4.3. Природна вентиляція

Природна вентиляція система вентиляції, переміщення повітря при якій здійснюється завдяки виникаючій різниці тисків усередині і зовні приміщення, називається природною вентиляцією. Різниця тисків обумовлена різницею щільності зовнішнього та внутрішнього повітря (гравітаційний тиск чи тепловий напір ∆РТ) і вітровим напором (∆РВ), що діє на будову. Розрахунок теплового напору можна провести за формулою:

∆РТ = gh( pз pв) (Па)

де g прискорення вільного падіння, м/с2;

h вертикальна відстань між центрами припливного та витяжного отворів, м;

pз і pв   густина зовнішнього і внутрішнього повітря, кг/м3.

При дії вітру на поверхнях будинку з навітряної сторони утворюється надлишковий тиск, на підвітряній стороні розрідження. Вітровий напір може бути розрахований за формулою:

∆РВ = кп (v 2В рЗ)/2, (Па),

де       кп коефіцієнт аеродинамічного опору будинку (визначається емпіричним шляхом);

v в  швидкість вітрового потоку, м/с.

Неорганізована природна вентиляція (інфільтрація) здійснюється зміною повітря в приміщеннях через нещільності в елементах будівельних конструкцій завдяки різниці тиску зовні й усередині приміщення. Такий повітрообмін залежить від ряду випадкових факторів (сили та напрямку вітру, різниці температур зовнішнього і внутрішнього повітря, площі, через яку відбувається інфільтрація). Для житлових будинків інфільтрація досягає 0,5–0,75, а в промислових будинках 1–1,5 обсягу приміщень у годину. Для надійного постійного повітрообміну необхідно застосовувати організовану природну вентиляція.

Організована природна вентиляція (аерація) може бути витяжна без організованого припливу повітря (канальна аерація) і витяжна з організованим припливом повітря (канальна та безканальна аерація). Канальна природна витяжна вентиляція без організованого припливу повітря широко застосовується в житлових і адміністративних будинках. Розрахунковий гравітаційний тиск таких систем вентиляцій визначають при температурі зовнішнього повітря +5°С, вважаючи, що весь тиск падає в тракті витяжного каналу, при цьому опір входу повітрю в будинок не враховується. При розрахунку мережі повітроводів насамперед роблять орієнтований підбір їх площин, виходячи з допустимих швидкостей руху повітря в каналах верхнього поверху 0,5 – 0,8 м/с, у каналах нижнього поверху і у забірних каналах 1,0 м/с, у витяжній шахті 1-1,5 м/с.

 

    

           Рис. 5. Дефлектор

 

Для збільшення тиску в системах природної вентиляції на даху будівлі витяжні шахти обладнуються насадками-дефлекторами, які розташовують у зоні ефективної дії вітру (рис. 5).

Посилення тяги відбувається завдяки розрідженню, яке виникає при обтіканні дефлектора потоком повітря, що набігає. Орієнтовно продуктивність дефлектора може бути розрахована за формулою:

                                  L Д = 1131,73 •D 2vв, (м3/ч),

де     D діаметр підвідного патрубка, (м);

 vв швидкість вітру, (м/с).

Як правило, організована природна загальнообмінна вентиляція виробничих приміщень здійснюється в результаті надходження і видалення повітря через фрамуги вікон та аераційні ліхтарі D безканальна аерація    (рис. 6).

 

 

Рис.6. Аерація приміщень

 

Повітрообмін регулюють різним ступенем відкривання фрамуг (у залежності від температури зовнішнього повітря чи швидкості і напрямку вітру). Цей спосіб вентиляції знайшов застосування в промислових будинках, що характеризуються технологічними процесами з великими тепловиділеннями (прокатні, ливарні, ковальські цехи).

Основною перевагою аерації є можливість здійснювати великі повітрообміни без витрат механічної енергії. До недоліків аерації слід віднести те, що в теплий період року її ефективність може істотно знижуватись через зниження перепаду температур зовнішнього і внутрішнього повітря, а також те, що повітря, яке надходить у приміщення, не піддається попередньому очищенню, підігріву чи охолодженню в залежності від пори року, а повітря, що видаляється, в окремих випадках може забруднювати повітряну атмосферу.