Естественная вентиляция – принцип работы, виды, преимущества
ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ
Замечено, что от словосочетания «естественная вентиляция» большинство молодых специалистов-строителей сразу только отмахивается, так как в их коллективной голове возникают образы вентиляторов, рекуператоров, всевозможных приточных и обратных клапанов и прочих деталей, которыми насыщена любая схема механической вентиляции. Проблема в том, что сравнительно молодые, но достаточно опытные прорабы уже редко встречают эту самую естественную вентиляцию зданий в качестве образца (большинство из них являются самоучками).
Правильное обустройство естественной вентиляции — простой способ обеспечения здорового микроклимата в доме
Преимущества и недостатки естественной вентиляции
И естественная, и искусственная вентиляция обладают как достоинствами, так и недостатками. Чтобы понять, почему при монтаже своими руками следует предпочесть естественную вентиляцию механической, необходимо подробно рассмотреть принцип устройства первой.
Вплоть до 90-х годов устройство вентиляции в жилых домах было естественным, но большинство толком этого не застало: модой на пластиковые окна, всевозможные утеплители и элементы «умного дома» схема естественной вентиляции была вытеснена на периферию, где и так десятилетиями строили по старинке.
Принцип естественной вентиляции частного дома
Интересно! Естественная вентиляция – это вентиляционная система, в которой отсутствует принудительная движущая сила: вентилятор или другое механическое устройство. Воздушная тяга при такой схеме возникает за счёт перепада давления, а рабочий принцип естественной вентиляции основан на разнице температурных показателей в здании и на улице. Чем значительнее эта разница – тем лучше обеспечивается воздухообмен в помещениях.
Деревянные окна слегка сквозили, полусантиметровая щель под дверью обеспечивала естественную тягу. Необходимые 30 м3/час в сутки обеспечивались сами собой, так что скорее изыскивали способ уменьшить неизбежно возникающие при естественной приточной вентиляции сквозняки.
Для естественной циркуляции воздуха герметичные рамы окон следует оборудовать вентиляционным клапаном
Плюсы правильно организованной естественной вентиляции очевидны: она не требует особых затрат, работает сама по себе и смягчает температурный режим в помещении. Минусов тоже хватает: старая вентиляция была обеспечена старыми технологиями. Сейчас, особенно при стремлении сделать всё своими руками, нужно аккуратно просчитывать воздушный поток, иначе можно впасть в экстремум: сквозняки или недостаток кислорода будут обеспечены.
Считается, что подобные работы должен делать мастер. Но дешевизна естественной вентиляции по сравнению с искусственной позволяет наладить её самостоятельно. В случае ошибки исправить её будет в разы проще и дешевле.
Правильно организованная естественная вентиляция не требует особых затрат, работает сама по себе и смягчает температурный режим в помещении
Виды естественной вентиляции
- Бесканальная естественная вентиляция.
- Канальная естественная вентиляция.
К бесканальной вентиляции относится проветривание помещений, осуществляемое вручную: поступление свежего воздуха происходит через открытые форточки или окна в комнатах и на кухне, а удаление отработанных воздушных масс – через вытяжные решётки на кухне и в санузлах.
Проветривание через открытые окна — самый простой способ обеспечить естественную вентиляцию помещений
Важно! Сделать расчёт естественной вентиляции возможно только при реализации её системы канальным способом.
Для устройства естественной вентиляции канального типа необходимо сделать в стенах и перекрытиях систему воздуховодов. Расчёт схемы и её монтаж вполне осуществим своими руками.
Вентиляционный клапан, встроенный в наружную стену, достаточно просто установить самостоятельно
Естественная вентиляция: принципы расчета
При желании сделать вентиляционную систему в доме своими руками необходимо сделать несложный расчет естественной вентиляции. Знания СНиПов не требуется – достаточно азов арифметики и нескольких базовых констант.
Полезный совет! Интенсивность воздухообмена регламентируют пять СНиПов, общих для всей российской территории, и ещё достаточное количество региональных нормативов. Но для расчёта естественной тяги вентиляции в частном здании можно обойтись и без них.
Схема движения воздуха при естественной вентиляции, организованной бесканальным способом
Нужно знать, что нормой считается приток в 30 м3/час на человека, плюс ещё 30 «просто так» для кухни. Поэтому нет смысла думать о площади и планировке здания, если это частный дом. В зависимости от широты нормативную тягу можно принять равной 20 м3/час для севера до 40 м3/час на юге. На севере воздух существенно плотнее и холоднее, поэтому излишне нагружать отопление интенсивным воздухообменом нежелательно. На юге плотность воздуха ниже, а метаболизм человека быстрее. Все двери должны иметь внизу щель от 1 до 2 см соответственно.
Условно все помещения делятся на «грязные» – это кухня и санузел в первую очередь, затем хозяйственные комнаты, кладовки, утеплённые подвалы и капитальные чердаки. «Чистые» – это все жилые помещения.
Для обустройства естественной вентиляции канального типа необходимо сделать в стенах и перекрытиях систему воздуховодов
Если обсуждать вопрос как сделать естественную вентиляцию совсем кратко, то принципы весьма просты. Из грязных помещений воздух удаляется при помощи вытяжки. В чистых же оборудуют приток, но ни в коем случае не устанавливают вытяжку: это только обеспечит сквозняк и большую потерю тепла в холодное время года. Воздух должен пройти сквозь все помещения в здании общим потоком (или несколькими «параллельными»).
Если в гараже часто ведутся какие-либо работы, то там необходим как приток, так и вытяжка. И не стоит забывать о «хоботе» для выхлопной трубы с выходом на улицу.
Воздух, поступающий через окна и двери, удаляется через вытяжные каналы естественным способом
«Грязные» помещения
Вытяжная естественная вентиляция на кухне и в санузле должна быть более мощной из-за запахов, к тому же эти помещения всегда располагают как можно дальше от жилых. То есть, в любом случае как минимум необходимо оборудовать вертикальные каналы и для кухни, и для санузла, и чем они будут выше, тем лучше. В 99% случаев типовые планировки частных домов уже обкатаны по самой удобной схеме: все каналы каждого помещения сведены в одну общую шахту, размещённую посреди здания. Это не только позволит уменьшит потерю доступной площади, но и шахта будет выходить в наивысшей точке крыши, а высота обеспечит качество тяги. Дополнительный плюс: не нужно будет делать слишком высокие трубы на крыше – это облегчит их обслуживание.
Санузлы особенно нуждаются в правильно организованной вентиляции
Если дом кирпичный, то есть ещё более логичный и дешёвый вариант: сама шахта и является каналом/каналами. А если дом каркасный, деревянный или его просто реконструируют (то есть, кирпичную шахту посреди здания не сделать без полного «разгрома»), то обычно используют пластиковые трубы из поливинилхлорида или канализационные. Разницы никакой, так как температурный режим труб будет почти естественным.
Выведенная на крышу здания шахта-труба обязательно обшивается с утеплителем. Это не даст трубе разрушаться из-за перепадов температуры – вытяжка с кухни в любом случае будет иметь значительную разницу с внешней атмосферой, причем расширяться будет именно внутренняя поверхность шахты. Заодно это значительно уменьшит количество конденсата. Сверху трубы необходимо сделать колпак для защиты от снега и дождя.
Вытяжную трубу выводят на крышу здания и накрывают колпаком во избежание попадания осадков
Если дом невысок или находится в южных широтах, то тяга может быть недостаточной. При разных погодных условиях может возникнуть эффект обратной тяги, тогда наличие настоящего камина или даже водонагревателя со своим встроенным отводом может привести к пренеприятным последствиям. В таком случае устанавливаются вентиляторы на выходы каналов, которые будут включаться при использовании вытяжки на кухне, водонагревателя или камина.
«Чистые» помещения
В жилых помещениях требуется устанавливать только приточные клапаны, да и то не всегда. Воздух должен идти от входного клапана естественной вентиляции до двери, но не циркулировать внутри комнаты – вытяжку ставить нельзя, так как она обеспечит постоянный, но незаметный сквозняк.
Для организации естественной вентиляции межкомнатные двери оборудуют вентиляционными решетками
В первую очередь, необходимо обратить внимание на окна и форточки – это основной естественный приток воздуха. Классические деревянные окна и при закрытых форточках пропускают от половины до нормы объёма воздуха каждое. Но современные рамы пропитывают противопожарным составом и многократно покрывают или даже выдерживают в лаке. Современный состав резины и жестяная обивка под стекла превращают такие окна почти в пластиковый стеклопакет – полная температурная и звуковая изоляция. Остается использовать форточки.
Но форточки дают слишком большую потерю тепла и слишком дискретно регулируются щеколдой с засечками. Поэтому существуют рамы, в которые вставляют проветриватели, позволяющие воздуху проходить через систему микроканалов, почти как в рекуператоре, что даёт постоянный поток воздуха с приростом температуры на 20°С.
Однако, если хочется более точного (в 10-20 раз) регулирования входящего потока воздуха, под потолком во внешней стене можно установить клапаны для приточного потока. В старых моделях их снабжают крышкой с виньером, а в новых используют уже привычные шторки-жалюзи. Их удобство в том, что в отличие от форточек, на каждом из клапанов можно один раз установить необходимый минимальный зазор, после чего форточка потребуется только в особенно жаркий день.
На вентиляционном клапане можно установить необходимый зазор, чтобы регулировать поток воздуха
Гараж, подвал и спецпомещения
Гараж отличается обилием слишком резких запахов, если его использовать регулярно. По идее хорошо бы оборудовать его принудительной вытяжкой, но если температура внутри совершенно не важна, то вполне можно установить и естественную.
Статья по теме:
У одной из стен делаем несколько отверстий на высоте 30-50 см под уровнем потолка для входных клапанов со шторками. С противоположной стороны устанавливается один или несколько выходных клапанов, естественно, тоже сверху.
Если естественной тяги недостаточно для обеспечения вентиляции, то её можно усилить принудительно с помощью вентиляторов, встроенных в воздуховод
Приточные клапаны расположены сверху, поэтому внутри помещения гаража устанавливаем к ним трубы-каналы вертикально вниз, причем внутрь трубы неплохо бы набить стекловаты. Конечно же, это «рекуператор» времен динозавров, но зимой, осенью и весной несколько дополнительных градусов температуры воздуха могут обеспечить быстрый прогрев двигателя и незамерзание замков.
Обратные клапаны для естественной вентиляции устроены чуть сложнее классических: к ним тоже полезно подсоединить короткую трубу вниз (20-30 см будет достаточно) и внизу вставить кран для слива. Зимой при активной работе в гараже внутри будет быстро набираться конденсат.
Демпфер для естественной вентиляции оборудован обратным клапаном, чтобы регулировать направление потока воздуха
С камином и водонагревом все просто – холодный уличный воздух подводится снизу под сам камин к пламени. Это улучшит приток кислорода к пламени и обеспечит прекрасную тягу. С вонограгревом тоже просто: труба от приточного клапана должна тянуться в дальний угол от бака и выпускать воздух у самого пола – нет смысла отнимать тепло у водонагрева.
Подвал может быть как техническим (мастерская), так и «пищевым». Мастерскую логично «оформлять» как гараж, а погреб для продуктов должен быть прохладным, но сухим. Для этого входные клапаны вставляются в пол первого этажа за решеткой – тёплый воздух жилого помещения обеспечит температуру в погребе всего на 3-5 градусов ниже.
Для вентиляции подвала можно установить вентиляционные решетки в пол первого этажа
Как видно из вышеизложенного, ничего в принципе сложного в устройстве естественной вентиляции своими руками нет. Из всего активного оборудования в отдельных случаях потребуется только вентилятор. Но есть и ещё одна маленькая хитрость, естественная для кирпичной шахты, но которую придется сделать в деревянном или каркасном здании: если все трубы изо всех помещений свести для «выхлопа» воедино, то общая разница давлений внутренней и внешней атмосферы будет больше, что даст ещё немного дополнительной тяги.
ОЦЕНИТЕМАТЕРИАЛ Загрузка… ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ
СМОТРИТЕ ТАКЖЕ
REMOO В ВАШЕЙ ПОЧТЕпринцип и схема работы, преимущества использования, устройство
Параметры комфортного проживания для человека имеют узкие рамки. Недостаток кислорода в комнате, сырость негативно отражаются на состоянии организма, вызывают болезни. Естественная вентиляция выводит наружу влагу и углекислый газ, приносит в помещение кислород, ароматы природы, улучшая в доме микроклимат.
Помещение вентилируется постоянно, с разной активностью, в зависимости от погодных условий. В отличие от принудительной вытяжки, процесс воздухообмена при естественной вентиляции происходит без вентиляторов и других механических устройств. Воздух движется самотеком, не подвергаясь фильтрации, очистке.
Что такое естественная вентиляция
Схема естественной вентиляции в частном доме
Воздух постоянно перемещается по комнатам и всему дому. Он проникает в щели окон и дверей, уходит вверх через трубы и открытые форточки.
Кроме отверстий в стенах и выводных каналов, никакие механизмы не используются. В основе работы системы естественной вентиляции лежат физические законы и явления:
- атмосферное давление;
- разница температур;
- различная плотность воздушных масс;
- воздействие силы гравитации.
Над полом в квартире распространяется холодный воздух. Внизу у него наибольшая плотность. Чем выше он поднимается, тем теплее и легче становится.
Стараясь заполнить свободное пространство, воздушные массы постоянно перемешиваются, устремляясь в места с меньшим давлением и более высокой температурой. Это движение создает естественную вентиляцию в доме.
Поток воздуха можно направить по определенному маршруту, усилить его или ослабить, но полностью управлять им не получается. Даже в герметично закрытой комнате происходит циркуляция воздуха.
Виды пассивной вентиляции
Специалисты различают организованную естественную вентиляцию и неорганизованную – самотечную. Основное отличие видов движения воздуха — в технических особенностях перемещения воздушного потока.
К организованным видам естественной вентиляции относятся специально созданные отверстия для поступления и выхода воздуха и проложенные вентиляционные каналы. Они заставляют воздушные массы двигаться по созданным с учетом природных факторов маршрутам.
Самотечные потоки проникают в дом снизу через щели и покидают жилье, устремляясь вверх. Проветривание помещений активизирует движение воздуха. Не создавая специальные каналы, можно освежить атмосферу в доме, если открыть окна.
Для качественного проветривания и создания естественной вентиляции надо открывать окна с противоположных сторон дома, чтобы поток шел от зоны с большим атмосферным давлением, например от северной стены, к области с меньшим – на южной стороне фасада, прогретого солнцем. Аналогичные условия разреженного воздуха создает ветер.
Со стороны, куда он дует, давление большее, а с противоположной воздух разреженный. При открывании окон происходит активное перемещение потоков. При этом влага и другие вредные вещества будут покидать жилье вместе с воздушными массами.
В многоквартирных домах система естественной вентиляции предусмотрена в проекте, и выводные каналы создаются при строительстве здания. Вентиляционные каналы проходят в стенах по всей высоте здания и заканчиваются трубами на крыше.
Они располагаются рядом с кухней, ванной, туалетом. Через трубопроводы в хозяйственных и санитарных помещениях наружу выходит воздух со всей квартиры. В комнаты он поступает через окна, микротрещины в стенах, зазоры в дверных проемах.
Пластиковые окна и стены из энергосберегающих материалов делают дом герметичным. Притока воздуха нет, циркуляция и естественная вентиляция отсутствует. В результате повышается уровень углекислого газа, сырость.
Жить в непроветриваемых домах не очень комфортно. Держать окна постоянно открытыми невозможно. Поэтому следует поставить в стене воздухозаборный клапан. Он будет пропускать необходимое количество воздуха только в одну сторону – внутрь помещения, а второй, в потолке, – выпускать его наружу. Собственно — это и есть простейший вариант естественной вентиляции.
Принцип работы системы естественной вентиляции
В частном доме воздух с улицы проникает в здание. Он прохладнее, и сначала устремляется вниз, затем, нагреваясь, поднимается.
Температура в комнатах первого этажа ниже, чем на втором. Кровля прогревается под солнцем, отдавая часть тепла чердаку. В результате, чем выше труба, тем сильнее она нагрета. Воздух устремляется по вентиляции вверх, в более разреженное пространство. На его место снаружи приходят холодные и тяжелые воздушные массы. Происходит естественный воздухообмен.
Принцип работы естественной вентиляции в многоэтажных домах несколько иной. Из-за высоты здания в несколько этажей создается большой перепад давления. Чем выше квартира, тем более разреженный воздух в вентиляционном канале.
Поток с первого этажа самый сильный. Устремляясь вверх, он увлекает за собой воздушные массы со всего многоквартирного дома. Перед вентиляционной решеткой создается зона с малой плотностью. Воздушные массы устремляются туда, попадают в трубу и улетают вверх, на улицу. На его место приходит воздух снаружи, по всем этажам.
Для многоквартирных домов естественного вентилирования не хватает, чтобы очистить кухню от запахов и копоти. Надо ставить принудительную вентиляцию и делать отдельный вывод, учитывая, как работает естественный поток.
Если в многоквартирном доме кто-то поставит принудительную вентиляцию и выведет ее в общий канал, то нарушится процесс естественного движения. В трубу начнет поступать большое количество воздуха.
Давление изменится, и образуется обратный поток – из трубы на кухни. В результате весь дом будет знать, что готовят в квартире соседей. Как сопутствующий фактор, на стенах и окнах появится влага, липкий налет и грибок по углам. Пар и жир не будут больше выводиться на улицу.
Летом температура в частных домах и на улице одинаковая. Перепад отсутствует, и естественная вентиляция не работает. Вечером, после захода солнца, на улице начинает холодать. В доме по-прежнему жарко, поскольку стены за день прогрелись.
Это приводит к образованию обратного потока, когда через вентиляционные каналы начинает поступать воздух с улицы и «выдавливать» через открытые окна воздух из комнаты. Процесс обмена происходит, но желанной прохлады нет.
Преимущества и недостатки
Пассивная естественная вентиляция имеет свои преимущества перед принудительной системой, особенно в жилых комнатах:
- нет шума от вентиляторов и других устройств для принудительного движения воздуха;
- постоянное поступление чистого воздуха снаружи в помещение, даже если никого нет дома;
- создание в квартире приятного и мягкого микроклимата;
- возможность смонтировать систему своими руками;
- простота в обслуживании;
- низкая стоимость;
- работа независимо от наличия источников электроэнергии.
Недостатков у естественной вентиляции несколько:
- активно действует только в холодное время года;
- воздух поступает с улицы естественным путем, без очистки, это может быть смог в городе или дым костра, неприятные запахи от соседа;
- для кухни и бытовых помещений естественного проветривания мало;
- мощность воздушного потока не регулируется, его можно только перекрыть, закрыв решетки и клапаны;
- летом при похолодании на улице возникает обратная тяга;
- активность работы вентиляции сильно зависит от погодных условий и постоянно меняется.
Технические характеристики естественного вентилирования не позволяют создавать достаточное давление для прохождения воздуха через фильтр. В кухне и ванной комнате, где постоянно повышенная влажность, копоть, жир и частицы моющих веществ, даже зимой самотечная вентиляция не может полностью очистить воздух.
Особенности проектирования пассивной вентиляции
В строительных ГОСТах и СНиПах заложены требования для установки вентиляционных каналов. Они созданы в прошлом веке, давно не изменялись и не учитывают особенности обустройства современной кухни и стремление поставить вытяжку с циркуляционным циклом. Оборудование не зависит от погодных условий, работает стабильно в заданном режиме.
При работе рециркуляционного очистного оборудования воздух втягивается внутрь, проходит через несколько фильтров и возвращается обратно на кухню, очищенный от всех примесей. При наличии принудительных систем фильтрации отказываться от схемы естественной вентиляции не стоит. Кислорода при принудительной циркуляционной очистке не прибавляется, содержание углекислоты и влажность с воздуха остаются на высоком уровне.
При расчете естественной вентиляции учитывается количество людей, постоянно находящихся в помещении, и рассчитываются нормы расхода ими кислорода для нормального дыхания. Норма на одного человека – 50 м3.
Для занимающихся спортом и работающих с большим нагрузками людей – 70 м3. Вопреки законам физики, чем больше помещение, тем меньше может быть движение воздушных масс. Например, в комнате объемом 30 м3 весь воздух за час должен 2 раза смениться, при увеличении пространства до 50 м3 достаточно один раз обновить его за час.
На кладовую, туалет и ванную предусмотрены минимальные нормы по естественной вентиляции. Человек не находится в них постоянно, заходит на несколько минут.
В расчетах объема воздушного потока используют сечение и высоту трубы, скорость вентиляции, температуру внутри и снаружи. Для упрощения процедуры вычислений существуют специальные справочники и программы.
Проверить тягу в уже готовой вытяжке можно с помощью зажигалки или листа бумаги. Если она хорошая, достаточно поднести к решетке пламя, и оно будет отклоняться, втягиваемое вместе с воздухом в трубу. Ели язычок горит ровно, следует что-то изменить. Для частных домов рекомендуется поднять трубу, установить ее выше.
Правильный расчет естественной вентиляции не обеспечит комфортные условия, если не соблюдать нормы по установке вытяжной системы:
- каналы должны проходить по внутренним стенам;
- устанавливать выводные решетки следует на кухне и в ванной;
- подводить с улицы воздух нужно через комнаты;
- каналы монтируются одинакового сечения по всей длине;
- количество изгибов должно быть минимальное, а переходы – плавные;
- трубы от камина, проходящие снаружи, следует утеплять, чтобы они не остывали;
- при образовании конденсата и быстрого засорения трубы на выходе следует ее удлинить и поднять по возможности выше или утеплить, если на чердаке холодно;
- дымоходы от каминов и других видов печей используются одновременно для естественной вентиляции.
Вентиляционную решетку для вывода воздуха следует устанавливать под потолком, на расстоянии 10 – 15 см. Отверстия в наружной стене под переточные каналы сверлятся внизу, в 15 – 20 см от пола.
При протяженности вентиляционного канала более 3 м необходимо делать смотровые окна, чтобы проверять состояние внутренних стенок и чистить их в случае скопления большого количества грязи.
Труба должна стоять строго вертикально. Допускается наклон в крайних случаях до 30⁰. Ее торцы прикрывают решетками от попадания внутрь птиц и грызунов.
Верхний край трубы должен быть выше, чем крыша. В противном случае ветер не будет создавать разреженность воздуха непосредственно над выводом вентиляции.
Необходимо обеспечить приток воздуха снаружи. Это щели под дверью и подоконником, стены из дерева и другого пористого материала. Древесина дышит сама по себе и не требует создания дополнительных щелей.
Без отверстий в фасаде воздух на замещение не будет поступать. На пластиковые окна, установленные плотно, без щелей, необходимо монтировать заборные клапаны. Без них стекла начнут запотевать. В помещении появится сырость, а по углам – черные пятна плесени.
Нормальная циркуляция воздуха и комфортные условия для проживания зависят от грамотной установки радиаторов отопления непосредственно под окнами. Холодный поток от стекол попадает в горячий воздух отопления. Он смешивается и уходит вверх.
При расположении радиатора отоплений на боковой или противоположной окну стене холодный поток будет скользить по полу, создавая некомфортную зону. В этом месте не рекомендуется ставить кровати и играть детям.
Составляющие системы естественной вентиляции
Элементы естественной вентиляции
Смонтировать естественную вытяжную вентиляцию несложно. Ее можно сделать самостоятельно во время строительства дома или капитального ремонта. Расчет количества вентиляционных каналов сделает проектная организация. Построить по готовым чертежам можно самостоятельно при наличии простых инструментов.
Детали для системы естественной вентиляции стандартные. При желании все данные можно подобрать в справочной таблице и самостоятельно создать эскиз самотечного проветривания. Перечень деталей включает:
- приточный стеновой клапан;
- выходные решетки;
- вентиляционные каналы-воздуховоды из гофрированной круглой или пластиковой прямоугольной трубы;
- фитинги и соединения;
- переточные клапаны.
Дымоходы от печей и каминов используют в качестве вытяжки для естественной вентиляции. К ним подводят вытяжные каналы, внизу ставят решетки, чтобы посторонние предметы не попали внутрь.
Клапанов парное количество, они регулируют мощность потока, и на каждый выводной должен быть входной, чтобы не образовывались участки с низким давлением внутри комнаты.
Для исключения обратного движения воздуха ставятся в воздуховоды переточные клапаны. Они допускают движение только в одну сторону и перекрывают обратные потоки воздуха.
Воздуховоды проще делать из белой гофрированной трубы. Ее можно согнуть под нужным углом без фитингов и переходов. Монтаж ее под потолком до вентиляционной шахты простой, надо только выдержать уклон 2-4⁰, поднимая конструкцию по направлению к выходу.
Приточный клапан в стене устанавливается в случае строительства дома из недышащих материалов. Они хорошо сохраняют тепло, но герметичны.
Правила монтажа естественной вентиляции
Начинать монтировать естественную вентиляцию помещений следует с разметки. Сначала определяется расположение вентиляционного канала и размечается место под решетку. Перед началом работ следует убедиться, что в стене на выбранном месте не проходят трубы, провода.
После для оборудования вытяжки устанавливается воздухозаборный клапан. Стена сверлится в нужном месте, создаются отверстия с помощью алмазной коронки. На место устанавливается весь узел, крепится саморезами. Снаружи отверстие закрывается решеткой.
Сделать естественную вентиляцию в частном доме можно с помощью гофрированной трубы, вентиляционных заборных и переточных решеток. Недостаток гофры в создании шума во время сильного потока воздуха.
При небольшом удалении от наружной стены монтаж системы лучше делать из прямоугольной пластиковой трубы. Устанавливать ее своими руками сложнее, надо обеспечить герметизацию стыков. Количество изгибов не должно превышать 3 шт. Фитинги подбираются соответствующие, закругленные.
В частных домах типа коттедж шахты не строят. Воздух выводится через стену или крышу. Вытяжной канал располагается как можно выше, в идеале прямо под потолком. По шаблону вырезается отверстие в стене, устанавливается решетка и крепится к ней воздуховод.
На крыше в местах выхода труб желательно поставить дефлектор. Он усилит тягу, защитит отверстие от попадания инородных предметов и птиц, придаст выводу трубы эстетичный вид.
Выводные каналы естественной вентиляции устанавливают на кухне, в ванной комнате, туалете. В жилых комнатах монтируются переточные клапаны на окнах или пробиваются отверстия в стенах. Поток воздуха будет выходить на улицу их влажных помещений, унося с собой капельки воды, жира, запахи. Комнаты будут наполняться свежим воздухом, насыщенным кислородом.
Обслуживание системы
Со временем тяга естественного вентилирования может ухудшаться. Даже зимой листочек бумаги не прилипнет к вентрешетке. Постепенно появится ощущение спертого воздуха, когда кислорода мало, и дышать трудно. Запахи с кухни будут витать по всему дому. Характерными признаками уменьшения потока, выходящего на улицу, являются появившиеся черные пятна в углах стен и запотевание окон.
К такому эффекту приводит уменьшение сечения вентиляционного канала из-за наслоения на внутренней поверхности пыли, конденсата и создания паучками их сетей. Система вентиляции нуждается в регулярном уходе и чистке вытяжных каналов.
Сняв решетку для очистки, необходимо с помощью зеркальца осмотреть вентиляционный канал изнутри. Если на его стенках толстый налет, надо чистить. В многоквартирных домах этим вопросом занимается ЖЭК. Жильцы дома должны написать заявление, а коммунальщики пригласить специалистов по вентиляции.
Владельцы частного сектора проводят очистку системы естественной вентиляции самостоятельно или вызывают специалистов – современных трубочистов. Восстановление нормальной циркуляции начинается с очистки решеток и воздушных клапанов организованной вентиляции. Сильнее всего они загрязняются на кухне, где в воздухе вместе с паром поднимаются частицы жира.
Вертикальные отводы очищаются сверху металлической щеткой на веревке. Ее опускают и поднимают, пока весть нагар не осыплется. В частных домах проще разобрать систему и очистить от сажи, промыть теплой мыльной водой. Затем установить на место и соединить.
В домах без печного отопления чистку надо производить раз в 5 – 7 лет. Кухня с газовой плитой загрязняет естественную вытяжку за 2 – 4 года. При наличии камина и печки чистить канал естественного вентилирования необходимо каждый сезон.
Наружные элементы следует регулярно протирать от пыли влажной салфеткой, удаляя с них всю грязь. Пылесос используют в крайних случаях, ставя его на малую и среднюю мощность. На кухне решетки лучше снимать, мыть с моющими средствами и хорошо сушить. Чистку выполнять по мере загрязнения.
В заключение
При благоустройстве квартиры и строительстве дома надо знать, что такое естественная вентиляция помещений и как правильно установить приточные клапаны и выводные решетки, чтобы получить максимальный уровень комфорта в комнатах.
Даже летом, когда поток воздуха менее активен, он способен избавить жилье от сырости, устранить избыток углекислого газа. В холодное время года отопительные системы высушивают воздух, дышать становится трудно, а с улицы он приходит свежий, влажный.
В кухне, подвале, ванной комнате и туалете без вентиляционного окна следует устанавливать дополнительно принудительную вытяжку и периодически включать ее.
Всё о естественной вентиляции
Что такое естественная вентиляция
Под естественной вентиляцией подразумевается система, исключающая использование любого оборудования, которое бы могло принудительно побуждать воздушные потоки к движению. Таким образом, в условиях естественной вентиляции воздухообмен в помещении осуществляется сам по себе. Это и отличает её от принудительной вентиляции, предполагающей установку специального оборудования, обеспечивающего принудительный приток свежего воздуха и вывод отработанного наружу.Преимущества и недостатки естественной вентиляции
Перечислим основные преимущества и недостатки естественной вентиляции. Какие из них окажутся важными именно для вас и какая чаша весов в итоге перевесит, решать вам (на наш взгляд, лучше всё же проконсультироваться со специалистом).Преимущества естественной вентиляции:
- ничего не стоит. Это главное и, пожалуй, единственное очевидное преимущество. Нет необходимости покупать вентиляционное оборудование. Естественная вентиляция создаётся с помощью открытых дверей, окон, форточек, а также специальных отверстий в стенах
- легкость создания. Весьма сомнительное преимущество, но, тем не менее, если предусмотреть создание системы вентиляции еще на этапе строительства дома, то, действительно, в дальнейшем об этом задумываться не придётся
- обеспечивает приток свежего воздуха. Пусть не так хорошо и качественно, как принудительная вентиляция, но всё же: с естественной вентиляцией жизнь гораздо комфортнее, чем совсем без вентиляции.
- невозможность обработки воздуха. С улицы в помещение поступает необработанный воздух, то есть неочищенный, не прогретый/не охлаждённый. А это значит, что зимой в квартире (доме) при открытых окнах или даже одной только форточки практически сразу становится холодно. Летом же приточный воздух приносит жару (вместе с пылью и насекомыми)
- низкое качество и недостаточность воздухообмена. Естественная вентиляция сама по себе (не усиленная установкой принудительной вентиляции) не способна обеспечить качественный и полноценный воздухообмен
- спорная лёгкость создания. Да, для организации естественной вентиляции не требуется установка дополнительного оборудования. Но стоит понимать, что качество естественной вентиляции напрямую зависит от того, насколько профессионально она была спроектирована и каким образом реализована на этапе строительства дома. Если проигнорировать этот момент, то в будущем, когда дом уже будет построен, создание вентиляции влетит в копеечку.
Виды естественной вентиляции
Естественная вентиляция бывает 3-х видов:- Неорганизованная вентиляция
- Организованная вентиляция
- Приточная вентиляция
Неорганизованная естественная вентиляция
Неорганизованная система естественной вентиляции предполагает поступление воздуха в помещение и его вывод наружу самым что ни на есть естественным образом. В этом случае воздухообмен осуществляется за счёт разницы температур (в помещении и за окном), скорости ветра и вообще – его наличия, повышения/понижения атмосферного давления. Таким образом, неорганизованная вентиляция создаётся при помощи окон (или форточек) и дверей, периодически открываемых жильцами для проветривания.Организованная естественная вентиляция
Организованная система естественной вентиляции представлена специальными отверстиями, которые создаются в стенах, под потолком и над полом. Через эти отверстия осуществляется приток и вывод воздуха. Система отверстий называется «организованной», потому что для создания такой вентиляции необходимо произвести точный расчёт, учитывающий размеры помещения и технические параметры вентиляции, а также правильно спроектировать систему вентиляционных каналов и безошибочно реализовать её при строительстве дома.Приточная и вытяжная естественная вентиляция
Приточная вентиляция призвана обеспечить приток свежего воздуха с улицы, вытяжная – отток отработанного воздуха из помещения наружу. В зависимости от поставленных задач, акцент может быть сделан либо на приточную вентиляцию, либо на вытяжную. Важно правильно реализовать естественную вентиляцию, особенно, если никакого дополнительного климатического оборудования устанавливать не планируется. От того, насколько правильно и качественно будет реализована система естественной вентиляции, в итоге зависит здоровье домочадцев, срок службы строительно-отделочных материалов, да и срок эксплуатации дома в целом.Создание естественной вентиляции
Возвращаясь к главному преимуществу естественной вентиляции, вспомним, что для её обустройства не нужно покупать никакого климатического оборудования. Зато нужно уделить особое внимание грамотному проектированию, учитывающему параметры и особенности помещения, в котором планируется создавать вентиляцию.Итак, проект по обустройству естественной вентиляции должен учитывать:
- площадь помещения (квартиры или дома)
- планировочные особенности помещения
- специфику строительно-отделочных материалов, используемых в строительстве и для наружной/внутренней отделки. Так, например, в «дышащем» деревянном доме бывает достаточно организовать вентиляцию в сложных помещениях, к которым относится кухня, санузел, подвал
- количество постоянно проживающих людей
- количество окон и способы их открытия (будут ли это окна с форточками или распространенные пластиковые стеклопакеты с функцией проветривания)
От этих факторов напрямую зависит объем и кратность воздухообмена, необходимые для создания комфортных условий пребывания в помещении, на основе чего, в свою очередь, и должна создаваться вентиляция. Решается: нужно ли делать вентиляционные отверстия в стенах, какими должны быть отверстия между полом и нижней частью двери, какого размера делать окна и форточки и т.д.
Особого внимания при составлении проекта вентиляции заслуживают сложные помещения, к которым относятся указанные выше кухня, санузел (ванная и туалет) и подвал. Всё это помещения с повышенным уровнем влажности и вытекающими отсюда проблемами в виде плесени, грибков, бактерий и неприятного запаха.
Если у вас нет опыта в составлении проекта вентиляции, не пренебрегайте услугами профессионалов. В этом случае экономия приведёт к ещё большим затратам в дальнейшем!
Основные ошибки в организации естественной вентиляции
О первой ошибке мы сказали чуть ранее: экономия на проекте вентиляции – самая большая ошибка! Её трудно исправить. А всё, что трудно исправить, как правило, стоит немалых денег. Другими наиболее распространёнными ошибками являются:- отсутствие вентиляции на втором и последующих этажах дома. Многие отчего-то считают, что в вентиляции нуждается только первый этаж, соседствующий с подвалом. Но это не так. В вентиляции одинаково нуждаются все этажи дома!
- неправильное расположение вентиляционных отверстий (слишком высоко или, наоборот, слишком низко) замедляет воздухообмен, отчего в доме ощущается постоянная нехватка воздуха
- пренебрежение вентиляцией на кухне, в подвале и ванной комнате – причина появления и распространения плесени в доме и, как следствие, ухудшения здоровья домочадцев
- неправильно выбранный (и сделанный) скат крыши, в результате чего через трубу с улицы в помещение поступает холодный воздух и отработанный к тому же не выводится.
принцип работы и преимущества в использовании
Среди существующих типов систем естественная вентиляция наиболее доступна с финансовой точки зрения. При строительстве любого здания всегда присутствуют неплотности в проёмах окон, дверей, при укладке строительного материала, что способствует проникновению воздуха внутрь помещения. Его вытяжка обеспечивается воздействием внешних факторов, а также взаимодействием воздушной среды снаружи и внутри посещения.
Назначение и преимущества
Естественная вентиляция представляет собой систему, которая исключает использование любых устройств, принудительно побуждающих к движению воздушные потоки. Как правило, это вентиляторы любой мощности.
Циркуляция воздуха осуществляется лишь посредством проникновения воздуха через открытые окна, двери, форточки. Также воздух проникает сквозь всевозможные щели.
Применяется вентиляция с естественным побуждением в любом строении. И лишь, если данный тип системы не справляется с обслуживанием помещения, может быть задействовано одно или несколько устройств, задачей которых является нагнетание воздуха и ускорение его вытяжки. В каждом из видов: естественная и механическая вентиляция, есть свои особенности, но первый из указанных имеет ряд ощутимых преимуществ:
- простота обустройства;
- отсутствие крупных финансовых затрат;
- при правильно составленном проекте система естественной вентиляции может быть весьма эффективна;
- монтаж воздуховодов легко выполняется самостоятельно, без привлечения профессионалов.
Основные виды естественной вентиляции:
- Самопроизвольная (неорганизованная). В этом случае воздух поступает и удаляется из помещения исключительно за счёт естественных условий (разница давлений, температур, а также скорость ветра).
- Организованная. Обеспечивается посредством обустройства специальных отверстий, располагающихся на разной высоте и имеющих различную площадь. В зависимости от данных параметров, а также от того, как регулируется подача воздуха, различают несколько подвидов системы:
- ярусная;
- аэрация;
- гравитационная.
Когда проектируется естественная вентиляция принцип работы играет первостепенную роль, так как циркуляция в помещении зависит исключительно от того, насколько верным был расчёт. При малейших ошибках воздухообмен может быть недостаточным, что приведёт к ряду негативных последствий, включая образование застоя воздуха, увеличение уровня влажности, образование грибка и плесени.
Особенности обустройства
В каждом из видов объектов циркуляция воздуха происходит с учётом различных особенностей строения. Так, естественная вентиляция в частном доме обеспечивается помимо специально для этого предусмотренных отверстий (форточки в окнах, щели под дверью) также посредством основного строительного материала, из которого строился дом.
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.
Также следует знать, что скорость перемещения воздуха по вентиляционным каналам зависит и от их длины. Поэтому организация естественной циркуляции на чердаке не всегда оправданна.
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.
заблуждения. Приточная и вытяжная вентиляция
О чем не знают люди, которые не знакомы с особенностями функционирования естественной вентиляции? Расскажем о наиболее распространенных ошибках и заблуждениях.
Вентиляция — это объединение приточной системы и вытяжной. Обе системы тесно связаны между собой и влияют на работу друг друга.Миф 1: для обеспечения вентиляции достаточно вытяжных каналов
На самом деле: количество приточного воздуха должно совпадать с количеством вытяжного. Если эти показатели не сбалансированы – то вентиляция будет неэффективной.
Если «вытяжку» обеспечивает основной воздуховод, к примеру, размера ф100, то и «приточка» должна иметь аналогичный по площади сечения воздуховод, и наоборот. Либо, если в доме естественная вентиляция заложена в канал 150х150, то суммарная площадь всех неплотностей (щелей в окнах и дверях) должна быть равна 0,022 м². Таким образом, эффективное сечение вытяжки равняется сумме всех отверстий, неплотностей, через которые поступает воздух.
Это означает, что если все окна и двери герметичны и плотно закрыты, то даже при наличии вытяжного канала, вентиляция внутри помещения осуществляться НЕ БУДЕТ.
• Если открыть какое-либо окно, то вентиляция будет осуществляться только в комнате с открытым окном. И частично в тех помещениях, по которым проходит воздух до вытяжной решетки.
• Если открыть окна во всех комнатах, то эффективным сечением станет площадь открытых окон. Вы быстро проветрите дом, но при этом просто «выстудите» его.
• Если приоткрыть окно (режим «микропроветривания»), то приточного воздуха может оказаться недостаточно для эффективной вытяжки.
Для решения этой проблемы может применяться приточный стеновой клапан КПВ-125, который позволяет регулировать сечения неплотностей (устанавливать определенное количество поступающего воздуха) и обеспечивать вентиляцию в конкретном помещении. Купить клапан приточной вентиляции можно в нашем салоне. Такие устройства реализуются группой компании «Терконт» и устанавливаются нашими специалистами.
Однако недостатки такой вентиляции – неэффективность в летний период. Об этом – ниже.
Миф 2: естественная вытяжка осуществляется в любое время годаНа самом деле: естественная вытяжка остается вытяжкой только тогда, когда температура воздуха на улице ниже температуры внутри помещения. В остальных случаях она не работает или становится притоком.
Все дело в том, что холодный воздух тяжелее теплого (плотность воздуха меняется в зависимости от температуры).
Таким образом, вентиляция в частном доме или в квартире хорошо функционирует зимой, когда температура воздуха за окном значительно ниже, чем в помещении.
Теплый легкий воздух поднимается, подобно поплавку на воде, и выбрасывается наружу через вытяжные каналы.
При этом в летний период, когда температура воздуха в здании (22-23 градуса) совпадает с температурой на улице, естественная вентиляция перестает работать. Воздух стоит.
Если же на улице жарко, а в помещении прохладно, то через вытяжные каналы горячий воздух поступает в дом, но не вытягивается. Неудивительно, что в здании становится душно, а включение кондиционеров — не помогает избавиться от ощущения недостатка кислорода.
В связи с этим и подвалы, где температура обычно всего 5-7 градусов, так тяжело вентилировать естественной вытяжкой. Поэтому там обычно сырой тяжелый воздух, нередко — плесень.
Миф 3: вентилятор обеспечит принудительное удаление отработанного воздуха
На самом деле: если поставить мощный вентилятор для вытяжки, но при этом не обеспечить приток воздуха в дом, то вентилятор будет работать «вхолостую».
Прочные стены дома являются серьезным препятствием для поступления воздуха. Это означает, что поставив бытовой вентилятор в санузел с герметичной дверью, вытяжку без притока воздуха обеспечить не получится.
К примеру, попробуйте плотно закрыть рот рукой и вдохнуть, не используя носовое дыхание. Воздух не будет поступать, поскольку прийти ему попросту неоткуда.
То есть важно, чтобы под дверью в санузел или ванную комнату была небольшая щель для притока (до 5 мм). При этом приток будет осуществляться из комнат, и вытяжка начнет функционировать.
Миф 4: приточный воздух нагревается самостоятельно
На самом деле: для того чтобы нагреть приточный воздух, поступающий при помощи естественной вентиляции, нужно много энергии.
Входящий в помещение холодный воздух «отбирает» эту энергию у предметов, находящихся в комнате (радиаторов отопления, людей, бытовых приборов), нагревается и вылетает наружу.
Холодный воздух действует, словно искусный вор, которого никто не замечает. А оплачивают эту энергию жители дома.
При использовании естественной вентиляции Вы просто выбираете, сколько времени этот «вор» пробудет в помещении. Либо отказываетесь от него совсем, но живете уже без вентиляции.
Решением проблем, перечисленных выше, становится современное вентиляционное оборудование, обеспечивающее принудительную вентиляцию и при этом сохраняющее тепло. Например, приточно-вытяжные вентустановки с роторным рекуператором. Или клапаны-рекуператоры. Они позволяют использовать температуру отработанного воздуха – повторно. При этом помогают значительно экономить энергоресурсы.
Более подробные консультации — в офисах продаж компании Терконт или по телефону: +7 (343) 214-84-40. У нас можно купить вентиляционное оборудование, либо заказать вентиляцию «под ключ» (проектирование, монтаж, пусконаладка, обслуживание). Работаем в Екатеринбурге и в Челябинске. Поставка оборудования возможна в любые регионы.
Группа компаний Терконт
Копирование без ссылки на http://terkont.ru/ — запрещено
Виды вентиляции, функции, характеристики, цены
ВЕНТИЛЯЦИЕЙ НАЗЫВАЮТ И ПРОЦЕСС УДАЛЕНИЯ ОТРАБОТАННОГО ВОЗДУХА С ЗАМЕНОЙ ЕГО СВЕЖИМ, И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ЭТОГО ПРОЦЕССА. БЕЗ СВЕЖЕГО ВОЗДУХА ЛЮБОЙ, ДАЖЕ САМЫЙ УЮТНЫЙ ДОМ НЕПРИГОДЕН ДЛЯ ЖИЗНИ, ВО ВСЯКОМ СЛУЧАЕ, ДЛЯ ВСЕХ, КТО НУЖДАЕТСЯ В КИСЛОРОДЕ.
Содержание:
Что такое вентиляция
Вентиляция — это движение воздуха в помещении. В любое здание воздух поступает с улицы. Попадая внутрь комнаты, воздух наполняется различными веществами: углекислым газом от нашего дыхания, пылью, химическими выделениями от предметов, шерстью животных и т.п. Этот уже загрязненный воздух движется к вытяжке и выводится через нее наружу. В это время в комнату поступает новая порция свежего воздуха снаружи, которая также уйдет в вытяжку. Весь этот процесс называется вентиляцией.
Климатическое оборудование, которое обеспечивает правильное функционирование описанного процесса, тоже называется вентиляцией. Она бывает естественной и механической, канальной и компактной, приточной и вытяжной и много какой еще. Обо всех типах вентиляции и их особенностях рассказано ниже. А пока давайте разберемся, насколько важна вентиляция в квартире или доме.
Зачем нужна вентиляция?
Именно благодаря вентиляции в комнате складывается здоровый и комфортный микроклимат, а именно:
1. Нормализуется уровень углекислого газа
Углекислый газ присутствует в помещении всегда: ведь мы его выдыхаем! Вопрос только в том, каково его количество. Излишне накапливаясь, углекислый газ оказывает негативное воздействие на человеческий организм. Он мешает полноценному снабжению крови и органов кислородом. Мозг начинает “лениться”, и мы чувствуем усталость, вялость, становимся невнимательными. С высокой концентрацией углекислого газа связано также ощущение духоты.
Хорошая вентиляция обеспечивает постоянное обновление воздуха. Поступающий с улицы воздух сменяет воздух в комнате вместе с накопившимся в нем углекислым газом. В таком помещении не душно и комфортно находиться.
2. Нормализуется влажность
Правильная вентиляция предполагает, что излишне влажный воздух из помещений своевременно уходит в вытяжку. Это исключает образование вечно влажных участков в углах и на стенах, где активно растет плесень.
Система вентиляции может также обладать дополнительными функциями. Например, фильтрация воздуха позволяет устранить из воздуха загрязнения еще на входе в помещение и сделать воздух здоровым и безопасным. А функция подогрева в вентиляции предотвращает опасность простудиться от холодного воздуха с улицы.
Если вентиляционная система плохая
Если есть нарушения в работе притока или оттока воздуха, то:
В комнате будет накапливаться углекислый газ
Последствия: ощущение духоты, повышенная утомляемость, вялость, потеря концентрации. А еще в душной комнате трудно как следует выспаться.
Баланс влажности может нарушаться
Если воздух застаивается, то влага в нем может накапливаться. Плохая вентиляция — частая причина сырости и образования плесени.
В воздухе накапливаются загрязнения
Пыль, шерсть животных, споры плесени, антропотоксины, вредные химические выделения из мебели (например, формальдегид) — все это «обогащает» воздух в условии плохой вентиляции и в конечном счете попадает в наш организм через легкие.
РАБОТА ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ВЛИЯЕТ НА САМОЧУВСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА В КОМНАТЕ, ЕГО РАБОТОСПОСОБНОСТЬ, КОНЦЕНТРАЦИЮ И КАЧЕСТВО СНА.
Поэтому важно подобрать качественную вентиляцию, которая справится с потребностями в воздухообмене и обеспечит комфортный микроклимат.
Виды вентиляции
Виды систем вентиляции по месту размещения
Для большого загородного дома подойдет одна система вентиляции, для маленькой городской квартиры — другая. Или, например, рациональная в условиях офиса канальная вентиляция просто-напросто не поместится в хрущевской пятиэтажке.
Как определиться, какой вид вентиляции подойдет для Вашего дома, офиса, квартиры? Все зависит от площади, конфигурации, местонахождения и назначения комнат или кабинетов, для которых Вы подбираете вентиляционную систему. И, конечно, немаловажную роль играет Ваш бюджет. Купить систему вентиляции — значит, сделать долгосрочное вложение в собственный комфорт и комфорт своих близких. Так что выбирать тип вентиляции стоит тщательно.
Виды вентиляционных систем по параметрам
Классификация вентиляционного оборудования по различным аспектам
- По способу циркуляции воздуха: естественная и принудительная (механическая).
- По назначению: приточная, вытяжная или приточно-вытяжная.
- По конструкции: канальная и бесканальная (проветриватель, приточный клапан, бризер).
- По дополнительным функциям: вентиляция с подогревом, вентиляция с фильтрацией воздуха и др.
Естественная и принудительная вентиляция
Естественная вентиляция
В большинстве наших жилых домов вентиляция естественная. Это значит, что воздух поступает с улицы в здание сам по себе, без какого-либо специального оборудования или искусственного нагнетания. Обычно он заходит в дома через неплотности в стенах и окнах, а также через двери. А выходит через вытяжку: вытяжные отверстия расположены обычно в кухне и санузле. Воздух из комнаты вытягивается через них в вентиляционную шахту, поднимается по ней вверх и выбрасывается через крышу.
Естественная вентиляция функционирует за счет перепада температур и разницы давления внутри и снаружи помещения.
Главное преимущество естественной вентиляции — ее доступность. Организация такой вентиляционной системы не требует больших денежных вложений. Но есть и недостатки. Во-первых, естественная вентиляционная система легко дает сбои. Установили герметичные пластиковые окна взамен дедушкиных деревянных — и вот уже приток воздуха недостаточен, в доме душно и некомфортно. Или вытяжка засорилась — и в квартире вечно затхлый воздух. Во-вторых, в условиях естественной вентиляции есть только один способ как следует проветрить — открыть окно. Но открытое окно — это, к сожалению, не только свежий воздух. Это еще и шум, пыль, пыльца, холод и неприятные запахи.
Чтобы устранить эти недостатки, естественную вентиляцию нужно заменить или дополнить механической (принудительной) вентиляцией.
Принудительная вентиляция
Принудительная вентиляция — это система, при которой воздух стабильно и непрерывно поступает в комнату, вне зависимости от внешних погодных условий. Воздух нагнетается в помещение при помощи вентиляторов или другого встроенного в систему оборудования. Принудительная вентиляция позволяет регулировать скорость притока, подстраивая ее работу под потребности в воздухообмене.
Работа принудительной вентиляции обычно не требует вмешательства человека, дополнительного открывания и закрывания окон, что делает ее наиболее удобной для бытового использования.
Канальная и бесканальная вентиляция
Канальная вентиляция
Такие системы закладываются и монтируются при строительстве или капитальном ремонте. Они, как правило, обеспечивают одновременно и приток, и вытяжку воздуха.
Как устроена канальная вентиляция? Во-первых, есть центральный блок обработки воздуха (очистка и дезинфекция, подогрев, кондиционирование, увлажнение). Во-вторых — трубы-воздуховоды, тянущиеся под потолком от центрального блока. Разумеется, для размещения такой вентиляционной системы требуется много свободного пространства. Поэтому канальные системы мало востребованы в городских квартирах маленькой и средней площади и с потолками менее 3 м.
Чаще всего канальная вентиляция встречается в больших зданиях, где одновременно находится много людей (офисы, торговые центры), а также в помещениях с высокими требованиями к очистке или температуре воздуха (больницы, склады, кухни ресторанов).
Бесканальная вентиляция
Системы, которые отличаются компактными размерами и могут размещаться в любой квартире, доме и даже в отдельных комнатах.
Приточная и вытяжная вентиляция
Приточная вентиляция
Приточная вентиляция обеспечивает поступление воздуха с улицы в комнату.
Проветриватель
Устанавливается на стену внутри квартиры и при помощи вентиляторов подает через канал в стене свежий воздух.
Приточный клапан
Естественный приток можно усилить при помощи стенового или оконного клапана. Цена такой вентиляции невысока, но необходимо иметь в виду, что работа приточного клапана зависит от погодных условий. Чем теплее за окном, тем меньше разница давлений снаружи и внутри комнаты. Так что летом эффективность вентилирования при помощи клапана стремится к нулю.
Бризер
Устройство с функциями проветривателя и очистителя воздуха. Он также подает свежий воздух, фильтруя и подогревая его при этом. Бризером можно управлять со смартфона.
ВЕНТИЛЯЦИЯ В СТЕНЕ, В ОТЛИЧИЕ ОТ КАНАЛЬНЫХ СИСТЕМ, УСТАНАВЛИВАЕТСЯ НА ЛЮБОМ ЭТАПЕ РЕМОНТА, ДАЖЕ ПОСЛЕ ЧИСТОВОЙ ОТДЕЛКИ. МОНТАЖ ТАКОЙ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ ДЕЛАЕТСЯ БЫСТРО, ВСЕГО ЗА ЧАС. КОМНАТА ПРИ ЭТОМ ОСТАЕТСЯ ЧИСТОЙ.
Вытяжная вентиляция
Через вытяжку из комнаты выводится так называемый отработанный воздух — воздух, наполненный запахами и комнатными загрязнениями (пыль, шерсть животных). Естественную вытяжку при желании можно усилить принудительной, установив в вытяжное отверстие вентилятор. Производительность вентиляции для вытяжки будет зависеть от площади Вашей кухни или санузла, где монтируется вентилятор.
Приточно-вытяжная вентиляция
Приточно-вытяжная вентиляция обеспечивает одновременно приток свежего и отток отработанного воздуха.
Вентиляция с дополнительными функциями
Вентиляция с подогревом
Если минусовые температуры за окном — не редкость, то нужна приточная вентиляция с подогревом воздуха. Иначе в комнату будет дуть холодный воздух, а это легко может вылиться в простуды.
Вентиляция с подогревом может иметь систему климат-контроля и автоматически нагревать воздух до выбранной пользователем температуры.
Вентиляция с фильтрацией
Чистота воздуха — важное условие здорового образа жизни.
Вентиляция с фильтрацией содержит воздушные фильтры различного назначения. Это могут быть простые фильтры с сетчатой структурой, высокоэффективные фильтры со сложным сплетением тончайших волокон или же угольные фильтры, задерживающие вредные газы и запахи.
Купить систему вентиляции
Избавиться от духоты, наладить правильную циркуляцию воздуха в комнатах, дышать чистым воздухом — все эти вопросы легко решаются покупкой системы вентиляции с функциями притока, очистки и подогрева воздуха.
Бризер — одно из самых популярных устройств на рынке приточной вентиляции. Он подает воздух на 4-5 человек, очищает приточный воздух от пыли, грязи, автомобильных выхлопов, аллергенов. Нагреватель с климат-контролем исключает сквозняки. А управлять им можно со смартфона вручную или настроив автоматический режим.
Существуют разные модели бризеров. Функции, характеристики, дизайн, цена — вентиляция Tion отвечает любым требованиям.
Цены на вентиляцию Tion Бризер
Вентиляция в коттедже своими руками: схемы, проекты, устройство
На чтение 9 мин Просмотров 297 Опубликовано Обновлено
Система вентиляции в коттедже необходима даже если вокруг лес или чистое поле, речка и никаких промышленных гигантов, а сам дом возведен из природных «дышащих» материалов.
В зависимости от размеров и архитектурных особенностей коттеджа проект вентиляции может основываться на естественной тяге или на механической. Каково устройство вентиляции коттеджа и можно ли собрать ее своими руками?
Проектирование и виды вентиляции коттеджей
типичный проект вентиляцииПри проектировании вентиляции для коттеджа учитываются площадь, назначение помещений, географическое расположение и режим использования здания. Принципиальное отличие схемы вентиляции коттеджа от квартиры в облегченных системах фильтрации наружного воздуха. Кроме этого, проектируя коттедж, можно сразу предусмотреть прокладку вентиляционных шахт.
В коттеджах своими руками можно оборудовать один из трех видов вентиляции:
- приточно-вытяжное устройство вентиляции коттеджа с естественной тягой;
- приточно-вытяжная с принудительной тягой, в том числе энергоэффективная с рекуперацией тепла;
- комбинированная приточно-вытяжная.
О том, как подобрать подходящую вентиляцию для своего коттеджа и сделать ее своими руками мы расскажем далее.
Естественная вентиляция коттеджа
схема естественной вентиляции коттеджаЕстественная вентиляция в коттедже – это самый простой, древний и широко используемый вид вентиляции. Движение воздуха в дом и из него осуществляется за счет разницы давления и температуры воздуха на улице и внутри. На интенсивность тяги влияет направление ветра, температура воздуха и атмосферное давление.
При естественной вентиляции коттеджа воздух вытягивается из помещений и замещается уличным. Чтобы эта схема эффективно работала в современных условиях необходимо обеспечить приток воздуха.
В изначальном варианте воздух поступал через щели между бревнами, в оконных проемах и под дверями. Вытягивался же через печную трубу.
Технологии, используемые в современном коттеджном строительстве, позволяют достичь практически полной герметичности здания. А печи и камины есть далеко в каждом доме. Как сделать вентиляцию в коттедже с пластиковыми окнами и современной системой отопления?
Перед тем, как начать обустройство вентиляции в коттедже, следует взвесить все плюсы и минусы естественной системы вентиляции для коттеджа.
Плюсы:
- недорогое оборудование;
- несложный монтаж;
- отсутствие затрат при эксплуатации;
- работает неслышно.
Минусы:
- эффективность вентиляции зависит от погодных условий;
- зимой в жилые помещения подается холодный воздух, то есть затраты на отопление могут возрасти;
- естественная вентиляция не справится, если в доме есть бассейн.
О дополнительной вентиляции придется подумать и для парилки.
Вооружившись знаниями, соорудить такую систему вентиляции коттеджа своими руками сможет сам хозяин.
Приток воздуха в коттедже
оконный приточный клапанМожно понадеяться на форточки и периодическое проветривание. Но качественная естественная вентиляция коттеджа должна обеспечивать постоянное движение воздуха со скоростью не более 0,2 метров в секунду. Поэтому для притока устанавливаются специальные клапаны.
Оконные приточные клапаны встраиваются непосредственно в оконную раму. Они пропускают небольшое количество воздуха, достаточное для естественного воздухообмена. При этом в доме нет сквозняка и клапан можно закрыть, если на улице очень холодно.
По такому же принципу работают и стеновые приточные клапаны. Это трубы, с двух сторон прикрытые решетками. С улицы к решетке примыкает шумоглушитель и иногда фильтр. Изнутри воздуховод прикрывается регулирующей шторкой, с помощью которой поток воздуха делается больше, меньше или полностью перекрывается.
Усовершенствованные приточные клапаны для естественной системы вентиляции коттеджа автоматически открываются и закрываются. Работают они под управлением датчиков влажности.
Отток воздуха
Проект вентиляции коттеджа обеспечивается воздуховодами, выходы которых располагаются в наиболее «грязных» или влажных частях дома: санузел и кухня.
Внутри помещений выходы прикрываются пластиковыми решетками. Наружный конец трубы должен выходить на 0,7 – 1 метр над уровнем крыши. Иначе хорошей тяги не видать. Конец вытяжного воздуховода коттеджа прикрывается зонтиком от дождя и снега. В двух- или трехэтажных коттеджах вентиляция будет работать лучше, чем в одноэтажных.
Предусмотреть вентиляционные шахты нужно заранее, еще на этапе возведения стен. Желательно заказать проект естественной вентиляции коттеджа профессионалу, он точно рассчитает ширину вентканалов, количество приточных клапанов.
Если дом куплен готовым и система воздухообмена в нем не предусмотрена, владелец неминуемо сталкивается с вопросом «как устроить вентиляцию в коттедже?». Придется немного нарушить внутреннюю отделку, но даже в полностью готовом доме можно найти место для вытяжных вентканалов. Приточные же клапана для вентиляции коттеджа своими руками может установить хозяин.
Комбинированная вентиляция коттеджа
Комбинированное устройство вентиляции коттеджа это естественная, усиленная техническими средствами.
Как правило, приток обеспечивается все теми же клапанами. А вот отток воздуха осуществляется принудительно. При выборе вентиляторов следует учитывать не только мощность, но еще и шумопроизводительность. Ведь если в шумном городе 20 децибел совершенно незаметны для жильцов, на природе они могут создавать неудобства.
Способы организации принудительного отвода воздуха:
- В небольшом коттедже вполне достаточно в каждый вентиляционный выход (в туалете и ванной и на кухне) установить по вытяжному вентилятору. На кухне дополнительно устраивается механическая вытяжка над варочной поверхностью. Можно установить самые простые вентиляторы, которые включаются кнопкой или запитаны от одной линии с освещением. Свет включен – вытяжка работает. Есть модели, работающие от датчиков присутствия – в помещении есть человек – вытяжка работает. Серьезный минус такой системы в том, что нет постоянного воздухообмена. Тянет лишь когда включены вентиляторы. В остальное время работа системы зависит от погоды;
- Воздуховоды из кухни и санузлов собираются в один вентканал, в который и монтируется вентилятор. Устанавливается он обычно на чердаке. Здесь же располагается и некоторое дополнительное вентиляционное оборудование. Такой проект вентиляции для коттеджа должен разрабатывать профессионал. Важно правильно подобрать мощность вентилятора и снабдить систему датчиками влажности. Таким образом, все происходит как бы само собой. Механическая вытяжка создает разряжение воздуха в доме, которое компенсируется за счет засасывания свежего через приточные клапана.
направленный воздухообмен в коттеджеПланируя, как сделать в коттедже вентиляцию, можно выбрать еще один вариант. Он более дорогостоящий и сложный в монтаже, но зато обеспечивает наилучшие условия для жильцов.
Это принудительный приток воздуха, устраняющий существенный недостаток естественной системы вентиляции коттеджа: подачу холодного воздуха. Приточное оборудование подогревает чистый уличный воздух электротеном или водяным калорифером и в жилые комнаты он поступает оптимальной температуры. Приточная установка может быть наборной или моноблочной. Распределяется по комнатам воздух через воздуховоды, а подается в помещение диффузором в потолке или на стене.
За счет повышения давления в комнатах отработанный воздух просто «выдавливается» в коридоры, а оттуда в вентиляционные каналы (кухня и санузел).
Приточная установка недешева, да еще и довольно громоздка. В больших и комфортабельных коттеджах для оборудования выделяется специальное помещение.
Приточно-вытяжная вентиляция коттеджа
схема приточно-вытяжной вентиляцииЭто наиболее эффективная система вентиляции коттеджа. Проектируют приточно-вытяжную систему вентиляции коттеджей только специалисты. Необходимо грамотно развести по дому сеть воздуховодов, рассчитать их диаметр, в нужных местах установить дополнительное оборудование, а также подобрать вентиляторы. Поэтому проектировать вентиляцию коттеджа нужно одновременно с проектированием самого здания.
При такой схеме вентиляции в комнаты поступает фильтрованный и подогретый (охлажденный) воздух и одновременно вытягивается отработанный. Главное преимущество приточно-вытяжной системы вентиляции – это работа в автоматическом режиме при заданных параметрах. В коттедже с приточно-вытяжной системой вентиляции не нужно кондиционировать воздух.
Самые современные системы оборудованы рекуператором, позволяющим использовать тепло отработанного воздуха для подогрева приточного. Рекуператор представляет собой теплообменник, принимающий тепло у одного потока воздуха и передающий другому. За счет рекуперации экономятся тепловые ресурсы, расходы на эксплуатацию снижаются в среднем на треть.
Вентиляция помещений различного назначения в коттедже
Вентиляция гаража
пример вентиляции гаражаВ гараже скапливаются выхлопные газы, испарения смазочных материалов и горючего. В определенной концентрации они опасны для здоровья и жизни. Особенно важно правильно оборудовать вентиляцию, если гараж устроен в цоколе коттеджа или пристроен к нему вплотную. Устанавливается мощная принудительная вытяжка.
Вентиляция кухни
Это помещение, нуждающееся в усиленной вентиляции. Испарения, запахи приготовляемой пищи и жар не должны распространяться по дому. Поэтому над варочной поверхностью делают вытяжку, а для оттока паровых скоплений под потолком оборудуют выход вытяжного вентканала.
Кстати, механическая кухонная вытяжка может значительно изменить движение потоков воздуха и нарушить вентиляцию дома!
Подробнее о проектировании естественной вентиляции коттеджа консультируйтесь со специалистом.
Вентиляция санузла
В наиболее влажных местах коттеджа обычно проектируют естественную вентиляцию. Иногда воздухообмен усиливается за счет принудительной тяги – вытяжных вентиляторов. По правилам оборудования вытяжной вентиляции коттеджей воздуховоды из туалета и ванной комнаты не объединяются с воздуховодами из других помещений.
Вентиляция бассейна
Обилие постоянно испаряющейся влаги требует интенсивной вытяжки. Одновременно с этим необходимо поддерживать комфортную температуру воздуха. Поэтому такие помещения в коттеджах оборудуют приточно-вытяжными системами вентиляции, а также осушителями воздуха.
Вентиляция жилых помещений
Для жилых помещений вполне достаточно обеспечить постоянный приток свежего воздуха с улицы, который будет вытеснять использованный через щели в дверных коробках, под межкомнатными дверями. Поэтому при проектировании вентиляции коттеджа можно ограничиться приточными клапанами или приточными воздуховодами в зависимости от выбранной воздухообменной системы.
Вентиляция цокольного этажа коттеджа
В цокольном этаже коттеджа могут размещаться мастерские, сауна, бассейн, прачечная, кладовые. Для создания нормального микроклимата необходимо оборудовать вентиляцию цокольного этажа коттеджа. Она состоит из вентиляционных каналов, а также одной или нескольких форточек.
Обязательно на стадии проектирования коттеджа вентиляционные отдушины цоколя предусматриваются. Количество и площадь отдушин зависит от размеров дома, его расположения, рельефа местности, типа почвы. О том, как правильно их рассчитать, смотрите видео.
Вентиляция в цокольном этаже коттеджа обеспечивается и приточно-вытяжной системой. Она состоит из двух труб: по одной воздух попадает в подвал, по другой вытягивается наружу. Трубы устанавливают вертикально в противоположных углах помещения. Выход вытяжной трубы должен быть на 20 – 30 см. ниже потолка. А выход приточной – на 20 см. выше пола. Вытяжная труба выводится на чердак.
Если в коттедже оборудован камин, желательно вентиляцию цокольного этажа коттеджа располагать возле дымохода. Это усиливает тягу.
Чтобы регулировать движение воздуха используются шиберные заслонки.
Если влажность в цокольном этаже велика и естественная вентиляция не справляется, в вытяжную трубу устанавливается вентилятор, принудительно удаляющий влажный и спертый воздух.
Естественная вентиляция | WBDG — Руководство по проектированию всего здания
Введение
Почти все исторические здания вентилировались естественным путем, хотя многие из них были повреждены из-за установки перегородок и механических систем. С повышением осведомленности о стоимости и влиянии энергопотребления на окружающую среду естественная вентиляция становится все более привлекательным методом снижения энергопотребления и затрат, а также для обеспечения приемлемого качества окружающей среды в помещении и поддержания здорового, комфортного и продуктивного климата в помещении, а не более преобладающий подход к использованию ИВЛ.При благоприятном климате и типах зданий естественная вентиляция может использоваться как альтернатива установкам кондиционирования воздуха, что позволяет сэкономить 10–30% от общего потребления энергии.
Системы естественной вентиляции полагаются на разницу давлений для подачи свежего воздуха через здания. Разница в давлении может быть вызвана ветром или эффектом плавучести, создаваемым разницей температур или разницей влажности. В любом случае количество вентиляции будет в решающей степени зависеть от размера и расположения отверстий в здании.Систему естественной вентиляции полезно рассматривать как контур с одинаковым вниманием к приточной и вытяжной вентиляции. Проемы между комнатами, такие как окна с фрамугой, жалюзи, решетки или открытая планировка, — это методы создания контура воздушного потока через здание. Требования кодекса в отношении передачи дыма и огня создают проблемы для проектировщиков систем естественной вентиляции. Например, в исторических зданиях лестница использовалась в качестве вытяжной трубы, что во многих случаях запрещено правилами.
Описание
Естественная вентиляция, в отличие от принудительной вентиляции, использует естественные силы ветра и плавучесть для подачи свежего воздуха в здания. Свежий воздух необходим в зданиях для устранения запахов, обеспечения кислородом для дыхания и повышения теплового комфорта. При внутренней скорости воздуха 160 футов в минуту (фут / мин) воспринимаемая внутренняя температура может быть снижена на целых 5 ° F. Однако, в отличие от настоящего кондиционирования, естественная вентиляция неэффективна для снижения влажности поступающего воздуха.Это накладывает ограничения на применение естественной вентиляции во влажном климате.
A. Типы воздействия естественной вентиляции
Ветер может продувать воздух через отверстия в стене с наветренной стороны здания и высасывать воздух из отверстий с подветренной стороны и крыши. Разница в температуре между теплым воздухом внутри и холодным воздухом снаружи может привести к тому, что воздух в комнате поднимется и будет выходить через потолок или конек, а затем попадать через нижние отверстия в стене. Точно так же плавучесть, вызванная разницей влажности, может позволить сжатому столбу плотного, охлаждаемого испарением воздуха наполнять пространство, а более легкий, теплый и влажный воздух выпускать ближе к верху.Эти три типа эффектов естественной вентиляции описаны ниже.
Ветер
Ветер вызывает положительное давление с наветренной стороны и отрицательное давление с подветренной стороны зданий. Чтобы выровнять давление, свежий воздух будет поступать в любое наветренное отверстие и выходить из любого отверстия с подветренной стороны. Летом ветер используется для подачи как можно большего количества свежего воздуха, а зимой вентиляция обычно снижается до уровня, достаточного для удаления избыточной влаги и загрязняющих веществ.Выражение для объема воздушного потока, вызванного ветром:
Qwind = K x A x V, где
Qwind = объем воздушного потока (м 3 / ч)
A = площадь меньшего отверстия (м 2 )
V = скорость ветра снаружи (м / ч)
K = коэффициент полезного действия
Коэффициент полезного действия зависит от угла ветра и относительного размера входных и выходных отверстий. Он колеблется от примерно 0,4 для ветра, поражающего отверстие под углом 45 °, до 0.8 для прямого попадания ветра под углом 90 °.
Иногда ветер преобладает параллельно стене здания, а не перпендикулярно к ней. В этом случае все еще возможно вызвать ветровую вентиляцию архитектурными особенностями или способом открытия створки окна. Например, если ветер дует с востока на запад вдоль стены, обращенной на север, первое окно (которое открывается наружу) будет иметь петли с левой стороны, которые будут действовать как ковш и направлять ветер в комнату. Второе окно будет открываться с правой стороны, чтобы отверстие было направлено вниз по ветру от открытого стекла, а отрицательное давление вытягивало воздух из комнаты.
Важно избегать препятствий между наветренными впускными и подветренными выпускными отверстиями. Избегайте перегородок в помещении, ориентированных перпендикулярно потоку воздуха. С другой стороны, в принятой конструкции впускные и выпускные окна исключаются прямо напротив друг друга (вы не должны видеть сквозь здание, в одном окне и в другом), чтобы способствовать большему перемешиванию и повысить эффективность вентиляция.
Плавучесть
Выталкивающая вентиляция может быть вызвана температурой (вытяжная вентиляция) или влажностью (градирня).И то, и другое можно объединить, установив охлаждающую башню, которая подает воздух, охлаждаемый испарением, в низкую часть помещения, а затем полагаясь на повышенную плавучесть влажного воздуха, когда он нагревается, для выпуска воздуха из помещения через дымовую трубу. Подача холодного воздуха в помещение осуществляется под давлением столба холодного воздуха над ним. Хотя и градирни, и дымовые трубы использовались отдельно, автор считает, что градирни следует использовать только в сочетании с вытяжной вентиляцией помещения, чтобы обеспечить стабильность потока.Плавучесть возникает из-за разницы в плотности воздуха. Плотность воздуха зависит от температуры и влажности (холодный воздух тяжелее теплого воздуха при той же влажности, а сухой воздух тяжелее влажного воздуха при той же температуре). Внутри самой градирни влияние температуры и влажности действует в противоположных направлениях (температура понижается, влажность повышается). В помещении тепло и влажность, исходящие от людей, а также другие внутренние источники имеют тенденцию поднимать воздух. Несвежий нагретый воздух выходит из отверстий в потолке или крыше и позволяет свежему воздуху поступать в нижние отверстия, чтобы заменить его.Ступенчатая вентиляция — особенно эффективная стратегия зимой, когда разница температур в помещении и на улице максимальна. Вентиляция с эффектом стеклопакета не будет работать летом (предпочтительнее использовать ветровые или влажные источники), потому что для этого требуется, чтобы в помещении было теплее, чем на улице, что нежелательно летом. Дымоход, обогреваемый солнечной энергией, может использоваться для управления эффектом дымовой трубы без повышения температуры в помещении, а солнечные дымоходы очень широко используются для вентиляции компостных туалетов в парках.1/2, где
Qstack = объемная скорость вентиляции (м 3 / с)
Cd = 0,65, коэффициент расхода.
A = свободная площадь входного отверстия (м 2 ), что равняется площади выходного отверстия.
г = 9,8 (м / с 2 ). ускорение свободного падения
h = расстояние по вертикали между средними точками входа и выхода (м)
Ti = средняя температура воздуха в помещении (K), обратите внимание, что 27 ° C = 300 K.
To = средняя температура наружного воздуха (K)
Вентиляция градирни эффективна только при очень низкой наружной влажности.Следующее выражение для воздушного потока, создаваемого столбом холодного воздуха, нагнетающего давление в источнике воздуха, основано на форме, разработанной Томпсоном (1995), с коэффициентом по данным, измеренным в Центре посетителей национального парка Зайон . Эта башня имеет высоту 7,4 м, квадратное сечение 2,4 м и проем 3,1 м 2 .
Qcool tower = 0,49 * A * [2gh (Tdb-Twb) / Tdb] 1/2, где
Qcool tower = объем скорости вентиляции (м 3 / с)
0,49 — это эмпирический коэффициент, рассчитанный по данным Zion Центр для посетителей, штат Юта, который включает поправку на плотность влажности, эффекты трения и эффективность испарительной подушки.
A = свободная площадь входного отверстия (м 2 ), что равняется площади выходного отверстия.
г = 9,8 (м / с 2 ). ускорение свободного падения
h = расстояние по вертикали между средними точками входа и выхода (м)
Tdb = температура наружного воздуха по сухому термометру (K), обратите внимание, что 27 ° C = 300 K.
Twb = температура наружного воздуха по влажному термометру ( К)
Общий воздушный поток за счет естественной вентиляции является результатом комбинированного воздействия давления ветра, плавучести, вызванной температурой и влажностью, а также любых других эффектов от таких источников, как вентиляторы.Воздушный поток от каждого источника можно комбинировать методом квадратного корня, как описано в Справочнике ASHRAE — Основы. Наличие механических устройств, использующих комнатный воздух для горения, негерметичных систем воздуховодов или других внешних воздействий может существенно повлиять на работу систем естественной вентиляции.
B. Рекомендации по проектированию
Конкретный подход и конструкция систем естественной вентиляции зависят от типа здания и местного климата. Однако количество вентиляции в решающей степени зависит от тщательного проектирования внутренних пространств, а также от размера и расположения отверстий в здании.
- Обеспечьте максимальную ветровую вентиляцию, разместив конек здания перпендикулярно летним ветрам.
- Приблизительные направления ветра суммированы в сезонных диаграммах «роза ветров», которые можно получить в Национальном управлении океанографии и атмосферы (NOAA). Однако эти розы обычно основаны на данных, взятых в аэропортах; фактические значения на удаленной строительной площадке могут сильно отличаться.
- Здания следует размещать там, где летние препятствия для ветра минимальны.Ветрозащитная полоса из вечнозеленых деревьев также может быть полезна для смягчения холодных зимних ветров, которые, как правило, дуют преимущественно с севера.
- Постройки с естественной вентиляцией должны быть узкими.
- Распределение свежего воздуха по всем частям очень широкого здания с помощью естественной вентиляции затруднительно. Максимальная ширина, которую можно было бы ожидать для естественной вентиляции, оценивается в 45 футов. Следовательно, здания, которые полагаются на естественную вентиляцию, часто имеют шарнирный план этажа.
- В каждой комнате должно быть два отдельных приточных и вытяжных отверстия. Расположите выхлопную систему высоко над входным отверстием, чтобы усилить эффект дымовой трубы. Сориентируйте окна по комнате и смещайте друг от друга, чтобы обеспечить максимальное перемешивание в комнате и минимизировать препятствия для воздушного потока внутри комнаты.
- Оконные проемы должны открываться жильцам.
- Обеспечьте вентиляционные отверстия на гребне.
- Коньковое вентиляционное отверстие — это отверстие в самой высокой точке крыши, которое обеспечивает хороший выход как для плавучести, так и для вентиляции, вызываемой ветром.В проеме конька не должно быть препятствий, чтобы воздух мог свободно выходить из здания.
- Обеспечьте достаточный внутренний поток воздуха.
- В дополнение к первоочередному рассмотрению воздушного потока в здании и из него важен воздушный поток между комнатами здания. По возможности внутренние двери должны быть открытыми, чтобы обеспечить вентиляцию всего здания. Если требуется конфиденциальность, вентиляция может быть обеспечена через высокие жалюзи или фрамуги.
- Рассмотрите возможность использования декоративных фонарей или вентилируемых световых люков.
- Фонарь или вентилируемый световой люк обеспечат отверстие для выхода застоявшегося воздуха в рамках стратегии плавучести. Световой колодец светового люка также может действовать как солнечный дымоход, увеличивая поток. Отверстия ниже в конструкции, такие как окна подвала, должны быть предусмотрены для завершения системы вентиляции.
- Обеспечить вентиляцию чердака.
- В зданиях с чердаками вентиляция чердачного помещения значительно снижает теплопередачу в кондиционируемые помещения внизу.На вентилируемых чердаках примерно на 30 ° F холоднее, чем на чердаках без вентиляции.
- Рассмотрите возможность использования стратегии охлаждения с помощью вентилятора.
- Потолочные вентиляторы и вентиляторы для всего здания могут обеспечить эффективное падение температуры до 9 ° F, что составляет одну десятую потребляемой электроэнергии механических систем кондиционирования воздуха.
- Определите, выиграет ли здание от открытой или закрытой вентиляции.
- Закрытое здание хорошо работает в жарком и сухом климате, где температура сильно колеблется от дня к ночи.Массивное здание вентилируется ночью, а утром закрывается, чтобы не пропускать горячий дневной воздух. Затем люди охлаждаются за счет лучистого обмена с массивными стенами и полом.
- Открытое строительство хорошо работает в теплых и влажных районах, где температура не сильно меняется днем и ночью. В этом случае рекомендуется использовать дневную перекрестную вентиляцию для поддержания температуры в помещении, близкой к температуре наружного воздуха.
- Используйте механическое охлаждение в жарком влажном климате.
- Постарайтесь обеспечить естественную вентиляцию для охлаждения массы здания ночью в жарком климате.
- Открытые лестницы обеспечивают вентиляцию с эффектом стека, но соблюдайте все меры предосторожности при возгорании и задымлении на закрытых лестницах.
Фотография центра для посетителей в национальном парке Зайон, на которой изображена градирня с нисходящим потоком воздуха с испаряющейся средой наверху и выхлопными газами через окна в высоких потолках.
Фото: Робб Уильямсон
Естественная вентиляция в большинстве климатических условий не переводит внутренние условия в зону комфорта в 100% случаев.Убедитесь, что жители здания понимают, что от 3% до 5% времени тепловой комфорт не может быть достигнут. Это делает естественную вентиляцию наиболее подходящей для зданий, где кондиционирование помещения не ожидается. Как проектировщику важно понимать проблему одновременного проектирования для естественной вентиляции и механического охлаждения — может быть сложно спроектировать конструкции, которые должны полагаться как на естественную вентиляцию, так и на искусственное охлаждение. Естественно вентилируемая конструкция часто включает в себя шарнирный план и большие оконные и дверные проемы, в то время как искусственно кондиционируемое здание иногда лучше всего обслуживается компактной планировкой с герметичными окнами.Более того, внимательно интерпретируйте данные о ветре. Местный рельеф, растительность и окружающие здания влияют на скорость ветра, падающего на здание. Данные о ветре, собранные в аэропортах, могут не очень многое рассказать вам о местных условиях микроклимата, на которые могут сильно влиять естественные и искусственные препятствия. Подсказки о том, какой тип естественной вентиляции может быть наиболее эффективным, часто можно найти в исторической и местной строительной практике.
C. Материалы и методы строительства
Некоторые из материалов и методов, используемых для проектирования надлежащих систем естественной вентиляции в зданиях, — это солнечные дымоходы, ветряные башни и методы управления летней вентиляцией.Солнечный дымоход может быть эффективным решением там, где преобладающий бриз недостаточно надежен, чтобы полагаться на ветровую вентиляцию, и где поддержание температуры в помещении, достаточно превышающей температуру наружного воздуха, для создания плавучего потока было бы неприемлемо теплым. Дымоход изолирован от занимаемого пространства и может максимально обогреваться солнцем или другими способами. Воздух просто выпускается через верхнюю часть дымохода, создавая в нижней части всасывание, которое используется для удаления застоявшегося воздуха.
Ветряные башни, часто увенчанные тканевыми парусами, которые направляют ветер в здание, являются обычным явлением в исторической арабской архитектуре и известны как «малкафы».«Поступающий воздух часто проходит мимо фонтана, чтобы обеспечить испарительное охлаждение, а также вентиляцию. Ночью процесс обратный, и ветряная башня действует как дымоход для вентиляции воздуха в помещении. В современном варианте, называемом« охлаждающая башня », используется испарительный охлаждающие элементы в верхней части градирни для создания давления в приточном воздухе холодным плотным воздухом.
Летом, когда наружная температура ниже желаемой внутренней, окна должны быть открыты для максимального поступления свежего воздуха. Для поддержания внутренней температуры не более чем на 3-5 ° F выше наружной температуры требуется большой поток воздуха.В жаркие безветренные дни скорость воздухообмена будет очень низкой, и внутренняя температура будет иметь тенденцию превышать температуру наружного воздуха. Использование принудительной вентиляции с вентилятором или тепловой массы для лучистого охлаждения может быть важным для контроля этих максимальных температур.
D. Инструменты анализа и проектирования
Методы справочника, такие как те, что представлены в справочнике ASHRAE Fundamentals Handbook или Bansal and Minke’s Passive Building Design: A Handbook of Natural Climatic Control (ISBN: 044481745X), очень полезны при вычислении воздушного потока от естественных источников для очень простой геометрии здания.
Вычислительная гидродинамика (CFD): для предсказания деталей естественного воздушного потока могут использоваться численные вычислительные модели механики жидкости. Эти компьютерные симуляции подробны и трудоемки, но оправданы там, где важно точное понимание воздушного потока. Они использовались для анализа новых зданий, включая атриум здания суда в Фениксе и ангар музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия.
Обширный список журналов, книг и других справочных материалов по естественной вентиляции и другим пассивным технологиям включен в Архив Солнцестояния.Например:
Программа кодексов энергопотребления зданий Министерства энергетики США
Информационный бюллетень EERE: естественное охлаждение вашего дома
Пакеты программного обеспечения для анализа естественной вентиляции включают:
AIRPAK: обеспечивает расчет моделирования воздушного потока, переноса загрязняющих веществ, распределения воздуха в помещении, распределения температуры и влажности, а также теплового комфорта с помощью вычислительной гидродинамики.
FLOVENT: рассчитывает воздушный поток, теплопередачу и распределение загрязнений для застроенной среды с использованием вычислительной гидродинамики.
FLUENT: Программа вычислительной гидродинамики, полезная при моделировании естественной вентиляции в зданиях. Он моделирует воздушный поток при определенных условиях, поэтому для оценки годовой экономии энергии требуется дополнительный анализ.
STAR-CD: STAR-CD использует вычислительную гидродинамику, чтобы помочь инженерам-строителям, архитекторам и руководителям проектов, которым необходимо более глубокое и детальное понимание вопросов, связанных с отоплением и вентиляцией, распределением дыма и загрязняющих веществ и анализом пожарной опасности, а также проектированием чистых помещений.
Модели зданий включают в себя очень ограниченные возможности для преднамеренной естественной вентиляции, но они включают расчет естественной инфильтрации воздуха в зависимости от разницы температур, скорости ветра и эффективной площади утечки или расписания и определяемые пользователем функции для скорости инфильтрации.
URBAWIND: UrbaWind моделирует ветер в городской местности и автоматически рассчитывает естественный расход воздуха в зданиях с учетом эффектов окружающих зданий и местной климатологии.
«Проектирование зданий с низким энергопотреблением с помощью Energy-10»: программа почасового моделирования, разработанная для информирования на самых ранних этапах процесса проектирования. Работает на IBM-совместимых платформах. Лучше всего работает с процессором Pentium или выше и 32 мегабайтами оперативной памяти.
DOE-2: Полное почасовое моделирование; Расчет дневного света и яркости интегрируется с почасовым моделированием энергии. Рекомендуется IBM или совместимый Pentium.
EnergyPlus ™: программа моделирования энергопотребления зданий, предназначенная для моделирования зданий с соответствующими потоками тепла, охлаждения, освещения, вентиляции и других потоков энергии.
Приложение
Среди основных типов зданий, которые могут получить выгоду от применения естественной вентиляции:
- автобусных остановок, навесов для пикников и других строений, где не ожидается строгого кондиционирования помещений,
- бараков и прочих жилых домов на одну и несколько семей,
- — самые маленькие отдельно стоящие строения в теплом и умеренном климате, а —
- складов, бассейнов для обслуживания и других многоярусных объектов в теплом климате.
Здания с естественной вентиляцией должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивать тепловой комфорт, обеспечивать адекватное удаление влаги и загрязняющих веществ, а также соответствовать государственным стандартам энергосбережения или превосходить их.
Соблюдайте все нормы и стандарты, касающиеся транспортировки дыма и огня, при принятии решения о применимости естественной вентиляции и при проектировании системы.
Дополнительные ресурсы
Публикации
- Справочник ASHRAE — основы, глава 26 Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE).Атланта, Джорджия. Хорошее обсуждение уравнений естественной вентиляции и основной источник современной практики принудительной вентиляции.
- Дизайн с климатом Виктора Ольгая. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. 1963 г. Определена зона теплового комфорта человека и исследованы способы обеспечения повышенного комфорта естественными средствами.
- Руководство по энергоэффективной вентиляции Мартина В. Лиддамента. Центр вентиляции с инфильтрацией воздуха, 1996 г.
- Как работает естественная вентиляция Стивен Дж. Хофф и Джей Д. Хармон. Эймс, штат Айова: Департамент сельскохозяйственной и биосистемной инженерии, Государственный университет Айовы, ноябрь 1994 г.
- Характеристики ОВК и здоровье людей W.K. Зибер, М.Р. Петерсен, Л. Стейнер, Р. Малкин, М.Дж. Менделл, К. Уоллингфорд, Т. Уилкокс, М. Крэндалл и Л. Рид. ASHRAE Journal , сентябрь 2002 г.
- Наизнанку, процедуры проектирования для пассивных экологических технологий Г.З. Браун, Б. Хаглунд, Дж. Лавленд, Дж. Рейнольдс и М. Уббелод. Нью-Йорк, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1992. ISBN: 0471898740. Основное обсуждение вопросов естественной вентиляции, предназначенное для студентов-архитекторов.
- Пассивное проектирование зданий: Справочник по контролю естественного климата Наренда Бансал, Наренда, Герд Хаузер и Гернот Минке. Нидерланды: Elsevier Science BV, 1994. ISBN: 044481745X. Содержит информацию о физике естественной вентиляции, включая обсуждение уравнений, связанных с эффектами вентиляции ветра и плавучести.
- Скорость вентиляции и здоровье Олли Сеппянен, сотрудник ASHRAE, Уильям Дж. Фиск, P.E., член ASHRAE, и Марк Дж. Менделл, доктор философии. ASHRAE Journal , август 2002 г.
Прочие
Windcatcher как парадигма устройства естественной вентиляции в зданиях
Международный журнал гражданской и экологической инженерии IJCEE-IJENS Vol: 10 Issue: 03
Рис. 19. Бурдж аль-Така, Дубай, Рис. 20. Башня Windcatcher, 2008
Экхард Гербер [9] Тассило Хагер [10]
Душевая башня, Австралия, представляет собой один из реализованных проектов
в архитектуре 21
st
, который перенесет историю
в будущее .Концепция дизайна энергетических систем
за системой отопления / охлаждения и подачи свежего воздуха является инновационной
и обширной. Как показано на (рис. 21), душевые башни
вентилируют торговые помещения ниже офисных уровней. Наружный воздух
всасывается с высоких уровней (восемь и более метров над уровнем улицы
) и вводится в пространство. Поскольку этот воздух попадает в душевую башню
, он охлаждается за счет испарения воды
[11].
Рис. 21. Душевая башня, Австралия [11]
VI. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Предыдущее обсуждение повысило осведомленность о важности
традиционных ветроуловителей и помогло открыть
возможностей для улучшения характеристик и расширения области применения
ветроуловителей. Это откроет новые возможности
для использования этой старой традиционной системы пассивного охлаждения
в современном мире. Новый интерес к ветроуловителям
есть чему поучиться у наследия, но чисто традиционные решения
кажутся довольно сложными для применения и приемлемыми для современных архитекторов
.Поэтому необходимо сочетание традиционных знаний
и передовых технологий. Отсутствие разработки модели
в реальном мире является одним из факторов, которые в настоящее время препятствуют широкому применению технологии windcatcher
. Существование таких построенных примеров в различных
частях мира обеспечивает отправную точку для исследования
, необходимого для разработки практических рекомендаций по проектированию
ветроуловителей для всех типов зданий.Нет сомнений в том, что
, если бы ведущие архитекторы современной архитектуры реализовали
зданий с ветроколами, это привлекло бы внимание
гораздо более широкой публики, и это ценное архитектурное устройство
нашло бы новое измерение в 21
ул
век
архитектура.
A
ЗНАНИЕ
Автор благодарит Effat University за поддержку
этого исследования.Также выражаем благодарность декану
аспирантуры и научных исследований и директору
Исследовательского и консультационного института.
R
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
[1] Хассан Фати, Природная энергия и народная архитектура: принципы
и примеры применительно к жаркому засушливому климату. Чикаго, 1986.
[2] Майлз Дэнби, Конфиденциальность как культурно связанный фактор в построенной форме, в
Фермер, 1993, с.139.
[3] Абдель-Мохсен Салех Мито, Хасан Фати и Балкришна Доши: два региональных архитектора
в контексте современной архитектуры. Диссертация
(Ph.D.) — Университет Джорджии. 1990, с. 86, 104.
[4] Гут Пауль и Акеркнехт Дитер. Здание, чувствительное к климату. СКАТ,
1993.
[5] http://www.ocw.mit.edu/…/1-964Fall-2006/CourseHome/
[6] http://www.i4at.org/ lib2 / aircool.htm
[7] Роберт Бут, BD Magazine — Sport and Leisure, 2007.
[8] www.agglo-st-etienne.fr/…/index.html
[9] www.technovelgy.com/ct/Science-Fiction-News.a …
[10] http://construction.com/CE/articles/0801edit-2.asp&usg.
[11] Архитектура Австралия, январь / февраль 2007 г.
[12] www.iranonline.com/iran/yazd/images/tower.html
[13] Программа Ага Хана MIT
[14] www.flickr .com /…/ mitopencourseware / 3116622472/
[15] Джордж Мичелл, Архитектура исламского мира.London 1978, p.189
[16] Автор, 2010
[17] http://en.wikipedia.org/wiki/File:QatarUniversityEastView.jpg
[18] www.theconstructioncentre.co.uk/news / press-ro …
[19] www.solarsaver.co.uk/suncatcher.htm
Автор Д-р Абдель-Монием Эль-Шорбади является ассистентом
Профессор архитектуры и дизайна в отделе архитектуры
в Effat University. В 2001 году
получил докторскую степень. Имеет степень доктора истории искусств
Кентерберийского университета в Новой Зеландии.Он также
получил степень магистра архитектуры в том же университете
в 1997 году и аспирантуру
Университета Линкольна в Новой Зеландии в 1996 году.
Назад к основам: естественная вентиляция и ее использование в различных контекстах
© Roland Halbe Поделиться-
Facebook
-
Twitter
-
Pinterest
-
Whatsapp
-
Почта
Или
https.archdaily.com/963706/back-to-basics-natural-ventilation-and-its-use-in-different-contextsАвтоматизация повсюду вокруг нас — наши дома, мебель, офисы, автомобили и даже наша одежда; мы настолько привыкли к тому, что нас окружают автоматизированные системы, что мы забыли, на что была похожа жизнь без них. И хотя автоматизация заметно улучшила качество внутренних помещений с помощью таких решений, как очищенный воздух и контроль температуры, ничто не сравнится с естественным прохладным бризом матери-природы.
Но, как и все остальное в архитектуре, не существует универсального решения; то, что работает в Танзании, не может работать в Швейцарии или Колумбии. Это связано с несколькими причинами, такими как разница в направлении ветра, средней температуре, пространственных потребностях и экологических ограничениях (или их отсутствии). В этой статье мы рассмотрим естественную вентиляцию во всех ее формах и то, как архитекторы использовали это пассивное решение в различных контекстах.
+ 30
Что такое вентиляция и почему это важно?
Связанная статья
Как превратить загрязненную внутреннюю среду в здоровый домДвижение воздуха создается за счет подъема теплого и опускания холодного воздуха.По мере того, как воздух над землей становится теплее, он поднимается вверх и создает зону низкого давления. Когда воздух продолжает подниматься, он охлаждается и движется к поверхности воды, где падает, создавая зону высокого давления и выталкивая холодный воздух к земле. Это движение областей и создает ветер.
Предоставлено издательством Princeton University PressВ архитектуре вентиляция — это приток наружного воздуха и его распределение в пространстве. В основном он известен в трех различных типах: механический, естественный и смешанный.Управление воздухообменом и циркуляцией на открытом воздухе имеет решающее значение для создания комфортной атмосферы. Независимо от того, осуществляется ли это механическими или естественными способами, стабильные воздушные потоки высвобождают влагу и обеспечивают проникающий воздушный поток, обеспечивая здоровый воздух для дыхания. Успешная система вентиляции должна соответствовать контексту проекта, который включает географическое положение, материал, из которого она построена, ее архитектуру в целом и привычки пользователей, занимающих пространство.
© Matheus PereiraНо в последнее время люди стали намного больше заботиться об окружающей среде, выбирая более пассивные решения для снижения энергопотребления и выбросов углекислого газа.Это осознание вытеснило автоматизированные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и заменило их ветром, естественным, бесплатным, возобновляемым и здоровым природным ресурсом, способным в достаточной степени улучшить качество воздуха в помещениях. В книге Дэниела А. Барбера «Современная архитектура и климат: дизайн до кондиционирования воздуха» автор исследует, как ведущие архитекторы двадцатого века включили в свои проекты стратегии, влияющие на климат, и как региональные подходы к адаптации к изменению климата были важны для развития современной архитектуры. .
Предоставлено Yazdani StudioТипы естественной вентиляции
Естественная вентиляция — это использование экологически чистых систем, не требующих каких-либо автоматизированных или механических решений. Помимо того, что естественная вентиляция более экологична, она также более рентабельна и зависит от естественных внешних факторов, таких как ветер и температура внутреннего пространства и его окрестностей.
Односторонняя вентиляция
Односторонняя вентиляция — это использование отверстий на одной стороне здания.Это используется для естественной вентиляции пространства проектов с ограниченной площадью. Односторонние системы вентиляции также используются в проектах, где перекрестная вентиляция не может быть обеспечена из-за конструктивных или экологических ограничений. Имейте в виду, что этот тип вентиляции обеспечивает наименьшую циркуляцию воздуха, когда речь идет о системах естественной вентиляции.
Перекрестная вентиляция
Перекрестная вентиляция — это когда отверстия в конструкции расположены на противоположных или соседних стенах, позволяя воздуху входить с обеих сторон, пересекать пространство и выходить в противоположном направлении.Эта система обычно используется в зданиях, расположенных в климатических зонах с более высокими температурами, поскольку она создает постоянное обновление воздуха внутри здания, снижая внутреннюю температуру.
Предоставлено Teal ProductsСтеклянная вентиляция
Вытяжная вентиляция вводит более холодный воздух снаружи в здание на низком уровне, который постепенно становится теплее по мере того, как он подвергается воздействию источников тепла внутри помещения. Это заставляет теплый воздух подниматься и покидать пространство через отверстия, расположенные на более высоком уровне.Обычно вытяжная вентиляция более эффективна в высотных зданиях с центральными атриумами, но также может быть полезна в зданиях, где поперечная вентиляция не может в достаточной степени проникать во все пространство. Чтобы эта система вентиляции работала должным образом, температура в помещении должна быть выше, чем на улице, поэтому она не всегда может быть достаточно эффективной, чтобы использовать ее самостоятельно.
Эффект дымохода
В вертикальных зданиях эффект дымохода используется постоянно.Холодный воздух создает давление под теплым воздухом, заставляя его подниматься вверх. В этом случае, однако, открытые участки в центре или башнях проекта позволяют тому же воздуху циркулировать по всему помещению, выходя через крышу, фонарь, зенитные отверстия или ветровые выхлопы.
Предоставлено Майком ПирсомЕстественная вентиляция в разных контекстах
По экологическим или экономическим причинам некоторые архитекторы не могут использовать автоматизированные вентиляционные решения в своих проектах и вынуждены полагаться на пассивные системы.Эффективность естественной вентиляции зависит от нескольких факторов. Общая форма, масштаб, ориентация, расположение и материал, используемый в проекте, могут определить, сколько воздуха входит и циркулирует в пространстве, и насколько он эффективен. Теоретически воздух должен входить и выходить через отверстия в архитектуре, такие как окна, перфорация фасада, двери, солнечные дымоходы или ветряные башни. Что касается конструкции, проекты с изогнутыми стенами и перегородками обеспечивают большую циркуляцию воздуха. К другим важным факторам относятся местный климат, близость к рекам, озерам или морю, а также уровень загрязнения вокруг проекта.
Истгейт / Мик Пирс
Хараре, Зимбабве
Центр Истгейт использует пассивные и энергоэффективные решения по контролю климата, чтобы охладить жителей, вдохновленных термитниками. Климат Хараре требует, чтобы в зданиях было прохладно круглый год, а это означает, что покупка, установка и обслуживание традиционных систем кондиционирования воздуха имеют решающее значение. Однако это требует немедленных и долгосрочных затрат, поэтому архитектор создал саморегулирующуюся систему вентиляции, которая будет поддерживать температуру в здании, подходящую для рабочих и жителей.
Университет Обафеми Аволово / Арье Шарон и А.А. Эгбор
Осун, Нигерия
Первоначально известный как Университет Ифе, модернистский университет, вдохновленный Баухаусом, был продуктом политики, дизайна и климата. Хотя Шарон хотел полагаться исключительно на модернизм в своем проекте, критический климат Нигерии заставил архитекторов черпать вдохновение в местной архитектуре и думать о пассивных решениях для своего дизайна.Фактически, Шарон отправилась в Мехико, чтобы найти модель здания. Команда архитекторов решила поработать над обшивкой и оболочкой здания, перфорировав фасады и установив экраны для создания лучших затеняющих устройств и вентиляции. «Они перевернули пирамиду, используя верхние этажи для затенения нижних этажей, освободив первый этаж для открытых коридоров, колонн и патио. Ландшафт под зданием непрерывен, а очень грамотное расположение зданий позволяет свободно перемещаться воздух сквозь здания, архитектура без дверей.Тем не менее, он также защищает людей от проливного дождя через балконы и навесы, защищает от резкого солнца, а также от постоянной вентиляции ».
Lee House / Eduardo Glycerio + Studio MK27 — Marcio Kogan
Porto Feliz, Brazil
Lee House представляет собой единый объем на первом этаже с комнатами, выходящими в сад. Все окна в гостиной утоплены и обращены к террасе у бассейна. , переходя на другую сторону участка и создавая расширение внешнего пространства.Чтобы соответствовать климату внутри штата Сан-Паулу, где температура повышается почти каждый день в году, в проекте использовалась традиционная народная архитектура вместе с бразильским модернизмом. В гостиной имеется перекрестная вентиляция, что значительно снижает внутреннюю температуру. Остальные комнаты защищены деревянными панелями muxarabi (или musharrabiya), размещенными на раздвижных дверях, которые фильтруют солнце без удаления вентиляции.
Empresa de Desarrollo Urbano (Штаб-квартира компании городского развития
Медельин, Колумбия
Построенный на месте бывшей штаб-квартиры EDU в парке Сан-Антонио, проект призван служить эталоном для экологичных общественных зданий в Медельине, воплощая в себе мантру «создать это дыхание». Перфорированная внешняя оболочка состоит из из высококачественных сборных элементов создает внутренний солнечный дымоход для освежения внешнего холодного воздуха.Используемые материалы создают контроль тепловой массы и термодинамические концепции — выпуклость и тепловые силы — которые создают воздушные потоки в рабочих помещениях.
Stepping Park House / VTN Architects
Хошимин, Вьетнам
Текстовое описание предоставлено архитекторами. Из-за обширных парков, прилегающих к участку, дом действует как продолжение окружающей его среды, интегрируя зелень парка в интерьер дома. Большая пустота была создана путем разрезания объема через три этажа в диагональном направлении секции.Пустота включает в себя как элементы циркуляции, так и природные элементы, такие как растения и деревья, обеспечивая отдельные комнаты дополнительным естественным освещением. Пустота, открывающаяся по диагонали вверх, обеспечивает естественную вентиляцию помещения за счет эффекта дымохода. Таким образом сводится к минимуму использование кондиционеров.
Фермерский детский сад / VTN Architects
Бьенхоа, Вьетнам
Текстовое описание предоставлено архитекторами. Участившиеся засухи, наводнения и засоление наносят ущерб запасам продовольствия, в то время как многочисленные мотоциклы вызывают ежедневные заторы и загрязнение воздуха в городах. Быстрая урбанизация лишает вьетнамских детей зеленых земель и игровых площадок, а значит, и отношений с природой. Фермерский детский сад — это вызов, чтобы противостоять этим проблемам. Зеленая крыша представляет собой форму тройного кольца, нарисованную одним штрихом, которая окружает три внутренних двора как безопасные игровые площадки. Здание представляет собой сплошную узкую полосу с двумя открывающимися боковыми окнами, которые обеспечивают максимальную поперечную вентиляцию и естественное освещение.Кроме того, комплексно применяются архитектурные и механические методы энергосбережения, включая, помимо прочего: зеленую крышу в качестве изоляции, зеленый фасад в качестве затенения и солнечное нагревание воды. В результате детский сад работает без кондиционеров в классных комнатах, несмотря на то, что он расположен в суровом тропическом климате.
Ресторан Ведана / VTN Architects
Вьетнам
Текстовое описание предоставлено архитекторами. Ресторан Vedana расположен на окраине Cuc Phuong, леса, расположенного у подножия гор и разнообразной растительности. Он является частью генерального плана Vedana Resort. Трехскатная круглая крыша площадью 1050 кв. М состоит из двух уложенных друг на друга кольцевых крыш и куполообразной крыши, отделенной световыми лентами соответственно. Ресторан стратегически расположен рядом с искусственным озером, которое функционирует как естественный кондиционер. Использование озера имеет важное значение в связи с жаркой и влажной погодой летом в коммуне Кук-Фыонг, в частности, и в северном Вьетнаме в целом.
Многоэтажный дом / студия Lotus
Нью-Дели, Индия
Текстовое описание предоставлено архитекторами. Дневной свет, вентиляция, взаимосвязь и конфиденциальность определяют дизайн этого дома, который находится в густой части района Анклав Панчшил в Нью-Дели. Команда взяла на себя задачу создать просторное, освещенное днем святилище, которое оставалось бы естественным, и все комнаты перекрестно вентилировались в течение дня, несмотря на ограниченные условия на территории.Чтобы еще больше способствовать вентиляции и распространению естественного света в жилых помещениях, линейная лестница, соединяющая все этажи, была размещена вдоль южного фасада, благодаря чему он получает самый низкий уровень освещения, а на юге был создан небольшой освещенный небом двор. -восточный угол сайта.
Джалал-Абад Вилла / Хаджм.э. Сабз
Джалал-Абад, Иран
Текстовое описание предоставлено архитекторами. Это здание расположено в сельской местности на окраине Исфахана. Были предприняты попытки улучшить местные методы строительства, используя систему пассивной вентиляции и обучая местного подрядчика строить это здание. Это пространство спроектировано таким образом, чтобы иметь возможность соединяться с увеличенной перголой, чтобы обеспечить тень на открытом воздухе и защитить главный фасад от сильного солнечного света. В здании есть типичный иранский барсук-ветроколес, на котором достаточно высоты, чтобы разместить резервуар для воды.Кроме того, это традиционный пассивный способ вентиляции здания (как показано на схеме). Традиционный кирпич, используемый в качестве материала основных стен на внешнем и внутреннем фасаде с изоляционным слоем между ними. Использование ветряных башен в качестве пассивной техники для летней вентиляции и восстановление традиционного подхода к иранским зданиям — еще одна особенность строительства.
Технологическая школа Лааюна / Саад Эль-Каббадж + Дрисс Кеттани + Мохамед Амин Сиана
Сафи, Марокко
Текстовое описание предоставлено архитекторами. Различные здания фрагментированы, чтобы обеспечить максимальную естественную вентиляцию и освещение, и соединены множеством внешних дорожек, площадей, крытых площадей, минеральных садов, чтобы справедливо усилить это представление о городской среде. Архитектурная лексика сплошная, геометрическая и играет с контрастом охры-экстерьера и внутреннего света. Используются различные средства защиты от солнца: бриз-солей, двойная кожа, защищенные проходы и т. Д.Используемые материалы сведены к минимуму, чтобы подчеркнуть абстракцию и согласованность в целом, отвечая требованиям устойчивости и простоты обслуживания.
Вентиляционные башни для Northern Link / Rundquist Arkitekter
Стокгольм, Швеция
Текстовое описание предоставлено архитекторами. Функция вышек — вентиляция воздуха из транспортного туннеля Northern Link и снижение уровня выбросов на его въездах.Конструкция высотой 20 м имеет форму супертреугольника, который поворачивается вверх вдоль своей оси. Внутренняя геометрия и структура помогают оптимизировать поток отработанного воздуха; большее пространство на изгибе башни и наверху, где треугольные секции шире, снижает сопротивление воздуха на выходе. Функция вышек — отводить загрязненный воздух внутри транспортных туннелей Northern Link для снижения уровня выбросов на въездах в туннель. Подземный канал соединяет каждый туннель с соответствующей башней.Вентиляторы канала были спроектированы таким образом, чтобы создать определенный воздушный поток через вентиляционные башни, чтобы выбросы на порталах туннелей были достаточно низкими. Внутренняя геометрия и структура башни влияют на сопротивление выходящему воздуху и, следовательно, на воздушный поток. Башни оптимизированы для гармоничного функционирования с архитектурной формой.
Вытяжные башни. ImageРесурсы:
Эта статья является частью раздела ArchDaily: Автоматизация в архитектуре. Каждый месяц мы подробно изучаем тему с помощью статей, интервью, новостей и проектов. Узнайте больше о наших ежемесячных темах. Как всегда, в ArchDaily мы приветствуем вклад наших читателей; если вы хотите отправить статью или проект, свяжитесь с нами.
Подробнее об активных и пассивных системах вентиляции и охлаждения
2.4.2 Механическая вентиляция
В системах механической вентиляции для направления воздушного потока в здании используются электрические вентиляторы.Механическая вентиляция может обеспечивать постоянную скорость воздухообмена независимо от внешних погодных условий, но она использует электричество и обычно не может изменить скорость вентиляции, поскольку потребность меняется в течение дня и года.
Существует несколько вариантов, как показано на Рисунке 2.4.1. Системы с приточным и вытяжным воздухом можно комбинировать с устройством рекуперации тепла, которое рекуперирует (повторно использует) тепло вытяжного воздуха, которое в противном случае было бы потеряно. До 90% энергии можно «повторно использовать».
Во многих странах Северной Европы стандартным решением становится оснащение новостроек с механической вентиляцией с рекуперацией тепла для удовлетворения текущих потребностей в энергии.Это очень энергоэффективное решение для отопительного (зимнего) сезона. Однако в летний сезон можно сэкономить электроэнергию для работы вентиляторов, используя естественную вентиляцию. Системы с переключением между естественной и механической вентиляцией называются гибридными системами вентиляции.
Механическая вентиляция требует регулярной замены фильтров. Грязные фильтры являются источником загрязнения воздуха в помещении и ухудшают качество воздуха в помещении, что, в свою очередь, снижает работоспособность людей, находящихся в здании, и увеличивает распространенность симптомов SBS (Wargocki et al., 2002; Бекё, 2009).
Было обнаружено, что симптомы SBS чаще возникают в зданиях с кондиционированием воздуха, чем в зданиях с естественной вентиляцией (Wargocki et al., 2002). Если система механической вентиляции с рекуперацией тепла должна работать энергоэффективно, здание должно быть полностью герметичным. В противном случае значительная часть вентиляции будет поступать от инфильтрации в обход теплообменника. Таким образом, механическая вентиляция с рекуперацией тепла часто не является энергоэффективным решением для существующих зданий — если они не сделаны более герметичными.
Системы механической вентиляции могут быть центральными или децентрализованными. Центральные системы имеют один центральный блок с приточным и вытяжным вентиляторами; если в системе есть рекуперация тепла, блок рекуперации тепла входит в состав центрального блока. Вентиляционные каналы устанавливаются от агрегата в большинство комнат дома. Децентральная вентиляция не использует воздуховоды; вместо этого в отдельных комнатах дома устанавливаются небольшие агрегаты, которые могут включать рекуперацию тепла. Такая система имеет то преимущество, что не требует места для воздуховодов.
Консультации — Инженер по подбору | Естественная вентиляция: кто, что, когда, где, почему и как
Как уже известно большинству инженеров HVAC, в сфере обслуживания зданий основное внимание уделяется энергоэффективности, при этом значительные меры по сокращению выбросов заложены в модельные энергетические кодексы, такие как ASHRAE 90.1-2010. В сочетании с задачей «Архитектура 2030», принятой в настоящее время Американским институтом архитекторов и Конференцией мэров США, движение к решениям с нулевым потреблением энергии к 2030 году потребует значительного сокращения энергопотребления по сравнению с обычным бизнесом.
Это часто побуждает проектные группы рассматривать использование естественной вентиляции в качестве метода компенсации охлаждения на основе хладагента в течение определенного периода времени. Важно помнить, что естественная вентиляция — это лишь одна из многих концепций проектирования с низким энергопотреблением в арсенале инженеров, и, скорее всего, она имеет наибольшие ограничения в отношении ее применимости.
Признавая, что проектные группы рассматривают естественную вентиляцию в большем количестве, эта статья представляет собой обзор ряда практических вопросов, которые необходимо серьезно решить до и во время проектирования схем естественной и / или смешанной вентиляции.Статья условно разделена на три основные категории вопросов:
- Кто и что : В этом разделе обобщены основные источники знаний, связанных с естественной вентиляцией, и дан краткий обзор ключевых определений, относящихся к этой части области.
- Когда и где : В этом разделе представлены результаты исследования по анализу климата, в котором отображается процент времени, в течение которого естественная вентиляция может быть полезен в качестве альтернативного источника охлаждения, и перечислены основные проблемы, ограничивающие использование естественной вентиляции.
- Почему и как : В этом разделе описывается, почему схемы естественной вентиляции могут применяться в разных контекстах (и почему это не так) и как они обычно конфигурируются.
Кто и что
Преобладающим экспертом в области естественной вентиляции в США является доктор Гейл Брейгер из Центра искусственной среды Калифорнийского университета в Беркли. Ее полевые исследования привели к разработке стандарта адаптивного комфорта, который включен в стандарт ASHRAE Standard 55.Команда Калифорнийского университета в Беркли поддерживает веб-сайт с доступной для поиска базой данных зданий с естественной вентиляцией и смешанным режимом, а также с тематическими исследованиями и отчетами о текущих исследованиях в этой области.
Согласно ASHRAE Fundamentals 2009 г., «Естественная вентиляция — это поток наружного воздуха, вызываемый ветром и тепловым давлением через преднамеренные отверстия в каркасе здания». Раздел 6.4 стандарта ASHRAE 62.1-2010 устанавливает размеры и конфигурации проемов, необходимые для определения зоны как естественно вентилируемой, и советует, что системы механической вентиляции должны присутствовать в сочетании с системами естественной вентиляции, за исключением случаев, когда предусмотрена спроектированная система естественной вентиляции. или в безусловной зоне есть постоянно открытые проемы в течение всего времени ожидаемой занятости.
Наконец, стандарт ASHRAE 55-2010 устанавливает ограничения доступа людей и температуры на использование расширенного диапазона допустимых температур для определения комфорта при естественном кондиционировании (т. Е. Естественная вентиляция, которая контролируется людьми для регулирования тепловых условий в помещении ). Этот расширенный допустимый диапазон температур в помещении известен как адаптивная модель комфорта, которая была разработана на основе 21 000 точек данных эмпирических полевых измерений в зданиях с естественной вентиляцией.Похоже, что это происходит на основе комбинации усмотрения обитателей в одежде, физиологических эффектов и психологических факторов, с когнитивным признанием ограничения температуры источника охлаждения, частично влияющим на подсознательные ожидания от внутренней среды.
Часто бывает, что свободный приток наружного воздуха сам по себе не может удовлетворить тепловые потребности помещения. В этих ситуациях многие разработчики применяют стратегию смешанного (или гибридного) режима для постепенного увеличения возможного количества охлаждения за счет постоянно увеличивающейся интенсивности использования энергии.Например, в помещении может измениться потребность в обогреве ранним утром до прекрасной утренней температуры, которая заставляет жильцов открывать окна и наслаждаться свежим воздухом. Когда после обеда становится жарко, могут включиться потолочные вентиляторы или неохлаждаемая система механической вентиляции, чтобы обеспечить комфорт пассажирам. Когда день становится настолько жарким, что эти меры оказываются безуспешными, большинство систем со смешанным режимом возвращается к состоянию либо традиционного кондиционирования воздуха, либо схемы, в которой используется лучистое охлаждение в сочетании с ограниченным количеством естественной вентиляции.По мере того, как наступает день, экономия энергии может быть увеличена за счет наблюдения за падением температуры наружного воздуха и поощрения жителей открывать пространство как можно скорее.
Как указано в руководстве ASHRAE Handbook Fundamentals, экономайзеры на стороне воздуха технически могут рассматриваться как гибридная схема управления вентиляцией. Преимущество естественной вентиляции перед большинством схем экономайзера состоит в том, что можно сэкономить как энергию вентилятора, так и энергию охлаждения, а ее недостатком является отсутствие фильтрации и естественные колебания температур, влажности и давления в помещении.
Когда и где
Ключевые вопросы, которые всегда возникают в отношении естественной вентиляции или естественного кондиционирования, — это когда и где их можно использовать; эти вопросы обычно изначально касаются местного качества наружного воздуха и местного климата.
Недостатком схемы естественного кондиционирования является то, что на наружном оконном проеме редко устанавливается сажевый фильтр. Любые загрязнители, присутствующие на открытом воздухе, по определению, присутствуют, по крайней мере, в тех же концентрациях в помещении с естественной вентиляцией.Чтобы понять, какие загрязняющие вещества могут присутствовать на открытом воздухе в соответствии с ASHRAE 62.1, проектировщик должен вместе с владельцем ознакомиться с картами Агентства по охране окружающей среды США, показывающими состояние «достижения» или «недостижения» национальных стандартов качества окружающего воздуха для контролируемых загрязняющих веществ и сравните их с действующими стандартами Управления по охране труда и технике безопасности. В дополнение к этим опубликованным данным для муниципалитета проектировщик должен определить любые необычные источники загрязнения рядом с участком (нефтеперерабатывающие заводы, промышленные предприятия, основные автомагистрали, свалки или зоны сбора мусора и т. Д.)) и оценить качество воздуха путем тестирования, если это необходимо для обеспечения стандартов здоровья. Кроме того, проектировщик и разработчик должны оценить потребности пользователей / арендаторов, особенно в отношении людей с аллергией или повышенной чувствительностью, которым может потребоваться размещение в закрытом пространстве с более традиционной внутренней средой с фильтрами и кондиционированием воздуха в условиях американцев с ограниченными возможностями. Требования закона.
Второй основной набор критериев в этой категории связан с климатом, в котором находится проект.Хотя многие стандарты ASHRAE ограничивают использование естественной вентиляции исключительно в некондиционных помещениях, рекомендаций по правильному использованию естественной вентиляции в смешанной конфигурации мало. Хотя эмпирические правила для ранней оценки могут быть пересмотрены на предмет общей применимости, каждый инженер должен понимать уникальные климатические характеристики объекта, прежде чем применять схему, основанную на естественной вентиляции для охлаждения.
В Соединенных Штатах относительно немного мест, где одна только естественная вентиляция могла бы поддерживать комфорт человека, как показано на Рисунке 1.На этом рисунке показан анализ, который подсчитывает количество часов в типичном метеорологическом году, которые попадают в психрометрические состояния, подходящие для естественной обусловленности. Следует отметить, что города были выбраны в качестве представителей для типичных пронумерованных климатических зон ASHRAE 90.1-2010, разработанных Бриггсом и др., Чтобы обеспечить эквивалентную применимость на основе климата к другим руководящим документам, опубликованным ASHRAE.
Один из наиболее часто используемых подходов смешанного режима называется «переключением», который обычно уместен, если условия наружного воздуха подходят для естественной вентиляции только в течение некоторого времени года.Ключевой вопрос, связанный с конкретным проектом при таком подходе, заключается в том, есть ли достаточное количество часов в году, чтобы оправдать затраты на дополнительную работающую оконную систему сверх первоначальной стоимости системы HVAC в базовом здании. За исключением областей с более чем 30% часов отложенного охлаждения, только годовая экономия энергии редко дает достаточно короткий период окупаемости, чтобы иметь заметную экономическую выгоду.
Тем не менее, работающие окна часто являются желаемым удовольствием, и могут быть другие движущие силы, помимо энергии, чтобы задействовать эту стратегию проектирования.Поэтому важно понимать, когда именно и в зависимости от сезона можно будет использовать открытые окна. На рисунке 2 для тех же климатических зон ASHRAE показан процент часов в четырех типичных месяцах, в течение которых возможна естественная вентиляция или естественное кондиционирование. В большинстве климатических зон есть возможность смены типов систем как минимум на один сезон в году.
На картах ниже показаны те же самые данные с географическим разбросом, с перекрестными ссылками на среднесуточную температуру.Следует отметить, что географические и местные топографические особенности сильно влияют на потенциал естественной вентиляции данного участка. Веб-сайт с данными о погоде EnergyPlus содержит файлы * .epw для более чем 1100 мест в США и Канаде, поэтому разработчикам настоятельно рекомендуется определить местный потенциал естественной кондиционирования конкретного участка, проверив количество часов в целевом диапазоне 60. до 80 F и относительной влажности (RH) от 0% до 70% в часы работы установки.
Помимо климата, также важно оценить, есть ли на территории проекта доступ к движущемуся воздуху. В некоторых местах в центре города, где преобладающие ветры отводятся от целых строительных блоков, иногда невозможно получить движение воздуха вокруг самого здания, тем более через отверстия в фасаде. Точно так же полезно анализировать данные * .epw, чтобы понять преобладающие ветровые условия, чтобы можно было просмотреть и отрегулировать массив строений для эффективного улавливания естественного ветра.Наконец, важно определить в среднеэтажных и многоэтажных зданиях в условиях сильного ветра, каковы будут эффекты в помещении при открывании окон даже при трещине, поскольку скорость значительно увеличивается с высотой.
Дополнительным фактором, который часто возникает в схемах естественной вентиляции, является проблема проникновения шума от окружающих дорог или соседних зданий. Первое, с чем следует согласиться, это то, что уличный шум в городских условиях пробивается через любой проем в стене.В недавнем исследовании акустических измерений офисного помещения в центре Нью-Йорка измерения шума на расстоянии 3 футов от открытых окон в сочетании с опросами жителей показали, что внутренняя шумовая среда может поддерживать хорошую разборчивость речи, несмотря на измеренное усиление шума от движения. Каждый раз, когда рассматривается естественная вентиляция, целесообразно оценивать потенциальное проникновение шума снаружи, чтобы понять, не повлияет ли повышенный фоновый шум в помещении на концентрацию людей.Часто повышение уровня транспортного шума компенсируется устранением типичного шума системы HVAC в режиме естественной вентиляции. Кроме того, также необходимо понимать культурные ожидания жителей, связанные с фоновым шумом, создаваемым соседями, и конфиденциальностью речи всякий раз, когда предлагаются какие-либо схемы естественной вентиляции всего здания. В одном из недавних проектов динамики для генератора белого шума были интегрированы в осветительные приборы, чтобы добавить маскирующий шум и обеспечить конфиденциальность речи, поскольку существовала возможность отражения звука от каждой кабины от бетонных потолочных плит здания (что были оставлены открытыми для включения теплового охлаждения массы).
После того, как было принято решение о том, что качество наружного воздуха и климата позволяет поддерживать естественную вентиляцию, последний вопрос, связанный с тем, когда и где находится этот тип помещения. Необходимо позаботиться о том, чтобы качество воздуха в помещении и стандарты очистки соответствовали нормам естественной вентиляции — чувствительное электронное оборудование, хрупкие предметы искусства или музыкальные инструменты, или пациенты с респираторной недостаточностью, вероятно, не должны лечиться с помощью схем естественной вентиляции из-за обоих проблемы с твердыми частицами и влажностью.Точно так же области здания, требующие плотного давления или взаимосвязи направления потока (например, лаборатории), не будут выполнять свою функцию защиты людей в естественно вентилируемом пространстве. Наконец, для проектировщика крайне важно четко сформулировать и спрогнозировать диапазон температуры и влажности в помещении, чтобы его можно было обсудить с арендаторами и любым из их связанных союзов.
По мнению автора, профессиональный инженер несет ответственность за обеспечение динамического теплопереноса и анализ моделирования комфорта с целью прогнозирования вероятных диапазонов температур, ожидаемых в помещении.Эти данные должны быть переданы сначала первоначальному инвестору / застройщику простым и прозрачным способом, а затем путем обучения арендаторов, чтобы было четко понятно, что статистически говоря, будут дни и часы, в течение которых естественно вентилируемые области в здании будет превышен традиционный верхний предел температуры кондиционируемого воздуха в помещении. Точно так же в системах со смешанным режимом абсолютно необходимо рассчитать и указать «время выхода» из режима естественной вентиляции в режим с полностью кондиционированным воздухом, а также записать последовательность операций управления, чтобы сообщить жильцам, когда пришло время. чтобы начать закрывать окна, особенно в более влажном климате.
Один аспект, о котором люди часто забывают, заключается в том, что естественное кондиционирование предполагает наличие достаточного охлаждающего воздушного потока снаружи для поглощения тепла, генерируемого в помещении. Для проектировщика важно использовать обычные расчеты конвективной теплопередачи, чтобы определить, какая скорость воздухообмена требуется для достижения заданной температуры в помещении (даже с адаптивной моделью комфорта). Большинству клиентов будет интересно сравнить потерю комфорта с потенциальной экономией энергии и потенциальными первыми затратами.
Например, в недавнем проекте был проведен анализ стоимости жизненного цикла для оценки добавления системы кондиционирования воздуха с охлажденной водой на кухню в помещении с естественной вентиляцией и вторичным лучистым охлаждением. В результатах указаны первые затраты, годовая экономия энергии, процент дневных часов выше 70 F / 74 F / 78 F и количество баллов LEED Совета по экологическому строительству США, достигнутых за счет смоделированной экономии энергии для каждого из вариантов конструкции. В конце концов было определено, что в зонах общественного питания не только потребуется высокий уровень фильтрации, но также неприемлемо, чтобы постоянные сотрудники, работающие над горячими поверхностями для приготовления пищи, были вынуждены совершать дальнейшие изменения максимальной температуры, тогда как учащиеся, ведущие малоподвижный образ жизни в обеденных зонах, не пострадают от более широкого диапазона температур и могут оценить открытую атмосферу, которую принесет естественное вентилируемое пространство.
Почему и как
Часто причины, помимо экономии энергии, являются движущими силами для схем естественной вентиляции. Для группы проектировщиков крайне важно понять, предусмотрены ли отверстия для естественной вентиляции для удобства обитателей или они должны быть такого размера и размещения, чтобы обеспечивать значительный отвод тепла из помещения. Относительные размеры и распределение отверстий между этими двумя подходами сильно различаются.
Как отмечалось в определении естественной вентиляции и связанных с ней уравнений из Руководства ASHRAE — Основы, существует два основных физических механизма, которые управляют потоком между отверстиями с разным давлением. Механизмы обычно имеют следующие типичные конфигурации:
- Локальные эффекты тепловой плавучести: обычно проявляются как односторонняя вентиляция, которая обычно применяется на уровне дискретной зоны периметра. Это особенно эффективно, если предусмотрены отверстия высокого и низкого уровня (рис. 4d) или если предусмотрено одно высокое отверстие для двустороннего потока (рис. 4c).Эта конфигурация может быть эффективной, даже если зона не открыта для всей плиты пола, но внутренние зоны обычно по-прежнему требуют систем механической вентиляции.
- Эффекты тепловой плавучести всего здания: обычно это включает использование осветительных колодцев, дымоходов или атриумов для создания эффекта стека по высоте здания, достаточного для создания потока воздуха по периметру, через внутренние пространства и в зону стека большого объема. от которого тепло покидает здание.Эти схемы обычно должны иметь инженерное проектирование и анализ, а также иметь некоторый уровень автоматизированной работы, так как на верхних уровнях могут возникнуть неблагоприятные эффекты в отношении обратного распространения тепла с высоким уровнем в занятые помещения. Кроме того, эти системы редко могут изолировать воздействие ветра от воздействия плавучести. Поэтому необходимо внимательно изучить, что происходит в тихий день, когда в помещении недостаточно тепла для движения потока, и что происходит в ветреный день, когда эффекты тепловой плавучести пренебрежимо малы по сравнению с давлением ветра.
- Поперечная вентиляция всего здания: для этого обычно требуется относительно неглубокая плита перекрытия в направлении преобладающего ветрового потока. Если нет преобладания сильного ветра, то схема откатной конструкции имеет тенденцию задействовать предсердия и дымоходы с ветроуловителями или другими контрольными устройствами, которые используют эффект Вентури для создания создаваемого скоростью всасывающего давления в верхней части объема воздуха. Проблемы, которые необходимо решить с помощью инженерных и аналитических решений, включают контроль скорости и направления воздушного потока в занимаемом пространстве.
Когда естественная вентиляция сочетается с дополнительным охлаждением, обычно используются следующие определения:
- Переключаемая вентиляция в смешанном режиме: В этой схеме механическое охлаждение и естественная вентиляция будут обслуживать одно и то же помещение, но в разное время в течение года. Этот тип конфигурации в первую очередь использует сезонные результаты приведенного выше анализа климата и обычно запускается, полагаясь на выбор человека или отслеживая температуру наружного воздуха, в зависимости от сложности системы.В целом, поддержание простоты этих систем, но предоставление пользователям обратной связи о соответствующем взаимодействии с фасадом здания является полезным. В некоторых недавних схемах используется система «красный / зеленый свет» (рис. 4a), чтобы напоминать пользователям, что наружный воздух достаточно прохладен, чтобы открывать окна, в то время как другие используют электронную почту или текстовые сообщения для предоставления аналогичной информации. Обычно оконные переключатели включаются в схемы переключения, особенно когда люди открывают и закрывают окна, чтобы обеспечить экономию энергии.Точно так же моторизованные окна, которые открываются в зависимости от температуры наружного воздуха, могут быть уместны в переходных зонах с общей занятостью (вестибюли, атриумы, обеденные зоны, конференц-залы и т. Д.), Поскольку в зонах, не принадлежащих постоянному владельцу, как правило, отсутствует активное участие жителей с окнами. если только базовое условие при входе не считается неадекватным. Системы воздушного охлаждения подходят для переключаемых систем смешанного режима, поскольку система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха работает в режиме включения / выключения, и риск кондиционирования воздуха на открытом воздухе меньше по сравнению с другими типами вентиляции со смешанным режимом.
- Параллельная вентиляция в смешанном режиме: В этой схеме механическое охлаждение и естественная вентиляция будут обслуживать одно и то же пространство одновременно. Этот тип конфигурации чаще всего включает в себя лучистое охлаждение или обогрев в качестве дополнительной теплопередачи в пространстве для обеспечения комфорта человека. Лучистое охлаждение (рис. 4b) имеет преимущества по сравнению с системами воздушного охлаждения в параллельном режиме, поскольку оно экономит энергию вентилятора и ограничивает потери энергии, связанные с разбавлением охлаждающего воздуха воздухом снаружи.Благодаря лучистому охлаждению как преимущественно независимому механизму теплопередачи по сравнению с конвективным охлаждением через «ветер по коже», в помещении может быть разрешено повышение температуры по сухому термометру до 80 F или выше, при этом происходит поглощение лучистого тепла из-за на искусственно пониженную среднюю лучистую температуру, тем самым снижая воспринимаемую температуру.
- Зонированная вентиляция со смешанным режимом: в этой схеме механическое охлаждение обеспечивается для определенных помещений, в то время как в других помещениях в том же здании вентиляция осуществляется естественной.Эта схема часто используется с глубокими плитами перекрытия, поскольку естественная вентиляция имеет ограниченное применение только в зонах периметра глубиной около 20 футов, которые имеют прямой доступ к оконным проемам. Кроме того, часто существуют зоны с высокой тепловой нагрузкой, такие как серверные или конференц-залы с высокой плотностью посетителей, или классные комнаты, в которых невозможно обеспечить достаточное охлаждение только из-за температуры наружного воздуха. Эти схемы должны быть осторожны, чтобы избежать неблагоприятного воздействия на энергопотребляющие системы HVAC внутреннего пространства из-за колебаний давления в естественно вентилируемых зонах.Кроме того, в некоторых схемах используется алгоритм сброса температуры для внутренних систем HVAC, чтобы избежать чрезмерных различий в воспринимаемой температуре между зонами с естественной вентиляцией и зонами с постоянным кондиционированием воздуха.
При разработке схемы естественной вентиляции важно также учитывать следующие вопросы этапа строительства:
- Спецификация ответственности на оконные элементы
- Конструктивность и согласование в торговле оконных элементов, содержащих моторизованные устройства и переключатели управления
- Предоставление детализированной последовательности операций управления при использовании приводов окон с электроприводом из-за незнания подрядчиком нестандартного устройства кондиционирования воздуха
- Ввод в эксплуатацию систем естественной вентиляции, включая подтверждение скорости и направления воздушного потока, а также схемы температурной стратификации по сравнению с первоначальным замыслом проекта
- Обучение жильцов их роли в оформлении фасада для достижения собственного комфорта.
В этой статье предпринята попытка обобщить ключевые аспекты, которые необходимо изучить при рассмотрении схемы естественной вентиляции или смешанного режима, с особым упором на использование климатических данных при оценке потенциала естественного кондиционирования по сезонам и климатическим зонам. Поскольку дизайнеры понимают применимость этого устаревшего метода проектирования в сочетании с новыми дополнительными подходами к смешанному режиму, возможно, станет возможным компенсировать некоторую часть использования энергии, связанной с кондиционированием воздуха в помещениях.То, сколько энергии можно сэкономить, конечно, уникально для каждого отдельного проекта в зависимости от объема периметра, предлагаемой конструкции естественной вентиляции и климатических ограничений. Тем не менее, есть надежда, что презентация этого консолидированного материала будет полезна дизайнерам, рассматривающим возможность естественной вентиляции.
МакКонахи — руководитель офиса Arup в Лос-Анджелесе. Она специализируется на машиностроении и консалтинге в области устойчивого развития. Она является членом Инженер-консультант Редакционно-консультативный совет .
Список литературы
[1] Стандарт ANSI / ASHRAE / IES 90.1-2010, Энергетический стандарт для зданий, кроме малоэтажных жилых домов. Атланта: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха.
[2] https://architecture2030.org
[3] Брагер Г. и Р. де Дир. «Стандарт естественной вентиляции», журнал ASHRAE, октябрь 2000 г.
[4] Стандарт ANSI / ASHRAE 55-2010, Тепловые условия окружающей среды для проживания человека.Атланта: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха.
[5] Центр искусственной среды Калифорнийского университета в Беркли, веб-сайт смешанного режима: https://www.cbe.berkeley.edu/mixedmode/index.html
[6] Справочник по основам ASHRAE, издание I-P. Атланта: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха.
[7] Стандарт ANSI / ASHRAE 62.1-2010. Вентиляция для обеспечения приемлемого качества воздуха в помещении. Атланта: Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха.
[8] https://www.epa.gov/air/oaqps/greenbk/
[9] https://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/cfm/weather_data.cfm
[10] Бриггс, Р.С., Р.Г. Лукас и З. Тейлор. 2003. Климатическая классификация для кодексов и стандартов энергопотребления зданий: Часть 1 — Процесс разработки. Транзакция ASHRAE 109 (1): 109-121.
[11] https://cdo.ncdc.noaa.gov/cgi-bin/climaps/climaps.pl для карт средней температуры в фоновом режиме
[12] Филдс, С.Д. и Дж.Digerness. Критерии акустического проектирования для зданий с естественной вентиляцией. Парижская конференция Acoustics ’08.
[13] Макконахи, Э. «В поисках правильного сочетания», журнал ASHRAE, сентябрь 2008 г.
10 советов по естественной вентиляции в вашем доме
Одним из наиболее практичных и эффективных способов обеспечения устойчивости и экологичности жизни даже в городской среде является естественная вентиляция.Что такое естественная вентиляция? Проще говоря, естественная вентиляция — это метод подачи свежего наружного воздуха в жилые помещения без использования кондиционеров и других типов устройств с механическим приводом. Другой термин, связанный с естественной вентиляцией, — «пассивное охлаждение», который относится к конструкциям, в которых не используется сложное или сложное механическое оборудование для создания комфортных условий в интерьере здания. Хороший и простой пример — строительство больших открытых окон в доме вместо установки кондиционеров.
Вот 10 простых способов использования естественной вентиляции вне зависимости от того, спланировано ли ваше здание или дом уже сейчас, или вы находитесь на стадии планирования.
Для домов, спроектированных:
1. Почвенные покрытия. Покройте тротуары и прилегающую территорию травой или другими материалами с низкой теплопоглощающей способностью. Например, если вы выберете траву, тепло, удерживаемое в земле, будет минимальным. Это очень помогает направлять прохладный воздух в ваш дом или здание.
2. Земляные курганы. Земляные курганы — удивительный пример биомимикрии, концепции циркуляции воздуха в которых заимствованы из курганов насекомых и чернохвостых луговых собачек. Их можно добавить в ландшафт вашего дома / сада / двора, чтобы улучшить циркуляцию воздуха, особенно в летние месяцы.
3. Водные элементы. Как и во многих восточных пейзажах и домашнем дизайне, вода является важным элементом. Фонтаны, бассейны или плавательные бассейны могут действовать как переходные пространства, где воздух естественным образом охлаждается перед прохождением через помещения.
4. Мебель из лозы или бамбука. Эти материалы могут способствовать хорошей циркуляции воздуха благодаря своей воздушной конструкции и низкой теплоотдаче. Плетение и бамбук идеально подходят для улицы, но также отлично подходят для дома.
5. Частое открывание окон. Это может показаться легкой задачей, но многие люди редко открывают окна в своих домах по разным причинам, от шума до пыли и соображений безопасности. Это снижает потребность в электрических вентиляторах или других системах охлаждения, и в зависимости от того, где вы живете, свежий воздух также может улучшить качество воздуха в помещении.
Для новостройки:
1.Высота окна. Установка окон высотой не менее 3,6 футов способствует движению воздуха в помещении, а также снижает тепловую нагрузку на потолки.
2. Дефлекторы ветра / воздуха. Они могут быть расположены горизонтально или вертикально для перенаправления воздушного потока и могут быть установлены в виде выступов, жалюзи или планок и должны быть размещены на более высоком уровне для перенаправления движения воздуха.
3. Столбики. Clerestories не только обеспечивают естественное освещение, но также могут улучшить движение воздуха.Поскольку известно, что горячий воздух поднимается вверх, фонарь может действовать как вентиляционное отверстие и пространство для накопления горячего воздуха.
4. Ориентация окна . Окна должны быть расположены на северной и южной сторонах для оптимальной перекрестной вентиляции, если это не мешает эстетическим видам. Это способствует естественному бризу и хорошей вентиляции помещений, особенно в летние месяцы.
5. Переходные пространства. Обозначьте корты, балконы, атриумы и другие открытые пространства, способствующие циркуляции воздуха.
Преимущества естественной вентиляции неоспоримы. Значительно снижаются затраты на энергию, улучшается качество воздуха и сводятся к минимуму выбросы химических веществ в воздух кондиционерами или другими механическими устройствами. В целом, использование естественной вентиляции в вашем доме может оказать огромное положительное влияние на его жителей, само здание и окружающую среду.
Источник изображения: Изображение 1
Естественная вентиляция: подача свежего воздуха в коммерческие здания
Все изображения любезно предоставлены компанией Bilco Майклом П.Toohey
До сих пор профессионалам-проектировщикам приходилось полагаться на добавление готовых приводов к стандартным окнам, чтобы обеспечить автоматическую естественную вентиляцию в здании. Поскольку это единственное доступное решение, возникло несколько проблем.
Эти стандартные продукты часто поставляются двумя разными производителями, поэтому их интеграция и правильная совместная работа могут оказаться сложной задачей. Кроме того, эти компоненты, как правило, не тестируются на совместную работу в сборе, поэтому их долговечность является проблемой.
В этой статье обсуждается история вентиляции, описываются ее принципы и сравнивается с механической вентиляцией. Рассмотренные вопросы необходимо учитывать при выборе отдельного окна и привода по сравнению с интегрированной системой естественной вентиляции; в нем также рассматриваются варианты, доступные для естественной вентиляции.
История вентиляции
Вентиляция — процесс подачи и удаления воздуха через внутреннее пространство — может осуществляться естественным или механическим способом.В доме принципы естественной вентиляции обычно применяются, просто открывая окна, чтобы впустить свежий воздух и прохладный ветерок. Механическая вентиляция регулируется регулировкой термостата для обеспечения обогрева или кондиционирования воздуха в соответствии с требуемой температурой в помещении.
Однако редко можно найти коммерческое здание с открывающимися окнами для естественной вентиляции,
, поэтому обычно мало контроля над климатом в рабочей среде. Большинство рабочих либо адаптируются к условиям, либо будут жаловаться кому-то, у кого все под контролем.Обычно единственный способ действия — отрегулировать термостат.
Иглу, вигвамы, римские атриумы и персидские ветрозащитные устройства — все это прошлые примеры того, как естественный поток воздуха использовался для управления микроклиматом в помещении или просто для удаления дыма и дыма.
Предполагается, что первый пример механической вентиляции был разработан в 1500-х годах на Ближнем Востоке, когда движение воздуха осуществлялось слугами, тянущими веревки, прикрепленные к подвешенным к потолку рамам, покрытым холстом.В 1700-х годах Джон Теофил Десагюльерс изобрел лопаточный вентилятор, который использовал центробежную силу для удаления застоявшегося воздуха из шахт; позже, в результате промышленной революции, системы механической вентиляции стали использоваться в больших зданиях, таких как здание парламента Великобритании. По мере развития механических систем жительница Нового Орлеана Шайлер Уиллер в 1882 году изобрела первый электрический вентилятор. Этот прорыв в области механической вентиляции привел, пожалуй, к самым драматическим последствиям. В 1902 году Уиллис Кэрриер разработал первую систему кондиционирования воздуха, навсегда изменившую внутреннюю среду и уменьшив потребность в естественной вентиляции в коммерческих зданиях.
Сегодня естественная вентиляция активно возвращается в коммерческие здания. Под влиянием таких факторов, как высокие затраты на электроэнергию, нездоровая среда в помещении и необходимость защиты экосистемы, естественная вентиляция становится все более популярным методом управления средой внутри помещений.
Системы естественной вентиляции используют ветер и тепло для создания комфортной и здоровой внутренней среды с оптимальными уровнями температуры и влажности и хорошим качеством воздуха в помещении (IAQ). Системы полагаются на автоматически открывающиеся и закрывающиеся вентиляторы и могут варьироваться от простого переключателя открытия / закрытия до полностью интегрированной системы управления энергопотреблением с датчиками углекислого газа, температуры и погоды, а также элементами управления для взаимодействия с системой климат-контроля в здании. Как работает естественная вентиляция
Плавучесть и воздушный поток являются двумя основными движущими силами естественной вентиляции здания. Под плавучестью понимается принцип, согласно которому менее плотный горячий воздух будет подниматься внутри здания по мере поступления более холодного воздуха. Это зависит от разницы температур между внутренним и наружным воздухом и использует вытяжную вентиляцию, когда поднимающийся теплый воздух выходит из конструкции, создавая эффект вакуума, который втягивает более холодный наружный воздух снизу. Когда ветер или бриз попадают в естественный вентилятор, этот воздушный поток в сочетании с эффектом плавучести создает циркуляцию внутри здания, что приводит к более прохладной и комфортной среде.Воздушный поток также может создавать перекрестную вентиляцию — процесс, при котором наружный воздух направляется ветром в вентиляторы на одной стороне здания, вытесняя внутренний воздух с другой стороны.
Как при поперечной, так и при вытяжной вентиляции не должно быть значительной разницы между температурой в помещении и на улице. Простое движение воздуха значительно повысит комфорт пассажиров благодаря принципам теплопередачи и испарительного охлаждения.
Естественная вентиляция имеет ряд преимуществ по сравнению с автономной системой механической вентиляции.С точки зрения стоимости, система климат-контроля с использованием естественной вентиляции потребует меньшей и менее дорогой механической системы. Меньшие механические системы также требуют меньше энергии; это в сочетании с минимальным энергопотреблением автоматических естественных вентиляторов обеспечивает дополнительную экономию. Кроме того, можно снизить эксплуатационные расходы здания, поскольку естественные вентиляторы не требуют значительного обслуживания, особенно по сравнению с более крупными механическими системами.
Тот факт, что естественная вентиляция потребляет меньше энергии, также обеспечивает экологические преимущества, так как снижение потребления энергии снижает выбросы углеводородов.Естественные вентиляторы также практически не влияют на окружающую среду. В отличие от механических систем, они не выделяют тепла и мало шумят, поэтому практически не оказывают негативного воздействия на условия в помещении.
Помимо снижения стоимости и уменьшения воздействия на окружающую среду, естественная вентиляция также помогает справиться с синдромом больного здания (SBS). Этот вредный для здоровья эффект возникает, когда в здании циркулирует недостаточно свежего воздуха, чтобы вытеснить воздух, содержащий чрезмерное количество углекислого газа (CO 2 ), плесени, грибка или других загрязнителей.И Национальный совет по безопасности США (NSC), и Канадский центр гигиены и безопасности труда (CCOHS) определили недостаточное поступление наружного воздуха как частую причину проблем с качеством воздуха в помещениях (IAQ). В Соединенном Королевстве Национальная служба здравоохранения (NHS) заявила, что «наибольшему риску подвергаются офисные работники в современных зданиях без открывающихся окон и с механической вентиляцией или кондиционированием воздуха».