Расчет естественной вентиляции и выбор сечения каналов проводится в соответствии с действующими нормативами для температуры наружного воздуха 5 °С и температуры внутри помещения 20 °С. Именно при этих температурах воздухообмен соответствует санитарным нормам.
Физическая природа естественной вентиляции предопределяет снижение ее эффективности при температуре наружного воздуха выше 5 °С. В жаркое время года температурный фактор в кондиционируемых помещениях становится и вовсе отрицательным. Кроме того, для нормальной работы естественной вентиляции необходим приток свежего воздуха (через щели в оконных переплетах, воздушные клапаны, приоткрытые окна) и возможность свободного перетока воздуха из комнат к вытяжным устройствам на кухне и в санузлах. Ухудшить естественную вентиляцию может и неблагоприятное направление ветра, и аэродинамическая тень, в которой может оказаться кровля, и засорение или несанкционированное изменение геометрии вытяжного канала. Для многоэтажных зданий эффективность естественной вентиляции для разных этажей различна; критической, как правило, становится ситуация на последних двух этажах.
Однако известны способы, улучшающие естественную вентиляцию при прочих равных условиях, но, к сожалению, не являющиеся столь радикальными, как механическая вентиляция. Некоторые из них чрезвычайно просты и дешевы, другие требуют затрат.
Тепловое побуждение естественной вентиляции
Является одним из древних способов, о нем упоминается в книгах позапрошлого века. Речь идет о подогреве вытяжных каналов. Для обеспечения расчетного воздухообмена в течение всего лета достаточно подогреть вентканал на 15 °С выше температуры наружного воздуха. Частично канал подогревается теплом кухонной плиты и теплым влажным воздухом при пользовании ванной или душем. Эта «помощь» не постоянна, но она действует именно тогда, когда она особенно нужна. Усилить летом эффект подогрева вытяжного канала от кухонной плиты и в то же время уменьшить перегрев кухни можно с помощью кухонного зонта с отводом горячего воздуха и/или продуктов сгорания по воздуховоду непосредственно в вытяжной стояк.
Достаточно просто реализовать
тепловое побуждение в частном загородном доме, коттедже и в домах с
индивидуальным тепловым пунктом. В коттедже круглогодично работает котел и его
контуры горячего водоснабжения, теплых полов и в некоторых случаях бассейна.
Существует реальная возможность использования энергии продуктов сгорания для
подогрева вытяжных каналов. Второй путь - добавить еще один автономный контур с
автоматикой для подогрева вытяжных каналов. Вопросы определения энергоемкости
этого способа и пути ее снижения, а также проектные решения рассматриваются в
мастер-классе по данной теме.
|
|
|
|
Рисунок 1. Визуализация дефлектора ASTATO |
Рисунок 2. Дефлектор ДС710 в г. Жуковский (12 шт. на одной кровле) |
Ветровое побуждение естественной вентиляции
Является одним из широко известных и применяемых способов интенсификации воздухообмена. Ветровое побуждение - это использование энергии ветра для эжекции отработанного воздуха из вентиляционных каналов. С самого начала все дефлекторы стали делать симметричными относительно вертикальной оси и неподвижными, т. к. вращающиеся дефлекторы (флюгарки) были признаны непрактичными в условиях наших зим. Главное внимание уделялось способности дефлектора создавать максимальное разрежение при одинаковой скорости ветра и сохранять свою эффективность при наклонах скорости ветра в вертикальной плоскости.
Дефлекторы имеют богатую и, к сожалению, забытую историю и трудовую биографию, достойную уважения. Они применялись с середины ХIХ века на зданиях и на транспортных средствах, испытывались в натурных условиях и в аэродинамических трубах. Статические дефлекторы используют сейчас в качестве устройств выброса воздуха из индивидуальных и коллективных каналов естественной вентиляции, индивидуальных и коллективных дымоходов, каналов выброса продуктов сгорания газа, стволов мусоропроводов. Их применяют на зданиях любой этажности, на новостройках и реконструируемых зданиях.
Принцип действия дефлектора основан на использовании эффекта Бернулли: чем выше скорость потока при изменении поперечного сечения канала, тем меньше статическое давление в этом сечении.
Наиболее эффективны дефлекторы с открытой проточной частью (тарельчатый дефлектор (Труды ЦАГИ, № 123, 1936 год), дефлектор ASTATO, дефлектор ДС) [1-3].
Установлены два параметра эффективности дефлектора:
z - коэффициент местных потерь;- коэффициент давления (разрежения).
Коэффициент местных потерь представляет собой
коэффициент пропорциональности в формуле Вейсбаха-Дарси и позволяет рассчитать
собственные потери давления в самом дефлекторе:
DPd = 0,5 z r
Vd2,
где Vd - скорость в дефлекторе, м/с;
r - плотность воздуха, кг/м3;
DPd - потери давления в дефлекторе, Па;
z - коэффициент местных потерь.
Для дефлекторов серии ДС коэффициент местных потерь равен 1,4 (при длине трубы дефлектора 0,5 м).
Коэффициент давления (разрежения) С равен
отношению разности полного давления в вентиляционном канале и статического
давления снаружи него к скоростному напору ветра. Коэффициент давления
позволяет рассчитать дополнительное ветровое давление (разрежение) DPv,
создаваемое дефлектором при наличии ветра:
DPv = 0,5 C r V2,
где С коэффициент разрежения для дефлектора серии ДС, равный 0,75 при отклонениях направления ветра от горизонтальной плоскости не более 30° и 0,6 при отклонениях до 60°;скорость ветра, м/с;
r плотность воздуха, кг/м3.
В абсолютных цифрах эффективность дефлектора ДС отражена в таблице для условий: температура воздуха 25 °С, относительная влажность 50 %, плотность воздуха 1,177 кг/м3.
Статические дефлекторы серии ДС (Россия) (рис. 2, 4) и дефлекторы ASTATO (Франция) сегодня обладают наилучшими аэродинамическими параметрами и совместимы с механическими средствами побуждения. Дефлекторы ДС выпускаются по ТУ 4863-002-51056717-03, введенным в действие 23 октября 2003 года и зарегистрированным Госстандартом за № 200/046008, сертификат соответствия № РОСС RU.МГ01.В01293.
10. Литература
1. СниП 41-012003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»
. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»
. СНиП 31-06-2009 «Общественные здания и сооружения»
. Справочник проектировщика. Часть 3.Книга 2. Вентиляция и кондиционирование воздуха».
5. <http://refbest.ru/wievjob.php?id=33043>.
. Amphous A., Харитонов В. П. Дефлекторы АСТАТО и проблема энергосбережения: Материалы 3-го форума Heat&Vent. - М., 2001.
. Одноволова О. В. Опытные образцы приточных устройств и дефлекторов для естественной и естественно-механической вентиляции жилых зданий: Материалы 5-го форума Heat&Vent. - М., 2003.
. Olivia Noel and oth. Natural ventilation activated by induction // Proceedings 21st AIVC Annual Conference. Innovations in Ventilation Technology. - 26-29 September. - 2000.
9. Малахов М. А. Проект естественно-механической вентиляции жилого дома в Москве // АВОК. - 2003. - № 3.
. Fabio F., Одноволов И. Т. Полупромышленные вентиляторы фирмы VORTICE: Материалы 2-го форума Heat&Vent. - М., 2000.