Особливості використання енергії природи для прокладки природної вентиляції

119

Зміст

  • Основні характеристики і принципи роботи природної вентиляції
  • Принцип здійснення природного провітрювання
  • Переваги вентиляції споруд природним способом
  • Проектування системи природного повітрообміну
  • Типові помилки, що виникають при організації природного вентилювання
  • Поради щодо поліпшення природного повітрообміну

Чисте повітря потрібне людині для нормальної життєдіяльності. І коли ще не було кондиціонерів, різних установок для вентилювання приміщень, їх провітрювали природним шляхом, використовуючи сили природи. Незважаючи на те, що в сьогоднішній час все частіше використовуються примусові системи, повітрообмін, організований природним шляхом може бути ефективним, якщо він облаштований правильно.

Основні характеристики і принципи роботи природної вентиляції

Природний повітрообмін — провітрювання приміщень, здійснюється без залучення яких-небудь допоміжних приладів. Циркуляція мас здійснюється внаслідок перепаду температур, гравітаційного тиску всередині і зовні будівлі. Також переміщення потоків природним шляхом залежить від:

  • різниці тиску повітряного стовпа в нижній і верхній частині приміщення. Забір та викид повітря повинні здійснюватися на різних рівнях, не менш ніж з триметровим перепадом. При цьому довжина магістралей повинна бути понад 3 м, а швидкість руху повітря в системі — до 1 м/с;
  • вітру. Високий тиск виникає з навітряного боку будівлі, що дозволяє повітрю через щілини в огороджувальних конструкціях проникнути в приміщення. На підвітряного стороні споруди тиск нижче, тому вона використовується для виведення використаних потоків.

На замітку: швидкість пересування мас залежить не від інтенсивності вітру, а від різниці створюваних тисків.

Принцип роботи природної вентиляції в будинку

Розрізняють природну вентиляцію:

  • неорганізовану — подача і виведення повітря залежить від випадкових чинників (температурного графіка, сили вітру) і відбувається через кватирки, нещільність вікон і дверей. При цьому неможливо контролювати обсяг вступника і вихідного потоків;
  • організовану — регульована подача/висновок повітря, здійснювана за допомогою аерації, дефлекторів.

Аерація — общеобменное вентилювання приміщень природним способом, коли повітря надходить/видаляється через кватирки, віконні фрамуги. На промислових підприємствах вона застосовується у разі виділення тепла у великих обсягах, а також при підвищенні концентрації в повітрі до 30% пилу і шкідливих речовин. При надлишку тепла, температура в приміщенні завжди вище зовнішньої. Коли з вулиці надходить важкий холодне повітря, він витісняє легкі обогретые маси. Так виникає циркуляція потоків в замкнутому просторі.

На замітку: дана технологія провітрювання не використовується, якщо припливне повітря вимагає попередньої обробки, або при його надходженні утворюється конденсат.

Перевага аерації в тому, що вона проста в облаштуванні та обслуговуванні, энергоэкономична, дозволяє досягти високої кратності повітрообміну. Недолік системи — неможливість очищення, нагрівання і зволоження подаються потоків. При підвищенні температури повітря зовні будівель ефективність аерації знижується.

Для вентиляції будівель також можуть застосовуватися дефлектори. Вони являють собою насадки, які встановлюються на отворах витяжних повітроводів, шахт з зовнішньої сторони споруди. При їх обтіканні вітром створюється більш високий тиск, ніж усередині будівлі — на підставі цієї різниці і відбувається повітрообмін.

deflektoryi v dome

Варіанти природної вентиляції

Принцип здійснення природного провітрювання

Циркуляція повітряних мас, заснована на різниці температур, тиску всередині і зовні будівлі, відбувається наступним чином:

  • Тепле повітря стає легшим і піднімається у верхню частину приміщення.
  • Холодний потік, що надходить зовні, більш вологий і важкий, тому він знаходиться внизу.
  • Під впливом холодних мас теплі витісняються з приміщення.
  • На підставі даного фізичного процесу, при облаштуванні природної вентиляції слід:

    • розміщувати припливні канали в нижній частині будівлі;
    • облаштовувати вихідні отвори у верхній частині приміщень.

    Витяжний канал, або припливний клапан вентиляції природного спонукання повинні бути у кожному приміщенні будинку. Можливо також наявність обох пристосувань. Витяжні канали обладнуються в таких приміщеннях:

    • санвузол;
    • кухня;
    • вбиральня, комора (якщо вони мають вихід в житлові кімнати);
    • кімнати, які знаходяться на значній відстані від приміщень з вентканалом.

    Припливні клапани облаштовують:

    • у приміщеннях, де не передбачено наявність витяжних вентиляційних каналів;
    • у кімнатах, розташованих на другому і вище поверсі будинку, двері яких виходять у коридор, або на кухню.

    Витяжні і припливні пристрої повинна бути:

    • у приміщенні котельні;
    • на другому і вище поверхах, якщо в кімнатах немає входу з боку сходів.

    Обов’язково слід організувати провітрювання:

    • дерев’яної підлоги на лагах, який настелений на першому поверсі будівлі;
    • цоколя (для захисту від накопичення шкідливого газу радону).
    prirodnoe provetrivanie

    Схема припливної і витяжної вентиляції

    Переваги вентиляції споруд природним способом

    Природний спосіб організації повітрообміну володіє наступними перевагами:

    • для його роботи не потрібно електроживлення, а значить і витрати на його оплату;
    • функціонує постійно, не вимагає постійного контролю;
    • для його прокладки не використовується дороге устаткування;
    • має просту конструкцію, тому обслуговування та ремонт системи можна здійснювати самостійно.

    Врахуйте: якщо правильно прокласти повітроводи та інші пристрої, регулярно стежити за їх станом, природна вентиляція буде служити стільки ж, скільки сама споруда.

    Проектування системи природного повітрообміну

    Для того щоб природне провітрювання будівлі було ефективним, необхідно спорудити вентсистему відповідної потужності. Зробити це можна, зробивши прості розрахунки. Необхідно дізнатися показники значення достатнього повітрообміну та його кратності.

    Кратність повітрообміну (те, якою повинна бути циркуляція мас, щоб за одиницю часу забезпечити потреба однієї людини в кисні) визначається СНиП. Даний показник становить 60 м3/год. Щоб дізнатися достатній повітрообмін для певного приміщення, це значення множать на кількість що знаходяться там людей.

    Щоб визначити частоту зміни повітря, кратність повітрообміну множать на об’єм приміщення. Спочатку отримують показник для кожної кімнати, а потім підсумовують.

    Наступний етап — складання схеми природної вентиляції, що базується на фізичних властивостях повітря при різному температурному режимі. Відомо, що прохолодний потік проходить в нижній частині приміщення, там і повинні розташовуватися припливні пристрої. Після нагрівання він піднімається до стелі — там облаштовуються витяжні отвори і прокладають повітроводи.

    При розрахунку природної вентсистеми необхідно визначити тиск на кінцях магістралей і середню швидкість вітру. Швидкість пересування потоків по воздуховодам буде нижче, ніж вітру — вона знижується із-за перетину магістралей, шорсткості їх стінок.

    pokazateli znacheniya dostatochnogo vozduhoobmena

    Норми мінімального повітрообміну в приміщеннях

    Визначення розміру каналів вентиляції

    Ефективність природного провітрювання приміщень також залежить від перерізу і довжини вентканалів. Оскільки повітряні маси циркулюють під впливом зовнішніх факторів, площа перетину магістралей повинна бути вище, ніж при облаштуванні примусової вентиляції. Довжина труб також має значення. Швидкість проходження повітря по довгих магістралей поступово знижується.

    Мінімальне значення сторони каналу для організації природного повітрообміну — 10 см, а площа перерізу — 0,016 м2 (що дорівнює діаметру труби 150 мм). За умови, що довжина вертикальної труби становить понад 3 м, такий канал зможе витягувати 30 м3 повітря за 60 хвилин.

    Порада: щоб підвищити продуктивність витяжки, збільшують довжину каналу, або площа його перерізу.

    Не варто облаштовувати канали, довжина яких менше 2 м — вони не забезпечать необхідну інтенсивність системі. Всі канали на поверсі роблять однакового перерізу, а їх продуктивність в окремих приміщеннях регулюють за допомогою вентрешетки.

    Кількість каналів в приватному будинку невелике, тому не має сенсу об’єднувати їх. Кожна шахта повинна брати свій початок в приміщенні, а закінчуватися на даху. Об’єднання каналів знижує ефективність природної вентиляції.

    Типові помилки, що виникають при організації природного вентилювання

    Облаштування природного повітрообміну — заняття нескладне, але щоб система ефективно функціонувала, необхідно знати основні закони фізики, яким вона підпорядковується. Серед основних причин збоїв у роботі природної вентиляції:

    • неправильне розміщення решіток. Тепле повітря піднімається до стелі, тому витяжні отвори необхідно облаштовувати нижче його рівня на 10-20 див. Якщо зробити їх нижче, це може призвести до застою мас в приміщенні;
    • облаштування спільного вентканала для двох кімнат. Такий варіант допустимий тільки в квартирах, де один повітропровід на ванну кімнату і туалет. В інших випадках для кожного приміщення слід облаштувати власний канал. Найбільше суперечить нормам гігієни спільна витяжка з кухні та санвузла;
    • відсутність повітроводів на другому поверсі будівлі. Це порушує принцип роботи системи;
    • неправильно обладнаний скат даху. Це може призвести до того, що випускна труба буде втягувати повітря зовні, замість того, щоб викидати відпрацьований;
    • повна заміна природної вентиляції на кухні і в санвузлі примусовою. Механічний повітрообмін повністю залежить від присутності людини, а якщо в будинку ніхто довго не живе, це призведе до застою повітря, що шкідливо не тільки для людей, але і оздоблювальних матеріалів, меблів;
    • неправильна прокладка витяжних труб. Дані канали повинні проходити строго вертикально. Припустимий рівень відхилення — 35. У горизонтальних каналах повітря буде застоюватися. Уникнути цього дозволить монтаж вентилятора;
    • відсутність теплоізоляції труб. Магістралі можуть промерзати в холодну пору року, що може привести до утворення на них конденсату, зменшення тяги. Вентканали, розташовані в зовнішніх стінах будівлі, на даху, або проходять по горищу, обов’язково повинні бути утеплені;
    • неправильне визначення перетину магістралей, їх довжини, внаслідок чого вони можуть не встигати виводити відпрацьовані маси. Якщо труби занадто короткі — в них не буде тяги, занадто довгі — повітря буде втрачати свою швидкість;
    • різні обсяги припливу та відтоку. Дані показники повинні збігатися, інакше вентилювання буде неефективним. Припливне і вивідний повітропровід повинні мати однаковий перетин. Якщо для природної вентиляції використовується канал 150х150 мм, то загальна площа всіх отворів для надходження повітря повинна бути 0,022 м2.
    oshibki ventilyatsiya

    Помилки в монтажі вентиляції

    Порушення функціонування природної вентиляції може бути обумовлено:

    • ослабленням тяги в літній час, коли зовні будівлі тепліше, ніж в приміщеннях;
    • різким викидом відпрацьованого повітря у великому обсязі (наприклад, коли декілька людей поспіль приймали душ).

    Поради щодо поліпшення природного повітрообміну

    Якщо природна вентиляція не справляється з обсягом відпрацьованого повітря в окремих зонах (наприклад, в санвузлі), її можна доповнити витяжкою. Вона може бути представлена електричним вентилятором, який монтують в повітропровід, або на його внутрішньому виході. При відсутності вентканала в приміщенні, витяжний пристрій встановлюють в зовнішню стіну будівлі, або вікно.

    При установці вентилятора на першому поверсі двох – або триповерхової будівлі, до нього приєднують витяжну трубу довжиною 1 м. Це робиться для того, щоб виключити потрапляння неприємних запахів в будинок.

    Якщо в будинку є камін, до якого не організований відокремлений приплив повітря, він може перешкоджати нормальній роботі витяжної системи. При нестачі кисню для підтримки горіння, камін може викачувати його з магістралей. В такому разі потрібна доробка системи вентилювання природного спонукання. У приміщенні з каміном необхідно прокласти додаткову трубу — вона забезпечить подачу кисню для потреб людей і каміна.

    Сучасні огороджувальні конструкції будівель робляться максимально герметичними для того, щоб запобігти втраті тепла в будинку. Але це негативно позначається на системі природного провітрювання. У сучасних вікнах і дверях немає зазорів, через які повітря ззовні міг би надходити в приміщення, і виводиться з них. Це призводить до застою мас, появи важкого запаху, конденсату на вікнах. Виправити ситуацію можна, встановивши в стінах, або вікнах вентиляційні клапани.

    У деяких будівлях складно налагодити циркуляцію повітря. Витяжка в них може працювати навпаки: відпрацьовані маси не утилізуються, а потрапляють в інші приміщення, які менш забруднені. Виправити цей недолік можна шляхом установки на труби спеціальних пристроїв — зворотних клапанів.

    Природна вентиляція — простий і доступний спосіб налагодити повітрообмін в приміщенні. Вона не вимагає дорогого устаткування, обслуговування. Але, внаслідок того, що дана система залежить від погодних факторів, вона не може працювати постійно в одному режимі і забезпечувати повітрообмін складних багатоповерхових конструкціях. Але якщо облаштувати природне вентилювання правильно, спираючись на закони фізики, циркуляція повітря в приміщеннях простий планування буде цілком ефективною.