Аэрация. 
Основные методы очистки воздуха в производственных и жилых помещениях

воздухообмен аэрация вентиляционный ветровой Аэрацией зданий называется организованный и управляемый естественный воздухообмен через открывающиеся фрамуги в окнах и вентиляционно-световые фонари с использованием теплового и ветрового давлений.

Аэрация широко применяется в производственных зданиях с большими теплоизбытками и позволяет осуществлять воздухообмены, достигающие миллионов кубических метров в 1 ч.

Гравитационное давление, в результате которого воздух поступает в помещение и выходит из него, образующееся за счет разности температур наружного и внутреннего воздуха, регулируется различной степенью открытия фрамуг и фонарей. Разность этих давлений на одном и том же уровне называется внутренним избыточным давлением и обозначается; при этом может быть как положительной, так и отрицательной величиной (рис. 6).

Рис. 6. Схема аэрации здания

Очевидно, что превышение наружного давления над внутренним (при отрицательном значении) обусловливает поступление воздуха через отверстие в наружном ограждении внутрь помещения. А превышение внутреннего давления над наружным (при положительном значении), наоборот, — выход его из помещения. Если, то движения воздуха через отверстие не будет. Плоскость, где внутреннее избыточное давление равно нулю, называется нейтральной зоной.

Расстояния от нейтральной зоны до середины вытяжного и приточного отверстий обратно пропорциональны квадратам площадей отверстий; при этом нейтральная зона располагается ближе к большему отверстию.

Если, то. Следовательно, при равных отверстиях нейтральная зона находится посредине.

Заметим, что нейтральная зона в помещении может быть только при действии одних теплоизбытков; при ветре или ветре с теплоизбытками она резко смещается вверх и исчезает.

Связь между расходом воздуха, который протекает через отверстие, имеющее площадь, и разностью давлений внутри и снаружи однопролетного цеха выражается формулой:

где — массовый секундный расход воздуха, кг/с; — коэффициент расхода, зависящий от условий истечения; — плотность воздуха в исходном состоянии, кг/м3; — разность давлений внутри и снаружи помещения в данном отверстии, Па.

Ориентировочное количество воздуха, м3/ч, выходящего из цеха через 1 м² отверстия с учетом только теплового давления и при условии равенства площадей отверстий в стенах и фонарях и коэффициенте расхода можно определить по упрощенной формуле:

где — расстояние между центрами нижних и верхних отверстий, м; — разность температур средней (по высоте) в помещении и наружной температурой, град.

Если значение будет иным, то для получения удельного воздухообмена нужно выражение для (14.9) разделить на 0,6 и умножить на новое значение :

Аэрация с использованием ветрового давления основана на том, что на наветренных поверхностях здания возникает избыточное давление, а на заветренных сторонах — разрежение (рис. 7).

Рис. 7. Движение воздушных масс здания, вертикальная (а) и горизонтальная (б) проекции

Ветровое давление на поверхности ограждения определяют из выражения:

где — аэродинамический коэффициент, показывающий, какая доля динамического давления ветра преобразуется в давление на данном участке ограждения или кровли. Значения определяют обычно путем обдувания воздухонепроницаемых моделей здания потоком воздуха в аэродинамической трубе. Можно полагать в среднем для наветренной стороны, а для заветренной .

Большая роль в осуществлении аэрации зданий принадлежит инженеру-строителю. В связи с этим приводим наиболее важные рекомендации архитектурно-планировочного и конструктивного характера по аэрации производственных зданий.

• 1. В многопролетных цехах, как приток, так и вытяжку воздуха целесообразно осуществлять преимущественно через открывающиеся фрамуги фонарей, в однопролетных цехах — приток через проемы в наружных стенах, а вытяжку — через фонари. Для регулирования поступления и выхода воздуха открывающиеся фрамуги и створки фонаря снабжаются специальными механизмами, управляемыми с пола.
• 2. При проектировании многопролетных производственных зданий необходимо учитывать количество и характер вредных веществ, выделяющихся в каждом пролете, и в связи с этим принимать решение о профиле крыши, форме фонаря, взаимном расположении их и высоте пролетов. При неудачном решении этих вопросов нельзя применять аэрацию, так как воздух на крыше перегрет и оказывается сильно загрязненным газами и пылью.
• 3. Проемы в зданиях со значительными теплоизбытками и выделениями вредных газов следует располагать по периметру зданий так, чтобы они прилегали к наружной стене наибольшей протяженности.
• 4. Для обеспечения достаточного притока чистого воздуха наилучшим планировочным решением является конструкция цехов с открытыми продольными наружными стенами, т. е. без пристроек. Бытовые помещения во многих случаях целесообразно размещать в торцах здания.
• 5. Большое значение при аэрации цеха имеет его высота. Для цехов с большими тепловыделениями высота их должна быть не меньше 10 м.
• 6. В зданиях, где аэрация осуществляется в летнее и зимнее время года, для подачи наружного воздуха зимой приточные отверстия должны быть размещены на высоте не менее 4 м от пола. При низких наружных температурах часть объема вентиляционного воздуха рекомендуется вводить в помещение вентилятором с подогревом его до 10—12°С.

В цехах небольшой высоты подача неподогретого воздуха допускается на отметке ниже 4 м, но при условии устранения непосредственного воздействия холодного воздуха на работающих, например с помощью козырьков, направляющих воздух вверх.

7. При аэрации воздух из цехов должен удаляться через незадуваемые фонари, а также через шахты круглого и квадратного сечений, снабженные дефлекторами.