WarmFires.ru

Схемы движения вентиляционного воздуха внутри здания могут быть самыми разными, в том числе и с помощью дефлекторов 4 и рефлекторов 6 (воздухозаборников). Скорости вентиляционных потоков определяются всеми окнами (проёмами) одновременно, а потому рассчитывать их трудно. В нормативных строительных документах молчаливо подразумевается, что в здании всегда обеспечивается давление, близкое к атмосферному р (или давлению над зданием р2), за счёт, например, высокопроизводительных вентиляционных стояков 5 (рис. 45в) или 4 (рис. 46). В этом случае, скорость вентиляции за счёт ветрового напора рассчитывается как скорость движения воздуха через каждый проём (а не через каждые два последовательных проёма - входного и выходного - одновременно), равная согласно уравнению Бернулли Ув=(2Ар/р)1/2, где Ар -перепад давлений на проёме. Поскольку статическое давление в заторможенном воздухе наветренной зоны равно р1=р+рУо2/2, где Уо - скорость ветра, а статическое давление внутри здания равно р, то в наветренном проёме возникает перепад давления Ар=рУо2/2, называемый ветровым напором. Отсюда следует, что скорость приточного воздуха в наветренном проёме равна скорости ветра Ув=(2Ар/р)1/2 =(2-рУо2/2р)1/2=Уо.

Рис. 46. Схемы обтекания вытяжных (в том числе дымовых) труб потоком ветра: 1 - труба в горизонтальном потоке, 2 - в восходящем потоке, 3 - в нисходящем потоке, 4 - усиление вытяжки с помощью дефлектора (флюгера), 5 - нагнетание воздуха напором ветра с наветренной стороны, 6 - нагнетание воздуха в трубу напором ветра с помощью рефлектора, 7 - вытяжка воздуха в подветренную сторону (6 и 7 отвечают режиму дымления печи), 8 - пунктирная схема - действительная причина появления тяги в стояки из-за ветра заключается в задуве ветра в наветренное отверстие стояка, а не в вытяжке в поток 1.

Такой простой наглядный результат широко используется в инженерно-строительных расчётах, в том числе и печных (где дымовая труба заведомо обладает много большей производительностью, нежели воздухо-заборные отверстия поддува). Так, если, например, площадь наветренной стены бани равна 10 м2, а площадь щелей и вентотверстий на наветренной стороне равна 10 см2, то в баню при скорости ветра Уо=1 м/сек проникает всего лишь 3,6 м3/час (то есть очень небольшая часть набегающего на стену потока 36000 м3/час). Практически весь набегающий воздушный поток 36000 м3/час обтекает здание бани с боков и сверху. То есть линии тока ветра 1 (рис. 45а) перед зданием расходятся, образуя перед зданием расширяющуюся трубку тока, в которой скорость движения воздуха уменьшается, а давление повышается, что научно разъясняет физический смысл понятия ветрового напора на здание.

В то же время в быту часто считают, что скорость воздуха в окнах и форточках может быть намного больше скорости ветра. Такое мнение базируется на том житейском наблюдении, что ветер в промежутках между зданиями дует сильней, чем во дворах, а это значит, что в любом узилище (например, форточке) ветер должен двигаться быстрее. Действительно, предположим что воздух в любое отверстие входит по сужающейся трубке тока (рис. 456), а поэтому с ускорением. В таком случае, внутри помещения должно создаваться разряжение, а при выходе из помещения с подветренной (задней) стороны воздух повышает своё давление, поскольку трубка тока вновь расширяется. Последние заключения уже не столь очевидны, более того, противоречат житейскому здравому смыслу, поскольку при порывах ветра в помещениях повышается давление, а не снижается, а поэтому и первичный тезис не верен.

С физической точки зрения сужающаяся трубка тока возможна лишь при воздухонепроницаемости стенок трубки. В противном случае воздух из соседних трубок тока устремляется в ускоряющийся воздушный поток (рис. 436), создавая турбулентности, но снижая скорость потока. Как раз таких воздухонепроницаемых стенок у трубок тока на рис. 456 нет и быть не может. Таким образом, воздушный поток входит в проём не в сужающейся трубке тока, а в расширяющейся, то есть с торможением.