Естественная вентиляция

Естественная вентиляция, обеспечивающая циркуляцию воздуха внутри помещения и воздухообмен с внешним пространством без применения вентиляторов, использует два физических процесса – конвекцию и инфильтрацию. Конвекционные потоки вертикального направления возникают из-за различной плотности воздуха при разных температурах, а процесс инфильтрации основан на том, что внутри движущегося потока образуется область пониженного давления, увлекающая за собой уличный приточный воздух или загрязненный и влажный воздух из помещения.

Эффективность и применимость естественной вентиляции

Традиционная схема естественной вентиляции складских и производственных помещений включает вытяжной канал, выходящий на крышу здания, и приточные отверстия в стенах. Она работает в основном за счет конвекционных потоков, возникающих из-за разности температур. В приточные отверстия можно установить инфильтрационные клапаны. Они увеличат приток, позволят регулировать поступление воздуха и обеспечат хотя бы минимальную очистку. Для невысоких строений большой площади используется и другая компоновка с горизонтальными сквозными потоками (см. ниже). Эффективность естественной вентиляции сложно поддается расчету, так как она зависит от климатических факторов. В холодное время года разности температур обычно оказывается достаточно для обеспечения конвекционных потоков, но в летний период она работает в основном за счет ветра, и при его отсутствии эффективность естественной вентиляции падает практически до нуля. Если длительные перебои в воздухообмене недопустимы, естественную вентиляцию следует дополнить принудительной, которая будет использоваться в резервном режиме. Кроме того, естественная вентиляция неприменима при необходимости тонкой очистки воздуха, так как плотные фильтры препятствуют воздушным потокам, и для их работы необходима значительная разница давления.

Вентиляционные дефлекторы

Вентиляционные дефлекторы устанавливаются на крыше здания и служат для защиты вытяжного канала от попадания воды и увеличения тяги. Их работа основана на законе Бернулли, согласно которому в движущемся потоке создается разрежение и образуется вектор тяги, направленный перпендикулярно к нему. Поэтому при горизонтальном движении воздуха, проще говоря, ветре, дефлектор "вытягивает" воздух из помещения. Существуют различные конструкции дефлекторов, но задача, возлагаемая на их аэродинамику, одна - создавать вертикальную тягу даже при самом слабом ветре. В настоящее время получили распространение активные дефлекторы (турбодефлекторы). Они имеют вращающуюся от ветра крыльчатку особой округлой формы, создающую большее разряжение в вентиляционном канале.

Основные принципы проектирования естественной вентиляции

В первую очередь следует определиться с сезонностью эксплуатации помещений, климатическими условиями, розой ветров и рельефом местности. От этого зависит сама возможность использования естественной, а не принудительной вентиляции. Для работы в теплый период приточные отверстия располагают на высоте от 0.3 до 1.8 метра. В холодное время их устраивают на расстоянии не менее 3 метров от пола при общей высоте помещения до 6 метров и 4 метров при большей высоте. Если высота склада, хозяйственного или производственного помещения небольшая, можно спроектировать и более низкое положение отверстий. Но при этом необходимо учесть возможность заметания их снегом и попадания пыли, так как обеспечить эффективную фильтрацию в естественной вентиляции практически невозможно -на приточные отверстия устанавливают сетки и решетки, способные задерживать только насекомых и мелкий мусор. По возможности следует избегать горизонтальных и нелинейных участков воздуховодов, так как естественная тяга не создает высокого давления, и любое препятствие будет снижать эффективность вентиляции.

Неоднозначен и вопрос целесообразности использования дефлекторов и традиционной схемы, согласно которой воздух поступает через боковые приточные отверстия и удаляется через вытяжку в крыше здания. Например, при высоте помещения менее 3 метров вертикальная тяга будет очень слабой и не обеспечит циркуляции воздуха. Для невысоких строений разумнее сделать ставку на горизонтальные воздушные потоки, расположив боковые вентиляционные отверстия по обе стороны в соответствии с преобладающими направлениями ветров. Но такой способ естественной вентиляции неприемлем для помещений, в котором постоянно находятся или работают люди, так как горизонтальные сквозняки провоцируют простудные заболевания даже в теплую погоду.