Принудительная вентиляция в погребе: правила и схемы обустройства

Подвальные и полуподвальные помещения служат разным целям. Ранее в них устраивались овощехранилища, размещались коммуникации. Сейчас же подвалам назначаются иные функции, от гаражей до спортивных залов и даже офисов. В любом случае принудительная вентиляция в погребе здания – обоснованная потребность, продиктованная необходимостью в планомерной поставке свежего воздуха на смену отработанному.

Содержание статьи:

• Каждому погребу своя вентиляция
• Влага в подвальных помещениях
  • Теплоизоляция труб от конденсата
• Расчет воздухообмена в подвальном помещении
  • Расчет воздухообмена с учетом тепла и влаги
• Расчет параметров воздуховодов
• Расчет сопротивления вентиляционной сети
• Выбор вытяжного вентилятора
• Схема воздуховодов подвальной вентиляции
• Видео об устройстве принудительной вентиляции

Каждому погребу своя вентиляция

Заглубленному овощехранилищу, расположенному под частным домом, эффективная вентиляция не нужна.

Плодоовощные продукты хранятся лучше, если воздухообмен в подвальном помещении минимален. Поэтому простейших продухов и приточно-вытяжных вентиляционных каналов будет достаточно.

Хранимые зимой овощи в погребе усиленно вентилировать естественными методами нельзя. Они попросту замерзнут — мороз на улице

Согласно проектным нормативам для овощехранилищ НТП АПК 1.10.12.001-02, вентилирование, к примеру, картофеля и корнеплодов должно происходить в объеме 50-70 м3/ч на тонну овощей. Причем в зимние месяцы интенсивность вентиляции следует сократить вдвое, чтобы не выморозить корнеплоды. Т.е. в холодное время года вентиляция домашнего погреба должна быть в формате 0,3-0,5 воздушного объема помещения в час.

Необходимость принудительной вентиляции в погребе возникает, если схема «приточно-вытяжные вентканалы» не работает. Однако также потребуется устранение источников переувлажнения воздуха.

Влага в подвальных помещениях

Затхлость воздуха и влажность являются частыми проблемами подвалов. Первая проблема происходит из-за недостаточного воздухообмена. Подвал заглублен на 2,5-2,8 м в грунт, его стены выполнены с максимальной влаго- и воздухонепроницаемостью. А естественная вентиляция, представленная вертикальными домовыми каналами, во многих подвалах и погребах отсутствует.

До разбора вопросов вентиляции погреба следует гидроизолировать его стены. Вентиляция подвала не решит проблему гигроскопичности стен

Значительную влажность воздуха в подвальном помещении вызывает слабая гидроизоляция стен. Вторая причина – изношенные трубопроводы, протянутые через подвальные подсобки. Причем конденсат на них отлагается независимо от целостности труб и герметичности разъемных соединений.

Проблему избыточной влажности требуется решить до разработки проекта и построения вентиляционной системы подвала. Необходимо восстановить или повысить степень герметичности стен погреба, герметизировать трубопроводы и закрыть их изоляцией. Последняя мера избавит от влияния конденсата на материал труб. Затем определяются вентиляционные потребности погреба.

Теплоизоляция труб от конденсата

Капли воды возникают лишь на поверхности бытовых трубопроводов, по которым идет холодная жидкость (питьевая вода и канализационный сток). Влага, имеющаяся в атмосфере помещений, конденсируется на холодных трубах из-за разницы температур между их поверхностью и воздухом. Чем холоднее трубы, чем более насыщен влагой воздух – тем более активно происходит процесс конденсации воды.

Если по трубе идет холодная вода, на ней будет собираться конденсат. Каждую такую трубу требуется закрыть теплоизоляцией

Разница температур воздуха и поверхности труб холодного водоснабжения в частных домах обычно невелика. Ведь при нечастом потреблении домочадцами холодной воды нет ее движения по трубам, поэтому температуры домашней атмосферы и трубопровода почти что уравниваются. Но в многоэтажном строении, жилом или офисном, холодная вода используется практически непрерывно и труба постоянно холодна.

Простейший способ борьбы с конденсатом на трубах – уравнивание температур труб и атмосферы. Необходимо закрыть холодный трубопровод паро- и теплоизолирующим материалом по всей протяженности. Конденсат собирается на холодной трубе вне зависимости от того, из чего она выполнена. Полимеры, черные металлы, чугун или медь – не важно. Изолировать придется все трубы «холодных» коммуникаций!

Изолировать водопроводные трубы от воздействия конденсата и влажной взвеси в воздухе несложно. Нужна лишь трубка из вспененного ПВД, обойный нож и армированный скотч

Предотвратить контакт холодной трубы с воздухом позволит трубчатый теплоизолятор из вспененного ПВД. Стенка теплоизолирующей «трубки» — не менее 30 мм. Диаметр трубчатого утеплителя выбирается немногим больше, чем у изолируемого от атмосферной влажности трубопровода. Одеть утеплитель просто – разрезать по длине, следом обтянуть им трубу.

Сразу после заделки трубопровода теплоизолятором необходимо обмотать его сверху армированным скотчем для труб. Для максимальной теплоизоляции и большей привлекательности проводится обмотка скотчем фольгированным (алюминиевым). Запорная арматура и сложно-изогнутые участки холодного трубопровода, которые невозможно закрыть трубчатой изоляцией, заматываются скотчем в несколько слоев.

Расчет воздухообмена в подвальном помещении

Прежде чем заниматься поиском вентиляционного оборудования и планировать расположение вентканалов в подвале, требуется определить потребности в воздухообмене. В упрощенном формате, т.е. без учета возможного содержания вредных веществ в атмосфере подвала, воздухообмен в нем вычисляется по формуле:

L=Vподв • Kр

В которой:

• L – расчетная потребность воздухообмена, м3/ч;
• Vподв – объем подвального помещения, м3;
• Kр – минимальная кратность воздушного обмена, 1/ч (см. ниже).

Полученное значение воздухообмена позволит установить мощностные характеристики системы принудительной вентиляции подвала.

Расчет воздушного объема, требующегося для вентилирования подвального помещения, производится по традиционной схеме: умножением его высоты, ширины и длины

Однако для расчета формулы требуются данные по воздушному объему помещения и кратности воздухообмена. Первый параметр вычисляется так:

Vподв=A•B•H

Где:

• A – длина подвала;
• B – ширина подвала;
• H – высота подвала.

Для определения объема помещения в кубических метрах результаты замеров его ширины, длины и высоты переводятся в метры. К примеру, для подвала шириной 5 м, длиной 20 м и высотой 2,7 м объем составит 5 • 20 • 2,7 = 270 м3.

Потребности в воздухообмене данного помещения прямо зависят от числа людей, находящихся в нем. Также учитывается степень физической активности посетителей (+)

Для просторных подвалов минимальная кратность воздухообмена Kр определяется из расчета потребностей одного человека в свежем (приточном) воздухе за час. В таблице представлены нормативные потребности человека по воздухообмену в зависимости от использования данного помещения.

Также воздухообмен можно рассчитать по числу людей, которым предстоит находиться (к примеру, работать) в подвале:

L=Lчел•Nл

Где:

• Lчел – норма по воздухообмену для одного человека, м3/ч•чел;
• Nл – расчетное количество людей в подвальном помещении.

Нормами утверждаются потребности человека в 20-25 м3/ч приточного воздуха при слабой физической активности, в 45 м3/ч при выполнении несложной физической работы и в 60 м3/ч при высокой физической нагрузке.

Расчет воздухообмена с учетом тепла и влаги

При необходимости расчета воздухообмена, учитывающего устранение избыточного тепла, используется формула:

L=Q/(p•Cр•(tу-tп))

В которой:

• p – плотность воздуха (при t 20оС равна 1,205 кг/м3);
• Cр – теплоемкость воздуха ( при t 20оС равна 1,005 кДж/(кг•К));
• Q – объем выделяемого тепла в подвал, кВт;
• tу – температура воздуха, удаляемого из помещения, оС;
• tп – температура приточного воздуха, оС.

Потребность учета тепла, устраняемого при вентиляции, необходима для поддержания определенного температурного баланса в атмосфере подвала.

В подвалах частных домов часто устраиваются спортзалы. В этом варианте использования подвального помещения полноценный воздухообмен особенно важен

Одновременно с устранением воздуха в процессе воздухообмена удаляется влага, выделенная в него различными влагосодержащими объектами (в т.ч. людьми). Формула для вычисления воздухообмена с учетом выделения влаги:

L=D/((dу-dп)•p)

В которой:

• D – количество влаги, выделяемой при воздухообмене, г/ч;
• dу – содержание влаги в удаляемом воздухе, г воды/кг воздуха;
• dп – содержание влаги в приточном воздухе, г воды/кг воздуха;
• p – плотность воздуха (при t 20оС составляет 1,205 кг/м3).

Воздухообмен, включающий в себя выделение влаги, рассчитывается для объектов повышенной влажности (к примеру, бассейнов). Также выделение влаги принимается в расчет для подвальных помещений, посещаемых людьми с целью физических упражнений (к примеру, спортзал).

Стабильно высокая влажность воздуха значительно осложнит работу принудительной вентиляции подвала. Потребуется дополнение вентиляции фильтрами для сбора конденсированной влаги.

Расчет параметров воздуховодов

Располагая данными по воздушному объему вентиляции, переходим к определению характеристик воздуховодов. Необходим еще один параметр – скорость прокачки воздуха по вентканалу. Чем быстрее прогоняется воздушный поток, тем менее объемные воздуховоды можно использовать. Но также возрастет шумность системы и сетевое сопротивление. Оптимально прокачивать воздух на скорости 3-4 м/с или меньшей.

Зная расчетное сечение воздуховодов, можно выбрать их фактическое сечение и форму по этой таблице. А также выяснить расход воздуха при определенных скоростях его подачи (+)

Если интерьер подвала позволяет воспользоваться воздуховодами круглого сечения – выгоднее применить их. К тому же сеть вентканалов из круглых воздуховодов проще собирать, т.к. они гибкие.

Вот формула, позволяющая рассчитать площадь воздуховода по его сечению:

Sсв=L•2,778/V

В которой:

• Sсв – расчетная площадь сечения вентиляционного канала (воздуховода), см2;
• L – расход воздуха при прокачке по воздуховоду, м3/ч;
• V – скорость, с которой по воздуховоду движется воздух, м/с;
• 2,778 – значение коэффициента, позволяющего согласовать неоднородные параметры в составе формулы (сантиметры и метры, секунды и часы).

Площадь сечения вентканала удобнее вычислять в см2. В иных единицах измерения этот параметр системы вентиляции труден к восприятию.

К каждому элементы вентиляционной системы воздушный поток лучше подводить на определенной скорости. Иначе возрастет сопротивление в системе вентиляции (+)

Однако определение расчетной площади сечения вентканала не позволит корректно подобрать сечение воздуховодов, поскольку не учитывает их форму. Вычислить требуемую площадь воздуховода по его сечению можно следующими формулами:

Для круглых воздуховодов:

S=3,14•D2/400

Для прямоугольных воздуховодов:

S=A•B /100

В этих формулах:

• S – фактическая площадь сечения вентканала, см2;
• D – диаметр округлого воздуховода, мм;
• 3,14 – значение числа ? (пи);
• A и B – высота и ширина воздуховода прямоугольного сечения, мм.

Если канал воздушной магистрали один, то фактическая площадь сечения рассчитывается только для него. Если же от главной магистрали будут выполнены ответвления, то данный параметр вычисляется для каждой «ветви» отдельно.

Расчет сопротивления вентиляционной сети

Чем выше скорость перемещения воздуха в вентканале, тем более высоко сопротивление движению воздушных масс в комплексе вентиляции. Это неприятное явление носит название «потеря давления».

Если сечение вентиляционных воздуховодов постепенно повышать, то получится достичь стабильной скорости воздуха по всей ее длине. При этом сопротивление движению воздуха не увеличится

Вентиляционная установка должна развить воздушное давление, позволяющее справиться с сопротивлением сети воздухораспределения. Только так получится достичь необходимого расхода воздуха в вентиляционной системе.

Скорость воздуха, перемещаемого по вентканалам, определяется формулой:

V=L/(3600•S)

В которой:

• V – расчетная скорость прокачки воздушных масс, м3/ч;
• S – площадь сечения канала воздуховода, м2;
• L – требуемый расход воздуха, м3/ч.

Выбор оптимальной модели вентилятора для вентиляционной системы следует производить путем сравнения двух параметров – статического давления, развиваемого вентиляционной установкой и расчетными потерями давления в системе.

Расположив вентиляционную установку в центре разветвленной системы воздуховодов, получится стабилизировать скорость подачи воздуха по всей протяженности воздушного комплекса

Потери давления в протяженном вентиляционном комплексе сложной архитектуры определяются суммированием сопротивлений движению воздуха в его изогнутых участках и наборных элементах:

• в обратном клапане;
• в шумоглушителях;
• в диффузорах;
• в фильтрах тонкой очистки;
• в ином оборудовании.

Самостоятельно рассчитывать потерю давления в каждом подобном «препятствии» необходимости нет. Достаточно использовать графики потерь давления применительно к расходу воздуха, предлагаемые производителями вентканалов и соответствующего оборудования.

Впрочем, при расчете вентиляционного комплекса упрощенной конструкции (без наборных элементов) допустимо использовать типовые значения потери давления. К примеру, в подвальных помещениях площадью 50-150 м2 потери на сопротивление воздуховодов составят около 70-100 Па.

Выбор вытяжного вентилятора

Чтобы определится с выбором вентустановки, нужно знать необходимую производительность вентиляционного комплекса и сопротивление воздуховодов. Для принудительной вентиляции погреба достаточно одного вентилятора, встроенного в вытяжной канал. Приточный воздуховод, как правило, не нуждается в вентустановке.  Достаточно небольшой разницы давлений между точками подачи воздуха и его забора, обеспечиваемой работой вытяжного вентилятора.

Зная расчетное (необходимое) давление в системе воздуховодов можно определить, подойдет ли данная модель вентиляционной установки для полноценного воздухоснабжения помещений. Достаточно найти позицию по давлению, провести линию до графика, затем вниз (+)

Необходима модель вентилятора, чья производительность немного (на 7-12%) выше расчетной. Проверить пригодность вентиляционной установки можно по графику зависимости производительности от потери давления.

Используя данные по расчетному расходу воздуха, можно установить потери давления в изогнутых участках воздуховодов (+)

Если приходится выбирать между заведомо более мощной и слишком слабой вентустановкой – приоритет остается за мощной моделью. Однако потребуется как-то понизить ее производительность. Оптимизация слишком мощного вентилятора вытяжки достигается такими способами:

• Монтировать перед вентустановкой балансировочного дроссель-клапана, что позволить «придушить» ее. Расход воздуха при частичном перекрытии вытяжного канала снизится, однако вентилятору придется работать с повышенной нагрузкой.
• Включать вентустановку на работу в малых и средних режимах скорости. Это возможно, если агрегат поддерживает 5-8 скоростную регулировку или плавный разгон. Но поддержки многоскоростных рабочих режимов в недорогих моделях вентиляторов нет, у них максимум 3 ступени регулировки скорости. А для корректной настройки производительности трех скоростей мало.
• Свести максимальную производительность вытяжной установки к минимуму. Это выполнимо, если автоматика вентилятора допускает управление его наибольшей скоростью вращения.

Разумеется, можно не обращать внимания на излишне высокую производительность вентиляции. Однако придется переплачивать за электрическую и тепловую энергию, поскольку вытяжка будет слишком активно тянуть тепло из помещения.

Схема воздуховодов подвальной вентиляции

Приточный канал выводится за фасад подвала, устраивается с забором отверстия сеткой. Его обратный вывод, по которому поступает воздух, опускается к полу на дистанцию полметра от последнего. Для минимизации образования конденсата приточный канал необходимо теплоизолировать снаружи, особенно его «уличную» часть.

Чтобы выяснить потери давления в системе прямых воздуховодов, нужно знать скорость воздуха и использовать этот график (+)

Воздухозаборник вытяжки размещается у потолка, в противоположном от точки расположения приточного отверстия конце помещения. Размещать отверстия вытяжки и приточного канала на одной стороне подвала и на одном уровне бессмысленно.

Поскольку нормативы жилстроительства не допускают использования вертикальных каналов естественной вытяжки под принудительную вентиляцию, заводить на них воздуховоды нельзя. Случает, когда расположить приточный и вытяжной каналы забора-сброса воздуха по разным сторонам погреба невозможно (имеется лишь одна фасадная стена). Тогда необходимо развести точки воздухозабора и сброса по вертикали на 3 метра и более.

Видео об устройстве принудительной вентиляции

В этом видеоролике наглядно демонстрируются признаки некачественной вентиляции подвального помещения. Каналы приточно-вытяжного воздухообмена в данном погребе вроде как имеются, но воздух по ним не идет. Налицо все проблемы подвала – сырость, затхлый воздух и обильный конденсат по ограждающим конструкциям:

На видео ниже представлено практическое решение принудительной вытяжки погреба при помощи кулера от ПК и солнечной батареи. Отметим оригинальность исполнения данного проекта вентиляции. Для погреба типа «овощехранилище» такая реализация воздухообмена вполне допустима:

Поскольку полноценное понижение влажности в подвале невозможно без термоизоляции «холодных» трубопроводов, представляем видео о нанесении трубчатой изоляции. Отметим, что при техническом назначении подвала рациональна полная обмотка теплоизолированной трубы армированным скотчем – так надежнее:

«Беспризорный» подвал вполне реально превратить в помещение желаемого назначения. Необходимо лишь решить в нем проблему воздухообмена и ликвидировать источники влаги. В любом случае, подвальный ярус здания не должен представлять собой мокрое, заросшее плесенью место. Ведь его стены – фундамент строения, чье разрушение недопустимо.