22.3 Естественная вентиляция

Естественная вентиляция производственных помещений происходит за счёт гравитационных сил атмосферы, без применения механического побуждения. Вследствие действия ветра и теплового напора через щели, поры и неплотности, в помещения всегда поступает воздух. Этот процесс является неуправляемым и называется инфильтрацией. Регулируемое проветривание помещений через вентиляционные проёмы (двери, окна, форточки, фонари и др.) называется аэрацией.

Разность давлений столбов наружного и внутреннего воздуха возникает вследствие температуры внутри и снаружи помещения. Обычно вследствие выделения тепла оборудованием, нагретым металлом, отоплением, работающими людьми температура в помещении выше, чем снаружи.

Удельный вес воздуха можно определить по следующим формулам:

или , кГ/м³, (22.9)

где Р – атмосферное давление, мм рт. ст.;

Т₀ = 273 – абсолютная температура, ⁰С;

t – температура воздуха, ⁰С;

R – газовая постоянная, R – 1,293.

Вес столба воздуха высотой Н м, считая от центра открытых нижних проёмов до центра верхних открытых вентиляционных проемов, внутри помещения составит Р₁ = Н·_в, кг/м², в окружающей атмосфере Р₂ = Н·_н, кг/м².

Величина теплового напора, под влиянием которого происходит обмен воздуха в помещении, равна

h_т = Н·(_в - _н), кг/м². (22.10)

Таким образом, величина теплового напора зависит от расстояния между вентиляционными проемами и температуры воздуха внутри помещения и наружного воздуха.

На обмен воздуха в помещении существенное влияние оказывает действие ветра. При обдувании здания ветром с наветренной стороны создается повышенное давление, а на подветренной – разрежение (рис 22.1). Величина скоростного напора, создаваемого ветром,

кГ/м², (22.11)

где w – средняя величина господствующего ветра, м/сек;

К – коэффициент аэрации, определяется опытным путем и зависит

от положения здания к направлению господствующего ветра.

а)

б)

Рисунок 22.1 – Действие ветра на здание

При расположении здания под прямым углом коэффициент аэрации с наветренной стороны К = 0,80,85, с подветренной стороны – К₁=-0,45, при расположении здания под углом 60⁰, соответственно, К=0,7 и К₁=-0,35, под углом 45⁰ К=0,55 и К₁=-0,3.

Общий перепад давления, создаваемый ветром, будет равен сумме давлений

h_v = h_н – (-h_n) = h_н +h_n, кГ/м² (22.12)

При одновременном и совместном действии теплового и ветрового напора общая величина естественной тяги

h_e = h_r +h_v. (22.13)

Скорость движения воздуха в вентиляционном проёме определяется по формуле:

, (22.14)

где g – ускорение земного притяжения, равное 9,81 м/сек²;

 - удельный вес воздуха, кг/м³.

Площадь проема, через который должен пройти необходимый объем воздуха, определяется по формуле:

(22.15)

где Q – объём воздуха, проходящего через проём, м³/сек;

 - коэффициент расхода; при открытых на 90⁰ створках  = 0,65,

на 30⁰ –  = 0,32.

Если величина вентиляционных проемов получается большой и конструктивно осуществить такую площадь невозможно, тогда применяется естественная и искусственная вентиляция.

Недостатком естественной тяги является то, что подаваемый наружный воздух предварительно не обрабатывается, т.е. подается без подогрева и очистки, удаляемый из помещения отработанный воздух также не подвергается очистке.

Дефлекторы. С целью увеличения теплового напора в ряде случаев на зданиях устанавливают дефлекторы. Широкое распространение получил дефлектор ЦАГИ (рис. 22.2).

D

Рисунок 22.2 – Дефлектор ЦАГИ

При выборе дефлектора руководствуются формулой:

_д = 0,4·v_в , м/сек, (22.16)

где _д – скорость движения воздуха в трубе, создаваемая ветром, об-

дувающим дефлектор со скоростью v_в , м/сек.

Диаметр трубы D определяется по формуле:

, (22.17)

где Q – количество воздуха, удаляемого через трубу (производитель-

ность дефлектора).