Как правильно рассчитать систему вентиляции: методы, формулы и нормы

Ошибки в проектировании вентиляции могут привести к серьезным последствиям: появлению плесени, ощущению сырости и затхлости в жилых помещениях. Чтобы избежать этих проблем, которые сложно и дорого исправлять после ремонта, расчет воздухообмена необходимо проводить еще на этапе создания проекта.

Почему возникают проблемы с вентиляцией?

Правильный баланс притока и вытяжки воздуха критически важен для здоровья и комфорта людей. Нарушения в работе вентиляции проявляются духотой, стойкими неприятными запахами, повышенной влажностью и, как следствие, образованием грибка. Если вы заметили эти признаки, стоит проверить систему.

Основные причины неисправностей:

• Герметичные пластиковые окна. Они практически не пропускают воздух с улицы, создавая дефицит притока, даже если вытяжка работает исправно.
• Проблемы с воздуховодами. Засоры или нарушение герметичности вентканалов ухудшают отток, из-за чего влага и запахи застаиваются в помещении.
• Перепланировка. Значительные изменения внутренней структуры квартиры или дома нарушают исходные условия, заложенные в проект, что может полностью вывести систему из строя.

Если техническая проверка не выявила неполадок, корень проблемы, скорее всего, в изначально неверных расчетах при проектировании, что выражается в отсутствии нормальной тяги.

Какие нормативы регулируют воздухообмен?

При проектировании систем вентиляции опираются на три ключевых подхода, закрепленных в нормативах: расчет по площади, по санитарным нормам и по кратности воздухообмена.

• По площади: требуется обеспечить 3 м³ свежего воздуха в час на каждый квадратный метр площади помещения. Количество жильцов при этом не учитывается.
• По санитарно-гигиеническим нормам: расчет ведется исходя из числа людей. На каждого постоянно проживающего необходимо 60 м³/ч. Если в помещении регулярно бывают гости, на каждого временного человека добавляется еще 20 м³/ч.
• По кратности: этот параметр показывает, сколько раз за час должен полностью смениться воздух в комнате. Нормативная кратность зависит от назначения помещения (кухня, спальня, ванная и т.д.).

Важное правило проектирования: приточные и вытяжные отверстия не должны находиться в одной комнате. Приток свежего воздуха организуется через жилые помещения (спальни, гостиные), а вытяжка — из служебных зон (кухня, санузел, ванная). Это предотвращает распространение запахов по всей квартире.

Стоит отметить, что российские нормы воздухообмена, учитывающие климатические и архитектурные особенности, зачастую строже европейских или американских стандартов.

Простейшая проверка работы вытяжки — поднести к решетке зажженную спичку или тонкий лист бумаги. Если пламя или бумага заметно отклоняются в сторону канала, тяга есть. Отсутствие движения указывает на слабый воздухообмен из-за засоров или ошибок в проекте.

Методы расчета необходимого объема воздуха

Выбор метода расчета зависит от приоритетных параметров конкретного помещения. Рассмотрим основные из них.

Базовые методы:

• По площади: L = S × 3 м³/ч, где S — площадь помещения.
• По санитарным нормам: L = (60 м³/ч × A) + (20 м³/ч × B), где A — число постоянных жильцов, B — число временных.
• По кратности: L = N × V, где N — нормативная кратность (из СНиП), V — объем помещения (площадь × высота потолков).

Для помещений со специфическими условиями применяются более сложные расчеты.

Расчет по теплоизбыткам используется, если в комнате есть источник сильного тепла (например, оборудование). Формула: L = 3,6 × Q_изл / (ρ × c × (t_уд – t_пр)) (м³/ч), где Q_изл — выделяемое тепло (Вт), ρ — плотность воздуха, c — его теплоемкость, t_уд и t_пр — температуры удаляемого и приточного воздуха.

Расчет по влаговыделениям актуален для бассейнов, ванных, прачечных. Формула: L = W / (ρ × (d_уд – d_пр)) (м³/ч), где W — количество выделяемой влаги, d_уд и d_пр — влагосодержание удаляемого и приточного воздуха.

Расчет по газовыделениям и вредностям необходим для помещений, где в воздух попадают газы или опасные вещества (гаражи, лаборатории, кухни). Общий принцип: определить объем воздуха, который разбавит концентрацию до безопасного уровня. Формула: L = K / (K_гдк – K_пр) (м³/ч), где K — масса выделяемых веществ, K_гдк — их предельно допустимая концентрация (ПДК), K_пр — концентрация в приточном воздухе.

Практический пример: расчет воздухообмена для квартиры

Рассмотрим, как применяются методы на практике, для квартиры с естественной вентиляцией. Сначала определим объем каждого помещения (площадь × высоту, например, 2.5 м).

Исходные данные (площадь / объем):

• Гостиная: 25 м² / 75 м³
• Спальня: 16 м² / 48 м³
• Детская: 12 м² / 36 м³
• Кухня: 15 м² / 45 м³
• Ванная: 5 м² / 15 м³
• Туалет: 3 м² / 9 м³
• Коридор: 7 м² / 21 м³

1. Расчет по кратности (согласно СНиП):

• Гостиная (приток): 75 м³ × 1 = 75 м³/ч
• Спальня (приток): 48 м³ × 1 ≈ 50 м³/ч
• Детская (приток): 36 м³ × 1 ≈ 40 м³/ч
• Кухня (вытяжка): не менее 90 м³/ч
• Ванная (вытяжка): не менее 25 м³/ч
• Туалет (вытяжка): не менее 50 м³/ч
• Коридор (по площади): 21 м³/ч

Суммарный приток: 75 + 50 + 40 = 165 м³/ч.
Суммарная вытяжка: 90 + 25 + 50 = 165 м³/ч.

Баланс соблюден (165 = 165). Если бы приток превышал вытяжку, сечение вытяжных каналов пришлось бы увеличить.

2. Расчет по санитарным нормам (пример для другой семьи: 2 чел. в спальне, 2+2 гостя в гостиной, 1 чел. в детской):

• Спальня: 2 × 60 = 120 м³/ч
• Гостиная: (2 × 60) + (2 × 20) = 160 м³/ч
• Детская: 1 × 60 = 60 м³/ч

Суммарный приток: 340 м³/ч. Чтобы соблюсти баланс, производительность вытяжки на кухне, в ванной и туалете также должна быть увеличена в сумме до 340 м³/ч.

Как определить сечение воздуховодов?

Для канальных систем после определения необходимого воздухообмена нужно подобрать размеры воздуховодов. Основное правило: скорость воздуха в главном канале не должна превышать 5 м/с, а в ответвлениях — 3 м/с. Соотношение сторон прямоугольного канала обычно принимается как 3:1.

Сечение определяется по специальным номограммам (диаграммам), где по одной оси отложен расход воздуха (м³/ч), а по другой — скорость (м/с). На пересечении линии вашего расхода и выбранной скорости (например, 5 м/с) находится искомая площадь сечения для прямоугольного воздуховода или диаметр для круглого.

Если вытяжных каналов несколько, общий расчетный объем вытяжки делят между ними. Правильно выполненные расчеты и грамотный подбор оборудования — залог того, что смонтированная система вентиляции будет эффективно поддерживать здоровый и комфортный микроклимат в вашем доме.