Схемы вентиляции

По схеме организации воздухообмена вентиляция бывает:
- вентиляция с перемешиванием;
- вентиляция вытеснением.
По побуждающему фактору:
- естественная вентиляция;
- принудительная вентиляция.
Вентиляция с перемешиванием
Она характерна для кирпичных, бетонных домов с непроницаемыми стенами. В таких домах приточная и вытяжная вентиляции осуществляется через небольшие вентиляционные окна или через щели в оконных и дверных проемах. Дома брусовые, щитовые..., у которых внешние, ограждающие стены снабжены воздухонепроницаемой пароизоляцией, также можно отнести к этой категории.
Относительно высокая местная скорость воздушных потоков ведет к эффективному разбавлению и перемешиванию свежего и загрязненного воздуха с последующим удалением смеси. Достичь нулевой концентрации вредных включений в воздухе практически невозможно, особенно из - за наличия в помещениях большого объема невентилируемых, застойных зон (рис. 11.2 и рис. 11.4).

Вентиляция вытеснением
Она свойственна домам с воздухопроницаемыми (вентилируемыми) стенами. Бревенчатый дом - наиболее яркий пример такой схемы (рис. 11.5).

В нем свежий воздух исходит от всей поверхности ограждающих стен. В идеале воздух при такой схеме имеет скорость (3-6 м/час). По мере перемещения от внешних стен, он загрязняется продуктами жизнедеятельности, медленно продвигается в глубь помещения и удаляется наружу через печь, камин или через щели в чердачном перекрытии дома. За 1 час в таком доме происходит полный воздухообмен.
Схема вентиляции вытеснением является наиболее перспективной для широкого внедрения в строительстве со всех позиций (экология, комфорт, энергосбережение).
Однако, к такой категории домов, обладающим такими свойствами стен, могут подойти только те, у которых стены "дышат". При этом важно не только что они пропускают воздух, но важно также - как и в какой степени это происходит.
Для каменных домов создание "дышащих" стен задача достаточно сложная. Если стены будут хорошо "дышать", то также хорошо будет выветриваться тепло из него (инфильтрация). А поймать ту тонкую грань, при которой степень воздухопроницаемости будет нормальной, даже теоретически невозможно. Погодные условия, влияющие на вентиляцию, меняются в достаточно широких пределах и за год, и в течение суток. Кроме того, любое покрытие стен снаружи или изнутри может резко изменить или сведет к нулю эффект "дышащей" стены.
А как ведут себя бревенчатые стены?
Дерево имеет анизотропную структуру, оно дышат вдоль волокон в 40 раз лучше, чем поперек. Именно поэтому бревенчатые стены хорошо себя ведут в естественных условиях, они не продуваются ветром и хорошо "дышат" своими торцами (рис. 11.6).

Влага с загрязненным воздухом удаляется в избе через печь и щели чердачного перекрытия.
Те, кто считает, что влага из воздуха уходит в стены, должны обратить внимание на отсутствие зимой по торцам бревен льда.
Так что стены дышат "внутрь".
С точки зрения теплофизики, в бревне стены, обладающей анизотропной структурой, происходит разделение теплового потока (тепло идет наружу поперек бревна) и материального потока (воздух идет от торца бревна и внутрь).
Именно при разделении материального и теплового потоков можно создать стену, которая и "дышит", и не продувается ветрами.
Сравнение схем вентиляции
Для сравнения двух схем вентиляции существует математическая модель, выражающаяся достаточно простой формулой:
Кн/Кф = Ln?/(1-?).где
Кн - кратность воздухообмена при вентиляции перемешиванием
Кф - кратность воздухообмена при вытеснительной схеме вентиляции
? - заданная конечная концентрация вредных включений (ПДК не в процентах).
Более наглядно сравнение двух схем вентиляции можно показать графически (рис. 11.7).

Анализ графика.
При ПДК в 0,1% (концентрация 0,001) по фенолу, формальдегиду, стиролу, большинству антропотоксинов, выделяемых человеческим организмом, по схеме с перемешиванием требуется - 7 воздухообменов, а по вытеснительной. схеме -всего около 0,9 воздухообмена.
Восьмикратная разница между схемами показывает, что для создания одной степени чистоты при вытеснительной схеме вентиляции воздуха потребуется в 8 раз меньше!!!!
При ПДК по углекислому газу 0,1%, эффективность выше почти в 6 раз!! Именно поэтому в деревянном доме так комфортно и легко дышится, а не потому, что он деревянный. В глинобитной мазанке на Украине - не хуже.
На основании приведенных расчетов легко сделать вывод о высокой эффективности вытеснительной схемы вентиляции, особенно при удалении вредностей, имеющих малую ПДК. К таким веществам можно отнести также угарный газ, радон, стирол, табачный дым, множество других веществ, выделяемых строительными и отделочными материалами, мебелью и т. п.
Разумеется, это - теоретически. В реальном бревенчатом доме эффективность вытеснительной схемы выше только в 2 - 3 раза, т. к. фактор перемешивания воздуха в помещениях все же присутствует из-за наличия конвективного теплообмена (холодные окна, теплые батареи отопления, лампы накаливания, бытовые приборы).
Эффективность вытеснительной схемы вентиляции можно увеличить в 4 - 5 раз с установкой современных окон с тройными стеклопакетами и надежными уплотнениями, с введением эффективной теплоизоляции ограждающих стен и с внедрением современных отопительных систем и бытовых приборов, работающих на низких перепадах температур. Это вполне согласуется с тенденцией развития энергосберегающих технологий.
Из рекомендаций по проектированию систем вентиляции для Скандинавских стран.
"...Правильно спроектированные вентиляционные системы, работающие по принципу вытеснения, находятся среди самых надежных и качественных передовых вентиляционных систем. Однако принцип вентиляции вытеснением налагает некоторые ограничения на вентиляционные системы:
- воздухораспределители имеют большие габаритные размеры и занимают много места,
- воздухораспределители имеют сложную конструкцию...".
Таким образом, создание вентилируемых каменных стен позволит весьма существенно продвинуться не только в достижении высокой степени экологической безопасности жилья, но и в переходе на качественно новый уровень энергосбережения.
Однако, с созданием каменных вентилируемых стен связана и другая проблема. При наружной отделке стен применяются теплоизолирующие материалы, пароизоляция, покрасочные материалы, большинство из которых не сертифицированы для применения в жилых помещениях. Если стены "дышат, то и воздушный поток, проходя через такую стену, будет вносить в жилые помещения вредные составляющие этих материалов. Как видно, проблем с созданием вентилируемых стен хватает.
Тем не менее, технологией ТИСЭ эти проблемы решены созданием систем вентиляции "Каменная изба".

Из школьной жизни.
Для проветривания классов на переменах всех учащихся выводят из классов, настежь открывая окна и дверь.
За 5 - 10 минут воздух в классе полностью обновляется и весь урок проходит в комфортных условиях. В тех же классах, в которых проветривание выполняется только через постоянно чуть приоткрытые окна, не только слабая эффективность проветривания, но и постоянные заболевания из-за сквозняков. При всем этом, затраты на отопления в последнем примере значительно выше.