закрытая система вентиляции что это

О спасении от удушья в своей квартире или лонгрид о современной вентиляции

За окном зима, еще не закончилась пандемия коронавируса. Некоторые компании даже не думали переводить сотрудников обратно в офис, а кто-то и так всегда работал из дома. Изолировавшись в своих квартирах, многие стали замечать, что работать там, порой, сложнее чем в офисе. Одолевает усталость, апатия, сонливость. Думается не так хорошо, как в родном опенспейсе.

Некоторые склонны искать причину этого состояния в психологии, но часто всё тривиальнее. Всё дело в воздухе, а если точнее, в вентиляции. Под катом немного о последствиях и симптомах плохо вентилируемых помещений, о причинах, по которым большинство существующих систем вентиляции малоэффективны, обзор некоторых решений и мой личный план по разработке эффективной вентиляции для городской квартиры.

Немного медицины и цифр

Я убежден, что в большинстве случаев апатии и ускоренной утомляемости на удаленке виноват углекислый газ. Известно, что мы все являемся его источниками, так как он образуется в результате наших обменных процессов и выделяется с каждым нашим выдохом. В крови углекислый газ, как и кислород переносится гемоглобином. Чем выше концентрация CO2в воздухе, тем больше его присоединит гемоглобин и тем меньше присоединит кислорода, а соответственно, тем выше будет кислотность крови (гиперкапния и респираторный ацидоз).

Развитие респираторного ацидоза (снижение концентрации pH крови СО2 анализатор

Сколько нужно воздуха и что такое качественный воздух в квартире?

Оценить качество воздуха без аппаратных измерений сложно, субъективные ощущения не точны и сильно зависят от восприятия и способности адаптироваться. Как я уже упомянул, для оценки качества воздуха обычно используют концентрацию уровня газа СО2, а также концентрацию летучих органических веществ VOC, в Китае также применяют уровень мелкой пыли: PM2.5 и PM10.

В состав воздуха входит множество составляющих, которые требуют контроля: группа газов летучих органических веществ, формальдегиды от мебели и даже радиоактивный радон (который образуется на цокольных этажах) и еще много чего, что может быть продуктом нашей жизнедеятельности. Между тем, самое пагубное ощутимое влияние в большинстве случаев оказывает углекислый газ.

Как я уже отмечал выше, даже при концентрации углекислого газа 1000 ppm происходит значительное ухудшение самочувствия, потеря реакции, рост усталости, может появляться головная боль. Поэтому норма низкого класса по ГОСТ не очень пригодна для нормальной жизни и тем более работы. С учетом значения в 35 г CO2, выделяемого одним человеком, можно рассчитать минимальный приток воздуха на одного человека, позволяющий не испытывать дискомфорт и симптомы “отравления” углекислым газом, по современным российским нормативным документам СП 54.13330.2016, для многоквартирных жилых домов он должен быть не менее 30 м3/ч на человека.

Почему не работают существующие системы вентиляции?

В 90% в наших многоквартирных домов система вентиляции построена на открывании окна и удалении затхлого воздуха через вытяжные каналы в санузлах и кухнях. Схематичный рисунок ниже показывает такого плана системы наглядно.

Принцип работы вентиляции

Для адекватной работы вентиляции, обеспечивающей описанную выше норму, необходимо постоянно держать окно открытым или периодически проветривать по 10-15 мин/в час, даже ночью, т.е. 24 раза в сутки. Это также отражено в документах, т.к. СП 54.13330.2016 “Здания жилые многоквартирные” предписан постоянный воздухообмен. Несмотря на это, большинство игнорирует эти нормы, особенно в зимний период.

Окна у большинства почти постоянно закрыты, а соответственно, нормального вентилирования в достаточном объеме не происходит. Особенно это характерно для москвичей, у которых привычка открывать окна как можно реже укрепилась во время смога 2010-го года. Это закономерно приводит к росту концентрации углекислого газа, а также прочих вредных составляющих квартирного воздуха.

Сегодня существуют альтернативные решения, которые позволяют существенно изменить ситуацию.

Краткий обзор вентиляционных решений

Возможно, часть статьи, убранная под спойлерами, будет не очень интересна тем, кто хорошо осведомлен о существующих типах вентиляции.

2.1 Вентиляция окном. Как она работает

Как мы отметили выше, для правильной работы системы вентиляции с помощью окна, оно должно быть открыто постоянно или каждый час на 15 минут. Конечно, никто так часто не проветривает. Но, у окна есть режим микропроветривания (в народе “микропроветривание”), давайте рассмотрим его.

У режима микропроветривания есть свои достоинства и недостатки:

Это абсолютно бесплатно.

В режиме микропроветривания резко снижается шумоизоляция окна с 30 дБа у стандартного окна до 10-15 дБа в режиме микропроветривания. Это не то, чтобы опасный уровень шума, но определённо раздражающий.

Сложно контролировать объем приточного воздуха, чаще контроль происходит по температуре воздух: холодно или тепло. Что совсем не отражает реальной картины.

Воздух в Москве и других мегаполисах гарантировано загрязнен, по этой причине люди не торопятся открывать окна даже летом, опасаясь запахов, смога и пыли.

Возникает тепловой дискомфорт, так как воздух поступает по периметру окна, а не из его верхней части, как в старых деревянных окнах с форточкой. Воздух в верхней части помещения обычно нагрет на 2-3 С больше, чем в середине помещения, и именно туда следует направлять холодный воздух.

Необходимость контролировать режим микрощелевого проветривания, когда человек уходит из дома. Чаще всего люди, уходя из дома, закрывают микропроветривание, так как создается ощущение незащищенности квартиры.

Достоинства приточных клапанов:

Воздух поступает всегда, когда мы дома или ушли. Поэтому всегда свежо.

Согласно информации в этой статье и отзывам, уровень шума практически не растёт, при использовании шумозащитных приточных клапанов.

Температурный комфорт при таком вентилировании выше, воздух подается в верхнюю часть помещения, где прогрет на 2 С больше. Это почти форточка в старых деревянных окнах.

Безопасность как при закрытом окне, дети не выпадут и воры не залезут.

Без недостатков также не обошлось:

Нужна вентиляционная тяга для работы клапана круглый год, т.е. необходимо устанавливать вентилятор для создания вентиляционной тяги летом.

Нужна современная автоматизация приточных клапанов, так как в помещении может меняться количество людей, а соответственно, и потребность в воздухе.

Также автоматизация необходима для экономии тепловой энергии, например: когда человек ушел, зачем вентилировать помещение в полном объеме?! Альтернативой полной автоматизации может стать голосовое управление через голосовых ассистентов или мобильные приложения, но мне пока не доводилось с такими сталкиваться.

Проблема с фильтрацией. Больше характерна для оконных клапанов, так как стеновые имеют хоть какие-то фильтры. Оконные, как правило, не умеют фильтровать воздух и пропускать его в достаточном объёме, попытки некоторых производителей реализовать фильтры в оконных клапанах завершились провалом, они практически не пропускают воздух, хотя и продаются повсеместно сейчас.

Несколько примеров:

Оконный с фрезеровкой, расход воздуха как у стенового

Достоинства:

Вентиляция работает всегда, когда это необходимо пользователю.

Наличие разных типов фильтров, в зависимости от условий использования.

Электрический нагрев воздуха, тем, кому это необходимо.

Недостатки:

Устанавливаются внутри помещения и занимают там много места (характерно для установок типа Тион), установки типа МиниБокс могут монтироваться на балконе и улице

Функция нагрева воздуха электричеством требует вложений и далеко не всем по карману.

В случае использования компактных приточных установок необходимо выполнять разводку вентиляционных коробов в помещении, что съедает часть полезного объема.

Монтаж, требующий алмазного бурения несущих стен, нередко пугает людей, т.к. диаметр отверстий составляет 125 мм.

Требует установки в каждую комнату, иначе будет нарушено правильное движение воздуха из комнат в вытяжные шахты

Примеры решений:

За счет применения в своем составе теплообменника, устройство экономит энергию за счет того, что осуществляет нагрев приточного холодного воздуха за счет охлаждения удаляемого. КПД в реальных условиях от 60% до 80%, что и так хорошо. Рекуператоры бывают разной производительности от скромных 15 м3/ч и до очень больших значений для офисных зданий.

Рекуператоры для бытового применения бывают трех видов:

У такого типа устройств применяется маломощный вентилятор с напором воздуха не более 20 Па, что недостаточно для преодоления вентиляционной тяги в многоквартирном доме зимой, которая составляет порядка 100-200 Па для дома высотой 12 этажей. Такое решение подходит для малоэтажных строений. И основная рекомендация устанавливать по 2 шт. на помещение, чтобы они работали в противофазе, как это рекомендовано производителями.

Полноценный рекуператор с теплообменником и двумя вентиляторами. Такие устройства можно ставить в любые помещения и здания, ограничением является лишь их габариты от 0,7*0,7*0,4 метра и более и разводка воздуховодов для притока и вытяжки в каждую комнату. Ниже представлено фото размещения такого рекуператора на балконе.

Достоинства:

Могут создавать большие объемы притока свежего воздуха.

Недостатки:

Большая отчуждаемая площадь на саму вентиляционную установку и вентиляционные коробы для притока и вытяжки.

Самая большая стоимость среди всех описанных вентиляционных устройств, так как необходимо оплатить вентиляционную установку и в два раза больше воздуховодов в сравнении с компактными приточными установками.

Примеры установок:

Как дополнение к обзору вентиляционных систем, можно коротко сказать о решениях автоматизации проветривания через окно с помощью приводов. Можно приобрести окно со встроенным приводом, можно дооснастить окно приводом.

Таким образом вентиляцию через окно можно автоматизировать, что упрощает автоматическую работу системы вентиляции. Но остаются недостатки вентиляции как с обычным окном, читайте выше. Чаще всего такая автоматизация требует подведение электрического кабеля к окну, о чем нужно подумать заранее.

Пример решения от компании DriVent привод с автономным питанием.

Все, кого не забанил гугл, легко найдут массу аналогов на алиэкспресс и сайтах производителей.

Также необходимо учесть, что вентилятор на притоке создает дополнительный дискомфорт в виде шума. Устанавливая вентилятор в жилой комнате, в случае с бризером, очень трудно добиться тихой работы. На низких оборотах вентилятор всегда дает кратно меньше приток воздуха, что недопустимо.

Личный опыт в борьбе за свежий воздух

Решение было принято в пользу оконных приточных клапанов, вот основные причины:

После установки приточных клапанов климат в квартире нормализовался, влажность упала, конденсат на окнах исчез и дома стало свежо. Теперь жена, уходя на прогулку с ребенком, перестала открывать окно для проветривания.

Выяснилось, что для работы классической вентиляции необходимо наличие вентиляционной тяги в вентканалах дома. Эта тяга появляется только в холодный период, а точнее при температуре наружного воздуха ниже 5С. Такое решение повсеместно используется в России на основании старых советских нормативов.

Пока вы читаете этот пост, я тружусь над следующим, с фотоотчетами о разработке и конкретными цифрами из опытов. Продолжение следует. Тем кто дочитал до конца буду признателен за советы и комменты на Хабре.

Источник

Приточно-вытяжная система вентиляции: что это такое, на чем основана, разновидности, особенности и расчеты

Хорошее самочувствие и высокая работоспособность во многом зависят от чистоты и свежести воздуха в помещении. Регулярные проветривания зачастую не способны обеспечить оптимальный микроклимат – в таком случае монтируется приточно вытяжная вентиляция. Система устанавливается не только внутри жилых помещений, но и на кухнях, комнатах отдыха и курительных залах.

Физическая основа вентиляции

Движения воздушных потоков основано на простейших физических процессах. Обработка газовоздушной массы и ее транспортировка осуществляется благодаря существующим конвекционным процессам. Чтобы использовать этот естественный процесс источники тепла и нагрева размещают в наиболее низких областях, а приточные элементы, наоборот, максимально приближены к потолку.

В общем значении термин «конвекция» представляет собой перераспределение между нагретым и холодным потоками газа тепловой энергии. Конвекционные процессы могут происходить естественным способом, либо принудительно.

В закрытом пространстве общая температура определяется степенью нагревания воздуха. Величина не является постоянной во всем пространстве, меняется по высоте. Явление обусловлено неоднородной концентрацией молекул при постоянном давлении внутри комнаты. При более высокой температуре концентрация частиц газа меньше, значит, и меньше его масса. Поэтому существует понятие, что нагретый воздух «более легкий», а холодный «более тяжелый». Этот факт объясняет устройство вентиляционных систем: вытяжные узлы располагаются сверху, а приточные – снизу.

Движение воздуха обычно происходит снизу вверх

Грамотно спроектированная система вытяжной вентиляции в сочетании с естественными конвекционными процессами позволяет поддержать установленный уровень температуры и влажности внутри помещения.

Что такое вентиляционная система

В общем смысле система вентиляции это движение воздуха между внешней окружающей средой и закрытым пространством. Из нагретого и душного помещения воздушная масса выносит лишнее тепло, влагу, что приводит микроклимат внутри помещения в соответствие с санитарными и гигиеническими требованиями. Вентиляционная система может выступать частью внутреннего дизайна помещения и входит в общую сеть коммуникаций здания.

Воздушные массы приводит в движение специальная вентиляционная система, включающая комплекс технологического оборудования, очистные фильтры. Ее основные задачи: сбор, вывод, перемещение и очистка воздуха.

Основным отличием вентиляции от кондиционирования служит управляемый полный цикл обновления воздушных масс путем притока и отвода. Тогда как кондиционеры только нагревают или охлаждают воздух, увеличивают влажность и ионизацию.

Обычный кондиционер просто гоняет воздух в комнате по кругу

Приточная вентиляция помогает полностью очистить воздух, предотвратить распространение вирусов, грибков, повысить влажность до рекомендованного уровня. В экстренных случаях вентиляция позволяет быстро заменить воздух внутри помещения при помощи системы трубопроводов, вентиляторов, нагревателей, фильтров.

Разновидности вентиляционных систем

Все системы вентилирования можно разделить на несколько видов по разным критериям.

В зависимости от метода генерации давления выделяются такие системы вентиляции:

По области воздействия выделяют следующие разновидности:

В зависимости от схемы функционирования выделяют приточные, вытяжные и приточно-вытяжные системы. Вытяжные конструкции предназначены только для отвода загрязненного воздуха. Приточная система вентиляции обеспечивает поступление свежих воздушных масс. Системы, где воздух выводится и нагнетается, являются самыми популярными.

Для приточной вентиляции в стенах пробиваются воздуховоды

Приточно-вытяжные вентиляции обеспечивают оптимальное обслуживание в помещениях различного назначения и масштабов.

В зависимости от технического устройства системы выделяют:

Наличие нескольких типов вентиляций позволяет выбрать и установить наиболее подходящую к конкретным условиям.

Особенности естественной приточно-вытяжной вентиляции

В отличие от конструкций с искусственной генерацией, системы естественной вентиляции используют существующие воздушные потоки из жилых комнат к кухне и санузлу. Движение происходит по коридорам, которые выступают проточными пространствами. Обустроить такую вентиляцию можно даже внутри домов с нестандартной планировкой.

Общее движение воздуха не меняется

Главный вентиляционный узел размещают на верхней центральной части дома. При прокладке труб учитывают, что чистый воздух должен поступать внутрь жилых комнат, а выводиться через подсобные помещения и кухню. Приточные воздуховоды располагают на границе жилых комнат, а вытяжные элементы внутри подсобки, санузла, кухни.

Диффузоры (наружная часть воздуховода) изготавливают из пластмассы, тонкого листового металла. Они выполняют роль распределителя чистого воздуха и вывод отработанного. Внешний выход трубопровода размещают выше, чем устроена крыша. Это предотвращает вторичный забор отработанной массы.

Это наиболее доступный в финансовом плане, самый древний и несложный в монтаже тип вентиляции. Эффективность ее зависит от разницы наружной и внутренней температуры воздуха, параметров атмосферного давления, направления ветра и стабильного поступления в помещение приточного воздуха. Для соблюдения последнего условия придется приложить усилия: держать постоянно открытое окно – не лучший вариант. Для этой цели сейчас принять использовать оконные или стеновые приточные клапаны. Ремонт и обслуживание систем вентиляции естественного типа не представляет больших трудностей и сводится к своевременной очистке вентиляционных каналов и приточных клапанов.

Особенности принудительной приточно-вытяжной вентиляции

Функционирование этой системы основано на взаимодействии с двумя различными воздушными потоками, которые проводятся через установленные воздуховоды. В зависимости от мощности и пропускной способности задействованных механизмов обрабатывается заданный объем воздушных масс.

Все рабочие узлы и оборудование располагаются внутри единого корпуса, который можно собирать в любом удобном месте: на наружной стене, чердаке или мансарде.

Принудительная вентиляция

В зависимости от дополнительного оборудования, приточно-вытяжная вентиляция может выполнять следующие функции:

повышение влажности воздуха;

охлаждение либо нагрев воздушной массы;

очищение, фильтрация, устранение вредных микроорганизмов.

Современная приточно вытяжная система вентиляции в составе модуля имеет рекуператор – теплообменную камеру, где встречающиеся потоки воздуха обмениваются энергией. У нагретого выходящего воздуха отбирается тепло и отдается поступающему воздуху (или наоборот, если летом в помещении работает кондиционер).

Цикл работы вентиляции с двумя контурами и рекуператором состоит из следующих этапов:

Для расширения функционала конструкцию дополняют фильтр-системами, автоматическими таймерами, блоками контроля, поддонами для сбора конденсата, блоками управления, датчиками, шумоглушителями.

Схема приточно вытяжной вентиляции с системой автоматизации

Главными принципами работы вентиляции такого типа является экономичность и результативность. К основным преимуществам относят:

По каким параметрам следует выбирать рекуператор

Первое, на что следует обратить внимание, выбирая модель приточно-вытяжного рекуператора, это на соответствие его технических характеристик основным параметрам вентилируемого помещения: объем, высота, требуемая кратность воздухообмена и т. д. Самостоятельный расчет производительности вентиляционной системы для человека непосвященного является задачей непростой. Чтобы ее решить, застройщику придется ознакомиться с требованиями санитарных и постоянно меняющихся строительных нормативов, изучить законы динамики воздушных потоков, учесть количество людей, проживающих в доме, объединить полученные знания и рассчитать производительность приточно-вытяжного оборудования.

Основным расчетным параметром является объем воздуха, который должен поступать в помещение в течение одного часа. В соответствии с санитарными нормативами этот объем должен быть равен 30 м³ на одного взрослого человека (указан минимум). На практике производительность приточно-вытяжной вентиляции, а, следовательно, и рекуператора, должна быть выше. Это связано с потерями на сопротивление в воздуховодах, с большим объемом помещений и другими факторами.

Выполнение расчетных работ лучше доверить специалистам. Ведь в случае ошибки замена рекуператора потребует ощутимых финансовых затрат.

Главные параметры вентиляционной системы

Основным рабочим элементом является вентилятор, но не привычный всем пропеллер, а импеллер, который представляет собой колесо с лопастями – такая конструкция позволяет уменьшить размеры оборудования.

Эффективность работы смонтированной конструкции напрямую зависит от точности и правильности предварительных расчетов. Например, одинаково плохо, если выбрана недостаточная или избыточная мощность двигателя. В первом случае двигатель будет работать на износ и достаточно скоро его придется менять. Если мощность избыточная, то это означает регулярно завышенные расходы на обслуживание и оплату электроэнергии.

Расчеты производительности и динамических параметров потоков воздуха производятся алгебраическими формулами. Рекомендуется доверить проведение вычислений специалисту, который не только сделает это верно, то и получит необходимые согласования пожарной инспекции.

Работу приточно вытяжной вентиляции проверяют пожарные

При расчетах учитывают следующие данные:

Какие существуют нормативы для вентиляционных систем

Рекомендуемые параметры воздухообмена зависят от различных условий и прописаны в соответствующих нормативных актах, которые обязательно учитываются при проектировании. В общем виде для бытовых помещений, когда на одном этаже сосредоточены комнаты разного назначения, за час должно смениться такое количество воздуха:

В жилых комнатах обмен воздушной массы рассчитывается на одного человека. В час он должен составлять более 30 кубов. Если расчет производится исходя из жилой площади, то норматив составляет 3 куба на 1 метр.

Для нежилых помещений средний норматив составляет 20 кубов на метр площади. Если площадь велика, то вентиляционные системы включают многокомпонентную систему парных вентиляторов.

Видео описание вентиляции в жилом доме

Наглядно про нормативы для вентиляции смотрите на видео:

Какие формулы используют в расчетах

Основной параметр, который необходимо рассчитать в любой системе – сколько воздуха должно смениться в течение часа.

Для жилых квартир величина определяется соответственно жилой площади: V=2xSxH, где S – площадь жилой комнаты, 2 – коэффициент кратности обмена воздушной массы за 1 час, Н – высота комнаты.

Для рабочих помещений расчет производят исходя из численности персонала: V=Nx35, где N – численность людей, одновременно находящихся в помещении.

В расчете мощности вентиляционной станции применяют формулу: P=ΔT * V * Сv/1000, где V – объем воздушной массы, расходуемой за час, Сv – теплоемкость воздушной массы, ΔT – разница температур воздушной массы на концах трубопровода. Принятая величина теплоемкости составляет 0,336 Вт * ч/м³ * °С.

Другим важным показателем является площадь сечения воздуховода, измеряемая в квадратных сантиметрах. Выделяют 2 типа сечения: квадратное и округлое. Рассчитав площадь сечения, возможно определить ширину и высоту прямоугольной трубы либо диаметр округлого.

Видео описание расчёта вентиляции

Еще про расчет вентиляции на видео:

Sсеч=V * 2,8/w, где Sсеч – площадь сечения, V – объем воздушной массы (м³/час), w – скорость воздушного потока внутри магистрали (м/сек) (средний показатель от 2 до 3), 2,8 – коэффициент согласования размерностей.

Для монтажа необходимо рассчитать, сколько потребуется диффузоров (заборно-выпускных отверстий) и их параметры. Габариты распылителей рассчитывают исходя из площади сечения основного трубопровода, умноженного на 1,5 или 2. Для расчета количества диффузоров применяют формулу: N=V/(2820 * W * d2), где V – объем воздушной массы, расходуемой в час, W – скорость перемещения воздушной массы, D – диаметр круглого диффузора.

Для диффузоров прямоугольной формы формула преобразуется следующим образом: N=π * V/(2820 * W * 4 * A * B), π – число пи, А и В – параметры сечения.

В любом случае, расчеты вентиляционных систем должны проводить профессионалы – если что-либо забыть или не учесть, то цена ошибки это необходимость переделывать расчеты и работу.

Полноценный расчет приточной вентиляции делается на специфическом программном обеспечении

Заключение

Монтаж вентиляционной конструкции приточно-вытяжного типа позволит поддерживать оптимальный микроклимат внутри помещений. Это повышает работоспособность проживающих в доме людей и просто улучшает их самочувствие. Особенно актуальным вопрос вентиляции является для владельцев современных домов с герметично закрывающимися окнами и дверями, ведь вместе с избавлением от сквозняков пропадает и естественный воздухообмен. В таких домах приточно вытяжную вентиляционную систему желательно предусматривать еще на этапе проектирования.

Источник