Проектируем приточно вытяжную вентиляцию в доме за тридцать минут

Добрый день, в этой статье мы подробно расскажем и покажем как спроектировать систему приточно- вытяжной вентиляции для вашей квартиры или дома. Я продемонстрирую на реальном примере всю очередность действий и как их правильно выполнять. Начертим проект, подберем оборудование, подробно разберем все по шагам. Дочитайте статью до конца, там будет итоговый результат и я расскажу еще очень важных вещей в которых путаются даже специалисты. Для начала определимся с задачей и исходными данными, будем рассматривать условный проект дома. Доя наглядности мы покажем проект как будто это один этаж дома, но проектировать вентиляцию будем с учетом второго этажа. На чертеже вы видите планировку помещений первого этажа дома, здесь есть кухня - гостиная, спальня, ванная с туалетом, гардеробная, маленькая прачечная и балкон. Первый этаж занимает у нас около 87 квадратных метров, а второй этаж будем считать 50 квадратных метров.
 

Итак начинаем! Я хочу спроектировать приточно-вытяжную установку с рекуператором из бюджетных моделей. Первое с чего начинается проектирование вентиляции и сети воздуховодов это определения расхода воздуха, который нам нужен. Как мы с вами уже знаем для частных жилых домов и квартир, минимальным необходимо считать однократный воздухообмен, то есть когда весь объем воздуха в помещении сменяется полностью один раз за час. СНиП - ... Высота потолков у нас три метра, таким образом у нас получается примерно двести шестьдесят метров кубических в час на первый этаж и сто семьдесят кубических метров на второй этаж. При этом учитываем, что у нас есть естественные стояки вентиляции для санузла и кухни, так же мы проложим отдельный стояк для вытяжки над плитой кухни, чтобы он не с чем не соединялся. Зачастую вытяжку от зонта кухни, например в квартире подключают в общий стояк кухонной вытяжки, это вентиляционный канал проходящий через весь дом и он может выть как естественным, так и с принудительной тягой. В новых домах принято устанавливать вот такие вентиляторы на крыше. Но если ориентироваться на нормы, то этого делать нельзя, хотя все обычно делают. По нормам во всех многоквартирных домах идет по умолчанию два стояка естественной вытяжной системы. Один для санузлов, другой для кухонь. На вытяжку из кухни подразумевается ставить просто решетку и естественной тягой воздух из кухни должен удалятся. Поэтому не будем нарушать нормы, и раз уж мы проектируем дом, то сделаем еще отдельный стояк для кухонного зонта. Дальше мы делаем таблицу воздухообмена для наглядности и решим как мы распределим воздух по помещениям. Открываем любую привычную вам программу и заполняем. В жилые зоны нам нужен в первую очередь приток свежего воздуха, из грязных зон типа санузлов, кухни и подсобных помещений у нас делается вытяжка, на объединенный санузел, где ванна и туалет вместе берут обычно пятьдесят метров кубических в час вытяжного воздуха. Из кухни естественная вытяжка обычно проектируется шестьдесят метров кубических в час. Кухонную местную вытяжку для зонта в общем балансе воздухообмена не учитывают, так как она включается очень редко. В конечном итоге у нас должен быть баланс по всем помещениям по притоку и вытяжке. Поэтому учитывая пятьдесят и шестьдесят метров кубических в час естественной вентиляции распределяем весь оставшийся воздухообмен от приточно-вытяжной установки таким образом, чтобы в жилые зоны подавать весь приток, а вытяжкой скомпенсируем, чтобы получить в итоге баланс.

Спальня. Делаем сто двадцать (120 м³/ч) кубических метров в час на притоке и шестьдесят метров кубических в час вытяжки. Гардеробную и постирочную берем тридцать (30 м³/ч) и двадцать (20 м³/ч) соответственно. Комнаты небольшие, для того чтобы не застаивался воздух этого будет достаточно. В этой зоне у нас как раз получается общий приток сто двадцать (120 м³/ч) кубических метров и вытяжка (100 м³/ч). Теперь же перейдем к гостиной, делаем сто шестьдесят метров кубических в час (120 м³/ч) притока и пятьдесят кубов  (50 м³/ч) вытяжки.  С учетом вытяжки из санузла и кухни получиться баланс по притоку и вытяжке суммарно сто шестьдесят метров кубических в час (160 м³/ч). Поскольку кухня-гостиная объединены в общую зону мы не будем делать отдельный приток в кухню.

На это не сколько причины:

• во первых комнаты не такие большие и приточный воздух будет нормально распределятся;
• во вторых делаем небольшой "подпор" воздуха в зону кухни для того, чтобы запахи от готовки меньше распространялись по всему помещению.

Тоже самый принцип во всех "грязных" зонах, в них за счет вытяжки будет небольшое разряжение, а приток будет перетекать из смежного помещения. Тем самым мы исключим распространение потенциальных запахов, от туда в жилые зоны. В конечном итоге мы распределили воздухообмен первого этажа равномерно. У нас соблюдается баланс по воздуху во всех помещениях и воздухообмен получился 260 метров кубических в час. Второй этаж не будем разбирать столь досконально, посчитаем просто что у нас условно одна жилая комната и туда нужно сто пятьдесят (150 м³/ч) метров кубических метров приточного воздуха и вытяжного от заложенной установки. Итоговый воздухообмен у нас получается четыреста десять (410 м³/ч) метров кубических в час и соблюдается баланс. Теперь перейдем к проектированию. Для начала совсем немного теории, чтобы дальше было понятно почему мы принимаем те или иные решения. В любой принудительной системе вентиляции за перемещение воздуха отвечает такой элемент как вентилятор. В приточно-вытяжных установках он находится внутри корпуса вентиляционной машины. Собственно он и создает принудительный поток воздуха, вопрос в том - "Какой объем воздуха он подает?". Дело в том, что расход воздуха, который подает вентилятор это не конкретная цифра, а у каждого вентилятора есть своя характеристика "напорность". Напорность это зависимость его производительности от аэродинамического сопротивления сети воздуховодов по которым он транспортирует воздух. Сопротивление сети воздуховодов это потери давления, которое создает вентилятор, оно измеряется в паскалях. В свою очередь потери зависят от длины и размеров сечения воздуховодов, а так же от скорости движения воздушных масс по этим воздуховодам. При увеличении скорости сопротивление так же увеличивается в геометрической прогрессии. Так же сопротивление добавляют различные фасонные изделия: отводы, тройники, переходники и дроссельные заслонки. Если говорить упрощенно, то чем длиннее ветка воздуховодов, тем меньше будет реальный объём воздуха нагнетаемый вентилятором. Во вторых чем выше скорость в трубе, тем расход воздуха будет меньше. Давайте посмотрим на характеристику одной из вентиляционных установок, которую я выбрал.

На этом графике мы видим зависимость кубатуры воздушного потока от аэродинамических потерь давления в сети. Мы видим, что эта установка выдаёт четыреста кубических метров (400 м³/ч) при сопротивлении сети около ста (100 Па) Паскалей. Если сопротивление сети будет сто пятьдесят (150 Па), то расход воздуха будет уже около трёхсот кубических метров в час (300 м³/ч). Эта информация нам нужна для того, чтобы подобрать правильные сечения воздуховодов, иначе говоря их размеры. И сделать разводку воздуховодов как можно короче и с наименьшим количеством изгибов.

Поговорим о том, как правильно подобрать сечение воздуховода.

У нас есть классическая формула для расхода воздуха, где расход зависит от скорости в сечении трубы и площади проходного сечения. Поскольку в нашем случае расход воздуха уже определён из предыдущих расчетов и пожеланий заказчика, то мы оперируем параметрами скорости и площади проходного сечения. В магистральных воздуховодах обычно проектируют скорость не более четырех или пяти метров в секунду. Такие показатели связаны с двумя вещами:

• первое и самое важное это сопротивление сети
• второе это шум

Если с шумом все понятно, то вот с сопротивлением стоит разобраться, чем выше скорость тем больше потери по длине воздуховода. Очень важно, что зависимость потерь от скорости не линейна. Если увеличить скорость в два раза, то потери в системе на этом участке вырастут в четыре раза. Приведем пример и рассмотрим два варианта. Если у нас воздуховод диаметром 160 миллиметров и объем подаваемого воздуха в нём триста кубических метров в час (300 м³/ч) и второй вариант, когда объём подаваемого воздуха составляет 600 м³/ч. Дело в том, что согласно формулам аэродинамики, сопротивление в сети воздуховодов очень сильно зависит от скорости воздушных масс внутри воздуховода. В первом случае у нас скорость около четырёх метров в секунду (4 м/с), во втором около восьми метров в секунду (4 м/с). В онлайн калькуляторе оперативно и просто рассчитываем два участка сети и получаем разницу в сопротивлении в четыре раза. Обратите внимание на цифры, всего лишь один метр прямого участка трубы, при высокой скорости создаёт сопротивление в пять Паскалей (5 Па). Как мы с вами наблюдали ранее характеристика вентиляционной установки для нормальной производительности это цифры в районе всего лишь ста, ста пятидесяти паскалей, это не тысячи. Какое же сопротивление будет, когда мы проектируем длинную и сложную разводку воздуховодов при такой скорости и какую производительность мы получим на выходе? Именно поэтому в воздуховодах рекомендуется использовать скорости не более четыре, пяти метров в секунду.

И так, теперь перейдём к конкретной задаче по нашему проекту.
Как посчитать и сделать разводку воздуховодов по помещениям, посмотрим на наш план первого этажа и подумаем, как нам реализовать систему вентиляции. Для начала нужно определиться где мы разместим вентиляционную установку. Я предполагаю, что под потолком на условном балконе будет в самый раз, во первых это изолированная комната и будет меньше шуметь в жилой зоне, во вторых здесь близко улица и удобно будет вывести канал для забора воздуха и его выброса. Так же здесь нет жёстких требований по высоте потолков, все таки любое оборудование занимает по высоте пространство существенно больше, чем сами воздуховоды. Для нашего расхода воздуха 410 кубов в час установка компактная, по высоте обычно занимает 300 - 400 миллиметров. Посмотрим несколько производителей и увидим, что вентиляционные установки с характеристиками под нашу производительность имеют размеры примерно метр на метр. Нас это вполне устраивает, так как у топовых производителей размеры будут в полтора раза больше. На данном проекте с учётом зоны для обслуживания у нас все помещается.

Переходим непосредственно к самому проектированию, я буду чертить проект в специализированной программе для наглядности. Но по сути тоже самое можно начертить и карандашом на бумаге, а все расчёты я покажу как сделать в ручную быстро и просто. Прокладку воздуховодов я буду делать таким образом, чтобы у меня было как можно меньше пересечений и как можно меньше различных поворотов. Обойтись без пересечений в жилых зонах очень важно, чтобы сделать систему максимально плоской и не терять высоту потолков. В проекте я буду использовать круглые воздуховоды из оцинкованной стали, они изготавливаются длиной по три метра и у них есть стандартная линейка размеров.

 В проектировании используют стандартные размеры:

• ø 100 мм;
• ø 125 мм;
• ø 160 мм;
• ø 200 мм;
• ø 250 мм;
• ø 315 мм и так далее.

Открываем нашу модель, начинаем с размещения приточно-вытяжной установки и обвязки воздуховодов. На улицу приточный и вытяжной воздуховод должны выходить как можно дальше друг от друга, чтобы минимизировать попадание вытяжного воздуха обратно в приток. В данном примере пространство ограничено, поэтому делаем разнос на столько широко, на сколько позволяет пространство. По рекомендованным нормам необходимо разносить на два метра, это действительно важно для мощных производственных систем, а в жилых нет ничего страшного если пять процентов воздуха попадет обратно в приток. 

Теперь переходим к прокладке магистральных воздуховодов, выбираем сразу диаметры. На первый этаж у нас заложен расход приточного воздуха 260 метров кубических в час. Заходим на любой онлайн калькулятор для расчета скорости воздуха в воздуховоде и смотрим скорости в разных сечения. Заносим наши данные по воздухообмену 260 м³/час и видим, что для круглых труб нам подходит диаметр 160 миллиметров, при этом скорость будет 3,6 метра в секунду. Нас это вполне устраивает и поэтому переходим к черчению. Разводку воздуховодов чертим так, чтобы приточные и вытяжные решетки были между собой разнесены, чтобы была лучше циркуляция воздуха внутри помещения. После гостиной мы уменьшаем сечения воздуховодов так, как у нас часть расхода воздуха уже ответвилась. и дальше по воздуховоду идет меньший расход. Так же выбираем сечение по скорости и переходим на диаметр в 125 миллиметров. В гостиную сделаем по две решётки приточных и вытяжных, чтобы была красивая симметрия. Решётки выбираем щелевого типа, они смотрятся наиболее гармонично, но это дело индивидуальное. Чуть позже расскажу как выбирать размер решёток. В спальне у нас и комната небольшая и расход воздуха небольшой, поэтому целесообразно будет поставить по одной приточной и одной вытяжной решётке.  И выровнять их по центру для красоты. Приточный воздуховод на этом у нас заканчивается, а вытяжной пошёл дальше в гардеробную и постирочную. В гардеробной и постирочной обычно особо красота не требуется, поэтому я решил установить обычные круглые диффузоры, диаметром сто двадцать пять миллиметров. Для того, чтобы иметь возможность отрегулировать и отбалансировать нужные расходы воздуха, на каждой решётке мы устанавливаем дроссель клапаны и это по сути своей заслонка которая перекрывает канал. Эти дроссель клапана бывают нескольких типов и наиболее предпочтительно выбирать ирисовые клапана, так как именно этот тип клапанов не создает шума при регулировке потока.  После запуска системы обычно приходят специалисты и выставляют все дросселя в нужное положение, этот процесс обязателен и называется балансировка системы. Теперь вернемся к основанию нашей магистрали и сделаем ответвления, которые пойдут у нас на второй этаж через шахту. Мы делаем ответвление воздуховодов от основания нашей сети и закладываем воздуховоды с расходом 150 метров кубических в час воздуха, который был запланирован на второй этаж идут у нас в шахте до подъема. Второй этаж мы отдельно рисовать не будем, это просто для примера. Ведь мы можем проектировать как квартиру так и дом, но для общего представления будем считать, что это частный дом. Суть проектирования и для первого этажа остается той же, проектируется примерно одинаково. Теперь чертим все остальные вытяжки, которые у нас есть в проекте. Нарисуем кухонный вытяжной зонт, от должен подключатся к отдельному вытяжному каналу и выходить в шахту, он не учитывается в расчете воздухообмена. Как я уже говорил это местная вытяжка и работает она достаточно редко. Дальше мы чертим вытяжную систему естественной вентиляции в кухне, которая идёт у нас так же отдельным каналом и выходит за кровлей, она в нашем расчете воздухообмена была шестьдесят кубов (60 м³/ч). В кухне мы просто делаем один небольшой диффузор под неё, это может быть и решётка из стены например  "SCHIBERG КВАДРО", и дизайнерский диффузор BDOP 125мм, и бюджетный диффузор за двести рублей. Это вопрос интеграции в дизайн и вкуса. Так же делаем естественную вытяжную систему для санузла, на нее у нас было заложено 50 м³/ч. Эта ветка так же идёт отдельным стояком на кровлю.

Какие размеры решеток нам подойдут?
Для каждого типа распределителей воздуха есть так же своя характеристика, если быть честным, то в простых проектах никто обычно с этим сильно не разбирается путем расчетов. Закладывают размер решёток по возможности с запасом чуть больше и всё. Но для большего понимания разберём как делать правильно. Открываем сайт производителя, у нормальных производителей есть все необходимые технические характеристики и все действия по выбору решетки сводятся к тому, чтобы понять при каком сечении решётки для нашего расхода воздуха будет нормальная скорость в рабочей зоне и маленькое сопротивление на самой решётке. Для стандартных прямоугольных решёток соответственно два параметра - длина и ширина. Оперируя этими параметрами мы можем выбрать нужны размер, который подходит и по технических характеристикам и по визуальной составляющей, по ним определяется живое сечение решётки. А затем определяется скорость и сопротивление на выходе из решётки. Для круглых диффузоров у нас только диаметр, соответственно выбираем подходящий размер для нашего расхода воздуха. Разберем на данном примере, в нём выбраны щелевые решётки, соответственно их и будем подбирать. У щелевых решёток из за конструктивных особенностей ширина выбирается не по размеру в сантиметрах, а по количеству щелей. В таблице мы видим, что параметры приведены для решётки длиной один метр, а у нас цель сделать решётки в половину меньше. Соответственно сечение будет в два раза меньше, по табличным значениям мы видим, что для метровой решётки из двух щелей, при расходе 140 м³/ч сопротивление составит 7 (семь) паскалей, а так же скорость 0,2 метра в секунду на расстоянии 0,8 метров от решётки. Значит на половину такой решетки размером 500 миллиметров, при расходе 70 м³/ч будут аналогичные параметры. Поскольку у нас на решётках притока в гостиной 80 м³/ч, то можно взять те же данные по сопротивлению и скорости. Небольшая скорость в рабочей зоне и маленькое сопротивление. Круглые диффузоры подбираются аналогичным образом по своим параметрам, только у них еще есть возможность регулирования путем уменьшения и увеличения зазора, но это не правильный способ и этот способ может привести к шуму. Мы еще забыли посчитать сопротивление уличной решётки, её так же нужно подбирать и даже нужно в этом месте сделать по возможности расширение, чтобы снизить это сопротивление.

Выбираем стандартную круглую решётку наружного исполнения PGC диаметром 160 мм, смотрим сопротивление на графике и видим, что при расходе в 300 кубов мы получим сопротивление 40 паскалей. Это очень много, поэтому нам необходимо сделать расширение воздуховода выходящего на фасад до 200 миллиметров и поставить решетку ø 200 мм.  При таком раскладе сопротивление составит всего 15 Паскалей. Это необходимо сделать и для заборного и для приточного канала. Приток у нас полноценные 410 м³/час, смотрим сопротивление на уличной решётке и получаем 25 Паскалей при диаметре в 200 мм.

Теперь перейдем к главному - расчету сопротивления сети воздуховодов.
Этот показатель считают по каждому участку воздуховода всех магистралей и всех ответвлений и всех местных сопротивлений. В аэродинамике для подбора вентиляционного оборудования есть одно правило: "Подбор вентиляционного оборудования делают по самой нагруженной линии воздуховодов от улицы до самой последней решётки". Иными словами берут самый длинный путь с наибольшим сопротивлением, но на практике это не всегда самый длинный путь, ключевым фактором является именно наибольшее сопротивление. 

Разберем расчет двух участков притока и вытяжки и сравним их.
Первой будем рассчитывать ветку вытяжной системы, поскольку она самая длинная и скорее всего окажется самой нагруженной, итак переходим непосредственно к расчету сопротивления всей ветки. Открываем специализированный онлайн калькулятор, и начинаем с улицы. Берем первый участок воздуховода от улицы до вентиляционной установки, здесь идёт весь расход вытяжного воздуха всего 410 м³/час, из них убираем санузел и кухню, так как они идут отдельными каналами в естественную вытяжку. Остаётся триста кубов, это расход нашей вытяжной части принудительной вентиляции, определяем его длину и заносим расход и сечение воздуховода, получаем сопротивление участка. Дальше добавляем следующий участок с неизменным расходом, он у нас идёт от установки до первого тройника, который идет на второй этаж, так же добавляем местное сопротивление этой фасонной детали "тройника". Потом выбираем следующий участок, это получается первый участок до первой вытяжной решётки в гостиной, определяем его длину и заносим значение сечения воздуховода в онлайн калькулятор и расход воздуха 150 м³/час, так же добавляем все сопротивления фасонных изделий. Это два отвода на 45°, один отвод на 90° и один тройник с выводом на решётку. Таким образом просчитываем всю сеть до самой крайней решётки, у нас получилось 17 Паскалей. Но у нас и расход вытяжной системы сильно меньше чем приточной, в данном случае можно посмотреть варианты с различными сечениями воздуховодов, возможно будет разумнее заменить ветку с ø 160 мм на ветку ø 125 мм и посмотреть результат. При замене сечения вытяжной ветки на ø 125 мм, получаем сопротивление 45 паскалей. Добавляем сопротивление решёток, это 45+15+7=67 Паскалей. Вполне приемлемый показатель, оставляем это вариант. Теперь посмотрим сопротивление приточной магистрали воздуховодов, повторим те же самые действия для сети притока первого этажа и получаем 25 Паскалей. Добавляем решётки, получается 57 паскалей.

На основании этих данных можно переходить к подбору вентиляционной установки. Выбран производитель на основе личных предпочтений и опыта. Отрываем руководство по эксплуатации и ищем технические характеристики "напорности", смотрим график зависимости сопротивления от объема воздушного потока. Выбрана подходящая под наши данные установка на приток 410 м³/час. Это показатель она выдаёт при сопротивлении в 50 Паскалей,  в вытяжного воздуха нам нужно 300 кубов и соответственно это при 130 Па. Получается по приточному воздухообмену немного не дотягивает для заданной производительности. Для обеспечения требуемой производительности необходимо снизить сопротивление приточной магистрали до 50 Паскалей. Первое это увеличим наружную решетку до диаметра в 250 мм, так как на ней теряется 25 Паскалей, а это практически половина общего сопротивления сети. При таком подходе и расчетные параметры будут обеспечены и не будет необходимости выбирать более дорогую приточную установку. В общем данная установка нам подходим и будет даже небольшой запас по мощности.

Пусконаладочные работы и запуск системы.
Еще есть один очень важный момент, это после запуска системы необходимо будет настроить все дроссельные заслонки в соответствии с расчетной кубатурой в каждой зоне. Если приток у нас получается практически как нужно по расчёту, то на вытяжке необходимо будет увеличить сопротивление. Для того, чтобы расход вытяжки был точно по проектным значениям, а это не 410 м³/час как приток, а 300 метров кубических в час. Поскольку мы используем полу бытовые вентиляционные установки, у них достаточно примитивная система автоматики и нет возможности отрегулировать приток и вытяжку на разные расходы с пульта, поэтому есть необходимость в механической регулировке дросселями. Если этого не сделать, то есть риск, что объем вытяжки от установки вместе с естественными вытяжными каналами будет больше чем приточный. Так же это снизит продуктивность естественных вытяжных каналов из за разряжения давления внутри помещении, во вторых они могут "опрокинуться" и станут подавать воздух с улицы, а это уже абсолютно недопустимо.

Таким образом мы выполнили проект и сделали все необходимые действия:

1. Сделали аэродинамический расчет сети;
2. Подобрали решётки;
3. Сделали обоснованный выбор вентиляционной установки.

На этом часть связанная с первичным проектированием заканчивается и далее начинается работа по согласованию со строителями, архитекторами и дизайнерами. Интеграция в дизайн и данная работа действительно занимает не мало времени, предлагаем Вам в этом свою помощь.

Если у Вас есть вопросы присылайте их, будем рады обратной связи. Так же вы можете прислать нам проект для проверки и аудита, сможете получить консультацию с инженером совершенно бесплатно. А если же ваш выбор остановился на проектировании у специалистов, то присылайте техническое задание, Акция до конца месяца проект по вентиляции стоимостью 130 000 рублей всего за 24 640 рублей.