Виды вентиляционных систем: естественная, механическая, HVAC и рекуперация

Содержание

1. Классификация систем по способу движения воздуха
2. Естественная вентиляция: просто, но не всегда эффективно
3. Механическая вентиляция: полный контроль воздуха
4. Классификация по конструкции и месту применения
5. Канальные и бесканальные системы
6. Общеобменные системы
7. Локальные системы
8. Противодымные и аварийные системы
9. Интеллектуальные и специальные решения
10. Элементы вентиляционной системы
11. Монтаж, паспортизация и обслуживание
12. Технические требования
13. Обслуживание вентиляции
14. Как выбрать систему под конкретную задачу
15. Применение вентиляции в разных типах зданий
16. Часто задаваемые вопросы
17. Сравнительная таблица вентиляционных систем

Эксперты:

• Никита Гашев, операционный директор компании подрядных услуг по фасадам и ОВиК "Фасадные Решения";
• Алексей Милованов, технический директор UNK engineering;
• Роман Литвинов, руководитель отдела ОВиК компании DBC Construction;
• Борис Мезенцев, операционный директор MD Facility Management.

Классификация систем по способу движения воздуха

От качества вентиляции зависит комфорт, здоровье и даже безопасность жильцов. Фото: iStock

В зависимости от того, на чем основано движение воздуха, вентиляционные системы делятся на несколько видов, рассказывает Никита Гашев.

Естественная вентиляция: просто, но не всегда эффективно

Как она работает? Воздухообмен происходит за счет естественных факторов:

• разницы температур: теплый воздух поднимается вверх;
• разницы давления. Например, через вытяжные каналы в многоквартирных домах;
• ветрового напора (проветривание через окна).

Плюсы:

• недорого в эксплуатации;
• не требует электроэнергии;
• простая конструкция.

Минусы:

• зависит от погоды (летом почти не работает);
• невозможность регулировать воздухообмен;
• неэффективна в современных герметичных домах с пластиковыми окнами.

"В старых "хрущевках" вытяжка в кухне и санузле работает именно по такому принципу. Но если поставить стеклопакеты, воздух перестает циркулировать, появляется духота и плесень, - говорит Никита Гашев. - Естественная вентиляция подходит для домов с хорошей "дышащей" конструкцией, но в современных условиях ее часто дополняют механическими системами".

Механическая вентиляция: полный контроль воздуха

Как работает? Используются вентиляторы, воздуховоды и фильтры для принудительной подачи или удаления воздуха.

Механическая вентиляция подразделяется на такие основные типы, рассказывает Никита Гашев:

Приточная вентиляция

Задача: подача свежего воздуха. Для этого могут использоваться, например, бризеры - устройства, которые затягивают уличный воздух в комнату и одновременно могут очищать и подогревать его.

Плюс: воздух можно очистить от пыли и аллергенов.

Минус: нужна отдельная вытяжка.

Вытяжная вентиляция

Задача: удаление загрязненного воздуха.

Пример: кухонные вытяжки, вытяжки в санузлах.

Плюс: быстро устраняет запахи и влагу.

Минус: без притока создает разрежение воздуха (появляются сквозняки, хлопают двери). Нельзя устанавливать в вентиляционные каналы естественной вентиляции, так как это нарушит её работоспособность (распространенная пагубная практика в многоквартирных жилых домах, когда кухонную вытяжку подключают к данной системе).

Приточно-вытяжная вентиляция

Задача: полноценный воздухообмен.

Пример: системы в офисах и торговых центрах.

Плюс: сбалансированная работа.

Минус: требует сложного монтажа.

Рекуперация тепла

Задача: экономия энергии за счет подогрева приточного воздуха вытяжным. Для этого используются устройства-рекуператоры

Плюс: снижение затрат на отопление до 50%.

Минус: высокая стоимость, требует обслуживания.

HVAC: интеллектуальный климат-контроль

Что это? Комбинированная система Heating, Ventilation, and Air Conditioning (отопление, вентиляция и кондиционирование).

Где применяется?

• в торговых центрах;
• больницах;
• современных офисных зданиях.

Плюсы:

• Единое управление микроклиматом;
• высокая энергоэффективность;
• интеграция с "умным домом".

Минусы:

• Дорогой монтаж и обслуживание;
• требует профессионального проектирования.

В бизнес-центре система HVAC + UFAD (подача воздуха через пол) снижает энергопотребление на 20% по сравнению с традиционными решениями, отмечает Никита Гашев.

"Выбор типа механической вентиляции зависит от задач, - говорит Никита Гашев. - Для квартиры оптимально использовать приточно-вытяжную систему с рекуперацией, для офиса - централизованную систему с регулировкой по зонам, для производственных помещений - промышленные вытяжки с фильтрацией. Системы HVAC - это выбор для крупных объектов, где важен точный контроль температуры и влажности".

Классификация по конструкции и месту применения

Естественная вентиляция подходит для домов с хорошей "дышащей" конструкцией. Фото: iStock

Вентиляционные системы можно классифицировать по конструкции и месту применения следующим образом, рассказывает Алексей Милованов.

Канальные и бесканальные системы

Канальные системы используют воздуховоды для распределения воздуха по помещению. Они могут быть как приточными, так и вытяжными. Примером являются системы центрального кондиционирования, которые обеспечивают равномерный воздухообмен в больших помещениях.

К бесканальным системам относятся устройства, которые не требуют воздуховодов. Например, это бризеры (им не нужны воздуховоды), клапаны (регулируют поток воздуха), проветриватели (обеспечивают естественную вентиляцию, позволяя воздуху свободно циркулировать).

Общеобменные системы

Предназначены для обеспечения стабильного воздухообмена в больших помещениях, таких, как офисы, торговые центры и производственные площади. Они могут включать в себя как приточные, так и вытяжные установки, которые работают совместно для поддержания оптимального микроклимата.

Локальные системы

Локальные системы вентиляции предназначены для зон с повышенной нагрузкой, таких как кухни, санузлы, серверные и другие помещения, где требуется интенсивный воздухообмен. Эти системы могут быть как механическими, так и естественными. Они обеспечивают быстрое удаление загрязненного воздуха и запахов.

Противодымные и аварийные системы

Предназначены для обеспечения безопасности в экстренных ситуациях. Например, помогают удалить дым и токсичные газы из помещений при пожарах, обеспечивая безопасный выход для людей. Противодымные системы могут включать в себя автоматические вытяжные вентиляторы и дымовые клапаны.

Интеллектуальные и специальные решения

VAV (система с регулируемым объемом воздуха) - эти системы автоматически регулируют объем подаваемого воздуха в зависимости от потребностей помещения, что позволяет экономить энергию и поддерживать комфортный микроклимат.

DCV (вентиляция по датчику CO₂, влажности или присутствия) - системы, которые регулируют вентиляцию в зависимости от уровня углекислого газа, влажности или присутствия людей, что позволяет оптимизировать воздухообмен и снизить энергозатраты.

UFAD (системы с нижним подводом воздуха). Эти системы подают воздух снизу, что позволяет более эффективно распределять его в помещениях, таких как офисы и торговые центры.

Системы с увлажнением, охлаждением и фильтрацией воздуха. Эти решения обеспечивают не только вентиляцию, но и поддержание оптимальных параметров температуры и влажности, а также очистку воздуха от загрязнений.

Элементы вентиляционной системы

Плохо проветриваемые помещения могут стать рассадником грибка. Фото: iStock

В состав системы вентиляции входят следующие элементы, рассказывает Роман Литвинов:

Вентилятор. Является сердцем всей системы и обеспечивает принудительное направленное перемещение воздушных масс. В системах вентиляции здания наибольшее распространение имеют осевые и центробежные вентиляторы.

Центробежный вентилятор чаще используется в промышленных целях, имеет более массивные габариты и работает с большими объемами воздуха, способен создавать большое давление.

Осевой вентилятор имеет другое конструктивное устройство, более простую конструкцию, является менее шумным и производительным.

Воздуховоды предназначены для перемещения воздуха от вентилятора до места назначения. По форме сечения они подразделяются на прямоугольные, круглые и овальные. Последние распространены намного меньше. Также воздуховоды изготавливаются из разных материалов - оцинкованная сталь, черная сталь, нержавеющая сталь, пластик, тканевые воздуховоды.

Для очистки приточного воздуха от механических примесей в составе приточных установок применяются фильтры разного класса - грубой, тонкой очистки, высокоэффективной или сверхвысокоэффективной очистки. Основное их отличие - способность задерживать частицы разного размера. Подбор конкретного класса фильтра зависит от требований к конечной чистоте воздуха в помещении.

В состав систем вентиляции, как правило, входят воздушные и огнезадерживающие клапаны, предназначенные для перекрытия сечения воздуховодов во время выключения вентмашины или при поступлении сигнала о пожаре.

Раздача и удаление воздуха в помещениях производится через воздухораспределители и воздухоприемные устройства. Для различных схем воздухообмена существуют разнообразные виды воздухораспределителей (диффузоры, решетки, сопловые воздухораспределители, воздухораспределительные панели и т.д.). Правильно подобранный тип воздухораспределителей позволяет достичь высокой эффективности системы вентиляции.

Шумоглушитель - это устройство, предназначенное для снижения уровня механических и аэродинамических шумов, возникающих в процессе работы вентилятора.

В основном применяются два типа шумоглушителей - круглые (трубчатые) и прямоугольные (пластинчатые). Принцип работы основан на поглощении проходящих через них звуковых волн шумопоглощающим материалом. Устройства являются эффективным инструментом для снижения уровня аэродинамического шума в системах вентиляции.

Системы автоматики. Основное их назначение- обеспечивать без участия человека режим работы вентиляционных установок и поддержания требуемых параметров воздуха (температуры, влажности, содержания СО₂ и т.д.). Система автоматики вентиляции включает в себя датчики, контроллеры, исполнительные механизмы и программное обеспечение.

Монтаж, паспортизация и обслуживание

Частота обслуживания вентиляционных систем зависит от типа системы и регламента, определенного ее производителем. Фото: iStock

О том, как проходит установка вентиляционных систем, рассказывает Борис Мезенцев.

Монтаж системы вентиляции и кондиционирования производят на основании проектного решения. В нем должны быть указаны:

• площадь помещения и его назначение;
• высота потолков, тип остекления;
• нормы воздухообмена;
• тип системы (естественная, механическая, приточно-вытяжная, с рекуперацией, с охлаждением или обогревом и т.д.);
• трассировка воздуховодов (схема их прохождения);
• спецификация оборудования, включая сопутствующие инженерные системы (системы электроснабжения, трубопроводы, фреонопроводы, и т.д.);
• схемы, на которых система вентиляции показана так, как она будет смонтирована в реальном пространстве: с указанием направлений воздуховодов, точек установки и подключения оборудования.

На основании согласованного проектного решения производят монтаж системы вентиляции и кондиционирования, проводят пусконаладку, во время которой проверяют работоспособность всех компонентов. После завершения монтажа подписывают акт ввода в эксплуатацию.

Пуску вентиляционной системы предшествуют несколько важных этапов, рассказывает Роман Литвинов:

1. Расчет необходимого количества воздуха, подаваемого вентмашиной в обслуживаемые помещения;
2. Подбор необходимых компонентов в составе приточной установки, которые будут обеспечивать требуемое качество воздуха (фильтры, нагреватели, охладители, увлажнители, осушители и т.д.);
3. Производство выбранным изготовителем спроектированной вентмашины;
4. Транспортировка на объект;
5. Монтаж приточной установки в проектное положение в соответствии с проектным решением;
6. Подключение к установке сети воздухозаборных и воздухораспределительных воздуховодов, подключение систем тепло-холодоснабжения, системы водоснабжения увлажнителя и водоотведения конденсата;
7. Монтаж шкафов электроснабжения и автоматизации установки. Подведение сетей электроснабжения, автоматизации и диспетчеризации;
8. Пусконаладка - запуск системы для проверки работоспособности в целом, на отсутствие утечек воздуха через стыки сети воздуховодов, настройка распределения воздушных потоков по отдельным помещениям в соответствии с требуемыми значениями.

Технические требования (ГОСТ, СНиП, паспорта и акты)

Основные требования к системам вентиляции, отмечает Борис Мезенцев, изложены в СП (своды правил, пришедшие на смену СНиП) 60.13330.2020, а также в ГОСТ 12.4.021-75 и ГОСТ Р 59972-2021.

"Что касается паспортов и актов ввода, то их должны иметь все установленные системы вентиляции, - отмечает эксперт. - Кроме того, необходимы акты испытаний, пусконаладки и приемки скрытых работ. Последние подтверждают, что монтаж элементов вентиляции, который будет не виден под отделкой, выполнен правильно".

Обслуживание вентиляции

Частота обслуживания вентиляционных систем зависит от типа системы и регламента, определенного ее производителем, говорит Мезенцев. Как правило, обслуживать систему нужно не реже, чем раз в квартал. Замена фильтрующих элементов может производиться чаще, и это зависит от уровня их загрязнения. Уровень загрязнений фильтрующих элементов мониторится автоматикой систем.

По словам Алексея Милованова, техобслуживание вентиляционных систем нужно проводить каждые 6-12 месяцев. Сюда входят:

• чистка воздуховодов (удаление пыли, жировых отложений);
• замена фильтров (в зависимости от загрязнения, обычно раз в 3-6 мес.);
• проверка клапанов, вентиляторов, автоматики;
• контроль тяги и герметичности.

При снижении эффективности, посторонних шумах, запахах, возможно, потребуется внеплановое техобслуживание.

Как выбрать систему под конкретную задачу

Обслуживать систему нужно не реже, чем раз в квартал. Фото: iStock

Квартира

В современных квартирах чаще всего встречаются два основных типа вентиляции: естественная система через вентиляционные шахты и механические решения, рассказывает Борис Мезенцев. К последним относятся компактные приточные клапаны (монтируются в стены или окна) и бризеры. В санузлах и кухнях ставят вытяжные вентиляторы.

Рекуперация встречается редко, отмечает он, но в новых домах иногда применяют компактные установки. Это небольшие настенные блоки размером с кондиционер, через которые проходят два воздушных потока: приточный с улицы и вытяжной из комнаты.

Частный дом

Распространено применение приточно-вытяжных установок с рекуперацией тепла, а также естественной вентиляции и вытяжных вентиляторов. В котельных и банях обязательна отдельная вытяжка.

Офис и производство

В современных офисах широко применяются интегрированные HVAC-системы, объединяющие в единый комплекс вентиляцию, кондиционирование и отопление. На промышленных предприятиях системы вентиляции разрабатываются с учетом специфики завода.

Для дома или квартиры чаще всего необходимо обеспечить кратность воздухообмена, соблюдать отсутствие сквозняков, поддерживать минимальное количество шума, говорит Роман Литвинов. Для офисов расход воздуха рассчитывается по количеству сотрудников, системы вентиляции группируются по функциональному назначению помещений, предусматривается противодымная вентиляция. Значение имеет энергоэффективность системы, автоматизация и согласованная работа с системами отопления и кондиционирования.

Применение вентиляции в разных типах зданий

Для офисов расход воздуха рассчитывается по количеству сотрудников. Фото: iStock

В квартирах и частных домах используются как естественная, так и принудительная вентиляция для удаления загрязненного воздуха и подачи свежего, рассказывает Алексей Милованов. В офисах и производственных помещениях важна эффективная система для поддержания качества воздуха и снижения загрязнений. В гаражах, банях и мастерских необходима вентиляция для удаления паров и запахов, что предотвращает накопление вредных веществ.

Квартира

• В квартирах часто используется естественная вентиляция, основанная на вытяжных каналах, которые удаляют воздух из кухонь и санузлов;
• для улучшения качества воздуха могут устанавливаться приточные клапаны, которые обеспечивают поступление свежего воздуха;
• в современных квартирах также применяются механические системы, такие, как приточно-вытяжные установки, которые обеспечивают стабильный воздухообмен и фильтрацию.

Частный дом

• В частных домах вентиляция может быть как естественной, так и механической, в зависимости от конструкции и потребностей;
• часто используются комбинированные системы, где вытяжка осуществляется механически, а приток воздуха - естественным образом;
• важно учитывать наличие "мокрых" зон, таких как ванные комнаты и кухни, где требуется дополнительная вытяжка для удаления избыточной влаги и запахов.

Офис и производство

• В офисах и производственных помещениях необходима централизованная механическая вентиляция для поддержания комфортного микроклимата;
• системы должны обеспечивать удаление загрязняющего воздуха и поддерживать оптимальные параметры температуры и влажности;
• в производственных зонах часто используются местные вытяжные системы для удаления вредных выделений от оборудования.

Гараж, баня, мастерская

• В гаражах и мастерских вентиляция необходима для удаления выхлопных газов, пыли и запахов, что предотвращает накопление вредных веществ;
• в банях важно обеспечить эффективный воздухообмен для удаления избыточной влаги и предотвращения образования плесени;
• часто используются вытяжные вентиляторы и местные отсосы для быстрого удаления загрязнений и поддержания комфортной температуры.

HVAC-системы (Heating, Ventilation, and Air Conditioning)

HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) - это комплекс инженерных систем, предназначенных для создания и поддержания комфортного микроклимата в зданиях и помещениях. Основные задачи HVAC - обеспечение комфортной температуры, влажности и качества воздуха, а также экономия энергии при этом. Системы HVAC применяются в жилых, административных, промышленных зданиях, торговых центрах, офисах, складах, бассейнах, умных домах и других объектах, где требуется контроль климата.

Часто задаваемые вопросы

В производственных зонах часто используются местные вытяжные системы для удаления вредных выделений от оборудования. Фото: iStock

Что лучше: естественная или механическая вентиляция?

Естественная вентиляция хороша для домов с хорошей циркуляцией воздуха, говорит Никита Гашев. Механическая - для современных зданий с герметичными окнами.

При использовании естественной вентиляции вся система является энергонезависимой и работает за счет разности плотностей внутреннего и наружного воздуха, что является плюсом данной системы, поясняет Роман Литвинов. Также плюсом являются низкие капитальные затраты и эксплуатационные расходы. К недостаткам системы стоит отнести невозможность фильтрации воздуха от пыли, если притоком являются открытые окна, зависимость работы данной системы от погодных условий (зимой тяга сильнее, летом слабее). Естественная вентиляция не всегда обеспечивает требуемый воздухообмен, при герметичности окон воздухообмен может снизиться до нуля.

Механическая система способна обеспечить большие и сложные в архитектурном плане помещения требуемой кратностью воздухообмена, подготовить качество подаваемого воздуха под нужные тепловлажностные параметры, автоматизировать процесс управления обработки воздуха, обеспечить энергосбережение за счет рекуперации тепла уходящего воздуха.

В чем разница между вытяжной и приточно-вытяжной системой?

Вытяжная вентиляция удаляет загрязненный воздух из помещения, тогда как приточно-вытяжная - это комбинированная система, обеспечивающая и подачу свежего, и удаление загрязненного воздуха, поясняет Алексей Милованов.

Нужно ли ставить рекуператор тепла в квартире?

Да, если хотите экономить на отоплении и избегать сквозняков, считает Гашев. Рекуператор окупается за 3-5 лет. Так, есть примеры, что после установки рекуператора в коттедже владелец сократил расходы на отопление на 30%, а автоматическая вентиляция в ресторане помогла избавиться от запахов и конденсата на стенах.

Как обслуживать вентиляционную систему? Как часто чистить воздуховоды?

Воздуховоды - раз в 6-12 месяцев, фильтры - раз в 3-6 месяцев, рекуператор - раз в год, сообщил Гашев.

Что такое VAV и как он работает?

VAV (Variable Air Volume) - система вентиляции с переменным расходом воздуха, поясняет Алексей Милованов. Она регулирует объем подаваемого воздуха в зависимости от потребностей помещения, что позволяет экономить энергию и поддерживать комфортный микроклимат. VAV-системы автоматически изменяют подачу воздуха, учитывая температуру, присутствие людей и другие параметры.

Выбор системы вентиляции зависит от задачи, типа помещения, вашего бюджета, нормативов, которые нужно соблюдать. Если речь идет о квартире или частном доме, можно попробовать обойтись естественной вентиляцией, либо применить сравнительно несложные конструкции - например, бризеры. Для экономии на отоплении в частном доме можно установить рекуператоры.

Если же помещения достаточно просторные, а задачи сложные (например, удаление запахов или влажности), то лучше обратиться к специалистам, которые детально продумают техническую часть.

Сравнительная таблица вентиляционных систем