Вентиляция квартиры и коттеджа. Общая информация

Вентиляция квартиры и (или) частного дома
Каждый человек значительную часть своей жизни проводит в собственном жилище и соответственно хочет себя чувствовать в нем комфортно. Поэтому если вам вполне комфортно, то вы счастливый человек и ничего улучшать вам не надо. Даже если сосед установил навороченные современные системы вентиляции, отопления и кондиционирования, ничего не делайте, лучше посочувствуете ему. Задача таких систем как отопление и вентиляция в том, чтобы вы о них не вспоминали. Совсем другое дело если вам постоянно жарко или холодно, нечем дышать, вы постоянно слышите запахи из кухни или туалета. Это вызывает не только чувство дискомфорта, но может привести и к хроническим заболеваниям. Следовательно, требуется вмешательство. И ниже будет рассказано об основных методах борьбы с причинами дискомфорта.

Немного теории
В технических нормах определение вентиляции занимает примерно восемь строчек, и даже прочтя их несколько раз не будет понятно что имеется ввиду. Если упростить и сократить, то получится примерно следующее: вентиляция – комплекс инженерных мероприятий по подаче наружного воздуха в помещение и удаление внутреннего воздуха наружу, обеспечивающее необходимое количество чистого воздуха для комфортных условий пребывания человека в помещении. Прежде чем что-нибудь делать лично я задаюсь вопросом «зачем?». Зачем подавать наружный воздух в помещение, или зачем удалять внутренний? А если подавать, то сколько? Для ответа на этот вопрос надо рассмотреть что такое воздух. Воздух – смесь газов и веществ в газообразном состоянии, большая часть воздуха - это азот (78%) и кислород (21%). Если мы сложим, то получим, что 99% воздуха это азот и кислород, оставшейся 1% - это водяные пары, углекислый газ, аргон, неон, метан, гелий и многое другое в зависимости от места вашего проживания. Когда мы дышим наши легкие поглощают из воздуха кислород и выделяют водяные пары и углекислый пар. Если поместить группу людей в замкнутое маленькое помещение и не подавать свежий воздух, то через некоторое время станет душно, т.е. в процессе дыхания повышается концентрация углекислого газа и уменьшается концентрация кислорода, при этом наш организм начинает поглощать углекислый газ, в итоге кислород не связывается с гемоглобином в нашей крови, количество кислорода в крови уменьшается, это приводит к ухудшению самочувствия, головным болям и в крайнем случае потере сознания и асфиксии. Поэтому если с утра вы просыпаетесь и чувствуете себя разбитым, но прекрасно помните вчерашний вечер), то вам требуется организовать приток свежего воздуха. Частным случаем борьбы с углекислым газом является применение сорбентов, способных его поглощать. Такие системы используются военными и применяются в бомбоубежищах, подводных лодках, кабинах пилотов и т.д., но бытовых систем на данный момент на рынке отсутствуют.
Но вернемся к нашей группе людей в комнате и дадим им кислорода. Следующим неприятным фактором будет влажность, выделяемая при дыхании. Избыток влаги в помещении приведет к тому, что люди начнут потеть, при этом пот будет испаряться (это защитный механизм организма от перегрева) и мы начинаем чувствовать себя прохладно, при многократном повторении, организм впадает в стрессовое состояние и это может закончиться простудными заболеваниями.
Кроме вышеперечисленного в помещении могут выделяться вредные вещества и вещества с неприятными запахами, такие как формальдегид (новая мебель или половое покрытие), запахи при приготовлении пищи или запахи из туалета. Все эти вещества и неприятные запахи следует удалять. И наиболее эффективным средством является правильная организация воздухообмена.

Ближе к делу
Прежде чем приступить к делу надо рассчитать сколько подать воздуха в помещение. Увы ответить односложно нельзя. Все индивидуально и зависит от конкретного человека. В инженерной практике есть несколько цифр, которые мы рассмотрим подробнее.
В большинстве случаев в жилых помещениях мы предусматриваем двухкратный воздухообмен в час, т.е. за 1 час мы подадим и удалим объем воздуха равный двум объемам помещения. Рассматривая обычную двухкомнатную квартиру в 45 м² жилой площади и высотой потолка в 3м – мы получим 270м³ /ч воздуха. С другой стороны технические нормы рекомендуют подавать для комфортного состояния 60 м³ /ч воздуха на одного человека. При среднестатистической семье в 4 человека (родители и два ребенка) это 240 м³ /ч. Еще одной нормой является 6 м³ /ч на квадрат площади помещения, что примерно соответствует двухкратному воздухообмену. Исходя из практики двухкратный воздухообмен наиболее комфортен для человека. При этом увеличение расхода воздуха выше необходимого влечет за собой повышенные эксплуатационные расходы.
Кстати о расходах. Доля затрат в эксплуатационных расходах на вентиляцию порядка 50%. И это не в зависимости от типа системы. В основном это нагрев поступающего наружного воздуха до комнатной температуры.

Виды систем вентиляции
Все вентиляционные системы подразделяются на два вида: естественные и механические. Естественные системы вентиляции работают под воздействием двух факторов: разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и ветрового давления. Теплый воздух легче холодного, поэтому он поднимается вверх и замещается на холодный. Ветровое давление возникает при огибании сооружения воздушными потоками, при этом возникает разность давлений, под действием которых и воздух из помещения «выдувается», а наружный воздух поступает в помещение. Вентиляция за счет ветрового давления носит временный характер, т.к. возникает только при наличии ветра. А естественная вентиляция за счет разностей плотностей холодного и горячего воздуха работает хорошо только тогда когда эта разница составляем 10 и более градусов, т.е. хорошо работает зимой и почти не работает летом.
В механической системе вентиляции приток/вытяжка воздуха происходит за счет механической работы (читай за счет вентилятора). Механическая система вентиляции не зависит от наружных погодных условий и выдает те параметры микроклимата на какие была запроектирована. Но при этом требует эксплуатационных расходов.

Естественная вентиляция
Естественная вентиляция может быть организованная и неорганизованная. При этом в зависимости от назначения все вентиляционные системы подразделяются на приточные и вытяжные. Неорганизованная естественная приточная вентиляция возникает через отверстия и щели напрямую не предусмотренные для этих целей, в расчетах пренебрегают или вводят коэффициент. Организованная приточная вентиляция представляет собой приточные клапана для инфильтрации (проникновения) наружного воздуха в помещения. Это могут быть самостоятельные устройства – КИВ (клапан инфильтрации воздуха, будет разобран в дальнейшем) или встроенные устройства в наружное остекление. Во времена деревянного остекления, приток воздуха в помещения предусматривался через неплотности в притворах остекления (форточки, створы, двери оконных проемов закрывались не герметично). С началом установки стеклопакетов производители окон начали предлагать встроенные приточные клапана. Это отверстия в наружных и внутренних частях переплета окна. При этом наружный воздух циркулируя в пространстве стеклопакета нагревается и поступает с температурой выше, чем наружный воздух. Это наиболее приемлимое решение организация естественной приточной вентиляции. Но ввиду небольших диаметров отверстий и малого их количества (для предотвращения выпадение конденсата межоконном пространстве) количество проникающего наружного воздуха невелико, и может оказаться недостаточным для комфортного проживания. Для увеличения количества инфильтрующегося воздуха применяют инфильтрационные клапана (КИВ) представляющие собой пластиковую трубу, она монтируется в наружной стене, с одной стороны на нее устанавливается решетка, для предотвращения попадание внутрь осадков, а с другой стороны устанавливается декоративная решетка и регулятор. Внутри находится регулирующий клапан, который дает возможность регулировать количество поступающего воздуха, фильтр – для грубой очистки от пыли и тепловая изоляция для предотвращения выпадения конденсата на поверхности самого клапана. При этом следует понимать, что наружный воздух предварительно не нагревается и поступает в помещение холодным. Поэтому следует устанавливать клапан в верхней части стены и по возможности не предусматривать рядом постоянное нахождение людей. И последнее, КИВ по сути это отверстие в стене, поэтому если рядом проходит оживленная магистраль или у вас шумные соседи, то существенно повысится слышимость в помещении.
Организованная естественная вытяжная вентиляция представлена всем нам знакомыми вентиляционными каналами. Их основная задача – организованная вытяжка внутреннего воздуха из помещения. При этом следует учесть, что они должны иметь достаточную высоту для повышения гравитационного давления, которое зависит от разности плотностей между внутренним и наружным воздухом и разности высоты между точками с которой удаляется воздух и высотой его выброса. При этом желательно не иметь горизонтальных участков канала или свести их к минимальной протяженности. При недостаточной высоте возможно опрокидывание системы вентиляции, т.е. наружный воздух будет поступать из вентиляционного канала и удаляться через неплотности в наружных ограждениях. Такое наблюдается в зданиях большой этажности, когда на последних этажах здания наружный воздух поступает в ванные комнаты и соответственно образуется конденсат, а зимой и наледь. Еще одним частным случаем опрокидывание систем вентиляции в многоэтажных домах являются неприятные запахи, поступающие из вентиляционных каналов. Чаще всего это возникает из-за недостатка естественной приточной вентиляции о вас и ваших соседях, встречается повсеместно ввиду широкого распространения стеклопакетов. Так же такой эффект может быть из-за ошибок проектирования или засорения вентиляционного канала. В большинстве случаев вопрос может решить организация притока в помещение и установка бытового вытяжного вентилятора на вентиляционный канал, но в этом случае высока вероятность того, что тот же эффект будет наблюдаться у вашего соседа. В целом данные проблемы в современных домах отсутствуют. И если производить изменения в конструкции квартиры обдуманно, то больших проблем не наблюдается. Кроме. Кроме летнего периода. Даже в технических нормативных актах закреплено, что летом вентиляция не обеспечивает допустимых параметров микроклимата в помещении. Дело в том, что ввиду малой разности между температурами внутреннего и наружного воздуха, и как следствие малой разности между плотностью внутреннего и наружного воздуха – естественная вентиляция работает плохо или вообще не работает. Частично решает проблему проветривание квартиры (здесь работает естественная вентиляция под воздействием ветрового давления), но возникновение сквозняков может привести к простудным заболеваниям. В этом случае может помочь только вентиляция с механическим побуждением и о ней ниже.

Механическая вентиляция
 

Вентиляционные системы с механическим побуждением универсальны. Не зависят от наружных условий микроклимата и способны справиться с любой задачей по организации микроклимата в помещении. Они могут быть самостоятельными системами или взаимодействовать с системой отопления и кондиционирования, или брать их задачи на себя. Существует большое разнообразие схем исполнения таких систем вентиляции, но остановимся на принципах работы. Приточная механическая система вентиляции состоит из приточной установки и сети воздуховодов, которые предназначены для транспортировки наружного воздуха в приточную установку и последующего распределения подготовленного воздуха в помещение. 

Приточная установка представляет собой следующий набор элементов:

1. Приточный клапан, обычно утепленный. Предназначен для предотвращения подачи наружного воздуха во время отключения приточной установки. Как правило автоматически открывается при включении и автоматически закрывается при выключении приточной установки.
2. Фильтр. Могут быть несколько классов очистки. Предназначен для очистки наружного воздуха от примесей и других веществ в зависимости от назначения.
3. Калорифер или нагреватель. Может быть электрический, водяной, реже применяется «тепловой насос». Предназначен для нагрева наружного воздуха до комфортной температуры.
4. Вентилятор. Предназначен для преодоления сопротивления оборудования приточной установки и элементов сети воздуховодов.
5. Система автоматики. Предназначена для управления системой вентиляции. Может работать по схеме от вкл./выкл. до интеграции управления в систему «умный дом».

6. Камера смешения. Предназначена для смешения наружного и внутреннего воздуха, если это допускается. Применяется, например, при отсутствии в помещении людей в ночное время, но при необходимости организации воздухообмена.
7. Теплообменник. Имеется несколько типов, наиболее распространены пластинчатые и роторные. Применяются для подогрева наружного воздуха удаляемым внутренним.
8. Охладитель. Применяется совместно с компрессорно-конденсатным блоком или другим источником холода. Предназначен для охлаждения в летний период наружного воздуха до комфортной температуры.
9. Увлажнитель. Могут быть форсуночные и паровые. В бытовых системах чаще применяется увлажнение паром.
10. Шумоглушитель. Предназначен для поглощения аэродинамических шумов, возникающих в результате перемещения воздуха.
11. Гибкие вставки. Предназначены для нераспространения вибрации от приточной установки к сети воздуховодов.

Первые пять элементов необходимы. Опциональные элементы могут быть полезны или бесполезны в зависимости от конкретной ситуации. Некоторые из опциональных элементов иногда лучше реализовать сторонними системами, а от некоторых вообще отказаться. Например, охладитель превращает приточную установку в центральный кондиционер. В летний период наружный теплый воздух будет охлаждаться и подаваться в помещение, тем самым снижая температура в помещении. Но если помещений несколько, регулировать температуру в каждом конкретном помещении становиться крайне сложной задачей. В этом случае лучше установить сплит или мульти сплит системы кондиционирования воздуха, что позволит добиться нужной комфортной температуры, и в большинстве случаев снизить затраты и на систему вентиляции и кондиционирования. Применение увлажнителя призвано помочь людям с нарушениями работы органов дыхания особенно в зимний период, когда наружный воздух после обработки поступает с низкой относительной влажностью. Но в большинстве случаев применение стационарного увлажнителя как отдельного элемента в помещении, позволяет добиться лучших результатов при меньших капитальных затратах. Теплообменники различных типов обладают различной эффективностью, позволяют экономить на эксплуатационных затратах (меньше надо греть наружный воздух), но особенности эксплуатации и капитальные вложении увеличивают срок окупаемости до 7-10 лет. Шумоглушители и гибкие вставки устанавливаются в большинстве случаев, так как позволяют значительно снизить шум и вибрацию от работы приточной установки. Но иногда их применение не требуется при высоком качестве сборки и монтажа приточной установки и ее малой производительности.
Вытяжная механическая система вентиляции состоит из сети воздуховодов и вытяжной установки. Вытяжная установка состоит из двух обязательных элементов – это фильтр (для очистки удаляемого воздуха от пыли и других примесей) и вентилятор (для преодоление аэродинамических сопротивлений сети воздуховодов). Дополнительно могут устанавливаться шумоглушитель и гибкие вставки. Вытяжная система вентиляции может быть совмещена с приточной системой через камеру смешения и (или) теплообменник, при этом будет изменено наименование системы вентиляции на приточно-вытяжная.
Что касается сети воздуховодов, то она состоит из непосредственно воздуховодов (стальные оцинкованные или из нержавейки, пластиковые, тканевые и т.д.), решеток для забора и выброса воздуха, и воздухораспределяющих устройств (решетки, диффузоры), предназначенные для подачи и вытяжки воздуха из помещения. Решетки и диффузоры бывают различного назначения и применяются в зависимости от решения конкретной задачи распределения воздуха в помещении. В большинстве случаев сеть воздуховодов подразумевает организацию межпотолочного пространства, что уменьшает высоту помещения или, или открытой прокладки, что требует вписывание в интерьер помещения. Выбор отдельных элементов следует производить из необходимости и пожеланий. Отдельно требуют расчета воздухораспределительные устройства, для правильной организации воздухообмена в помещении.

И наконец. Несколько советов
Если вы решили о необходимости установки механической системы вентиляции для начала вам следует определить те задачи, которые она по вашему мнению должна решать. После этого требуется обратиться к специалисту в этой сфере. Это может быть ваш знакомый или специализированная компания. Как правило для небольших квартир и коттеджей не требуется специальных расчетов для проектирования инженерных решений системы вентиляции. Сложности могут возникнуть при наличии помещений со специфическим микроклиматом (бани, сауны, бассейны) или со специфической планировкой (мансардные и полуподвальные этажи, помещения с большой площадью остекления и т.д.). В данных случаях помощь специалиста необходима. Компании предоставляющие климатическое оборудование так же предоставляют и услуги по подбору оборудования и консультацию без взимание дополнительной платы. Вы можете проконсультироваться с ними о конкретной ситуации и принимаемым инженерным решениям. Так же они могут предоставить услуги по монтажу и сервисной поддержке. При выборе марки оборудования в случае если вы никогда не сталкивались с климатической техникой следует полагаться на советы специалистов. На данный момент широкое распространение и известность имеют марки VTS, Salda, Ned. Среди премиум брендов - Swegon, System Air, Daikin. Выбор достаточно большой и необходимо сосредоточиться не на бренд, а на конкретные задачи, которые поставлены перед системой вентиляции. Обращайте ваше внимание на технические характеристики: производительность, располагаемое давление, производимый шум, изоляция корпуса, наличие дополнительных элементов, возможности автоматики. Постарайтесь упростить системы и применяйте различные вариации систем отопления, вентиляции и кондиционирования. И не забывайте – климатические системы работают хорошо тогда, когда вы не догадываетесь об их существовании.