Естественная вентиляция: описание, задачи и разновидности


Основополагающим фактором здоровья и комфортного микроклимата для человека является естественная вентиляция помещения, в котором он живёт и работает.

Естественная вентиляция - схема

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.

Разновидности естественной вентиляции

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:

  1. Температура на улице и внутри помещения. Чем значительнее разница наружной и внутренней температуры, тем больше скорость и объём воздушных масс. В холодное время года естественная вентиляция функционирует наиболее продуктивно за счёт максимальной разницы плотности воздуха. С наступлением тепла значения удельного веса уличного и комнатного воздуха начнут выравниваться, что приведёт к ослабеванию тяги. В летний период, когда температура воздуха на улице достигает 28-30ºС, а в комнате ‒ 22-24ºС, возникает эффект обратной тяги, что ни в коем случае не говорит о неисправности системы вентиляции.
  2. Особенности обустройства вытяжной трубы. Чем выше вытяжная труба над поверхностью ‒ тем ниже показатели атмосферного давления, следовательно, тем сильнее тяга воздушных потоков из помещений.
  3. Влажность воздуха. Повышение относительной влажности воздуха при естественной вентиляции снижает скорость воздушного обмена.
  4. Скорость и направление ветра. Усиление силы ветра способствует понижению давления на исходе вытяжных труб, тем самым увеличивая объём выходящего из помещения воздуха. В безветренную тёплую погоду воздухообмен ослабевает.

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.

Различные варианты схем естественной вентиляции

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:

  1. Не требует использования сложного технологического оборудования и подключения к источнику энергии.
  2. Не нуждается в регулярном обслуживании и ремонте на протяжении длительного срока эксплуатации.
  3. Не создаёт постороннего шума и вибрации.
  4. Возможно сочетание с техникой для ионизации, кондиционирования, подогрева, осушения либо увлажнения воздуха.
  5. Отсутствуют расходы на электроэнергию.

Преимущества

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.

Таблица. Кратность воздухообмена для жилых помещений
Таблица. Кратность воздухообмена для жилых помещений

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.