Циркуляция воздуха: понятие, виды, режим, принцип проветривания и система движения воздуха

Правильно спроектированная вентиляция обеспечивает интенсивный воздухообмен, который дает свои преимущества и летом, и зимой. Приточно-вытяжные коммуникации сегодня в основном базируются на силовом оборудовании, но и канальная сеть движения потоков имеет большое значение. Направления, по которым осуществляется циркуляция воздуха, продумываются с учетом технических условий создания шахт, а также требований к санитарному фону и микроклимату.

Понятие воздухообмена

В ходе эксплуатации квартир и домов замкнутая среда помещений неизбежно создает условия для развития негативных биологических процессов. Для исключения данного фактора необходимо своевременное обновление воздуха. Удаление загрязненных или отработанных воздушных масс и приток свежего воздуха – это залог оптимального санитарно-гигиенического состояния помещения. Также система циркуляции воздуха может служить в качестве средства температурно-влажностных показателей, но это задачи второстепенного порядка.

Итак, воздухообмен – это процесс, характеризующий работу вентиляционной системы в условиях закрытого помещения. Его можно представить и как расширенную инфраструктуру с разветвленной сетью каналов, по которым циркулируют воздушные потоки, и в качестве ограниченной системы, обеспечивающей прямой выход потоков из помещения на улицу.

Естественная циркуляция потоков воздуха

Создать сеть воздуховодов – это одно дело, а другое – заставить воздушные массы циркулировать по ним. Причем не просто перемещаться, а двигаться в нужном направлении и с достаточной скоростью. По умолчанию используется принцип естественного перемещения воздуха через вертикальные каналы. Работают такие системы на принципе движения теплого воздуха, который поднимается в условиях достаточной разницы температур на улице и в доме. Влияние на воздухообмен может оказывать и ветер, регулируя силу тяги.

Но, на этом возможности таких сетей не заканчиваются. К примеру, естественная циркуляция воздуха в условиях квартиры скорее будет ориентироваться на работу приточных отверстий в стенах или окнах, так как вертикальные каналы вентиляции в многоквартирных домах предусматриваются редко. Если же прямого выхода через боковые отверстия нет в силу повышенной герметизации проемов, организуется система перехода от горизонтальных каналов к общим вертикальным шахтам.

В соответствии со стандартами, эффективная работа естественной вентиляции возможна при 12 °C в условиях, когда нет ветра. Конечно, на практике ожидать постоянной поддержки заданного температурного режима невозможно, поэтому используются те или иные средства регуляции силы тяги. Ее можно корректировать через окна, вентиляторы и приточно-вытяжные установки.

Принудительная циркуляция воздушных потоков

По мере наращивания количества механических устройств в системе воздуховода, движение воздуха все больше будет соответствовать принципам принудительного проветривания. Циркуляция в данном случае стимулируется оборудованием (в основном вентиляторами), которое может рассредоточиваться в самых разных конфигурациях. Выделяют три модели принудительной циркуляции воздуха:

• Вытяжная – предполагает вывод отработанного воздуха из помещения.
• Приточная – направляет в помещение уличные воздушные потоки.
• Приточно-вытяжная – как минимум, работает по двум каналам, которые выполняют двухстороннюю циркуляцию.

В бытовых условиях при эксплуатации жилых помещений можно обходиться приточными и вытяжными системами. Разве что кухни, ванные комнаты и технические помещения потребуют создания полной рециркуляционной инфраструктуры.

Что лучше – естественное или принудительное движение воздуха?

Выбор концепции устройства воздухообмена определяется конкретными условиями эксплуатации помещения. При этом следует учитывать достоинства каждой системы. В частности, к плюсам естественной вентиляции относят:

• Недорогая инфраструктура, доступная в построении для частных домовладельцев.
• Отсутствие механики избавляет от регулярного техобслуживания и прокладки линий электроснабжения.
• Отсутствуют расходы на содержание. Достаточно периодически прочищать каналы, что требует минимальных вложений и усилий.
• Отсутствие шума из-за работающего вентилятора.

Получается простая система, которая отличается удобством в эксплуатации, но в то же время она дает скромный эффект с точки зрения работы вентиляции.

Теперь можно рассмотреть плюсы от принудительной системы циркуляции воздуха:

• Независимо от внешних условий может обеспечивать достаточный объем проветривания.
• Кроме циркуляции как таковой, позволяет выполнять функции охлаждения, нагрева и фильтрации воздушных масс.
• Возможность организации системы теплообмена предполагает практически бесплатный нагрев поступающих масс.

Недостатки принудительного воздухообмена обусловлены сложностями в монтаже и обслуживании вентиляционного оборудования, которое к тому же потребует дополнительного пространства для установки.

Почему может не работать воздухообмен?

В большинстве случаев для небольших частных домов проектируется естественная вентиляция с тягой, которая формируется при движении через вентиляционные каналы по вертикали. Проблемы работы таких систем связаны с тепловой модернизацией помещений. Она выполняется в целях энергосбережения на зимнее время, когда встает вопрос экономии тепла. Практически это может выражаться в установке пластиковых стеклопакетов, герметизации щелей и дымоходов. В итоге преграждаются пути естественной вентиляции. Решить проблему циркуляции воздуха в помещениях без увеличения затрат на отопление поможет принцип рекуперации. Он реализуется за счет установки вентиляционных блоков с металлическими пластинами, передающими тепло от выходящих масс вновь поступающему воздуху.

Принцип проветривания

Это разновидность систем микровентиляции, которая предполагает вывод воздуха по кратчайшим путям. Например, это может быть прямой воздухоотвод из кухни или санузла. При этом в отличие от окон или других точек естественной циркуляции, современный принцип проветривания предполагает возможность регулирования потоков. Данные манипуляции могут осуществляться как вручную, так и посредством автоматики. Второй вариант оказывается более предпочтительным, так как способствует формированию микроклимата, близкого к естественному. Например, в квартире циркуляция воздуха по принципу автоматического проветривания может основываться на изменении показателя давления. Система учитывает скорость ветра, направляя в помещение оптимальный поток воздуха. Благодаря этому исключается переохлаждение и в целом устанавливается комфортный температурно-влажностный баланс.

Режимы циркуляции воздуха – приток и отвод

И естественная, и принудительная система воздухообмена может работать как в двух режимах по отдельности, так и в качестве приточно-вытяжной. Оба направления циркуляции должны рассчитываться по отдельности. Например, в оценке оптимальных объемов притока берется во внимание правило, согласно которому за 1 час должно производиться полное обновление воздуха. То есть в помещении с объемом 50 м3 за 1 час система вентиляции должна подать не менее 50 м3. Есть и другой подход к расчету объемов притока, который основывается на количестве людей в помещении. Так, режим циркуляции воздуха в доме будет рассчитываться исходя из того, что на каждого живущего в нем человека должно приходиться минимум 20 м3 уличного воздуха, поступающего каждый час. Что касается отвода, то этот режим особенно важен для технических и санитарно-гигиенических помещений. Чтобы в доме не возникало избыточное давление или разряжение, объем вывода должен соответствовать количеству нагнетаемых масс.

Техническая организация системы воздухообмена

Существуют разные концепции и принципы обустройства систем вентиляции и проветривания. В самом оптимизированном варианте это будет комплекс решеток с прямыми каналами воздухоотвода, обеспечивающими поступление уличного воздуха. Стандартные же системы домашней циркуляции воздуха предполагают организации горизонтальных и вертикальных шахт. Данная инфраструктура выполняется с помощью металлических или пластиковых воздуховодов разного сечения. Это могут быть прямоугольные и круглые, гибкие и жесткие конструкции, которые обычно монтируются по принципам скрытой установки.

Заключение

Как показывает практика, проектирование систем вентиляции на ранних этапах разработки общего проекта дома в дальнейшем обеспечивает более широкие возможности для решения задачи обновления воздуха в помещениях. Дело в том, что эффективность циркуляции воздуха определяется не только вентиляционной инфраструктурой, но и планировкой жилья, а также примененными на этапе строительства изоляционными материалами. Например, комплексное утепление стен и потолков понижает воздухообмен, ухудшая тем самым и качество воздуха. Локально исправить положение позволяют средства микровентиляции, но и для них нужна будет тщательно продуманная схема расположения точек притока и отвода.