Вентиляція каркасного будинку: що треба знати при будівництві

Каркасні будинки зведені за сучасними стандартами енергоефективності та характеризуються високим рівнем герметичності. Ця особливість, хоча і є ключовою для мінімізації теплових втрат та енергоспоживання, створює специфічні вимоги до організації вентиляції. На відміну від старіших будівель, де природна інфільтрація повітря через нещільність в конструкції забезпечувала певний рівень повітрообміну, сучасні каркасні будинки з їх майже повною відсутністю неконтрольованих витоків повітря потребують ретельно продуманих та ефективних систем вентиляції.

У герметичному будинку дуже швидко погіршується якість повітря без повітрообміну. Готується їжа, приймається душ, люди дихають – виділяється волога і CO₂. Без належного повітрообміну ця вологість накопичується, конденсується на холодних поверхнях і призводить до розвитку цвілі​. Окрім того, дерев’яні конструкції каркаса можуть зволожуватися і гнити при постійній підвищеній вологості. Отже, без вентиляції всі переваги теплого “термоса” обертаються серйозними проблемами – від дискомфорту до пошкодження будинку пліснявою та загроз для здоров’я людей.

Окрім підтримки здорового мікроклімату, вентиляція в каркасному будинку дуже тісно пов'язана з енергоефективністю. Через те, що вентиляція передбачає видалення повітря, а повітря у будинку містить тепло, потрібно використовувати таку систему, яка буде мінімізувати такі втрати та зберігати це тепло у приміщеннях.

У цій статті ми розглянемо основні принципи та рішення для ефективної вентиляції в каркасних будинках, обговоримо найпоширеніші помилки при її влаштуванні й надамо практичні поради щодо збереження тепла та створення комфортного мікроклімату.

Типові варіанти вентиляції каркасного будинку

Зробити систему вентиляції можна декількома способами — від найпростішого до високотехнологічного. Ми розглянемо основні типи, хоча іноді є різні варіації та комбінації різних рішень та вони також мають право на існування.

Ми почнемо наш огляд з системи, яку рекомендується встановити при будь-якому варіанті системи вентиляції — це витяжна система ванної, туалету та кухні.

Витяжні вентилятори та кухонна витяжка

Ванна кімната, туалет і кухня — саме в цих приміщеннях відбувається найбільше забруднення повітря: виділяється волога, шкідливі речовини при приготуванні їжі та запахи. Для їх видалення встановлюються витяжні вентилятори, що можуть вмикатися вручну або автоматично (за датчиком вологості, руху чи навіть через застосунок на смартфоні). Їхнє головне завдання — видалити забруднене повітря і створити в приміщенні негативний тиск, який компенсується повітрям із житлових кімнат. Завдяки цьому запахи та пари не поширюються по всій оселі.

Особливої уваги заслуговує кухня, де бажано мати дві витяжні системи:

Адже приготування їжі — це не лише запахи, а й значна кількість шкідливих домішок: жирові випаровування, згорілі дрібні частинки та окиси, які небезпечні для здоров'я людини. Їх необхідно видаляти максимально швидко й ефективно.

Варто окремо наголосити, що жодна витяжна система не працюватиме без припливу повітря.

Якщо в будинку щільно зачинені вікна та двері й немає інших каналів для надходження повітря, то вентилятор досить швидко створить невеликий розріджений тиск і далі працюватиме вхолосту, не видаляючи повітря з приміщення.

Для правильної вентиляції необхідно дотримуватися двох умов:Повітря видаляється з будинку (за допомогою витяжного вентилятора).Повітря надходить у будинок (через припливні клапани, відкриті вікна або припливно-витяжну систему).

Якщо одна з умов відсутня — вентиляція фактично не відбувається. Тому, проєктуючи витяжну систему, слід паралельно передбачати організований приплив свіжого повітря аби досягти стабільного й ефективного повітрообміну. Далі ми розглянемо можливі варіанти створення припливно-витяжної вентиляції приватного будинку.

Природна припливно-витяжна вентиляція

Цей варіант є найпростішим та найдешевшим. Приплив повітря здійснюється або через відчинені вікна або через припливні клапани, які встановлюються у вікна або стіну будинку. Видалення повітря відбувається через витяжні канали, на яких встановлені решітки або витяжні вентилятори.

Така вентиляція каркасних будинків базується на різниці температур, перепаді тиску та вітрі: тепле повітря виходить вгору, а холодне заходить ззовні​. Перевага – практично нульові витрати: достатньо вентиляційних шахт і кватирок. Однак ефективність неконтрольована – залежить від погоди, пори року, висоти будинку тощо​. До того ж разом зі свіжим повітрям можуть потрапляти пил і алергени, адже природна вентиляція не фільтрує вуличне повітря​.

Головний недолікВтрати тепла у холодну пору року. Припливне повітря, яке надходить у приміщення, має підігріватися. Цей підігрів відбувається, коли воно змішується з внутрішнім повітрям та забирає тепло з нього. Таким чином, це може суттєво збільшити навантаження на систему опалення будинку. Якщо ви робите будинок енергоефективним, то ця ефективність по збереженню тепла дуже швидко втрачається взимку з вентиляцією такого типу.

Перед прийняттям рішення про встановлення припливних клапанів для природної вентиляції, рекомендується ретельно оцінити потенційні недоліки та їхню значущість у конкретних умовах експлуатації, враховуючи кліматичні особливості регіону, характеристики будівлі та індивідуальні потреби у комфорті.

У багатьох випадках може бути доцільним розглянути механічні припливно-витяжні системи вентиляції, які забезпечують стабільний повітрообмін незалежно від зовнішніх факторів та можуть включати додаткові функції, такі як рекуперація з підігрівом повітря та фільтрація.

Механічні провітрювачі з рекуперацією тепла

Механічні провітрювачі з рекуперацією тепла – це компактні пристрої, призначені для вентиляції одного конкретного приміщення. Вони монтуються безпосередньо у наскрізний отвір зовнішньої стіни, позбавляючи необхідності прокладати повітроводи по всьому будинку. Такий варіант вентиляції доволі популярний у ситуаціях, коли потрібно забезпечити приплив свіжого повітря в одній чи двох кімнатах, але власник не бажає робити масштабний ремонт або встановлювати повноцінну припливно-витяжну систему з розгалуженою мережею повітроводів.

Існує два основних принципи організації рекуперації тепла в побутових провітрювачах. Провітрювач може бути обладнаний реверсивним вентилятором. У такому випадку пристрій починає роботу в режимі витяжки, видаляючи тепле повітря з кімнати. Це тепле повітря проходить через теплообмінник (або керамічний накопичувач) і нагріває його матеріал.

Через певний інтервал вентилятор змінює напрямок обертання і запускається в режимі припливу. Холодне вуличне повітря, проходячи крізь теплий теплообмінник, підігрівається й надходить у кімнату вже комфортної температури. 

Є моделі з іншим принципом роботи. Провітрювач має окремі вентилятори для припливу і витяжки, які працюють одночасно. Свіже повітря та відпрацьоване “перетинаються” у теплообмінному елементі (зазвичай із кераміки чи іншого матеріалу, що швидко передає тепло), і внаслідок цього холодне припливне повітря підігрівається внаслідок теплоти витяжного.

Деякі моделі провітрювачів додатково оснащуються невеликим електронагрівачем, який вмикається в холодну пору року та забезпечує необхідну температуру припливу повітря. Він може підстрахувати процес, коли потужності рекуператора недостатньо.

ПеревагиЗручність встановлення: монтаж зводиться до встановлення готового моноблока в отвір в стіні.Відсутність повітропроводів: зекономлений простір, спрощене обслуговування і мінімум будівельних робіт.Діапазон продуктивності: у різних моделей він може сягати від 25 до 108 м³/год, що дозволяє підібрати пристрій під потреби конкретного приміщення.Зручне керування: більшість пристроїв оснащені пультом або можливістю дистанційного керування через смартфон із програмуванням режимів.Підтримка датчиків: на ринку є моделі, які обладнані сенсорами вологості, VOC та CO₂, завдяки чому система сама регулює свою потужність за потреби.

Перед вибором цього методу вентиляції потрібно знати й про недоліки таких побутових рекуператорів.

НедолікиМожливість утворення конденсату: моделі без нагрівача взимку ризикують обмерзати чи накопичувати конденсат на теплообміннику.Необхідність окремого провітрювача в кожній кімнаті: для повноцінного охоплення житлового простору слід встановлювати кілька таких пристроїв, в деяких випадках це неможливо.Ризик утворення “мертвих зон”: оскільки пристрій обслуговує лише одне приміщення у певному місці, у цьому приміщенні можуть утворюватися зони з поганим повітрообміном.Дисбаланс із витяжкою у кухні та санвузлах: забране вентилятором повітря у цих зонах не завжди повністю компенсується невеликим припливом з одного провітрювача.Вимоги до герметизації та теплоізоляції: щоб не створювати містків холоду та не пропускати зайву вологу, блок повинен бути ретельно встановлений та утеплений.

Якщо ви маєте невеликий каркасний будинок, який потребує невеликої кількості припливного повітря, то механічний провітрювач із рекуперацією тепла може стати оптимальним рішенням. 

Припливно-витяжна система вентиляції з рекуперацією та системою повітроводів

Одним з найбільш ефективних способів організувати вентиляцію в каркасному будинку є припливно-витяжна система з рекуперацією тепла, яка працює спільно з розгалуженою мережею повітроводів та вентиляційних решіток. У такій системі використовується єдина установка (агрегат), де в одному корпусі розташовані основні елементи.

Склад ПВУ з рекуперацією теплаДва вентилятори — для припливу свіжого повітря в будинок та витяжки відпрацьованого.Рекуператор — теплообмінник, що повертає значну частину тепла з витяжного повітря в припливне.Фільтри — зазвичай декількох ступенів очищення, котрі видаляють пил, алергени та інші шкідливі домішки.Нагрівач (опціонально) — електричний або водяний, який підключений до системи опалення, що допомагає догрівати припливне повітря в періоди морозів.Система автоматики — керує вентиляторами, потужністю нагріву. Може мати тижневий таймер роботи, налаштування роботи вентиляції згідно з показами датчиків якості повітря, встановлених у кімнатах.

Агрегат розміщують у нежитловому приміщенні: на горищі, у підвалі, у коморі чи спеціально виділеній технічній кімнаті. Ззовні будинку до цієї установки підводять два повітроводи: один для забору свіжого повітря з вулиці, а інший – для викидання “відпрацьованого” повітря назовні. З внутрішнього боку (в самому будинку) до агрегату також приєднується система повітроводів:

• Витяжна мережа — призначена для видалення повітря з житлових кімнат.

• Припливна мережа — розподіляє оброблене (очищене і підігріте) повітря у житлові кімнати (спальні, вітальні, дитячі тощо).

Таким чином, у будинку відбувається постійний контрольований повітрообмін у всіх необхідних приміщеннях, забезпечуючи комфорт та здоровий мікроклімат у будь-яку пору року.

ПеревагиВисокий рівень рекуперації тепла
Внаслідок використання теплообмінника (рекуператора) вдається повернути від 60 до 90% теплової енергії з витяжного повітря. Якісні сучасні рекуператори можуть досягати показників близьких до 90%, що суттєво скорочує витрати на опалення каркасного будинку.Ефективне очищення повітря
Завдяки встановленим фільтрам (найчастіше F7, G4 або аналогам) видаляються пил, пилок, дрібні алергени та інші шкідливі речовини. Це особливо актуально, якщо у будинки мешкають люди з алергією або з хронічними респіраторними захворюваннями.Повноцінний повітрообмін 
Система повітроводів покриває всі необхідні приміщення будинку, забезпечуючи 24/7 подачу свіжого повітря та витяжку відпрацьованого. Немає “мертвих зон”, куди не доходить свіже повітря, та зон зі застояним повітрям.Гнучке керування
Сучасні припливно-витяжні установки дозволяють програмувати режими роботи (різна інтенсивність у різний час доби чи дня тижня), що знижує експлуатаційні витрати та підвищує зручність. Додатково можна під’єднати датчики якості повітря (вологості, СО₂, летких органічних сполук) і тоді система автоматично регулює продуктивність залежно від ситуації: наприклад, посилює вентиляцію під час приготування їжі та зменшує вночі, коли потреба у свіжому повітрі нижча.

НедолікиВища вартість у порівнянні з іншими типами вентиляції
Це найдорожчий варіант вентиляції, оскільки включає витрати на закупівлю самої установки, комплектуючих, повітроводів, шумоізоляції, а також оплату проєкту та монтажних робіт.Необхідне проєктування
Щоби все працювало ефективно та безшумно, потрібно заздалегідь розробити проєкт. Він передбачає розрахунок кількості повітря, розрахунок діаметрів повітроводів і розташування дифузорів для рівномірного розподілу повітря.Складність монтажу
У каркасному будинку слід прокладати повітроводи через міжповерхові перекриття, стіни чи під стелею. Це зменшує вільний простір і вимагає додаткових будівельних робіт. Тому важливо передбачити місце для повітроводів і агрегату ще на етапі проєкту.

З погляду комплексного вирішення завдання вентиляції в каркасному будинку, припливно-витяжна система з рекуперацією є найбільш вдалим та перспективним рішенням.

Це обумовлено кількома ключовими факторами. По-перше, каркасні будинки відрізняються високою герметичністю, що робить природну вентиляцію малоефективною та може призводити до накопичення вологи, конденсату та шкідливих речовин. Якщо ви плануєте використовувати такий будинок час від часу та взимку не плануєте їм користуватися, то, можливо, природна вентиляція або механічні провітрювачі будуть для вас альтернативним рішенням. Припливно-витяжна система забезпечує контрольований та збалансований повітрообмін, запобігаючи цим проблемам і може працювати круглий рік.

По-друге, висока ефективність рекуперації тепла дозволяє значно знизити витрати на опалення в зимовий період, що є важливим аспектом для енергоефективних каркасних будинків.

По-третє, можливість фільтрації повітря забезпечує надходження в будинок чистого та свіжого повітря, що позитивно впливає на здоров'я та самопочуття мешканців.

Таким чином, незважаючи на початкові інвестиції та певні складнощі монтажу, така система є оптимальним вибором для забезпечення енергоефективного мікроклімату в сучасному каркасному будинку.

Приклад розрахунку припливу та витяжки повітря для каркасного будинку

Для того, щоб ви розуміли, яка кількість припливного та витяжного повітря необхідна для вашого будинку, наведемо приклад, як можна орієнтовно розрахувати обсяги вентиляції (припливу та витяжки) для каркасного житлового будинку на основі найбільш поширених підходів у приватному будівництві.

Зверніть увагу, що це ілюстративний приклад, а точні цифри визначаються у результаті проектування та реальних умов. Це завдання фахівців з проектування систем вентиляції. 

Вихідні дані про приміщення

Зазвичай подачу свіжого повітря організовують тільки у житлові кімнати (спальня, дитяча, кабінет, вітальня тощо). Орієнтовну витрату повітря можна визначати:

1. За кількістю людей – часто беруть 20–30 м³/год свіжого повітря на 1 особу (мінімум). Це типові показники для жилих приміщень (за ASHRAE 62.1 та європейськими нормами). В українських нормах продуктивність на 1 людину може бути в діапазоні 30–60 м³/год (залежно від вимог до якості повітря, рівня СО₂, забруднення зовнішнього повітря, класу конструкції будівля та інше)

2. За площею / кратністю – інколи норми регламентують не менше 0,5–1 кратності (обмін усього об’єму кімнати за годину) чи 3 м³/год на 1 м².

У цьому прикладі орієнтуємося на приблизно 30 м³/год на 1 людину, якщо кімната є постійним місцем перебування. Зазвичай, показник за кількістю людей завжди більший ніж показник за кратністю. 

Приклад розрахунку продуктивності вентиляції

Спальня (20 м²): припустимо, тут мешкають 2 особи.

2 особи × 30 м³/год на особу= 60 м³/год

Дитяча кімната (22 м²): 1 особа (дитина).

1 особа × 30 м³/год = 30 м³/год

Кабінет (15 м²): часто розраховують на 1 працюючу людину.

1 особа × 30 м³/год = 30 м³/год

Гардеробна (10 м²), кладова (5 м²): зазвичай у таких приміщеннях активна подача свіжого повітря не потрібна. Часто роблять мінімальний повітрообмін для уникнення затхлості/вологості. Можна закласти, наприклад, 5–10 м³/год для гардеробної та 5 м³/год для кладової (або забезпечити пасивний «приплив» повітря з інших кімнат).

Для прикладу візьмемо:

• Гардеробна: 10 м³/год

• Кладова: 5 м³/год

Загальний приплив (сума) наближається до:

60 + 30 + 30 + 10 + 5 = 135 м³/год

(В реальних проектах округлюють у більший бік та додають «запас» ~15–30%.) 

Перевіримо нашу продуктивність по кратності повітрообміну. Об'єм усіх житлових приміщень:

(20+22+15) х 2,7=154 м³

Кратність повітрообміну 0,5

154 х 0,5 = 77 м³/год

Обираємо більше значення за кількістю людей: 135 м³/год

Для компенсації цього припливу розраховуємо витяжну систему жилих приміщень з такою ж продуктивністю - 135 м³/год. 

Додаємо 30% про запас та отримуємо продуктивність вентиляційної установки 175 м³/год.

Витяжку з кухні, ванних кімнат, санвузлів роблять зазвичай окремими витяжними вентиляторами, які встановлюються у витяжні шахти. Вони не працюють постійно, а вмикаються, коли мешканець користується приміщенням. 

Саме такий покроковий розрахунок дає первинне уявлення про потрібні витрати повітря. Далі, під час реального проєктування, цифри можуть коригуватися відповідно до конкретних будівельних норм, обладнання та плану приміщень.

Висновок

При проєктуванні та будівництві каркасного будинку необхідно заздалегідь визначити, яка саме система вентиляції буде встановлена, оскільки від цього залежить і мікроклімат оселі та її енергоефективність. Ми розглянули три типові системи, які зазвичай монтують у подібних будівлях: витяжні вентилятори та кухонна витяжка, механічні провітрювачі з рекуперацією тепла та припливно-витяжна система з рекуперацією.

Як свідчить досвід країн із холодним кліматом (Скандинавія, Німеччина тощо), там діють суворі норми, які зобов’язують облаштовувати нові будинки системами вентиляції. Природна інфільтрація у таких будинках мінімізована, тому мінімальний нормативний повітрообмін досягається лише за допомогою механічної вентиляції.

Найпоширеніше рішення у цих країнах – балансована припливно-витяжна вентиляція з рекуперацією тепла, оскільки вона суттєво скорочує втрати енергії на опалення. Наприклад, у багатьох державах ЄС будинок неможливо ввести в експлуатацію без належної вентиляційної системи – особливо, якщо споруда відзначається високим рівнем герметичності (як у SIP-панельних чи каркасних будинках).

З огляду на це, якщо ваш каркасний будинок планується як постійне житло, найкращим рішенням із погляду якості повітря, енергозбереження і зручності користування є балансована припливно-витяжна система з рекуперацією. Саме вона дозволяє мінімізувати тепловтрати й отримувати чисте, здорове повітря 24/7 без протягів.

Якщо ж у вас невеликий будинок або в окремій кімнаті критично не вистачає свіжого повітря, можна розглянути локальні рішення — витяжні вентилятори та механічні провітрювачі з рекуперацією тепла. У кожному разі завчасне планування й усвідомлення потреб мешканців допоможуть обрати правильне рішення, яке забезпечить комфортне життя у вашій оселі.