Естественная вентиляция в частном доме: правила обустройства гравитационной системы воздухообмена

Естественная и принудительная вентиляция

Для начала, давайте разберёмся, действительно ли, естественная вентиляция не справляется с возложенной на неё задачей или необходимость монтажа принудительной вентиляции в частном доме – это очередной маркетинговый ход производителей.

Естественная вентиляция: принципы функционирования и особенности

Общая схема работы естественной вентиляции

До недавнего времени все жилые дома были оборудованы системой вентиляции естественного типа. В этом случае:

Отработанный воздух из помещения удалялся через вентиляционные каналы, расположенные в верхних углах нежилых комнат (кухни, санузлы, ванные комнаты);
Поступление чистого воздуха происходило сквозь щели и неплотности в оконных блоках, в проёмах входных дверей, в стенах и перекрытиях.

При ЕВ вентиляционные каналы не монтировали в жилых комнатах (спальни, детские, залы, кабинеты, игровые). Грязный воздух из них, сквозь прорези в дверных полотнах, поступал в коридор, затем в кухню или ванную, и только потом вместе с остальными воздушными массами «уходил» в вентиляционный стояк.

Движение воздушных масс в помещении осуществлялось за счёт разности температур в верхних и нижних участках комнат: тёплый (отработанный) воздух поднимался и устремлялся к отдушинам, а потом по воздуховоду (за счёт разности давления) как по аэродинамической трубе выбрасывался в открытое пространство.

Такая вентиляционная система обладает массой неоспоримых преимуществ:

Не издаёт дополнительного шума при работе;
Не требует затрат на монтаж вытяжки, содержание и эксплуатацию;
Не нуждается в источнике электроэнергии.

Что же послужило причиной отказа от столь выгодного метода вентилирования зданий? Конечно же, желание уменьшить теплопотери в зимний период года. Установив металлопластиковые оконные блоки и двери с уплотнителями, тщательно утеплив стены и заделав все щели, мы заблокировали доступ свежего воздуха внутрь помещения и превратили его в герметичную камеру.

Обратите внимание, для обеспечения воздухообмена недостаточно просто установить вентиляционные каналы. Для того чтобы часть отработанной воздушной смеси беспрепятственно «покинула» пределы помещения, нужно чтобы на его место «поступил» свежий воздух извне

И если раньше он проникал в комнаты сквозь многочисленные щели, то сейчас такой возможности у него нет. Можно самым тщательным образом рассчитать сечение отдушин, смонтировать вентиляционные каналы оптимальной высоты и даже установить вытяжные вентиляторы, но если не будет притока, чистого воздуха, то вся система вентиляции превратится в ненужные декорации.

Именно поэтому после качественной герметизации дома, потребуется непременно делать его частичную разгерметизацию. Производители строительной фурнитуры давно предусмотрели этот момент и выпустили серию приспособлений, позволяющих воздуху с улицы проникать в комнаты.

Особенности искусственной вентиляции

Принцип работы искусственной вентиляции

Искусственная вентиляция в доме осуществляется за счёт принудительного движения воздушных масс. Работа установленных в вентиляционные каналы вентиляторов и вмонтированных в стены нагнетающих устройств направлена на искусственный (принудительный) выход отработанной воздушной смеси и всасывание чистого воздуха с улицы.

В отличие от ЕВ, принудительная система способна работать только при подключении к электрической сети. К тому же она создаёт много шума, для блокирования которого необходимо дополнительно монтировать глушитель и удлинять входящие в установку трубы. Интенсивный подсос воздушной смеси в холодную пору года приводит к охлаждению помещения, чтобы этому препятствовать понадобится, установить калорифер (нагревательный элемент).

Правильно собранная установка занимает около 4 метров, нуждается в отдельном помещении (допускается установка на чердаке) и требует серьёзных затрат на монтаж и эксплуатацию.

В защиту искусственной вентиляции можно сказать, что только она способна обеспечить требуемый приток и отток чистого воздуха и отработанной смеси, подогреть и очистить подаваемую смесь от частичек грязи и большинства аллергенов.

Смешанный тип вентиляции

Схема работы комбинированной вентиляции

Также существуют варианты монтажа, при которых удаление отработанных газов осуществляется с помощью вентиляторов и вытяжки, а естественный приток – произвольно сквозь настенные клапаны.

Не менее распространён вариант, когда нагнетание осуществляют искусственными приборами, а отток происходит за счёт разности температур и давления в верхней и нижней точке вент каналов.

Конструкция вентиляционных труб и дымоходов

конструкция дымовой трубы Согласно правилам эксплуатации дымовых и вентиляционных труб, они обустраиваются внутри дома для сохранения температуры отводимого воздуха. Можно устраивать вентиляционные и дымовые каналы и снаружи, тогда они нуждаются в утеплении.

Кладка вентиляционных и дымовых каналов состоит из глиняного кирпича или термостойкого бетона (асбестоцемента). Толщина кирпичной кладки от 12 см, бетонной стенки вентиляционного или дымового канала – более 6 см. В СНиП указано, что вентиляционные и дымовые каналы устраиваются только вертикально, без переходов и горизонтальных участков.

Устройство кармана (отверстия) для чистки дымохода

3 – карман для чистки дымохода В основании дымохода оставляются отверстия для чистки и карман глубиной 25 см. Отверстия прикрываются дверками и облицовываются кирпичом, установленным на ребро. Кладка выполняется на раствор глины. В асбестоцементных трубах оставляют для чистки листок.

Карман необходим для того, чтобы при разрушении кладки осколки кирпича не перекрывали входное отверстие, падая чуть ниже. В кармане скапливается и весь мусор, попадающий в дымоход. Если не предусмотреть карман, мусор постепенно будет уменьшать сечение дымохода и ухудшать тягу.

Неподходящие материалы для устройства дымовых и вентиляционных каналов:

шлакобетон;
силикатный, дырочный, щелевой кирпич;
крупнозернистые материалы.

Хотя силикатный кирпич и хорошо противостоит высоким температурам, он разрушается углекислотой и влажными парами. Если никаких других материалов нет, СНиП требует устройства в вентиляционном и дымовом канале внутренней облицовки из красного кирпича толщиной 13 см.

Дымоходы могут быть:

насадными (из вставленных друг в друга асбестоцементных труб);
цельными (из кирпича).

Насадные трубы отличаются гладкими внутренними стенками, их опирают на камины или печи с мощными (не тоньше 1\2 кирпича) стенками. Если труба тяжела, на перекрытии печи устанавливается железобетонная плита и уже на нее крепится труба.

Асбестоцементные насадные трубы значительно легче кирпичных, их не нужно разбирать при капремонте, они быстро устанавливаются.

Кирпичная дымовая труба требует особого фундамента, который закладывается на глубину, превышающую глубину промерзания почвы.

При возведении малоэтажных строений применяют сборные дымоходы, которые встраиваются в стену или формируют стояк. Стенки дымоходов выполняются из термостойкого бетона.

В местах прохождения дымоходом крыши необходимо оставить отверстие шириной от 13 см. Соединение дымохода с крышей прикрывается фартуком из нержавеющего металла.

Дымоход может иметь наклон до 30 градусов со смещением в сторону не более 100 см. Такие отрезки должны быть одного сечения, равного сечению вертикальных отрезков с гладкими стенками.

Как начать и важные моменты проектирования

Начинать создание нормального оборота воздушных масс необходимо начинать с оценки помещений. Рассчитывается кубатура жизненного пространства, учитывается потребность человека, которому для нормального функционирования требуется 10 м³ в час. Каждого жильца дома система должна снабжать воздухом на любом участке жизненного пространства. В зависимости от конструкции строения, используемых коммуникаций, оборудования выбирается тип вентиляции, которая способна обеспечить жильцов комфортными условиями проживания. Различаются три основных вида движения воздушных масс в помещениях по принципу действия:

Естественная работает по принципу движения воздуха под действием разных температурных показателей. Как известно из курса физики, тёплые воздушные потоки более разряжены и поднимаются вверх. Используя этот закон, в верхней части строения предусматриваются конструкционные отверстия связанные с окружающей средой. Как правило, температура вне помещения ниже, чем внутри, поэтому тёплый воздух поднимаясь, вымещается холодным потоком из здания. Принято считать оптимальным рабочим показателем такой системы температуру на улицу в пределах от 5 до 15 градусов. При более низких температурных показателях в помещениях прогнозируемо создаётся сквозняк из-за интенсивности теплообмена. В случаях высоких температур эффективность системы снижается, потому что внутри дома прохладнее;
Принудительная вентиляция осуществляется с помощью механических устройств, обеспечивающих подачу свежего воздуха внутрь и удаление застоявшихся, скопившихся воздушных масс наружу. Приток и отток выполняется под действием вытяжного и распылительного оборудования. Обычно такая система состоит из вентиляторов, воздушных клапанов, калориферов, кондиционеров, очистных фильтров, шумоглушителей. Для оптимального функционирования создаётся специальная коммуникационная сеть, обеспечивающая движение воздушных потоков – это воздушные каналы, воздухозаборные решётки, диффузоры, анемостаты. Эффективность системы повышает инсталляция контрольных датчиков, терморегуляторов, подключающих или отключающих вентиляторы согласно заданным, рассчитанным показателям;
Смешанная система подразумевает дополнение естественного воздухообмена оборудованием вытяжного характера. Это могут быть вытяжки на кухне или вентиляторы в санузлах, встроенные или подключённые к коммуникациям естественной вентиляции. Как правило, такое оборудование устанавливается там, где высока степень загрязнения воздуха и приточный поток не успевает вытеснять загрязнения.

Проблемы вентиляции связаны с применением старых технологий строительства для современных условий. Большинство домов строится по устаревшим стандартам. При этом используются новые материалы, технологии, оборудование. Согласно устаревшим СНиПам приток воздуха осуществляется через зазоры в окнах и дверях, но установка металлопластиковых окон, дверей новых конструкций надёжно герметизирует помещение. Таким образом, жильцы защищены от сквозняков, повышается звуковой комфорт, улучшается энергосберегаемость. Только воздух застаивается, вследствие отсутствия возможности притока свежего потока. Результат выражается повышением влажности, кислородным голоданием.

Другой проблемой является скопление вредных веществ, которые попадают в организм через вдыхание. Они выделяются окружающими предметами – это мебель, стены, напольное покрытие, повседневные вещества для уборки, чистки поверхностей. Когда вентиляция в доме своими руками, сделана на совесть, воздух циркулирует и практически все вредные вещества выводятся наружу, не успевают скапливаться в опасных количествах и попадать в организм.

Правила эксплуатации дымоходов и вентиляционных каналов

Правила использования всей отопительной конструкции, включая дымаотводящие трубы, оговорены в специальных законах и нормах, так называемые СНиПы. В них сказано, что:

Перед и после периода топки печей, котлов, все каналы, дымоходы, работающие на топливе преимущественно твердого типа, обязательны к проверке и прочистке. В случае возникающих проблем, проверка производится поквартально. Кроме того, профилактика пару раз в год, не станет лишней.
Запрещено использовать любые отопительные приспособления, в которых выявлены серьезные нарушения, в том числе касающиеся дымоходных труб.
Выполнять постройку, восстановления, ремонт вентиляции, каналов, обслуживание дымоходов допускается только тем лицам, у которых имеется лицензия. Помимо этого, ремонт и любые работы допускаются только после подписанного акта проверки.

Как сделать правильно?

Чем раньше вы приняли решение об устройстве продухов, тем проще это будет сделать и тем меньше времени и средств будет затрачено. На стадии проектирования продухи не увеличат ни стоимость, ни продолжительность строительства. Если же фундамент и цокольные стены уже возведены – предстоят дополнительные затраты.

В зависимости от материала и технологии возведения фундамента используют разные способы устройства вентиляционных отдушин:

Лента из бетонных блоков в перевязку. Для устройства продухов в ленточном фундаменте в верхнем ряду между блоками предусматривают зазоры, равны по ширине расчетной ширине продуха. После укладки блоков зазоры закладывают кирпичом на растворе, пока не будет достигнута нужная высота продуха. Если зазор получается более 150 мм, сверху необходимо уложить стальной уголок для обеспечения опоры стены.
Кирпичная кладка. В этом случае проем отдушины выкладывают из кирпича. Часто используют красный облегченный перфорированный кирпич, положенный на бок так, чтобы отверстия в нем были направлены с улицы внутрь помещения.
Монолитный бетон. В этом случае придется уставать опалубку. Можно сколотить прямоугольный короб, после заливки дощечки придется выбивать. Наиболее популярный сегодня способ- круглая опалубка из обрезков пластмассовых канализационных или вентиляционных труб, уложенная поперек стены и упирающаяся в основную опалубку. Ее не требуется извлекать из стены после застывания бетона. Для того, чтобы тонкостенную трубу не сплющило залитым раствором, ее плотно забивают влажным песком. После снятия основной опалубки песок из продуха извлекают.

Как выглядят продухи в фундаменте При заливке монолитного фундамента крайне не рекомендуется использовать в качестве опалубки обрезки бруса или подтоварного леса. Такие чурки после застывания бетона придется выбивать, при этом легко повредить стенки фундамента. На высверливание чурки и выборку ее стамесками или плотницкими долотами будет потрачено много времени.

Если же время на этапе проектирования и строительства было упущено и стенки цоколя уже возведены или даже перекрыты, устройство продухов в фундаменте затрудняется.

Проделать сквозное отверстие в монолитном бетоне или в кладке из бетонных блоков- достаточно сложная инженерная задача. Если у вас нет соответствующего опыта и специализированного инструмента – приглашение бригады профессионалов сэкономит вам время, нервы и деньги.

Предлагаем ознакомиться Гараж на свайном фундаменте

Самостоятельно эта операция выполняется в следующей последовательности работ:

подготовить бур с алмазным наконечником или алмазную коронку;
рассчитать места расположения арматурной сетки и постараться не попасть в нее;
в просверленное отверстие, нужно вставить усиливающий каркас, например, стальную трубу подходящего диаметра;

Во время сверления следует постоянно следить за температурой бура или коронки и своевременно смачивать их водой или специальной охлаждающей жидкостью. Перегрев может привести к поломке дорогостоящего инструмента.

До начала работ имеет смысл провести расчет их стоимости с учетом инструмента- возможно, устройство приточно- вытяжной вентиляции обойдется дешевле.

В деревянном цоколе

Продухи в фундаменте деревянного дома особенно важны- если бетон или кирпич в условиях повышенной влажности разрушается десятилетиями, то деревянные строительные конструкции сгниют за несколько лет.

Зато и сделать их намного проще, чем в каменном подклете. Отверстие просто выпиливают бензопилой (или дисковой большого диаметра в очередном венце, после чего сверху кладут следующий. Если венец поверх бетонного фундамент всего один, то отверстие выпиливают в первом брусе или бревне снизу.

Последовательность действий следующая:

разметить места проемов;
выпилить бензопилой сквозные проемы;
вырубить и подтесать горизонтальную поверхность;
встроить в проемы короба из досок;
защитить входные отверстия цоколя решетками на продухи.

Если приходится проделывать отверстия в готовом срубе, в венце сверлят несколько сквозных отверстий и соединяют их бензиновой или сабельной пилой.

Особенности обустройства

вентиляция в частном доме

Дерево, будь то брус или доски, способно “дышать”, то есть воздух проникает в помещение через поры данного материала. Каркасный материал и кирпич лишены этого свойства, а значит, естественная вентиляция дома рассчитана только на достаточную пропускную способность форточек и щелей в окнах.

Внутри жилого помещения воздушные потоки циркулируют благодаря щелям под дверью между комнатами. Вытяжная система сконцентрирована вблизи помещений специального назначения, так как в них ощутимо увеличиваются значения всех параметров воздушной среды. В жилом помещении – это кухня и санузел. По такому же принципу обустраивается и естественная вентиляция в многоэтажном доме. С одним лишь отличием: имеется общая для всех квартир центральная магистраль, от которой расходятся ответвления. Именно данные каналы подводятся к кухням и санузлам всех квартир.

Составление проекта

Одним из первых шагов является расчет естественной вентиляции. Прежде всего, необходимо вычислить производительность будущей системы. Для этого определяется достаточное значение воздухообмена и его кратность. Существуют нормативные документы, в которых оговаривается, каким должен быть воздухообмен в помещении, чтобы удовлетворять потребность одного человека в кислороде за один час времени. Данное значение составляет 60 м3/ч. Определить достаточный воздухообмен в помещении можно, умножив количество человек, которые проживают в доме, на нормированное значение воздухообмена.

Определить количество смен объема воздуха в помещении можно, если умножить нормированную кратность воздухообмена на объем комнаты. Расчеты производятся для каждого помещения, а результаты суммируются. После того, как основные расчеты были произведены, составляется схема естественной вентиляции, которая основывается на физических свойствах воздуха при различных температурах. Так, воздушный поток, попадая в помещение, изначально более прохладный, а значит, проходит по низу помещения. Нагреваясь, он поднимается к потолку. Именно там обычно устанавливаются вытяжные решётки.

Соответственно, если обустраиваются дополнительные отверстия с контролируемым клапаном подачи воздуха, то делается это ближе к полу. А все воздуховоды располагаются вверху. Выполняя аэродинамический расчет системы естественной вентиляции, необходимо получить значения давлений на концах воздуховодов, а также просчитать среднюю скорость движения ветра. В действительности значение последнего из указанных параметров будет несколько ниже из-за того, что форма сечения воздуховода и уровень шероховатости его стенок несколько замедляют скорость продвижения воздушных потоков.

Проектирование естественной вентиляции включает в себя также расчёт сечения вентиляционных каналов. Ввиду того, что циркуляция воздушных потоков осуществляется под воздействием внешних факторов, то для обеспечения достаточной тяги требуется на порядок большая площадь сечения воздуховодов, чем для организации принудительной вентиляции.

Нередко для усиления тяги прибегают к использованию устройств механического действия – дефлекторов. Они просты по конструкции и устанавливаются на выходе воздуховодов. Благодаря особенностям механизма дефлекторы способны разряжать воздух в радиусе своего действия, что ощутимо увеличивает скорость движения воздушных потоков

Важной особенностью при составлении проекта вентиляционной системы является влияние значения температуры окружающей среды на тягу. Так, в летнее время естественная вентиляция практически перестаёт функционировать из-за того, что разница температур снаружи и внутри помещения незначительна

Вентиляционные каналы между помещениями

Если вытяжная вентиляция монтируется на этапе строительства дома, то дымоходы и вент каналы располагают непосредственно в стене здания. Вентиляция в стене – это удобно, практично и недорого. При этом совсем не обязательно устанавливать пластиковые или оцинкованные трубы, вполне достаточно выложить «пустоты» из кирпича.

Единственное на что следует обратить внимание, каналы не должны сообщаться между собой. То есть нельзя выводить вентиляцию из кухни, из санузла и ванной комнаты в одну общую шахту

Они могут располагаться рядом, но должны быть полностью изолированы друг от друга. При хорошей, исправной работе системы никаких фарс мажорных ситуаций может и не возникнуть, но если вдруг произойдёт обратный отсос, то всё «ароматы» смешаются в один букет. И если проникновение запаха из кухни в санузел особого дискомфорта не вызовет, то ароматы из туалета хлынувшие в зону приготовления пищи особой радости не принесут никому из домочадцев.

Естественная вентиляция в частном доме своими руками может быть смонтирована и после завершения строительства. В этом случае прокладывают воздуховоды из:

Оцинкованной стали;
Гофрированных труб;
Пластиковых труб (бывают круглого, квадратного и прямоугольного сечения).

Выводя трубы через перекрытие в зону неотапливаемого чердачного пространства их обязательно утепляют. В противном случае вентиляция на крыше частного дома будет постоянно покрываться конденсатом и наледью.

Допускаются варианты, при которых вытяжная вентиляция располагается за пределами здания.

Требования к естественной вентиляции

Общие требования подробно прописаны в СП 55-13330.2011.

Здесь в частности оговариваются такие моменты:

Минимальная мощность вентсистемы в помещениях с постоянным присутствием людей не может быть менее однократного обмена всего объема воздуха в течение одного часа.
Для кухонь показатель отвода отработанного воздуха составляет не менее 60 куб.м/час.
Для туалетов и ванных комнат аналогичный показатель – не менее 25 куб.м/час.
Для иных помещений – не менее 20% объема воздуха в час.

Под помещением с постоянным присутствием людей в нормативах понимается жилое пространство, где люди находятся непрерывно более 2 часов, либо суммарно более 6 часов в сутки.

Рассмотренные нормы справедливы для внешней температуры +5°С и температуры внутри дома +22°С.

Для строительства вентиляционных каналов используются различные материалы: металл, керамика, пластик, кирпич. Главное правило – совокупная мощность вытяжных отверстий не должна быть меньше суммарной мощности приточных клапанов.

Для небольшого деревянного дома будет достаточно установить несколько каналов диаметром 160 мм и высотой 2 метра. Увеличить производительность вентиляции можно несколькими способами: добавлением новых вентканалов, увеличением диаметра или высоты уже имеющихся. Чтобы тяга во всех комнатах была одинаковой, отдушины должны выходить на кровлю на равной высоте.

Из чего изготавливают воздуховоды

В соответствии с Приложением “D” СНиП 402.1325800.2018, дымовые трубы и каналы должны быть изготовлены из негорючих материалов. Там, где вентиляционные каналы проходят через неотапливаемые помещения, требуется теплоизоляция, наружная сторона каменных каналов должна соответствовать характеристикам морозостойкости.

Из кирпича с вытяжными каналами

Кирпич в основном используется в твердотопливных котлах. Низкая температура оборудования для сжигания приводит к непрерывной конденсации водяного пара, материал разрушается, более того, воздушные каналы трудно чистить.

Установка стальных дымоходов внутри стены может быть поразительной архитектурной особенностью и решит эту проблему на десятилетия.

Из набора керамических вентиляционных труб

Керамика бывает разных форм. Например, для строительства дымоходов используются керамические трубы с температурой до 650 оС. При извлечении прибора из газового котла в частном доме такой запас прочности не требуется. В качестве изоляции обычно используется минеральная вата.

Стальные сварные или наборные воздуховоды

Для организации вентиляции газового котла в частном доме выбираются изделия из нержавеющей стали и оцинкованной стали. Сами воздуховоды могут быть круглыми или прямоугольными. Установка включает в себя не только воздуховоды, но и многочисленные автоматические устройства: фильтры, обогреватели, шумоглушители, охладители.

Вентиляционные каналы могут быть изготовлены из закатанной стальной ленты или алюминиевой фольги. Их можно сложить и собрать в любую форму для транспортировки. Единственным недостатком этих изделий является повышенное аэродинамическое сопротивление.

Коаксиальный дымоход

Это конструкция, состоящая из двух труб, вставленных друг в друга не плотно, а с небольшим зазором. Воздух в нем удаляется по противоточному принципу: газ отводится через внутреннюю трубу, свежий воздух поступает через внешнюю трубу.

Система коаксиальных трубопроводов обязательно включает в себя устройство для обработки и сбора конденсата.

Коаксиальные системы, благодаря своим характеристикам, подходят для теплогенераторов с закрытой камерой сгорания (например, газовые котлы). Кислород, необходимый для горения, поступает через внешнюю трубу, а выхлопные газы удаляются через внутреннюю трубу. Эта конструкция имеет свои преимущества:

безопасность (отработанные газы охлаждаются холодным воздухом, циркулирующим во внешней трубе);
входящий воздух нагревается и повышает эффективность котла;
высокая эффективность означает, что коаксиальная конструкция более экологична, чем другие;
может использоваться с прибором на кухне (он расположен вне помещения и не влияет на комфорт пребывания в нем);
горизонтальная концентрическая дымоходная труба не может быть использована, если не предусмотрена принудительная тяга;
попытаться справиться не более чем с двумя коленями;
если есть несколько котлов, создайте для каждого отдельную дымовую трубу, перекрытие нежелательно.