение воздуха. Для восполнения нехватки, воздух поступает в квартиру через форточки или приточные устройства.

Наиболее действенна принудительная приточно-вытяжная система вентиляции. При которой и приток, и вытяжка воздуха обеспечивается механизмами. Собрать ее самостоятельно не так уж сложно, особенно если воспользоваться нашими советами.

Приточная и приточно-вытяжная модели вентилирования

Установка приточной системы вентиляции воздуха необходима лишь в том случае, если помещение не обеспечивается притоком свежего воздуха в нормальном режиме. Такая ситуация чаще всего случается при модернизации жилища и установке современных металлопластиковых окон.

Рассчитанные на большие офисные помещения окна из металла и пластика надежно обеспечивают герметизацию помещений, но при этом в них устанавливаются промышленные установки кондиционирования. В условиях квартиры металлопластиковые окна просто герметизируют помещения, препятствуя доступу воздуха внутрь. Как результат, циркуляция воздушных масс прекращается, воздух застаивается.

Принудительная приточная вентиляция в таком случае обеспечит движение потоков воздуха. Правда, при этом, кроме вентилятора и фильтров, придется оборудовать систему еще и другими элементами, обеспечивающими нагрев поступающего воздуха. Эти устройства обеспечат энергоэффективность работы вентиляционной системы.

Установка дополнительных вентиляторов, жалюзи, фильтров и рекуператора осуществляется в специальных сквозных отверстиях, проделываемых в наружной стене здания. Такое отверстие – единственный способ установить оборудование принудительного вентилирования, ведь забор воздуха должен осуществляться с улицы.

схема работы рекуператора

Принудительная приточно-вытяжная вентиляция требует для установки несколько каналов. Одни пропускают воздух внутрь, через другие он отводится наружу. Отдельные модели оборудуются жалюзи и регулируемыми клапанами для регулировки потока. Летом просвет увеличивается, а вот в зимние месяцы, наоборот, уменьшается для обеспечения сохранения тепла.

Кроме наружных жалюзи и воздухозаборника, в системе обязательно устанавливается фильтр из нержавеющей металлической сетки. Он обеспечивает надежную защиту от проникновения в жилище мелких грызунов, птиц, крупных насекомых.

Гидрофобный фильтр позволит защитить оборудование от влаги. А специальная система фильтров задерживает продукты горения и частицы загрязнений, находящиеся в воздухе. Регулируемые клапаны дают возможность устанавливать зазор таким образом, чтобы поток успевал нагреваться в холодное время года и охлаждаться в теплое. Кроме этого, регулируемый клапан позволяет обеспечить циркуляцию потоков и без включения принудительной вентиляции. Биофильтр обеспечивает задержку таких опасных аллергенов, как пыльца растений.

Постоянная работа кулера требует снижения уровня фонового шума, для этого в корпус дополнительно вставляются звукопоглощающие элементы. Звуковые барьеры не только поглощают, проникающий со стороны улицы, но и вибрацию работающего электромотора.

Для управления приточно-вытяжной вентиляцией устанавливается блок автоматики. С его помощью устанавливается режим работы оборудования, интенсивность потока, задаются дополнительные параметры, например, температура подогрева и периодичность включения.

Инженерно-технические решения по комплектованию оборудования приточно-вытяжной системы вентиляции квартиры сегодня являются наиболее сложными. Для применения подобного рода устройств необходимо обеспечение высокого уровня безопасности и надежности. Сам процесс их установки требует высокой точности и профессионализма.

Выбор приточной установки

Для выбора приточной установки нам потребуются значения трех параметров: общей производительности, мощности калорифера и сопротивления воздухопроводной сети. Производительность и мощность калорифера мы уже рассчитали.

Для выбора подходящей модели нам нужно отобрать вентустановки, максимальная производительность которых несколько больше расчетного значения. После этого по вентиляционной характеристике мы определяем производительность системы при заданном сопротивлении сети. Если полученное значение будет несколько выше требуемой производительности вентиляционной системы, то выбранная модель нам подходит.

Для примера проверим, подойдет ли вентустановка с приведенной на рисунке вентхарактеристикой для коттеджа площадью 200 м².

Расчетное значение производительности — 450 м³/ч. Сопротивление сети примем равным 120 Па. Для определения фактической производительности мы должны провести горизонтальную линию от значения 120 Па, после чего от точки ее пересечения с графиком провести вниз вертикальную линию. Точка пересечения этой линии с осью «Производительность» и даст нам искомое значение — около 480 м³/ч, что немного больше расчетного значения. Таким образом, эта модель нам подходит.

Заметим, что многие современные вентиляторы имеют пологие вент.характеристики. Это означает, что возможные ошибки в определении сопротивления сети почти не влияют на фактическую производительность системы вентиляции. Если бы мы в нашем примере ошиблись при определении сопротивления воздухопроводной сети на 50 Па (то есть фактическое сопротивление сети было бы не 120, а 180 Па), производительность системы упала бы всего на 20 м³/ч до 460 м³/ч, что не повлияло бы на результат нашего выбора.

После выбора приточной установки (или вентилятора, если используется наборная система) может оказаться, что ее фактическая производительность заметно больше расчетной, а предыдущая модель приточной установки не подходит, поскольку ее производительности недостаточно. В этом случае у нас есть несколько вариантов:

Оставить все как есть, при этом фактическая производительность вентиляции будет выше расчетной. Это приведет к повышенному расходу энергии, затрачиваемой на нагрев воздуха в холодное время года.
«Задушить» вентустановку с помощью балансировочных дроссель-клапанов, закрывая их до тех пор, пока расход воздуха в каждом помещении не снизится до расчетного уровня. Это также приведет к перерасходу энергии (хотя и не такому большому, как в первом варианте), поскольку вентилятор будет работать с избыточной нагрузкой, преодолевая повышенное сопротивление сети.
Не включать максимальную скорость. Это поможет в том случае, если вентустановка имеет 5–8 скоростей вентилятора (или плавную регулировку скорости). Однако большинство бюджетных вентустановок имеет только 3-х ступенчатую регулировку скорости, что, скорее всего, не позволит точно подобрать нужную производительность.
Снизить максимальную производительность приточной установки точно до заданного уровня. Это возможно в том случае, если автоматика вентустановки позволяет настраивать максимальную скорость вращения вентилятора.

Приточно-вытяжная вентиляция

В общем случае вентиляция должна быть и приточной и вытяжной. При этом, производительность обоих видов должна быть сбалансирована, с учетом вероятности поступления воздуха из смежных помещений или его удаления в таковые. Сбалансированный приточно-вытяжной воздухообмен позволяет в значительной степени снизить фактор сквозняков и избежать эффекта «хлопающих дверей».

Однако, на практике, зачастую используют либо приточную (тогда воздух удаляется из помещения через неплотности проемов, окна, форточки, фрамуги), либо вытяжную (когда удаляется теплый и загрязненный воздух, а приток свежего производится естественным путем).

Приточная вентиляция

Производится посредством приточных установок. Вентиляционная приточная установка служит для подачи свежего воздуха в помещение взамен удаляемого.

Приточная установка в современном исполнении может быть как моноблочной, так и наборной. Моноблочные системы имеют большую монтажную готовность и не требуют специальных навыков и знаний при их установке, однако имеют большую стоимость, чем наборные системы приточной вентиляции. Для установки моноблочной системы достаточно закрепить установку на стене и подвести к ней сеть воздуховодов и электропитание.

Приточная установка в качестве основных узлов имеет калорифер, вентиляторы, систему фильтрации и электроавтоматику для управления и контроля.

Если к качеству воздуха предъявляются особые требования, то приточный воздух может подвергаться дополнительной обработке, такой как нагрев, охлаждение, осушение воздуха, увлажнение воздуха, очистка с помощью фильтров и т.д. Приточные установки бывают как промышленного назначения (используются на промышленных объектах), так и бытового.

Вытяжная вентиляция

Является прямо противоположным явлением приточной и предназначена для удаления отработанного воздуха из жилых, производственных и других помещений. Различают общеобменную (осуществляющую воздухообмен для всего помещения) и местную (устанавливаемую непосредственно на рабочем месте).

Как правило, вытяжная вентиляция оправдывает себя на промышленных объектах, когда необходимо удалять избыточное тепло и вредные примеси либо из всего объема воздуха помещения, либо только из определенных мест. Однако, для квартир также может использовать вытяжные установки — на кухнях, в ванных комнатах, туалетах. Работа вытяжной установки может быть основана как на принципе естественного воздухообмена, так и иметь механическое побуждение движения воздуха, например, используя вентиляторы.