Естественная вентиляция домов и квартир своими руками: схемы, устройство, расчет

Гигиенические обоснования в СанПиН 2.1.2.2645

Сборник диктует гигиенические требования к вентиляционному устройству дома, внутреннему климату, состоянию воздуха. В соответствии с его нормами не допускается выход загрязненной смеси из кухонь и санузлов в общем вентканале с жилыми комнатами.

Шахты вытяжной вентиляции возвышаются над коньком кровли или плоской крышей на высоту не менее 1 метра.

Высота вентиляционных стояков, возвышающихся над кровлей определяется по расстоянию между ними и коньковым ребром. Если оно меньше 1,5 м, то канал должен быть выведен не меньше чем на 0,5 м над коньком

Перечислены допустимые нормы температуры, относительной влажности, быстроты передвижения воздуха в помещениях дома в холодный и теплый сезоны года.

Простой способ расчета скорости воздуха в воздуховоде

Для расчета величины скорости воздуха нужно объем перемещаемого воздуха в м3/ч разделить на 3600 (количество секунд в часе) и разделить на площадь сечения воздуховода, либо введите значения в поля ниже.

Примеры расчета скорости воздуха в квадратном воздуховоде

Пример № 1 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 100 м3
• воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 0,69 м/с

Пример № 2 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 500 м3
• воздуховод квадратный 200 мм на 200 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,2 = 3,47 м/с

Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде прямоугольного сечения

Пример № 3 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 100 м3
• воздуховод прямоугольный 200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 0,35 м/с

Пример № 4 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 500 м3
• воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 1,74 м/с

Пример № 5 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
• воздуховод квадратный 200 мм на 400 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / 0,2 / 0,4 = 3,47 м/с

Примеры расчета скорости воздуха воздуховоде круглого сечения

Пример № 6 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 100 м3
• воздуховод круглый диаметром 200 мм

Скорость воздуха равна 100 / 3600 / (3,14 * 0,2 * 0,2/4) = 0,88 м/с

Пример № 7 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 500 м3
• воздуховод круглый диаметром 300 мм

Скорость воздуха равна 500 / 3600 / (3,14 * 0,3 * 0,3/4) = 1,96 м/с

Пример № 8 расчета скорости воздуха:

• объем перемещаемого воздуха = 1000 м3
• воздуховод круглый диаметром 400 мм

Скорость воздуха равна 1000 / 3600 / (3,14 * 0,4 * 0,4/4) = 2,21 м/с

Расчет количества воздуха

1. Количество приточных клапанов.
2. Производительность приточных клапанов (поскольку она может отличаться, в зависимости от модели).

Ниже мы приведем установленные нормы из разных нормативных документов:

1. АВОК — стандарты технических материалов по отоплению, вентиляции, кондиционированию, тепло- и холодоснабжению, микроклимату зданий.
2. СНиП (сокращенно от «строительные нормы и правила») — принятая еще при СССР система нормативных документов, которые стандартизируют требования к различным постройкам.

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:

• СП 55.13330.2011, к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома»;
• СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» ;
• С П 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные».

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

0.2 объема в час

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.

Связь характеристик вентиляционных систем с уровнем шума

Процесс замера скорости воздуха.

В эмпирических формулах расчета уровня шума вентиляционной сети фигурируют расход воздуха, поперечные размеры воздуховода, безразмерные величины, характеризующие качество звукоизоляции помещения, а также значения сопротивления для ровных и изогнутых участков труб.

Уменьшение аэродинамических потерь воздуховода, расширение проходного сечения и установка вентилятора с меньшим расходом воздуха позволят сберечь электроэнергию. Потребляемая вентилятором энергия напрямую зависит от величины расхода воздуха и напора. Он, в свою очередь, прямо пропорционален скорости воздуха в воздуховоде.

Повысив скорость воздуха, можно уменьшить диаметр сечения воздуховода и сэкономить на покупке составных частей и монтаже. Повышение скорости достигается установкой высоконапорных вентиляторов. Имея ту же производительность, что и низконапорные, они будут расходовать больше электроэнергии и их эксплуатация обойдется дороже.

Таблица расчетов сечения прямоугольных воздуховодов.

1. Расход воздуха. Имея установленную конфигурацию и размеры системы воздуховодов, можно снизить уровень шума за счет уменьшения расхода.
2. Площадь сечения воздуховода. Ее увеличение дает более слабый шум на выходе из вентиляционных отверстий.
3. Коэффициент аэродинамического сопротивления. Определяется совершенством формы переходных участков трубопровода. Применение обтекаемых и плавных отводов, диффузоров и дросселей может помочь в достижении низкого шума при эксплуатации.
4. Все вышеперечисленные факторы могут быть учтены в зависимости от конкретной ситуации и задач, которые ставит проектировщик. Взвешенно и критически подходя к подбору всех параметров, удастся найти сбалансированное решение для конструкции будущей вентиляции.

Особенности перемещения газов

Как уже говорилось выше, в расчетах, проводимых при построении вентиляции, участвуют три параметра: расход и скорость воздушных масс, а также площадь сечения воздухопроводов. Из этих параметров только один нормируется – это площадь сечения. Кроме жилых помещений и детских учреждений, допустимую скорость воздуха в воздуховоде СНиП не регламентирует.

В справочной литературе существуют рекомендации по перемещению газов, протекающих по вентиляционным сетям. Величины рекомендованы исходя из назначения, конкретных условий, возможных потерь давления и показателей шума. Таблица отражает рекомендованные данные для принудительных систем вентиляции.

Для естественного проветривания, движения газов принимается со значениями 0,2 – 1 м/с.

Скорость в воздуховоде

Какой должна быть скорость воздуха, что транспортируется по воздуховоду и как ее рассчитать?

Естественно, что скорость в воздуховоде, зависит в первую очередь от количества, воздуха перемещающегося внутри воздуховода за единицу времени, а также от площади поперечного сечения воздуховода. Чем больше расход воздуха и, конечно, чем меньше размеры воздуховода, тем выше значение скорости воздуха в нем.

Скорость в воздуховоде строго не регламентируется нормативными документами, но в справочниках проектировщиков можно найти рекомендуемые значение этого параметра. Различают рекомендуемую скорость движения воздуха в воздуховоде для гражданских и для промышленных зданий. Значение рекомендуемой скорости для гражданских зданий равно 5-6 м/с, в то же время для промышленных — от 6-12 м/с. Ниже приведены значения скоростей в различных типах (участках) воздуховодов.

Таблица 1 — Значения рекомендуемой скорости движения воздуха по воздуховодам.

Проектировщики определяют скорость в воздуховоде во время выполнения аэродинамического расчета системы вентиляции. Но нет необходимости производить аэродинамический расчет для того, чтобы только определить скорость воздуха в вентиляционном канале. Поэтому, приведем пример простого расчета скорости в воздуховоде.

Пример расчета скорости воздуха в воздуховоде

Исходными данными в этом случае послужат:

• расход воздуха на участке;
• рекомендуемая скорость движения воздуха, которую мы принимаем по таблице 1.

Алгоритм расчета скорости в воздуховоде:

• определение расчетной площади сечения воздуховода;
• по расчетной площади определяют фактическое значение скорости в воздуховоде.

Итак, начнем. Для примера возьмем гражданское здание. Допустим у нас есть расход на участке 1-2, который составляет 3000 м 3 /ч. Для удобства и наглядности занесем данные в таблицу:

Определим расчетную площадь F_р в м 2 по формуле:

где G — расход воздуха на участке, м 3 /ч;

V_p — рекомендуемая скорость воздуха на участке, м/с.

Расчетная площадь в нашем случае равна:

Внесем данные в таблицу:

Далее воспользуемся каталогом воздуховодов, чтобы заполнить ячейки «размеры» и «стандартная площадь».

По расчетной площади принимаем на наш участок, воздуховод размером 300х500 мм площадью сечения 0,15 м 2 . Данные заносим в нашу таблицу:

Теперь нам осталось посчитать только фактическую скорость, которая и будет скоростью движения воздуха по участку 1-2. Расчет ведется по такой формуле:

где G — расход воздуха на участке, м 3 /ч;

F_ст — стандартная (принятая по каталогу) площадь сечения воздуховода, м 2 ;

Для нашего участка:

Окончательный вариант таблицы:

Вот мы и определили скорость в воздуховоде, которая равна 5,56 м/с, а это значит, что фактическая скорость соответствует рекомендуемым значениям.

Как Вы могли бы заметить, расчет скорости воздуха в воздуховоде влечет за собой подбор размеров воздуховода. После установки воздуховодов проверяют фактическую скорость воздуха в них. Для этого используют специальные приборы — анемометры .

Заключение

Этот несложный расчет является частью аэродинамического расчета системы вентиляции и кондиционирования воздуха. Такие расчеты выполняются в специализированных программах или, например, в Excel.

Естественная вентиляция — принцип работы

Для правильной работы естественной вентиляции необходимо выполнение нескольких условий:

1. Должна быть разность температур между наружным и внутренним воздухом. 2. Должен быть обеспечен приток свежего воздуха в помещение. 3. Не должно возникать никаких препятствий для удаления воздуха из помещения через канал вентиляционной шахты.

Эффективность естественной вентиляции проверяется на соответствие принятым нормам при температуре наружного (уличного) воздуха не выше 5°С и напрямую зависит от разницы между уличной температурой воздуха и температурой в помещении. При повышении температурах наружного воздуха эффективность естественной вентиляции снижается, но это не означает, что естественная вентиляция прекращает свою работу.

В зависимости от многих факторов (как правило многое зависит от проекта и расположения дома) тяга в вентиляционных каналах одного дома может прекратиться или опрокинуться уже при 15°С на улице, в то время в другом доме естественная вентиляция будет работать и при уличной температуре 25°С.

Ранее, при проектировании и строительстве зданий предполагалось, что доступ свежего воздуха в квартиры будет осуществляться через щели и неплотности дверей и оконных блоков. С появлением герметичных пластиковых окон доступ внешнего воздуха с улицы стал ограничен, что является нарушением второго условия для беспрепятственного воздухообмена в помещении.

В процессе постоянного воздухообмена идет постепенное засорение вентиляционных каналов — нарушение третьего условия нормальной работы вентиляции.

Проверка вентиляции заключается во внешнем осмотре вентиляционного канала, измерений скорости воздушного потока в канале вентиляционной шахты при закрытых и открытых окнах, расчета воздухообмена в помещении. Все это позволяет выявить возможные неисправности в Вашей вентиляционной системе и разработать методы их устранения.

Важность правильного воздухообмена

Основным назначением вентиляции является создание и поддержание благоприятного микроклимата внутри жилых и производственных помещений.

Если воздухообмен с наружной атмосферой будет слишком интенсивным, то воздух внутри здания не успеет прогреться, особенно в холодное время года. Соответственно, в помещениях будет холодно и недостаточно влажно.

И наоборот, при низкой скорости обновления воздушной массы мы получаем переувлажненную, избыточно теплую атмосферу, которая вредна для здоровья. В запущенных случаях нередко наблюдается появление на стенах грибков и плесени.

Нужен определенный баланс воздухообмена, который позволит поддерживать такие показатели влажности и температуру воздуха, которые положительно сказываются на здоровье людей. Эта важнейшая задача, которая требует решения.

Воздухообмен зависит в основном от скорости прохождения воздуха по вентиляционным каналам, сечения самих воздуховодов, количества изгибов трассы и длины участков с меньшими диаметрами воздухопроводящих труб.

Все эти нюансы учитываются при проектировании и расчетах параметров вентиляционной системы.

Эти вычисления позволяют создать надежную внутридомовую вентиляцию, которая отвечает всем нормативным показателям, утвержденным в «Строительных нормах и правилах».

Вычисление аэрации

Аэрация промышленных комнат летом гарантирует поступление воздушных потоков сквозь просветы снизу ворот и входных дверей. В прохладные месяца поступление в нужных размерах совершается под средством верхних просветов, от 4 м и больше над уровнем пола. Вентиляция на протяжении целого года выполнялась при помощи шахт, дефлекторов и форточек.

Зимой фрамуги открывают только в участках над генераторами усиленных тепловых выделений. Во время генерации в комнатах здания лишней очевидной теплоты, то температурный режим воздуха в нем постоянно больше, чем температурный режим вне здания, и, в соответствии, плотность менее.

Данное явление и приводит к присутствию разницы давлений атмосферы вне и внутри комнат. В плоскости на конкретной высоте комнаты, которую именуют как плоскость одинаковых давлений, данная разница отсутствует, то есть, приравнивается к нулю.

Выше данной плоскости имеется некое излишнее напряжение, что приводит к удалению горячей атмосферы наружу, а внизу от данной плоскости, — разрежение, обусловливающее приток свежего воздуха. Давление, вынуждающее передвигаться воздушные массы в процессе природной вентиляции, можно установить исходя их вычислений:

Естественная вентиляция: преимущества и недостатки

Как и любые другие системы вентиляции, естественная имеет свои достоинства и недостатки, которые следует учитывать при организации, монтаже системы.

Преимуществ у естественной вентиляции достаточно много:

1. Базовая рабочая схема. Если мы говорим о многоквартирных домах, то в схему включены вентиляционные люки. В частных домах, кроме таких же люков, используются воздуховоды, вентиляционные трубы  — эти элементы обычно монтируются еще на этапе строительства, поэтому дополнительная их установка, как правило, не требуется.
2. Экономичность. При монтаже элементов естественной вентиляции не задействовано дополнительное оборудование, при этом большинство работ можно выполнить самостоятельно. Правда, если речь о загородном доме или объекте, где ранее не было вытяжных каналов, придется серьезно потрудиться. Зато эксплуатация подобной вентиляционной системы не требует существенных финансовых затрат — необходимо только регулярно проверять состояние вентиляционных каналов и в случае необходимости их прочищать.
3. Высокий уровень надежности. Максимальная простота конструкции — залог ее надежности и долговечности: здесь просто нечему ломаться, поэтому вы можете быть уверены, что грамотно выстроенная система естественной вентиляции будет радовать вас все время, пока осуществляется эксплуатация здания.
4. Работа такой системы не зависит от напряжения в сети, не требует расходных материалов, что определяет ее неприхотливость, экономичность и надежность. Это оптимальный вариант для объектов, расположенных в отдаленных районах страны, где есть перебои с подачей электроэнергии.
5. Тихая работа. Чтобы обеспечить естественный воздухообмен, нет необходимости использовать какие-либо механизмы, соответственно, при работе системы будет отсутствовать технологический шум, которым могут похвастать любые другие типы принудительной вентиляции.

Но не обошлось без недостатков:

1. Сложности в монтаже. Чтобы воздушные массы приходили в движение, необходимо правильно рассчитать и смонтировать систему. Провести рассчеты можно и самостоятельно, но любая ошибка приведет к снижению эффективности системы, поэтому лучше не рисковать, а доверить расчеты профессионалам в этой сфере.
2. Один из факторов, который приводит воздух в движение, будет разница температуры на улице и в помещении. Требуемая разница достигается только в холодное время года, что существенно сокращает время продуктивной работы естественной вентиляции. В теплое время года естественные потоки воздуха могут и вовсе сойти на нет, тогда приходится открывать двери и окна в разных комнатах, чтобы обеспечить сквозняки.
3. Естественная вентиляция не предполагает использования фильтрующих устройств, так как такие элементы будут препятствовать поступлению необходимого потока воздуха в здание с улицы, и как следствие произойдет снижение эффективности работы системы в целом. Поэтому одной естественной вентиляцией обычно не ограничиваются — исключение составляют объекты, построенные в благополучных с экологической точки зрения районах. В домах, расположенных недалеко от промышленных предприятий и вблизи автомобильных трасс, естественную вентиляцию необходимо обязательно дополнять принудительными системами, в противном случае рискуете получить противоположный эффект.
4. Приточные клапаны уменьшают звукоизоляцию жилого помещения — это не лучший вариант, если дом находится возле объектов создающих высокий уровень шума.

Параметры каналов и расчет вентиляции

При прокладывании воздуховодов могут использоваться как прямоугольные блоки, так и трубы. В первом случае минимальный размер стороны равняется 10 см. Во втором наименьшая площадь сечения воздуховода – 0,016 м², что соответствует диаметру трубы – 150 мм. По каналу с такими параметрами может проходить объем воздуха равный 30 м³/час при условии, что высота трубы будет более 3 м (при меньшем показателе естественная вентиляция не обеспечивается).

Таблица 2. Производительность канала вентиляции.

В том случае если требуется усилить производительность воздуховода, то либо расширяется площадь сечения трубы, либо увеличивается длина канала. Длина, как правило, обуславливается местными условиями – количеством и высотой этажей, наличием чердака. Чтобы сила тяги в каждом из воздуховодов была равной, на этаже протяженность каналов должна быть одинакова.

Чтобы определить какого размера требуется проложить каналы вентиляции, необходимо рассчитать то количество воздуха, которое нужно удалить. Принимается, что в помещения поступает воздух снаружи, далее он распространяется в комнаты с вытяжными шахтами и через них выводится.

Расчет производится поэтажно:

1. Определяется наименьшее количество воздуха, которое должно поступать снаружи – Q_п, м³/час, значение находится по таблице из СП 54.13330.2011 «Здания жилые многоквартирные» (таблица 1);
2. Согласно нормативам определяется наименьшее количество воздуха, которое нужно вывести из дома – Q_в, м³/час. Параметры указаны в разделе «Нормы производительности и каналы естественной вентиляции»;
3. Полученные показатели сравнивают. За минимальную производительность – Q_р, м³/час – принимают большую из них;
4. Для каждого этажа определяется высота канала. Этот параметр устанавливается на основании размеров всего строения;
5. Согласно таблице (таблица 2) находится число стандартных каналов, при этом их суммарная производительность не должна быть меньше минимальной расчетной;
6. Полученное число каналов распределяют между помещениями, где воздуховоды должны быть в обязательном порядке.

Насколько точная сумма отображается

Вы должны знать, что невозможно на глаз выполнить подсчеты. Калькулятор выдает примерную стоимость реализации, а точная рассчитывается после создания сметы. Сперва к вам приезжает замерщик, исследует помещение. Он сохраняет нижеуказанные данные:

• Материал стен;
• Тип потолка, пола;
• Размеры комнат и подсобных узлов;
• Аэродинамические свойства объекта;
• Состояние воздуха на территории;
• Тип предприятия.

На деле параметров значительно больше. Вдобавок ко всему вы обсуждаете ценовой сегмент дополнительного оборудования, т. к. у нас в наличии оборудование по средней и высокой стоимости. Просто некоторым клиентам выгоднее проводить ремонт раз в несколько лет, другим хочется сделать сеть единожды и забыть о ней.

Составление сметы: перед ней реализуется монтажная схема, учитывающая основные параметры. Тут же производятся финальные расчеты системы вентиляции онлайн, на основе которых изготавливается смета. В ней прописываются все материалы, детали вплоть до крепежа. При надобности вы корректируете ее, удаляя и меняя нужные узлы.

Расчет вытяжной вентиляции пример

Перед началом расчёта вытяжной вентиляции необходимо изучить СН и П (Система Норм и Правил) устройства вентиляционных систем. По СН и П количество воздуха необходимого для одного человека зависит от его активности.

Маленькая активность – 20 куб.м./час. Средняя – 40 кб.м./ч. Высокая – 60 кб.м./ч. Далее учитываем количество человек и объём помещения.

Кроме этого необходимо знать кратность – полный обмен воздуха в течение часа. Для спальни она равна единице, для бытовых комнат – 2, для кухонь, санузлов и подсобных помещений – 3.

Для примера – расчёт вытяжной вентиляции комнаты 20 кв.м.

Допустим, в доме живут два человека, тогда:

V = S х Н = 20 х 2,5 = 50 куб.м.

Далее V х 2 (кратность) = 100 кб.м./ч. По другому – 40 кб.м./ч. (средняя активность) х 2 (человека) = 80 куб.м./час. Выбираем большее значение – 100 кб.м./ч.

В таком же порядке рассчитываем производительность вытяжной вентиляции всего дома.

Естественная вентиляция расчет воздуховодов

Для прямоугольной формы воздуховодов этой концепции проветривания планируют диаметр dЭ равновесный округлому воздуховоду:

где, а и b — длина сторон прямоугольного воздуховода, м.

В случае использования воздуховодов сделанных не из метала, их удельные издержки давления по трению R, взятые с номограммы для стальных воздуховодов, изменяют, умножив на соответствующий коэффициент k:

• для шлакогипсовых — 1,1;
• для шлакобетонных — 1,15;
• для кирпичных — 1,3.

Избытки давления, Па, на преодоление определённых сопротивлений для разных участков вычисляется за уравнением:

• где – сумма коэффициентов противодействий на участке;
• v2/2 — динамическое напряжение, Па, взятое с нормативов.

Для создания концепции непринужденной вентиляции предпочтительно остерегаться извилистых заворотов, множественного числа задвижек и клапанов, так как утраты на местные противодействия как правило в каналах воздуховодов достигают вплоть до 91% от всех затрат.

Естественная вентиляция содержит небольшой радиус воздействия и среднюю результативность для комнат излишками тепла в которых соввем малы, что возможно относить недостаткам, а достоинством — легкость системы, невысокая цена и простота в сервисном обслуживании.

Выводы и полезное видео по теме

С правилами проектирования установок и систем для нормативного воздухообмена ознакомит следующий ролик:

Нормативы вентиляции разработаны не только для облегчения работы проектировщикам. Знать их полезно заказчикам строительства и собственникам жилья, не обеспеченного достаточной поставкой свежего воздуха. Если хозяева самостоятельно выявят нарушения в проекте, то смогут добиться исправления ошибок или хотя бы получить компенсацию.

Хотите рассказать о том, как работает система вентиляции в вашем собственном доме/квартире/даче? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок-форме. В ней же вы можете поделиться полезной информацией по теме, задать вопрос и разместить фото.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.