Расчет системы вентиляции в многоквартирном доме
От того, насколько эффективно функционирует вентиляция в многоквартирном доме, зависит качество воздушной среды в помещениях, а значит, и здоровье проживающих там людей. Многие жильцы, сами того не понимая, нарушают воздухообмен, хотя на самом деле стремятся улучшить условия и повысить комфорт своего проживания. Цель нашей статьи – пояснить, как действуют различные схемы вентиляции многоквартирных домов и указать на нюансы, нарушающие их работу. Также мы затронем вопрос обслуживания и периодической очистки систем для подачи и удаления воздуха.
Большинство граждан стран СНГ проживают в многоэтажных домах, построенных во времена советского союза, хотя за последние годы некоторая часть населения переместилась в квартиры новостроек. Но большинство новых зданий по уровню комфорта ненамного лучше советских. Соответственно, и воздухообмен в них организован по бюджетному принципу.
В более дорогих новостройках отопление и вентиляция устроены по современным стандартам и с учетом использования новых материалов и конструкций. На данный момент можно встретить следующие виды вентиляции в жилых домах:
- с естественным притоком и вытяжкой;
- с принудительным движением воздуха посредством вентиляционных установок.
Примечание. Встречаются и комбинированные системы, где задействована естественная приточная вентиляция и механическая вытяжка.
Если вести речь о жилье панельного типа, то в нем используется только естественный воздухообмен. То же относится и к кирпичным жилым домам советской эпохи, а также современным малобюджетным зданиям. Приток в помещения должен осуществляться через неплотности притворов деревянных окон либо специальные каналы и клапаны, сделанные в металлопластиковых стеклопакетах.
Соответственно, вытяжка происходит благодаря природной тяге, возникающей внутри вертикальной шахты, выходящей над кровлей или на чердак. Свежий воздух, попадая в комнаты через окна, под воздействием тяги в шахте устремляется к ее выходу на кухне или в ванной. Таким образом, он проходит через всю квартиру, постепенно загрязняясь, после чего удаляется наружу через вентканалы. Как это происходит, хорошо отражает схема системы вентиляции квартиры:
Если перекрыть путь этому потоку в любом месте, то обновление воздуха в квартире прекратится. Это и делают многие жильцы в процессе ремонтных работ, ошибочно полагая, что вытяжка сможет работать без притока. Вот перечень типичных ошибок, приводящих к нарушению воздухообмена:
- установка глухих стеклопакетов из металлопластика;
- устранение просвета между дверным полотном и полами при замене межкомнатных дверей;
- монтаж периодически работающих осевых вентиляторов в туалете.
Чтобы работа вентиляции с естественным побуждением не нарушалась, нельзя перекрывать путь приточному воздуху. В новые окна надо врезать специальные клапаны или организовать подачу с улицы отдельно. В полотна межкомнатных дверей ставятся переточные решетки, а вентилятор не должен перекрывать сечение всего вытяжного канала.
Очень хорошо, когда в панельном доме вентиляция устроена с индивидуальными вытяжными каналами. То есть, из кухни, туалета и ванной на каждом этаже ведет на крышу отдельная шахта. Тогда нет перетекания запахов от соседей, тяга более стабильна и не склонна к опрокидыванию. Другой вариант – вертикальные каналы из всех квартир собираются в один горизонтальный коллектор, расположенный на чердаке, а уж из него воздух попадает на улицу. Ниже на рисунке изображены разные способы, как может быть организована схема вентиляции панельного дома:
Самый неудачный способ показан на варианте «б», где из каждой квартиры выходит небольшой канал – спутник, входящий выше в общую вертикальную шахту. Данный метод позволяет экономить полезную площадь комнат и дешев в реализации, но при эксплуатации создает массу проблем проживающим в доме людям. Самая распространенная из них – перетекание запахов из квартиры в квартиру. Нагляднее подобное устройство вентиляции показано на картинке:
Способы «в» и «г» встречаются в панельных домах небольшой этажности, имеющих чердак. Их тоже нельзя назвать безупречными, так как в первом случае коллектор создает дополнительное сопротивление тяге, а во втором все запахи из квартир собираются на чердаке. Поэтому наилучшие варианты — это современные схемы вентиляции с механической подачей и удалением воздуха. Такие применяются в новых домах, пример проиллюстрирован ниже:
Здесь имеется приточная установка, находящаяся в подвале и подающая очищенный и подогретый (или охлажденный) воздух во все помещения. На кровле здания размещен вытяжной вентилятор такой же производительности, исправно удаляющий загрязненную воздушную смесь из квартир. Это самая простая схема, вентиляция в многоэтажном доме может быть устроена и с применением энергосберегающего оборудования – рекуператоров. Их задача – отнимать тепло (или холод) от выбрасываемого воздуха и передавать его приточному.
Необходимо отметить, что принудительная и естественная вентиляция многоэтажного дома рассчитывается серьезными проектными организациями. Жильцам же она достается в готовом виде и что-то в ней поменять без вмешательства в строительные конструкции здания не удастся. Тем не менее с помощью различного дополнительного оборудования можно улучшить воздухообмен, для чего потребуется простой расчет.
К примеру, вентиляция в панельном доме работает плохо, а вы хотите иметь в пределах своего жилища благоприятную для здоровья воздушную среду. Тогда вам следует запомнить одну закономерность: количество приточного воздуха должно быть не меньшим, чем удаляемого всеми вытяжками. Имеется в виду, что для повышения тяги на выходах в шахту уже установлены осевые вентиляторы. Чтобы они не молотили воздух на месте и вытяжная вентиляция функционировала нормально, следует поставить агрегаты той же производительности на приток.
Совет. Не устанавливайте на кухне и в ванной слишком мощные вентиляторы. Для однокомнатной квартиры хватит производительности 50 м3/ч для каждого, двух – или трехкомнатной – до 100 м3/ч.
Организовать принудительный приток с очисткой и подогревом можно с помощью небольших установок, встраиваемых в стену. Обычно система вентиляции жилого дома состоит из нескольких подобных агрегатов, расположенных в разных комнатах. Своей работой они обеспечивают баланс воздушной среды в помещениях и ее чистоту. Кстати, количество притока может даже преобладать над вытяжкой в пределах 15%, вреда от этого не будет.
Нередко бывает, что причиной слабой вытяжки является засорение вентиляционной шахты вообще и решеток в квартире – в частности. Обнаружить это поможет простая проверка вентиляции: надо зажечь спичку или свечу и поднести пламя к решетке. При наличии тяги оно должно уверенно отклоняться в сторону потока, в противном случае надо снять решетку и повторить проверку. Если и теперь пламя не отклоняется, надо попробовать прочистить шахту.
Совет. Есть еще способ испытания с помощью листа бумаги, но он неточен, поскольку часто тяга вентиляции не в состоянии удержать бумагу на решетке. Лучше производить проверку пламенем.
Обычно в панельных домах полную очистку каналов выполняют профессионалы, используя различные средства и оборудование. К ним относятся специальные гири, ерши с грузом и прочие приспособления. Рядовым жильцам этим заниматься не рекомендуется, дабы по незнанию не навредить вместо того, чтоб принести пользу. Вы можете, сняв решетку, очистить стенки вентиляционной шахты в пределах, куда дотянется рука с веником или другим инструментом.
Необходимо отметить, что естественная вентиляция многоквартирных домов не слишком эффективна, но и засоряется не так уж часто. Правда, иногда каналы забивались строительным мусором еще на стадии возведения здания и это создавало большую проблему впоследствии. В обычных условиях очистка шахты от налета и паутины производится 1 раз в несколько лет.
Кандидат технических наук. Начальник Центра образовательных стандартов и программ «Московского государственного строительного университета» ( НИУ «МГСУ» ).
Мечтаете, чтобы в доме был здоровый микроклимат и ни в одной комнате не пахло затхлостью и сыростью? Чтобы дом был по-настоящему комфортным, еще на стадии проектирования необходимо провести грамотный расчет вентиляции.
Если во время строительства дома упустить этот важный момент, в дальнейшем придется решать целый ряд проблем: от удаления плесени в ванной комнате до нового ремонта и установки системы воздуховодов. Согласитесь, не слишком приятно видеть на кухне на подоконнике или в углах детской комнаты рассадники черной плесени, да и заново погружаться в ремонтные работы.
В представленной нами статье собраны полезные материалы по расчету систем вентилирования, справочные таблицы. Приведены формулы, наглядные иллюстрации и реальный пример для помещений различного назначения и определенной площади, продемонстрированный в видеосюжете.
При правильных расчетах и грамотном монтаже вентилирование дома осуществляется в подходящем режиме. Это означает, что воздух в жилых помещениях будет свежий, с нормальной влажностью и без неприятных запахов.
Если же наблюдается обратная картина, например, постоянная духота, плесневый грибок в ванной комнате или другие негативные явления, то нужно проверить состояние вентиляционной системы.
Немало проблем доставляет отсутствие характерных для окон и дверей тончайших зазоров, спровоцированное установкой герметичных пластиковых конструкций. В таком случае в дом поступает слишком мало свежего воздуха, нужно позаботиться о его притоке.
Засоры и разгерметизация воздуховодов могут стать причиной серьезных проблем с удалением отработанного воздуха, который насыщен неприятными запахами, а также избыточными водяными парами.
В результате в служебных помещениях могут появиться колонии грибка, что плохо отражается на здоровье людей и может спровоцировать ряд серьезных заболеваний.
Но бывает и так, что элементы вентиляционной системы работают прекрасно, однако описанные выше проблемы остаются нерешенными. Возможно, расчеты вентиляционной системы для конкретного дома или квартиры были проведены неправильно.
Негативно может отразиться на вентилировании помещений их переделка, перепланировка, появление пристроек, установка уже упомянутых ранее пластиковых окон и т.п. При таких существенных изменениях не помещает повторно произвести расчеты и модернизировать имеющуюся вентиляционную систему в соответствии с новыми данными.
Один из простых способов обнаружить проблемы с вентилированием — проверка наличия тяги. К решетке вытяжного отверстия нужно поднести зажженную спичку или лист тонкой бумаги. Не стоит использовать для такой проверки открытый огонь, если в помещении используется газовое нагревательное оборудование.
Если пламя или бумага уверенно отклоняется в сторону вытяжки, тяга имеется, если же этого не происходит или отклонение слабое, нерегулярное, проблема с отведением отработанного воздуха становится очевидной. Причиной могут быть засоры или повреждение воздуховода в результате неумелого ремонта.
Не всегда есть возможность устранить поломку, решением проблемы часто становится монтаж дополнительных средств вытяжного вентилирования. Перед их установкой также не помешает провести необходимые расчеты.
Все расчеты по системам вентилирования сводятся к тому, чтобы определить объемы воздуха в помещении. В качестве такого помещения может рассматриваться как отдельная комната, так и совокупность комнат в конкретном доме или квартире.
На основании этих данных, а также сведений из нормативных документов рассчитывают основные параметры вентиляционной системы, такие как сечение и количество воздуховодов, мощность вентиляторов и т.п.
Существуют специализированные расчетные методики, позволяющие просчитать не только обновление воздушных масс в помещении, но и удаление тепловой энергии, изменение влажности, выведение загрязнений и т.п. Подобные расчеты выполняются обычно для зданий промышленного, социального или какого-либо специализированного назначения.
Если есть необходимость или желание выполнить настолько подробные расчеты, лучше всего обратиться к инженеру, изучившему подобные методики. Для самостоятельных расчетов по жилым помещениям используют следующие варианты:
- по кратностям;
- по санитарно-гигиеническим нормам;
- по площади.
Все эти методики относительно просты, уяснив их суть, даже неспециалист может просчитать основные параметры своей вентиляционной системы.
Проще всего воспользоваться расчетами по площади. За основу принимается следующая норма: каждый час в дом должно поступать по три кубических метра свежего воздуха на каждый квадратный метр площади.
Количество людей, которые постоянно проживают в доме, при этом не учитывается.
Расчет по санитарно-гигиеническим нормативам тоже относительно несложен. В этом случае для вычислений используют не площадь, а данные о количестве постоянных и временных жильцов.
Для каждого постоянно проживающего необходимо обеспечить приток свежего воздуха в количестве 60 кубических метров в час. Если в помещении регулярно присутствуют временные посетители, то на каждого такого человека нужно прибавить еще по 20 кубических метров в час.
Несколько сложнее производится расчет по кратности воздухообмена. При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них.
Кратностью воздухообмена называют коэффициент, отражающий количество полной замены отработанного воздуха в помещении в течение одного часа. Соответствующие сведения содержатся в специальной нормативной таблице (СНиП 2.08.01-89* Жилые здания, прил. 4).
Рассчитать количество воздуха, которое должно быть обновлено в течение часа, можно по формуле:
- N — кратность воздухообмена за час, взятая из таблицы;
- V – объём помещения, куб.м.
Объем каждого помещения вычислить очень просто, для этого нужно умножить площадь комнаты на ее высоту. Затем для каждого помещения рассчитывают объем воздухообмена в час по приведенной выше формуле.
Показатель L для каждой комнаты суммируется, итоговое значение позволяет составить представление о том, сколько именно свежего воздуха должно поступать в помещение за единицу времени.
Разумеется, через вытяжную вентиляцию должно удаляться точно такое же количество отработанного воздуха. В одной и той же комнате не устанавливают и приточную, и вытяжную вентиляцию. Обычно приток воздуха осуществляется через “чистые” помещения: спальню, детскую, гостиную, кабинет и т.п.
Удаляют же воздух из комнат служебного назначения: санузла, ванной, кухни и т.п. Это разумно, поскольку неприятные запахи, характерные для этих помещений, не распространяются по жилищу, а сразу же выводятся наружу, что делает проживание в доме более комфортным.
Поэтому при расчетах берут норматив только для приточной или только для вытяжной вентиляции, как это отражено в нормативной таблице.
Если воздух не нужно подавать в конкретное помещение или удалять из него, в соответствующей графе стоит прочерк. Для некоторых помещений указано минимальное значение кратности воздухообмена. Если расчетная величина оказалась ниже минимальной, следует использовать для расчетов табличную величину.
Разумеется, в доме могут найтись помещения, назначение которых в таблице не отображено. В таких случаях используют нормативы, принятые для жилых помещений, т.е. 3 куб.м на каждый квадратный метр комнаты. Нужно просто умножить площадь комнаты на 3, полученное значение принять за нормативную кратность воздухообмена.
Все значения кратности воздухообмена L следует округлить в сторону увеличения, чтобы они были кратными пяти. Теперь нужно посчитать сумму кратности воздухообмена L для помещений, через которые осуществляется приток воздуха. Отдельно суммируют кратность воздухообмена L тех комнат, из которых производится отведение отработанного воздуха.
Если результат вычислений не отвечает санитарным требованиям, производится установка приточного клапана или бризера, модернизируется существующая система или выполняется ее чистка.
Затем следует сравнить эти два показателя. Если L по притоку оказался выше, чем L по вытяжке, то нужно увеличить показатели для тех комнат, по которым при расчетах использовались минимальные значения.
Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.
Например, в гипотетическом доме имеются следующие помещения:
- Спальня — 27 кв.м.;
- Гостиная — 38 кв.м.;
- Кабинет — 18 кв.м.;
- Детская — 12 кв.м.;
- Кухня — 20 кв.м.;
- Санузел — 3 кв.м.;
- Ванная — 4 кв.м.;
- Коридор — 8 кв.м.
Учитывая, что высота потолка во всех помещениях составляет три метра, вычисляем соответствующие объемы воздуха:
- Спальня — 81 куб.м.;
- Гостиная — 114 куб.м.;
- Кабинет — 54 куб.м.;
- Детская — 36 куб.м.;
- Кухня — 60 куб.м.;
- Санузел — 9 куб.м.;
- Ванная — 12 куб.м.;
- Коридор — 24 куб.м.
Теперь, используя приведенную выше таблицу, нужно произвести расчёты вентиляции помещения с учетом кратности воздухообмена, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти:
- Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м.;
- Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м.;
- Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м.;
- Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м.;
- Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м.;
- Санузел — 9 куб.м. не менее 50 куб.м;
- Ванная — 12 куб.м. не менее 25 куб.м.
Сведения о нормативах для коридора в таблице отсутствуют, поэтому в расчете данные по этому небольшому помещению не учтены. Для гостиной выполнен расчет по площади с учетом норматива три куб. метра на каждый метр площади.
Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.
Объем воздухообмена по притоку:
- Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
- Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
- Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
- Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;
Всего: 295 куб.м\ч.
Объем воздухообмена по вытяжке:
- Кухня — 60 куб.м. — не менее 90 куб.м/ч;
- Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
- Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.
Всего: 165 куб.м/ч.
Теперь следует сравнить полученные суммы. Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 130 куб.м/ч (295 куб.м/ч-165 куб.м/ч).
Чтобы устранить эту разницу, нужно увеличить объемы воздухообмена по вытяжке, например, увеличив показатели по кухне. На практике это проводится, например, заменой воздуховодов на каналы бóльшего сечения.
После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:
Объем воздухообмена по притоку:
- Спальня — 81 куб.м.*1 = 85 куб.м/ч.;
- Гостиная — 38 кв.м.*3 = 115 куб.м/ч;
- Кабинет — 54 куб.м.*1 = 55 куб.м/ч;
- Детская — 36 куб.м.*1 = 40 куб.м/ч;
Всего: 295 куб.м\ч.
Объем воздухообмена по вытяжке:
- Кухня — 60 куб.м. — 220 куб.м/ч;
- Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
- Ванная — 12 куб.м. — не менее 25 куб.м/ч.
Всего: 295 куб.м/ч.
Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.
Расчет воздухообмена в соответствии с санитарными нормами выполнить значительно проще. Допустим, что в доме, рассмотренном выше, постоянно проживают два человека и еще двое пребывают в помещении нерегулярно.
Расчет выполняется отдельно для каждого помещения в соответствии с нормой 60 куб.м\чел для постоянных жильцов и 20 куб.м\час для временных посетителей:
- Спальня — 2 чел*60 = 120 куб.м\час;
- Кабинет — 1 чел.*60 = 60 куб.м\час;
- Гостиная 2 чел*60 + 2 чел*20 = 160 куб.м\час;
- Детская 1 чел.*60 = 60 куб.м\час.
Всего по притоку — 400 куб.м\час.
Для количества постоянных и временных обитателей дома не существует каких-то строгих правил, эти цифры определяются исходя из реальной ситуации и здравого смысла.
Вытяжку рассчитывают по нормам, изложенным в таблице, приведенной выше, и увеличивают до суммарного показателя по притоку:
- Кухня — 60 куб.м. — 300 куб.м/ч;
- Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
- Ванная — 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.
Всего по вытяжке: 400 куб.м/ч.
Увеличен воздухообмен для кухни и ванной комнаты. Недостаточный объем по вытяжке можно разделить между всеми помещениями, в которых установлена вытяжная вентиляция. Или увеличить этот показатель только для одного помещения, как это было сделано при расчете по кратностям.
В соответствии с санитарными нормами воздухообмен рассчитывают подобным образом. Допустим, площадь дома составляет 130 кв.м. Тогда воздухообмен по притоку должен составлять 130 кв.м*3 куб.м\час = 390 куб.м\час.
Остается распределить этот объем на помещения по вытяжке, например, таким образом:
- Кухня — 60 куб.м. — 290 куб.м/ч;
- Санузел — 9 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч;
- Ванная — 12 куб.м. — не менее 50 куб.м/ч.
Всего по вытяжке: 390 куб.м/ч.
Баланс воздухообмена — один из основных показателей при проектировании вентиляционных систем. Дальнейшие расчеты выполняются на основе этих сведений.
Система вентилирования, как известно, может быть канальной или бесканальной. В первом случае нужно правильно подобрать сечение каналов. Если принято решение устанавливать конструкции с прямоугольным сечением, то соотношение его длины и ширины должно приближаться к 3:1.
Скорость перемещения воздушных масс по основному вентканалу должна составлять около пяти метров в час, а на ответвлениях — до трех метров в час. Это обеспечит работу системы с минимальным количеством шума. Скорость движения воздуха во многом зависит от площади сечения воздуховода.
Чтобы подобрать размеры конструкции, можно использовать специальные расчетные таблицы. В такой таблице нужно выбрать слева объем воздухообмена, например, 400 куб.м\ч, а сверху выбрать значение скорости — пять метров в час.
Затем нужно найти пересечение горизонтальной линии по воздухообмену с вертикальной линией по скорости.
От этого места пересечения проводят линию вниз до кривой, по которой можно определить подходящее сечение. Для прямоугольного воздуховода это будет значение площади, а для круглого — диаметр в миллиметрах. Сначала делают расчеты для магистрального воздуховода, а затем — для ответвлений.
Таким образом расчеты делают, если в доме планируется только один вытяжной канал. Если же предполагается установить несколько вытяжных каналов, то общий объем воздуховода по вытяжке нужно разделить на количество каналов, а затем провести расчеты по изложенному принципу.
Кроме того, существуют специализированные калькуляционные программы, с помощью которых можно выполнить подобные расчеты. Для квартир и жилых домов такие программы могут быть даже удобнее, поскольку дают более точный результат.
Ролик #1. Полезные сведения по принципам работы системы вентилирования содержатся в этом видеоролике:
Ролик #2. Вместе с отработанным воздухом жилище покидает и тепло. Здесь наглядно продемонстрированы расчеты тепловых потерь, связанных с работой системы вентиляции:
Правильный расчет вентиляции — основа ее благополучного функционирования и залог благоприятного микроклимата в доме или квартире. Знание основных параметров, на которых базируются такие вычисления, позволит не только правильно спроектировать систему вентилирования во время строительства, но и откорректировать ее состояние, если обстоятельства изменятся.
Хотите поделиться собственным опытом в расчете и сооружении вентиляции? Возникли вопросы в ходе ознакомления с информацией? Нашли недоработки в тексте? Пишите, пожалуйста, комментарии в блоке, находящимся под текстом статьи.
06 Апр 2019 admin 14