Циркуляция воздуха в помещении схема

Правильная циркуляция воздуха в квартире (помещении) – залог хорошего самочувствия и комфортной жизни домочадцев. Эффективный и грамотно организованный воздухообмен исключает опасность возникновения грибка, плесени и других потенциально небезопасных аллергенов.

По действующим нормам на одного человека должно приходиться не менее 30 кубометров чистого кислорода ежечасно.

Тип вентиляционной системы (принудительная или естественная) и эффективность ее функционирования зависят от учёта ряда факторов. Один из главных – особенности перемещения кислорода внутри помещения.

Циркуляция воздуха в помещении с естественной вентиляцией

Естественная циркуляция воздуха базируется на разности давлений между атмосферой внутри комнаты и за его пределами. Интенсивность обмена возрастает, при увеличении разности температур в комнате и вне нее. В основе этого процесса – физические законы – холодные потоки остаются внизу, а теплые концентрируется в верхней части комнаты.

Чистые массы поступают через открытые окна, форточки и щели. А вот использованный отводится через небольшие вентиляционные отверстия. Если система разработана и организована по правилам, то в доме воцарится мягкий и комфортный микроклимат.

Естественная вентиляции на кухне и в ванной

Для многоквартирных домов, где воздуховоды в ванной и на кухнях соединены вертикальной шахтой. Качество тяги напрямую зависит от высоты – она выше там, где длиннее шахта.

Качество работы вентиляционной системы проверяет маленькой бумажкой. Ее прикладывают к решетке, и если она закрепится на решетке, то все функционирует хорошо.

При готовке еды обеспечить эффективную циркуляцию воздуха на кухне очень просто. Достаточно закрыть форточку на кухне, а в самой отдаленной комнате дома открыть ее. За счет этого обеспечивается естественная тяга. Испарения и частички жира отводятся из комнат в небольшую сетчатую отдушину у потолка.

Если открыть форточку на кухне, то вытяжка не сможет функционировать. Все испарения устремятся в подъезд. Этим и объяснятся тот факт, что во многих подъездах присутствуют всевозможные запахи, готовящейся пищи.

Схема и особенности движения воздуха в жилых комнатах

В жилых комнатах с качественными стеклопакетами приток воздуха обеспечивается открытием окна. Но с приходом холодов, это довольно проблематично, поскольку помещение охлаждается практически за пару минут.

В столь безвыходной ситуации на помощь жильцам пришли инженеры-конструкторы. Они порекомендовали монтировать в стене (около окна) небольшие клапаны, напоминающие дыру с решеткой. Конструкция клапанов состоит из нескольких блоков. В некоторых моделях они монтируются прямо в оконные рамы.

Сквозь клапан движутся воздушные массы, температура которых не ниже 20 градусов. Регулировка осуществляется при помощи специальных шторок, устроенных по принципу жалюзи.

После монтажа клапана, исключается необходимость в постоянном открывании окон. Чистый кислород оперативно наполнить жилую комнату. Главное – полная автоматизация процесса.

Для воздухообмена важно оборудовать под дверью маленькую щель. При ее отсутствии, можно проделать несколько маленьких отверстий прямо в дверном полотне. А для сохранения дизайнерской привлекательности, щели аккуратно декорируют.

Циркуляция воздуха при принудительной вентиляции

Естественная вентиляция эффективна в период, когда между пространством внутри и вне него, устанавливается значительная разница температур. В остальных случаях пользоваться таким типом вентилирования нерентабельно. Без принудительного воздухообмена не обойтись. В его основе – направление чистого кислорода за счет его нагнетания вентилятором.

Вентилятор устанавливается в стене, либо в окне. Дополнительно монтируется вытяжка для принудительного отвода загрязненного воздуха из комнаты. Мощность подбирается с учетом степени загрязнения кислорода.

Системы принудительной вентиляции для жилых комнат

Для циркуляции воздуха в жилых комнатах, устанавливают приточно-вытяжную систему моноблочного типа. Установка состоит из нескольких функциональных узлов:

В процессе работы такая установка практически беззвучна, а ее конструкцию легко скорректировать под индивидуальные требования заказчика.

Перемещение кислорода в системах принудительной вентиляции на кухне

80% загрязненного воздуха концентрируется на кухне. И чем чаще работает плита или духовка, тем ниже процентное содержание чистого кислорода в помещении. Зачастую стандартной отдушины недостаточно для отвода всего объема посторонних запахов, копоти и мелких частичек жира. Эти продукты горения и готовки пищи оседают на потолке, что не прибавляет им привлекательности, эстетической ценности.

Сегодня правильная циркуляция воздуха в кухне обеспечивается встраиваемыми или навесными вытяжками. Они устанавливаются над плитой и оперативно корректируют отток загрязненных масс. В некоторых моделях предусмотрено 2 независимых вентилятора, что гарантирует высокую производительность даже для самых требовательных хозяек.

Кухонные вытяжки бывают:

Последние не отводят загрязненный воздух во внешнее пространство, а очищают его, благодаря установленным внутри фильтрам. Важно акцентировать внимание на одном важном аспекте – для многоквартирных домов установка такого оборудования осложняется несколькими проблемами.

1. Закрытое отверстие для отвода воздуха усложняет движение масс.
2. Мощная вытяжка направляет большой объем загрязненного кислорода в основной канал. В случае его небольшого сечения вывод загрязненных потоков будет просто невозможен.
3. Запахи часто проникают в соседние квартиры по общему каналу.
4. Иногда такое совмещение является противозаконным. Здесь важно ориентироваться на региональные акты, нормативные документы и предписания.

Оптимальный вариант для кухни с одним воздуховодом – оборудовать дополнительный канал у потолка или в стене.

Правильная циркуляция воздуха в квартире обеспечит отсутствие посторонних запахов и прочих неприятностей в виде копоти на потолке. Самыми эффективными считаются принудительные установки. Они гарантируют направленную циркуляцию кислорода с минимальными финансовыми инвестициями и затратами нервных клеток.

Чтобы правильно расположить отверстия для подачи воздуха в помещение и для удаления его, необходимо выяснить влияние взаимного расположения этих отверстий на движение воздуха в помещении. Приточные струи обладают значительной дальнобойностью, они вовлекают в общее движение большие массы воздуха и являются основным фактором, определяющим характер движения воздуха в помещении. Однако, несмотря на ограниченный радиус действия вытяжных отверстий, их расположение в помещении также оказывает определенное влияние на перемещение воздушных потоков.

Ниже представлены схемы движения воздуха в помещении, полученные В.В.Батуриным и В.И.Ханженковым на плоской и частично пространственной моделях, которые дают возможность составить качественное представление о движении воздуха при различном взаимном расположении приточных и вытяжных отверстий.

Рассмотрим схему движения воздуха в помещении, когда приточное и вытяжное отверстия расположены в противоположных ограждениях, и помещение настолько большое, что струя распространяется как свободная. По мере удаления от приточного сечения количество воздуха в приточной струе всё время увеличивается, т.к. происходит подтекание воздуха из окружающего пространства по всей длине струи. Подсчитано, что на расстоянии 40R_o объем воздуха в струе будет в 6,2 раза больше поданного в помещение через приточное отверстие, т.е. объем присоединившегося к струе из окружающего пространства воздуха составляет 5,2 L_о.

В помещении, когда приточное и вытяжное отверстия расположены в противоположных ограждениях, при балансе притока и вытяжки оказывается, что только 16% перемещаемого воздуха будет удалено из помещения, а остальные 84% не будут удалены и пойдут на питание струи. В помещении конечных размеров (рисунок 2.21) не удаляемая через вытяжное отверстие часть воздуха струи образует обратный поток, направленный к началу струи.

Рисунок 2.21 – Схема взаимодействия приточной струи и всасывающего факела

Рисунок 2.22 – Приток через проем во всю стену, вытяжка через отверстие в центре торцовой стены

Воздух удаляется через отверстие в середине; приток через проем равный по площади противоположной стенке (рисунок 2.22).

Струя практически равномерно движется по помещению. При поступлении воздуха на кромках происходит некоторое поджатие струи и образуются небольшие области, заполненные вихрями (по углам). Далее поток выравнивается и двигается к вытяжному отверстию, заполняя всё сечение модели. Обратных потоков нет.

Во всех последующих схемах организации воздухообмена имеются обратные потоки воздуха.

Если высоту приточного отверстия уменьшить (рисунки 2.23, 2.24), движение свежего воздуха не полностью охватывает, помещение и там остаются застойные зоны или мертвые зоны.

Рисунок 2.23– Приток через проем части стены, вытяжка по центру противоположной стены

Рисунок 2.24 – Приток в нижней части, вытяжка по центру противоположной стены

В застойных зонах происходит собственное движение воздуха внутри зоны, обмен воздуха с окружающей средой незначителен. В таких зонах возникает опасность скопления вредностей особенно недопустимо скопление взрыво-и пожароопасных, а также ядовитых вредностей.

Наихудшая вентиляция при расположении приточного и вытяжного отверстий возле одного из перекрытий помещения (рисунок 2.25).

Рисунок 2.25 – Приток и вытяжка около нижнего перекрытия помещения

Воздух в циркуляционных потоках нельзя считать полностью застойным, т.к. в граничной зоне основного и циркуляционного потока частицы свежего воздуха неизбежно поступают в циркуляционный поток и наоборот – частицы воздуха из циркуляционного потока проскакивают в основной. Этот проскок будет тем больше, чем больше площадь соприкосновения обоих потоков.

В силу сказанного большая смена воздуха в циркуляционном потоке

происходит при расположении приточного и вытяжного отверстий на одной торцевой стенке (рисунок 2.26).

Рисунок 2.26 – Приточное и вытяжное отверстие на одной торцевой стенке

Весь поток воздуха поворачивается в сторону вытяжного отверстия. При этой схеме достигается наилучшее распределение воздуха в помещении.

При большой длине помещения струя, не достигнув противоположной

стены, распадается и в помещении образуется два кольца циркуляции (рисунок

Рисунок 2.27 – Приток и вытяжка на одной торцевой стене в длинном помещении

Вышеописанные схемы распределения потоков воздуха относятся к изотермическим условиям.

Схемы циркуляции потоков воздуха при неизотермических условиях и при наличии источников тепловыделений получены В.В. Батуриным по результатам опытов на модели однопролетного производственного здания.

Если источник тепловыделений находится в центре помещения, и объемы приточного воздуха справа и слева одинаковы, ось тепловой струи вертикальна и является осью симметрии образующихся двух колец циркуляции(рисунок 2.28).

Рисунок 2.28 – Источник тепловыделений находится в центре помещения (теплый период, подача в рабочую зону)

Если источник тепловыделений приближен к одному из приточных отверстий (рисунок 2.29), то тепловые струи препятствуют проникновению приточного воздуха слева–произойдет взаимодействие тепловой и приточной струй. Струи, вливающиеся справа также отклоняют тепловую струю.

Рисунок 2.29 – Источник тепловыделений приближен к одному из приточных отверстий (теплый период, подача в рабочую зону)

Если источник тепловыделений смещен, но воздух подается лишь в одно отверстие (рисунок 2.30), то тепловая струя оттесняется к середине и образуется два кольца циркуляции

Рисунок 2.30 – Источник тепловыделений смещен, воздух подается в одно отверстие (теплый период, подача в рабочую зону)

В холодный период года при подаче воздуха через фрамуги в верхней зоне на высоте не менее 4 м от пола (рисунок 2.31) опускающаяся струя разветвляется у пола и образует два кольца циркуляции. В правом – пониженные температуры.

Рисунок 2.31 – Приток через фрамуги в верхней зоне в холодный период

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Скорость воздуха — один из наиболее важных параметров, влияющих на самочувствие человека, и который зачастую является причиной ощущений дискомфорта.

Вытяжные устройства (ВУ) редко вызывают проблемы, поскольку скорость воздуха на расстоянии, равном диаметру горловины либо эквивалентном диаметру, если горловина имеет прямоугольную форму, составляет лишь 10% от скорости в сечении ВУ. Следовательно, ВУ незначительно влияют на схему циркуляции воздуха в помещении. Напротив, движение воздуха, поступающего из воздухораспределительного устройства (ВР), тип ВР и его местоположение имеют решающее значение для создания комфортных условий в помещении. Ниже приводятся примеры различных схем движения воздуха в помещении.

На рис. 1 показана схема вентиляции перемешиванием (Mixing Ventilation — MV).

Струя воздуха из ВР движется за пределами обслуживаемой или рабочей зоны (РЗ) помещения, т. е. выше РЗ или вдоль одной из стен.

Обслуживаемая зона, таким образом, омывается вторичными турбулентными потоками, индуцируемыми подаваемым в помещение воздухом.

Существует зависимость между скоростью струи, когда она достигает стены помещения, и наибольшей скоростью в обслуживаемой зоне. В свою очередь на эти скорости влияют естественные конвективные течения, генерируемые источниками тепла, имеющимися в помещении.

В противовес системе вентиляции перемешиванием существует схема вентиляции, когда воздух подается непосредственно в обслуживаемую зону с очень малой скоростью (см. рис. 2).

При этом режим циркуляции воздуха определяется исключительно наличием в помещении конвективных источников.

Подаваемая воздушная масса перемещает воздух в помещении вверх и в направлении ВУ, обеспечивая этим смену воздуха. Такая система вентиляции называется вытесняющей (Displacement Ventilation — DV).

Движение перемешиванием

Воздействие тепловой нагрузки помещения на схему циркуляции воздуха имеет большое значение. В частности, влияние периметральной нагрузки, особенно на наружные стены, варьируется в зависимости от текущего времени года.

Особое значение приобретает проблема нисходящих потоков холодного воздуха в зимний период.

Проблему можно решить, если использовать периметральную систему климатизации, воздушную либо водяную, или установить дверные и оконные переплеты с хорошей теплоизоляцией.

Если из ВР подается холодный воздух, то желательно, чтобы струя проникла вглубь помещения и, распространяясь в верхней зоне как можно дольше, не опускалась в обслуживаемую зону. При этом струя воздуха, поданная в помещение, путем индукции приведет в движение определенный объем воздуха самого помещения, снизится скорость в струе, а температура сможет приобрести равномерность.

Расположение ВР должно быть таким, чтобы конвективные течения от окон и других источников тепла сходились и удерживали струю холодного воздуха в верхней части помещения (см. рис. 3).

Когда конвективные течения встречаются со струей подаваемого воздуха, эта струя должна будет преждевременно опуститься на более низкий уровень, как показано на рис. 4. Вследствие этого образуются воздушные течения, которые вызывают неравномерное распределение температуры в обслуживаемой зоне.

Тип потолочного перекрытия определяет форму распределения воздуха. Наилучшие результаты дают потолки гладкие, не имеющие неровностей, когда струя холодного воздуха буквально прилипает к нему (эффект Коанда), как показано на рис. 5.

Неровности вдоль траектории, такие как потолочные лампы либо балки, оказывают негативное воздействие.

Радиальный потолочный воздухораспределитель

Подача воздуха из круглого потолочного диффузора генерирует поток радиального типа, который может удовлетворить повышенные требования при раздаче холодного воздуха. Точечный наружный либо внутренний источник тепла (см. рис. 6) оказывает воздействие на входящий в помещение поток воздуха, приводя к деформации его траектории и создавая риск возникновения воздушных течений.

Перемешивание воздуха помещения с радиальным потоком холодного воздуха происходит, тем не менее, корректно, и в большинстве случаев состояние обслуживаемой зоны следует признать приемлемым.

В зимний период проблемы вызывает подача теплого воздуха. В помещении возникают явления температурного расслоения, когда пол остается холодным, а вентиляция — низкоэффективной (см. рис. 7). Причина данного явления — в увеличении тепловых потерь при прохождении струи нагретого воздуха.

Эту проблему частично могут решить потолочные ПТ с вертикальной подачей (см. рис. 8), однако, они создают условия, мало приемлемые для периодов с низкой тепловой нагрузкой, а также фаз охлаждения.

Водяной нагревательный элемент — лучше, если он расположен непосредственно под окном — либо вертикальное полотно горячего воздуха, восходящее или нисходящее, устранят естественный сток холодного воздуха, устремляющийся вниз от окна. Таким образом, воздух, поступающий через радиальный диффузор, может подаваться с той же температурой, которую имеет воздух в помещении, либо с более низкой, что — как было отмечено выше — обеспечивает хорошее распределение воздуха и температурную однородность. Формы распределения воздуха для этого случая приведены на рис. 5 и 6.

Линейный потолочный диффузор

На рис. 9 показана подача воздуха посредством линейного диффузора с однонаправленным потоком, установленного на потолке вблизи наружной стены.

Форма циркуляции воздуха такая же, как у ВР, установленного вверху на наружной стене (см. рис. 3). Максимальная допустимая охлаждающая нагрузка для этого типа диффузоров ниже, чем у радиальных диффузоров. Во внутренних или наружных зонах с редуцированной тепловой нагрузкой возможна установка диффузоров с двунаправленными проемами в центральной части потолка, как показано на рис. 10.

Для всех ВР, устанавливаемых на потолке, допустимая охлаждающая нагрузка выше, когда поток воздуха прилипает к потолку. Вследствие этого самое важное, чтобы струя воздуха из потолочных диффузоров распределялась горизонтально.

Подоконные или напольные диффузоры

Подача воздуха из подоконных проемов образует циркуляцию воздуха в форме, показанной на рис. 11. Конвективные потоки, генерируемые имеющимися в помещении источниками тепла, и струя поступающего воздуха взаимодействуют между собой. Правильный расчет типоразмера ВР позволит организовать движение воздуха вдоль потолка, обеспечив температурную однородность прежде, чем воздушный поток достигнет рабочей зоны.

Такая система в общем обеспечивает в летний период вентиляцию перемешиванием и температурную однородность в обслуживаемой зоне.

С возрастанием тепловых нагрузок скорость отводимого потока вблизи пола увеличивается. Очень часто эта скорость ограничивает эффект охлаждения, который такая система может обеспечить в помещении.

Сильное воздействие на систему оказывают элементы, расположенные вдоль траектории потока, такие как занавески, осветительные плафоны (см. рис. 12), либо когда проемы воздуховодов частично закрыты книгами, вазами для цветов и проч.

Турбулентные диффузоры

Существует новое поколение диффузоров, называемое турбулентными. Их особенность в том, что воздушный поток в них движется с завихрением, отсюда высокая индуктивность и ограниченное значение дальнобойности (струя быстро затухает).

По форме ВР может быть линейным, предназначенным для монтажа на потолке или стене, либо иметь круглую или квадратную форму для потолочной либо напольной установки.

Во всех этих случаях струя воздуха в основном ничем не ограничена, имеет коническую форму и совершает вращательное движение вокруг своей оси.

На рис. 13, 14 и 15 представлены основные типы турбулентных диффузоров.

Микроклиматические воздухораспределительные системы

При подаче первичного воздуха через воздухораспределительный канал под рабочим креслом или столом внутри обслуживаемой зоны создается микроклимат. Первичный (наружный) воздух, выходя из ВР, вмонтированного в спинку кресла либо в подстольный воздуховод, перемешивается с воздухом помещения (вторичный воздух) (см. рис. 16).

Воздух подается в помещение под углом от 0 до 200 с такой скоростью, чтобы направление воздушной струи оставалось стабильным при любых значениях тепловой нагрузки.

Направление воздушной струи на выходе должно быть ориентировано таким образом, чтобы голова сидящего человека не попадала на траекторию воздушной струи, однако находилась в поле индуцируемого воздуха.

Особенности данной системы можно описать следующим образом:

• распределение воздуха в обслуживаемой зоне стабильное;
• турбулентное движение воздуха не воздействует на обслуживаемую зону;
• воздух подается непосредственно в обслуживаемую зону;
• в обслуживаемой зоне обеспечивается легкая и умеренная циркуляция воздуха под влиянием движения индуцированного воздуха;
• воздух в обслуживаемой зоне не имеет температурного расслоения.

В офисах данная система может дополняться напольными ВР, когда воздушный поток будет перемешиваться с воздухом помещения.

(фрагмент из "Руководства по теплотехнике и распределению воздуха", публикуется с любезного разрешения Climaproduct).

Перепечатано с сокращениями из журнала GT, № 11, 1999.

Перевод с итальянского С.Н. Булекова.

Научное редактирование выполнено Ф. А. Шилькрот — гл. специалистом МОСПРОЕКТ — 3,