В данной статье рассмотрены основные предпосылки создания эффективных инструментов для исследования естественной вентиляции с ветровым побуждением, рассмотрены примеры применения данных систем на конкретных объектах, выявлены достоинства и недостатки некоторых устройств.
Ключевые слова: вентиляция, скорость воздуха, вытяжка.
This article discusses the main prerequisites for creating effective tools for the study of natural ventilation with wind induction, considers examples of the use of these systems on specific objects, identifies the advantages and disadvantages of some devices.
Keywords : ventilation, air velocity, exhaust.
Создание естественного воздухообмена, не зависящего от расчетной разности температур между наружным и внутренним воздухом в помещении, возможно за счет применения устройств, способных использовать силу и направление ветра для обеспечения вентиляции помещений. Одно из первых систематических исследований по данной тематике было проведено В. Г. Залесским [1]. В своей книге он подробно описал принцип работы приточных и вытяжных систем вентиляции с ветровым побуждением, а также провел классификацию существующих на то время дефлекторов. В настоящее время проводится значительное количество исследований, посвященных определению формы крыши здания, позволяющую использовать силу ветра для увеличения расхода вытяжного воздуха [1].
Организация подачи наружного воздуха в помещение может быть осуществлена за счет обустройства вентиляционного канала, развернутого против направления ветра. Естественная вентиляция осуществляется путем 32 использования силы ветра и воздушных потоков (ветрового подпора), создаваемых при движении судна [2]. Для увеличения скорости воздуха, устье вентиляционного канала изготавливают в виде воронки, что позволяет снизить сопротивление при наклонном движении ветра. Обустройство вращающейся воронки с крылом, автоматически устанавливает устье вентиляционного канала против ветра, что дает возможность обеспечивать стабильный приток воздуха независимо от его направления [2]. В современных условиях подобные устройства применяются для организации естественного притока в здания, расположенные в прибрежных районах. В качестве примера можно привести жилой комплекс BedZed (Beddington Zero Energy Development), расположенный в пригороде Лондона, оборудованный системой естественной вентиляции с рекуперацией теплоты удаляемого воздуха (Рисунок 1).
Рис. 1. Приточно-вытяжная система естественной вентиляции с ветровым побуждением жилого комплекса BedZED, Лондон. 1 — поток наружного воздуха; 2 — рекуперативный теплообменник; 3 — приточный подогретый поток воздуха; 4 — удаляемый воздух из помещения; 5 — поток вытяжного воздуха
Расположение приточных устройств на крыше может стать хорошим решением для районов с низкой подвижностью воздуха у фасадов зданий и высокой акустической загрязненностью.
Основными недостатками подобных систем являются:
- Зависимость расхода приточного воздуха от скорости ветра;
- Применение стационарных приточных устройств может быть неэффективным при отклонении направления ветра от расчетного более чем на 30º;
- Налипание снега и льда в холодный период года значительно ухудшает работу приточных устройств, выполненных в виде вращающихся воронок.
В нашей стране наибольшее распространение получили вентиляционные дефлекторы, используемые для усиления вытяжки из помещения. Они широко применяются в системах вентиляции промышленных и гражданских зданий, а также в транспортной отрасли. Дефлекторы преобразуют энергию потока набегающего ветра в разрежение у устья шахты и препятствуют задуванию ветра в вытяжной канал. Величина разрежения и степень его использования определяют эффективность работы дефлектора, то есть его способность обеспечивать соответствующую производительность вентиляционной установки и развиваемый при этом напор. К конструкции дефлекторов предъявляется целый ряд требований: простая форма, низкое внутреннее сопротивление, независимость работы от направления ветра, удобство монтажа, защита вытяжного канала от атмосферных осадков и пр. В настоящее время, наиболее часто встречающаяся конструкция — дефлектор ЦАГИ (Рисунок 2). К его преимуществам относится: небольшой вес по сравнению с другими дефлекторами, простота в изготовлении, достаточно высокая производительность.
Рис. 2. Дефлектор ЦАГИ. 1 — патрубок, 2 — диффузор, 3 — зонтоколпак, защищающий вытяжной воздуховод от попадания в него атмосферных осадков, 4 — соединительные лапки, 5 — ограждающий цилиндр, предотвращающий возникновение обратной тяги, 6 — конусный щиток, предохраняющий внутренние части дефлектора от непосредственного действия ветра в том случае, когда он набегает на дефлектор снизу
Основными недостатками вентиляционного дефлектора ЦАГИ являются:
- Значительное снижение эффективности в штилевую погоду;
- Образование наледи на внутренних стенках внешнего цилиндра при сильных морозах, вследствие чего происходит увеличение аэродинамического сопротивления потока вытяжного воздуха.
Литература:
- 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.
- Вяткина Ю. С., Вяткина С. Д., Жилина Т. С. Исследование работы систем естественной вентиляции в жилом здании. Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы архитектуры, строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири». — Тюмень: РИО ТюмГАСУ, 2015.
