Расчёт вентиляции дома и квартиры: воздухообмен и воздуховоды

Вентиляция считается один раз — при монтаже, — а работает десятилетиями. Ошибка в расчёте не проявляется сразу: воздух всё равно как-то поступает через щели, и до первой зимы с наглухо закрытыми окнами кажется, что всё в порядке. Потом появляются духота, конденсат на стёклах, запахи из подъезда и плесень в углах ванной.

Второй источник ошибок — несогласованные цифры. Монтажник считает вытяжку по помещениям, проектировщик — по кратности, продавец оборудования — по площади. Три разных числа, три разных комплекта воздуховодов, и ни одно не связано с балансом притока и вытяжки.

Дальше — методика, по которой считают вентиляцию жилья: нормы воздухообмена по помещениям, два способа расчёта, баланс притока и вытяжки, подбор воздуховодов и вентилятора. С двумя числовыми примерами: квартира 80 м² и дом 150 м².

Два способа посчитать воздухообмен

Нормативная база для жилья — СП 54.13330.2022, для общественных и производственных помещений — СП 60.13330.2020. Оба документа дают не одну цифру, а два подхода.

По норме на человека. Гигиенический подход: каждому человеку нужно определённое количество свежего воздуха. Для жилых комнат это 30 м³/ч на человека, для офисов — около 60 м³/ч на рабочее место. Метод хорош тем, что учитывает главный источник тепла, влаги и углекислого газа в помещении — людей.

По кратности воздухообмена. Санитарный подход: объём помещения умножается на кратность — сколько раз за час воздух в помещении должен полностью обновиться. Кратность удобна для помещений, где люди не находятся постоянно, но где накапливаются влага, запахи или вредные выделения: гардеробных, постирочных, кладовых, технических помещений.

Нормы воздухообмена по помещениям

Таблица собрана по СП 54.13330.2022 и СП 60.13330.2020. В левой колонке — помещение, в правой — норма, которую нужно обеспечить.

Из таблицы видно главное правило планировки воздухообмена: приток подаётся в жилые комнаты, вытяжка забирается из кухни, санузла, ванной, гардеробной и постирочной. Обратная схема — приток в санузел, вытяжка из спальни — гонит запахи и влагу в жилые комнаты.

Есть и вторая тонкость: расходы притока и вытяжки считают по отдельности, а потом выравнивают. Сумма вытяжки по кухне, санузлам и ванным часто оказывается больше, чем приток по людям, — тогда увеличивают приток, а не срезают вытяжку.

Формулы расчёта и калькулятор

Расчёт по кратности — это объём помещения, умноженный на кратность:

Расчёт по людям — это норма на человека, а для жилых комнат с плотной заселённостью ещё и норма на площадь: L = 30 · N при площади 20 м² и более на человека и L = 3 · S_ж при площади меньше 20 м², где N — число людей, S_ж — жилая площадь в м². Пример: в комнате 18 м² живут трое, это 6 м² на человека; расход считают по площади — L = 3 · 18 = 54 м³/ч, а не 30 · 3 = 90 м³/ч.

Разница между методами бывает двукратной, поэтому итог берут по максимуму. Ниже — калькулятор, который считает всеми тремя способами сразу: по нормам на человека, по кратности и по вытяжке из кухни и санузлов. Подготовьте площадь, высоту потолков, число жильцов, тип плиты и число санузлов.

Калькулятор заодно подбирает диаметр магистрального воздуховода при рекомендуемой скорости 4 м/с и производительность вентилятора с запасом 20 %. Если приток оказывается меньше вытяжки, он предупреждает: такой баланс не сойдётся.

Пример: квартира 80 м² и дом 150 м²

Квартира 80 м², потолки 2,7 м, живут трое, электрическая плита, один санузел и одна ванная.

Дом 150 м², потолки 2,8 м, живут пятеро, газовая плита, два санузла и две ванные.

Обратите внимание: в обоих примерах вытяжка по помещениям оказалась меньше принятого расхода. Это не ошибка. Вытяжные решётки и каналы подбирают на полный расход 130 и 252 м³/ч соответственно, иначе система «запрётся»: приток упрётся в неспособную пропустить его вытяжку, и расход упадёт до возможностей самого узкого места.

Баланс притока и вытяжки

Работающая вентиляция — это баланс. Сколько воздуха подали, столько и удалили. Разница между притоком и вытяжкой в закрытом помещении создаёт разрежение или избыточное давление, и система сама находит путь компенсации: щели, неплотности, открытую форточку или соседский канал.

Что из этого следует практически:

• приток подают в жилые комнаты, вытяжку устраивают в кухне, санузле, ванной и постирочной;
• между ними воздух должен пройти через всё помещение, поэтому двери делают с зазором 15–20 мм от пола или ставят переточные решётки;
• приток и вытяжку считают на один и тот же расход, а не каждый по своей норме;
• расход вытяжки можно увеличить, расход притока срезать нельзя — за этим следят гигиенические требования.

Что будет, если оставить только вытяжку

Самая частая ошибка в квартирах после замены окон: оставляют вытяжные каналы, а приток не организуют. Логика «вытяжка сосёт — значит, воздух откуда-то придёт» не работает, если приходить неоткуда.

Современный стеклопакет с двумя контурами уплотнения и пеной по периметру пропускает близко к нулю. Вытяжной вентилятор в санузле на 100 м³/ч пытается удалить воздух, которого в квартире нет: он создаёт разрежение и «отбирает» воздух у соседних каналов. Результат предсказуем:

• тяга в кухонном и ванном каналах падает до нуля, а при работающей кухонной вытяжке (600–1000 м³/ч) опрокидывается — канал начинает работать на приток и подаёт в квартиру запахи соседей и, если канал объединён с вытяжкой газового котла, продукты сгорания;
• естественные каналы перестают удалять влагу, конденсат оседает на окнах и в углах, растёт плесень;
• воздух в квартире не обновляется: углекислый газ и влага накапливаются, к вечеру появляется духота и головная боль.

Приток организуют одним из способов: стеновой приточный клапан с шумоизоляцией (30–60 м³/ч на клапан, ставится под подоконником или у потолка), оконный клапан-щель, приточная установка с фильтром и калорифером на 100–300 м³/ч. Микропроветривание окна решает проблему частично: зимой через щель уходит тепло и появляется холодный сквозняк по полу.

Воздуховоды, сопротивление сети и подбор вентилятора

Сечение воздуховода определяется расходом и допустимой скоростью:

Рекомендуемые скорости: магистральные участки — 3–5 м/с, ответвления — 2–4 м/с. Ниже 2 м/с воздуховоды получаются неоправданно большого диаметра, выше 5 м/с появляется шум в решётках и растут потери давления. В каналах естественной вентиляции скорость другая — 0,5–1,5 м/с, подробнее в статье про естественную вентиляцию.

Таблица читается в обе стороны: для 130 м³/ч при скорости 4 м/с нужен Ø125 мм (177 м³/ч — ближайшее большее значение), а Ø100 мм на том же расходе дал бы 4,6 м/с и шум.

Прямоугольные воздуховоды применяют там, где круглый не проходит по высоте: 200×100 мм по площади близок к Ø160 мм, 300×150 мм — к Ø220 мм. Пластиковые каналы удобны для квартирной разводки, стальные — для больших расходов, гибкие гофрированные дают в 1,5–2 раза большее сопротивление на трение и годятся только на коротких участках.

Вентилятор подбирают не по расходу, а по рабочей точке: расход плюс давление, которое нужно преодолеть. Полное сопротивление сети складывается из трения по длине и местных сопротивлений:

Считаем сеть для дома из примера: расход 252 м³/ч, магистраль Ø150 мм, длина 12 м.

Добавляем запас 15–20 % на загрязнение фильтра и неточность монтажа — получаем 190–200 Па. Рабочая точка: 300 м³/ч при 200 Па. Вентилятор подбирают по аэродинамической характеристике так, чтобы эта точка лежала в средней части графика, а не на границе: на краю характеристики расход сильно падает при малейшем загрязнении фильтра.

Экономить на этом этапе не стоит: разница между вентилятором с нужной характеристикой и случайным — это либо шум и недобор расхода, либо переплата за электричество. В доме с механической вытяжкой и притоком потери давления частично возвращает рекуператор, но его собственное сопротивление (100–200 Па) тоже входит в расчёт.

Частые ошибки

Расчёт только по площади. «Одна вытяжка на 10 м²» не учитывает ни людей, ни плиту, ни санузлы. Для квартиры 80 м² такая прикидка даёт 8 решёток вместо расчётных 130 м³/ч, а для дома с газовой плитой — занижает вытяжку почти вдвое.

Вытяжка без притока. Герметичные окна превращают квартиру в закрытый сосуд: вытяжные каналы перестают работать, а кухонная вытяжка опрокидывает их. Приток — не «опция», а половина системы.

Срезание вытяжки до уровня притока. Когда вытяжка по помещениям больше притока по людям, увеличивают приток. Если вместо этого уменьшить вытяжку из санузла, влага останется в квартире.

Скорость 8–10 м/с в магистрали. Малый диаметр экономит место и деньги, но даёт свист в решётках и потери давления в разы больше. Магистраль считают на 3–5 м/с.

Вентилятор без характеристики сети. Вентилятор, подобранный только по расходу, в реальной сети даёт на 30–50 % меньше воздуха: его рабочая точка смещается влево по характеристике. Давление сети считают заранее.

Общий канал для кухни и санузла. Запахи из санузла идут на кухню, а с кухни — в санузел. У каждого помещения свой канал или хотя бы свой канал с обратным клапаном.

Частые вопросы

Сколько воздуха нужно человеку в час?

В жилых помещениях норма — 30 м³/ч на человека, если на него приходится 20 м² и больше. Если площадь меньше, считают по 3 м³/ч на 1 м² жилой площади. Для офисов норма выше — около 60 м³/ч на рабочее место.

Какой воздухообмен нужен для квартиры 80 м²?

Для квартиры 80 м² с потолками 2,7 м, электроплитой и тремя жильцами расчёт даёт 130 м³/ч: приток по нормам на человека — 90 м³/ч, вытяжка по помещениям — 110 м³/ч, по кратности — 130 м³/ч. Принимают большее значение, магистральный воздуховод получается Ø125 мм.

Почему вытяжка не работает при пластиковых окнах?

Герметичный стеклопакет не пропускает воздух, и вытяжному каналу нечего удалять. Расход падает до нуля, а при включении кухонной вытяжки тяга опрокидывается — канал начинает подавать воздух в квартиру вместе с запахами соседей. Нужен организованный приток: стеновой клапан, оконный клапан или приточная установка.

Какая скорость воздуха в воздуховоде считается нормальной?

Для магистральных участков 3–5 м/с, для ответвлений 2–4 м/с. Выше 5 м/с появляется шум в решётках и растут потери давления, ниже 2 м/с воздуховоды получаются неоправданно большими.

Как подобрать производительность вентилятора?

К расчётному расходу добавляют запас 10–20 % и берут вентилятор, у которого рабочая точка при этом расходе даёт нужное давление сети. Для квартиры 80 м² это примерно 156 м³/ч, для дома 150 м² — около 300 м³/ч при 200 Па.

Дальше расчёт расходится по двум ветвям. Если система остаётся естественной, её проверяют по тяге канала: высота, сечение и температура наружного воздуха решают, будет ли она работать зимой и почему перестаёт летом. Если система механическая, считают приточную установку с фильтром и калорифером, а теплопотери на нагрев приточного воздуха входят в расчёт теплопотерь дома отдельной строкой. Для кондиционирования расход воздуха из этого же расчёта нужен, чтобы посчитать мощность кондиционера, а влажность в помещениях с приточной вентиляцией проверяют по точке росы.