Нормы воздухообмена на человека в помещениях различного назначения

Почему мощная вытяжка «не тянет»?

Вначале следует проверить состояние канала вентиляции в самом вытяжном устройстве, извлечь и промыть (либо заменить) фильтры — жировые и возможно угольные, что зависит от модели вытяжки. Лучшие методы очистики кухонной вытяжки от жира рассмотрены в этой статье.

Также нужно убедиться в исправности вентиляционной установки и наличии электропитания к ней.

Работе вытяжки могут также помешать сквозняки, препятствующие вертикальному движению конвекционного воздушного потока от плиты. Если проблема «слабой» вытяжки не выявляется – ее источник находится за пределами кухни.

Производительность вытяжного зонта зависит от сечения вентканала, куда уходят испарения от кухонной плиты. А домовладельцы нередко устанавливают излишне мощную вытяжку, либо назначают ей преувеличенный режим работы.

Владельцы жилой недвижимости следуют незатейливой логике – чем сильнее тянет вентилятор, тем лучше отводятся летучие загрязнения от плиты.

Это неверно. Производительность и работоспособность системы кухонной вытяжки прямо зависят от пропускных характеристик вентиляционного канала.

К примеру, вентканал приточно-вытяжного воздухообмена, имеющийся в стене дома – больше, чем 150 м3/ч воздуха он вывести не способен.

Во-первых, сечение таких вентканалов не превышает 130-140 мм, что недостаточно для механической вентиляции. Во-вторых, штатная канальная вентиляция в многоэтажках протяженная и содержит множественные неровности.

В инструкции к вентиляционной установке обычно указана диаграмма, отображающая взаимосвязь давления в вентканале и производительности. Рост давления вызывает спад производительности вытяжки.

Вентканалы в домах собраны топорно: неровные стенки; потеки раствора; сужения из-за смещенных блоков; множество поворотов. Или и вовсе — шахта вентиляции может оказаться забитой. В такой ситуации без чистки не обойтись.

Попытки задать повышенную производительность вентиляционному зонту, соединенному с домовым каналом вентиляции, дают обратный эффект.

Чем сильнее воздушный поток, тем более интенсивно ему препятствуют дефекты сечении вентканала. А если активно нагнетаемый воздух не может двигаться вперед, он движется назад.

Простой пример – футбольный мяч. Чем больше воздуха в такой мяч закачать, тем сложнее работать насосом. Препятствием становится давление – воздуха много, он стремится выйти по трубке обратно, выталкивая ручку насоса.

Аналогичная ситуация с вытяжкой повышенной мощности – чем интенсивнее подается воздух, тем больше блокируется ее работа.

Идеальный вентканал под кухонную вытяжку – короткий, с минимумом изгибов. Поэтому отводить воздух от плиты требуется не по приточно-вытяжному каналу, а по выполненному специально для вытяжного зонта.

Отверстие в фасадной стене, жесткий или гибкий воздуховод (в идеале круглого сечения), обратный клапан и решетчатый воздухозаборник на выходе канала. Так следует оборудовать кухонную вытяжку.

Подробнее обустройство вытяжного клапана через стену на улицу мы рассмотрели в другой нашей статье.

Каналы магистральные и ответвления

Следом наступает очередь главного магистрального воздуховода. Часто он имеет большую протяженность и проходит транзитом через несколько помещений, прежде чем начнет разветвляться. Рекомендуемая максимальная скорость 8 м/с в таких каналах может не соблюдаться, поскольку условия прокладки (особенно через перекрытия) могут существенно ограничивать пространство для его монтажа.

Например, при расходе 35 000 м³/ч, что не редкость на предприятиях, и скорости 8 м/с диаметр трубы составит 1,25 м, а если ее увеличить до 13 м/с, то размер станет уже 1000 мм. Такое увеличение технически осуществимо, так как современные воздуховоды из оцинкованной стали, изготовленные спирально-навивным методом, имеют высокую жесткость и плотность.

Это исключает их вибрацию на высоких скоростях. Уровень шума от такой работы достаточно низок, а на фоне звука от работающего оборудования может быть практически не слышен. В Таблице 2 представлены некоторые популярные диаметры магистральных воздухопроводов и их пропускная способность при разной скорости движения воздушных масс.

Таблица 2

Боковые ответвления воздухопроводов разводят подачу или вытяжку воздушной смеси по отдельным помещениям. Как правило, на каждом из них устанавливается диафрагма либо дроссель – клапан для регулировки количества воздуха. Эти элементы обладают немалым местным сопротивлением, поэтому сохранять высокую скорость нецелесообразно.

Таблица 3

Недалеко от места присоединения к магистрали в канале устраивают лючок, он нужен для замера скорости потока после монтажа и регулировки всей вентиляционной системы.

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:

Достоинства:

Недостатков больше:

• 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.

2.2. Использование приточных клапанов для вентиляции

Приточные клапаны – попытка решить проблемы, которые свойственны микровентиляции. Например, на картинке ниже изображен приточный клапан фирмы Вентек, монтируемый в оконной раме. По сути – это устройство, обеспечивающее отверстие воздушной заслонкой, которое устанавливается на окно или стену.

Достоинства приточных клапанов:

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:

Цена решения – от 1000 руб.

2.3 Бризеры – компактные приточные установки

Бризеры – компактные приточные устройства с фильтрацией и нагревом воздуха. Одно из наиболее современных решений для вентиляции жилых помещений. Подходят для систем вентиляции многоквартирных домов. Приток воздуха обеспечивает бризер, а за удаление воздуха отвечают стандартные вентиляционные каналы в доме.

Достоинства:

Недостатки:

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

• Шумные, за счет постоянной работы вентилятора. Чтобы уменьшить шум – снижают обороты, что уменьшает эффективность. Также могут приняться шумоглушители, но они требуют дополнительных затрат. Пример шумоглушителя для типа Тиона.

• 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:

Цена решения: – от 20-25 тыс руб на 1 комнату.

2.4 Рекуператоры

Рекуператор – это вентиляционное устройство, которое подает свежий воздух и удаляет загрязненный.

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:

С регенеративным теплообменником – воздух сначала проходит через теплообменник в одном направлении, отдавая тепло, а потом в другом, нагреваясь, пример решения – рекуператор типа Вакио.

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:

Недостатки:

Примеры установок:

Цена для компактных рекуператоров – от 10-15 тыс. руб.

Цена центральных рекуператоров – от 30-40 тыс. руб, без учета воздуховодов и установки.

Подводя итог, решения делятся на простые и экономные – окно и приточный клапан, либо на высокотехнологичные и дорогие – бризер или рекуператор.  Второе решение дороже, так как ставить нужно в каждую комнату с заказом алмазного бурения стен. А в случае с рекуператором – еще и сделать разводку вентиляционных каналов.

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

Мне понадобилась вентиляция в новой квартире: было душно, на окнах в морозы выпадал конденсат. Это могло привести к плесени. Постоянная борьба за открытое окно (открыто долго – холодно, закрыл – душно) и понимание, что всем, в том числе и детям, играющим в основном на полу, нужно дышать свежим воздухом, вынудили меня разработать работающую вентиляцию. Рассмотрев все решения, стало ясно, что мне подходит приточный клапан, проблем с отоплением нет. Другие решения более сложные и дорогие, более того, их нужно закладывать на стадии ремонта квартиры.

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.

Поэтому, начиная с межсезонья и продолжая летом, вентиляция перестала работать, для чего пришлось установить вытяжной вентилятор в санузел, который включался в работу, когда естественная тяга исчезала. Решение, когда приток осуществляется за счет клапанов, а вытяжка – за счет вентиляторов, используется в большинстве европейских стран: Англия, Франция, Польша и частично в Германии.

Вот обзор блогера на такое решение “Вентиляция в доме. Как делают немцы“

Я понял, что использование приточных клапанов и вытяжного вентилятора – это, в моём случае, идеальная система при условии ее достаточной автоматизации. И решил самостоятельно разработать автоматическое управление. Пока его проектировал, понял, что необходима оригинальная концепция вентиляционной системы, пришлось её придумать. Такие существуют в системах умный дом, но далеко не идеальны, так как не учитывают множество факторов, существующих в российских квартирах.

Так я загорелся идеей поставить на поток производство таких систем и с головой ушел в разработку. Сейчас всё на уровне прототипов и испытаний. Готов первый девайс – автоматический вытяжной вентилятор, на подходе еще автоматическое приточное устройство. Ниже концепт, к сожалению все что нужно уместить в этот корпус не влезет в такую форму, так что прототипы выглядят не так, но зато уже работают на людей.

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.

Нормы кратности воздухообмена для помещений

Утепленная и герметичная конструкция домов приводит к снижению кратности воздухозамещения. В результате вредные микроорганизмы размножаются интенсивнее, и портится общая гигиена.

В нормах и правилах отобразили критические значения по воздухообмену, несоблюдение которых однозначно приведет к проблемам.

Для многоквартирных домов, различных помещений и зданий вывели нормы кратности воздухообмена — в СП 54.13330.2022.

К отдельным комнатам есть следующие требования:

• кухня с газоиспользующим оборудованием — 80—100 м³/ч;
• кухня с электроплитой и без газовых приборов — 60 м³/ч;
• ванная/душевая/туалет — 25 м³/ч;
• совмещенный санузел — 50 м³/ч;
• общая постирочная, сушильная, гладильная — 7;
• холл или коридор в многоквартирном доме — 3;
• жилая комната в квартире (детская, спальня) — 3 м³/ч на 1 м²; 30 м³/ч на человека, но не меньше 0,35 раз в час от объема помещения;
• лестничная клетка — 3;
• гардероб в общежитии — 1,5;
• машинное помещение лифта — 1;
• комната с теплогенератором с теплопроизводительностью до 50 кВт — 1 м³/ч для закрытой камеры сгорания и 100 м³/ч для открытой;
• кладовая для хозяйственных предметов, спортивного оборудования — 0,5.

Если установить газовую плиту в помещение с теплогенератором, то потребуются дополнительные 100 м³/ч воздухообмена.

Для помещений разного назначения кратность подбирают по СП 60.13330.2022, СП 118.13330.2022 и СП 44.13330.2022.

Для измерения кратности воздухообмена в комнатах и технических помещениях с нестандартной планировкой или размерами — используйте СанПиНы и корректируйте результат исходя из самостоятельных расчетов.

Современные здания оборудуют автономными воздушными клапанами, которые устраняют застоявшиеся массы воздуха. Владельцы квартир могут их регулировать.

Дополнительные вентилирующие приборы решают вопросы с предельно допустимыми концентрациями вредных веществ. В жилых зданиях и общественных учреждениях приемлемыми показателями считают 0,1 мг/м³ для озона и 0,005 мг/м³ для хлорсодержащих соединений.

Жильцы будут в еще большей безопасности, если сделают мощную механическую вентиляцию.

Подбираем высоту труб

Следующий шаг – определение силы тяги, возникающей внутри вытяжного блока при заданном перепаде высот. Параметр зовется располагаемым гравитационным давлением и выражается в Паскалях (Па). Расчетная формула:

• p – гравитационное давление в канале, Па;
• Н – перепад высот между выходом вентиляционной решетки и срезом вентканала над крышей, м;
• ρвозд – плотность воздуха помещения, принимаем 1.2 кг/м³ при домашней температуре 20 °С.

Методика расчета основана на подборе требуемой высоты. Вначале определитесь, на сколько вы готовы поднять трубы вытяжки над кровлей без ущерба внешнему виду здания, затем подставьте значение высоты в формулу.

Пример. Берем перепад высот 4 м и получаем давление тяги p = 9.81 х 4 (1.27 — 1.2) = 2.75 Па.

Теперь грядет сложнейший этап – аэродинамический расчет отводных каналов. Задача – выяснить сопротивление воздуховода потоку газов и сопоставить результат с располагаемым напором (2.75 Па). Если потеря давления окажется больше, трубу придется наращивать либо увеличивать проходной диаметр.

Аэродинамическое сопротивление воздуховода вычисляется по формуле:

• Δp – общие потери давления в шахте;
• R – удельное сопротивление трению проходящего потока, Па/м;
• Н – высота канала, м;
• ∑ξ – сумма коэффициентов местных сопротивлений;
• Pv – давление динамическое, Па.

Покажем на примере, как считается величина сопротивления:

1. Находим значение динамического давления по формуле Pv = 1.2 х 1² / 2 = 0.6 Па.
2.  Сопротивление от трения R находим по таблице, ориентируясь на показатели динамического напора 0.6 Па, скорости потока 1 м/с и диаметра воздухопровода 225 мм. R = 0.078 Па/м (обозначено зеленым кружочком).
3. Местные сопротивления вытяжной шахты – это жалюзийная решетка, отвод кверху 90° и зонт на конце трубы. Коэффициенты ξ этих деталей – величины постоянные, равные 1.2, 0.4 и 1.3 соответственно. Сумма ξ = 1.2 0.4 1.3 = 2.9.
4. Окончательное вычисление: Δp = 0.078 Па/м х 4 м 2.9 х 0.6 Па = 2.05 Па.

Сравним расчетный напор, образующийся в воздухопроводе, и полученное сопротивление. Сила тяги p = 2.75 Па больше, чем потери давления (сопротивление) Δp = 2.05 Па, шахта высотой 4 метра слишком высока, строить такую бессмысленно.

Теперь укоротим вентканал до 3 м, снова произведем перерасчет:

1. Располагаемое давление p = 9.81 х 3 (1.27 — 1.2) = 2.06 Па.
2. Удельное сопротивление R и местные коэффициенты ξ остаются прежними.
3. Δp = 0.078 Па/м х 3 м 2.9 х 0.6 Па = 1.97 Па.

Напор природной тяги 2.06 Па превышает сопротивление системы Δp = 1.97 Па, значит, шахта трехметровой высоты станет исправно работать на естественную вытяжку и обеспечит нужный расход удаляемых газов.

Важное замечание. Разница между силой тяги и сопротивлением воздуховода составила всего 2.06 — 1.97 = 0.09 Па. Чтобы вытяжка устойчиво работала в любую погоду, высоту трубы в нашем примере лучше принять с запасом – 3.5 м.

Канал вентиляции Ø225 мм можно разделить на 2 меньших трубы, но не по диаметру, а по сечению. Получаем 2 круглых вентканала 150—160 мм, как сделано на фото. Высота обеих шахт остается неизменной — 3.5 м.

Пример расчета и обустройства вентиляции

За основу возьмем планировку частного дома внутренней площадью 91.5 м² и перекрытиями высотой 3 м, представленного выше на чертеже. Как рассчитать количество вытяжки / притока на здание целиком согласно методике СНиП:

1. Объем удаленного воздуха из гостиной и спальни, имеющей равную квадратуру, составит 15.75 х 3 х 1 = 47.25 м³/ч.
2. В детской комнате: 21 х 3 х 1 = 63 м³/ч.
3. Кухня: 21 х 3 х 1 100 = 163 м³/ч.
4. Санузел – 25 м³/ч.
5. Итого 47.25 47.25 63 163 25 = 345.5 м³/ч.

Примечание. Воздушный обмен в прихожей и коридоре не нормируется.

Теперь проверим результаты на соответствие второму нормативному документу. Поскольку в доме проживает семья из 4 человек (2 взрослых 2 детей), в гостиной, спальне и детской долго находятся по 2 чел. Пересчитаем воздухообмен в указанных комнатах по количеству людей: 2 х 30 = 60 м³/ч (в каждом помещении).

Объем вытяжки из детской удовлетворяет требованиям (63 куба в час), а вот значения для спальни и гостиной придется откорректировать. Двум человекам недостаточно 47.25 м³/ч, берем 60 кубов и снова пересчитываем общую величину воздухообмена: 60 60 63 163 25 = 371 м³/ч.

Не менее важно правильно распределить воздушные потоки в здании. В частных коттеджах принято устраивать системы естественной вентиляции – это значительно дешевле и проще монтажа электрических нагнетателей с воздуховодами. Добавим лишь один элемент принудительного удаления вредных газов – кухонную вытяжку.

Как правильно организовать естественное движение потоков:

1. Приток во все жилые помещения обеспечим через автоматические клапаны, встроенные в оконный профиль либо прямо в наружную стену. Ведь стандартные металлопластиковые окна герметичны.
2. В перегородке между кухней и санузлом устроим блок из трех вертикальных шахт, выходящих на кровлю.
3. Под межкомнатными дверьми предусмотрим зазоры шириной до 1 см для прохода воздуха.
4. Установим кухонную вытяжку и подключим к отдельному вертикальному каналу. Она возьмет на себя часть нагрузки – удалит 100 кубов отработанных газов за 1 час в процессе готовки пищи. Останется 371 — 100 = 271 м³/ч.
5. Две шахты выведем решетками в санузел и кухню. Размеры труб и высоту рассчитаем в последнем разделе данного руководства.
6. За счет естественной тяги, возникающей в двух каналах, воздух устремится из детской, спальни и зала в коридор, а дальше — к вытяжным решеткам.

Обратите внимание: свежие потоки, изображенные на планировке, направляются из комнат с чистой воздушной средой в более загрязненные зоны, затем выбрасываются наружу через шахты.