2015-07-14
2064
Воздухообмен при естественной вентиляции осуществляется благодаря возникающей разницы давлений снаружи и внутри здания. Разность давлений обусловлена прежде всего тепловым напором, возникающим из-за того, что более теплый воздух в помещении имеет меньшую плотность, чем более холодный воздух снаружи помещения. В результате более теплый воздух помещения поднимается вверх и удаляется из помещения через вытяжные трубы, а его место занимает свежий, более прохладный и чистый воздух, поступающий в помещение через окна, двери, форточки, фрамуги, щели. На рис.2 показана схема естественной вентиляции в помещении. Тепловой напор можно определить по формуле:
D Рт = g h (rн - rвн),
где g - ускорение свободного падения, м/с2 ; h - расстояние между центрами приточного и вытяжного отверстий, м; rн и rвн - плотность наружного и внутреннего воздуха, кг/м3.
Как видно из формулы, если снаружи помещения воздух более теплый, чем в помещении удаления воздуха из помещения за счет теплового напора происходить не будет. Удаление воздуха из помещения в этом случае будет происходить за счет ветрового напора, возникающего в результате обдувания здания, в частности торца вытяжной трубы, расположенной, как правило, на крыше здания.
Дефлектор
rH
Ветер Wв 
Вентиляционные
каналы
rBH
Окна
Окна
Рис. 2
Значение ветрового напора можно определить по формуле:
D`Rв = kт (Wв2/2) rH,
где Wв - скорость ветра, м; kт - коэффициент, определяемый формой трубы.
Организованная общеобменная вентиляция, при которой в помещение подается и удаляется заданное количество воздуха, называется аэрацией. Регулирование необходимого количества воздуха, подаваемого и удаляемого из помещения, обеспечивается необходимой площадью открытых окон, фрамуг и т.д. Аэрация помещения может быть рассчитана по специальной методике.
Для того, чтобы увеличить коэффициент kт и тем самым улучшить естественную вентиляцию, на конце вытяжной трубы часто устанавливается специальное устройство, называемое дефлектором. Схема дефлектора показана на рис. 3.
Рис. 3
Козырек защиты
от осадков
Цилиндрический
патрубок
Ветер
Крепление
патрубка
 |
Вентиляционная
труба
Он представляет собой цилиндрический патрубок, расположенный на конце трубы. При обтекании этого патрубка на его торцах создается разряжение и улучшается естественная тяга за счет ветрового напора. Дефлекторы можно увидеть на крышах многих зданий как промышленных, так и жилых.
Для ориентировочного подбора дефлекторов определяют диаметр вентиляционного патрубка по формуле:
d = 0.0188 
, м,
где L - необходимая производительность вентиляции,м3 /ч; vв - принимается равной половине средней скорости ветра в наиболее жаркий месяц (например, для Москвы средняя скорость ветра равна 3,4 м/с, поэтому vв = 1,7 м/с.
Таким образом, эффективность естественной вентиляции зависит от разницы температур снаружи и внутри помещения (разницей температур определяется разница плотностей воздуха), высоты расположения вытяжных отверстий и скорости ветра снаружи помещения. Достоинством естественной вентиляции является отсутствие затрат энергии на передвижение масс воздуха в помещение и из него. Однако, естественная вентиляция имеет очень существенный недостаток, а именно: в теплый период года и в безветренную погоду ее эффективность может существенно падать, так как вследствие повышения температуры наружного воздуха падает тепловой напор (или отсутствует вовсе), а при отсутствии ветра (Wв = 0) отсутствует ветровой напор. Кроме того, при естественной вентиляции воздух поступающий в помещение и воздух, удаляемый из помещение не проходит очистку и предварительную подготовку. Если воздух окружающей среды загрязнен, например запылен, то он поступает в помещение также загрязненным. Если в помещении в результате каких-либо технологических процессов выделяются вредные вещества, то они выбрасываются без их улавливания в окружающую среду с удаляемым из помещения воздухом. В результате загрязняется окружающая среда.
