Аэрация, определение, конструктивные элементы, организация воздухообмена

Аэрацией называют организованный естественный воздухообмен в помещении, осуществляемый через специальные аэрационные проемы под действием естественных побудителей движения воздуха — гравитационных сил и ветра.

Аэрации посвящены теоретические и экспериментальные исследования: В.В. Батурина, С.Е. Бутакова, П.Н. Каменева, В.Н. Талиева и др. Преимуществом аэрации по сравнению с механической вентиляцией является возможность перемещения больших объемов воздуха без применения воздуховодов, вентиляторов и затрат электроэнергии.

Если механическая вентиляция в помещении отсутствует, аэрационный приток равен аэрационной вытяжке. В производственном помещении одновременно с аэрацией могут работать и механическая вентиляция: вытяжка через местные отсосы, воздушное душирование рабочих мест. В этом случае, расходы поступающего и удаляемого через аэрационные проемы воздуха не одинаковы.

Механическая и естественная вентиляция взаимно дополняют друг друга, улучшают условия работы и способствуют повышению производительности труда.

Аэрацию не рекомендуется устраивать:

· • в помещениях, параметры воздуха внутри которых поддерживаются установками кондиционирования воздуха;

· • в цехах промышленных зданий, в воздухе которых содержатся вредные пары, газы и иные вредные выделения с концентрациями, при которых они не могут быть удалены в атмосферу без предварительных обезвреживания или очистки;

· • в цехах металлопокрытий, оборудованных бортовыми отсосами, так как повышенная подвижность воздуха в рабочей зоне может привести к нарушению их работы;

· • в отделениях и цехах окраски, так как поступление запыленного наружного воздуха может привести к осаждению на окрашенных поверхностях пыли и ухудшению качества окрасочного слоя и товарного вида изделия.

Конструктивное оформление аэрационных проемов, фонарей, аэрационных шахт и дефлекторов. Приток наружного и удаление загрязненного внутреннего воздуха производится через специально устраиваемые аэрационные проемы:

· а) нижние и верхние фрамуги окон или специальные аэрационные проемы в стенах зданиях;

· б) проемы аэрационно-световых и аэрационных фонарей;

· в) аэрационные шахты.

Схемы створок у окон и аэрационно-световых фонарей помещений проветриваемых (с помощью аэрации) зданий а — створки в окне с двойным остеклением для притока в нижнюю зону помещения (летом), б — то же в верхнюю зону (зимой); в — створка в окне с одинарным остеклением для притока, г — то же для вытяжки; д — среднеподвесная створка в окне с одинарным остеклением для вытяжки

Фрамуги окон и створки, закрывающие проемы аэрационно-световых фонарей, устраиваются верхнеподвесными, среднеподвесными и нижнеподвесными. Они могут быть одинарными и двойными. Следует иметь ввиду, что одна и та же створка при одном и том же угле открытия имеет разные коэффициенты местного сопротивления и расхода в зависимости от направления движения воздуха через проем (приток или вытяжка). В промышленных зданиях их открытие и закрытие осуществляется с помощью специальных механизмов. Профессором М.Ф. Бромлеем составлена таблица коэффициентов местных сопротивлений и коэффициентов расхода, отнесенных к скорости в проемах с различными углами раскрытия створок.

Для освещения и проветривания текстильных фабрик с целью снижения поступлений теплоты от солнечной радиации иногда используют географически — ориентированные (на север) фонари типа Шед.

Схемы фонарей, применяющиеся для проветривания и освещения производственных и гражданских зданий а — аэрационно-световой фонарь обычной конструкции, б — географически ориентированный фонарь типа Шед, в — незадуваемый фонарь с ветроотбойными щитами, г — незадуваемый фонарь конструкции проф. В. В. Батурина

В ветреную погоду работающие на приток аэрационные отверстия открывают на наветренной стороне здания, а вытяжные на заветренной. В случае ветра переменных направлений при задувании его в верхние вытяжные фрамуги окон или фонарей цеха потоки наружного воздуха могут опускаться вниз, происходит так называемое «опрокидывание аэрации». Это явление особенно нежелательно для производственных помещений с загазованной верхней зоной, так как вредные вещества поступают в рабочую зону вновь. «Опрокидывание аэрации» предотвращают фонарями специальной конструкции, так называемыми незадуваемыми. Особенность этих фонарей состоит в том, что расположенные в них вытяжные отверстия всегда находятся в зоне разрежения, создаваемого ветром, независимо от его направления. Усиление ветра только увеличивает вытяжку через открытые проемы незадуваемых фонарей.

Простейшим видом незадуваемого фонаря является обычный аэрационно-световой фонарь с ветроотбойными щитами. Незадуваемый фонарь, предложенный профессором В.В. Батуриным, получил широкое распространение благодаря простоте устройства и надежности. В этом фонаре остекление не затеняется щитами и максимально используется для освещения внутренних пролетов здания. Разработанный более полувека тому назад фонарь конструкции профессора В.В. Батурина применяется и в настоящее время, например, в конвертерных цехах металлургических заводов. Существуют и применяются и другие конструкции аэрационных фонарей, описание которых приводится в специальной литературе. Аэрационно-световой фонарь является довольно дорогостоящей конструкцией, увеличивающей стоимость производственного здания на −10%. Поэтому в производственных зданиях с незначительными теплоизбытками часто ограничиваются устройством аэрационных шахт.

Аэрационная шахта промышленного здания представляет собой отверстие в перекрытии, обнесенное по периметру парапетом или иными сплошными ограждениями и укрытое сверху зонтом для защиты от атмосферных осадков. В проеме устраивается утепленный клапан или иное устройство, позволяющее при необходимости отключать аэрационную шахту, например, в холодный период года.
Дефлекторы рекомендуется устанавливать на вытяжных шахтах помещений с незначительными избытками тепла. Дефлектор преобразует энергию потока набегающего ветра в разрежение у устья шахты, что усиливает вытяжку из помещения.
Широкое применение находят дефлекторы при устройстве вентиляции в жилых и общественных зданиях (административных, зрелишных, спортивных), в сельскохозяйственных зданиях и сооружениях (хранилища, животноводческие помещения), на предприятиях многих отраслей промышленности, в транспортных средствах (железнодорожные вагоны, автобусы, суда и т.д.).

Особенности определения расхода воздуха через аэрационные отверстия в вертикальных ограждениях. У любого вертикального отверстия в наружной стене избыточное давление изменяется по высоте. Отверстия условно разделяются на высокие и низкие. Понятие высокого отверстия никак не связано с его размерами. Плоскость высокого отверстия пересекает нейтральная плоскость. В нейтральной плоскости избыточное давление равно 0, и она делит высокое отверстие на нижнюю часть, работающую на приток, и верхнюю, через которую происходит вытяжка. В общем случае площади верхней и нижней частей не одинаковы, не равны и расходы по притоку и вытяжке. Поэтому для высоких отверстий следует различать три различных расхода воздуха: инфильтрацию (или приток) Gu, эксфильтрацию (или вытяжку) G3, и суммарный расход воздуха Gi, равный сумме притока и вытяжки с учётом их знаков, который может быть либо притоком в помещение, либо вытяжкой из него. Осреднение давлений должно проводиться отдельно для приточной и вытяжной частей высокого отверстия. Низкое отверстие полностью располагается выше или ниже нейтральной плоскости, и поэтому всей площадью работает либо на