Эффективная вентиляция играет ключевую роль в обеспечении воздухообмена в здании, позволяя удалять избыток влаги, тепла и вредных веществ. Без такой системы невозможно поддержание нормальных условий жизни.
Недостаток вентиляционных систем в помещениях негативно сказывается на здоровье человека и содействует образованию плесени, так как в условиях стоячего воздуха происходит накопление конденсата.
Давайте подробнее рассмотрим различные виды вентиляционных систем и их функциональные принципы.
Краткое содержание статьи
Классификация систем вентиляции
Системы можно классифицировать по множеству критериев:
- методу подачи воздуха;
- целям использования;
- методу воздухообмена;
- конструктивным особенностям.
Определение типа вентиляции происходит на этапе проектирования здания, при этом учитываются как финансовые, так и технические аспекты, а также санитарно-гигиенические требования.
Классификация вентиляционных систем по методу подачи воздуха
Согласно методам подачи и удаления воздуха в помещениях выделяют три группы вентиляции:
- естественная;
- механическая;
- смешанная.
Проектируют вентиляцию так, чтобы она обеспечивала необходимый воздухообмен, соответствующий заданным стандартам.
Если естественная вентиляция не справляется с требованиями санитарных норм, переходят к механической системе.
Вентиляционные системы созданы для обеспечения поступления свежего воздуха и отвода загрязнённого из помещений. Когда естественная система оказывается недостаточной, ее усиливают механической или проектируют новую механическую вентиляцию.
Эти системы помогают создать комфортные условия для жизни и устранять вредные испарения, которые могут повредить строительные материалы и отделку, что значительно увеличивает срок службы зданий.
В производственных помещениях, таких как пищевые или химические заводы, установка сертифицированных вентилирующих систем является обязательной.
В высотных домах с водяным отоплением чаще всего используются естественные системы, а в зданиях с паровым отоплением – механические или комбинированные, для которых обычно предусмотрены общие боксы с фильтрами и подогревом.
При проектировании вентиляции загородных домов, где используется печное или каминное отопление, важно учесть, что вентиляция здесь может быть только естественной.
В старых жилых многоквартирных домах, которые полагаются на свободное поступление воздуха через щели в окнах и дверях, вытяжные каналы устанавливают в ванных комнатах, туалетах и смежных помещениях. Если требуется усилить отвод воздуха, устанавливают вентиляторы, что делает систему смешанной: с естественным притоком и механическим отводом.
Кухни, активно использующиеся в частных домах и многоквартирных зданиях, оборудуются вытяжными системами, благодаря которым вентиляция становится комбинированной. К этому типу можно отнести как вытяжные системы с выходом в вентиляционные шахты, так и рециркуляционные, которые просто очищают воздух и возвращают его обратно в помещение.
Если окна и двери препятствуют естественному воздухообмену, как в случае окон ПВХ, устанавливают приточные клапаны, которые могут быть как с вентилятором, так и без него.
Если возможно, в проекте комбинируются как естественная, так и механическая вентиляция. В жилых зданиях приток воздуха обычно осуществляется через окна, а вытяжное оборудование устанавливают на кухне и в санузлах, поэтому важно обеспечить хороший воздухообмен между помещениями.
Смешанная вентиляция используется тогда, когда естественная недостаточна. Для качественного воздухообмена в помещениях с высоким уровнем загрязнения воздуха устанавливают механическую вентиляцию.
Классификация вентиляции по назначению
В зависимости от целей, вентиляционные системы делятся на рабочие и аварийные. Первые обеспечивают постоянные комфортные условия, тогда как вторые активизируются лишь в экстренных ситуациях, например, когда происходит утечка опасных газов или токсических веществ.
Эти системы включаются в случае, если происходит загрязнение атмосферного воздуха опасными испарениями и газами.
По сути, варианты вентиляции для различных типов помещений в целом похожи. Изучив все их особенности, можно выбрать наилучший вариант для конкретного объекта.
Аварийная вентиляция не предназначена для подачи свежего воздуха, её задача — это отвод газа и предотвращение распространения опасных веществ по помещению.
Вентиляционные системы по методу воздухообмена
По данному критерию системы делятся на общеобменные и локальные. Общеобменные должны обеспечивать помещение достаточным объёмом воздуха и поддерживать все необходимые параметры, а также удалять избыток влаги и загрязнений. Воздухообмен может происходить как по канальной, так и по бесканальной системе.
Общеобменная приточная вентиляция снижает концентрацию вредных веществ, накапливающихся после работы как локальной, так и общеобменной вытяжной вентиляции.
Локальная вентиляция предназначена для обеспечения чистым воздухом конкретных участков и удаления загрязнений именно там, где они образуются. Чаще всего ее устанавливают в больших помещениях с ограниченным количеством работников, и воздухообмен происходит исключительно на рабочих местах.
Классификация систем по конструктивным особенностям
В зависимости от этого критерия вентиляционные системы делят на канальные и бесканальные. Канальная система состоит из сети воздуховодов, по которым передаётся воздух. Установка таких систем удобна в больших помещениях.
Безканальная система подразумевает отсутствие воздуховодов. Примером такой системы является обычный вентилятор. Бесканальные системы бывают потолочные и с подполным расположением. Они проще в исполнении и требуют меньше электроэнергии.
Естественная вентиляция помещений
При естественной вентиляции движение воздуха происходит самопроизвольно благодаря:
- разнице температур внутри здания и снаружи;
- разнице давления в помещении и на выходе, размещённом на крыше;
- действию ветра.
Это самый простой вариант, который не требует установки сложного и дорогостоящего оборудования, потребляющего много электроэнергии. Однако такая система не может считаться надежной, так как ее эффективность зависит от факторов, на которые человек не может повлиять.
Система может быть организованной и неорганизованной. Организованная (регулируемая) система работает за счёт аэрации или наличия дефлекторов. Аэрация подразумевает общеобменный процесс, в который воздух поступает и уходит через открытые окна, фонари и фрамуги.
Нерегулируемая вентиляция — это инфильтрация, то есть поступление воздуха через щели в конструкциях.
Несмотря на развитие технологий, естественная вентиляция всё еще используется в современных зданиях из-за своей простоты и экономичности. Но необходимо учитывать и риски, такие как «опрокидывание тяги», при котором запахи и воздух могут неожиданно поменять направление и начать двигаться обратно.
В производственной сфере аэрацию применяют в процессах, где выделяется большое количество тепла. Это возможно только если в приточном воздухе содержится менее 30% вредных выбросов от максимально допустимой концентрации в зоне возникновения.
Аэрацию не следует использовать, если входящий воздух требует предварительной обработки или может привести к образованию конденсата или тумана. Процесс аэрации позволяет многократно обновлять воздух при минимальных энергозатратах, что является её основным преимуществом.
Принцип действия вентиляционной системы с естественным движением основан на разнице температуры и давления:
Расположение элементов вентиляционной системы естественного типа обязательно учитывают на этапе проектирования здания. В отличие от механических компонентов, корректировать их после завершения строительства значительно сложнее.
Вытяжные отверстия таких систем устанавливают в самых высоких точках, чтобы свежий воздух, поступая сверху, вытеснял отработанный.
Приточные отверстия расположены в нижней части, часто в цокольной части здания. После выхода воздуха через вытяжные отверстия создаётся вакуум, который быстро заполняется свежим воздухом с улицы.
Чтобы обеспечить движение воздуха к вытяжному отверстию в помещениях, двери оборудуют вентиляционными решетками. Если такие решетки не устанавливаются, высота дверного полотна должна быть на 1-1,5 см выше уровня пола.
Вентиляция естественного типа делится на канальную и бесканальную. Наиболее распространены приточные каналы, в то время как вытяжные используются реже, как можно увидеть на фото.
Если воздух не циркулирует, отсутствует приток, или не работает вытяжная система, на стеклах может образоваться конденсат. В нормальных условиях система должна обеспечивать испарение этого конденсата.
Нет препятствий для движения воздуха, если вытяжной канал не забит, и есть достаточный приток. Также могут возникнуть проблемы в жаркую погоду, когда в квартире температура ниже, чем на улице.
Простой способ проверить работу системы естественной вентиляции — приложить лист бумаги к вытяжной решетке. Если он не прилипает, это сигнал о необходимости принятия мер для восстановления воздухообмена.
Строительство вентиляционных шахт
Организация вытяжных отверстий
Приточные устройства в цокольной части здания
Вентиляционные решетки межкомнатных дверей
Канальные системы естественного вентилирования
Признаки неэффективного воздухообмена
Обратное движение воздушных потоков
Проверка работы естественной вентиляции
В некоторых случаях на выходах вытяжных каналов устанавливают дефлекторы — специализированные насадки, которые работают на основе энергии ветра. Дефлекторы эффективно удаляют загрязненный и горячий воздух из небольших помещений. Их также используют для локальной вытяжки.
Корректная работа вентиляции, основанной на разнице давления, требует минимального перепада между входом и выходом вытяжной системы в 3 метра.
Для обеспечения эффективной работы вентиляционных систем специалисты рекомендуют избегать горизонтальных участков воздуховодов длиной более 3 метров, так как скорость движения воздуха в них не должна превышать 1 м/с.
Характеристики вентиляции механического типа
Вентиляционная система, с помощью которой воздух подается и удаляется при помощи дополнительных механизмов на значительные расстояния, называется механической. Это также известно как принудительная или искусственная вентиляция.
Она используется как для поддержки технологических процессов на производстве, так и для создания комфортных условий для людей.
Простая в установке и эксплуатации система, обеспечивающая вытяжку отработанного воздуха из ванных комнат, кухонь и санузлов в частных домах, управляется автоматически с помощью микропроцессора:
Каналы для компактной вытяжной системы создаются во время выполнения черновых работ. Они выводятся в вентшахту или на холодный чердак и скрываются внутри с помощью фальш-потолков.
После установки фальш-потолка к вентиляционному каналу подключается вентилятор с встроенным процессором.
Внешнюю часть вентилятора закрывает защитно-декоративная панель, которая не затрудняет работу устройства и позволяет ему быстро реагировать на изменения качества воздуха.
Под этой панелью располагается контрольная панель, что позволяет пользователю легко выбирать нужный режим работы.
Устройство каналов для бытовой системы
Вентилятор с встроенным процессором
Внешняя панель умного вентилятора
Контрольная панель вентилятора
В отличие от естественной, механическая вентиляция не подвержена влиянию внешних условий. Она полностью контролируема и управляемая. Воздух, поступающий в помещение, проходит необходимую обработку, и если система работает правильно, его характеристики соответствуют стандартам. Загрязнения также выбрасываются в атмосферу очищенными до приемлемого уровня.
Механическая система включает в себя устройства и оборудование — автоматические вентиляторы, пылеулавливатели, подогреватели воздуха, электродвигатели. Все это требует значительных затрат электроэнергии.
Наличие механической вентиляции позволяет оптимально распределять воздух, подавая его в определенные места. Она обеспечивает улавливание вредных выделений у источника их образования, предотвращая загрязнение всего помещения.
Однако недостатком механической вентиляции являются высокие первоначальные и эксплуатационные расходы. Чтобы использовать все ее преимущества, нужно заботиться о чистоте каналов и регулярно менять фильтры.
Если установлен вентиляционный фильтр с функцией рекуперации тепла, необходимо перед началом летнего сезона устанавливать летний вкладыш. Оставление зимнего варианта приведет к снижению эффективности работы системы.
Механическая вентиляция может быть как местной, так и общезамещающей. Последняя существует в двух вариантах — канальном и бесканальном. В канальной системе воздух меняется с помощью вентиляторов — центробежных или осевых, а также эжекторных установок.
На производственных объектах для вытяжки чаще всего применяют эжекторные установки, особенно в условиях с повышенной взрывоопасностью. Использование обычных вентиляторов в таких случаях недопустимо, так как они могут создавать искры при неисправностях. Их устанавливают только в приточных или комбинированных системах.
Общеобменная вентиляция с механическим приводом
Механические конструкции могут быть как приточными, так и вытяжными. Приточная вентиляция иногда сочетает в себе функции центрального отопления.
Воздухоприемные устройства в данной системе могут представлять собой отверстия в стенах здания, отдельно стоящие или встроенные шахты. Если шахта расположена за пределами здания, она должна находиться выше уровня земли или на крыше здания.
Схема расположения воздухоприемных устройств: в конструкции ограждений (а), рядом с наружной стеной (б), на кровле (в). Каналы для вытяжки и шахты должны быть утепленными снаружи, иначе в зимний период там может образовываться накапливающийся лед.
Выбор конструкции и местоположения воздухоприемников зависит от требований к чистоте внешнего воздуха и архитектурных особенностей здания. Низ проема, куда поступает очищенный воздух, должен быть расположен на высоте минимум 2 метра от земли, а в зеленых зонах — не менее 1 метра. Внешние воздухоприемники не должны располагаться в зонах с загрязняющими выбросами.
Воздушные массы попадают в шахту при помощи вентилятора. Они проходят через калорифер, где нагреваются, увлажняются или наоборот, подсушиваются, и далее поступают во внутренние воздуховоды через специальные отверстия.
Вход воздуха также может происходить через ответвления, подключенные к насадкам, которые направляют приточные потоки. Объем подаваемого воздуха регулируется шиберами или клапанами в ответвлениях.
Механическая местная вентиляция
Местная механическая вентиляция, действующая в ограниченном пространстве, называется воздушным душированием. Этот вариант используется в тех рабочих зонах, где уровень лучистой теплотворности превышает 300 ккал/ч, или где производственные процессы сопутствуют выделению токсичных веществ, которые невозможно удалить с помощью обычной вытяжки.
Душирующие установки бывают перезодными и стационарными. Первые способны обеспечивать рабочие зоны чистым воздухом, забирая его из помещения. Иногда в распыляемую воздушную массу добавляют воду, капли которой, попадая на кожу человека, дополнительно охлаждают. Стационарные установки через душирующие патрубки подают свежий воздух снаружи или предварительно очищенный.
Вытяжная вентиляция общеобменного характера
Основная задача вытяжной вентиляции заключается в удалении отработанного воздуха из помещений. Удаление происходит за счет понижения давления в комнате, что создает условия для поступления свежего воздуха из внешней среды или смежных помещений.
Структура вытяжной вентиляции включает очистное устройство (1), вентилятор (2), центральные (3) и отсасывающие (4) воздуховоды. Когда в помещении не установлено другое вентиляционное оборудование, кроме вытяжного, давление здесь оказывается ниже, чем в смежных комнатах или снаружи.
При проектировании общеобменной вытяжки на производственных площадках особое внимание уделяется тому, что грязный воздух необходимо удалять непосредственно из источника его образования следуя его естественному потоку, не загрязняя чистые зоны. Это особенно актуально в биологических лабораториях и в цехах с вредными условиями.
Механическая приточно-вытяжная вентиляция
Базой механической приточно-вытяжной вентиляции служат два потока воздуха, движущиеся навстречу друг другу. Она состоит из двух независимых систем — приточной и вытяжной. Либо это может быть единый блок, в который объединено все необходимое оборудование.
Когда используются две различные системы, вентиляция работает без рециркуляции и называется открытой. Если же речь идет об системе с рециркуляцией, она называется замкнутой.
Система рециркуляции позволяет экономить энергию на охлаждение или обогрев воздуха, так как нагревается не весь объем, а только та его часть, которая поступает свежей снаружи. Удаляемый воздух в рециркуляционной системе возвращается в помещение с добавлением 10-15% свежего воздуха от общего объема.
Такую систему можно установить лишь в местах без опасности загрязнений. В регионах с холодным климатом замкнутая система оказывается неэффективной, так как рециркуляция и свежие потоки воздуха смешиваются недостаточно хорошо.
Аварийная механическая вентиляция
В условиях непредвиденных ситуаций наряду с основной системой устанавливают аварийную вентиляцию, которая всегда является вытяжной. Механическая аварийная вентиляция применяется в помещениях, где существует риск прорыва взрывоопасных газов или паров. В этих случаях необходимо устанавливать вентиляторы, защищенные от взрывов и искр.
В осевом взрывобезопасном вентиляторе предусмотрен двигатель, обладающий взрывонепроницаемой защитой. Он установлен таким образом, чтобы его замена при необходимости происходила быстро и удобно.
Некоторые опасные вещества невозможно удалить с помощью вентиляторов. В таких случаях в систему включается эжектор. Аварийное функционирование вентиляции должно активироваться автоматически сразу после отключения основной системы. Открытие проемов для вывода загрязненного воздуха должно осуществляться дистанционно.
Патрубки и решетки, предназначенные для вывода воздуха в условиях аварийной вентиляции, устанавливаются в зонах с наибольшей вероятностью накопления опасных веществ. Проемы, через которые осуществляется аварийный отвод воздуха, не должны располагаться в местах, где часто находятся люди. На трубопроводах и шахтах систем аварийной вентиляции не следует устанавливать зонты.
Эмиссии, выбрасываемые в атмосферу в аварийной ситуации, должны максимально рассеиваться, чтобы избежать их попадания в замкнутые пространства на территории рядом со зданием. Для контроля предельно допустимых концентраций (ПДК) используются газоанализаторы, настроенные соответствующим образом.
Вентиляция против дыма
Главная цель системы противодымной вентиляции — максимально быстро вывести дым из помещения или здания, пресекая его распространение и обеспечивая безопасность людей во время эвакуации.
На изображении представлена схема работы противодымной вентиляции. Она устанавливается в дополнение к основной системе вентиляции для обеспечения безопасной эвакуации людей при пожаре и предотвращения распространения дыма.
Такие системы устанавливают в местах, где скапливается большое количество людей и не обеспечивается естественный приток воздуха, например, в лифтах, лестничных клетках и замкнутых коридорах. Принцип ее работы основывается на вытяжной и приточной схемах.
Каналы и мощные вентиляторы в составе системы имеют высокую огнестойкость и способны выдерживать деформацию даже при длительном воздействии высоких температур.
Участки системы оснащены двумя типами клапанов — противодымными и огнеупорными. Включает в себя она также прочные экраны и двери, непроницаемые для дыма и газов.
Для предотвращения возможных неприятностей во время эвакуации, конструкция противодымной вентиляции включает два режима управления — автоматический и ручной, с дистанционным управлением.
В состав системы обязательно включены оповещающие элементы о пожаре:
- извещатели, на которых срабатывании автоматически открываются вытяжные вентиляторы и дымовые клапаны;
- сигнал о пожаре на центральном пульте;
- возможность ручного включения противодымной вентиляции.
Дымовыводящие клапаны распределены равномерно по потолку, при этом площадь их действия не должна превышать 900 м². Система разделяется на секции, и кроме люков и клапанов дополнительно оснащается дымососами.
Эта система не только отводит дым, но и очищает воздух от угарного газа и мелких частиц, образующихся в результате горения. Дополнительную информацию о монтаже систем дымоудаления можно обнаружить в данном материале.
Выводы и полезное видео по теме
Представленное видео является обучающим материалом по теме вентиляции. В нем подробно описываются основные понятия вентиляции и рассматриваются все аспекты, касающиеся ее качественного проектирования:
Мастер-класс по установке вентиляционной системы:
Как руководителям бизнесов, так и частным застройщикам крайне важно понимать, что эффективность вентиляционных систем непосредственно влияет на комфорт и безопасность тех, за кого они отвечают. В некоторых случаях речь может идти о жизни людей. Игнорировать этот аспект и экономить на нем нецелесообразно.
Если у вас есть вопросы по теме статьи, вы заметили ошибки или хотите поделиться полезной информацией с нашими читателями, оставляйте свои комментарии и участвуйте в обсуждениях.
