Типы вентиляционных систем: подробный обзор различных вариантов организации вентиляции

Вентиляционная система играет ключевую роль в обеспечении качественного воздухообмена в помещениях, ведь она позволяет удалить излишнюю влагу, тепло и вредные компоненты из воздуха. Ее наличие является одним из основных условий, способствующих комфортным условиям жизни.

Отсутствие вентиляции в помещении может отрицательно сказываться на здоровье людей, создавая идеальные условия для размножения грибков и образование конденсата из-за недостатка воздухообмена.

В этом разделе мы рассмотрим основные типы вентиляционных систем и принципы их функционирования.

Классификация вентиляционных систем

Вентиляционные системы можно классифицировать по различным критериям:

• по методу подачи воздуха;
• по назначению;
• по методу воздухообмена;
• по конструктивным особенностям.

Выбор типа вентиляции производится на стадии проектирования здания, принимая во внимание экономические и технические аспекты, а также санитарные требования.

Типы вентиляционных систем по методу подачи воздуха

В зависимости от способов подачи и извлечения воздуха можно выделить три основных категории вентиляции:

• естественная;
• механическая;
• смешанная.

Проектирование воздушных систем выполняется в том случае, если предлагаемый вариант обеспечивает соблюдение норм воздухообмена.

Если естественная вентиляция не отвечает санитарным требованиям, то выбирается механическая система, которая обеспечивает более активное движение воздуха.

Предназначение вентиляционных систем — обеспечить приток свежего воздуха и удалить использованный. Если естественная система не справляется с нагрузкой, то дополнительно используют механическую вентиляцию.

Эффективные системы вентилирования создают комфортные условия для жителей и выводят из закрытых помещений опасные для материалов испарения, что значительно увеличивает срок службы конструкций.

Для производственных помещений в пищевой, химической и перерабатывающей отраслях установка сертифицированных вентиляционных систем является обязательной.

В многоквартирных домах с водяным отоплением чаще всего используются естественные системы, а с паровым отоплением — механические или комбинированные, обычно с централизованными коробами для фильтрации и подогрева.

При проектировании загородных домов с печным и каминным отоплением необходимо учитывать, что в таких помещениях может присутствовать только естественная вентиляция.

В старых многоквартирных домах, использующих свободное поступление воздуха через щели в окнах и дверях, вытяжные вентиляторы устанавливаются в ванных комнатах, туалетах и совмещенных санузлах. При необходимости усиления вытяжного потока устанавливаются вентиляторы, и система становится смешанной, сочетая естественный приток и механический отвод.

Кухни в частных домах и многоэтажках часто оснащаются вытяжными системами, что также делает их вентиляцию комбинированной. К комбинированным системам относятся как вытяжки, которые выходят в вентиляционные шахты, так и рециркуляционные системы, которые фильтруют воздух и возвращают его в помещение.

Если двери и окна затрудняют естественный воздухообмен, как в случае с окнами из ПВХ, устанавливаются приточные клапаны, как с вентилятором, так и без него.

Строительство вентиляционных систем

Если есть возможность частично использовать естественную вентиляцию в дополнение к механической, проектируют смешанную систему. В жилых помещениях приток воздуха происходит через окна, а вытяжные устройства располагаются на кухне и в санитарных узлах. Это создает необходимость в хорошем воздухообмене между различными зонами.

Смешанная вентиляция используется, когда естественная не может быть единственной опцией. Для обеспечения качественного воздухообмена в сильно загрязненных помещениях необходимо внедрение механической вентиляции.

Классификация по предназначению

По назначению выделяются рабочие и аварийные вентиляционные системы. Первые обеспечивают постоянный комфорт, тогда как вторые активизируются только в случае отключения первых и при возникновении экстренных ситуаций, когда нарушается нормальный режим жизни.

Это может включать неожиданные сбои, приводящие к загрязнению воздуха токсичными парами, газами или другими опасными веществами.

Виды вентиляционных систем для различных типах помещений значительно схожи. Изучив все доступные варианты и оценив их плюсы и минусы, можно выбрать наиболее подходящее решение для конкретного здания.

Аварийная вентиляция ориентирована не на подачу свежего воздуха, а на удаление загрязненного, предотвращая распространение опасных веществ по помещению.

Классификация по воздухообмену

Согласно этому критерию, выделяются общеобменные и местные системы вентиляции. Общеобменная вентиляция предназначена для обеспечения всего объемного пространства достаточным воздухообменом и поддержания необходимых критериев воздуха, включая вывод излишков влаги и тепла. Воздухообмен в таких системах может быть организован как в канальном, так и в бесканальном формате.

Общеобменная приточная вентиляция помогает снизить концентрацию вредных веществ после работы местной и общей вытяжной вентиляции.

Местная вентиляция обеспечивает чистым воздухом определенные зоны и удаляет загрязненный именно оттуда, где он образуется, и чаще всего устанавливается в крупных помещениях с небольшим количеством работников, осуществляя воздухообмен только на рабочих местах.

Разделение по конструктивному исполнению

По конструктивным характеристикам вентиляционные системы делятся на канальные и бесканальные. Канальные системы состоят из разветвленной сети, включающей воздуховоды для транспортировки воздуха. Их установка целесообразна в крупных помещениях.

Отсутствие каналов делает систему бесканальной, примером которой служит стандартный вентилятор. Существуют два вида бесканальных систем: потолочные и расположенные под полом. Бесканальные системы проще в установке и требуют меньше энергоресурсов.

Естественная вентиляция помещений

При естественной вентиляции движение воздуха осуществляется самостоятельно без постороннего вмешательства благодаря:

• разнице температур внутри и снаружи здания;
• разнице давлений между помещением и вытяжкой на крыше;
• воздействию ветра.

Это самый простой из типов вентиляционных систем. Он требует минимальных затрат на оборудование, однако его надежность не всегда гарантирована, так как эффективность зависит от факторов, не поддающихся контролю.

Системы могут быть организованными и неорганизованными. Регулируемая система функционирует с помощью аэрации или дефлекторов. Аэрация — это общеобменный процесс, в котором воздух поступает и уходит через открытые окна и вентиляционные шахты.

Инфильтрация, наоборот, неуправляемая и происходит за счет вхождения воздуха через щели в конструкциях.

Несмотря на прогресс в технологиях, естественная вентиляция продолжает применяться и в современных строениях благодаря своей простоте и отсутствию эксплуатационных затрат. Однако следует учитывать, что она зависима от условий окружающей среды и может столкнуться с проблемой, известной как «опрокидывание тяги», когда воздушные потоки меняют направление и начинают движение обратно.

В производственных помещениях аэрация используется в процессах, где происходит значительное выделение тепла. Использование ее возможно, если уровень вредных выбросов в приточном воздухе составляет менее 30% от предельно допустимой концентрации непосредственно в зонах их образования.

Аэрация не применяется, если воздух, поступающий в помещение, требует предварительной обработки, или если риску возникновения конденсата или тумана из-за притока наружного воздуха. За счет аэрации происходит многократный воздухообмен при минимальных затратах энергии, что является ее основным преимуществом.

Принцип работы систем с естественным движением воздушных масс основывается на различии температур и давлений:

• Ключевые характеристики компонентов вентиляционных систем естественного типа учитываются на этапе проектирования здания. В отличие от механических систем, их корректировка после завершения строительства может быть затруднительной.
• Вытяжные отверстия располагаются в самых высоких точках, позволяя воздушным массам вытесняться вверх.
• Приточные отверстия размещаются в нижней части помещений, зачастую на цоколе здания. Разряжение, возникшее из-за вытяжки, быстро заполняется свежим воздухом с улицы.

Для обеспечения движения воздуха к вытяжному отверстию в квартире или доме, двери оборудуются вентиляционными решетками. В ситуации, когда решетка отсутствует, расстояние от пола до нижней кромки двери должно составлять 1-1,5 см.

Существует два типа естественной вентиляции: канальная и бесканальная. Канальные системы встречаются чаще, тогда как вытяжные используются реже, как показано на фото.

При отсутствии движения воздуха, когда приток недостаточен или вытяжка не функционирует, на окнах может образовываться конденсат. При нормальном функционировании системы он должен испаряться.

Факторы, препятствующие воздушному движению в системах естественной вентиляции, могут включать забитые вытяжные каналы или недостаток притока. Это также часто наблюдается в жаркую погоду, когда в помещении прохладнее, чем на улице.

Для простейшего контроля работы естественной вентиляции можно прикрепить лист бумаги к вытяжной решетке. Если он не удерживается на месте, следует предпринять меры для восстановления нормального воздухообмена.

Характеристики механической вентиляции

Механическая вентиляционная система, использующая дополнительные устройства для подачи и удаления воздуха на большое расстояние, называется принудительной или искусственной вентиляцией.

Данный вид вентиляции применяется как в промышленных процессах, так и для создания комфортного микроклимата для человека.

Одним из простых и удобных устройств для удаления отработанного воздуха из ванных комнат, кухонь и санузлов является система с автоматическим микропроцессором:

Для компактной вытяжной системы каналы создаются во время черновых работ и ведутся либо в вентиляционную шахту, либо на холодный чердак, закрываясь с внутренней стороны фальш-потолками.

После установки фальш-потолка к вентиляционному каналу подключается вентилятор с интегрированным процессором.

Умное устройство вентилятора скрыто под защитной декоративной накладкой, которая не мешает ему реагировать на изменения в состоянии воздуха.

Под накладкой располагается панель управления, которая позволяет легко выбрать наиболее подходящий режим работы для пользователей.

Механическая вентиляция и ее особенности

В отличие от естественной, механическая вентиляция полностью независима от внешних условий и находится под контролем. Обрабатываемый воздух, подаваемый в помещение, соответствует всем стандартам, в то время как выбросы очищаются до необходимого уровня перед их выходом в атмосферу.

В механической системе используются различные устройства и оборудование, такие как автоматика, вентиляторы, пылеулавливатели, обогреватели и электродвигатели, что приводит к высокому потреблению электроэнергии.

Преимуществом механической вентиляционной системы является возможность оптимального распределения воздуха, направляя его к конкретной зоне и улавливая вредные выбросы непосредственно у источника их формирования.

Однако установка и эксплуатация механической вентиляции требуют значительных финансовых затрат. Для максимального использования преимуществ системы необходимо регулярно очищать каналы и заменять фильтры.

В случае установки вентиляционного фильтра с функцией рекуперации тепла, необходимо заранее переходить на летний режим перед началом жаркого периода, иначе зимний фильтр может ухудшить эффективность вентиляции.

Механическая вентиляция может быть местной или общеобменной, причем последняя реализуется в двух вариантах: канальном и бесканальном. В канальной системе происходит замещение воздуха с использованием вентиляторов, например, осевых или центробежных, а также эжекторных установок.

На промышленных объектах чаще используют эжекторные установки, особенно в зонах с высоким риском взрыва, так как обычные вентиляторы могут представлять опасность в случае неисправности. Их устанавливают в системах притока и вытяжки.

Общеобменная вентиляция с механическим приводом

Системы с механическим приводом могут быть как для притока, так и для вытяжки. Приточная вентиляция иногда интегрируется с центральным отоплением.

Воздухоприемники в таких системах могут быть представлены отверстиями в ограждающих конструкциях здания или отдельной установкой шахты. При установке за пределами строения шахта-воздухоприемник располагается выше уровня земли или на крыше.

Схема размещения воздухозаборников может включать их в ограждающей конструкции (а), рядом с внешней стеной (б) или на кровле (в). Вытяжные каналы и шахты необходимо утеплять снаружи, чтобы зимой избежать образования наледи.

Выбор конструкции и расположения воздухоприемников зависит от требований к чистоте наружного воздуха и архитектурных особенностей здания. Низ проема для поступления чистого воздуха должен находиться как минимум в 2 метрах от поверхности земли, а в зеленых зонах — на 1 метре. Запрещается размещать наружные воздухоприемники в местах с вредными выбросами.

Воздушные массы поступают в шахту через вентилятор. Охлажденный или увлажненный воздух проходит через калорифер и попадает внутрь через воздуховоды с отверстиями.

Подача воздуха может осуществляться также через ответвления с насадками, направляющими притоки. Объем воздухопотока регулируется шиберами или клапанами в ответвлениях.

Механическая местная вентиляция приточного типа

Местная механическая вентиляция, функционирующая на ограниченной территории, называется воздушным душированием. Используется она в рабочих зонах с интенсивным лучистым теплом, превышающим 300 ккал/ч, или в ситуациях с выделениями токсинов, которые нельзя удалить с помощью обычной вытяжки.

Душирующие установки могут быть стационарными или мобильными. Первые обеспечивают рабочие места чистым воздухом, беря его непосредственно из помещения. Иногда в распыляемую воздушную массу добавляется вода, капли которой служат дополнительным охлаждением для человека. Вторые устанавливаются для подачи внешнего воздуха, который может быть предварительно обработан.

Вытяжная общеобменная вентиляция

Основной задачей вытяжной вентиляции является удаление использованного воздуха из помещения. Это достигается за счет создания разрежения, что открывает доступ свежему воздуху извне или от соседних помещений.

Конструкция вытяжной вентиляции включает очистительные устройства (1), вентиляторы (2) и воздуховоды — центральные (3) и отсасывающие (4). Если существует только вытяжная вентиляция, давление в помещении падает ниже уровней в соседних комнатах или снаружи.

При проектировании общеобменной вытяжки для производственных помещений важно, чтобы загрязненный воздух удалялся прямо из источника его образования, не загрязняя при этом площади с чистым воздухом, такими как биолаборатории и опасные цехи.

Механическая приточно-вытяжная вентиляция

Основу приточно-вытяжной вентиляции составляют два встречных воздушных потока. Она может состоять из двух отдельных систем — приточной и вытяжной, или из одного блока, который включает все необходимые компоненты для обоих процессов.

При наличии двух отдельных систем — это разомкнутая система, которая работает без рециркуляции. Если же система замкнута, то воздух рециркулирует.

Сistem с рециркуляцией позволяет экономить энергию на охлаждение и нагрев воздуха, поскольку нагревается лишь свежий воздух, поступающий извне. Удаляемый воздух возвращается в помещение после смешивания с 10-15% свежего воздуха.

Такую вентиляцию можно установить в местах, где нет опасных загрязняющих факторов. В регионах с холодным климатом замкнутая система может быть менее эффективной, так как рециркуляционные и наружные воздушные массы не смешиваются должным образом.

Аварийная механическая вентиляция

Для случаев возникновения аварийных ситуаций устанавливается специальная аварийная вентиляция, которая, как правило, является вытяжной. Эта система монтируется в помещениях, где есть риск утечки взрывоопасных паров или газов, и в таких ситуациях используют взрывозащищенные и искрозащищенные вентиляторы.

В осевом взрывобезопасном вентиляторе предусмотрен двигатель, защищённый взрывонепроницаемой оболочкой, который установлен таким образом, чтобы его можно было быстро заменить при необходимости.

Некоторые опасные вещества невозможно удалить с помощью вентиляторов, и в таких случаях в систему добавляется эжектор. Аварийное отключение вентиляции должно осуществляться автоматически при остановке основной системы. Проемы, предназначенные для удаления загрязняется воздуха, нужно открывать дистанционно.

Воздуховоды и решетки, используемые для вывода, располагаются в тех местах, где имеется высокая вероятность скопления опасных веществ. Проемы, через которые воздух удаляется в экстренном порядке, не должны располагаться в зонах с постоянным нахождением людей. Также на трубах и шахтах аварийной вентиляционной системы нельзя устанавливать зонты.

Выбросы, осуществляемые в атмосферу в экстренных ситуациях, должны максимально рассеиваться, чтобы предотвратить их попадание в замкнутые участки вокруг здания. ПДК контролируется с помощью газоанализаторов, соответствующим образом откалиброванных.

Противодымовая вентиляция

Главная задача противодымовой вентиляции — быстро удалить дым из помещений или зданий, остановить его распространение и тем самым обеспечить безопасность людей во время эвакуации.

На изображении представлена схема работы противодымовой вентиляции. Она устанавливается в дополнение к основной системе, чтобы гарантировать эвакуацию людей в случае пожара и предотвратить распространение дыма.

Такая вентиляция устанавливается в местах, где большое количество людей не может получить достаточный приток воздуха естественным способом, таких как лифты, лестницы и закрытые коридоры. Основой работы противодымовой вентиляции является приточно-вытяжная система.

Каналы и мощные вентиляторы, входящие в состав системы, обладают высокой огнестойкостью и устойчивы к деформациям под воздействием высоких температур.

Система включает два типа клапанов: противодымовые и огнесдерживающие, а также крепкие экраны и двери, которые не пропускают газ и дым.

Для безопасности во время эвакуации в проект противодымовой вентиляции разработано два способа управления: автоматический и дистанционный ручной.

В системе обязательны уведомляющие элементы о пожаре:

• извещатели, которые при срабатывании автоматически открывают вытяжные вентиляторы и дымовые клапаны;
• сигнал «Пожар» на центральном пульте;
• вручную активируемая противодымовая вентиляция.

Дымовыводящие клапаны располагаются равномерно под потолком, их площадь охвата не должна превышать 900 м². Система разделяется на секции, и помимо люков и клапанов, также включает дымососы.

Она не только удаляет дым, но и устраняет угарный газ и мелкие частицы, образующиеся при горении. Более подробно о процессе установки системы дымоудаления можно узнать из данного материала.

Заключительные выводы и полезное видео на тему

Это видео — своего рода вводный курс по вентиляции. Здесь подробно обсуждаются основные аспекты вентиляции и рассматриваются все важные вопросы, касающиеся правильного проектирования:

Мастер-класс по установке вентиляционной системы:

Как руководители предприятий, так и частные застройщики должны осознавать, что от надежности вентиляции зависит благополучие тех, за кого они ответственны. Порой на кону оказывается жизнь людей, поэтому экономить на этом нельзя.

Если у вас есть вопросы по статье, вы заметили какие-то ошибки или хотите поделиться ценным опытом с нашими читателями, оставляйте комментарии и участвуйте в обсуждениях.