Як зробити природну вентиляцію у будинку

Якщо у вас є свій будинок, то логічно що у вас виникає бажання, щоб він був затишним та комфортним для життя. Після того, як на стіні наклеєна остання смуга шпалер та прикручена остання розетка, ви відчуєте полегшення від завершення ремонтних робіт. Однак, важливо усвідомлювати, що окрім електрики, водопостачання, опалення та каналізації потрібно подбати про створення повітрообміну у всіх приміщеннях для запобігання накопичування вологи, летючих речовин від будівельних матеріалів та для надходження у будинок свіжого повітря.

Звісно, краще створити механічну припливно-витяжну вентиляцію, тому що це найбільш технологічне, ефективне та сучасне рішення з погляду створення повітрообміну у житлових приміщеннях. Така система має достатньо багато переваг, але має два вагомих недоліки для власника будинку: достатньо висока вартість та складні монтажні роботи, які вимагають прокладання повітроводів, що своєю чергою збільшує перший недолік.

Вентиляція у будинку потрібна і ви звернули увагу на таке рішення, як природна вентиляція. Вона має переваги та недоліки, але це найпростіший та дешевий метод повітрообміну, який виконує головне завдання — він працює. В цій статті ми розкажемо, як краще її створити, як підвищити її ефективність, на що звернути увагу та розглянемо типову схему такого рішення. 

Як працює природна вентиляція

 Основний принцип природної вентиляції полягає у створенні шляхів для руху повітря. У вашому будинку для цього зроблені витяжні отвори у приміщеннях кухні, туалету, ванній кімнаті, підвалі та інших кімнатах. Вони під'єднані до вентиляційної шахти, яка виконує роль витяжної системи. Вікна, двері, вентиляційні шахти та спеціальні вентиляційні пасивні пристрої допомагають організувати природний повітрообмін.

Коли температура зовні відрізняється від температури всередині будинку, виникає природна тяга. Тепле повітря, що підіймається вгору, затягується через вентиляційні отвори та виходить у вентиляційну шахту будинку, а холодніше повітря ззовні заходить через вікна або отвори в припливних клапанах. Також важливим аспектом є різниця висот між витяжними отворами, де повітря затягується у шахту, та точкою викиду повітря назовні. Чим більша ця різниця, тим сильніший ефект природної тяги, що сприяє кращій вентиляції приміщень.

Такий тип вентиляції дуже популярний у котеджах країн Північної Європи та Північної Америки. У цих регіонах помірний та холодний клімат, що створює різницю температур зовні та всередині будинку та забезпечує ефективність повітрообміну. Монтаж її дуже простий, не вимагає великих капітальних вкладень та електроенергії. Тому у каркасних будинках це найпопулярніший варіант вентиляції в цих регіонах.

Ваше завдання створити ці вентиляційні шляхи. Якщо ви подивитися на малюнок, то ви побачите, що для роботи такої системи потрібно два чинники: повітря повинно видалятися та заміщатися свіжим з вулиці. Видалення з приміщень у вас буде відбуватися через вентиляційні отвори у шахті, а потрібно також подбати про надходження свіжого повітря. Якщо не буде такого надходження, то ніякого видалення повітря бути не може. Це те ж саме, як запалити свічку в банці та закрити її зверху кришкою. Свічка спочатку горітиме, але незабаром згасне, тому що закінчиться кисень. Точно так само без припливу свіжого повітря, видалення відпрацьованого повітря з приміщення стане неможливим, і вентиляційна система перестане виконувати свою функцію.

Розрахунок природної вентиляції

Для того, щоб ваша витяжна природна вентиляція працювала ефективно, необхідно виконати розрахунок перетину вентиляційної шахти. Розкажемо про основні правила та наведемо приклад розрахунку.

Для різних груп приміщень потрібно використовувати окремі канали, які виходять угору та викидають повітря на вулицю. Це запобігає перехресному забрудненню повітря між приміщеннями. Наприклад, повітря з туалету або ванної кімнати не потраплятиме в житлові приміщення. Витяжні канали з туалету та ванної кімнати можна об'єднати в одну шахту. Канал з кухні бажано виконати окремим. Канали з житлових кімнат можна об'єднати в один. 

Вентиляційні шахти бажано виконувати таким чином, щоб кількість поворотів була мінімальною. Це впливає на ефективність вентиляції та знижує аеродинамічний опір.

Який перетин вибрати

Для кожного приміщення розраховується свій перетин шахти. Коли ви з'єднуєте витяжні канали в одну шахту, то виконуєте правило додавання: перетин шахти буде дорівнювати сумі перетинів всіх каналів. Тобто канали з житлових кімнат можна об'єднати в одну шахту, канали з ванної та туалетів у свою вентиляційну шахту й так далі.

Приклад розрахунку

Необхідно спочатку розрахувати кількість повітря, яка має видалятися з приміщень. Швидкість повітря у витяжних каналах повинна бути в діапазоні 1-2 м/сек. Знаючи ці параметри, ви зможете розрахувати переріз повітроводів.

Ось рекомендовані значення кратності повітрообміну для різних приміщень:

• Спальні: 1-2 рази на годину, але не менше ніж 30 м³/год на 1 людину
• Вітальні: 1-2 рази на годину, але не менше ніж 20 м³/год на 1 людину
• Кухні: 6-8 разів на годину, але не менше ніж 90 м³/год, якщо встановлена газова плита
• Ванна кімната: 9-10 разів на годину, але не менше ніж 25 м³/год
• Туалет: 10-12 разів на годину, але не менше ніж 25 м³/год
• Підвал: 3-5 разів на годину

Зробимо розрахунок перетину витяжних каналів.

Формула для розрахунку перетину

Перетин = Обсяг повітрообміну (м³/год) / (Швидкість повітря (м/с) x 3600)

Спальня. Для однієї людини потрібно 30 м³/год. Наприклад, для спальні на двох людей:

Обсяг повітрообміну = 2 людини х 30 м³/год = 60 м³/год

Перетин = 60 / (2 х 3600) = 0,0083 м²

Кухня. Кратність повітрообміну 8 разів за годину. Припустимо, площа кухні 10 м², а висота стелі 2.5 м:

Об'єм = 10 м² х 2,5 м=25 м³

Витрата повітря = 25 м³ х 8 = 200 м³/год

Перетин = 200 / (2 х 3600) = 0,0278 м²

Порівнюємо це значення з мінімальним 90 м³/год для кухні та бачимо, що показник 200 м³/год більше.

Ванна кімната. Кратність повітрообміну 9 разів за годину. Припустимо, площа ванної кімнати 5 м², а висота стелі 2.5 м.

Об'єм = 5 м² х 2,5 м = 12,5 м³

Витрата повітря = 12,5 м³ х 9 = 112,5 м³/год

Потрібний перетин = 112,5 / (2х3600) = 0,0156 м²

Туалет.  Кратність повітрообміну 10 разів за годину. Припустимо, площа туалету 2 м², а висота стелі 2.5 м:

Об'єм = 2 х 2,5 = 5 м³

Обсяг повітрообміну = 5 х 10 = 50 м³/год

Перетин = 50 / (2*3600) = 0,006944 м²

Тут ми згадуємо, що канал з ванної кімнати та туалету можна об'єднати в одну шахту, тому перетин цієї шахти буде

0,0156 м² + 0,006944 м² = 0,022544 м²

Таким чином, ми робимо розрахунок для кожної кімнати, де будуть встановлені вентиляційні шахти. Якщо приміщення відносяться до однієї групи за призначенням (житлові кімнати, ванна кімната й туалет та інші), то канали з них можна з'єднувати в одну вентиляційну шахту.

Як підібрати необхідний розмір вентиляційної шахти по перетину

По таблицях нижче ви порівнюєте необхідний перетин вентиляційної шахти та розмір каналу, який має такий же перетин або трохи більше. 

Круглі вентиляційні шахти

Прямокутні вентиляційні шахти

Яку встановити решітку на витяжку

Вентиляційна решітка повинна бути розміром більше, ніж отвір вентиляційної шахти. Її перетин повинен бути не менше ніж, той який ви розрахували для каналу з приміщення. Оскільки швидкість повітря на решітці має бути не більше ніж 2 м/с, то ці значення перетину будуть однакові. Але розміри каналу та розміри решітки з одним перетином будуть різні, тому що у решітки є направляючі або ламелі, які зменшують перетин.

Коли ви замовляєте решітку, то виробник завжди вказує це значення або у своєму каталозі, сайті чи на упаковці.

Решітки є накладні або з фланцями. Накладні решітку дуже просто монтуються на поверхню стіни, вони просто прикладаються до поверхні та саморізами кріпляться. Вентиляційні решітки з фланцями вставляються у підготовлений отвір у стіні під цей фланець. Монтаж тут більш включає кілька додаткових кроків:  Отвір у стіні повинен бути точно розміром під фланець решітки. Після вставлення решітки у підготовлений отвір, фланець допомагає утримувати її на місці. Додатково решітка може фіксуватися за допомогою саморізів, це залежить від конструкції решітки.

Вибір між накладними решітками та решітками з фланцями залежить від конкретних вимог до монтажу та естетичного вигляду.

Створення припливу повітря 

Ми повертаємося до другого важливого чинника природної вентиляції - створення припливу повітря. Оскільки ми розглядаємо тільки пасивну вентиляцію, то шляхів тут може бути два: тримати вікна трохи привідкритими або встановити припливні клапани у вікна або стіни.

Ці два способи будуть ефективними для повітрообміну, але між ними є різниця у використання. Розглянемо їх.

Відкриті вікна

Це найдоступніший та безплатний метод, який не потребує взагалі ніяких вкладень та витрат. Вікна легко відкрити, є стандартні режими провітрювання у виробників вікон або спеціальні кріплення для такого використання. З недоліків відмітимо, що для ефективного та постійного повітрообміну у приміщеннях потрібно постійно використовувати вікна у такому режимі. З точки зори безпеки, проникнення шуму, пилу та комах це не завжди може бути зручним для комфорту. 

Крім того, у холодну пору року це призводить до надмірного навантаження на систему опалення, тому що частина тепла буде йти на постійний підігрів повітря.

Припливні клапани на вікнах або у стіні

Що це таке? По своїй суті це отвори у конструкції будинку, які виходять на вулицю. Завдяки їх наявності, свіже повітря може заходити у будинок та змішуючись з внутрішнім видалятися через витяжну природну вентиляцію. Таким чином утворюється постійний повітрообмін у приміщеннях.

Віконний провітрювач встановлюється на профіль вікна зверху. Для цього у профілі роблять свердлом отвори наскрізь. З двох боків на ці отвори монтують провітрювач та кріплять до рами. З внутрішньої сторони решітка обладнана регулятором.

Для стінового провітрювача у зовнішній стіні роблять круглий отвір діаметром 100-150 мм (розмір залежить від моделі). У стіні розміщають пластиковий канал з ізоляцією. Зі сторони вулиці до нього кріплять зовнішній ковпак, зі сторони приміщення до каналу під'єднують внутрішню решітку з регулятором та фільтром.

 Для того, щоб контролювати кількість повітря, яке буде заходити у будинок, клапани обладнані регуляторами повітря. Це заслонки, які можуть змінювати перетин припливного каналу.

 Переваги та недоліки природної вентиляції

 Цей тип вентиляції є простим та самим доступним способом зробити вентиляцію у приватному будинку, коли інші способи не підходять для власника. Вона використовує такі природні сили для обміну повітря, як різниця температур та тиску. Як будь-яке рішення, такий тип має свої переваги та недоліки. Розглянемо детально, які є плюси та мінуси.

Плюси

Простий монтаж

Витяжні вентиляційні канали завжди встановлюютьсь у будинках при їх будівництві, для ефективного обміну повітря достатньо забезпечити приплив повітря. Чи будуть це припливні клапани або відкриті вікна, приймає рішення користувач. 

Низька вартість та нульові експлуатаціні витрати

Ця вентиляція працює без електрики, вентиляційні решітки та клапани доступні за вартістю на фоні загальної вартості ремонту.

Надійність

Так як це рішення не має рухомих механічних частин, то ламатися там майже немає чому. Єдине виключення - це клапани регулювання кількості повітря у припливних клапанів. При постіному догляді та чищення їх навряд чи вони дуже швидко вийдуть з ладу.

Мінуси

Залежність від зовнішніх умов 

Ефективність природної вентиляції залежить від зовнішніх погодних умов. В жарку погоду або при відсутності вітру тяга може знижуватися або взагалі зникнути, що погіршить повітрообмін. Влітку цей тип дуже неефективний внаслідок відсутності різниці температур. Наприклад, на вулиці +26°С, а в будинку +25°С. При такій різниці температур та враховуючи, що це приватний будинок і різниця тиску між витяжними решітками та викидом повітра на даху буде невеликою, природна вентиляція буде малоефективною. 

З іншої сторони при дуже великій різниці температур взимку навпаки ефективність буде занадто великою. Навіть при перекритті регулятором каналу, деяка кількість повітря буде проникати у приміщення. При використанні таких клапанів може утворюватися конденсат на внутрішніх решітках.

Втрата тепла

У холодну пору року припливне повітря буде знижувати загальну температуру у приміщеннях. Воно потрапляє холодним, потім змішується з внутрішнім повітрям та забирає частину його тепла. Це збільшує навантаження на систему опалення та може призводити до збільшення витрат на енергоносій опалення - електрика, газ, дрова та інше.

Обмежений контроль

Регулятори припливу дозволяють дуже грубо збільшити чи зменшити кількість повітря. Нажаль, ви не можете точно контролювати обсяг повітря або його напрямок. Це може призвести до недостаньої вентиляції або навпаки до надмірної.

Прості рішення для підвищення ефективності природної вентиляції 

Для того щоб система такої вентиляції була більш контрольованою та задовільняли ваші вимоги до повітрообміну можна на всі вентиляційні шахти встановити витяжні вентилятори. Коли вентилятор починає працювати, він видаляє повітря з приміщення і створює в ньому розрідження. Це розрідження компенсується припливом свіжого повітря ззовні через припливні клапани або відкриті вікна. Таким чином, навіть у теплу пору року, коли природна вентиляція малоефективна, вентилятор забезпечує постійний повітрообмін.

Витяжні вентилятори встановлюються у приміщеннях ванної кімнати, туалету та кухні. Вони вмикаються користувачем за допомогою вмикача при необхідності або автоматично по датчиками чи за програмованим режимом.

На ринку представлено безліч моделей витяжних вентиляторів, які можуть задовольнити різноманітні потреби користувачів. Серед них є вентилятори з корисними додатковими функціями, які роблять їх використання зручним та автоматичним:

1. Таймер затримки відключення: Ця функція дозволяє вентилятору працювати деякий час після вимкнення світла або закінчення використання приміщення, забезпечуючи додатковий повітрообмін і видалення залишкового вологого або забрудненого повітря.

2. Датчик вологи: Вентилятори з датчиком вологи автоматично вмикаються при підвищенні рівня вологості в приміщенні, що особливо корисно у ванних кімнатах і кухнях. Це допомагає запобігти утворенню конденсату і цвілі.

3. Керування зі смартфону: Сучасні моделі вентиляторів можуть бути оснащені системами дистанційного керування через смартфон. Це дозволяє користувачам контролювати роботу вентилятора, навіть перебуваючи поза домом, та налаштовувати режими роботи відповідно до своїх потреб.

4. Режими автоматичного провітрювання: Деякі вентилятори мають вбудовані програми автоматичного провітрювання, які періодично вмикаються для забезпечення свіжого повітря у приміщенні. Це особливо корисно для підтримання постійного мікроклімату у відсутності мешканців.

 Природна вентиляція є найпоширенішим способом забезпечення повітрообміну в будинках вже декілька тисячоліть. Вона проста, економічна та енергоефективна, що робить її привабливим варіантом для багатьох власників будинків. Однак, для підвищення її продуктивності та для того, щоб зробити її більш керованою, можна використовувати витяжні вентилятори та припливні клапани. Ці пристрої допомагають забезпечити постійний та ефективний повітрообмін, навіть у теплу пору року, коли природна вентиляція менш ефективна.

Звісно, механічна вентиляція є найкращим рішенням для забезпечення повного обсягу потреби у свіжому повітрі в будинку. Вона забезпечує точний контроль за повітрообміном та може бути налаштована відповідно до конкретних умов і вимог приміщення. Однак, не кожний власник може дозволити собі таке рішення через високі витрати на обладнання та монтаж. Тому вентиляція, яка заснована на природних силах, має право на існування та може зробити ваш будинок комфортним.

Який би варіант вентиляції ви не вибрали, потрібно розуміти, що вона повинна бути правильно спроектована та встановлена. Вентиляція забезпечує не тільки комфорт, але й здоров'я мешканців, допомагає уникнути проблем з вологою, пліснявою та забрудненням повітря. Тому важливо ретельно планувати цю інженерну систему та вибрати найбільш підходяще рішення для ваших потреб та можливостей.