Естественная приточно-вытяжная вентиляция: принцип работы

Естественная приточно-вытяжная вентиляция - самый простой и распространенный вид воздухообмена в зданиях. Его можно встретить как в одноэтажных, так и в многоэтажных домах. Чем гравитационная вентиляция отличается от механической и как работает? Достаточно ли этого способа воздухообмена для частного и многоквартирного дома? На чем основаны требования к проектированию и монтажу? Ответы - в этой статье.

Естественная приточно-вытяжная вентиляция - принцип работы

Принцип работы естественной приточно-вытяжной вентиляции основан на эффекте конвекции. Нагретый воздух имеет меньшую плотность в сравнении с холодным, поступающий извне. Благодаря этому он поднимается вверх, через систему вытяжных решеток и вертикальных вентиляционных каналов выводится наружу. Одно из основных условий этого процесса - постоянный приток воздуха извне и хорошая тяга в воздуховодах. Обеспечить эти условия не всегда возможно из-за повышенной герметичности окон и дверей в современных домах, отсутствия воздухозаборников, погодных условий.

От чего зависит скорость и объем воздухообмена?

Корректная работа самотечной установки возможна при условии непрерывной подачи свежего воздуха. Должны соблюдаться следующие условия:

1. Приток свежего воздуха через окна и стены. Многие владельцы домов и квартир стремятся максимально уплотнить окна, чтобы снизить потери тепла. Однако избыточная герметизация препятствует нормальному процессу фукционирования. Решение - установка специальных оконных и стеновых проветривателей (диффузоров, бризеров, клапанов).
2. Разница температур. Температура внутри дома должна быть выше, чем снаружи. Это позволяет создать перепад давления, который позволяет воздуху выходить за пределы здания. Для надлежащего воздушного потока разница температур должна составлять минимум 12°С. Именно поэтому летом естественная приточно вытяжная вентиляция работает хуже.
3. Соответствующая высота вентиляционных каналов. Чем выше воздуховоды, тем лучше тяга. Недостаточная длина вентканала останавливает движение воздуха (на чердаках и последних этажах многоквартирных домов воздухообмен хуже). Хорошее решение - насадки на дымоходы, улучшающие тягу.

Также важно помнить о правильной теплоизоляции воздуховодов. Охлаждение каналов приводит к уменьшению тяги.

Движение воздуха по комнате

При исправной климатической системе холодный воздух проходит через диффузоры и вытесняет более легкий теплый воздух. Вертикальные вентиляционные каналы выводят его за пределы помещения. При составлении схемы естественной приточно вытяжной вентиляции необходимо учитывать следующее: воздух должен поступать из слабозагрязненных помещений в более загрязненные помещения. Это движение воздушного потока обеспечивает корректный обмен всего воздуха в здании.

Для оптимизации процесса рекомендуется оборудовать двери вентиляционным решеткам или щелями в напольной зоне.

Естественная и принудительная: отличия

В чем разница между естественной и механической приточно-вытяжной вентиляцией дома? При самотечной вентсистеме используется тяга, создаваемая воздуховодами. Система требует минимальных затрат на проектирование, монтаж и обслуживание, не расходует электроэнергию. Механическое решение основано на движении воздуха, создаваемом электрическими вентиляторами.

Принудительная вентсистема не зависит от погодных условий за окном и обеспечивает непрерывный воздухообмен даже с закрытыми окнами. Предусматривает возможности регулировки, фильтрации, при установке дополнительных устройств - подогревает или охлаждает воздух. Работает от электросети и требует больших финансовых затрат на установку и обслуживание. Вышеупомянутые различия делают механическую вентиляцию более подходящей для жилых помещений.

Вентиляция приточно-вытяжная с естественным побуждением

Комбинация самотечной и механической вентиляции - оптимальный способ организовать воздухообмен в помещениях, где нет вредных выбросов.

Пример: жилые дома, квартиры, классические офисы. За приток отвечают децентрализованные устройства (клапаны, проветриватели, аэрогиверы, диффузоры). За отток - вентканалы и электровентиляторы в санитарных и кухонных зонах.

Устройство

На правильную работу влияет не только герметичность окон или температура за окном. Не менее важную роль играет размещение ключевого оборудования - воздуховодов и вентиляционных решеток. Наиболее важные аспекты:

• длина вентиляционного канала влияет на качество тяги. Если он слишком короткий, использованный воздух может вернуться в комнату (эффект обратной тяги). Слишком длинный воздуховод создает избыточную тягу и способствует потерям тепла зимой;
• хорошо подобранная насадка на оголовок вентканала защищает от снега, дождей, листвы и мусора;
• решетки для вентиляционных каналов на кухне и в ванной должны быть хорошо изолированы защищены от конденсата;

Учет этих аспектов значительно повышает эффективность приточно-вытяжной вентиляции с естественным побуждением.

Основные элементы

Важнейший элемент самотечной вентиляционной системы - воздуховоды, расположение которых предусматривается проектом дома. И вентканалы, и вентиляционная система должны соответствовать техническим требованиям, указанным в соответствующих строительных нормах.

Второй по важности элемент - вентиляционные решетки (отверстия в стене, через которые воздух из здания выводится в дымоход. Их следует устанавливать в таких помещениях, как кухня , ванная, туалет и в местах, где нет окон, например, в кладовой. Вентиляционные решетки обычно размещают на стене, примыкающей к вентканалу, в максимально высокой точке, вплотную к потолку - с 15-сантиметровым расстоянием.

Вентиляционные каналы

В здании должно быть соответствующее количество вентиляционных каналов. Их длина от решетки в помещении до выхода на крышу должна быть не менее 3 метров. Данные требования закреплены в действующих нормах. Площадь поперечного сечения вытяжного канала должна быть не менее 0,016 м², а наименьший размер поперечного сечения - менее 0,1 м. Допускается комбинация воздуховодов и канала для отвода дымовых газов при условии применения термостойких материалов.

Рекуперация

В систему естественной приточно-вытяжной вентиляции рекуператор встроить нельзя, что является одним из существенных недостатков. Прибор позволяет рекуперировать тепло из отработанного воздуха и снижает расходы на отопление в холодных регионах. Установка агрегата повышает стоимость вентсистемы на 40-50%, но окупается со временем.

Нормативы и стандарты

Условия установки определяются нормами строительного законодательства: СНиП 41-01-2003, СП 60.13330.2020. В документах зафиксирована необходимость установки приточных устройств, если коэффициент инфильтрации воздуха в стеклопакетах менее 0,3 м3/ч. Воздухораспределители должны иметь регулируемую степень открытия. В требованиях к установке диффузоров указано, что их можно монтировать:

• в верхней части окна;
• в оконном проеме;
• во внешней перегородке над окном.

Дополнительно самотечная вентиляция в кухне, ванной, туалете и в подсобных безоконных помещениях должна обеспечивать приток внутреннего воздуха через проемы в нижних частях двери или зазоры между нижним краем двери и полом/порогом. Сечение отверстий или щелей должно быть не менее 220 см2.

К отдельным вентиляционным стоякам следует подключать только однотипные помещения. Не допускается интеграция воздуховодов, обслуживающих квартиры, для удаления воздуха из нежилых помещений (подвалов, прачечных, сушилок, гаражей, подземных парковок).

Разновидности естественных вентсистем

Различают несколько категорий:

• комплекс вентканалов и решеток без механических элементов в составе;
• система с принудительным удалением воздуха (кухонные вытяжки, санитарные зоны);
• гибридный вариант, оснащенная насадками на воздуховоды, усиливающая циркуляцию при падении тяги или ограничивающая работу при сильном ветре.

Механические приточные и вытяжные элементы увеличивает ресурс и возможности системы.

Плюсы и минусы

Преимущества приточно-вытяжной естественной вентиляции в помещении:

• низкая стоимость строительства и отсутствие эксплуатационных расходов;
• простое управление;
• непрерывность работы;
• не требует каких-либо специальных устройств для работы;
• нет компонентов, которые могут выйти из строя.

К недостаткам относятся:

• большие потери тепла;
• зависимость от погодных условий, герметичности окон и здания;
• невозможность регулировки;
• отсутствие фильтрации подаваемого воздуха;
• невозможность контролировать количество входящего и выходящего потоков;
• риск ослабления или реверсирования воздушной тяги;
• большое количество факторов, влияющих на эффективность работы.

Работу такого решения легко нарушить. Корректный воздухообмен зависит от качества проектирования, монтажа, состояния воздуховодов и решеток.

Для каких строений оптимальна?

Естественная приточно-вытяжная вентиляция применяется в помещениях, где нет выброса вредных газов или пыли, а скорость воздухообмена относительно невелика. 

Пример: жилые дома, небольшие промышленные предприятия. Ресурса данной системы для вредных производств, химических, медицинских лабораторий, недостаточно. В этом случае организовать циркуляция воздуха в соответствии с регламентными требованиями можно лишь с помощью механической вентсистемы.

Схема естественной вентсети в многоэтажном доме

Вентиляционные шахты предусмотрены проектом: их монтаж происходит на стадии строительства. Согласно ГОСТ, все санитарные помещениях оборудуются вытяжной вентиляцией. Дополнительно владельцы квартир могут оборудовать портативную приточку, установить межкомнатные переточные решетки и устройства, улучшающие качество воздуха.

Естественная приточно-вытяжная вентиляция в частном доме

Для правильной работы естественной приточно-вытяжной вентиляции в частном доме важно грамотно спроектировать систему воздуховодов, расположить элементы портативной приточки в комнатах, учесть межкомнатные переточные приспособления (решетки, отверстия в дверях). Для качественного проветривания чердака или мансарды используется насадка на оголовок вентканала для усиления тяги при недостаточной длине воздуховода.

Оконный клапан

Современные окна, оснащенные уплотнительными системами, не обеспечивают достаточного приточного воздуха, необходимого для проветривания, поэтому требуют установки дополнительных элементов.

Пример: оконный приточный клапан. Монтируется в раму, содержит элементы ручного или автоматического управления. Целесообразно приобретать окна с заранее установленным прибором. Монтаж клапана притока в стеклопакет может привести к потере гарантии.

Приточное устройство в стене

Стеновой клапан, проветриватель, аэрогивер - разновидности портативных приточных приборов, которые монтируются в стену. Отличаются функциональными возможностями. Клапан и проветриватель просто подают свежий воздух. Некоторые модели имеют встроенный фильтр грубой очистки и нагреватель. Аэрогивер, или бризер, - более современный прибор. Фильтрует, нагревает/охлаждает и ионизирует воздух. Поддерживает управление с пульта ДУ.

Межкомнатные решетки

Воздух, поступающий в помещение, должен пройти через всю квартиру, на пути к вентиляционным вытяжным решеткам. Чтобы это стало возможным, необходимо оставить зазор в 80 см2 под дверными полотнами между комнатами (можно обрезать дверь на 1 см по всей ширине). Под дверью в кухню, ванную, туалет и гардеробную зазор должен быть больше – 200 см2. Можно обрезать дверь на 2,5 см или установить решетку внизу.

Расчет воздухообмена

В жилом доме должно прежде всего обеспечиваться надлежащее количество воздуха, подаваемого в отдельные помещения. Минимальные значения определены регламентом:

• кухня, оборудованная газовой или угольной плитой: 70 м3/ч;
• кухня с внешним окном, оборудованная электрической плитой: в квартире до 3 человек - 30 м3/ч, в квартире более трех человек - 50 м3/ч;
• ванная: 50 м3/ч;
• санузел раздельный - 30 м3/ч;
• гостиная, отделенная от ванной комнаты и кухни более чем двумя дверями - 30 м3/ч.

Расчеты, связанные с размерами каналов или труб, должны производиться в соответствии с положениями о технических условиях.

Проектирование

Проект основывается на трех параметрах - высоте вентиляционных каналов, диаметре сечения и возможности подачи воздуха в дом (окружение здания и расположение против господствующих ветров). Для устранения выхода из строя системы необходимо позаботиться о периодических осмотрах. Правильно спроектированная и построенная установка имеет низкий процент отказов.

Монтаж

При выполнении работ по установке приточно-вытяжной вентиляции важно соблюдать следующие правила:

1. Если хотите проложить вентиляционный канал горизонтально, то важно учитывать, что на каждый метр горизонтальной прокладки, должно приходится не менее 3-х метров вертикальной.
2. Внутренняя поверхность воздуховода должна быть гладкой: любые неровности нарушают тягу дымохода.
3. Если для кладки используется традиционный кирпич, работа должна выполняться с особой точностью. Полости в швах, подтекание раствора или дефекты по краям отдельных элементов недопустимы.
4. Все изгибы и отклонения от вертикали не должны превышать 30°.

При монтаже оголовков важно предусмотреть специальные насадки для изоляции от погодных факторов.

Техобслуживание и сервис

Естественная приточно-вытяжная вентиляция состоит из вытяжных каналов и вентиляционных решеток. Оборудование требует регулярного осмотра и очистки, поводом к которому может быть ослабление или отсутствие тяги. Косвенное свидетельство неисправной системы - скопление и перетекание запахов из одного помещения в другое, избыточная влажность. Для проверки состояния вентсети рекомендовано обращаться к специалистам.

Проверка исправности

Существуют простые бытовые способы: с помощью салфетки и пламени. В первом случае проверяется наличие движения воздуха (если она есть, салфетка должна «прилипнуть» в решетке). Во втором - эффект обратной тяги (выявляется при отклонении пламени). Если первый способ достаточно безобиден, второй опасен из-за риска возгорания скопившегося мусора в канале. Использовать его не рекомендуется. Более профессиональный способ проверить исправность вентсети - проверка скорости движения воздушного потока с помощью анемометра.

Также можно обратится к специалистам за профессиональным техническим обслуживанием вентиляционных систем.

Вывод

Естественная приточно-вытяжная вентиляция - это воздухообмен в помещении на основе движения воздуха, вызванного физическими явлениями: перепадом температур, ветром. Достоинством естественной вентиляции является автономная и бесшумная работа, не требующая источника питания. Недостатком - большие потери тепла в помещениях и отсутствие регулирования.

При механической вентиляции теплопотери значительно ниже (на 30-40%), что выражается в меньших затратах на отопление здания. В связи с этим рентабельность является дискуссионной.