Проект и расчет вентиляции частного дома

Расчёт вентиляции в частном доме

Расчёт вентиляции должен производиться профессионалами на этапе проектирования жилых, административных и производственных зданий. При эксплуатации специализированных помещений (вредные цеха, лаборатории), в расчёт необходимо принимать вредные вещества и их ПДК.

При строительстве частного дома расчёты вентиляции упрощаются и их можно выполнить самостоятельно, зная методику. В этой статье мы рассмотрим методику, основанную на приложении “Ж” СП 60.13330.2016 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» (актуализированная редакция СНиП 41-01-2003). Данная методика учитывает удельные нормы воздухообмена, которые рассчитываются двумя способами:

1) По нормируемой кратности воздухообмена;

2) По нормируемому удельному расходу приточного воздуха.

При получении результатов по каждому способу расчёта, принимается во внимание наибольшее значение. Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта. Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта

Теперь ознакомимся более детально с указанными выше способами расчёта.

2.1 Нормируемая кратность воздухообмена:

Кратность воздухообмена — определяет кол-во раз, которое воздух в помещении успеет полностью обновиться в течение одного часа.

То есть, если кратность воздухообмена равна 1 (ч-1), это значит что за час воздух полностью обновится в указанном помещении, если 0,5 (ч-1) — только половина объёма воздуха в помещении будет заменена свежим.

Кратности воздухообмена для различных помещений представлены в таблице 9.1 СП 54.13330.2011, также эта таблица, но на мой взгляд, в более удобном виде есть в СТО НП «АВОК» 2.1-2008 (Данный стандарт одобрен и рекомендован Госстроем России, и по сути упорядочивает информацию из российских и зарубежных нормативных документов):

Таблица 1 – Нормы минимального воздухообмена в помещениях жилых зданий:

Для того, чтобы рассчитать расход приточного воздуха, используем формулу:

L = V × n   (формула №1)

V – объём помещения, м3;

n – кратность воздухообмена, ч-1;

2.2 Нормируемый удельный расход приточного воздуха

Этот способ расчёта предлагает использовать две формулы:

L = A × k    (формула №2)

A – площадь помещения, м2;

k – нормируемый расход приточного воздуха на 1 м2, м3/(ч⋅м2);

L = N × m    (формула №3)

N – число людей;

m – нормируемый удельный расход приточного воздуха на 1 человека, м3/ч;

Если площадь помещения на одного проживающего меньше 20 м2, то используем формулу №2, если больше — формулу №3.

2.3 Пример расчёта минимального нормируемого воздухообмена

Обозначим несколько принципов, которые будут необходимы в расчётах:

• 1 — Приток воздуха осуществляется через жилые помещения;
• 2 — Удаление воздуха происходит через ванную, туалет, кухню;
• 3 — Соблюдается баланс воздухообмена: приток воздуха равен оттоку.

Пример №1:

Общая площадь квартиры F_общ = 100 м2. Площадь жилых помещений F_жил = 70 м2. Кухня оснащена 4-конфорочной газовой плитой. В квартире постоянно проживает 4 человека.

1) Определение объёма притока:

а) По кратностям:

Используем формулу №1:

L = V × n   (формула №1)

V = S × h = 100 × 3,0 = 300 м3;

n = 0,35 в соответствии с таблицей №1;

L = 300 × 0,35 = 105 м3/ч

Для расчёта используем полный объём помещения, а не только объём жилых зон

б) По удельному расходу приточного воздуха:

Определяем заселённость – 100/4 = 25 м2/чел. (> 20 м2/чел), соответственно используем формулу №3:

L = N × m   (формула №3)

N = 4 человека, m = 30 м3/ч·чел. (по таблице 1)

L = 4× 30 = 120 м3/ч

Выбираем наибольшее значение, соответственно минимальный объём приточного воздуха составляет — 120 м3/ч

2) Определение объёма вытяжки:

Вытяжка осуществляется через кухню, ванную и туалет. Параметры для этих помещений определяем по таблице №1:

L_кухни = 90 м3/ч L_ванной = 25 м3/ч L_{туалета} = 25 м3/ч L_{вытяжки} = 90 + 25 + 25 = 140 м3/ч

Мы видим, что объём вытяжного воздуха получился больше приточного, поэтому для соблюдения баланса воздушных масс увеличиваем объём приточного воздуха, и он становится равным: L_{притока} = L_{вытяжки} = 140 м3/ч

Пример №2:

Оставим все данные, как в примере №1, но увеличим число проживающих до 6 человек.

1) Определение объёма притока:

а) Расчёт по кратностям не изменился: L = 105 м3/ч

б) По удельному расходу приточного воздуха:

Определяем заселённость – 100/6 = 16,67 м2/чел. (< 20 м2/чел), соответственно используем формулу №2:

L = A × k    (формула №2)

A – площадь жилых помещений, по условию равна 70 м2, k – нормируемый расход приточного воздуха — 3 м3/(ч⋅м2)

L = 70 × 3 = 210 м3/ч

2) Определение объёма вытяжки:

L_{вытяжки} = 90 + 25 + 25 = 140 м3/ч (остался прежним)

Мы видим, что в данном случае объём приточного больше объёма удаляемого воздуха, поэтому для соблюдения баланса увеличиваем объём вытяжки и получаем:

L_{притока} = L_{вытяжки} = 210 м3/ч

Планировка и расчет каналов

Сечение воздуховодов зависит от системы вентиляции и объема воздуха, который нужно обслужить. Параметры можно взять из таблицы, принимая за скорость естественной тяги значение 1-2 м/с, механической – 3-5 м/с:

Таблица 2 – подбор сечения воздуховода

Пример расчёта сечения воздуховода: 450 м3/час отводятся четырьмя каналами. Соответственно на каждый приходится 450/4=115 м3/час. Используя таблицу, представленную выше, получаем, что при скорости 2 м/с достаточно трубы Ø140 мм.

Хорошая естественная тяга идет только по вертикальным шахтам (допускается отклонение на 30° длиной до метра). Сужения, врезки замедляют поток, горизонтальные участки его практически останавливают. Механическое продвижение дает стабильную равномерную тягу, где все озвученные нюансы просто учитываются при выборе мощности вентилятора.

Как рассчитывается вентиляция частного дома

Для расчета мы использовали самый распространенный вариант организации вентиляции в коттедже:

• Приточная система выполнена на базе приточной установки с водяным нагревателем, которая комплектуется системой автоматики со всеми необходимыми датчиками и пультом управления с цветным сенсорным дисплеем, воздушным клапаном с электроприводом (привод с возвратной пружиной), воздушным фильтром и смесительным узлом. Смесительный узел подбираются индивидуально под параметры теплоснабжения: чаще всего используется вода 90/70°С, реже 80/60°С (подбор узла возможен для любых типов автономного и централизованного теплоснабжения).
• Вытяжная система может быть естественной (без применения вентиляторов) или механической (с вентиляторами). Вентиляторы, в свою очередь, могут быть накладными (устанавливаются вместо диффузоров во всех обслуживаемых помещениях), канальными (монтируются в запотолочном пространстве по одному для каждой группы помещений) и крышные.
• Если требуется охлаждение воздуха, то используется вентустановка с фреоновым охладителем (дополнительно потребуется компрессорно-конденсаторный блок, ККБ).
• Для увлажнения воздуха применяется канальный увлажнитель испарительного типа с водяным пред- и постнагревателем (комплектуется системой автоматики и смесительным узлом), который управляется от приточной установки.

По введённым параметрам частного дома рассчитывается требуемый воздухообмен (приток и вытяжка) для всех обслуживаемых помещений. Приточный воздух подается во все жилые помещения, тренажерную и постирочную (сушильню для белья). Вытяжка производится из санузлов, подсобных помещений, гардеробных, кухни, постирочной и гаража. Для каждого типа «грязных» помещений необходима отдельная вытяжная система (воздух из помещений разных типов не должен смешиваться, иначе возможно распространения запахов между различными помещениями). Для гаража устанавливается отдельный вытяжной вентилятор, который включается на непродолжительное время (управление производится от концевого выключателя на воротах и освещения с задержкой выключения), поэтому в расчете общей производительности он не учитывается.

Необходимо отметить, что в смете предлагается преимущественно типовое оборудование, которое может быть заменено аналогами с улучшенными характеристиками. Вы можете проконсультироваться у технического менеджера для проработки возникших вопросов (при размещении заказа на оборудование консультация будет бесплатной). Консультация технического менеджера включает:

• Рекомендации по выбору состава и функциональных возможностей системы вентиляции.
• Рекомендации по местам размещения оборудования, воздуховодов, воздухораспределителей на поэтажном плане коттеджа (не забудьте поэтажный план).
• Рекомендации по выбору альтернативного оборудования и материалов с учетом ваших пожеланий.
• Рекомендации по выбору типа управления и дополнительных датчиков VAV-системы.

консультантов

Для проектирования системы вентиляции коттеджа или частного дома вы можете обратиться в Проектный отдел.

Недостатки принудительной вентиляции

Для подачи воздуха в помещения можно использовать не только форточки и щели, но и принудительную приточную вентиляцию. Но и здесь не все так гладко, как хотелось бы. О приточной вентиляции многие знают из рекламных акций, где расписаны все ее преимущества. На первый взгляд все предельно просто: воздух закачивается в помещение с помощью вентилятора, пройдя предварительную очистку с помощью встроенного фильтра и при необходимости нагревшись до заданной температуры. Но здесь и кроется главный недостаток. Уже через несколько циклов работы на фильтре осядет пыль, органические отходы и т.д., и он станет идеальным местом для размножения микробов и бактерий, которые потом будут попадать в помещение вместе с воздухом снаружи. Это чем-то напоминает работу пылесоса, из которого не вытрусили пыль. Воздух проходит сквозь грязный фильтр, не только не очищаясь, но и еще больше загрязняясь. А ведь никто не будет менять фильтр каждый день, он будет обновляться в лучшем случае раз в полгода при плановом ТО. Так что, если есть возможность, лучше отказаться от установки принудительной приточной вентиляции. Конечно, есть помещения, в которых нельзя без нее обойтись, с повышенным уровнем задымленности или с постоянными выбросами отходов, но в жилых частных домах это редкость.

Состав системы, пошаговый монтаж

Поможет при проектировании вентиляции в частном доме своими руками, схема и подготовка комплекта чертежей с поэтажными планами. Основным элементом любой системы вентилирования является воздуховод:

• вентканал – изготавливается только внутри кирпичных стен;
• короб – из стального листа, полимерных материалов, керамики, бетонных изделий.

Максимальным сечением обладают вытяжные воздуховоды. Например, для однократного воздухообмена в коттедже 300 квадратов при естественном воздухообмене потребуется труба диаметром 35 см или канал 40 х 25 см. Внутри кирпичной кладки подобные конструкции изготавливаются без проблем.

Состав принудительной вентиляции

Если дом построен из других конструкционных материалов, автоматически возникают проблемы с размещением, декорированием труб или коробов таких больших размеров. Поэтому сечение воздуховода снижается, проектируется принудительная вентиляция в частном доме (схема своими руками также может быть выполнена без проблем при изучении основных требований нормативной документации).

Как организовать проветривание?

Для обновления воздушных масс в частном доме, в первую очередь, задействуется приточная вентиляция. Своими руками схему составить несложно, разобравшись с планировкой и особенностями своего дома. Существует несколько типов проветривания, не одинаково полезных для микроклимата интерьеров:

открыта дверь + окна – воздух обновляется в течение 5 минут, однако образуются вредные сквозняки;

Проветривание окнами и дверьми

приоткрыта фрамуга или форточка – полное замещение отработанных воздушных масс новыми наступает через 40-60 минут, однако остывают откосы, оконные блоки, возможно образование конденсата;

Проветривание форточками

открыты окна – этот вариант является лучшим, так как за 10 минут не успевают остыть конструкции, воздух обновляется в комнате полностью.

Проветривание открытыми окнами

Но жителям крайне неудобно заниматься проветриванием ежечасно. Поэтому спасительным решением при нежелании установливать полноценную приточную установку являются стеновые/оконные клапаны.

Обеспечение притока

Оконный клапан имеет несколько разновидностей. Для установки некоторых моделей необходима фрезеровка овальной щели в эксплуатируемом профиле ПВХ. Это отражается на прочности оконного блока (профиль армируется фольгой, внутри которой не рекомендуется делать крупные отверстия), звукоизоляции.

Конструкция оконного клапана

Более удобны в монтаже щелевые клапаны накладного типа. Для этого достаточно удалить на отдельном участке (обычно верхняя часть фрамуги) уплотнитель, прикрутить корпус клапана.

В высокопроизводительных модификациях клапанов приточного типа наружный воздухозаборник связан с внутренним регулировочным механизмом телескопической камерой. Элемент клапана, устанавливаемый внутри помещения, имеет фильтр, выпускные форсунки, лабиринтную систему проток.

Пропускной способности оконных клапанов обычно достаточно для жилых помещений. Однако в кухнях с газовыми 4-х конфорочными плитами, духовыми шкафами эти устройства не могут обеспечить требуемый воздухообмен для этих помещений. Поэтому монтируются клапаны стеновые, имеющие следующую конструкцию:

• патрубок (гильза) трубчатого типа, установленный внутри сквозного отверстия в стене;
• решетки с обеих сторон для фильтрации воздуха, декорирования проема, регулировки воздухозабора;
• встраиваемый вентилятор либо рекуператор.

Конструкция стенового клапана приточного

Обычные клапаны монтируются над регистрами отопления, чтобы зимний воздух согревался восходящими конвекционными потоками. В рекуператорах использована схема «труба в трубе», поэтому входящие массы согреваются исходящими потоками. Их устанавливают в любом удобном месте, независимо от расположения батарей, простенков.

Расположение приточного стенового клапана

Более сложными являются системы вентилирования с использованием воздуховодов. Короба или трубы пропускают внутри пространств подвесных/натяжных потолков, выпуская патрубки в отдельных зонах помещения.

Какую вентиляцию лучше использовать в частном доме?

В частных домах лучше использовать естественную приточную вентиляцию в виде каналов, выполненных в подоконниках. Как вариант можно рассматривать и регулируемые зазоры в конструкциях металлопластиковых окон. В отличие от зазоров в деревянных окнах они регулируют подачу необходимого количества воздуха в помещение, и при этом сохраняют шумоизоляционные качества окна. Летом воздух, попадающий снаружи, достаточно теплый, а в холодное время года он будет нагреваться от тепла радиаторов, смонтированных под окнами. Холодный – более тяжелый – воздух, попадая в помещение опуститься вниз к радиаторам, а нагретый поднимется вверх. Таким образом, потери тепла в помещении за счет попадания холодного воздуха будут минимальными.

Чистота воздуха, поступающего с улицы, конечно далеко не идеальная. В нем присутствует пыль, мелкие частицы и т.д. При попадании в помещение тяжелые частицы оседают на поверхности подоконника и пола, где их можно убрать мокрой тряпкой. Обычно влажные уборки проводятся в доме довольно часто, поэтому никаких дополнительных средств борьбы с грязью и пылью не понадобится.

Если же использовать фильтры, они быстро накапливают в себе пыль и грязь, которые, как правило, не удаляются сразу. Воздух, проходя через такой фильтр, не очищается, а наоборот загрязняется еще больше, а забитый фильтр вообще может сократить подачу необходимого количества воздуха. Кроме того, он станет настоящим «рассадником» для развития различных микроорганизмов, которые вместе с воздухом попадут в помещение, а потом и в дыхательные пути жильцов дома, вызывая различные аллергические заболевания.

Как рассчитать вентиляцию

Перед тем, как приступить к проектированию, нужно провести расчет всех необходимых параметров на основании плана объекта, где указана площадь всех помещений в доме. Точный расчет проекта вентиляции выполняется с помощью специализированных программ. Но примерно оценить все необходимые параметры, и понять, с чем же нужно работать, можно и с помощью простых вычислений.

Расчет по нормам потребления воздуха

Производительность вентиляции рассчитывается путем умножения нормы потребления воздуха одним человеком (60 м³/час) на число постоянных жильцов дома.

Как видим, расчет очень простой, но есть одна проблема – жильцы дома постоянно перемещаются, они могут быть как находится вы одном помещении, так и в разных. Именно поэтому такую методику применяют исключительно для частных домов с воздушной климатической системой, особенности которой мы рассмотрим немного ниже.

Расчет по объему помещений

Расчет по такому методу встречается намного чаще, нежели предыдущий. Согласно нормативам СНиП необходимо, чтобы обновление воздуха происходило, как минимум 1 раз в час. Для более точных математических расчетов производительности вентиляции необходимо перемножить между собой три показателя – интенсивность (кратность) воздухообмена, площадь дома и высоту помещения от пола до потолка.

Вентиляция в доме с камином или печью

Особое внимание приточной вентиляции нужно уделить, если в доме предусмотрено наличие печи или камина. Для их нормальной работы нужно создать условия для полного сгорания топлива и удаления продуктов сгорания

Одним из условий полного сгорания топлива является наличие окислителя (кислорода) в достаточном количестве. Если его не хватает, топливо полностью не сгорает. Также приточная вентиляция поддерживает нормальную тягу в вентиляционном канале. Таким образом, при нехватке свежего воздуха топливо сгорает не полностью, выделяя угарный газ, а продукты сгорания и дым не выходят наружу, скапливаясь в помещении. В теплую погоду для проветривания можно открыть окно, но зимой такое решение вряд ли можно считать правильным. Для обеспечения приточной вентиляции можно под полом подвести трубу непосредственно к печи или камину.

Схемы работы вентиляции

В зависимости от поставленных задач, которые должна выполнять вентиляция, она подразделяется на 4 вида:

• приточная. Для такого рода вентиляции также характерно попадание воздушных масс в дом с улицы через микротрещины и поры в строительных материалах, приточные клапаны, а также во время проветривания. Но интенсивность нагнетания воздуха естественным путем желает лучшего, а в жаркий период приток воздуха может сильно замедлиться либо даже остановиться. Полагаться только на природную вентиляцию – нерационально. По этой причине современный рынок предлагает мощные приточные устройства, обеспечивающие полноценный воздухообмен при экономичном расходе электроэнергии;
• вытяжная, которая осуществляет отток отработанного воздуха по специальным воздуховодам. А инфильтрация чистого воздуха с улицы в помещение совершается через любые микротрещины и щели (природный путь), а также во время проветривания;
• приточно-вытяжная. Для ее установки в противоположных углах помещения монтируют два канала, первый из которых подает чистый воздух с улицы, а второй выводит уже отработанный наружу. Явным преимуществом такой вентиляции является способность изменять температуру воздуха, а также проводить его ионизацию, увлажнение, обеззараживание и фильтрацию;
• воздушная климатическая система – это воздушное отопление, которое может работать круглый год. Технически это выглядит так – к воздухонагревателю подключены воздуховоды, по которым чистый воздух проникает в дом, а отработанный отводится. Все это надежно спрятано от человеческого глаза и не портит интерьер. Визуально воздушное отопление выглядит как вентиляционные решетки, расположенные на полу, стенах или на потолке. Радиаторы, ниши для них, стояки, характерные для привычной нам системы отопления, отсутствуют. Управление очень удобное, оно осуществляется с помощью пультов ДУ.

Воздух может попадать в систему также через грунтовый теплообменник. Воздух, проходя по трубе, расположенной на глубине в 2 метра зимой прогревается теплом земли, а летом тем же способом охлаждается. Как результат – значительная экономия энергоресурсов.

Естественная и принудительная вентиляция

Среди типов вентиляционных систем выделяют естественную и принудительную вентиляцию. Естественную вентиляцию определяет отсутствие вспомогательных механических средств, а циркуляция воздушных масс происходит в результате возникновения естественной тяги, образующейся из-за разницы температур и давления воздуха внутри и снаружи помещения. Принудительный воздухообмен предполагает наличие в системе механических приточных или вытяжных вентиляций.

Естественная вентиляция – принципы функционирования и особенности

Преимуществами естественной вентиляции являются простота монтажа и отсутствие необходимости устанавливать сложное оборудование. За счет простоты схемы вентиляции она достаточно прочная, долговечная и почти не ломается. Кроме того, работа такой вентиляционной системы не производит шума и удобна тем, что не зависит от энергоснабжения. При перебоях тока естественная вентиляция в частном доме не перестанет работать. Она может создать оптимальный микроклимат в доме, но не имеет механизма очистки воздушных масс от загрязнений и пыли. Ее достаточно сложно регулировать по объему воздухообмена в помещении, и она напрямую зависима от влияния атмосферных факторов. Из-за погодных и сезонных изменений в окружающей среде сила тяги тоже будет меняться. Хуже всего естественная вентиляция работает в летнее время, так как перепад температур бывает достаточно сильный.

Вариант установки естественной вентиляции в частном доме подходит для удаленных от автомобильных дорог загородных участков, где нет серьезной необходимости в фильтрации воздушных масс.

Мощность тяги в системе естественной вентиляции можно регулировать за счет высоты вентиляционных каналов: чем выше находится канал, тем сильнее перепад атмосферного давления, и тем лучше тяга.

Поскольку установка герметичных стеклопакетов в частных домах перекрывает естественный приток воздуха в домашнее пространство, рекомендуется в самих окнах или наружных стенах делать отверстия для приточных клапанов.

Особенности искусственной вентиляции

Чтобы установить принудительную вентиляцию в частном доме, понадобится специальное оборудование. Поэтому сам монтаж вентиляционной системы будет сложнее и обойдется дороже. Зато принудительный воздухообмен гораздо эффективнее и может влиять на температурный режим в помещении и уровень влажности. Поступающий снаружи воздух проходит через вентиляционный блок и распределяется по помещениям. При помощи вытяжных вентиляторов отработанный воздух выводится наружу. В каждом помещении устанавливается принудительный приточно-вытяжной механизм с так называемым рекуператором. Рекуператор представляет собой специальный теплообменник, который позволяет нагревать поступающий в дом воздух, забирая тепло у исходящих воздушных масс. С помощью калориферов воздух нагревается или охлаждается, благодаря чему в домашнем пространстве поддерживается комфортный микроклимат. Также принудительную циркуляцию воздуха в такой системе вентиляции обеспечивают специальными фильтрами для очистки воздуха.

Искусственная вентиляция в частном доме удобна тем, что она не зависит от атмосферных изменений: температура и влажность окружающей среды никак не влияют на мощность тяги и работу вентиляционной системы. Но при этом она зависит от электричества и требует больших энергозатрат на обогрев воздуха, особенно в зимнее время.

Смешанный тип вентиляции

Комбинированный воздухообмен предполагает использование естественной вентиляции, усиленной с помощью механических вентиляторов. Возможна установка механической приточной вентиляции в частном доме при естественном выбросе воздуха посредством вентиляционных каналов. Или наоборот, устанавливают механическую вытяжку, а приток воздуха осуществляется естественным путем. Примерами подобных систем вентиляции служат простые вентиляторы, которые обычно устанавливают в санузлах, либо кухонные вытяжки. Это удобный вариант в том случае, когда не во всех помещениях дома есть необходимость в установке принудительной вентиляции: тогда в кухне и санузлах делают смешанный тип вентиляционной системы, а в остальных помещениях оставляют естественную.