Як пов'язані аеродинаміка та вентиляція?
Поняття аеродинаміка вентиляції існує вже дуже давно. Його слід розуміти як рух повітряних мас і їх вплив на перепони. При моделюванні літальних апаратів закони аеродинаміки враховувалися з перших спроб людини піднятися в повітря. А ось в інші сфери людської діяльності аеродинаміка проникла відносно недавно. Тут можна згадати і спорт, і автомобілебудування, де вже понад 60 років проводяться випробування готових виробів в аеродинамічній трубі.
Схема руху повітряних мас.
Моделювання повітряних мас в будівництві
З появою і розвитком компютерних технологій настільки складна система випробувань, як згадана аеродинамічна труба, себе практично вичерпала. А в будівництві її спочатку неможливо було застосувати, так як для будівлі створити випробувальне трубу неможливо, а зменшена модель не дає повного уявлення про рух повітряних мас та їх вплив на будову.
Використання примусової схеми в системі повітряного опалення приватного будинку.
При використанні моделей малих розмірів необхідно буде враховувати розміри молекул, а це вже занадто спотворить картину результатів випробувань. Значно більш точні результати показують математичні розрахунки: опис законів аеродинаміки за допомогою формул володіє дуже великою точністю. При проектуванні будівлі всі ці закони враховуються ще на початковому етапі проектування. Для цих цілей і проводиться експлікація будівельного майданчика на місцевості. На жаль, результати не завжди відрізняються високим ступенем гарантії комфорту в будинку: стіни будинків періодично залишаються сирими, снігові замети в зимовий період виявляються в самих незручних для мешканців місцях.
Це помилки архітекторів? Не завжди. Справа в тому, що для окремого нового будинку всі розрахунки можуть бути проведені просто ідеально, але кожне нове будова змінює аеродинаміку району забудови в цілому, що і стає причиною описаних раніше незручностей.
Важливість облаштування правильної системи вентиляції
Особливе ставлення до законів аеродинаміки існує при проектуванні систем вентиляції. Адже саме належна вентиляція в будинку дозволяє вирішити ряд важливих завдань:
Проектування вентиляції в будівлі.
- створення мікроклімату в квартирі;
- нормалізація вологості, що позначається на стані стін і оздоблювальних матеріалів;
- вільне переміщення повітряних мас, яке перешкоджає появі цвілі та інших грибкових захворювань.
Аеродинаміка вентиляції - це розділ аеродинаміки, який вивчає рух повітряних мас усередині певних замкнутих каналів. При плануванні систем вентиляції враховуються дуже багато параметрів: площа поперечного перерізу воздуховода, висота будівлі (довжина вентиляційного каналу), кількість ділянок, де відбувається втрата тиску, і інші чинники, що впливають на рух повітря.
Особлива увага приділяється формі поперечного перерізу вентиляційного колодязя. Від неї залежить не тільки площа перетину, але і ступінь тертя повітря об стінки каналу вентиляції. Враховується тертя не тільки для забезпечення швидкості проходження повітря. Воно ж впливає безпосередньо на характер руху повітряного потоку. В ідеалі краще домогтися ламинарного характеру руху.
На практиці виходить так, що будь-яка зміна перетину (звуження або розширення) неминуче призводить до втрати тиску і подальшого турбулентному руху повітря.
Турбулентним називається рух повітря (або рідини) з перемішуванням потоків, що мають різні швидкості. А це супроводжується надмірним шумом вентиляції і порушенням якості її роботи.
Самостійна зміна системи вентиляції та її перевірка
Схема реалізації припливно-витяжної вентиляції в багатоповерховій будівлі.
Виникає питання, чи варто мешканцям самостійно проводити ремонт системи вентиляції або її дообладнання саморобними витяжками або шумоїзоляционнимі елементами. Без знань законів аеродинаміки вентиляції робити це не рекомендується. Таку роботу необхідно проводити в період будівництва будинку під контролем фахівця і з урахуванням всіх законів руху повітря. В крайньому випадку можливе втручання в систему вентиляції тільки тоді, коли внутрішня частина вентиляційного колодязя залишиться з тим же перетином, яке було заплановано в період проектування будівлі.
Будь-яка система вентиляції повинна проходити перевірку на ефективність її роботи. На виробництві зробити це простіше, так як в розрахунок беруться витрати на роботу примусової витяжки і ступінь відведення повітря. Для житлових приміщень критеріїв визначення ефективності роботи системи вентиляції не існує. Оцінка проводиться на око: хороша чи забезпечена тяга, нормальний чи шумовий фон роботи вентиляції.
Компютерні технології дозволяють досліджувати системи вентиляції і домогтися від них максимальної ефективності. Сканування поверхні воздуховода і введення всіх даних в компютер дозволяють оцінити ефективність роботи системи при будь-яких початкових параметрах атмосфери. Досить ввести показники температури повітря і тиску ззовні будинку, щоб програма видала повну картину повітряного потоку.
Оптимальне проектування витяжки
Схема організації механічної та природної витяжної вентиляції в житловому будинку.
При різних початкових параметрах цей потік може вести себе по-різному. Отже, ідеальна вентиляція не може бути створена ніколи. Але максимально наблизитися до неї можна: в розрахунок беруться всі спостереження за погодою протягом останніх десятиліть, щоб визначити переважне тиск в даній місцевості і середньорічної температурний режим. При такому підході вентиляція буде максимально ефективно спроектована саме для даної місцевості. Різка зміна погоди з відхиленням від середньостатистичних параметрів дуже сильно вплине на роботу вентиляції, але протягом усього року її робота буде наближатися до запланованих параметрах.
Аеродинаміка з її законами може відповісти і на ряд супутніх питань: як зменшити рівень шуму, створюваного вентиляцією, і як підвищити ефективність роботи вентиляції при низькому атмосферному тиску. Не варто намагатися змінити конструкцію системи вентиляції без знань законів аеродинаміки вентиляції.
