Системы вентиляции: виды, классификация и предназначение

Воздухообмен в в жилых, производственных и общественных зданиях обеспечивается системой вентиляции — комплексом оборудования для управляемого движения воздушных масс, удаления отработанного и приток свежего воздуха, очистку и в некоторых случаях регулирование температуры и влажности. Для решения этих задач применяются разные технологии, создаются системы с определенными конфигурациями и производительностью. Кратко рассказываем о том, что такое система вентиляции, как их классифицируют, какое оборудование входит в их состав. 

Классификация систем вентиляции

Любые инженерные системы классифицируются по набору признаков. Базовые сведения и требования к системам вентиляции описаны в СП 60. 13330. 2016 (2020) и ГОСТ Р 59972-2021 «Системы вентиляции и кондиционирования воздуха общественных зданий». ГОСТ 30494-2011. Изучение этих документов позволяет составить полное представление о проектных, строительных и эксплуатационных нормах, применяемых к системам воздухообмена и обеспечения микроклимата в помещениях и зданиях. 

Виды вентиляционной системы по способу подачи

Способ подачи воздуха в помещения определяет конструкцию и возможности системы вентиляции и воздухообмена. Принято различать базовые варианты:

• естественная — воздухообмен происходит без применения механических побудительных устройств за счет разницы давления и движения воздушных масс через проемы и проемы;
• механическая — движение потоков создается за счет применения побудительных устройств, вентиляторов, создающих разрежение и избыточное давление в местах прохождения воздуха;
• смешанная — используются оба варианта одновременно и поочередно в зависимости от условий и производительности контуров. 

В СП и ГОСТ приведены нормы воздухообмена, на которые следует ориентироваться при проектировании системы. Среди критериев — объем помещений, скорость перемещения воздушных масс, требования к температуре, влажности, наличию загрязнений. 

Виды вентиляции по назначению

Назначение системы вентиляции определяет ее конструктивные особенности и порядок использования:

• рабочие — эксплуатируются постоянно, иногда в непрерывном режиме для обеспечения установленного стандартами воздухообмена;
• аварийные — запускаются при наличии определенных условий, например, при задымлении, пожаре, необходимости оперативно изменить порядок движения воздушных масс на производстве при инциденте. 

Тип системы по назначению выбирается на стадии проектирования здания (объекта) при строительстве, реконструкции или смене профиля использования. 

Вентиляционные системы по способу воздухообмена

Способ воздухообмена — это признаки локализации воздействия системы на воздушные массы и потоки. По этим признакам следует различать:

• общеобменные системы — работают по всему зданию (сооружению), обеспечивают воздухообмен во всех помещениях независимо от расположения;
• местные или локальные — системы вентиляции, работающие на ограниченном пространстве, в одном помещении, на участке, в цехе. 

Местная система может быть независимой от общеобменной или связанной с ней каналами с управлением задвижками и побудительными устройствами, которые задействуются по необходимости. 

Разделение систем по конструктивному исполнению

Система вентиляции проектируется как канальная и бесканальная. В составе первой есть воздуховоды и каналы, в зависимости от конструкции здания они могут располагаться вертикально и горизонтально. Бесканальная система вытесняет и втягивает воздух через проемы окон и дверей, отдушины и люки. 

Канальные конструкции применяют в зданиях с большим количеством помещений, когда масса воздуха не перемещается в полном объеме. Пример канальной вентиляции в жилом здании — система вертикальных каналов и переходов между ними в многоэтажке. Воздух из расположенных в помещении отдушин попадает в каналы, поднимается вверх до оголовков и оттуда выходит наружу. Приток обеспечивается через окна и двери. В канальную вентиляцию можно встроить кондиционер. В развитой сети воздуховодов без существенного перепада высоты между отдушиной и выходным оголовком потребуется принудительное побуждение. 

Бесканальная вентиляция чаще всего локальная или смешанная, она проветривает одно помещение в частном доме, может обеспечить переток воздуха по коридорам и комнатам. Вывод воздуха возможен через проемы и отдушины, имеется возможность использования побудительных вентиляторов для вытяжки или притока через форточки. 

Естественная вентиляция помещений

Это система, в которой не применяются побудительные устройства и ограниченно задействованы способы регулирования воздухообмена. В силу физических особенностей поведения воздуха, естественная вентиляция чаще всего вытяжная — воздух покидает помещения через проемы, отдушины и каналы, создавая разрежение, которое втягивает воздух с улицы. Это объясняется эффектом тяги, то есть перепадом давления, который возникает между помещением и оголовком выхода из канала. На выходе из канала возникает разрежение, в сторону которого всегда будет двигаться поток. 

При отсутствии каналов и отдушин естественная вентиляция через проемы остается единственным и самым простым видом воздухообмена, при этом качество обмена (проветривания) зависит от направления ветра, расположения проемов, возможности держать их открытыми и закрытыми. 

Как правило в одноэтажных домах присутствует элемент канальной естественной вентиляции в виде вертикального воздуховода в кухне или внутреннем санузле. Он компенсирует недостаточность воздухообмена через проемы, позволяет удалить газ и продукты сгорания газа в плите. При правильном расчете в таком канале создается вполне достаточная для выхода воздуха тяга. Частью системы вентиляции может стать установленная в доме печь (камин), если ее не топить, но открыть дверцы топки, клапан вьюшки и поддувала — за счет естественной тяги в трубе возникнет поток воздуха из помещения. 

В многоэтажных жилых домах каналы вытяжки связаны с отдушинами в кухне и санузле, ванной. Жилые помещения (комнаты) остаются «под давлением», а в кухне и санузле возникает разрежение, поэтому воздух эффективно выносит с собой запахи и влагу. Если на этажах установлены в частном порядке мощные кухонные вытяжки, или засорены каналы и оголовки, то воздух будет частично возвращаться в квартиры, комнаты окажутся под разрежением, в них будет скапливаться запах и сырость. Эта проблема возникает в квартирах верхних этажей. 

Характеристики вентиляции механического типа

Механическая вентиляция с побуждением воздухообмена работает по принудительному принципу — поток (давление — разрежение) создается вентилятором. Ее проектируют при невозможности обеспечить естественный воздухообмен или в особых условиях, например, на производстве, где естественный процесс не дает должной производительности. Побудительные устройства могут быть установлены в проемах, отдушинах, каналах, приемных и промежуточных воздуховодах. 

Вытяжная система предполагает, что вентиляторы создают разрежение на стороне помещений и повышают давление в сторону выхода. В приточной системе вентиляторы направлены в сторону помещений, то есть, повышают давление в этом направлении. 

Приточно-вытяжная система представляет собой комбинацию двух выше описанных комплексов. Оа позволяет управлять потоком за счет разрежения на вытяжку и за счет давления на приток. При необходимости в таких системах применяется ряд решений:

• реверсирование или установка встречных вентиляторов для смены направления;
• прокладка разных ветвей воздуховодов для реверсирования потока;
• попеременный или одновременный запуск вентиляторов на приток и вытяжку.  

Приточно-вытяжные системы применяются в промышленных зданиях, на объектах с большими объемами воздуха, в сооружениях со сложной структурой помещений, тоннелях и лабиринтах, то есть там, где масса воздуха обладает значительной инертностью в силу большого объема, или там, где часть воздуха остается недоступной для перемещения в одном направлении. Обычно при проектировании производительность вытяжного направления превышает производительность притока, если в техусловиях не оговорены особые требования. Система приточно-вытяжной вентиляции в зале торгового центра или спортивного объекта позволяет активно перемешивать воздух, устранять возникающие под потолком тепловые пробки, удалять скопления влаги от перекрытий бассейна. В таких случаях могут применяться локальные ветви обдува или вытяжки. 

Местная (локальная) вентиляция обеспечивает воздухообмен на небольшом пространстве, например, для удаления продуктов сгорания при сварке (вытяжка) или осушения рабочего места (приток). В автосервисе на участке, где запускают двигатели, рукав локального отвода втягивает выхлоп, а при необходимости рукав напора может подавать воздух для создания направленного потока. 

Необходимость устройства вентиляции с механическим побуждением определяется, исходя из условий на объекте, требований СанПиН, ГОСТ и СП, технологических особенностей производства. Для нее предусмотрены нормы вытяжки и поступления воздуха. 

Состав системы вентиляции

В состав системы вентиляции входит несколько категорий устройств. Это машины побуждения, приборы управления, конструкция воздуховодов, группа распределения потоков и очистки воздуха:

• поток создается либо вентиляторами (принудительно), либо в силу естественной тяги в вертикальных каналах;
• воздух проходит через систему фильтров, улавливающих пыль и загрязнения (не всегда), в системах с рекуперацией он может отдавать часть тепла входящему потоку, в системах с осушением используются поглотители влаги и конденсаторы;
• в сложных системах за распределение потоков отвечают управляемые заслонки и задвижки, позволяющие перенаправить воздушную массу;
• управление — комплекс устройств питания приводов вентиляторов и заглушек, датчиков скорости, температуры и влажности потока, защитное оборудование и переключатели. 

Все компоненты комплекса закладываются в проект вентиляции с учетом технических характеристик и производительности. 

Механическая вентиляция на случай аварии

Аварийная механическая вентиляция закладывается в проект объекта, где могут возникать выбросы и скопления опасных веществ. Особое внимание такой системе уделяют в хранилищах и резервуарах, элеваторах, на технологических установках. Система может быть отдельной, не связанной с общеобменной, или интегрированной в нее по условиям и требованиям безопасности. В некоторых случаях аварийная вентиляция создается как комплекс дополнительных вентиляторов с высокой производительностью, который запускается только при необходимости. 

Вентиляция против дыма

Противодымная вентиляция и система дымоудаления во многом схожа с аварийной, но имеет ряд особенностей. Она не должна создавать дополнительную тяги при горении, распространять пламя, направлять дым в помещения и приточные части вентиляции. Ее оголовки располагают на удалении от мест поступления воздуха в помещения, воздуховоды оборудуют задвижками, используют материалы, стойкие к нагреву. 

Противодымная вентиляция может быть обустроена как часть общей системы в местах стоянки транспорта (паркингах), но не связана с пожарной вентиляцией и системой пожарного дымоудаления. Все решения в таких случаях закладываются в проект с техническим обоснованием. 

Заключение

Система вентиляции в самом простом варианте (проветривание) имеется в любом помещении. Ее проектирование учитывает разные условия воздухообмена, требования безопасности и санитарии, строительные стандарты. Выбор типа вентиляции зависит от положений и требований нормативных документов, это не предмет произвольного решения. Применение оборудования и определенного типа вентиляции должно быть обосновано расчетами.