Калькуляторы расчета площади сечения вытяжной отдушины вентиляции

1. Расчет по кратностям

Представляет из себя наиболее сложный вариант.  При его выполнении учитывается назначение каждой отдельной комнаты и нормативы по кратности воздухообмена для каждой из них. При этом учитывается температура воздуха в каждом конкретном помещении. 

Кратность воздухообмена – это величина, значения которой показывают, какое количество раз в течение одного часа в помещении осуществляется полная замена воздуха. Кратность сильно зависит от объема конкретного помещения.

 Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях следует принимать в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1. Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданий 

Таблица 2. Кратность воздухообмена в помещениях  согласно СНиП 31-01-2003

Для общих комнат и спален кратность составляет единицу на приток.

В гардеробной – полуторакратный, а в помещении для стиральной машины – полукратный на вытяжку.

Однократный воздухообмен – это когда в течение часа в помещение подали свежий и удалили «отработанный» воздух в количестве, равном одному объему помещения.

Если в таблице не указана какая-либо комната, рассчитайте для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв.

Для жилых комнат, не имеющих естественной вентиляции (например, не открываются окна), на каждого человека «положен» минимальный расход воздушной массы, равный 60 м3/час.

Это касается прежде всего тех помещений, где человек обычно находится в активном, бодрствующем состоянии.

В то же время в спальнях, оборудованных системой естественного проветривания, допускается меньший расход воздуха — от 30 м3/час на каждого человека.

Приточный воздух из жилых помещений должен беспрепятственно перемещаться в подсобные: кухню, туалет, ванную комнату

Формула для расчета вентиляции:

L = n · V,

где L – расход воздуха, м3/ч;n – нормируемая кратность воздухообмена, ч–1;V – объем помещения, м3.

Для расчета воздухообмена группы помещений их можно рассматривать как единый воздушный объем, который должен отвечать условию: 

ΣLпр = ΣLвыт, т. е. количество подаваемого воздуха должно быть равно количеству удаляемого.

Другие критерии выбора вентилятора для ванной и туалета

Очень важно знать, на что еще нужно обратить внимание при выборе вытяжного вентилятора для комнат санузла, помимо его производительности. К таким критериям относятся следующие технические и эксплуатационные параметры:

• Уровень создаваемого при работе шума. Функционирование любого вентилирующего прибора сопровождается механическим и аэродинамическим шумом. Эти звуковые колебания распространяются по воздушной среде, по воздуховодам и поверхностям стен внутри которых они проложены.

Механический шум возникает от вибрации колеса с лопастями, электродвигателя и кожуха, в который установлена вся конструкция.

Аэродинамический шум появляется как следствие вихреобразования внутри кожуха у лопастного колеса, на входе и выходе воздуха, при его движении по воздуховодам, а также во время случающихся пульсаций.

Повышенная вибрация и шумность вентиляционной установки способны отрицательно влиять на самочувствие жильцов квартиры или дома.

Поэтому для вентиляторов, устанавливаемых в жилых помещениях, существуют определенные ограничения создаваемого шумового давления, а сам этот параметр обязательно указывается в паспорте изделия (часто – даже в определенном диапазоне удаления от прибора).

Следует заметить, что на многие вентиляторы производители устанавливает специальные шумоглушители той или иной конструкции – обязательно учтите это при выборе.

Еще одним важным моментом снижения уровня шумов является монтаж вентилятора с предусмотренными прямолинейными участками для стабилизации потока воздуха, снижающими турбулентные явления. Для канального или радиального вентилятора подобные участки желательно оставлять с обеих сторон (для осевого, понятно, это соблюсти в полной мере невозможно). Длина каждого такого участка должна составлять не менее 1,5 внешнего диаметра рабочего колеса (турбины).

• Функциональность вентилятора. Вытяжные вентиляционные системы могут быть автоматическими или стандартными.

Осевые обычные вентиляторы могут работать от ручного включения, или же их встраивают в общую систему освещения помещения, то есть при включении света, включается и вытяжной вентилятор.

Последний вариант более удобен и экономичен, но здесь требуется некоторая осмотрительность, чтобы при выключенном приборе не страдала вся вентиляционная система дома в целом. Отток воздуха из жилой зоны в минимально необходимом объеме должен обеспечиваться постоянно.

Автоматическая конструкция прибора предполагает наличие электронного блока с таймером, на котором устанавливаются время включения, режимы работы и срок выключения вентилятора.

• Безопасность прибора. Так как вентилятор работает от электричества, то для ванных комнат выбираются защищенные от влаги приборы, на упаковке которых должна стоять соответствующая метка.

Выбирая вентилятор, стоит проверить наличие сертификата качества на изделие. Необходимо приобретать подобные приборы обязательно в специализированных магазинах, желательно – модели известных производителей, марка которых сама по себе дает определенную гарантию на продукцию.

Монтаж вентиляционной системы

Монтаж вентиляционной системы проводится по-разному, в зависимости от выбранной конструкции, и от того, обновляется она или же устанавливается заново. Поэтому прежде чем приступать к монтажу, следует составить подробную схему, по которой проще будет работать.

• Если решено обновить уже установленную вентиляционную систему, то лучше всего, по возможности, заменить воздуховод на новый. В том случае, когда этого выполнить не удается, будет необходимо тщательно очистить старый воздуховод от мусора и наслоений на стеках.
• Перед прокладкой вентиляционного короба нужно заранее определить место установки вентилятора. Оптимальным местом установки прибора будет стена, противоположная дверному проему. В этом случае вентиляционная система будет работать более эффективно за счет естественного поступления воздуха в виде сквозняка.
• Следующим шагом в стене прорубается новое или, если это необходимо, расширяется до нужных размеров уже существующее вентиляционное окно.
• Вентиляционный воздуховод выводится в устроенное отверстие, затем постепенно монтируется, прокладывается в соответствии со схемой и закрепляется на чердаке строения, или же проводится через чердачное перекрытие и кровлю.
• Если канал выводится на улицу через наружную стену, то рекомендовано в вентиляционное отверстие со стороны улицы вмонтировать трубу, которую поднимают вертикально не менее чем на 500÷1000 мм. Если же на сквозное отверстие установить только защитную решетку, то помещение не будет успевать нагреваться при работе системы отопления —  все тепло сквозняком будет быстро уходить через вентиляцию.

• Вентиляционная труба, выводимая через крышу здания, требует устройства надежной гидроизоляции. Для этой цели можно использовать специальные гидроизолирующие манжеты, которые надеваются на трубу и закрепляются на кровле.

• Другим вариантом установки системы может стать монтаж вентилятора в потолок и подключение его к гибкому вентиляционному воздуховоду (гофротрубе), который соединяется с выходным отверстием, закрытым защитной решеткой, устанавливаемой под софитом крыши. Этот способ монтажа возможен как в комплексе с подвесным потолком, так и без него, так как короб вполне может проходить и по чердаку.

• В случае установки сложной системы вентиляции, когда помещения санузла разделены, а вентиляцию нужно подключить к одному общему воздуховоду, можно поступить так, как показано на данной схеме. В общий канал вентиляции устанавливаются вставки с патрубками, которые будут выходить в комнаты через подвесной потолок, а сам воздуховод может быть выведен на улицу через стену. В этом случае может быть установлено два вентилятора, по одному на каждую комнату или один, канальный либо устанавливаемый со стороны улицы и закрытый специальным кожухом.

• После проведения и закрепления воздуховодов, нужно аккуратно установить сам осевой накладной вентилятор, который вставляют в короб и закрепляют на стене удобным в каждом конкретном случае и, конечно, надежным способом. Следует учесть наличие вибрационных нагрузок, так, чтобы крепежные элементы со временем не разболтались.
• Прежде чем окончательно закреплять накладной осевой вентилятор в окне, нужно подключить прибор к электропитанию. Провод, соединяющий вентилятор с выключателем, рекомендовано заключить в специальный пластиковый кабель-канал, закрепленный на стене, который можно расположить вдоль потолка или скрыть над подвесной конструкцией.

Вентилятор подключается к электропитанию через соединительные клеммы, которые должны быть спрятаны под специальной крышкой или кожухом, чтобы исключалось активное воздействие на них повышенной влажности.

В зависимости от конструкции, клеммная колодка бывает расположена по-разному, но к вентилятору всегда прилагается схема подключения, которая поможет сориентироваться в этом вопросе.

Если принято решение произвести соединить вентилятор с выключателем света, то следует осуществлять эту коммутацию примерно так, как показано на этой схеме:

Подключение подобным способом осуществляется в специально установленной для этого распределительной коробке, где с помощью клеммы соединяются соответственно «нулевые» и «фазные» провода вентилятора и освещения. На выключателе прерывается «фаза», а от него уже идет соединение к обоим приборам.

Кстати, если хорошенько вдуматься, то такая схема весьма нерациональна. Моделируем ситуацию – человек принял ванну или душ, вытерся, оделся, вышел из ванной и погасил за собой свет. За это время избыток влаги вряд ли сможет быть полностью вытянут вентилятором, и в помещении остается «пар столбом».

Кстати, при желании можно в продаже отыскать электронные таймерные устройства управления светом и вентиляцией, разработанные именно для этих целей.

• При установке канального вентилятора, необходимо максимально тщательно продумать подключение его к электропитанию, особенно в том случае, если вентиляционный канал планируется провести через чердачное помещение. Через потолок нужно будет проложить электрический кабель, и он сам по всей своей длине, все его возможные соединения, равно, как и проход через перекрытие, должны быть надежно заизолированы.

• Если система монтируется под потолком помещений, то воздуховод вместе с вентилятором можно спрятать над подвесным потолком. В этом случае вентиляционное отверстие можно организовать в потолке, куда выводится и закрепляется воздуховод, а затем прикрыть это окошко декоративно-функциональной решеткой.

Подбор воздуховода

Мы посчитали воздухообмен, теперь  можем выбрать схему реализации системы вентиляции и произвести расчет воздуховодов системы вентиляции.

Для вентиляционных систем используют прямоугольные и круглые воздуховоды. Если вы выбираете прямоугольный воздуховод, следите, чтобы соотношение сторон не превышало 3:1, иначе вентиляция будет постоянно шуметь, а давление в ней будет недостаточно высокое (не будет тяги).

Кроме этого, при выборе необходимо учитывать, что нормальная скорость в магистрали должна достигать около 5 м/с (в ответвлениях примерно 3 м/с). Чтобы определить необходимые размеры сечения, воспользуйтесь диаграммой ниже – на ней изображена зависимость размера сечения от расхода воздуха и скорости его движения.

Горизонталями отмечен расход воздуха, вертикалями – скорость, косыми линиями – соответствующие размеры воздуховода.

                 Диаграмма зависимости сечения воздуховодов от скорости и расхода воздуха

На диаграмме горизонтальные линии отображают значение расхода воздуха, а вертикальные линии – скорость.

Косые линии соответствуют размерам воздуховодов.

Подбираем сечение ответвлений магистрального воздуховода (которые заходят непосредственно в каждую комнату) и самого магистрального воздуховода для подачи воздуха расходом L=438 м3/час. 

Если воздуховод с естественной вытяжкой воздуха, то нормируемая скорость движения воздуха в нем не должна превышать 1м/час. Если же воздуховод с постоянно работающей механической вытяжкой воздуха, то скорость движения воздуха в нем выше и не должна превышать 3 м/с (для ответвлений) и 5 м/с для магистрального воздуховода.

Подбираем сечение воздуховода при постоянно работающей механической вытяжке воздуха.

Слева и справа на диаграмме обозначены расходы, выбираем наш (438 м3/час).

Далее, движемся по горизонтали до пересечения с вертикальной линией соответствующей значению 5 м/с (для максимального воздуховода).

Теперь, по линии скорости опускаемся вниз до пересечения с ближайшей линией сечения.

Получили, что сечение нужного нам магистрального воздуховода 160х160 мм или Ø180 мм.

Для подбора сечения ответвления движемся от о расхода 438 м3/час по прямой до пересечения со скоростью 3 м3/час.

Получаем сечение ответвления 200х200 мм или Ø 225 мм.

Эти диаметры будут достаточными при установке только одного вытяжного канала, например на кухне.

Если же в доме будет установлено 3 вытяжных вентканала, например в кухне, санузле и ванной комнате (помещения с самым загрязненным воздухом), то суммарный расход воздуха, который нужно отвести мы делим на количество вытяжных каналов, т. е. на 3. И уже на эту цифру подбираем сечение воздуховодов.

Данная диаграмма подходит только для подбора сечений механической вытяжки. 

Если в доме есть бассейн необходимо использовать системы осушения воздуха, возможна система осушения воздуха с подмесом свежего воздуха.

Использование осушителей — это наиболее простой и, соответственно, более дешевый способ.

Общие требования к системам вентиляции.

• Вытяжной воздух выбрасываем наружу выше кровли. При естественной вытяжной вентиляции, все каналы выводят выше кровли. При механической вытяжной вентиляции – воздуховод так же выводят выше кровли либо внутри здания, либо снаружи.
• Забор свежего воздуха при механической системе приточной вентиляции осуществляется с помощью заборной решетки. Ее необходимо размещать минимум на два метра выше уровня земли.
• Движение воздуха необходимо организовывать таким образом, чтобы воздух из жилых помещений двигался в направлении помещений с выделением вредностей (санузел, ванная, кухня).

Правила организации

При устройстве системы движения воздуха вам нужно помнить основной принцип: для того, чтобы работало все эффективно, необходимо обеспечить приток воздуха через жилые комнаты и его переток в технические. Оттуда уже он уходит через вентканалы.

Сегодня приток воздуха стал проблемой: снижая затраты на отопление мы отсекли практически все источники его поступления. Окна ставим герметичные, стены, через которые воздух хоть немного поступал, утепляем воздухонепроницаемыми материалами. Третий источник — входные двери — сегодня уже тоже почти у всех железные, с резиновым уплотнителем.

Если хотите чтобы вентиляция была нормальной, а стены в помещениях не «мокли», делайте вентиляционные отверстия. Есть такая опция на металло-пластиковых окнах, а есть отдельные устройства, которые монтируются в любом месте на стене. Они есть с регулируемыми заслонками, разных форм и размеров, снаружи забраны решетками.

Обеспечив приток, необходимо позаботиться о том, чтобы через двери он попал в технические помещения. Потому под всеми дверями должны быть щели: через них воздух будет перетекать в другие помещения. В дверях ванной желательно установить вентиляционную решетку и/или также сделать щель не менее 2 см от пола.

Возможно, вам будет интересно почитать, о том, как построить деревянный туалет на даче.

Рассмотрим расчеты на примере.

Дом площадью 146м2.

Чтобы провести расчет для вентиляционной системы по кратностям, для начала нужно составить список всех помещений в доме, записать их площадь и высоту потолков.

Например, в доме имеются следующие помещения:

• кухня площадью 20 м²;
• спальня – 24 м²;
• рабочий кабинет – 18 м²;
• гостиная – 42 м²;
• прихожая – 10 м²;
• туалет – 2 м²;
• ванная – 4 м².

Высота потолков равна 3,5 м. 

Узнаем объем каждой комнаты: 

Умножаем высоту на площадь комнаты, получаем объем, измеряемый в кубометрах (метрах кубических, м3).   Можно узнайть объем каждой комнаты умножив длину, высоту и ширину стен.

• кухня – 70 м³;
• спальня – 84 м³;
• рабочий кабинет – 63 м³;
• гостиная – 147 м³;
• прихожая – 35 м³;
• туалет – 7 м³;
• ванная – 14 м³.

Используя таблицу “Расчетные параметры воздуха и кратность воздухообмена в помещениях жилых зданийнужно”  произведем  расчёт необходимый объем воздуха помещений по формуле

L=n*V, где n – нормируемая кратность воздухообмена, час–1; V – объем помещения, м3, увеличив каждый показатель до значения, кратного пяти. 

Если в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании. Для большинства комнат можно делать только приток или вытяжку. 

Для тех помещений, для которых в таблице вместо значения кратности воздухообмена указан минимальный воздухообмен (например, ≥90м3/ч для кухни), считаем требуемый воздухообмен равным этому рекомендуемому.

• кухня – 70 м³  – не менее 90 м³;
• спальня – 84 м³ х1 = 85 м³;
• рабочий кабинет – 63 м3 х 1= 65 м³ ;
• гостиная – 130 м³;  Гостиная не указана в таблице, рассчитаем для нее норму вентиляции жилых помещений по данным 3 куба воздуха в час на 1 кв. м, то есть по формуле: L=S*3, где S является площадью комнаты.
• прихожая –  в таблице стоит прочерк, значит комната не нуждается в вентилировании;
• туалет – 7 м³ – не менее 50 м³;
• ванная – 14 м³ – не менее 25 м³.

Теперь нужно отдельно суммировать сведения по помещениям, в которых осуществляется приток воздуха, и отдельно — комнаты, где установлены вытяжные вентиляционные устройства.

Для удобства записываем данные в таблицу:

Теперь следует сравнить полученные суммы. 

Очевидно, что необходимый приток превышает вытяжку на 115 м3/ч. 

∑ Lпр = ∑ Lвыт:280<165 м3/час,

В итоге у вас должно сойтись уравнение объема притока и объема вытяжки. Если этого не произошло, число воздухообмена в этих помещениях можно увеличить до необходимого показателя. 

Рекомендуется осуществлять распределение равномерно, по всем помещениям. Можно прибавить значения вытяжки для тех комнат, где требуется более сильная вентиляция или там, где значения были минимально допустимые – в санузле и кухне. 

Важно распределить движение потоков воздуха таким образом, чтобы в доме не оставалась влага, не застаивались различные запахи.

В данном случае увеличиим показатель по кухне на 115 м3/час. 

После правок результаты расчета будут выглядеть следующим образом:

Теперь уравнение воздушных балансов ∑ Lпр = ∑ Lвыт выполняется.  

Объемы по притоку и вытяжке равны, что соответствует требованиям при расчетах воздухообмена по кратностям.

Типы вентиляторов

Так как самой эффективной для жилого дома является именно вытяжная система вентиляции, с естественным притоком воздуха через «чистые» жилые помещения и принудительным его отводимо через кухню и санузел, стоит несколько слов сказать о вытяжных вентиляторах. Они подразделяются на типы в соответствии с местами их установки — это осевые, канальные, крышные и радиальные.

• Осевые настенные (накладные) вентиляторы.

Осевой вентилятор состоит из корпуса, имеющего вид цилиндра, внутри которого расположено колесо с консольными лопастями, установленное на оси электродвигателя. При вращении лопасти захватывают воздух и активизируют его отведение из помещения.

Этот тип прибора закрепляется в окне вентиляционного канала на стене (или потолке) ванной или туалета. Он очень просто монтируется за счет продуманной конструкции, и достаточно эстетично выглядит, поэтому его можно назвать самым популярным для установки как в частном доме, так и в квартирных условиях.

Канальные осевые вентиляторы используют в бытовой практике не так давно и не столь широко, как накладные осевые, так как их самостоятельный монтаж достаточно сложен. Однако, иногда без них нельзя обойтись, например, в тех случаях, когда площадь вентилируемого помещения составляет более 15 м².

Канальные вентиляторы устанавливают и в тех случаях, когда хотят снизить уровень шума от работы прибора в помещении санузла или других помещениях частного дома.

Этот тип вентилятора может быть установлен на различных участках вентиляционного канала. Его располагают в специальном коробчатом корпусе, или же он может сам являться соединительным элементом для двух частей трубы вентиляции. Очень важно, чтобы к прибору был обеспечен свободный доступ, так как его периодически необходимо чистить и смазывать.

Воздуховоды, в которые устанавливаются канальные вентиляторы, бывают трех типов — это гибкие, полужесткие и жесткие.

Гибкие каналы монтируются достаточно легко, поэтому их выбирают чаще всего. Однако, они менее надежны, и их срок службы гораздо меньше, чем у жестких или полужестких воздуховодов. Рачительный хозяин, безусловно, сделает выбор в пользу надежности.

Радиальный вентилятор состоит из двигателя, расположенного на оси вращения колеса с лопастями, которое помещено в закрытый металлический короб, имеющий характерную спиралевидную форму.

Во время работы лопасти вентилятора начинают вращаться, захватывая воздух из помещения, который от вентилятора попадает через выходное отверстие кожуха в воздуховод.

Радиальные вентиляторы хорошо переносят повышенные нагрузки и достаточно экономичны в эксплуатации.

Как можно понять уже из названия этих приборов, они устанавливаются на крышах многоквартирных и частных жилых домов.

В конструкцию крышного вентилятора входят такие элементы, как двигатель, колесо с лопастями на оси вращения, виброизолирующие (демпферные) прокладки, устройство для авторегулирования.

Крышный вентилятор может иметь осевую, многолопастную или радиальную конструкцию. Последняя наиболее востребована, так как наименее прихотлива и обеспечивает высокую производительность при минимальных затратах на электроэнергию.

Вентиляционные принудительные системы могут работать как в автоматическом, так и в ручном режиме, иметь один уровень прокачки или несколько скоростей.

• Нерегулируемая вентиляция имеет только два режимных положения: «включено» и «выключено».
• Более гибкой станет система, имеющая несколько скоростей, которые выбираются переключателем.
• Наиболее экономичны в эксплуатации вентиляторы с регулируемым числом оборотов, в которых лопастному колесу придается скорость вращения, соответствующая требуемой текущей нагрузке на систему. Изменение скорости происходит достаточно плавно, с помощью специальных автоматических блоков контроля и управления.