Воздухообмен в помещениях происходит естественным путем через щели и неплотности в оконных и дверных проемах, через поры строительных материалов и пр. (так называемая инфильтрация). Он зависит от разности температур внутреннего и наружного воздуха, скорости и направления ветра. Поскольку все эти факторы весьма изменчивы, естественный воздухообмен не является постоянным. Кроме того, он обеспечивает лишь 1,5—1-кратный обмен воздуха в час, а в теплое время года при небольшой температурной разнице между наружным и внутренним воздухом и особенно окраске стен масляной краской кратность воздухообмена может быть незначительной. Поэтому возникает
необходимость в усилении естественного воздухообмена путем проветривания помещений через форточки, фрамуги, открытые окна. К проветриванию через форточки прибегают главным образом в холодном и умеренном климатических районах, чтобы не слишком охлаждать помещение. Площадь форточки в жилых помещениях должна быть не менее 1/6 площади окон или не менее 1/50 площади пола. В холодное время года проветривание помещения через форточки должно осуществляться в отсутствие людей, так как холодные потоки воздуха, устремляющиеся вниз, могут вызвать охлаждение тела и стать причиной простудных заболеваний. Этот недостаток устраняется при проветривании с помощью фрамуги. Так как фрамуга открывается под углом 45° (рис. 26), то холодный воздух устремляется вверх, к потолку помещения, где смешивается с комнатным воздухом и в зону пребывания людей поступает более теплым. Фрамуги могут оставаться открытыми и в присутствии людей в помещении, если разница между температурой комнатного и наружного воздуха не является резкой. Хороший воздухообмен достигается при сквозном проветривании помещения, для этого необходимо, чтобы окна выходили на противоположные стороны здания.
Рис. 26. Усиление естественной вентиляции с помощью фрамуги.
Для усиления естественного воздухообмена во внутренних стенах помещений устраиваются вытяжные вентиляционные каналы, выходные отверстия которых выводятся на крышу здания и оборудуются специальными приспособлениями — дефлекторами (рис. 27, А). Дефлекторы представляют собой большого диаметра насадки из листового железа. Действие их основано на том, что при обтекании такой насадки ветром на наветренной стороне при любом направлении ветра создается повышенное давление, а на противоположной — разрежение, вследствие чего загрязненный воздух из помещений поступает в вытяжные вентиляционные каналы, а из них в атмосферу.
Рис. 27.
А. Дефлекторы: а — ЦАГИ; б — звездообразный; в — поперечный разрез звездообразного дефлектора. Б. Расположение открывающихся проемов для аэрации в здании, а — в фонарях: б — верхние в боковых ограждениях; в — нижние в боковых ограждениях.
В настоящее время разработан более совершенный способ усиления естественной вентиляции, при котором наружный воздух поступает в помещение через подоконные аэрационные устройства, расположенные около радиаторов центрального отопления. Наружный воздух от поверхности радиаторов нагревается и таким образом не вызывает охлаждения помещения. Удаляется воздух через вытяжные каналы, расположенные в стенах. В жилых зданиях вытяжные каналы устраивают в стенах кухни и санитарного узла. При такой системе вентиляции загрязненный воздух из кухни не проникает в жилые комнаты.
В промышленных зданиях для освобождения воздуха от избытка тепла и газов используется организованная управляемая естественная вентиляция, так называемая аэрация. Аэрация зданий вызывает либо разностью температур воздуха внутри помещения и вне его (так называемое тепловое давление), либо давлением ветра (ветровое давление), либо совместным действием теплового напора и ветра. Для поступления наружного воздуха в стенах здания на разных уровнях устраивают два ряда окон. Нижний ряд окон (1,5—2 м) открывается в теплый сезон года, верхний ряд (5—6 м) — в холодный сезон года. Для удаления нагретого и загрязненного воздуха на кровле промышленного здания вдоль конька устраивают специальной конструкции надстройки (фонари), снабженные фрамугами (рис. 27, Б), которые открываются и закрываются с помощью специальных механизмов. Окна для поступления наружного воздуха открываются с наветренной стороны, а фрамуги в фонарях для выхода нагретого и загрязненного воздуха — с подветренной стороны, так как ветер с наветренной стороны способствует тому, что воздух входит в помещение, а с подветренной. стороны, обтекая здание, создает разрешение и таким образом способствует удалению воздуха из помещения. Управляя с помощью механизмов закрыванием и открыванием окон и фрамуг для поступления и удаления воздуха, можно естественный воздухообмен регулировать.
При естественной вентиляции, осуществляющейся за счет обмена воздуха помещения с наружным воздухом через поры строительных материалов и щели в окнах и дверях (инфильтрация), определение кратности воздухообмена производится косвенным методом. Для этого необходимо исследование воздуха помещения на содержание углекислого газа. Расчет кратности воздухообмена производится по следующей формуле:
где Р — кратность воздухообмена; 22,6 — количество углекислого газа в литрах, выдыхаемое взрослым человеком в час; N — число людей в помещении; m — концентрация углекислого газа в воздухе помещения в промилле; 0,4— среднее содержание углекислого газа в атмосферном воздухе в промилле; К — кубатура помещения в кубических метрах.
Если естественная вентиляция помещения усиливается за счет устройства в стенах вытяжных каналов, оборудованных дефлекторами, или за счет аэрации, то в этих случаях кратность воздухообмена определяется на основе учета объема воздуха, удаляемого из помещения через вытяжные каналы или фонари. Для определения объема удаляемого воздуха необходимо знать площадь вентиляционного отверстия вытяжного канала или площадь открытых фонарей, а также скорость движения воздуха в этих отверстиях.