Естественная вентиляция

Воздухообмен при естественной вентиляции происходит вследствие разности температур воздуха в помещении и наружного воздуха, а также в результате действия ветра.

Разность температур, а значит и разность плотностей, вызывают поступление холодного воздуха в помещении и вытеснение теплого.

При действии ветра с заветренной стороны зданий создается пониженное давление, вследствие чего происходит вытяжка теплого или загрязненного воздуха из помещения; с наветренной стороны создается избыточное давление и свежий воздух поступает в помещение.

Естественная вентиляция может быть: неорганизованной и организованной. В первом случае поступление и удаление воздуха происходит через неплотности и поры (инфильтрация), окна, форточки, специальные проемы (проветривание).

Организизованная вентиляция поддается регулировке и осуществляется аэрацией и дефлекторами.

Аэрация в холодных цехах осуществляется за счет ветрового давления, а в горячих цехах за счет совместного и раздельного действия гравитационного и ветрового давлений.

Нижние проемы (1) располагаются на высоте 1-1,5м, средние (2) – 4-7м от пола. Плоскость равных давлений (~ середина высоты здания). Общая величина гравитационного давления (Па), под влиянием которого происходит воздухообмен, равна сумме давлений на уровне нижних и верхних проемов.

Pг = P1 + P2 = hg (ρ_Н – ρ_СР.П.).

При расчете аэрации определяют площадь проемов. Расчет ведут для летнего времени, как самого неблагоприятного для аэрации.

Задаются площадью нижних проемов F1. Зная необходимое количество воздуха L(м³/ч), по избыткам явной теплоты определяют скорость воздуха в нижних проемах (м/с):

V1 = L/μF1,

Где: μ – коэффициент расхода, зависит от конструкции створок и угла их открытия, μ = 0,15÷0,65.

Определяют потери давления в нижних проемах:

Δ P1= ρн_Н V1²/2

и величину Pг по формуле. Рассчитывают температуру уходящего воздуха по формуле

t_УХ= tн_Н+ (10 – 15)

и определяют по таблицам или известным формулам плотность ρ_Н и ρ_СР.П., соответствующую температурам tН и t_СР.П.

Находят избыточное давление в плоскости верхних проемов:

Δ P2= P_Г - ΔP1 и необходимую площадь (м²):

F₂= L/μ V₂ =L/(μ√ΔР₂²/ρ).

При обдувании зданий ветром создается давление и разрЯжение, значение которых могут быть определены по формуле:

P_ВЕТР. = aV²_Вρ/2,

а – аэродинамический коэффициент (конфигурация здания, обычно 0,7…0,85 для наветренной и 0,3…0,45 для заветренной стороны).

Расчет аэрации при совместном действии ветра и избытков явной теплоты проводят аналогично, при этом добавляют или вычитают давление ветра. При задувании в верхние проемы имеет место ухудшение условий труда, поэтому используют незадуваемые фонари.

Преимущества аэрации: больше объемы воздуха (до неск. млн. м³/ час) без применении вентиляторов, дешево.

Недостаток: в летнее время снижение эффективности (высокая t_Н), поступающий воздух не очищается и не подогревается.

Дефлекторы представляют собой специальные насадки, устанавливаемые на вытяжных воздуховодах и использующие энергию ветра. Применяют для малых помещений и местных отсосов. Ветер, обдувая обечайку , создает на большей части его окружности разряжение, вследствие чего воздух из помещения движется по воздуховоду и патрубку и выходит наружу через пальцевые щели.