Введение естественной вентиляции в квартире

О спасении от удушья в своей квартире или лонгрид о современной вентиляции

За окном зима, еще не закончилась пандемия коронавируса. Некоторые компании даже не думали переводить сотрудников обратно в офис, а кто-то и так всегда работал из дома. Изолировавшись в своих квартирах, многие стали замечать, что работать там, порой, сложнее чем в офисе. Одолевает усталость, апатия, сонливость. Думается не так хорошо, как в родном опенспейсе.

Некоторые склонны искать причину этого состояния в психологии, но часто всё тривиальнее. Всё дело в воздухе, а если точнее, в вентиляции. Под катом немного о последствиях и симптомах плохо вентилируемых помещений, о причинах, по которым большинство существующих систем вентиляции малоэффективны, обзор некоторых решений и мой личный план по разработке эффективной вентиляции для городской квартиры.

Немного медицины и цифр

Я убежден, что в большинстве случаев апатии и ускоренной утомляемости на удаленке виноват углекислый газ. Известно, что мы все являемся его источниками, так как он образуется в результате наших обменных процессов и выделяется с каждым нашим выдохом. В крови углекислый газ, как и кислород переносится гемоглобином. Чем выше концентрация CO2в воздухе, тем больше его присоединит гемоглобин и тем меньше присоединит кислорода, а соответственно, тем выше будет кислотность крови (гиперкапния и респираторный ацидоз).

Развитие респираторного ацидоза (снижение концентрации pH крови <7,35) приводит к невменяемой работе органов и систем, что в легких случаях проявляется апатией, депрессивным настроением, головной болью, мгновенной утомляемостью и желания дать храпака, уютно устроившись на клавиатуре, вместо того, чтобы настрочить терабайты кода на три спринта вперёд. При этом количество кислорода в окружающем воздухе может значительно не меняться. Некоторые даже называют такое состояние отравлением углекислым газом, по аналогии с угарным, т. явления, характерные для гипоксии, возникают при почти нормальном уровне кислорода в окружающем воздухе.

Человек хорошо себя чувствует при уровнях CO2 700ppm и ниже. В настоящий момент в среднем на планете воздух содержит 400ppm (ppm = part per million, 0. 04% (*исправлено)). При уровне 1000ppm в помещении становится душно и возникают первые симптомы кислородного голодания, ощущение удушья.

Если количество углекислого газа превысит 2000ppm, душно станет даже тренированным и невосприимчивым (при этом концентрация кислорода изменяется совсем незначительно, упав с 20% до 19. 75%). Дальнейший рост концентрации приводит к отягощению состояния и даже развитию симптомов, характерных для дыхательной недостаточности.

По моим наблюдениям, в более 80% современных квартир в мегаполисах вентиляция оставляет желать лучшего. При этом каждый человек на протяжении одного часа выделяет 35 граммов углекислого газа. Для среднестатистической комнаты с площадью 20 квадратных метров высотой потолков 2. 5 метра это означает ежечасный прирост количества углекислого газа на 584ppm. 4-х часов с использованием стандартной вентиляции достаточно, чтобы концентрация достигла значений не только вызывающих снижение работоспособности, но пагубно влияющих на здоровье человека.

Сколько нужно воздуха и что такое качественный воздух в квартире?

Оценить качество воздуха без аппаратных измерений сложно, субъективные ощущения не точны и сильно зависят от восприятия и способности адаптироваться. Как я уже упомянул, для оценки качества воздуха обычно используют концентрацию уровня газа СО2, а также концентрацию летучих органических веществ VOC, в Китае также применяют уровень мелкой пыли: PM2. 5 и PM10.

В состав воздуха входит множество составляющих, которые требуют контроля: группа газов летучих органических веществ, формальдегиды от мебели и даже радиоактивный радон (который образуется на цокольных этажах) и еще много чего, что может быть продуктом нашей жизнедеятельности. Между тем, самое пагубное ощутимое влияние в большинстве случаев оказывает углекислый газ.

В Европе и России качество воздуха оценивают по концентрации СО2 и VOC. Так в ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» регламентируют эталонные показатели качества воздуха и концентрацию уровня углекислого газа. ГОСТ делит воздух на высокий и низкий класс, так для высокого класса предельная концентрация СО2 в помещении составляет 800 ppm, а для низкого — 1400 ppm.

Как я уже отмечал выше, даже при концентрации углекислого газа 1000 ppm происходит значительное ухудшение самочувствия, потеря реакции, рост усталости, может появляться головная боль. Поэтому норма низкого класса по ГОСТ не очень пригодна для нормальной жизни и тем более работы. С учетом значения в 35 г CO2, выделяемого одним человеком, можно рассчитать минимальный приток воздуха на одного человека, позволяющий не испытывать дискомфорт и симптомы “отравления” углекислым газом, по современным российским нормативным документам СП 54. 13330. 2016, для многоквартирных жилых домов он должен быть не менее 30 м3/ч на человека.

Из личного опыта и замеров у себя дома, могу сказать, что большинство людей явно чувствует порог концентрации СО2 более 1200 ppm, субъективное ощущение при этом — воздух становится затхлым. Также при таком пороге СО2 в воздухе становится выше концентрация формальдегида, летучих органических частиц, домашней пыли, что еще больше ухудшает микроклимат.

Почему не работают существующие системы вентиляции?

В 90% в наших многоквартирных домов система вентиляции построена на открывании окна и удалении затхлого воздуха через вытяжные каналы в санузлах и кухнях. Схематичный рисунок ниже показывает такого плана системы наглядно.

Принцип работы вентиляции

Для адекватной работы вентиляции, обеспечивающей описанную выше норму,  необходимо постоянно держать окно открытым или периодически проветривать по 10-15 мин/в час, даже ночью, т. 24 раза в сутки. Это также отражено в документах, т. СП 54. 13330. 2016 “Здания жилые многоквартирные” предписан постоянный воздухообмен. Несмотря на это, большинство игнорирует эти нормы, особенно в зимний период.

Окна у большинства почти постоянно закрыты, а соответственно, нормального вентилирования в достаточном объеме не происходит. Особенно это характерно для москвичей, у которых привычка открывать окна как можно реже укрепилась во время смога 2010-го года. Это закономерно приводит к росту концентрации углекислого газа, а также прочих вредных составляющих квартирного воздуха.

Сегодня существуют альтернативные решения, которые позволяют существенно изменить ситуацию.

Краткий обзор вентиляционных решений

Возможно, часть статьи, убранная под спойлерами, будет не очень интересна тем, кто хорошо осведомлен о существующих типах вентиляции.

У режима микропроветривания есть свои достоинства и недостатки:

• В режиме микропроветривания резко снижается шумоизоляция окна с 30 дБа у стандартного окна до 10-15 дБа в режиме микропроветривания. Это не то, чтобы опасный уровень шума, но определённо раздражающий.
• Сложно контролировать объем приточного воздуха, чаще контроль происходит по температуре воздух: холодно или тепло. Что совсем не отражает реальной картины.
• Воздух в Москве и других мегаполисах гарантировано загрязнен, по этой причине люди не торопятся открывать окна даже летом, опасаясь запахов, смога и пыли.
• Возникает тепловой дискомфорт, так как воздух поступает по периметру окна, а не из его верхней части, как в старых деревянных окнах с форточкой. Воздух в верхней части помещения обычно нагрет на 2-3 С больше, чем в середине помещения, и именно туда следует направлять холодный воздух.
• Необходимость контролировать режим микрощелевого проветривания, когда человек уходит из дома. Чаще всего люди, уходя из дома, закрывают микропроветривание, так как создается ощущение незащищенности квартиры.

Достоинства приточных клапанов:

• Воздух поступает всегда, когда мы дома или ушли. Поэтому всегда свежо.
• Согласно информации в этой статье и отзывам, уровень шума практически не растёт, при использовании шумозащитных приточных клапанов.
• Температурный комфорт при таком вентилировании выше, воздух подается в верхнюю часть помещения, где прогрет на 2 С больше. Это почти форточка в старых деревянных окнах.
• Безопасность как при закрытом окне, дети не выпадут и воры не залезут.

Без недостатков также не обошлось:

• Нужна вентиляционная тяга для работы клапана круглый год, т.е. необходимо устанавливать вентилятор для создания вентиляционной тяги летом.
• Нужна современная автоматизация приточных клапанов, так как в помещении может меняться количество людей, а соответственно, и потребность в воздухе.
• Также автоматизация необходима для экономии тепловой энергии, например: когда человек ушел, зачем вентилировать помещение в полном объеме?! Альтернативой полной автоматизации может стать голосовое управление через голосовых ассистентов или мобильные приложения, но мне пока не доводилось с такими сталкиваться.
• Проблема с фильтрацией. Больше характерна для оконных клапанов, так как стеновые имеют хоть какие-то фильтры. Оконные, как правило, не умеют фильтровать воздух и пропускать его в достаточном объёме, попытки некоторых производителей реализовать фильтры в оконных клапанах завершились провалом, они практически не пропускают воздух, хотя и продаются повсеместно сейчас.

• Оконный с фрезеровкой, расход воздуха как у стенового
• Компетентно о клапанах (видео)

• Вентиляция работает всегда, когда это необходимо пользователю.
• Наличие разных типов фильтров, в зависимости от условий использования.
• Электрический нагрев воздуха, тем, кому это необходимо.

• Устанавливаются внутри помещения и занимают там много места (характерно для установок типа Тион), установки типа МиниБокс могут монтироваться на балконе и улице
• Шумные, за счет постоянной работы вентилятора. Чтобы уменьшить шум — снижают обороты, что уменьшает эффективность. Также могут приняться шумоглушители, но они требуют дополнительных затрат. Пример шумоглушителя для типа Тиона.
• Функция нагрева воздуха электричеством требует вложений и далеко не всем по карману.
• В случае использования компактных приточных установок необходимо выполнять разводку вентиляционных коробов в помещении, что съедает часть полезного объема.
• Монтаж, требующий алмазного бурения несущих стен, нередко пугает людей, т.к. диаметр отверстий составляет 125 мм.
• Требует установки в каждую комнату, иначе будет нарушено правильное движение воздуха из комнат в вытяжные шахты

• Бризер типа Тиона
• Компактная приточная установка

• Большая отчуждаемая площадь на саму вентиляционную установку и вентиляционные коробы для притока и вытяжки.
• Самая большая стоимость среди всех описанных вентиляционных устройств, так как необходимо оплатить вентиляционную установку и в два раза больше воздуховодов в сравнении с компактными приточными установками.

Пример решения от компании DriVent привод с автономным питанием. Все, кого не забанил гугл, легко найдут массу аналогов на алиэкспресс и сайтах производителей. Цена решения — от 3000 руб за привод без автоматики.

Подводя итог, решения делятся на простые и экономные – окно и приточный клапан, либо на высокотехнологичные и дорогие — бризер или рекуператор. Второе решение дороже, так как ставить нужно в каждую комнату с заказом алмазного бурения стен. А в случае с рекуператором – еще и сделать разводку вентиляционных каналов.

Также необходимо учесть, что вентилятор на притоке создает дополнительный дискомфорт в виде шума. Устанавливая вентилятор в жилой комнате, в случае с бризером, очень трудно добиться тихой работы. На низких оборотах вентилятор всегда дает кратно меньше приток воздуха, что недопустимо.

Мне понадобилась вентиляция в новой квартире: было душно, на окнах в морозы выпадал конденсат. Это могло привести к плесени. Постоянная борьба за открытое окно (открыто долго — холодно, закрыл — душно) и понимание, что всем, в том числе и детям, играющим в основном на полу, нужно дышать свежим воздухом, вынудили меня разработать работающую вентиляцию. Рассмотрев все решения, стало ясно, что мне подходит приточный клапан, проблем с отоплением нет. Другие решения более сложные и дорогие, более того, их нужно закладывать на стадии ремонта квартиры. Решение было принято в пользу оконных приточных клапанов, вот основные причины:

• Легко установить — не требуют сложного монтажа и сверления стен
• Стоимость решения — мне обошлась в 5 тысяч рублей на 3 клапана

Пока вы читаете этот пост, я тружусь над следующим, с фотоотчетами о разработке и конкретными цифрами из опытов. Продолжение следует. Тем кто дочитал до конца буду признателен за советы и комменты на Хабре.

Организация поступления свежего воздуха

Новейшие технологии домостроения, а также активное применение пластиковых окон, надежно защищают современное жилье от промерзания и сквозняков. Вместе с этим возникает проблема недостатка свежего воздуха, поступление которого необходимо для создания благоприятного микроклимата.

Приточную вентиляцию в квартиру можно сделать как самостоятельно, так и заказать готовое решение у специалистов.

Снижение герметичности оконных блоков

В старых домах поступление воздуха в комнаты происходит в основном через щели в оконных рамах. Поэтому одним из распространенных способов создания достаточной приточной вентиляции признана организация пропуска воздуха через элементы пластиковых окон и балконных дверей.

Для окон лучшим решением является установка приточного вентиляционного клапана при монтаже оконного блока.

Приточный клапан устанавливают в верхней части рамы окна. Поступающий холодный воздух устремляется вниз и перемешивается с более теплым комнатным

Монтаж приточного клапана обговаривают еще на стадии заказа. Если же окно уже установлено, то можно внедрить устройство пропуска воздуха самостоятельно, однако эта процедура довольно трудоемкая и специфическая, из-за чего ее лучше доверить ее профессионалам.

Также существуют несколько методов снижения герметичности окна основанных на частичном удалении уплотнителя:

• Сделать часть уплотнителя съемным, для того чтобы при сильном ветре можно было поставить его обратно.
• В нижней части снаружи окна и в верхней изнутри снять небольшие фрагменты уплотнителя (длиной 5-7 см). Это позволит воздуху проникать между рамой и оконной коробкой, нагреваться и выходить в комнату.

Однако это крайние меры: их нельзя часто применять в зимний период по причине образования конденсата, его замерзания с образованием наледи и выхода механизма фиксации положения окна из строя.

Фото из

Клапан с ручной регулировкой

Автоматический клапан на окно

Ручка с приточным клапаном

Приточный клапан для деревянного окна

Монтаж настенной приточной вентиляции

С позиций эффективности проветривания и простоты самостоятельной установки наилучшим решением является монтаж стенового приточного клапана. Это устройство позволяет регулировать скорость поступления уличного воздуха в помещение.

Простейший вентиляционный настенный клапан обеспечивает возможность регулировки мощности потока воздуха и защищает жилье от пыли и шума

Процедура установки стенового клапана следующая:

• В стене необходимо пробурить отверстие с небольшим уклоном наружу. Для кирпичных стен подойдет обыкновенная дрель, а вот для панельных домов придется применять процедуру алмазного бурения. При этом желательно использовать пылесос с водосборным кольцом.
• Вставить воздуховод и качественно выполнить его теплоизоляцию, иначе возможно промерзание клапана. В качестве материала можно использовать минвату и монтажную пену.
• Приложить корпус клапана, отметить места крепления, просверлить отверстия и вставить дюбеля. Надев корпус, прикрутить его к стене.

В завершении следует установить наружную решетку. Здесь необходимо соблюдать меры безопасности.

Этап 1 – разметка и бурение отверстия

Этап 2 – тепло и шумоизоляция отверстия

Этап 3 – монтаж декоративной решетки

Этап 4 – установка оголовка клапана

Советуем также ознакомиться с другой нашей статьей, содержащей поэтапный процесс монтажа вентклапана в стену.

При выборе места установки клапана необходимо учитывать следующие моменты:

• легкость и безопасность монтажа наружной решетки для расположенных не на первом этаже квартир;
• правильное размещение внутреннего оголовка клапана с позиции дизайна помещения;
• возможность нагрева поступающего воздуха от стационарных приборов отопления.

Поэтому наиболее популярным местом установки клапана является пространство между окном и батареей отопления.

Для более интенсивной подачи воздуха используют клапаны со встроенными вентиляторами. Однако они требуют подвода электричества и издают некоторый шум, особенно слышимый в ночное время.

Установка двух или трех устройств обеспечивающих естественный приток воздуха проще и дешевле монтажа стенового приточного клапана с вентиляцией

Дополнительно к оснащенному вентилятором приточному клапану можно подключить увлажнитель и калорифер для поддержания параметров благоприятного микроклимата в жилом помещении.

Однако их необходимо грамотно вписать в дизайн комнаты, так как вся конструкция будут занимать гораздо больше места, чем оголовок обыкновенного устройства.

Специфика канальной вытяжки

Отработанный воздух покидает дом через отдушины, вентиляционные шахты или воздуховоды. Вентиляционные каналы обычно выводятся на чердак или подсоединяют к расположенной в центре дома вентиляционной шахте.

Вентиляционные каналы в устройстве и организации естественной вентиляции частного дома используют преимущественно при устройстве вытяжной части системы. Естественный приток по воздуховодам чаще всего невозможен или малоэффективен. Чтобы он хоть как-то работал, пришлось бы монтировать канальный вентилятор.

В схемах естественного вентилирования каналами обеспечивают вытяжную часть системы. Вытяжные воздуховоды в частных домах нередко объединяют в шахты

К вытяжке гравитационного вентилирования воздушные массы подталкивают свежие порции воздуха, затянутые через форточку, приточник ПВХ окна или открытую входную дверь. Сечение воздуховодов выбирают с учетом нормативов воздухообмена для отдельных типов помещений, которые приведены в сборнике СНиП 41-01-2003.

Кроме жилых и подсобных помещений в частном доме системами вентилирования требуется обеспечить подвал и сооруженное в нем хранилище, фундамент без подвала, холодный чердак или обустроенную мансарду. В естественных схемах они обеспечиваются продухами, фронтонными и слуховыми окнами.

Виды вентиляционных каналов

По расположению различают:

• Встроенные. Сооружают из пустотелых бетонных или керамических блоков, кирпича. Такие вытяжные каналы обычно возводят еще на этапе строительства.
• Подвесные. Выполненные из оцинкованной стали или армированного пластика. Обустроить подвесные каналы довольно легко, даже после того, как дом уже построен.

Воздуховоды разделяют на круглую и прямоугольную форму сечения. У каждого типа свои преимущества:

• Круглый воздуховод. Легкий монтаж, лучший воздухообмен, меньший вес;
• Прямоугольный воздуховод. Занимает меньшее пространство, легче маскируется коробами, фальшь потолками и стенами.

В свою очередь, трубы для круглого воздуховода бывают жесткими и гибкими, т. гофрированными.

Гофрированные вентиляционные трубы проще в укладке, но их монтаж возможен только по горизонтальным поверхностям и на небольших участках вертикальных стен

По жестким трубам воздух перемещается без каких-либо препятствий, поэтому они обеспечивают наименьшее сопротивление и минимальный шум. Однако с помощью гофрированных труб быстрей и легче осуществить монтаж.

Что такое дефлектор?

Дефлектор — это специальный колпак, который устанавливается на устье вытяжной трубы системы вентилирования. Он рассекает поток ветра, за счет чего образуется зона низкого давления, при этом сила тяги может увеличиться до 20%.

Также вентиляционный дефлектор исключает попадание атмосферной воды в вентиляционную систему и предотвращает задувание ветра в вентиляционный канал.

Дефлектор устанавливают на устье вытяжной трубы. Это устройство выполняет две важные функции: усиливает тягу + защищает от атмосферных осадков

Существуют следующие типы дефлекторов:

• Цилиндрический или зонт . Представляет из себя изогнутый цилиндр, прикрытый тарелкой. Обладает средней эффективностью, хорошо защищает вентиляционные каналы от задувания ветра;
• Н-образный дефлектор. Корпус изготавливается из труб в виде буквы H. Отличается повышенной защитой от задувания ветра, попадания в канал влаги и обратной тяги, но из-за особенностей конструкции имеет невысокую производительность;
• Дефлектор типа . Конструкция включает в себя стакан с расширением на конце, крышку-зонт и цилиндрическую обечайку. Признан одним из самых эффективных. Хорошо защищает от ветра, снегопадов, дождей, имеет наименьший коэффициент сопротивления;
• . Представляет из себя вращающийся шар с лопастями, отличается повышенной эффективностью, но стоит обычно несколько дороже;
• Флюгер. Напоминает крыло. Принцип действия схож с .

Выбор модели дефлектора зависит от местных условий. В регионах с высокой ветровой нагрузкой предпочитают обычные грибки. В областях с низкой активностью ветра лучше поставить дефлектор с турбиной, он обеспечит тягу даже при легком дуновении.

Нормативные требования к вентиляции квартир

Так как воздухообмен напрямую влияет на качество жизни, то для определения его оптимальных параметров были проведены научные исследования, результаты которых отражены в нормативных актах.

Основным документом, регулирующим правила организации вентиляции жилых помещений, является СП 54. 13330. 2016 «Здания жилые многоквартирные», актуализированная редакция СНиП 31-01-2003.

Правила вычисления минимального объема воздухообмена

Минимальный объем воздуха для различных типов помещений можно рассчитать с помощью данных таблицы 9. СП 54. 13330. 2016.

При расчете нельзя просто суммировать полученные цифры. Для жилых комнат под воздухообменом понимают поступление воздуха снаружи и отток его в кухню, санузел и т. д, а для технических помещений – приток из жилых комнат и выпуск за пределы квартиры.

Поэтому нужно отдельно вычислить необходимые объемы притока и вытяжки, чтобы взять в результате максимальное значение этих двух величин.

Здесь есть один нюанс. Проектировщик многоквартирного дома обязан вычислить значение притока для расчета теплового баланса, а значение вытяжки – для расчета параметров вентиляционных блоков.

Жители же квартир имеют право на свое усмотрение реализовать вентиляцию меньшей пропускной способности, что в подавляющем большинстве случаев и происходит.

Пример расчета минимального объема воздухообмена для типовых квартир согласно требованиям СП 54. 13330. 2016. Его нужно провести для понимания необходимой мощности вентиляционных приборов

Самостоятельно определить объем воздухообмена с хорошей точностью можно только при использовании принудительной вентиляции.

Детальный расчет вентиляции с формулами и реальными примерами расчета для конкретных помещений мы рассмотрели в другой статье.

При естественном обороте воздуха необходимо обращать внимание на следующие показатели:

• избыток влаги в воздухе (можно измерить с помощью гигрометра) — выражается в появлении грибка на стенах и потолке, а так же запотевании оконных стекол в зимний период времени;
• недостаток кислорода или избыток углекислого газа (можно измерить с помощью газоанализатора) — выражается в затруднении дыхания всех людей, которые находятся в квартире.

Если такие эффекты можно наблюдать во всей квартире, то это означает недостаток общей приточной или вытяжной вентиляции. Если они происходят в отдельных помещениях, то это свидетельствует о локальных проблемах воздухообмена, связанных с образованием зон застоя воздуха.

Современные комнатные газоанализаторы показывают содержание углекислого газа, температуру и относительную влажность воздуха – основные показатели микроклимата жилого помещения

Как обеспечить циркуляцию воздуха?

Согласно пунктам 9. 6 и 9. 7 СП 54. 13330. 2016 приток наружного воздуха необходимо обеспечить в жилых комнатах и кухне, а удаление – из кухонь, ванных комнат и уборных.

При этом недопустимо попадание воздуха из технических помещений в другие части квартиры. Он должен быть выведен непосредственно в вентиляционную шахту.

Таким образом, достаточно легко составить схему движения воздуха в зависимости от планировки квартиры, когда его поступление извне будет осуществляться в помещениях имеющих окна, а отток происходить в местах выходов вентиляционных шахт.

Пример схемы движения воздуха по квартире стандартной планировки при наличии двух выходов в вентиляционные шахты расположенных в кухне и санузле

Перемещение воздуха между помещениями квартиры должно происходить и при плотно закрытых дверях.

Для этого можно выполнить следующие действия:

• монтаж специальных вентиляционных отверстий, которые представляют собой обыкновенные дыры в двери, закрытые специальными декоративными элементами;
• использование дверной коробки без порога, что позволяет оставить щель высотой 5-10 мм между полом и закрытой дверью;
• владельцы домашних кошек часто вынуждены устанавливать лазы в межкомнатных дверях, которые также выполняют функции вентиляционного отверстия.

Процедура организации вентиляции в дверях из массива дерева, ДСП или МДФ достаточна проста. Для этого необходимо с помощью дрели или лобзика вырезать отверстия, в которые будут посажены на клей специальные кольца.

Либо можно проделать одно окно и закрыть его декоративной решеткой, которую необходимо прикрепить к двери на саморезы.

Для того чтобы вырезать вентиляционное отверстие в межкомнатной двери и закрыть его декоративной решеткой понадобится только электролобзик и клеящий пистолет

Прорезать самостоятельно вентиляционные отверстия в пластиковой или тем более стеклянной двери достаточно сложно. Для этого нужен навык и специальный инструмент, иначе велик риск порчи двери, а также возможно получение серьезной травмы.