Естественная вентиляция. Схема организации воздухообмена в помещении. Преимущества и недостатки естественной вентиляции

Естественную вентиляцию используют для обеспечения благоприятных усло­вий труда в помещениях, где выделяется значительное тепло и не требуется спе­циальной подготовки воздуха или подачи его к определенным местам. Воздухооб­мен происходит за счет разности плотностей воздуха внутри и снаружи помещения, что обусловливается разностью его температур и вызывает поступление холодного воздуха в помещение и вытеснение из него теплого воздуха (тепловой напор). При действии ветра (ветровой напор) с заветренной стороны зданий создается понижен­ное давление, вследствие чего происходит вытяжка теплого воздуха из помещения. С наветренной стороны здания, наоборот, создается избыточное давление, и свежий воздух поступает в помещение. Естественная вентиляция производственных помещений может быть неоргани­зованной (инфильтрация) и организованной (аэрация). Для расчетов естественного воздухообмена за счет теплового напора опреде­ляют высоту расположения плоскости равных давлений воздуха внутри и вне поме­щения — нейтральную зону, относительно которой будут распределяться давления во входных и выходных вентиляционных устройствах производственного помеще­ния (форточки, фрамуги, фонари и т. п.),

(1) или , (2)

где H_вв, Н_вн — расстояние вниз и вверх от нейтральной зоны, м; Н — расстояние между центрами входных и выходных устройств, м; f_пр, f_вт— суммарные площади приточных и вытяжных отверстий, м²; — плотность наружного и уходящего воздуха, кг/м³.

Внутреннее избыточное давление по направлению вверх от выбранной гори­зонтальной плоскости увеличивается на величину Р_изб.пр = H_вн (), а по на­правлению вниз уменьшается на величину Р_изб.ух ⁼ Н_вв(). Здесь — средняя плотность воздуха в помещении, зависящая от средней температуры t ср.п, равной

(3)

где - температура воздуха в рабочей зоне, нормируемая ГОСТ 12.1.005-76; t_ух — температура уходящего из помещения воздyxa.

Избыточное давление в приточных и вытяжных отверстиях равно динамическо­му напору, за счет которою наружный воздух поступает в помещение или происхо­дит выброс из него загрязненного воздyxa, а именно Р_изб.пр=Н_вн( _н - _ср.п) = ( _н/2 _пр). (4)

Откуда , (5)

где пр— скорость воздуха в приточных устройствах.

Количество воздуха, которое поступит за счет естественной тяги, составляет

L_np=3600μ_пр∑f_np , (6)

где μ_пр — коэффициент расхода воздуха, зависящий от угла раскрытия форточек (фрамуг) . При = 30° μ = 0,56, при = 45" μ = 0,48.

Аналогично определяют скорость и количество уходящего из помещений воздуха.

Чтобы уменьшить ощущение сквозняка, площади нижних отверстий (фрамуги, форточки) рекомендуется принимать на 20% больше площадей верхних (аэрационные фонари). Ветровое давление на форточки и фрамуги определяю Р_в= ± К_а Р_дин.в = ± K_a( _H/2) , (7)

где _дин.в – динамический напор, создаваемый ветром, Па; _B – скорость ветра, м/с;

К_а – аэродинамический коэффициент здания, зависящий от его конструкции. Знак

«+» означает, что помещение находится с наветренной стороны здания по отношению к господствующему ветру, а знак «-» — с подветренной стороны.