Как работает естественная вентиляция: подробное и понятное описание

По способу побуждения воздухообмена любая система вентиляции может быть либо естественной, либо принудительной.

Естественная схема является сравнительно более простой, но и менее продуктивной. Впрочем, ее все равно используют для самых различных построек — от многоквартирных домов и до подвалов или сараев.

Ниже мы разберемся в подробностях, как работает такая система, из чего она состоит, и рассмотрим прочие нюансы ее устройства.

Что такое естественная вентиляция: принцип работы в общих чертах

Принцип работы такой системы основан на законах физики:

  • теплый воздух всегда стремится вверх;
  • воздух всегда будет «идти» туда, где давление ниже;
  • ближе к поверхности — давление выше, дальше от поверхности — давление ниже.

Чтобы организовать такой воздухообмен в помещении — нужно обеспечить разницу давлений. Делается это так:

  1. Между улицей и помещением создаются «отверстия»: это могут быть окна или приточные клапана, в нежилых помещениях — просто отверстия. Это — точки притока воздуха.
  2. Из помещения наверх выводится вытяжная труба. Ее отверстие окажется выше, чем точка притока. Значит, что у этого отверстия в трубе давление будет ниже, чем в точке притока. Как результат — воздух будет стремится пройти от точки притока (то есть с улицы) к отверстию вытяжной трубы.
  3. Точки притока располагаются на максимальном удалении от вытяжной трубы — чтобы воздух проходил через все помещение. Между ними не должно быть препятствий (закрытых дверей).

То есть побуждение циркуляции воздуха осуществляется без использования вентиляторов (не важно — вытяжных или приточных).

Наглядно о принципе работы (видео)

От чего зависит скорость и объем воздухообмена?

На количество воздуха (производительность вентсистемы) такого типа влияют такие факторы:

  1. Скорость ветра. Чем сильнее дует ветер — тем ниже будет давление на выходе вытяжной трубы, и тем лучше через нее будет засасываться воздух из помещения. И наоборот: если погода безветренная, то воздухообмен ухудшается.
  2. Высота вытяжной трубы. Чем выше от поверхности — тем ниже давление, а значит — тем лучше будет вытягиваться воздух из помещения через вытяжную трубу.
  3. Температура на улице и в помещении. Чем больше разница между ними (чем холоднее на улице и теплее внутри) — тем лучше тяга. Поэтому зимой вентиляция работает лучше, а летом — естественное проветривание вообще может останавливаться.

О влиянии сезона и погоды (видео)

Как двигается воздушный поток по комнате зимой? (+видео)

Выше мы рассмотрели принцип действия системы в общих чертах. Теперь чуть углубимся в детали.

На микроклимат в помещении будет влиять еще и то, как быстро и в каком направлении будет двигаться воздушный поток по комнате. Рассматривать будем 2 варианта — в первом батарея отопления располагается под подоконником, во втором — у стены (не сразу под окном, а в отдалении).

В первом случае, когда батарея стоит сразу под окном:

  1. Через окно или клапан (стеновой/оконный) холодный воздух попадает внутрь.
  2. Поскольку холодный воздух «тяжелее» теплого — он опускается ниже, где нагревается от батареи и смешивается с более теплым комнатным.
  3. Смешавшийся поток воздуха, уже имеющий комфортную температуру, проходит через комнату, отдавая часть тепла окружающим поверхностям: стенам, мебели.

Таким образом холодный поток будет сразу нагреваться, и не будет проходить по комнате вдоль пола, создавая дискомфорт.

Во втором случае, когда батарея располагается вдали от окна (возле стены):

  1. Через окно или клапан (стеновой/оконный) холодный воздух попадает внутрь.
  2. Поскольку холодный воздух «тяжелее» теплого, он опускается ниже, к поверхности пола.
  3. Так как источника тепла сразу рядом с окном нет — холодный поток продолжает движение по комнате, до батареи. По ходу движения он постепенно смешивается с более теплым комнатным воздухом, и в итоге достигает батареи, где нагревается и поднимается выше.

Таким образом холодный поток нагревается не сразу на входе с улицы, а значительно позже. Из-за этого нижняя часть комнаты от окна и до батареи получается холодной — из-за чего возникает дискомфорт, и нарушается благоприятный температурный режим.

В чем отличие от принудительной системы?

Основное отличие вкратце: в естественной системе не используются вентиляторы для создания воздушного потока, а в принудительной — используются.

Искусственная (принудительная, механическая) вентиляция является более современной, более продуктивной, стабильной и надежной. Причина в том, что производительность вентиляторов в меньшей мере зависит от погодных условий — даже если на улице изменится температура или давление, всегда можно изменить скорость вращения крыльчатки, добавляя или уменьшая объем прогоняемого воздуха.

Принудительное удаление воздуха

В принудительной системе подача и/или удаление (на этом фото) воздуха производится вентилятором

Принудительная схема используется там, где очень важно создать и поддерживать определенный объем воздухообмена, и по необходимости его регулировать в точном диапазоне:

  • в производственных помещениях;
  • в офисах;
  • на складах;
  • в местах большого скопления людей (торговые центры, вокзалы, спорткомплексы, больницы, концертные залы, и так далее);
  • в местах с повышенной влажностью (бассейны, овощехранилища, производственные комплексы с повышенным выделением тепла и/или влаги);
  • в местах, где в воздух выделяются вредные и/или взрывоопасные вещества (производственные комплексы, сварочные посты, красильные цеха, мебельные цеха).

Вентиляционные системы с естественным воздухообменом для перечисленных зданий почти никогда не применяются. Как вариант — они могут использоваться, если площадь помещения небольшая.

Список элементов, участвующих в естественном воздухообмене

В схеме естественного воздухообмена могут использоваться такие элементы:

  1. Не специальные щели, отверстия, неплотности. Могут быть, к примеру, в старых деревянных окнах, или в старых деревянных домах.
  2. Специально созданные отверстия: продухи, слуховые окна. Делаются в нежилых помещениях.
  3. Окно. Открытая створка, приоткрытая форточка, щель в режиме микропроветривания.
  4. Приточный клапан. Бывает либо стеновым (монтируется в стену), либо оконным (монтируется в оконную створку). Позволяет воздуху проникать внутрь даже при закрытом окне.
  5. Воздуховоды (по сути — трубы, которые могут выполняться из разных материалов, иметь разный диаметр и форму сечения). Через них может проходить воздух (как с улицы, так и на улицу). Для притока используются не всегда и не обязательно. Именно из труб и делаются вытяжные каналы.
  6. Вентиляционная шахта. Чаще всего строится в многоэтажных зданиях. По сути — высокая вытяжная труба с большим диаметром, которая проходит от первого до последнего этажа и выходит через крышу. В каждой квартире на каждом этаже — имеются отверстия, которые выходят в вентшахту (их делают на кухнях и в санузлах).
  7. Дымоходы (если в доме есть печь/камин). Кроме того, что через них отводится дым при горении топлива, они могут играть роль вытяжной трубы.
  8. Дефлекторы. Используются для усиления тяги в вытяжной трубе/дымоходе.
  9. Вентиляционные решетки. Прикрывают отверстия воздуховодов и приточных клапанов (как снаружи на улице, так и внутри помещения). Выполняют декоративную функцию и защищают канал от попадания различного мусора, птиц, насекомых. Могут отличаться по размеру, форме, материалу (пластик, металл), площади (общей площади решетки и площади живого сечения). 
  10. Анемостаты. Аналог вентрешетки, отличается по принципу работы и по внешнему виду.
  11. Переточные клапана в дверном полотне (или щели под дверью). Нужны, чтобы внутри помещения воздух мог проходить от точки притока до вытяжки, даже если двери плотно закрыты.
  12. Обратный клапан. Может ставиться на воздуховоды, чтобы не допустить прохождения воздуха не в ту сторону. Обычно его ставят в принудительных системах, а в естественных — используется нечасто.

Элементы вентиляционной системы

Слева направо, сверху: оконный клапан, стеновой клапан, переточная решетка. Снизу: анемостат, продухи в фундаменте, дефлектор

Все элементы использовать не обязательно: некоторые системы (небольшого размера) могут обходиться меньшим набором.

Виды естественных вентсистем

Условно такие системы можно разделить по по 2 критериям:

  1. По способу устройства (исполнения): канальная или бесканальная.
  2. По «намерению»: неорганизованные или организованные.

Теперь рассмотрим виды чуть подробнее.

Устройство бесканальной системы не требует специального монтажа воздуховодов — приток воздуха осуществляется через окна или клапана, а удаление — через отверстия вентиляционной шахты. Канальная схема — требует установки воздуховодов (в стенах и/или перекрытиях).

Неорганизованная система — нормальное дело для старых частных домов, особенно деревянных. Приток воздуха осуществляется через неплотности и щели в стенах, а удаление — через дымоход печи. Организованная схема — планируется и обустраивается намеренно.

Плюсы и минусы такой системы

Теперь рассмотрим основные преимущества и недостатки.

Плюсы естественной вентсистемы:

  1. Дешевизна установки. И элементы системы, и их монтаж — стоят сравнительно дешевле, чем элементы принудительных систем.
  2. Дешевизна обслуживания. Никаких электроприборов в таких системах не используется, а значит — расходов на электричество не будет.
  3. Отсутствие шума от работающего оборудования. Нет вентиляторов — ничего не шумит.

Минусы такие:

  1. Нет возможности нормально очищать воздух. Чтобы воздушный поток проходил через фильтрующий элемент — должна быть стабильно большая тяга, которой не хватает в естественной системе.
  2. Нет возможности регулировать производительность системы. Даже если вы настежь откроете окна по всему дому — это не всегда может повлиять на проветривание.
  3. Зависимость от погодных условий. В один и тот же день воздухообмен может сильно изменяться — от хорошего (к примеру — если подул ветер) и до почти нулевого, в тихую безветренную погоду. Это же касается и времени года: зимой вентиляция может работать отлично, а летом — наоборот, почти не функционировать.
  4. Через открытые окна и приточные клапана может быть слышно шум, а также может проникать пыль и запахи с улицы.

Для каких зданий и помещений подходит?

Обустройство таких систем актуально в следующих регионах и местностях:

  • в регионах с умеренным и прохладным климатом (если климат теплый — то естественная тяга создается хуже);
  • если вокруг нет природных или искусственных препятствий ветру (если вокруг 2-этажного здания вблизи будут стоять многоэтажки или «стена» высоких деревьев — то в его вентканале не будет нормальной тяги).

Примерная схема естественной вентиляции

Примерная схема естественной вентиляции

Обычно естественную вентиляцию делают в таких постройках и помещениях:

  1. Многоэтажные жилые дома. В них естественная система часто дополняется кухонными и туалетными вытяжками — по желанию владельцев квартир.
  2. Дачные домики, небольшие жилые коттеджи.
  3. Малоэтажные нежилые постройки: сараи, гаражи, амбары, дачные туалеты.
  4. Нежилые помещения в частных домах: подвалы, чердаки, котельные.
  5. Небольшие промышленные/складские/рабочие помещения и здания при условии, что в них не поддерживается повышенная влажность и в воздух не выделяются взрывоопасные или опасные для человека вещества.
  6. Небольшие хозпостройки, в которых содержатся домашние животные: курятники, коровники, свинарники.

Схема естественной вентиляции в квартире (многоквартирном доме)

Вкратце рассмотрим, как работает вентсистма в отдельно взятой квартире многоквартирного дома.

Воздух поступает внутрь через открытые окна и/или приточные клапана. Вытяжка осуществляется через вентиляционную шахту, отверстия которой есть в каждой кухне и каждом санузле (ванной, туалете).

От окна до отверстия воздушный поток проходит по комнате через открытые двери, либо (если они закрыты) — через щели под ними или переточные решетки.

Схема естественной вентиляции в частном доме

Схема естественной вентсистемы в частных домах немного отличается от квартирной. Приток тоже осуществляется через окна и/или клапана. А вот вентиляционные шахты в коттеджах ставятся нечасто (разве что это здание в несколько этажей и с погребом).

Обычно удаление воздуха осуществляется через:

  1. Печной дымоход — если в доме есть печь/камин.
  2. Вытяжную трубу, которая проходит из кухни и санузла на улицу. Чаще всего она выводится из помещения через стену (горизонтально), а затем поворачивает и проходит вверх, к крыше.

Расчет количества воздуха

Расчет необходим, чтобы определить характеристики системы:

  1. Количество приточных клапанов.
  2. Производительность приточных клапанов (поскольку она может отличаться, в зависимости от модели).

Ниже мы приведем установленные нормы из разных нормативных документов:

  1. АВОК — стандарты технических материалов по отоплению, вентиляции, кондиционированию, тепло- и холодоснабжению, микроклимату зданий.
  2. СНиП (сокращенно от «строительные нормы и правила») — принятая еще при СССР система нормативных документов, которые стандартизируют требования к различным постройкам.

Нормы воздухообмена для жилых зданий приводятся в АВОК-1-2002. В этом документе прописаны такие требования:

Помещение

Количество воздуха, м³/ч на 1 человека

Жилая комната

3 на каждый 1 м² (если площадь комнаты меньше 20 м²)

30 (усредненный стандарт для 1 взрослого жильца)

Санузел

50, если санузел совмещенный

25 — отдельно для ванны и туалета

Кладовка, гардероб

Кратность — 1 объем в час

Кухня

90 — если плита газовая

60 — если плита электрическая

Теперь приведем выдержку норм из СНиП. Использованы данные из документов:

  • СП 55.13330.2011, к СНиП 31-02-2001 «Одноквартирные жилые дома»;
  • СП 60.13330.2012 к СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха»;
  • СП 54.13330.2011 к СНиП 31-01-2003 «Здания жилые многоквартирные».

Нормы такие:

Помещение

Минимальный приток

Минимальная вытяжка

Жилое, с постоянным нахождением людей

Не меньше 1 объема в час

— (не нормируется, должна обеспечивать указанный приток)

Жилое помещение площадью меньше 20 м²

3 м³/ч на каждый 1 м², для 1 человека

Жилое помещение, которое не используется

0.2 объема в час

Кухня с электроплитой

60 м³/ч

Кухня с газовой плитой

Однократный обмен + 100 м³/ч

Помещение с твердотопливным котлом/печью

Однократный обмен + 100 м³/ч

Санузел (ванная, туалет)

25 м³/ч

Домашний спортзал

80 м³/ч

Домашняя сауна

10 м³/ч

Как видим, некоторые нормы частично отличаются друг от друга. Поэтому при проектировании системы лучше выбирать больший показатель, и вообще — планировать производительность с запасом.

По факту эти же требования распространяются не только на естественные системы — они такие же и для принудительной вентиляции.

Подробнее и нагляднее о расчете (видео)

Правила монтажа естественной вентиляции

Если вы решили обустроить такую систему своими руками — стоит учитывать такие правила и рекомендации:

  1. Прокладывать вентиляционную шахту (если она будет) стоит не с краю здания, а между стенами дома (как в многоэтажках). В этом случае вентшахта всегда будет в тепле, и зимой перепад температуры воздуха в ней и воздуха на улице будет больше — и тяга будет лучше.
  2. Если вытяжной канал пролегает по улице (к примеру — выводится через стену сразу на первом этаже, и потом поднимается наверх) — его рекомендуется утеплять.
  3. Внутренняя поверхность вентшахты должна быть максимально ровной и гладкой. Любая шероховатость — препятствие воздушному потоку, из-за чего может уменьшаться тяга.
  4. Обязательно смотрите, чтобы ни внутри вытяжного воздуховода, ни наверху него — не было каких-либо плохо держащихся элементов (к примеру — торчащей проволоки, или неплотно прикрепленного листа металла). При сильной тяге это может стать источником шума, который будет слышен и в доме.
  5. Если выбираете между гофрированным и жестким воздуховодом. Гофру — проще монтировать, но из-за ребристой поверхности внутри такого канала создается больше шума, и тяга в нем меньше. Жесткий канал — сложнее монтировать, но благодаря гладкой поверхности воздух не создает шума, и проходит быстрее (тяга лучше).
  6. Если выбираете сечение воздуховода. Прямоугольный канал — занимает меньше места, но из-за углов тяга в нем чуть меньше, чем в круглом. Круглый канал — занимает чуть больше места, но его легче монтировать, и тяга в нем выше.
  7. Не допускайте резких перепадов диаметра. Если воздуховод будет состоять из участков разного диаметра — переход между ними должен быть плавным, под углом не более 30°.
  8. Сверху каждой вытяжной трубы лучше поставить дефлектор. Это изделие прикроет воздуховод от попадания дождя и снега, от насекомых, тополиного пуха и прочего возможного мусора, и вдобавок частично повысит тягу.
  9. Помните, что вентиляция — это не только вытяжка, но еще и приток. Если вы правильно сделаете вытяжной канал, но при этом установите герметичные пластиковые окна, и не позаботитесь про поступление свежего воздуха — нормального воздухообмена не будет. Либо окна надо будет держать закрытыми, либо устанавливать приточные клапана.
  10. Вытяжная точка (то есть отверстие вытяжного канала) должна располагаться как можно выше, под потолком.
  11. Чем меньше поворотов имеет воздуховод — тем лучше. Условно говоря каждый поворот ухудшает тягу примерно на 10%. Если без поворотов не обойтись — по возможности их нужно делать плавными, без прямых углов.

Помните: естественная система — далеко не идеальна, даже если сделать ее по всем правилам и нормам. Поэтому лучше хотя бы для вытяжки использовать принудительный прибор. Это может быть кухонная вытяжка на кухне, вытяжка в санузле, или в воздуховоде. Не обязательно включать их постоянно, но на всякий случай — иметь точно стоит.

Обслуживание и чистка

Эксплуатация вентсистем со временем приводит к их загрязнению пылью и прочими мелкими частицами.

Грязный и чистый вентканал

Грязный и чистый вентканал

Понять, что система нуждается в проверке и чистке — можно по ухудшившейся тяге. Если вы начали ощущать, что воздух в доме становится спертым, запахи медленнее удаляются, повышается влажность в ванной — явный показатель того, что вентиляция стала работать хуже.

В этом случае нужно:

  1. Почистить приточные устройства (клапана). Они могут забиваться как изнутри (в корпусе, в фильтре, если есть), так и снаружи (на наружных решетках может собираться различный мусор: листья, пыль, паутина).
  2. Почистить вентрешетки вытяжных отверстий. Особенно быстро они могут загрязняться на кухне, где к ним подходит воздух от плиты, с мелкими частицами жира.
  3. Если это многоэтажный дом: визуально оценить состояние вентиляционной шахты. Для этого нужно будет снять решетку, и с помощью зеркала осмотреть канал внутри, если это возможно. Если шахта повреждена, или забита — самому почистить ее не получится: надо звонить в ЖЭК (или в организацию, которая отвечает на состояние вентиляции вашего дома).
  4. Если это частный дом: прочистить вентиляционную шахту (или вытяжную трубу, если она стоит вместо шахты) и/или дымоход, если он есть.

В новых домах проблемы с вентиляцией могут начаться спустя несколько лет. В многоквартирных домах, построенных более десятилетия назад — они встречаются достаточно часто: из-за невнимательности ответственных лиц, из-за повреждения шахты, из-за неправильных действий жильцов, квартиры которых располагаются с вами на одном стояке.

Подробнее про чистку вентиляционных каналов можно почитать отдельно.

Как проверить работоспособность вентиляционной шахты?

Понять, как хорошо работает вентиляционная шахта, можно при помощи тонкого листка бумаги (подойдет салфетка).

Для проверки нужно открыть окно/форточку в любой комнате, и открыть двери — чтобы воздушный поток легко прошел от окна до кухни. Бумагу нужно поднести к решетке, прикрывающей вентшахту. Если она «прилипнет» к решетке, или ее будет заметно притягивать — тяга есть, и хорошая. Если ее будет притягивать слабо — тяга есть, но слабая. Если же бумага не будет двигаться — тяги нет вообще, или она очень слабая.