Естествената вентилация през лятото

Защо естествената вентилация не е ефективна през лятото?
Как се оптимизира работата й?

Жега е. Дърво и камък се пука. Отворили сме прозорците на макс с надеждата за глътка свеж въздух. Или не смеем да подадем и носа си извън прохладата, осигурена от мощен климатик. Африканските температури навън се отразяват зле не само върху човешката кондиция, но и върху процесите на естествената вентилация. Какво се крие зад този всеизвестен факт разказва Алиса Димитрова

За вредите, които недостатъчният въздухообмен оказва върху здравето на хората, пребиваващи продължително време в помещения без вентилация, е казано и изписано много. Добре известно е, че недостатъкът на свеж въздух води до повишаване на относителната влажност, която от своя страна способства за развитието на болестотворни микроорганизми и появата на плесени. Наред с това, въздухът в недобре вентилираните помещения е наситен с вредни вещества, отделяни от човека, мебелите, електрическите прибори, компютрите и т.н.

Най-елементарното, най-евтиното и съответно най-неефективното решение за постигане на по-здравословна атмосфера в домовете е

Естествената вентилация

Преди темата за енергийната ефективност за добие настоящата си актуалност, цените на енергийните източници да достигнат днешните нива и на здравословния климат да започне да се обръща толкова внимание, помещенията са снабдявани със свеж въздух по естествен път. През неплътности около прозорците и вратите, външният въздух безпрепятствено прониква в стаите, измествайки вътрешния замърсен въздух. И процесът напълно несъзнателно се регулира. През зимата - с уплътняването на неплътностите, а през лятото - отваряйки широко прозорците и вратите.

В последните години, с масовото навлизане на съвременната дограма със стъклопакети и добрата вътрешна и външна изолация на блоковете и къщите, снабдяването на помещенията със свеж въздух силно се затрудни. Съвременните сгради се отличават с все по-ниска въздухопроницаемост и инфилтрацията на свеж въздух е доста по-ниска от желаните стойности.

Принципи на естествената вентилация

При всичките си недостатъци, естествената вентилация е икономично решение за осъществяване на въздухообмен в помещенията. През по-студените месеци от годината, но не е и през лятото. В топлите месеци естествената вентилация не само че не изпълнява важната задача да снабдява помещенията със свеж въздух, но нерядко се наблюдава и т.нар. обратна тяга, при която замърсеният въздух от един апартамент не само че не се изхвърля навън, но би могъл да бъде доставен в друго жилище от сградата. Който е имал шанса да живее в недобре вентилирана сграда, трудно би могъл да сбърка появата на явлението обратна тяга, например, по миризмата на пържоли от кухнята на съседа, която се “сервира” директно в неговото жилище.

Причините естествената вентилация да не е ефективна през лятото се крият в принципите, на които се основава действието й. Естествената вентилация се базира на разликата в плътността на въздуха вътре и извън помещенията. Движеща сила на процеса е т.нар. гравитационно налягане, което е правопропорционално на разликата в плътностите на въздуха и височината на вентилационния канал. Естествената вентилация се пресмята в съответствие с изискванията за температура на околния въздух от 5 градуса по Целзий и температура на въздуха в помещението 20 градуса по Целзий. При тези базови условия въздухообменът, осъществен от естествената вентилация, съответства на санитарните норми.

Фактори на естествената вентилация

Основно, три са факторите, от които зависи естествената вентилация - разликата в температурите на въздуха в помещенията и извън тях, разликата в налягането на въздуха между точката, в която постъпва свежият въздух, и точката, в която замърсеният въздух се изсмуква от помещението, и силата на вятъра.

Логично е, че всяко изменение в описаните стойности на температурите вън и вътре, гарантиращи изпълнение на санитарните норми, ще понижи ефективността на естествената вентилация. През лятото температурата на въздуха навън е висока. С масовото използване на климатици температурата вътре в помещенията става значително по-ниска от външната. Следователно, през топлите месеци от годината поради не просто ниските, а отрицателните стойности на температурния фактор, представляващ разлика между температурата вътре и температурата навън, естествената вентилация не функционира.

По принцип, отрицателно влияние върху естествената вентилация оказват и промени в геометрията на смукателния канал. При използване на естествена вентилация в многоетажни здания, ефективността й се променя в зависимост от етажа. Критична, обикновено, е ситуацията на последните етажи.

Съществуват различни начини за подобряване работата на естествената вентилация. За съжаление, никой от тях не би могъл да осигури постигане на възможностите на принудителната вентилация.

Сред начините е т.нар.

топлинно стимулиране

на естествената вентилация

Технически се реализира чрез подгряване на вентилационния канал до стойност на температурата, съответстваща на оптимална за работата на системата разлика с температурата на външния въздух. Възможностите естествената вентилация да се стимулира топлинно са обект на различни изследвания още от края на деветнадесети век. Частично, вентилационният канал се подгрява от топлината, излъчвана от печката и от топлия влажен въздух, вследствие използването на ваната или душа. Тяхната “помощ” не е постоянна, но за сметка това е навременна - налице е в най-критичните за работата на една вентилационна система моменти.

За къщи с индивидуални отоплителни системи, техническата реализация на топлинното стимулиране е лесна. Инсталацията се проектира така, че енергията, съдържаща се в продуктите от горенето на котела, се използва за подгряване на вентилационния канал. Разбира се, през лятото не се отопляваме, но ако системата поддържа мощност, необходима за производството на гореща вода, енергията на отпадъчните продукти също би могла да се използва. Съществуват разнообразни други технически решения, чрез които е възможно да се стимулира топлинно естествената вентилация, дори и през лятото. Встрани остава въпросът доколко използването на подобни решения е енергийно ефективно и съответно икономически изгодно.

Вятърно стимулиране

на естествената вентилация

Широко използван метод за интензификация на въздухообмена. Базира се на оползотворяване енергията на вятъра за изсмукване на отработения въздух от вентилационния канал. Технически се реализира на основата на т.нар. дефлектори. Основни изисквания към дефлекторите са създаване на максимално разреждане при еднакви скорости на вятъра и висока ефективност при посока на вятъра във вертикално направление.

Дефлекторите имат дълга трудова биография, която датира от средата на деветнадесети век. Принципът им на работа се базира на ефекта на Бернули - колкото по-висока е скоростта на въздушния поток при изменение на напречното сечение на канала, толкова по-малко е статичното налягане в това сечение.

Съществуват и други технически решения за стимулиране на естествената вентилация - някои по-ефективни, други не толкова. При всички случаи, естествената вентилация има и предимства, и недостатъци. В чисто практически аспект, обаче, през лятото тя не работи ефективно.