Воздушные потоки в бане

Вентиляция бани

1 февраля 2020

Всевозможные эксперименты со строительными материалами и печами для бань, а также желание комфортно проводить время в бане привел к повышенному интересу вентиляции в бане. В огромном количестве статей и видео обзоров можно найти схемы вентиляции в парной и других банных помещениях. К сожалению, они содержат «я знаю как правильно» и «это нужно», но мало объяснений «почему именно так».

Именно эту задачу ставим в очередной статье. Попутно разберемся: «Нужна ли вентиляция в бане».

Вентиляция в бане. Нужна ли вентиляция?

Вентиляция – процесс удаления отработанного воздуха и замена его на чистый воздух. Водяные пары являются составной частью воздуха, а значит, в процессе вентиляции происходит и смена влажности помещения. Отработанный удаляемый и чистый поставляемый воздух могут иметь разную температуру – как следствие, в процессе вентиляции может изменяться температура помещения.

Зададимся вопросом: «Какой отработанный воздух может быть в бане?» . В процессе топки печи в помещении парной или предбанника, мест, где находится печная дверца и подача воздуха для горения, идет потребление кислорода, а отработанные газы выводятся через дымоход. Иными словами, дымоход и труба уже являются частью и отдельным видом вентиляции.

Во время топки необходимо подкладывать дрова, значит входить и выходить из помещения. В это время также идет процесс обмена воздуха через дверь – естественная залповая вентиляция. Когда топка прекращается, то заканчивается и потребление кислорода печью. Исключением являются печи без накопления тепловой энергии, которые нужно топить постоянно и во время парения.

Когда в баню (парную) входят люди, также происходит залповая вентиляция. В семейной бане разом моется и парится 1 – 4 человека, длительностью до 30 – 60 минут, а в случае парения с перерывами на отдых, обдавание холодной водой, купание в снегу, проруби, купели. Получается, что как минимум один человек каждые полчаса открывает дверь и, происходит естественная залповая вентиляция бани или парной.

Таким образом, в семейной бане через двери можно проветрить, снизить температуру и влажность. Этого достаточно для качественной вентиляции. Кроме двери есть окно с форточкой, через которую можно дополнительно проветривать парную.

Совсем по-другому стоит вопрос в банях с несколькими помещениями (парная, моечная, комната отдыха) или при большой посещаемости (5, 10 и более человек). Открывание дверей разных помещений с различными температурными и влажностными условиями провоцирует негативные последствия (капель, иней, плесень). В этих случаях вентиляцию всех банных помещений необходимо устраивать по всем правилам, особенно в герметичных банях, где нет естественного притока воздуха, как в банях рубленного бревна.

Задачи устройства системы вентиляции

• создание комфортного микроклимата помещений, особенно в парной,
• контроль влажности помещений и быстрая их просушка
• поступление кислорода и удаление углекислого газа
• ускорение прогрева всех помещений бани
• удаление неприятного застоявшегося запаха
• профилактика развития грибка и плесени
• сохранение внешнего вида стен.

Циркуляция воздуха в парной бани

Неотъемлемой частью вентиляции является и общая циркуляция воздуха в парной. Только понимание причин движения воздуха в определенных направлениях позволит правильно организовать вентиляцию. Рассмотрим основные моменты.

Основными причинами движения воздуха являются температура и давление (давление также зависит от температуры). Под действием температуры возникает вертикальное движение воздуха: при нагревании воздух движется вверх, при остывании – вниз. Вертикальное движение воздуха – конвекция или конвективное движение.

Если на одном уровне по высоте формируются две зоны с разной температурой, то и давление в них будет различаться. В зоне с высокой температурой воздух будет разреженным (низкое давление), в зоне с низкой температурой давление будет высокое. Горизонтально воздух движется всегда из зоны высокого давления в зону низкого (из холода в тепло). Классический пример из школьной программы географии 6 класса – бриз (легкий ветер на берегу водоема или лесного массива).

В рамках парного помещения циркуляция воздуха сильно зависит от его размеров и размеров печи. По этой причине все схемы циркуляции и вентиляции, которые встречаются в интернете, очень условны и формальны.

Рассмотрим принципиальную схему циркуляции воздуха

Воздух, нагретый от верхней и боковых поверхностей печи, поднимается вверх, где встречает препятствие – потолок. По инерции воздух продолжает движение горизонтально и растекается во все стороны. Этот воздух постепенно насыщается влагой, остывает и становится тяжелее. В результате он начинает опускаться.

Конвекционные потоки близ печи своей подъемной силой способны удерживать насыщенные влагой пары. В результате самый «остывший» воздух уходит в наиболее удаленные углы. Воздух, который уже не может поддерживаться конвективным потоком, опускается под действием силы тяжести, а достигший стен – встречает препятствие и опускается по инерции. Ближе к полу формируются зоны с различными температурами, образуются обратные барические (давление) потоки в направлении печи.

Принципиальная схема циркуляции воздуха в парной бани

Если печь имеет относительно большие размеры к парной (кирпичная печь на 4 кирпича в парной 2,5 на 2,5 метра), то конвекционные потоки удерживают верхний паровой слой постоянно (аналогично формированию облаков). При настаивании парной происходит прогрев стен и полок, температура по горизонтали выравнивается, остается только температурный градиент по высоте (внизу холоднее, вверху теплее). Это пример классической русской бани.

При больших размерах парного помещения и/или меньшей печи, особенно металлической, циркуляция более выражена, что позволяет быстрее прогревать помещение без настаивания. Такую баню называют конвекционной или циркуляционной. Современная русская баня чаще устроена по такому принципу.

Этот процесс происходит в замкнутом пространстве. Понимание его причин необходимо для правильного устройства вентиляции, когда замкнутое пространство размыкается.

Вентиляция в традиционной паровой русской бане

Традиционная русская баня строится из бревенчатого сруба и имеет кирпичную печь достаточно больших размеров. Разберем, как решаются потребности вентиляции в этом случае. Мы имеем печное отопление с трубой (белая баня) или волоковым окном (курная баня), сруб, дверь и открывающееся окно.

При топке происходит потребление воздуха (кислорода) на сжигание и вывод углекислого газа (продукта сгорания) через трубу в бане по белому или накопление дыма в бане по-черному.

Вентиляция в бане по белому

В белой бане печь с трубой является частью системы вентиляции и осуществляет вывод отработанных газов. После банных процедур температура печи остается выше температуры помещения. Внутри печи область пониженного давления, а в помещении – повышенного. В результате, если незначительно приоткрыть дверцу (печи, каменки) и заслонку (вьюжку), то кирпичная печь будет просушивать помещения бани и парной в том числе.

Вентиляция через печь для осушения парной перестает работать, если топка сделана из предбанника или комнаты отдыха. Для исправления ситуации нужно в печи закладывать специальный вентиляционный канал с дверцей в парилке.

Русская баня из сруба в межвенцовом пазу имеет утеплитель-уплотнитель, который имеет хорошую паропроницаемость. Как правило, применяют мох, лен (дратва), шерсть (войлок), джут. После протопки бани внутри возникает область пониженного давления, а снаружи давление относительно выше. В результате через все микротрещины оконной и дверной коробки, утеплитель межвенцовых пазов воздух в баню начинает «засасываться» с улицы. Так поступает свежий воздух без оборудования специальной системы вентиляции.

Этот факт противники срубовой технологии строительства преподносят как недостаток, ссылаясь на недостаточный приток воздуха в соответствии с нормами и на постоянные сквозняки. При этом они же будут утверждать о необходимости установки механизма микроциркуляции в герметичных пластиковых окнах и дорогих систем вентиляции.

На самом деле микроциркуляция окна из ПВХ – имитация микроциркуляции утепленного окна по «устаревшей» двухрамной технологии и поступления воздуха между венцами сруба. А вентиляция по нормам с большой пропускной способностью больше соответствует понятию «сквозняк», чем приток воздуха между венцами (главное не должно быть сквозных отверстий без утеплителя).

Сруб и кирпичная печь – естественная система вентиляции бани и дома!

При недостатке поступления свежего воздуха между венцами возможен залповый приток свежего воздуха через форточку. При этом теплый воздух из парной не выходит: благодаря разности давлений происходит только приток свежего холодного воздуха.

Залповое проветривание дверью при открывании, когда люди ходят, также обеспечивает отличную вентиляцию воздуха, а также позволяет удалять неприятные запахи при длительном открывании двери. Это не страшно, так как кирпичная печь аккумулировала тепло.

Подведем итоги, проверив реализацию поставленных выше задач для системы вентиляции

• создание комфортного микроклимата помещений в русской бане реализуется аккумулируемой тепло печью и порционным добавлением пара;
• контроль влажности помещений – порционный пар (нет необходимости задействовать вентиляцию);
• быстрая просушка помещений – кирпичная печь с трубой отлично сушит и вытягивает влагу;
• поступление кислорода – между венцами сруба, микротрещины оконной и дверной коробок, форточка, дверь;
• удаление углекислого газа – печь с трубой;
• ускорение прогрева всех помещений бани – традиционной русской бане это противопоказано!
• удаление неприятного застоявшегося запаха – постоянная вентиляция через печь и залповая через дверь и окно;
• профилактика развития грибка и плесени, сохранение внешнего вида стен – просушка печью и прогретыми стенами, вентиляция через печь.

Вентиляция в бане по-черному

В целом ситуации курной и белой бани схожи. Рассмотрим только различия.

В такой бане нет трубы из печи, дым поступает в парную непосредственно. Вопрос внешнего вида отпадает – он специфичен. При 100% дезинфекции копотью дегтя речи о грибке и плесени быть не может. Удаление углекислого газа и дыма в целом производится залпом через двери с открыванием окна, а остатки – через волоковое окно под потолком в стене. Через волоковое окно выводятся и остатки влаги, которая испаряется под влиянием прогретой печи и стен.

Специальная вентиляция в русской бане необходима только в случае ее непрерывного использования (общественные бани). Это облегчает уход за банным комплексом в целом. Но общественная баня в соответствии с традициями редкость. Как правило, имеет место современная реализация русской бани, а вентиляция – ее элемент.

Вентиляция в традиционной русской бане

1. Печь потребляет воздух в парном помещении, после банных процедур служит для просушивания парной
2. Продукты сгорания выводятся через трубу, после банных процедур служит для просушивания парной
3. Приток кислорода и охлажденного воздуха через форточку, при небольших размерах потери тепла не происходит
4. Приток свежего воздуха при залповой вентиляции через дверь
5. Сброс тепла при залповой вентиляции дверью

Вентиляция в современной бане

1. Печь потребляет воздух в соседнем с парной помещении
2. Продукты сгорания выводятся через трубу
3. Приток кислорода через приточное отверстие вентиляции у печи с дальнейшим прогревом
4. Вытяжная вентиляция, вывод отработанных газов; просушивание помещения, регулирование задвижкой
5. Вытяжная вентиляция, сброс жара и влажности, регулирование задвижкой
6. Компенсационный вентиляционный поток вентиляции в соседнее помещение (желательно устройство принудительной вентиляции, обязательна задвижка)

Вентиляция в парной современной русской бани

Рост темпов жизни человека привел к ситуации, когда он стал экономить на времени качественного отдыха и подготовки к нему. Возникла необходимость быстрого нагрева помещений или постоянного поддержания температуры, упрощенного механизма регулирования влажности. Стали использоваться металлические (стальные и чугунные) печи-каменки, печи с постоянным режимом генерации пара.

Экономическая составляющая вопроса сказалась на применении отличных от сруба технологий, стремление к теплосбережению привело к полной внутренней герметизации парного помещения. Популярность других видов бань, в первую очередь сауны и хамам, привело к желанию реализовать все и сразу.

В итоге под русской баней стал пониматься только определенный температурно-влажностный режим, для поддержания которого появилась необходимость устройства системы вентиляции. Появилось огромное количество вариаций с различными стеновыми материалами (сруб, каркас, кирпич), различными печами (экранированные, парогенерирующие, металлические).

• Уменьшился размер печи, изменилась система циркуляции воздуха (активная конвекция), в результате воздух парной стал прогреваться быстрее, а нагрев стен и полок снизился. Как следствие возникла дополнительная необходимость просушивать стены и полки – проблему могла решить вентиляция (выведение влаги).
• Уменьшились теплоаккумулирующие свойства. Тепла печи могло не хватать, возникла необходимость топить печь во время банных процедур. В результате печь потребляла кислород – потребовался дополнительный приток воздуха. После топки печь быстро остывала и не вытягивала влагу из парной, холодный металл мог привести к обратной тяге, если баня не топилась. Увеличением «заряда» каменки вопрос не решить – потребовалась вытяжная вентиляция.
• При топке металлической печи происходит горение металла, при этом потребляется кислород (выжигает кислород). Особенно актуально это при постоянной топке. Также возникает необходимость приточной вентиляции.
• Сильное высушивание воздуха привело к необходимости притока влажного воздуха. Решением стало установка постоянного парогенератора, но он мог переувлажнить воздух
• Металлическая печь перегревала воздух – потребовалась необходимость сброса лишнего жара.

Следствием внутренней герметизации стен для «борьбы» с точкой росы стало отсутствие естественной микроциркуляции, которая есть в классическом срубе, недостаток кислорода стал особенно актуален в условиях металлической печи.

В результате в современной парной вентиляция стала скорее острой необходимостью, чем желательным явлением! Фактически рабочими остались только залповые приемы, которые резко выстужали парную и насыщали влагой смежное помещение.

Виды вентиляции в парной бани

Залповая вентиляция

Залповая вентиляция – вентиляция помещению путем быстрого притока и оттока большого объема воздуха через одно или два достаточно больших проема (дверь, окно). Чем больше разница давления в помещениях, тем быстрее и интенсивнее происходит воздухообмен.

В дверях, в отличие от окна, воздух движется в двух направлениях. При открывании двери предбанник (комнат отдыха) и парилка представляют две зоны с разной температурой и давлением. Из зоны с относительно высоким давлением (предбанник) поток воздуха движется с парную. Так как воздух холоднее, чем в предбаннике, то он движется внизу, встречает движущийся навстречу поток воздуха и «подныривает» под него.

Это приводит к повышению давления в парной, часть теплого воздуха в верхней части двери «выталкивается» в предбанник. В предбаннике теплый насыщенный парами воздух резко остывает и конденсируется на холодных поверхностях.

Залповая вентиляция является примером естественной вентиляции без ее специального устройства.

Естественная вентиляция

Быстрый обмен воздуха не всегда целесообразен. Например, он не подходит для сауны, где не желательно резкое охлаждение помещения. В этом случае разумнее применить медленную естественную вентиляцию.

Естественная вентиляция – способ воздухообмена путем естественных причин движения воздуха: температуры и давления. Выше уже говорилось, что воздух имеет два основных направления движения: вверх при нагревании и горизонтально из области высокого давления в область низкого.

Так как в помещении бани почти всегда теплее, чем на улице (исключение может быть летом), то давление в ней ниже. Значит можно устроить приток свежего воздуха с улицы за счет барической разницы. Для этого нужно установить сквозь стену горизонтальную трубу с задвижкой для регулировки скорости потока.

Важно иметь в виду, что при большой разнице давления холодный воздух можно заставить двигаться вверх. Так можно организовать приток холодного воздуха из под пола.

Очень часто допускают ошибку, пытаясь реализовать вывод газов через горизонтальную трубу. В этом случае может возникать два потока:

• если труба короткая, то воздух может пойти наружу за счет конвекции (вертикальный подъем теплого воздуха через короткую горизонтальную трубу может получиться);
• из-за разницы давления (низкое внутри) поток воздуха может начать двигаться внутрь бани.

Чтобы избежать этой ситуации необходимо, чтобы выходящий поток двигался преимущественно вертикально! Горизонтальная труба на улице должна иметь вертикальный подъем превышающий длину горизонтального участка или выход вентиляции должен реализовываться только вертикально.

Также для решения проблемы противотока необходимо задействовать свойство любого газа занимать все свободное пространство! Если в помещение сделать приток воздуха больше чем отток, то газы будут стремиться занять все пространство, в том числе и то, которое находится за вытяжным отверстием.

Таким образом реализовать отток воздуха, без его притока, очень сложно. По этой причине качественная вентиляция всегда приточно-вытяжная.

Принудительная вентиляция

В летнее время, когда перепад давления незначителен, либо зимой, когда присутствуют порывистые ветры, естественное движение воздуха происходит не всегда в нужном направлении. Аналогичная ситуация может возникнуть и при организации вентиляции нескольких банных помещений для их просушки.

В этих случаях приходится задействовать механическую силу – вентилятор.

Принудительная вентиляция – воздухообмен в помещении посредством механической силы, которая может применяться и на входе и на выходе.

Источник статьи: http://askkirov.ru/stati/ventilyacziya-bani