что такое естественная вентиляция в помещении
Как работает естественный тип вентиляционной системы
Среди существующих типов систем естественная вентиляция наиболее доступна с финансовой точки зрения. При строительстве любого здания всегда присутствуют неплотности в проёмах окон, дверей, при укладке строительного материала, что способствует проникновению воздуха внутрь помещения. Его вытяжка обеспечивается воздействием внешних факторов, а также взаимодействием воздушной среды снаружи и внутри посещения.
Назначение и преимущества
Естественная вентиляция представляет собой систему, которая исключает использование любых устройств, принудительно побуждающих к движению воздушные потоки. Как правило, это вентиляторы любой мощности.
Циркуляция воздуха осуществляется лишь посредством проникновения воздуха через открытые окна, двери, форточки. Также воздух проникает сквозь всевозможные щели.
Применяется вентиляция с естественным побуждением в любом строении. И лишь, если данный тип системы не справляется с обслуживанием помещения, может быть задействовано одно или несколько устройств, задачей которых является нагнетание воздуха и ускорение его вытяжки. В каждом из видов: естественная и механическая вентиляция, есть свои особенности, но первый из указанных имеет ряд ощутимых преимуществ:
Основные виды естественной вентиляции:
Когда проектируется естественная вентиляция принцип работы играет первостепенную роль, так как циркуляция в помещении зависит исключительно от того, насколько верным был расчёт. При малейших ошибках воздухообмен может быть недостаточным, что приведёт к ряду негативных последствий, включая образование застоя воздуха, увеличение уровня влажности, образование грибка и плесени.
Особенности обустройства
В каждом из видов объектов циркуляция воздуха происходит с учётом различных особенностей строения. Так, естественная вентиляция в частном доме обеспечивается помимо специально для этого предусмотренных отверстий (форточки в окнах, щели под дверью) также посредством основного строительного материала, из которого строился дом.
Дерево, будь то брус или доски, способно “дышать”, то есть воздух проникает в помещение через поры данного материала. Каркасный материал и кирпич лишены этого свойства, а значит, естественная вентиляция дома рассчитана только на достаточную пропускную способность форточек и щелей в окнах.
Внутри жилого помещения воздушные потоки циркулируют благодаря щелям под дверью между комнатами. Вытяжная система сконцентрирована вблизи помещений специального назначения, так как в них ощутимо увеличиваются значения всех параметров воздушной среды. В жилом помещении – это кухня и санузел. По такому же принципу обустраивается и естественная вентиляция в многоэтажном доме. С одним лишь отличием: имеется общая для всех квартир центральная магистраль, от которой расходятся ответвления. Именно данные каналы подводятся к кухням и санузлам всех квартир.
Составление проекта
Одним из первых шагов является расчет естественной вентиляции. Прежде всего, необходимо вычислить производительность будущей системы. Для этого определяется достаточное значение воздухообмена и его кратность. Существуют нормативные документы, в которых оговаривается, каким должен быть воздухообмен в помещении, чтобы удовлетворять потребность одного человека в кислороде за один час времени. Данное значение составляет 60 м3/ч. Определить достаточный воздухообмен в помещении можно, умножив количество человек, которые проживают в доме, на нормированное значение воздухообмена.
Определить количество смен объема воздуха в помещении можно, если умножить нормированную кратность воздухообмена на объем комнаты. Расчеты производятся для каждого помещения, а результаты суммируются. После того, как основные расчеты были произведены, составляется схема естественной вентиляции, которая основывается на физических свойствах воздуха при различных температурах. Так, воздушный поток, попадая в помещение, изначально более прохладный, а значит, проходит по низу помещения. Нагреваясь, он поднимается к потолку. Именно там обычно устанавливаются вытяжные решётки.
Соответственно, если обустраиваются дополнительные отверстия с контролируемым клапаном подачи воздуха, то делается это ближе к полу. А все воздуховоды располагаются вверху. Выполняя аэродинамический расчет системы естественной вентиляции, необходимо получить значения давлений на концах воздуховодов, а также просчитать среднюю скорость движения ветра. В действительности значение последнего из указанных параметров будет несколько ниже из-за того, что форма сечения воздуховода и уровень шероховатости его стенок несколько замедляют скорость продвижения воздушных потоков.
Проектирование естественной вентиляции включает в себя также расчёт сечения вентиляционных каналов. Ввиду того, что циркуляция воздушных потоков осуществляется под воздействием внешних факторов, то для обеспечения достаточной тяги требуется на порядок большая площадь сечения воздуховодов, чем для организации принудительной вентиляции.
Также следует знать, что скорость перемещения воздуха по вентиляционным каналам зависит и от их длины. Поэтому организация естественной циркуляции на чердаке не всегда оправданна.
Нередко для усиления тяги прибегают к использованию устройств механического действия – дефлекторов. Они просты по конструкции и устанавливаются на выходе воздуховодов. Благодаря особенностям механизма дефлекторы способны разряжать воздух в радиусе своего действия, что ощутимо увеличивает скорость движения воздушных потоков. Важной особенностью при составлении проекта вентиляционной системы является влияние значения температуры окружающей среды на тягу. Так, в летнее время естественная вентиляция практически перестаёт функционировать из-за того, что разница температур снаружи и внутри помещения незначительна.
Как работает естественная вентиляция: подробное и понятное описание
По способу побуждения воздухообмена любая система вентиляции может быть либо естественной, либо принудительной.
Естественная схема является сравнительно более простой, но и менее продуктивной. Впрочем, ее все равно используют для самых различных построек — от многоквартирных домов и до подвалов или сараев.
Ниже мы разберемся в подробностях, как работает такая система, из чего она состоит, и рассмотрим прочие нюансы ее устройства.
Что такое естественная вентиляция: принцип работы в общих чертах
Принцип работы такой системы основан на законах физики:
Чтобы организовать такой воздухообмен в помещении — нужно обеспечить разницу давлений. Делается это так:
То есть побуждение циркуляции воздуха осуществляется без использования вентиляторов (не важно — вытяжных или приточных).
Наглядно о принципе работы (видео)
От чего зависит скорость и объем воздухообмена?
На количество воздуха (производительность вентсистемы) такого типа влияют такие факторы:
О влиянии сезона и погоды (видео)
Как двигается воздушный поток по комнате зимой? (+видео)
В ыше мы рассмотрели принцип действия системы в общих чертах. Теперь чуть углубимся в детали.
На микроклимат в помещении будет влиять еще и то, как быстро и в каком направлении будет двигаться воздушный поток по комнате. Рассматривать будем 2 варианта — в первом батарея отопления располагается под подоконником, во втором — у стены (не сразу под окном, а в отдалении).
В первом случае, когда батарея стоит сразу под окном:
Таким образом холодный поток будет сразу нагреваться, и не будет проходить по комнате вдоль пола, создавая дискомфорт.
Во втором случае, когда батарея располагается вдали от окна (возле стены):
Таким образом холодный поток нагревается не сразу на входе с улицы, а значительно позже. Из-за этого нижняя часть комнаты от окна и до батареи получается холодной — из-за чего возникает дискомфорт, и нарушается благоприятный температурный режим.
В чем отличие от принудительной системы?
Основное отличие вкратце: в естественной системе не используются вентиляторы для создания воздушного потока, а в принудительной — используются.
Искусственная (принудительная, механическая) вентиляция является более современной, более продуктивной, стабильной и надежной. Причина в том, что производительность вентиляторов в меньшей мере зависит от погодных условий — даже если на улице изменится температура или давление, всегда можно изменить скорость вращения крыльчатки, добавляя или уменьшая объем прогоняемого воздуха.
В принудительной системе подача и/или удаление (на этом фото) воздуха производится вентилятором
Принудительная схема используется там, где очень важно создать и поддерживать определенный объем воздухообмена, и по необходимости его регулировать в точном диапазоне:
Вентиляционные системы с естественным воздухообменом для перечисленных зданий почти никогда не применяются. Как вариант — они могут использоваться, если площадь помещения небольшая.
Список элементов, участвующих в естественном воздухообмене
В схеме естественного воздухообмена могут использоваться такие элементы:
Слева направо, сверху: оконный клапан, стеновой клапан, переточная решетка. Снизу: анемостат, продухи в фундаменте, дефлектор
Все элементы использовать не обязательно: некоторые системы (небольшого размера) могут обходиться меньшим набором.
Виды естественных вентсистем
Условно такие системы можно разделить по по 2 критериям:
Теперь рассмотрим виды чуть подробнее.
Устройство бесканальной системы не требует специального монтажа воздуховодов — приток воздуха осуществляется через окна или клапана, а удаление — через отверстия вентиляционной шахты. Канальная схема — требует установки воздуховодов (в стенах и/или перекрытиях).
Неорганизованная система — нормальное дело для старых частных домов, особенно деревянных. Приток воздуха осуществляется через неплотности и щели в стенах, а удаление — через дымоход печи. Организованная схема — планируется и обустраивается намеренно.
Плюсы и минусы такой системы
Теперь рассмотрим основные преимущества и недостатки.
Плюсы естественной вентсистемы:
Для каких зданий и помещений подходит?
Обустройство таких систем актуально в следующих регионах и местностях:
Примерная схема естественной вентиляции
Обычно естественную вентиляцию делают в таких постройках и помещениях:
Схема естественной вентиляции в квартире (многоквартирном доме)
Вкратце рассмотрим, как работает вентсистма в отдельно взятой квартире многоквартирного дома.
Воздух поступает внутрь через открытые окна и/или приточные клапана. Вытяжка осуществляется через вентиляционную шахту, отверстия которой есть в каждой кухне и каждом санузле (ванной, туалете).
От окна до отверстия воздушный поток проходит по комнате через открытые двери, либо (если они закрыты) — через щели под ними или переточные решетки.
Схема естественной вентиляции в частном доме
Схема естественной вентсистемы в частных домах немного отличается от квартирной. Приток тоже осуществляется через окна и/или клапана. А вот вентиляционные шахты в коттеджах ставятся нечасто (разве что это здание в несколько этажей и с погребом).
Обычно удаление воздуха осуществляется через:
Расчет количества воздуха
Р асчет необходим, чтобы определить характеристики системы:
Ниже мы приведем установленные нормы из разных нормативных документов:
Нормы воздухообмена для жилых зданий приводятся в АВОК-1-2002. В этом документе прописаны такие требования:
Количество воздуха, м³/ч на 1 человека
3 на каждый 1 м² (если площадь комнаты меньше 20 м²)
30 (усредненный стандарт для 1 взрослого жильца)
50, если санузел совмещенный
25 — отдельно для ванны и туалета
Кратность — 1 объем в час
90 — если плита газовая
60 — если плита электрическая
Теперь приведем выдержку норм из СНиП. Использованы данные из документов:
Жилое, с постоянным нахождением людей
Не меньше 1 объема в час
— (не нормируется, должна обеспечивать указанный приток)
Жилое помещение площадью меньше 20 м²
3 м³/ч на каждый 1 м², для 1 человека
Жилое помещение, которое не используется
Кухня с электроплитой
Кухня с газовой плитой
Однократный обмен + 100 м³/ч
Помещение с твердотопливным котлом/печью
Однократный обмен + 100 м³/ч
Санузел (ванная, туалет)
Как видим, некоторые нормы частично отличаются друг от друга. Поэтому при проектировании системы лучше выбирать больший показатель, и вообще — планировать производительность с запасом.
По факту эти же требования распространяются не только на естественные системы — они такие же и для принудительной вентиляции.
Подробнее и нагляднее о расчете (видео)
Правила монтажа естественной вентиляции
Если вы решили обустроить такую систему своими руками — стоит учитывать такие правила и рекомендации:
Помните: естественная система — далеко не идеальна, даже если сделать ее по всем правилам и нормам. Поэтому лучше хотя бы для вытяжки использовать принудительный прибор. Это может быть кухонная вытяжка на кухне, вытяжка в санузле, или в воздуховоде. Не обязательно включать их постоянно, но на всякий случай — иметь точно стоит.
Обслуживание и чистка
Эксплуатация вентсистем со временем приводит к их загрязнению пылью и прочими мелкими частицами.
Грязный и чистый вентканал
Понять, что система нуждается в проверке и чистке — можно по ухудшившейся тяге. Если вы начали ощущать, что воздух в доме становится спертым, запахи медленнее удаляются, повышается влажность в ванной — явный показатель того, что вентиляция стала работать хуже.
В этом случае нужно:
В новых домах проблемы с вентиляцией могут начаться спустя несколько лет. В многоквартирных домах, построенных более десятилетия назад — они встречаются достаточно часто: из-за невнимательности ответственных лиц, из-за повреждения шахты, из-за неправильных действий жильцов, квартиры которых располагаются с вами на одном стояке.
Подробнее про чистку вентиляционных каналов можно почитать отдельно.
Как проверить работоспособность вентиляционной шахты?
Понять, как хорошо работает вентиляционная шахта, можно при помощи тонкого листка бумаги (подойдет салфетка).
Для проверки нужно открыть окно/форточку в любой комнате, и открыть двери — чтобы воздушный поток легко прошел от окна до кухни. Бумагу нужно поднести к решетке, прикрывающей вентшахту. Если она «прилипнет» к решетке, или ее будет заметно притягивать — тяга есть, и хорошая. Если ее будет притягивать слабо — тяга есть, но слабая. Если же бумага не будет двигаться — тяги нет вообще, или она очень слабая.
Естественная вентиляция: описание, задачи и разновидности
Основополагающим фактором здоровья и комфортного микроклимата для человека является естественная вентиляция помещения, в котором он живёт и работает.
Находясь в здании, люди непрерывно подвергаются воздействию негативных условий: повышенная концентрация едких веществ, источаемых строительными и отделочными материалами; в процессе дыхания кислород превращается в углекислоту; образование продуктов горения от газовых приборов; пыль и шерсть животных содержат аллергены; некоторые комнатные растения выделяют ядовитые вещества.
Вентиляция препятствует образованию опасной концентрации вредных веществ в помещении.
Принцип работы и разновидности
Для начала необходимо разобраться, что такое естественная вентиляция и чем она отличается от механической системы проветривания.
Естественная вентиляция представляет собой систему, эксплуатация которой не подразумевает никаких технологических установок, приводящих в движение воздушные потоки (вентиляторы, рекуператоры, приточно-вытяжные установки).
Чтобы изучить устройство и принцип действия естественной вентиляции необходимо вспомнить законы физики. Воздух на улице и в помещениях имеет, как правило, разные значения температуры и атмосферного давления. Через фрамугу окна или воздуховод, расположенный в стене, более плотный прохладный воздух проникает внутрь здания, а более лёгкий и тёплый, но уже загрязнённый воздух «выталкивается» наружу через вытяжные каналы, находящиеся выше точки притока.
Естественная вентиляция подразделяется на организованную (канальную) и самопроизвольную (бесканальную). В первом случае приток воздуха осуществляется через открытые двери, фрамуги, естественные щели здания. Выведение отработанных воздушных масс происходит через вытяжные шахты, расположенные в стенах и имеющие отверстия на кухне, в подсобных помещениях, в ванной комнате. Для организации канальной вентиляции в стенах и перекрытиях дома монтируют систему пластиковых или металлических каналов для притока свежего воздуха.
Факторы, влияющие на скорость и объём воздушного потока
Эффективность естественной вентиляции обусловлена природными факторами, что позволяет снизить энергозатраты по обслуживанию дома на 10-30%.
Перечень составных элементов, участвующих в естественном воздухообмене:
Основные функции
Основной функцией естественного проветривания является обеспечение притока свежего воздуха извне и устранение загрязнённого пылью, излишней влагой и вредными парами отработанного воздуха внутри помещения.
Основные составляющие благоприятного качества жизни для человека: температура и влажность воздуха соответствуют санитарно-гигиеническим нормам, отсутствие углекислого и других вредных газов в жилом или производственном помещении, воздушный поток по комнате распределяется оптимально, не создавая сквозняков.
Для обеспечения комфортной воздушной среды используется вентиляционный клапан стеновой, представляющий собой технологический канал из пластика или металла. Клапан монтируется в стены или оконные проёмы и создаёт естественный приток воздуха за счёт перепада давления между прохладным уличным (более плотным) и тёплым воздухом в помещении. Перемещение воздушных масс осуществляется благодаря работе вытяжки или наличию вентиляционных каналов.
Виды схем и их различия
Подбор схемы для устройства естественной вентиляции в многоквартирном многоэтажном доме зависит от количества этажей, конструктивных особенностей и планировки здания, степени загрязнения окружающего воздуха, уровня шума конкретного района.
Важно учитывать строительные нормы и правила ‒ невозможно смонтировать индивидуальные параллельные вытяжные шахты для каждой квартиры дома, в котором более 9 этажей. В строительстве высотных зданий применяются две утверждённые схемы.
Первый вариант предусматривает вывод всех вентиляционных каналов на чердак и объединение их в общий горизонтальный воздуховод, имеющий один выход с наиболее удобным расположением.
Второй вариант предполагает присоединение каждой квартиры к общему вентиляционному стояку параллельными каналами, по которым отработанный тёплый воздух удаляется посредством вертикальных воздуховодов над кровлей.
Отличие этих схем состоит в наличии или отсутствии горизонтального воздуховода на чердаке и в оснащении (отсутствии) общими воздушными стояками.
Чтобы сделать естественную вентиляцию в частном доме вытяжные шахты не используют. Исключение составляют коттеджи выше 2 этажей с подвалом. В доме создаётся естественная тяга воздушных масс от окна или двери, выходящих через печной или каминный дымоход. При отсутствии камина монтируется вытяжная труба. Она проходит горизонтально через кухню, санузел, подсобные помещения и выводится вертикально на крышу.
Преимущества и недостатки естественной вентиляции
Правильно спроектированная и смонтированная естественная приточно-вытяжная вентиляция поддерживает оптимальные условия воздухообмена для жизнедеятельности человека, способствует сохранению его работоспособности и крепкого иммунитета.
Преимущества естественной вентиляции:
К недостаткам относятся: низкая интенсивность воздухообменного процесса; отсутствие возможности регулировки системы; недостаточная скорость воздушных масс приводит к образованию конденсата и плесневых грибков. Максимальная эффективность естественной вентиляции обеспечивается только в холодное время года и в ветреную погоду.
Принципы расчёта для разных помещений
Расчёт естественной вентиляции производится в зависимости от функционального назначения помещения, количества и метража комнат, числа проживающих людей. Учитывая эти данные предстоит определить фактические габариты и необходимое количество вытяжных каналов.
Нормы воздухообмена в помещении регламентируются общероссийскими СНиП и отдельными региональными нормативами.
Для того, чтобы сделать правильный расчёт естественной вентиляции необходимо знать, что вытяжка оборудуется только для кухни и санузла, кладовок, подвалов и чердаков. Жилые комнаты обеспечиваются исключительно притоком воздуха: установка в них вытяжки создаст сквозняки и значительную потерю тепла в зимний период. Движения воздушных масс проходят общим потоком или «параллельно» через всё помещение.
Принцип расчёта естественного воздухообмена по кратности
Кратность обмена ‒ коэффициент, выражающий количество удаляемого отработанного воздуха из помещения в течение часа.
Расчёт производится по формуле: L=N×V
Где: L ‒ необходимый объём воздуха; N ‒ нормы воздухообмена (регламентируется СНиП, берётся из таблицы); V ‒ объём конкретного помещения в м³.
Оценка качества вентиляции и её обслуживание
Возведение жилых, административных и производственных зданий на стадии проектировки предполагает наличие каналов для естественной вентиляции.
Ошибки при устройстве системы воздуховодов приводят к нарушению циркуляции или недостаточному притоку свежего воздуха. В результате люди рискуют подвергнуться воздействию болезнетворных микроорганизмов, содержащихся в отработанном воздухе либо отравиться едкими парами. Особо остро эта проблема касается жилых домов с газовыми приборами, технологических и авторемонтных корпусов, медицинских учреждений.
Провести оценку качества работы вентиляции можно элементарным способом при помощи тонкого листа бумаги. Необходимо открыть дверь или фрамугу в помещении и приложить бумажный лист к вытяжной вентиляционной решётке. Качественная вентиляция притянет и будет удерживать бумагу силой тяги.
Профессиональной оценка степени засорения вентиляционных каналов осуществляется анемометром. Прибор измеряет мощность воздушных потоков, образующихся вследствие пониженного давления.
Подведение итогов
Естественную вентиляцию помещений невозможно полностью заменить никакими высокотехнологичными и современными устройствами для очищения, кондиционирования, увлажнения или принудительной вентиляции воздуха. Однако для максимальной безопасности жильцов рекомендуется совмещать естественное проветривание с приборами принудительной вытяжки, расположенными над газовыми плитами, в туалете и ванной комнате, в примыкающем гараже частного дома, цокольном помещении.