Вентиляция - совокупность мероприятий и устройств необходимых для обеспечения заданного состояния воздуха в помещении. Если говорим о жилых помещениях, то нас интересует в первую очередь состояние воздуха в помещениях, где предполагается постоянное или временное присутствие человека. Это важный момент!!! И к этому мы вернемся позже.
Вентиляция различается по способу перемещения воздушных масс и делится на естественную и механическую.
Естественная вентиляция - когда движение воздуха происходит за счет разности температур (соответственно разницы удельных весов воздуха и т.д., но обещал без сложностей). Такая вентиляция должна быть в любом доме. Нужно знать, что естественная вентиляция не всегда работает на вытяжку, бывают моменты, когда она работает на приток (воздух движется с улицы в помещение). Это обычно происходит в переходный период по разным причинам (вам это знать не нужно в рамках публикации).
!!!Важно- если часть воздуха удаляется на улицу, то такой же объем воздуха должен поступать в помещение через различные отверстия в доме (окна, форточки, щели и т.д.). Если отверстий для доступа воздуха в помещение не будет, то естественная вентиляция работать тоже не будет. Эта проблема решается за счет современных стеклопакетов, которые предлагаются с вентиляционными каналами или специальных приточных клапанов (см изображение ниже). Именно по этой причине в газовой котельной обязательно должно быть отверстие/лючок в двери или в окне, для обеспечения работы естественной вытяжки, которая тоже должна быть котельной в обязательном порядке.
Вывод: Естественная вентиляция решает минимальные задачи, не зависит от наличия в доме электричества, но имеет ряд ограничений для ее нормальной работы.
Механическая вентиляция - когда движение воздуха происходит при помощи специальных вентиляционных агрегатов (вентиляторов).
В зависимости от способа организации воздухообмена механическая вентиляция может быть местной и общеобменной, а по принципу действия делится на приточную и вытяжную.
Приточная вентиляция обеспечивает принудительную подачу воздуха в помещение, а вытяжная вентиляция, соответственно вытяжку воздуха из помещения.
Примером местной вентиляции может служить кухонная вытяжка или воздушная завеса.
Общеобменную вентиляцию я рассмотрю подробно следующих публикациях. А пока продолжим.
Влияние вентиляции на тепловой и общий комфорт.
В предыдущих статьях я уже затрагивал тему теплового комфорта и какие факторы имеют большее влияние на него. Помимо температуры окружающего воздуха, за которую отвечает отопление и теплые полы, в понятие комфорта входят такие определения как чистота воздуха, его подвижность, а также влажность воздуха. Как не странно, на все эти факторы “вентиляция” имеет непосредственное влияние. Именно по этому вентиляция вносит существенный вклад в общий комфорт внутри помещения. Стоит отметить, что на чистоту и подвижность воздуха вентиляция влияет непосредственно, а влажность воздуха можно обеспечить как отдельно, так и в комплексе с вентиляцией.
Многие задаются вопросом - нужна ли вентиляция в частном доме или нет?
Однозначного ответа не существует. Для людей страдающих аллергией или другими заболеваниями, на которые влияет чистота окружающего воздуха, наличие системы вентиляции жизненная необходимость, для других это вопрос привычки и т.д., но решений и вариантов как всегда достаточно. Вот про них я и расскажу в данной статье, а вы решайте сами.
Для начала нужно усвоить для себя, что вентиляция нужна для обеспечения чистоты воздуха в помещениях с присутствием человека (см определение Вентиляции). А значит, нет смысла делать вентиляцию в помещениях, где человек присутствует небольшой промежуток времени, такие как технические помещения, холлы, коридоры, кладовки и т.д. Оптимально рассчитанный объем воздухообмена сильно снизит бюджет вентиляционной системы до приемлемых уровней, ведь многих в «вентиляции» пугает именно стоимость.
Я рекомендую делать вентиляцию в частном доме только в помещениях с присутствием человека - гостиные, спальни, кабинеты, детские, влажные зоны и т.д. Это на мой взгляд более разумно, чем обеспечивать кратность воздуха во всем доме. В больших домах с витражными окнами есть смыл комбинировать систему отопления (конвекторы для отопления) с системой вентиляции, но это уже сложные расчеты. Я это о том, что всегда можно найти оптимальные решения с разумным бюджетом.
Дальше переходим к механической вентиляции, какая она бывает и чем отличается друг от друга.
Важный момент - мы не можем делать только приток или только вытяжку. Всегда должен быть баланс - приток должен быть равен вытяжке. Справедливости ради нужно отметить, что на практике приток на 10-15%, больше вытяжки, что бы дом находился «под напором» во избежание не нужных притоков воздуха снаружи.
Исходя из общей логики вышесказанного можно смоделировать различные варианты воздухообмена.
- Естественная вытяжка + естественный приток. Вытяжка через каналы в санузлах и кухни, приток через окна или приточные клапана (вариант был рассмотрен в прошлой статье). Это чистой воды естественная вентиляция, которую мы уже разобрали. Данный вариант самый дешевый, но он не решает всех проблем.
- Естественная вытяжка + механический приток. Такое вариант не очень эффективный, т.к. требует больших затрат тепловой энергии на нагрев приточного воздуха (мы же не можем холодный воздух подавать в теплое помещение) и удаление теплого воздуха на улицу тоже не лучший вариант. Данный вариант я разбирать не буду, по причине малого распространения в малоэтажном строительстве, хотя в теплых климатических зонах или в помещениях непостоянного жительства (дачи, гостевые домики и т.д.) он имеет место быть. Данная система имеет умеренную стоимость (самый дешевый вариант механической вентиляции) реализации, т.к. нужно смонтировать сеть воздуховодов и установить вентиляторы.
- Естественный приток + механическая вытяжка.
- Механический приток + механическая вытяжка.
Последние 2 варианты я разберу подробно по причине актуальности.
Адаптивная вентиляция.
Это комбинация механической вытяжки + естественного притока. Данную систему можно отнести к местной вентиляции, т.к. вытяжка осуществляется из определенной зоны.
Принцип действия.
Вытяжка воздуха происходит при помощи специальной установки со встроенным в корпус вентилятором, а приток воздуха через приточные клапаны.
Важно!! Для нормальной вентиляции необходимо обеспечить приток наружного воздуха нужного объема, а иначе система работать будет не корректно. Я много раз видел такую ошибку при проектировании этой системы. Основное внимание обращают на производительность самой установки, но ни кто не смотрит на пропускную способность приточных клапанов (а она естественно есть и указана в технических документах). Помните про соблюдение баланса воздухообмена.
Выводы (адаптивная вентиляция):
Данная система является не плохим компромисным решением вентиляции в небольшом доме. С разумным подходом к подбору объема воздухообмена, правильным распределением зон, а так же грамотным подбором материалов данная установка будет примерно в 2 раза дешевле ПВУ (приточно-вытяжной установки) с хорошим рекуператором (об этом ниже). Если вам посчитали похожую установку и получилось слишком дорого, то нужно оптимизировать. Это возможно в 100% случаев.
Преимущества: Данная система обеспечивает качественный воздухообмен в большее время работы (подробно об этом в недостатках) и оптимальна по стоимости, а также не требует большого кол-ва воздуховодов по сравнению с традиционной приточно-вытяжной вентиляцией (только вытяжка). При этом, по причине особенности работы системы, не потребляет много электроэнергии, т.к. установка работает на полную мощность только при необходимости, в остальное время она находится в режиме экономии.
Недостатки: Данная система, как и все системы приточно-вытяжной вентиляции, имеет ограничения по температуры наружного воздуха, т.к. холодный воздух попадает в помещение через приточный клапан (в Москве это -25 °С на всякий случай), что сильно влияет на тепловой комфорт в помещении. По этой же причине приточные клапаны при низких температурах закрываются автоматически и перекрывают подачу свежего воздуха в помещение, а значит нарушается воздушный баланс. Соответственно удаление внутреннего воздуха происходит прямо наружу, что дает дополнительную нагрузку на отопление (мы греем улицу). Кстати в технической документации производителя на русском языке (намеренно не упоминаю, т.к. все статьи несут ознакомительный характер) нет не слова об этом, а в документации на других языках для других рынков эти ограничения есть, а именно - 5°С (я специально все перерыл, но нашел). К слову сказать данные ограничения есть во всех установках и это связано с физическими процессами. Именно по этому любую технику, которую вы принесли зимой в улицы не следует сразу включать, т.к. есть вероятность образования конденсата внутри с понятными последствиями. По этой причине и вводят ограничение работы в зависимости от наружной температуры. В приточно-вытяжных установках это проблема решается установкой на приточный воздуховод нагревателя воздуха или наличием рециркуляции.
4 способ воздухообмена - механическая вытяжка + механический приток.
Давайте разберемся с вопросом «зачем делать механический приток, если 3 способ воздухообмена (естественный приток + механическая вытяжка) работает?» Все дело в том, что приточные отверстия или клапаны имеют пропускную фиксированную способность и на пути движения воздуха тоже есть местные сопротивления в виде дверей, различных перегородок и т.д. и в большом объеме/доме данная система не будет обеспечивать полноценный воздухообмен в нужном нам объеме. В этом случае нужен механический приток. Данный способ обеспечивается установкой вентиляторов на каждую систему в отдельности, но… Мы сталкиваемся с теми же проблемами неэффективности, которые были в предыдущих системах воздухообмена - нужно нагревать приточный воздух (большие расходы тепловой энергии) и удаление теплого воздуха (греем улицу). Для решения этих проблем можно использовать рециркуляцию воздуха (подачу части вытяжного теплого воздуха в приточный холодный воздух), но вместе с этим воздухом в помещение обратно попадают и вредные вещества и запахи, которые мы хотим удалить из помещения.
Следующий этап эволюции систем механической вентиляции - установка рекуператоров. Это теплообменник в который подается теплый воздух из помещения и холодный воздух с улицы для того, что бы использовать тепло для нагрева приточного воздуха (см изображение выше).
Данная схема всем хороша, но эффективность простого рекуператора оставляет желать лучшего. Дальше появились роторные рекуператоры, КПД которых при определенных условиях значительно превышает 90%. Это очень хорошие цифры. При этом роторный рекуператор сохраняет не только большую часть тепла, но влагу.
Двигаемся дальше. Ученые умы создали установку, которая содержит в себе все элементы вентиляции (за исключением системы распределения - воздуховоды) в одном корпусе, что очень даже логично. В состав такой установки входят приточный и вытяжной вентиляторы, теплообменник (рекуператор), фильтры для очистки воздуха, рециркуляция, автоматика и ее элементы. Все вроде хорошо, но осталась еще одна проблема - что делать с поступающим холодным воздухом (все что ниже -5 °С)? Так как холодный воздух поступающий в рекуператор замораживает его, то это большая проблема, которая влияет на работоспособность всей установки. В этом случае на входе в ПВУ устанавливают «преднагреватель» воздуха, который обеспечивает нагрев наружного воздуха до нужных параметров и предотвращает замерзание теплообменника. Такой «преднагреватель» может быть электрическим или водяным (по желанию и возможностям) и он задействован в общую автоматику системы. Таким образом нагрев наружного воздуха есть в любом случае и в любой системе, но в системе с эффективным рекуператором расход этого тепла оптимален.
Выводы (ПВУ):
Преимущества: Данная система воздухообмена обеспечивает полноценную вентиляцию без каких-то оговорок во всех зонах, которые предусмотрены проектом. Для этого нужно подвести воздуховоды в необходимую зону. На базе данной системы можно обеспечить нагрев, охлаждение, увлажнение и осушение воздуха в зависимости от внутреннего наполнения установки или дополнительного оборудования, что дает возможность широкого ее использования в зависимости от поставленной задачи. ПВУ оптимальна с точки зрения тепловой эффективности, имеет возможность широко регулировать воздушный баланс путем изменения расходов воздуха на притоке и вытяжке, имеет системную автоматику.
Недостатки: Данная система самая дорогая по сравнению с другими системами, требует место для размещения непосредственно самой установки и системы воздухораспределения (воздуховоды и элементы забора и подачи воздуха в помещения), что ограничивает ее использование или требует дополнительных мероприятий на стадии проектирования объекта (дополнительные пространства, ниши в стенах и перекрытиях, тепловые нагрузки на электричество или на источник тепла и т.д.).
Общие итоги и выводы (личное мнение).
- Естественная вентиляция необходима в доме, ее устанавливают во влажных зонах, кухнях и туалетах. Она обеспечивает минимальный воздухообмен, но не решает всех задач.
- Бюджетным вариантом воздухообмена в доме я считаю адаптивную вентиляция при всех ее недостатках. Данную систему также можно использовать в домах без постоянного проживания в нем.
- Приточно-вытяжную вентиляцию можно и нужно использовать в случае повышенного требования к качеству воздуха в помещении. Но чтобы данная система не была обременительна с финансовой стороны нужно подходить к данному вопросу грамотно и рассудительно. Об этом поговорим дальше.
Варианты оптимизации.
Повторюсь!
- Задача вентиляции в малоэтажном строительстве это обеспечение необходимого качества воздуха в помещениях с постоянным или временным пребыванием человека.
- Основная стоимость комплексной вентиляции в оборудовании, если речь идет о ПВУ.
Это 2 основных момента на которые стоит обратить внимание. Исходя из этого, при проектировании вентиляции нужно оптимально подходить в объемам воздухообмена. Это и сложно и легко одновременно. Зная нормативные требования по воздухообмену посчитать все просто. Но так ли нормативные требования актуальны в нынешних условиях?
Рекомендации:
- Соблюдать следующие показатели:
- На одного взрослого человека в помещении с постоянным пребыванием (спальня, гостиная, детская) брать не менее 60 м³/ч, в маленьком санузле 30 м³/ч, в большом 45 м³/ч.
- С временным пребыванием (кабинет и подобные) в половину меньше.
- Придерживаться следующей системы воздухообмена - свежий воздух подавать в помещения, где нужен свежий воздух (спальня, гостиная, детская и т.д.), а вытяжку делать только из влажных зон и кухни. Таким образом свежий воздух попадает в помещение и движется в сторону помещений из которых он удаляется.
- В общем балансе должен быть паритет как минимум или превышение объема подающего воздуха на 10-15% по сравнению с вытяжным.
- Если на пути движения воздуха существует больше одной двери, то нужно обеспечить зазор между дверью и полом или сделать отдельные решетки внизу двери для беспрепятственного движения воздуха по помещениям. Данная схема оптимальная в малоэтажном строительстве, обеспечивает необходимый воздухообмен и содержим минимальное кол-во воздуховодом (минимальное при такой схеме воздухообмена). В противном случае (так делают многие проектные организации) воздух подается в помещение и из него же удаляется, увеличивая объем воздухообмена, производительность установки и ее стоимость соответственно. А так же кол-во воздуховодов увеличивается почти в 2 раза по сравнению с рекомендуемой схемой.
❗️Важно - если в доме предусмотрен камин, то не забывайте, что для горения нужен кислород или дополнительные объемы воздуха, что увеличивает производительность ПВУ. Некоторые установки имеют даже специальный режим «работа камина». Или на стадии строительства необходимо предусмотреть подачу наружного воздуха с улицы непосредственно вниз камина. В этом случае проблем не будет.
Эти советы позволят снизить стоимость системы вентиляции на 20-40% (из своей практике). Вообще старайтесь подходить к вопросам отопления, вентиляции и кондиционирования с точки зрения здравого смысла, а если в чем-то сомневаетесь, то не стесняйтесь задавать вопросы или спросить мнение независимого специалиста.