Все расчеты и нюансы вентиляционной системы должны быть сделаны заранее. Внести изменения в "проект" в процессе эксплуатации практически невозможно. Практика показывает, что длина вентиляционных каналов в разных помещениях, расположенных на одном уровне, должна быть практически одинаковой. Если воздуховоды имеют разную длину, это может серьезно повлиять на эффективность вентиляции. Поэтому следует иметь в виду, что длинная вентиляционная труба на крыше будет иметь большую тягу, а если приток воздуха уменьшится, то у короткого воздуховода тяга значительно уменьшится. Такая ситуация может часто возникать в каналах в домах с ограниченным притоком наружного воздуха (читайте: "Дымоходы и вентиляционные каналы, принципы работы").
Как правильно рассчитать высоту вентиляционных каналов над крышей по СНиП?
Правильная вентиляция важна не только для комфорта в доме, но и для его срока службы. Чрезмерная влажность может разрушить здание в течение нескольких лет. Одним из главных соображений для систем вентиляции является высота вентиляционных каналов над крышей. Она должна быть рассчитана в соответствии со строительными нормами и правилами. Отклонения от них приводят к неправильному воздухообмену, что может создать прецедент для нездорового климата в помещении и опасных заболеваний.
Наихудшим сценарием является утечка угарного газа из дымохода в помещение. В зависимости от типа здания, конфигурации крыши и других обстоятельств следует учитывать основные аспекты определения высоты вентиляционной трубы над крышей.
Почему частный дом нуждается в вентиляции
Жилые дома представляют собой конструктивно закрытые помещения, надежно изолированные от внешней среды. Стены, двери и окна защищают помещения от осадков, горячего и холодного воздуха, пыли, животных и насекомых.
Однако такая изоляция от внешнего мира имеет побочные эффекты:
- Люди вдыхают углекислый газ, который в больших концентрациях вреден для здоровья. Если вы не избавитесь от него, плохое самочувствие будет наименьшей из ваших проблем.
- Постоянная сырость. Деятельность человека (стирка, влажная уборка, купание, приготовление пищи) неразрывно связана с созданием повышенной влажности.
- Накопление угарного газа от отопительных котлов. Это реальная угроза для жизни.
Неправильный расчет удаления отработанного воздуха из помещения приводит к возникновению сложных, а иногда и неразрешимых проблем.
Конструкция вентиляционной шахты
Конструкция обычно напоминает цилиндрическую шахту. Она располагается строго вертикально и состоит из трех секций:
- одна большая – примерно 300х600 мм;
- два меньших – около 150 мм.
Именно большая секция является магистралью, которая пересекает все этажи здания, от подвала до чердака. Конструкция также может быть выполнена по индивидуальному заказу. Большие размеры обязательно учитываются при выборе вентиляторов.
Читайте также: Какие вентиляционные каналы выбрать – требования к монтажу вентиляции
Через специальные окна в таких помещениях, как кухня или ванная комната, загрязненный воздух попадает в не очень большие каналы и поднимается по ним на высоту около трех метров, это в обычной шахте. С таким устройством распространение спертого воздуха по воздуховодам из одного помещения в другое, например, из кухни в ванную, а затем в комнаты, практически исключено.
В хозяйственных постройках, таких как фермы или птичники, идеальным решением для циркуляции воздуха является вентиляционное отверстие вблизи конька. Они проходят по всей длине крыши здания по направлению к коньку.
Над выходом воздуховода устанавливается зонт для предотвращения попадания капель дождя внутрь здания. Как правило, конструкции естественной вентиляции имеют перегородку, установленную непосредственно на выходе воздуховода. Когда дует ветер, в этой точке создается отрицательное давление, что усиливает тягу. Прежде всего, конечно, перегородка предотвращает "опрокидывание" воздушного потока в канале.
Всасывание ветра не учитывается при проектировании системы.
Установки с искусственным воздухообменом, удаляющие агрессивные загрязнители первого и второго классов, выполняют несколько иную функцию: загрязненный воздух выбрасывается на относительно высокий уровень. Это также называется факельным сжиганием.
Высота воздуховода и конструкция крыши
Высота вентиляционной трубы зависит от угла наклона крыши. Крыша может быть односкатной, двускатной или комбинированной.
- Для односкатных и скатных крыш высота вентиляционного канала рассчитывается в соответствии с нормативами, т.е. значение определяется расстоянием трубы от самой высокой точки крыши.
- Труба, установленная на плоской крыше, должна иметь высоту не менее полуметра.
- Для совмещенных крыш это значение рассчитывается с учетом разницы высот и с использованием конька в качестве отправной точки.
Важно доверить проектирование вентиляционной системы для сложных конструкций крыш профессионалам.
Противопожарная защита и высота вентиляционных каналов
Помимо правильной изоляции конструкций, прилегающих к вентиляционному каналу, важно также учитывать материалы, использованные при строительстве. Если крыша выполнена из горючих материалов, а труба имеет отверстия, высоту трубы следует увеличить еще на 50 см, чтобы избежать воспламенения от искры, которая может попасть на кровлю.
Расстояние трубы от окон крыши должно составлять 2 м или более.
Читайте также: Как правильно переоборудовать дымоход из каменной кладки в слоистый дымоход?
Высокие здания и верхушки деревьев должны находиться на расстоянии не менее 6 м от дымохода.
Соотношение диаметра трубы и высоты
Размер сечения определяется согласно СНиП как соотношение между шириной изделия (первый столбец) и его высотой (верхняя строка):
Вентиляционная труба и дымоход
Высота вентиляционной трубы и дымохода должна быть одинаковой, при условии, что они находятся на расстоянии не более 3 м друг от друга. В противном случае газы из дымохода будут попадать в помещение через вентиляционную трубу.
Примечание: Если вентиляционная труба расположена неправильно по отношению к коньку, это может привести к выходу газа из радиатора, что может иметь серьезные последствия.
Как определить необходимую и достаточную высоту вентиляционной трубы?
Отсутствие отдельной методики определения высоты трубы вентиляционной системы не означает, что такие расчеты не требуются или не нужны. Самый простой способ – сделать вентиляцию по упрощенной схеме. Если следовать определениям в СНиП № 41-01-2003, то высота вентиляционного выхода должна быть:
- На плоской крыше – не менее 500 мм;
- На скатных крышах вентиляционный выход должен находиться на 500 мм выше линии конька, на расстоянии не более 1500 мм от конька.
Вентиляционный выход может находиться на одной высоте с коньком, если это расстояние не превышает 3 м, в противном случае срез вентиляционной трубы не должен быть ниже угла 10° к горизонту. Если рядом находится отопительный дымоход, дымоход и вентиляционная труба должны быть подняты выше обреза дымохода.
Для того чтобы понять, верно ли это приближение, можно сделать грубый расчет пропускной способности вентиляционного канала. Например, котел мощностью 16 кВт/ч производит примерно 140 м³ продуктов сгорания, а свежий воздух подается через выход дымохода площадью 200-220 см2.
Для достижения необходимой скорости смены воздуха 1,5-2 м³ в час для гостиной площадью 60 м2 с потолками высотой 2 м расход воздуха составляет 150 м³, что означает, что при определенных обстоятельствах размеры и высота дымохода и вентиляционного канала примерно сопоставимы. Это сравнение является довольно предварительным, но ясно показывает, что методы, по крайней мере, сопоставимы.
Что влияет на эффективность вентиляции
Существует еще один способ определить высоту дымохода и, соответственно, превышение над кровлей дома. Это можно сделать, используя формулу для расхода воздуха в зависимости от перепада давления. Известно, что при подъеме на высоту 12 метров давление воздуха падает на 101 Па. Этот результат будет верен только для идеальной вентиляционной системы с идеально гладкой внутренней поверхностью.
На самом деле, для практического расчета размеров, высоты и сечения вентиляционного канала необходимо учитывать несколько важных условий:
- Скорость движения воздуха на высоте установки вентиляционной трубы;
- Температура воздуха снаружи и внутри здания;
- Форма сечения воздуховода и качество поверхности по всей высоте воздуховода;
- Форма крыши.
Путем практических измерений можно получить значение C. Его значение и разность давлений на уровне земли и на конечной высоте воздуховода могут быть использованы для расчета фактического расхода воздуха.
Или, наоборот, зная C и известный расход воздуха, который необходимо переместить через воздуховод для данного объема помещения, можно определить перепад давления и, в конечном итоге, уровень подъема вентиляционного выхода.
Выполнить такие расчеты сложно, поэтому часто используются рекомендации в руководствах по проектированию и ремонту вентиляции, где приводятся приблизительные значения расхода воздуха из выходной трубы для различных конструкций крыши и выхода.
Рекомендации по определению высоты кровельного вентиляционного отверстия никак не относятся к определению размеров воздуховода и тяги в нем. В правилах есть только одна ссылка, которая требует, чтобы общая вертикальная высота дымовой трубы была не менее 5 метров.
Где на крыше не рекомендуется устанавливать дымоход?
Эти рекомендации не основаны на законах кинематики, а продиктованы комфортом чердачного помещения. Архитекторы не советуют прокладывать провода:
- Когда в квартире имеется несколько отопительных приборов. В этом случае все они должны быть подключены к общему широкому воздуховоду с отдельными воздушными каналами. Сечения выбираются в каждом конкретном случае, при этом обязательно учитываются технические параметры отопительного прибора.
- На бункерах. Эти участки на крыше являются наиболее опасными, так как именно здесь наиболее вероятны утечки. Трубы в этих местах значительно увеличивают вероятность протечек.
- Возле чердачных окон. Через сквозняки угарный газ часто попадает в дом.
Как определить высоту воздуховода
Неопытные строители часто не определяют высоту трубы относительно конька крыши. Для расчета можно использовать электронный калькулятор. Для тех, кто хочет сделать это самостоятельно, рекомендуется нарисовать эскиз крыши на листе бумаги с указанием размеров от трубы до конька. Расчеты производятся, если расстояние между ними больше 3 метров.
Для начала следует учесть, что конец трубы должен находиться ниже линии с коньком, проведенной под углом около 10 градусов. Следовательно, чем дальше дымоход находится от конька, тем длиннее он будет над крышей. Будьте готовы к тому, что на больших крышах со значительными уклонами высота дымохода может быть огромной. Чтобы повысить его устойчивость, необходимо будет установить хомуты.
- С помощью рулетки измерьте расстояние от конька до фундамента дома и вентиляционного выхода. Хорошим подспорьем является лазерная рулетка. Она позволяет быстро измерить расстояние до различных объектов. Просто наведите прибор на поверхность, и луч определит параметры. Например, высота от конька 7 метров, а расстояние такое же.
- Постройте схему расчета с заданными параметрами. На нем следует провести линию, наклоненную под углом 10 градусов к горизонтали. Это означает, что высота хребта (z = 7 м), наклон 10 градусов, размер наибольшего катета (y = 7 м) ясны. Следовательно, необходимо определить меньший катет, высота которого равна высоте жерла.
- Если известны второй и угол треугольника, то катет можно рассчитать по формуле: h = y*tgα. Значение tg можно получить из таблиц.
- В приведенном примере напор трубы находится на высоте 1,08 м. Необязательно добиваться такой точности, достаточно округлить результат до 1 м.