Диссертация (1141591), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Одно из первыхсистематических исследований по данной тематике было проведено В.Г.Залесским[40]. В своей книге он подробно описал принцип работыприточных и вытяжных систем вентиляции с ветровым побуждением, а также провел классификацию существующих на то время дефлекторов.ОсновныеэкспериментальныеисследованиябылипроведеныК.А.Ушаковым [41] и Б.Г. Мусатовым [42], положившим начало обоснованномуподбору дефлекторов вентиляционных систем. В.В. Шведов [43] разработалинженерную методику расчета и подбора дефлекторов с помощью формул иномограмм.В настоящее время проводится значительное количествоисследований,посвященныхопределениюформыкрышиздания,позволяющую использовать силу ветра для увеличения расхода вытяжноговоздуха [44, 45].Организация подачи наружного воздуха в помещение может бытьосуществлена за счет обустройства вентиляционного канала, развернутогопротив направления ветра.
Подобная система нашла свое применение всудовом строительстве. Естественная вентиляция осуществляется путем32использования силы ветра и воздушных потоков (ветрового подпора),создаваемых при движении судна [46]. Для увеличения скорости воздуха,устье вентиляционного канала изготавливают в виде воронки, что позволяетснизить сопротивление при наклонном движении ветра. Обустройствовращающейся воронки с крылом, автоматически устанавливает устьевентиляционного канала против ветра, что дает возможность обеспечиватьстабильный приток воздуха независимо от его направления [40]. Всовременных условиях подобные устройства применяются для организацииестественного притока в здания, расположенные в прибрежных районах.
Вкачестве примера можно привести жилой комплекс BedZed (Beddington ZeroEnergy Development), расположенный в пригороде Лондона, оборудованныйсистемой естественной вентиляции с рекуперацией теплоты удаляемоговоздуха [47] (Рисунок 19).Рисунок 19 - Приточно-вытяжная система естественной вентиляции светровым 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 воздухаРасположение приточных устройств на крыше может стать хорошимрешением для районов с низкой подвижностью воздуха у фасадов зданий ивысокой акустической загрязненностью. Основными недостатками подобныхсистем являются:331.Зависимость расхода приточного воздуха от скорости ветра;2.Применение стационарных приточных устройств может бытьнеэффективным при отклонении направления ветра от расчетного более чемна 30º [48];3.Налипание снега и льда в холодный период года значительноухудшает работу приточных устройств, выполненных в виде вращающихсяворонок.Внашейстраненаибольшеераспространениеполучиливентиляционные дефлекторы, используемые для усиления вытяжки изпомещения.Ониширокоприменяютсявсистемахвентиляциипромышленных и гражданских зданий, а так же в транспортной отрасли.Дефлекторы преобразуют энергию потока набегающего ветра в разрежение уустья шахты и препятствуют задуванию ветра в вытяжной канал [18].Величинаразреженияистепеньегоиспользованияопределяютэффективность работы дефлектора, то есть его способность обеспечиватьсоответствующуюпроизводительностьразвиваемыйэтомпринапор[49].вентиляционнойКконструкцииустановкиидефлекторовпредъявляется целый ряд требований: простая форма, низкое внутреннеесопротивление, независимость работы от направления ветра, удобствомонтажа, защита вытяжного канала от атмосферных осадков и пр.
Внастоящее время, наиболее часто встречающаяся конструкция – дефлекторЦАГИ (Рисунок 20). К его преимуществам относится: небольшой вес посравнению с другими дефлекторами, простота в изготовлении, достаточновысокая производительность [49].34Рисунок 20 - Дефлектор ЦАГИ. 1 – патрубок, 2 – диффузор, 3 – зонтколпак, защищающий вытяжной воздуховод от попадания в негоатмосферных осадков, 4 – соединительные лапки, 5 – ограждающий цилиндр,предотвращающий возникновение обратной тяги, 6 – конусный щиток,предохраняющий внутренние части дефлектора от непосредственногодействия ветра в том случае, когда он набегает на дефлектор снизуОсновныминедостаткамивентиляционногодефлектораЦАГИявляются:при1.Значительное снижение эффективности в штилевую погоду;2.Образование наледи на внутренних стенках внешнего цилиндрасильныхморозах,вследствиечегопроисходитувеличениеаэродинамического сопротивления потока вытяжного воздуха.1.2.2. Системы естественной вентиляции с тепловым побуждением.Тепловая циркуляция, являющаяся движущей силой естественнойвентиляции, возникает при наличии разницы плотностей между наружным ивнутренним воздухом, которая соответственно вызвана их разницейтемператур.Такимобразом,дляинтенсификацииработысистем35естественной вентиляции возможно использование теплового побуждения –дополнительного нагрева вытяжного вентиляционного канала, которыйпозволяет увеличить разницу температур между наружным и удаляемымвоздухом из помещения, тем самым повышая циркуляционный эффект.Для обеспечения вентиляции помещений в жаркие безветренные дни,применяют системы с радиационным подогревом вытяжного канала [50].Подобные системы состоят из вытяжного канала, в котором происходитнагрев воздуха от солнечных лучей и вертикальной шахты, через которуюпроисходит удаление загрязненного воздуха в атмосферу.Наружнаялучепрозрачныхстенкавытяжногоматериалов(чащеканалавсегоизготавливаетсястекла)дляизобеспечениямаксимального проникновения прямой и рассеянной солнечной радиации, авнутренняя – из материалов с высоким коэффициентом поглощениясолнечной радиации (абсорбционный слой) [51].За счет увеличения условной температуры на внутренней стенкевытяжного канала при воздействии на нее прямой и рассеянной солнечнойрадиации, происходит формирование внутреннего конвективного течения унагретой поверхности.
Для исключения локального перегрева помещения,между вытяжным каналом и наружной поверхностью ограждающейконструкции располагается слой тепловой изоляции.Первая крышная система вентиляции с радиационным подогревомвытяжного канала и методика ее расчета (Рисунок 21, а) были разработаныН.К. Бансалом [52]. По результатам исследования было получено, что привеличине удельного теплового потока, равного 100-1000 Вт/м2, объемныйрасход воздуха на входе в вентиляционный канал составит 100-350 м3/ч приплощади вытяжного воздуховода 2,25 м2. Так же было выявлено, чтовеличина объемного расхода, отнесенного к площади поперечного сеченияканала, уменьшается с увеличением его длины.Дляувеличенияэффективностиработысуществующихсистемвентиляции с радиационным подогревом, Й.
Хирунлабх [53] разработал36новую конфигурацию вытяжного воздуховода, состоящего из несколькихпоследовательно соединенных каналов, расположенных под разными углами(Рисунок 21, б).Позднее, в своей научной статье, Ш. Лал и др. [54] представиликлассификацию существующих систем и методологию расчета основныхпараметров, характеризующих эффективность их работы.Рисунок 21 - а) система вентиляции с крышным расположениемвытяжного канала б) система вентиляции конструкции Й. Хирунлабха в)принципиальная схема работы вытяжной системы вентиляции свертикальным расположением вентиляционного канала в теплый период годаг) принципиальная схема работы приточной системы с вертикальнымрасположением вентиляционного канала в холодный период годаТ.
Тонгбаи [55] представил систему с продольно расширяющимсявытяжным каналом. При увеличении угла расширения вентиляционногоканала до 6º, скорость потока увеличивается примерно на 24% по сравнениюс обычной конструкцией (Рисунок 22). Данное явление связано суменьшением давления воздушного потока на входе в вентиляционный каналза счет уменьшения его площади поперечного сечения. При увеличении угларасширения свыше 7º, происходит снижение скорости, связанное с отрывомпотока от стенок канала и формированием вихревых зон.37Рисунок 22 - Схема продольно расширяющегося канала [55]Основными преимуществами систем с радиационным подогревомвытяжного канала являются:1.Обеспечение стабильной вентиляции помещений в теплыйпериод года;2.Возможность работы в безветренную погоду;3.Саморегулированиесистемы:чемвышеинтенсивностьвоздействия солнечной радиации, тем выше расход вентиляционноговоздуха.Вхолодныйпериодгодавозможноприменениесистемысвертикальным расположением вентиляционного канала.
В таком случае,чаще всего, система является реверсивной – если температура наружноговоздуха выше, чем температура воздуха в помещении, канал используетсядля осуществления вытяжки (Рисунок 21, в), если ниже – для притока(Рисунок 21, г).Системы вентиляции с тепловым побуждением могут использоваться вкачестве воздушного отопления помещений [56]. В таком случае, в частиздания, расположенной ниже уровня жилых помещений (Рисунок 22),размещается тепловая камера, в которой происходит нагрев воздуха от печи.Разогретый воздух поднимается по каналам и через воздухораспределителиподается в верхнюю зону помещения.38Удаление загрязненного воздуха производится из нижней зоныпомещения. На Рисунке 22 для помещения А представлена схема воздушногоотопления с рециркуляцией.Рисунок 22 – Система воздушного отопления.
А и Б – помещения на 1и 2 этаже; в – печь; и– тепловая камера; е – канал приточного воздуха; о –воздухораспределитель; н – вытяжная решетка; д – канал рециркуляционноговоздуха; i – канал наружного воздуха; л – вентиляционная решетка1.2.3 Гибридные системы вентиляции.В публикации CIBSE [57] выделены несколько стратегий применениягибридных систем вентиляции:1.Одновременнаяработа–параллельнаяработасистеммеханической и естественной вентиляции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
