Аэрация: принципы естественной вентиляции и устройства для воздухообмена

Схематическое изображение процессов в помещении

Что такое аэрация и где она применяется

Аэрация, или естественный организованный воздухообмен, — это система вентиляции, работающая за счёт физических законов. Её движущей силой является разница в плотности и температуре наружного и внутреннего воздуха, а также давление ветра на стены и крышу здания. Основная цель — создание и поддержание здорового микроклимата в помещении. Этот метод особенно эффективен и экономичен на промышленных объектах с интенсивными тепловыделениями, таких как литейные, кузнечные, прокатные и термические цеха.

Ключевые факторы для расчёта системы

Проектирование эффективной системы аэрации требует комплексного подхода. Инженеры учитывают множество параметров: архитектурные особенности здания (размеры, планировку), расчётные перепады давления, площадь и расположение вентиляционных проёмов. Также критически важны температурные режимы — как в рабочих зонах, так и снаружи, — и специфика расположения источников тепла (печей, станков).

Основные устройства для организации воздушного оазиса

Для реализации аэрации используются специальные инженерные устройства:
1) Приточные фрамуги различных конструкций;
2) Дефлекторы для усиления вытяжки;
3) Незадуваемые фонари, устойчивые к ветру;
4) Вытяжные шахты, использующие тепловую тягу.

Типы и особенности приточных фрамуг

Фрамуги — это регулируемые створки в оконных или стеновых проёмах. Их конструкция напрямую влияет на характер воздушного потока:

1) Верхнеподвесные одинарные. Крепятся на оси в верхней части и открываются не более чем на 45°. Универсальны, могут работать и на приток, и на вытяжку воздуха.

2) Среднеподвесные одинарные. Ось вращения расположена по центру, что позволяет открывать створку до 90° для более интенсивного проветривания.

3) Верхнеподвесные сдвоенные. Конструкция с двумя рамами, часто применяемая в цехах. Летом направляет горячий уличный воздух вниз, к более холодному полу, где он охлаждается перед смешиванием с внутренней атмосферой.

4) Нижнеподвесные. Открываются снизу на угол до 30°. В холодный сезон холодный воздух, попадая внутрь, сразу поднимается вверх, успевает нагреться от внутреннего тепла и опускается в рабочую зону уже тёплым.

5) Фрамуги на уровне 2 метров от пола. Для постоянного проветривания их фиксируют в открытом положении специальными рейками или ограничителями.

Вытяжка воздуха чаще всего также осуществляется через фрамуги, но установленные в верхней части здания и вращающиеся на верхней оси.

Дефлекторы: усилители вытяжной тяги

Дефлектор — это аэродинамическая насадка на верхушке вытяжной трубы или шахты. Его основная задача — использовать энергию ветра для создания разрежения и усиления естественной тяги, одновременно предотвращая опрокидывание тяги (задувание ветра в канал).

Наиболее распространённой и эффективной считается конструкция дефлектора ЦАГИ (системы Ханжонкова). Он состоит из патрубка, конического диффузора, цилиндрического корпуса, защитного зонта и специального ветрозащитного щитка. Такое устройство обеспечивает стабильную работу при любом направлении ветра и надёжно защищает шахту от попадания дождя и снега.

Незадуваемые фонари и вытяжные шахты

Незадуваемый фонарь — это сложное кровельное устройство. Его конструкция создаёт зону пониженного давления между стенками фонаря и ветрозащитными щитами, что гарантирует устойчивую вытяжку воздуха из помещения даже в сильный ветер.

Вытяжные шахты — это вертикальные каналы в перекрытиях промышленных зданий. Их работа основана на гравитационном (тепловом) давлении: тёплый воздух из цеха, будучи легче холодного уличного, поднимается по шахте и выходит наружу, создавая постоянный воздухообмен.