Классификация систем вентиляции и их особенности

Получить необходимый поток воздуха через окна и двери возможно не всегда, порой погодные условия препятствуют этому. И оттого создаются специальные устройства – вентиляционные комплексы, которые обеспечивают решение подобной задачи. Но огромное разнообразие практических условий приводит к тому, что эти системы делятся на ряд типов.

Столь важный вид коммуникаций, как вентиляция, жестко регулируется нормативными актами. Ключевые требования содержатся в СНиП 41-01-2003. Как заявляют сами разработчики акта, он регламентирует:

• экологические характеристики;
• влияние на санитарную обстановку в здании;
• уровень пожарной безопасности;
• сбережение энергии;
• стабильность работы при проектных условиях.

Все эти моменты должны обеспечиваться строго, вне зависимости от конкретного формата вентиляции и от круга решаемых ею задач. В последнее время все большее внимание уделяется совершенствованию механической вентиляции и связке ее с кондиционирующими системами. Создатели СНиП опирались на положения ГОСТ, относящихся к:

• акустической безопасности (12.1.003-83);
• свойствам воздуха в рабочих и жилых помещениях (12.1.005-88);
• стандартным размерам поперечных сечений воздушного оборудования (24751-81);
• микроклимату в жилых и административных постройках (30494-96).

Стандартным требованием для воздуха, подаваемого в жилые комнаты, является прогрев зимой минимум до 15 градусов тепла. В общественных зданиях и административных объектах требуется как минимум 12 градусов тепла. А в производственных цехах не допускается подача воздуха, температура которого была бы менее 5 градусов. Проектное задание может предусматривать более низкую температуру воздуха в холодный сезон. Все трубопроводы монтируются только так, чтобы их можно было легко отремонтировать или заменить.

Все отверстия для принимающих воздух устройств могут быть размещены на высоте не менее 1 м над устойчивой линией снегового покрова. Определять этот параметр нужно с учетом данных метеорологических служб, контролирующих состояние погоды в определенной местности. Там, где встречаются песчаные бури, надо окружать эти камеры устройствами, задерживающими вредные частицы. Принимающие воздух системы должны быть раздельными для каждого пожарного отсека. При расчете потребности в воздухе принимают за основу наибольшие цифры.

По этому параметру выделяют естественный и искусственный типы вентиляции. Естественное движение обеспечивается за счет:

• различия температур между внешним и находящимся в доме воздухом;
• дифференциации давления между помещением и дефлектором на крыше;
• давления, создаваемого ветром.

Первый вариант лучше всего применять там, где очень много выделяется тепла. Чаще всего речь идет о производственных цехах, воздух которых содержит незначительное количество токсичных газов и пылевых частиц. От аэрации придется отказаться, если она требует изощренной подготовки поступающего воздуха, а также в том случае, когда его поступление провоцирует появление тумана, выпадение конденсата. Естественная вентиляция, работающая при помощи дисбаланса давления между двумя точками, требует создания разницы по высоте минимум 3 м. Целесообразно ставить горизонтальные сектора воздуховодов не длиннее 300 см, ограничивать темп движения воздуха 1 м за секунду.

Ветровая система работает в том случае, когда повернутые к ветру части здания подвергаются повышенному давлению, а на противоположном месте оно сокращается. Закономерно воздух устремляется из более плотной области в места, где есть разрежение; чтобы он попал внутрь, требуется наличие проемов в ограждениях. Чем быстрее ветровой поток, тем значительнее разница давлений, и потому воздух будет проходить внутрь в большем объеме. Любой из описанных вентиляционных комплексов отличается простотой и отсутствием необходимости в электрическом токе. Но поскольку движущие силы очень нестабильны и напор воздуха оказывается довольно мал, рассчитывать на успешное решение всего спектра проблем не получится.

Выходом оказывается применение специальной аппаратуры, облегчающей и ускоряющей перемещение воздуха на существенные расстояния. Повышенные возможности механизированной вентиляции часто оборачиваются существенными затратами на электрическую энергию. Можно извлечь воздух из определенных мест либо добавить его при необходимости, не завися от нестабильных условий окружающей среды. Еще одним преимуществом является возможность полноценной обработки, включая повышение влажности или удаление загрязнений. Чтобы исключить возникновение проблем, часто используют смешанную вентиляцию, которая способна работать в принудительном или в природном режиме.

Этот параметр позволяет выделить приточные и вытяжные комплексы. Названия уже красноречиво характеризуют их суть. Благодаря приточному оборудованию можно обеспечить получение чистого уличного воздуха вместо удаляемой массы. В определенных случаях поступающий воздух обрабатывают (очищают, делают более влажным или подогревают). Вытяжные комплексы призваны убирать отработанную часть воздуха.

На практике системы этих двух видов применяют одновременно, стараясь обеспечить баланс между поступлением воздуха и его сбросом наружу. Бывают случаи, когда монтируется лишь вытяжка или приток. В таких ситуациях для обмена воздухом с внешней средой используются основные конструкционные отверстия самого помещения либо смежных частей здания. Разработчики могут предусмотреть приток и удаление отработанной газовой смеси для всего объекта в целом. Но иногда используется их размещение только на отдельных участках.

Бывают такие типы воздухообмена, как местный, общий, аварийный, противопожарный и комбинированный варианты. В разряд местной вентиляции как раз попадает любая система, которая подает порции воздуха на конкретные места либо удаляет загрязненную массу из отдельных проблемных мест. Вариантом локального притока считаются воздушные души. Как и свои водяные аналоги, они направляют поток концентрированно, увеличивают его скорость. В основном подобные системы нужны, чтобы сокращать прогрев рабочего места и охлаждать самих людей, которым грозит тепловой удар.

Довольно широкое распространение получили и так называемые воздушные оазисы. Их формируют, отделяя определенные части помещения от остального его объема с использованием мобильных перегородок. Каждый оазис должен снабжаться относительно холодным (по сравнению с основной массой) воздушным потоком. На промышленных объектах, где есть приспособления и машины, создающие высокую температуру, часто применяются воздушные завесы. Несомненным преимуществом локального проветривания является то, что оно экономичнее капитальных систем.

Но применение таких комплексов во всех частях зданий не всегда уместно. Ведь это существенно усложняет проектирование и монтаж, требует тщательного согласования обособленных сегментов вентиляции между собой. Потому даже на серьезных предприятиях основная роль принадлежит общей системе. Локальные блоки применяются только на тех рабочих местах, где есть необходимость в особом режиме циркуляции. Что касается местных вытяжек, они нужны, чтобы из локальных источников загрязнения не просачивались в остальной объем здания.

Разработано немало вариантов удаляющих локализованных систем:

• зонты;
• завесы;
• засасывающие шкафы;
• кожухи на отдельных станках и так далее.

Чтобы сократить расход энергии, требуется направлять вредные вещества туда же, куда они сами направились бы. Предпочтительны не открытые, а полуоткрытые отсосы. Их преимущество состоит в том, что требуется намного меньший объем воздуха, чтобы очистить атмосферу. Локальные вытяжки надо оснащать на вводе устройствами, удаляющими пыль. Важно: если рабочий процесс охватывает все помещение в целом или подразумевает перемещения людей, нужна уже общая вентиляционная система.

Общий обменный аппарат позволяет равномерно вытянуть воздух из помещения либо столь же равномерно распределить его.

Решаются такие основные задачи:

• устранение избытка прогрева и влаги;
• понижение опасных объемов газообразных веществ;
• поддержание предусмотренных проектными расчетами санитарных норм;
• обеспечение комфорта для работающих в определенных местах.

Если при сборе данных для проекта выясняется, что в помещении не хватает тепла, приток общей вентиляции должен оснащаться механическими ускорителями и устройствами, согревающими воздух. Желательно в таком случае освобождать воздушную массу от пыли. Ведь любое нагревательное оборудование, за редким исключением, только повышает ее количество. А если пылинки попадут в открытый огонь или на разогретую поверхность, может появиться неприятный запах. Так как на ряде производств выбросы содержат газы большой плотности, пыль, а само оборудование почти не выделяет тепла, в таких случаях монтируют напольные или подпольные трубопроводы.

Тут есть простая градация на канальные и не имеющие каналов системы. Каналами принято именовать любые воздуховоды.

Бесканальные варианты довольно разнообразны:

• в одних случаях непосредственно в стенах монтируются вентиляторы;
• в других – те же вентиляторы скрываются в перекрытиях;
• в третьих используется естественное движение воздушных масс.

Полезно более глубоко рассмотреть различия устройства природной и механизированной вентиляции. В любом случае, сначала нужно просчитать интенсивность воздухообмена, выяснить, какое должно быть сечение у воздушных каналов. Принято считать, что естественный тип вентиляции более комфортен для людей. Кроме того, ограничение скорости потока позволяет почти не опасаться сквозняков. А именно этот фактор и является «инициатором» для многих респираторных заболеваний.

Общее между естественным и механическим движением воздуха то, что надо подумать о перетоке его внутри дома или крупного здания. Обычно подобная цель достигается за счет монтажа в дверях на желаемой траектории потока специальных решетках. Профессионалы полагают, что наиболее грязное место должно продуваться в последнюю очередь. Для жилого дома такой зоной оказывается санитарный узел; ему предшествует кухня.

Если вариант с решеткой не годится, можно оставить разрыв от нижней части двери до пола. Его величина должна быть однородной – не менее 2 см по всей длине, независимо от вида напольного покрытия и предназначения соединяемых проемом комнат. Когда решетки (зазора) нет, никакие вложения в вентиляционную систему не оправдаются. Если в ванной работает вытяжка, прирост давления усложнит открытие двери. Важно: при учете естественного потока воздуха во внимание нужно принять и ту его часть, которая пробирается через щели и отверстия во внешних стенах, в других конструкциях.

Если установлены деревянные неплотные окна (а они еще остались во многих местах), за час через 1 кв. м поверхности их пройдет внутрь до 20 кг воздуха. В частных домах и квартирах, площадь которых не превышает 150 кв. м, этого бывает достаточно для удовлетворения гигиенических нужд. Особенно если учесть, что некоторый приток идет через неплотные стыки на дверях и даже сквозь стены. Если комнаты остеклены современными пластиковыми, алюминиевыми окнами, они гораздо герметичнее. Но тут уже надо вводить поправки на интенсивность проветривания и микропроветривания в соответствии с документацией производителя.

Приточного вида конструкции по большей части имеют канальное исполнение и потребляют довольно существенный объем электроэнергии. Зато обеспечивается полноценное снабжение воздухом даже самых труднодоступных мест. Потому затраты на обустройство таких коммуникаций в кратчайший срок окупаются. Поскольку скорость откачки воздуха при помощи механических систем довольно велика, приток должен компенсировать все то, что забрал отвод. Исключение делается только для мест, где есть токсичные или отличающиеся дурным запахом вещества.

В таких точках обязательно добавляется меньше воздуха, чем извлекается оттуда. Чтобы компенсировать разницу, используется подкачка через окна либо из участков, где атмосфера чище. Базовыми компонентами оказываются:

• заборный аппарат;
• очиститель;
• калорифер вентиляционный;
• вентилятор;
• воздушные магистрали;
• трубки для патрубков с необходимыми насадками.

Бывают ситуации, когда подогревать поступающий воздух нет необходимости. В этом случае он обходит калорифер и движется по обводному маршруту. В процессе проектирования приточной механической вентиляцией оборудуют преимущественно чистые или почти чистые помещения. Для прокачки воздуха могут применяться эжекторы либо обычные вентиляторы. Выбор между ними в конкретном случае делается по инженерным соображениям.

Общеобменная вытяжная – в процессе расчета таких систем ставится цель найти конфигурацию, которая позволила бы после замещения вытесненного воздуха сократить концентрацию вредных веществ до уровня ПДК или менее. Допускается использование систем с удлиненными воздуховодами. Когда общая длина такого трубопровода составляет более 30-40 м, правомерно опасаться чрезмерных потерь давления. Компенсировать их можно, заменяя осевые вентиляторы центробежными, которые гонят воздух сильнее. В ряде случаев на помощь общеобменной вытягивающей системе приходят элементы, обеспечивающие аэрацию.

Приточно-вытяжной вариант выгодно выделяется в сравнении с уже названными превосходной производительностью. Есть два способа сформировать приточно-вытяжную систему.

При первой схеме воздух смешивается так:

• крутящийся на высоких оборотах вентилятор затягивает свежие порции с улицы;
• в комнате старый и новый воздух перемешиваются;
• избыток улетучивается через особый клапан и соединенную с ним трубу.

Для размещения вентиляторов выбирают позицию под потолком или на нем самом. Но есть и другое решение, которое подразумевает выталкивание отработанного воздуха затекающей массой. Тут уже потребуются вентиляторы с малой скоростью вращения, и ставятся они внизу. На внешней стене монтируется труба для вытяжки, которая связывается с вытяжными клапанами при помощи особых каналов. Клапаны и каналы располагаются сверху.

При работе вентилятора обеспечивается засасывание новых порций воздуха извне. Та его часть, которая уже находится в комнате, успевает согреться. При этом она становится легче, поднимается к потолку, где механически выталкивается сквозь клапан. Нетрудно понять, почему такая конструкция лучше всего реализуется в домах с высокими потолками. Чтобы не провоцировать разницу давления, надо очень хорошо сбалансировать вытягивающие и засасывающие элементы, иначе их работа будет плохо согласована.

Важный момент: исключить попадание дурных запахов из кухонь и санузлов в смежные помещения помогает формирование участков с повышенным давлением. В этих местах приток должен идти активнее, чем отсос воздуха. В большинстве регионов России уместно дополнение приточно-вытяжной вентиляции средствами рекуперации тепла. Одни эти приспособления понижают суммарные тепловые потери при отводе воздушных масс почти на ¼. По сути, рекуперация обеспечивается теплообменниками, в которых уличный воздух вбирает часть тепла от уходящей массы, не перемешиваясь с ней.

Следующим логическим шагом оказывается оснащение блоков рекуператора устройствами, повышающими влажность воздуха, и дополнительными фильтрами. Но проблема в том, что даже простые устройства смонтировать могут далеко не все специалисты. Тем более не получится своими руками создать вентиляцию, в которой используется теплообменник с дополнительными опциями. Они также усложняют расчет и последующее обслуживание. Так что перед принятием окончательного решения надо взвесить все эти обстоятельства.

В случае если требуется демонтаж поломанной вентиляции и последующее восстановление ее, подойти к делу нужно очень серьезно. Для начала следует выяснить, какой именно тип короба установлен в конкретном помещении. Решающий тест, точно определяющий серьезные неисправности, проводится своими руками, без привлечения экспертов. Надо только посмотреть, отклоняется ли огонек в сторону воздушного канала или нет.

Восстановительные работы начинаются с разбора перекрытий и стен. Очень важно отобрать именно те материалы, которые удовлетворяют стандартным требованиям. Чаще всего применяют плиты гипса и блоки на основе пенобетона. Нельзя чрезмерно сужать короб вентиляции, чтобы не выполнять работу с нуля. Удобство отдельных материалов не оправдывает их использование для формирования вентиляции.

Особую роль имеет противопожарная вентиляция. Удаление дыма особенно важно в помещениях, активно используемых людьми, и на эвакуационных путях. Сначала составляют план эвакуации, а уже затем в соответствии с ним готовится схема откачивающей дым вентиляции. Соответствующие системы надо делать обособленными от других устройств. Непременно требуется монтировать противодымные каналы:

• в торговых учреждениях;
• в высотных зданиях любого рода;
• в административных сооружениях;
• в офисных объектах, учебных и культурных учреждениях;
• в гостиницах и общежитиях.

За последнее время внесены исправления в федеральную нормативную базу, предписывающие устанавливать противодымные каналы на подземных парковках, в общественных гаражах и на складах. Отводящие дым конструкции должны гарантировать:

• быструю, беспрепятственную и эффективную эвакуацию;
• сбережение возможно дольше целостности имущества;
• поддержание относительно благоприятных (насколько возможно при пожаре) условий для действий аварийно-спасательных формирований;
• блокировку перемещения газообразных и твердых продуктов сгорания внутри здания, их выхода наружу.

Часто практикуется нагнетание воздуха под большим давлением. Это обеспечивается применением особых вентиляторов. В зависимости от конкретных условий вытягивать вредные вещества можно и естественным, и механическим способом. Но почти всегда используют именно специальную механику, чтобы максимально ускорить работу и повысить эффективность. Чаще всего проверка качества монтажа противопожарных вентиляционных систем сочетается с тренировочной пожарной тревогой.

Каналы, по которым идет поток воздуха, разделяются по:

• геометрии;
• примененному материалу;
• специфическим характеристикам;
• методу связывания блоков.

Прямоугольный тип воздуховода отличается практичностью, однако внутри воздух образует вихри. Если же применить округлый вентилируемый канал, поток начнет скользить свободно. Это достигается только в том случае, когда поверхность достаточно гладкая. Что касается метода стыковки, он определяет финансовые и временные затраты, а заодно с ними – качество создаваемых швов. Если требуется протянуть круглую трубу, применяют бандаж.

Для производства труб применяют:

• нержавеющие и оцинкованные марки стали;
• полиэтилен;
• металлопластик;
• специальные ткани;
• стеклопластик;
• алюминий.

Отличия между вентиляцией в этих случаях связаны не только с тем, что в домах мало вредных реагентов. Разница связана с тем, что очень отличается объем прокачиваемого воздуха. В производственных зданиях вентиляция должна обеспечивать очистку внутренней атмосферы от:

• пылевых частиц;
• микроскопических включений;
• токсичных паров.

Еще относительно недавно в комнате и даже на балконе использовались для проветривания неплотные места в деревянных рамах. Но современные вентилирующие системы хоть и способны успешно заменить их при полном остеклении, работают хорошо только в случае качественного утепления. Раньше всего утеплять конструкцию требуется снаружи, чтобы сократить образование конденсата. Наиболее частый тип вентиляции в этом месте – приточно-вытяжные клапаны, которые:

• почти не бросаются в глаза;
• занимают минимум места;
• исключают появление сквозняков;
• не требуют электроснабжения;
• управляются простыми устройствами.

Свои особенности имеет и обустройство вентилирующих каналов в стене теплого чердака. Кровельные аэраторы направляют приточную воздушную массу в районе карниза. Большинство людей выбирает устанавливаемые в нижней доле карниза софиты с особыми отверстиями. Перфорированные конструкции, пропуская свежие дуновения, блокируют проход насекомых. Благодаря софитам удается сформировать безупречный вид и гарантировать функциональность.

Холодные чердаки вентилируют преимущественно теми средствами, которые создают самостоятельно. Для этой цели применяют пропуск воздуха через:

• решетки и окна фронтонов;
• хребты крыши;
• коньки;
• свесы карнизов.

Бесканальные вентиляционные приспособления дают хороший результат не во всех случаях. Даже не каждая квартира может быть проветрена таким способом. А вот гаражи, подсобные помещения – вполне. Если же здание разделено на целый ряд зон, отличающихся по своим параметрам, придется применять только канальные комплексы. Важно: бесканальная конфигурация вполне совместима, как и имеющая трубопроводы, с механическим и естественным поощрением хода воздуха.

Естественный бесканальный способ проветривания в принципе неуправляем, не позволяет контролировать процесс. Вдобавок он приводит к существенным затратам тепла. Механический приток без использования каналов подразумевает применение или особых вентиляторов, или кондиционеров. По исполнению это подобия уже описанных оазисов и завес. Из-за высокой мощности необходимых устройств, гонящих поток, приходится ставить аппараты, гасящие звук.

В число непременных деталей вентиляционной системы входят отверстия вытяжки и ввода воздуха. Их размер определяют индивидуально, с учетом потребности в притоке и сбросе. Соответственно размерам отверстий подбирают и решетки, и трубопроводы. Для удержания открытых (повисающих без твердой опоры) участков применяются специальные скобы, прижимающие канал к стене или потолку. Роль переходников состоит в соединении между собой труб различного сечения, в формировании поворотов и пересечений.

Контроллеры и пульты управления применяются в основном в коттеджах и на других серьезных объектах. Дополнительно могут применяться:

• потолочные диффузоры;
• шиберы;
• осевые и радиальные вентиляторы;
• трубчатые, камерные глушители;
• водяные и электрические калориферы.

О том, как монтировать системы вентиляции в доме своими руками, смотрите в следующем видео.