- принцип работы и преимущества в использовании
- Принцип работы естественной вентиляции
- Всё о естественной вентиляции
- Что такое естественная вентиляция
- Преимущества и недостатки естественной вентиляции
- Виды естественной вентиляции
- Создание естественной вентиляции
- Основные ошибки в организации естественной вентиляции
- Преимущества применения естественной вентиляции
- Основные виды естественной вентиляции
- Как создается естественная вентиляция?
- Какие ошибки могут быть допущены
- Естественная вентиляция — Студопедия
- Что такое естественная вентиляция?
- Введение
- Описание
- Приложение
- Дополнительные ресурсы
- ВВЕДЕНИЕ
- ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ ОСНОВЫ
- ЕСТЕСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
- ТУННЕЛЬНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
- Рис. 1. Туннельные вентиляторы, расположенные на торцевой части туннельного вентилируемого 6-рядного сарая для фристайла.
- Рис. 2. Вход для туннельного вентилируемого 6-рядного сарая для ванных комнат.
- Таблица 1. Фунты молока на корову в день, необходимые для безубыточности при использовании энергоэффективной системы туннельных вентиляторов. Анализ основан на пятилетнем периоде окупаемости, процентной ставке 8 процентов и отсутствии изменений в операционных расходах из-за инфляции. Цена брутто молока = 12 долларов США за Cwt. и стоимость энергии = $ 0.10 / кВт-ч.
- Таблица 2. Процент общего производства, необходимого для безубыточности для суточных уровней производства, в диапазоне от 70 до 100 фунтов / день на корову с использованием диапазона значений, показанных в таблице 1.
- РЕЗЮМЕ
- Ссылки по теме:
- Введение
- Основы вентиляции
- Рисунок 1.Основной принцип вентиляции: свежий воздух смешивается с укрытыми воздушными загрязнителями и выпускается.
- Рисунок 2. Вид в плане расположения молочного укрытия по отношению к преобладающим летним ветрам.
- Рисунок 3. Боковая шторка для укрытия с естественной вентиляцией. Высота боковой стенки H должна составлять не менее 12 футов для 2-х и 3-х рядных открытых передних укрытий, 14 футов для 4-х рядных укрытий и от 14 до 16 футов для 6-рядных укрытий.
- Рисунок 4.Открытый гребень с вертикальными выступами, установленными для усиления воздушного потока и минимизации проникновения влаги в укрытие. X = 2 дюйма на 10 футов ширины здания для 2-, 3- и 4-рядных сараев и 3 дюйма на 10 футов ширины здания для 6-рядных сараев. Значение Y = X до 2X.
- Руководство по управлению вентиляцией
- Ссылки по теме:
принцип работы и преимущества в использовании
Среди существующих типов систем естественная вентиляция наиболее доступна с финансовой точки зрения. При строительстве любого здания всегда присутствуют неплотности в проёмах окон, дверей, при укладке строительного материала, что способствует проникновению воздуха внутрь помещения. Его вытяжка обеспечивается воздействием внешних факторов, а также взаимодействием воздушной среды снаружи и внутри посещения.
Назначение и преимущества
Естественная вентиляция представляет собой систему, которая исключает использование любых устройств, принудительно побуждающих к движению воздушные потоки. Как правило, это вентиляторы любой мощности.
Циркуляция воздуха осуществляется лишь посредством проникновения воздуха через открытые окна, двери, форточки. Также воздух проникает сквозь всевозможные щели.
Применяется вентиляция с естественным побуждением в любом строении. И лишь, если данный тип системы не справляется с обслуживанием помещения, может быть задействовано одно или несколько устройств, задачей которых является нагнетание воздуха и ускорение его вытяжки. В каждом из видов: естественная и механическая вентиляция, есть свои особенности, но первый из указанных имеет ряд ощутимых преимуществ:
- простота обустройства;
- отсутствие крупных финансовых затрат;
- при правильно составленном проекте система естественной вентиляции может быть весьма эффективна;
- монтаж воздуховодов легко выполняется самостоятельно, без привлечения профессионалов.
Основные виды естественной вентиляции:
- Самопроизвольная (неорганизованная). В этом случае воздух поступает и удаляется из помещения исключительно за счёт естественных условий (разница давлений, температур, а также скорость ветра).
- Организованная. Обеспечивается посредством обустройства специальных отверстий, располагающихся на разной высоте и имеющих различную площадь. В зависимости от данных параметров, а также от того, как регулируется подача воздуха, различают несколько подвидов системы:
- ярусная;
- аэрация;
- гравитационная.
Когда проектируется естественная вентиляция принцип работы играет первостепенную роль, так как циркуляция в помещении зависит исключительно от того, насколько верным был расчёт. При малейших ошибках воздухообмен может быть недостаточным, что приведёт к ряду негативных последствий, включая образование застоя воздуха, увеличение уровня влажности, образование грибка и плесени.
Особенности обустройства
В каждом из видов объектов циркуляция воздуха происходит с учётом различных особенностей строения. Так, естественная вентиляция в частном доме обеспечивается помимо специально для этого предусмотренных отверстий (форточки в окнах, щели под дверью) также посредством основного строительного материала, из которого строился дом.
Дерево, будь то брус или доски, способно “дышать”, то есть воздух проникает в помещение через поры данного материала. Каркасный материал и кирпич лишены этого свойства, а значит, естественная вентиляция дома рассчитана только на достаточную пропускную способность форточек и щелей в окнах.
Внутри жилого помещения воздушные потоки циркулируют благодаря щелям под дверью между комнатами. Вытяжная система сконцентрирована вблизи помещений специального назначения, так как в них ощутимо увеличиваются значения всех параметров воздушной среды. В жилом помещении – это кухня и санузел. По такому же принципу обустраивается и естественная вентиляция в многоэтажном доме. С одним лишь отличием: имеется общая для всех квартир центральная магистраль, от которой расходятся ответвления. Именно данные каналы подводятся к кухням и санузлам всех квартир.
Составление проекта
Одним из первых шагов является расчет естественной вентиляции. Прежде всего, необходимо вычислить производительность будущей системы. Для этого определяется достаточное значение воздухообмена и его кратность. Существуют нормативные документы, в которых оговаривается, каким должен быть воздухообмен в помещении, чтобы удовлетворять потребность одного человека в кислороде за один час времени. Данное значение составляет 60 м3/ч. Определить достаточный воздухообмен в помещении можно, умножив количество человек, которые проживают в доме, на нормированное значение воздухообмена.
Определить количество смен объема воздуха в помещении можно, если умножить нормированную кратность воздухообмена на объем комнаты. Расчеты производятся для каждого помещения, а результаты суммируются. После того, как основные расчеты были произведены, составляется схема естественной вентиляции, которая основывается на физических свойствах воздуха при различных температурах. Так, воздушный поток, попадая в помещение, изначально более прохладный, а значит, проходит по низу помещения. Нагреваясь, он поднимается к потолку. Именно там обычно устанавливаются вытяжные решётки.
Соответственно, если обустраиваются дополнительные отверстия с контролируемым клапаном подачи воздуха, то делается это ближе к полу. А все воздуховоды располагаются вверху. Выполняя аэродинамический расчет системы естественной вентиляции, необходимо получить значения давлений на концах воздуховодов, а также просчитать среднюю скорость движения ветра. В действительности значение последнего из указанных параметров будет несколько ниже из-за того, что форма сечения воздуховода и уровень шероховатости его стенок несколько замедляют скорость продвижения воздушных потоков.
Проектирование естественной вентиляции включает в себя также расчёт сечения вентиляционных каналов. Ввиду того, что циркуляция воздушных потоков осуществляется под воздействием внешних факторов, то для обеспечения достаточной тяги требуется на порядок большая площадь сечения воздуховодов, чем для организации принудительной вентиляции.
Также следует знать, что скорость перемещения воздуха по вентиляционным каналам зависит и от их длины. Поэтому организация естественной циркуляции на чердаке не всегда оправданна.
Нередко для усиления тяги прибегают к использованию устройств механического действия – дефлекторов. Они просты по конструкции и устанавливаются на выходе воздуховодов. Благодаря особенностям механизма дефлекторы способны разряжать воздух в радиусе своего действия, что ощутимо увеличивает скорость движения воздушных потоков. Важной особенностью при составлении проекта вентиляционной системы является влияние значения температуры окружающей среды на тягу. Так, в летнее время естественная вентиляция практически перестаёт функционировать из-за того, что разница температур снаружи и внутри помещения незначительна.
Принцип работы естественной вентиляции
Вентиляция обязательна для помещений с разнообразным назначением. Без нее воздух, насыщенный углекислым газом, будет отрицательно сказываться на общем состоянии и самочувствии человека. Отсутствие воздухообмена в производственных помещениях чревато более серьезными последствиями: развитие хронических заболеваний, острых отравлений.
Понятие вентиляции помещений
Эффективная вентиляция — комфортный микроклимат в помещении
Основная система, принцип которой лежит в основе всех других, это естественная вентиляция. Прежде чем, ее рассмотреть, нужно разобраться, что представляет собой вентиляция. Это процесс воздухообмена, при котором воздух, насыщенный кислородом, поступает в помещение, а отработанный – удаляется из него. Благодаря такой циркуляции, в помещениях можно поддерживать определенный микроклимат, соответствующий санитарным нормам. Строительные нормы и правила 2.08.01-89 «Жилые здания» предусматривают оборудование жилых зданий вентиляцией с определенными параметрами воздуха и кратностью воздухообмена. Система призвана сохранять благоприятный микроклимат, нейтрализуя вредные газы и излишнюю влажность.
Но совершенно очевидно, что для осуществления вентиляции должны быть созданы определенные условия. Причинами возникновения движения воздушных масс являются:
- Разница температур и атмосферного давления в помещении и за его пределами.
- Механическое побуждение.
- Гравитационные силы.
Что такое естественная вентиляция
Варианты организации естественной вентиляции
Самая доступная, соответствующая требованиям санитарных норм – естественная вентиляция. Для ее осуществления необходимо, чтобы свежий воздух беспрепятственно поступал в помещения, вытесняя насыщенный углекислым газом, за его пределы. Принцип работы естественной вентиляции основан на физических законах. Так, поступление происходит через щелевые отверстия, окна, двери, а отработанный, поднимается и устремляется к вентиляционным отверстиям, находящимся в ванной, туалете, на кухне.
Преимущества естественного воздухообмена
- Минимальная рабочая схема. Так, в многоквартирных домах – это вентиляционные решетки, встроенные в специальные отверстия. Для частных домов – такие же решетки, и кроме того, вентиляционная труба с наконечником, воздуховоды. Однако, все эти приспособления монтируются во время строительства, очень редко установка происходит дополнительно.
- Экономна, так как не задействовано оборудование.
- Возможен самостоятельный монтаж.
- Не зависит от наличия напряжения в сети.
Однако у системы есть недостатки, о которых нужно помнить при ее монтаже:
- Для правильной работы необходимо беспрепятственное движение воздушных масс.
- В основу работы положена разница температур, которая возможна только в холодное время года. Это значительно сокращает период работы воздухообмена.
Движение воздушных потоков
Чтобы естественная вентиляция в помещении работала корректно, разберемся в причинах возможных препятствий, дабы учесть их при устройстве. Итак, вентиляция должна вытеснить некий объем воздуха, заменив его на свежий с улицы. Понятно, что воздух на улице и внутри помещения имеют свою температуру и влажность, а перемещение воздушных масс – интенсивность и направление.
Очень важно следить за работой вентиляции
Для классической схемы движения воздушных масс нужно обычное батарейное отопление, которое используется более, чем в 90% частных домов и квартир, расположенное под окном. Воздух, контактирующий с поверхностью окна, охлаждается больше, чем тот, который соприкасается с другими поверхностями. Холодные воздушные потоки имеют большую плотность, следовательно, они тяжелее теплых, потому устремляются вниз. Здесь их подхватывает тепло от батареи, они смешиваются и уже подогретый поток циркулирует по комнате, отдавая часть тепла, конструктивным элементам, стенам, мебели.
Охладившись, он опускается вниз и заменяет часть разряженного воздуха, образовавшегося под батареей. В такой циркуляции нет перепадов давления, но гравитационные силы создают постоянный цикличный поток в пределах данного помещения. Он не позволяет допустить холодный воздух к полу. Самой дискомфортной зоной будет то место, где смешиваются разно-температурные потоки, а остальные части комнаты находятся в, так называемой, зоне комфорта.
Если же отопительная батарея расположена не под окном, а у стены напротив, движение воздушных потоков будет иным. Так, контактирующие с окном воздушные потоки, опускаются вниз, где нет подогрева, стелятся по полу и, проходя через комнату, движутся к батарее. Нагреваясь от нее, воздух поднимается и продолжает свое движение уже поверху. Как и в классической схеме образуется циклический круг. Но, в том случае, температурный режим полностью нарушен, зона дискомфорта – значительно увеличена. Холодные потоки охлаждают пол, хождение по нему становится неприятным. Четкая разница между воздушными потоками, увеличивает скорость их передвижения.
Иногда такая ситуация складывается и при правильном расположении окон и радиаторов. Здесь важно помнить о мощности и размерах, например, если под окном расположена батарея, перекрывающая всего третью его часть, то в местах, где нет смешения теплого и холодного воздуха, будут возникать зоны преобладания холодных потоков, стелящихся по полу. Для исправления такого явления, необходимо установить либо две батареи, либо одну длинную.
Важно! В помещении, где находятся дети, рекомендуется устанавливать радиаторы только под окном! Иная схема расположения отопительных приборов, приводит к простудным заболеваниям из-за постоянно холодного пола. Если нет технической возможности правильно установить радиатор – такое помещение нельзя использовать для детской комнаты или спальни.
В помещениях с панорамными окнами происходит подобная ситуация. В основном, батареи устанавливают по обе стороны окон. Холодный воздух устремляется вниз, на пол, двигаясь к другому отопительному прибору или через дверь, создавая сквозняк в другое помещение. Кроме того, окна сильно запотевают, а это свидетельствует о том, что в помещении повышенная влажность. Исправить такое может тепловая завеса, но это уже элемент принудительной вентиляции.
Работа естественной вентиляции
В прохладное время года система естественной вентиляции работает таким образом. Теплый воздух всегда поднимается, поэтому если в частном доме два этажа, то верхний – более теплый. В системе вентиляции создается хорошая тяга благодаря разнице высот и четко направленному динамическому движению теплых воздушных масс вверх. Вентканал имеет часть трубы, находящуюся за пределами здания (над крышей) и холодный воздух пытается по ней, проследовать вниз.
Вариант организации вентканала в гараже
Такой процесс способен вызвать обратную тягу. Но этого не происходит, так как вверх движется большой объем теплого воздуха. Потому, очень важно, для правильной и эффективной работы естественной вентиляции, еще во время строительства, все вентканалы и воздуховоды устраивать внутри строения.
Внимание! Еще один момент, который способен препятствовать правильному естественному воздухообмену – при установке подоконников полностью перекрывают отопительную батарею или устанавливают на нее декоративную решетку. Это препятствует нормальному движению теплых воздушных масс, которые не могут должным образом нагреть холодный воздух из окна.
Летом система естественной вентиляции работает несколько по-другому. Более всего нагревается крыша. Так, при температуре воздуха 28-30°C она прогревается до 55-75°C. Подкровельное пространство имеет более низкую температуру (около 38-43°C). На первом этаже дома достаточно комфортная температура – до 25°C, на втором – выше на 3-4 градуса и практически равна уличной. Температурные условия, при которых в доме более прохладно, чем на улице, не способствуют корректной работе естественного воздухообмена. Однако, летом есть возможность открывать окна для проветривания, создавая тем самым повышенное давление. Нужно помнить, что в месте, где ветер попадает в помещение, создается повышенное давление. Там же, где он его покидает – пониженное.
Нужно помнить, что воздух движется по пути наименьшего сопротивления (практически по прямой линии). Потому, чтобы «побудить» вентиляцию к работе, следует проводить сквозное проветривание, открывая окна со всех сторон дома. Если в строительный проект не закладывается механическая вентиляция, а предполагается только естественная, то следует учесть, что «глухих» стен в здании быть не должно. Все помещения должны быть оборудованы окнами, в том числе, туалетная и ванная комнаты.
Всё о естественной вентиляции
Что такое естественная вентиляция
Под естественной вентиляцией подразумевается система, исключающая использование любого оборудования, которое бы могло принудительно побуждать воздушные потоки к движению. Таким образом, в условиях естественной вентиляции воздухообмен в помещении осуществляется сам по себе. Это и отличает её от принудительной вентиляции, предполагающей установку специального оборудования, обеспечивающего принудительный приток свежего воздуха и вывод отработанного наружу.Преимущества и недостатки естественной вентиляции
Перечислим основные преимущества и недостатки естественной вентиляции. Какие из них окажутся важными именно для вас и какая чаша весов в итоге перевесит, решать вам (на наш взгляд, лучше всё же проконсультироваться со специалистом).Преимущества естественной вентиляции:
- ничего не стоит. Это главное и, пожалуй, единственное очевидное преимущество. Нет необходимости покупать вентиляционное оборудование. Естественная вентиляция создаётся с помощью открытых дверей, окон, форточек, а также специальных отверстий в стенах
- легкость создания. Весьма сомнительное преимущество, но, тем не менее, если предусмотреть создание системы вентиляции еще на этапе строительства дома, то, действительно, в дальнейшем об этом задумываться не придётся
- обеспечивает приток свежего воздуха. Пусть не так хорошо и качественно, как принудительная вентиляция, но всё же: с естественной вентиляцией жизнь гораздо комфортнее, чем совсем без вентиляции.
- невозможность обработки воздуха. С улицы в помещение поступает необработанный воздух, то есть неочищенный, не прогретый/не охлаждённый. А это значит, что зимой в квартире (доме) при открытых окнах или даже одной только форточки практически сразу становится холодно. Летом же приточный воздух приносит жару (вместе с пылью и насекомыми)
- низкое качество и недостаточность воздухообмена. Естественная вентиляция сама по себе (не усиленная установкой принудительной вентиляции) не способна обеспечить качественный и полноценный воздухообмен
- спорная лёгкость создания. Да, для организации естественной вентиляции не требуется установка дополнительного оборудования. Но стоит понимать, что качество естественной вентиляции напрямую зависит от того, насколько профессионально она была спроектирована и каким образом реализована на этапе строительства дома. Если проигнорировать этот момент, то в будущем, когда дом уже будет построен, создание вентиляции влетит в копеечку.
Виды естественной вентиляции
Естественная вентиляция бывает 3-х видов:- Неорганизованная вентиляция
- Организованная вентиляция
- Приточная вентиляция
Неорганизованная естественная вентиляция
Неорганизованная система естественной вентиляции предполагает поступление воздуха в помещение и его вывод наружу самым что ни на есть естественным образом. В этом случае воздухообмен осуществляется за счёт разницы температур (в помещении и за окном), скорости ветра и вообще – его наличия, повышения/понижения атмосферного давления. Таким образом, неорганизованная вентиляция создаётся при помощи окон (или форточек) и дверей, периодически открываемых жильцами для проветривания.Организованная естественная вентиляция
Организованная система естественной вентиляции представлена специальными отверстиями, которые создаются в стенах, под потолком и над полом. Через эти отверстия осуществляется приток и вывод воздуха. Система отверстий называется «организованной», потому что для создания такой вентиляции необходимо произвести точный расчёт, учитывающий размеры помещения и технические параметры вентиляции, а также правильно спроектировать систему вентиляционных каналов и безошибочно реализовать её при строительстве дома.Приточная и вытяжная естественная вентиляция
Приточная вентиляция призвана обеспечить приток свежего воздуха с улицы, вытяжная – отток отработанного воздуха из помещения наружу. В зависимости от поставленных задач, акцент может быть сделан либо на приточную вентиляцию, либо на вытяжную. Важно правильно реализовать естественную вентиляцию, особенно, если никакого дополнительного климатического оборудования устанавливать не планируется. От того, насколько правильно и качественно будет реализована система естественной вентиляции, в итоге зависит здоровье домочадцев, срок службы строительно-отделочных материалов, да и срок эксплуатации дома в целом.Создание естественной вентиляции
Возвращаясь к главному преимуществу естественной вентиляции, вспомним, что для её обустройства не нужно покупать никакого климатического оборудования. Зато нужно уделить особое внимание грамотному проектированию, учитывающему параметры и особенности помещения, в котором планируется создавать вентиляцию.Итак, проект по обустройству естественной вентиляции должен учитывать:
- площадь помещения (квартиры или дома)
- планировочные особенности помещения
- специфику строительно-отделочных материалов, используемых в строительстве и для наружной/внутренней отделки. Так, например, в «дышащем» деревянном доме бывает достаточно организовать вентиляцию в сложных помещениях, к которым относится кухня, санузел, подвал
- количество постоянно проживающих людей
- количество окон и способы их открытия (будут ли это окна с форточками или распространенные пластиковые стеклопакеты с функцией проветривания)
От этих факторов напрямую зависит объем и кратность воздухообмена, необходимые для создания комфортных условий пребывания в помещении, на основе чего, в свою очередь, и должна создаваться вентиляция. Решается: нужно ли делать вентиляционные отверстия в стенах, какими должны быть отверстия между полом и нижней частью двери, какого размера делать окна и форточки и т.д.
Особого внимания при составлении проекта вентиляции заслуживают сложные помещения, к которым относятся указанные выше кухня, санузел (ванная и туалет) и подвал. Всё это помещения с повышенным уровнем влажности и вытекающими отсюда проблемами в виде плесени, грибков, бактерий и неприятного запаха.
Если у вас нет опыта в составлении проекта вентиляции, не пренебрегайте услугами профессионалов. В этом случае экономия приведёт к ещё большим затратам в дальнейшем!
Основные ошибки в организации естественной вентиляции
О первой ошибке мы сказали чуть ранее: экономия на проекте вентиляции – самая большая ошибка! Её трудно исправить. А всё, что трудно исправить, как правило, стоит немалых денег. Другими наиболее распространёнными ошибками являются:- отсутствие вентиляции на втором и последующих этажах дома. Многие отчего-то считают, что в вентиляции нуждается только первый этаж, соседствующий с подвалом. Но это не так. В вентиляции одинаково нуждаются все этажи дома!
- неправильное расположение вентиляционных отверстий (слишком высоко или, наоборот, слишком низко) замедляет воздухообмен, отчего в доме ощущается постоянная нехватка воздуха
- пренебрежение вентиляцией на кухне, в подвале и ванной комнате – причина появления и распространения плесени в доме и, как следствие, ухудшения здоровья домочадцев
- неправильно выбранный (и сделанный) скат крыши, в результате чего через трубу с улицы в помещение поступает холодный воздух и отработанный к тому же не выводится.
Вентиляционная система является обязательным элементом для любого строения, особенно для тех помещений, которые являются герметичными за счет того, что в них установлены пластиковые окна, а также имеется отделка, через которую никаким образом не поступает в комнату свежий воздух. Вентиляция же полностью направлена на то, чтобы воздухообмен в помещении или здании в целом был качественным и надежным, а также обеспечивал поступление свежего воздуха и отвод такого воздуха, который не считается пригодным для применения. При этом может быть создана естественная вентиляция или принудительная. В первом случае данную систему нужно предусматривать еще в процессе возведения конкретного строения, а для ее работы не приходится постоянно тратить много денег или приобретать дорогостоящие элементы.
Преимущества применения естественной вентиляции
Первоначально важно учитывать, что такая система не предполагает применения каких-либо элементов, которые обеспечивают принудительный приток или отток воздуха. Поэтому не возникает необходимость приобретать специфическое оборудование, к которому обычно относятся различные вентиляторы или специализированные установки.
Помещение с естественной вентиляцией
Естественная вентиляция в частном доме создается только с помощью проветривания, обеспечивающегося через открывающиеся форточки или окна, а также в стенах помещений могут иметься специальные отверстия. Они обычно снабжаются специальными крышками, чтобы ими можно было пользоваться только при необходимости. Установить такую систему можно в совершенно любом строении, однако важно убедиться, что она будет справляться с качественным и полноценным воздухообменом, а если имеется слишком большая комната, то нередко такая система комбинируется с определенной приточной или вытяжной установкой.
К положительным параметрам применения естественной вентиляции можно отнести:
- Легкость создания, поскольку справиться с формированием отверстий сможет каждый человек, однако в процессе данной работы важно учитывать, что расположение и диаметр этих элементов должны быть подходящими для обеспечения качественного воздухообмена.
- Естественная вытяжная вентиляция, так же как и приточная, в процессе своего функционирования не требуют вложения существенных денежных средств, что является обязательным для любой механической установки. В этом плане естественная система будет невероятно экономичной.
Схемы естественной вентиляции в помещении
- Если правильно подойти к процессу проектирования и создания данной системы, то можно добиться того, что она будет очень эффективной и простой в применении.
- Монтаж не требует наличия от человека каких-либо необычных навыков, поэтому сам процесс формирования вентиляционной системы может быть осуществлен без привлечения специалистов.
Основные виды естественной вентиляции
Данная система может быть представлена в нескольких разновидностях, которые отличаются принципами создания и своими особенностями и параметрами. При этом эффективность каждой системы может быть совершенно разной, поэтому важно правильно заранее определиться с конкретным вариантом.
Виды естественной вентиляции следующие:
- Неорганизованная система отличается тем, что в процессе ее работы воздух поступает в помещения, а также удаляется из него только за счет различных естественных причин, к которым относится разница температур в здании и на улице, наличие и скорость ветра, а также сюда можно отнести повышение или понижение атмосферного давления. Чаще всего такая система создается с помощью форточек или окон, которые периодически открываются собственниками недвижимости для проветривания и оптимального воздухообмена.
Варианты естественной вентиляции
- Организованная система представлена в виде специальных отверстий, причем одно делается под потолком, а другое над полом. Через одно поступает воздух, а через другое происходит его отвод. Эти отверстия могут обладать разными диаметрами, а зависит это от того, какие параметры имеются в помещениях, где создаются эти элементы. В первую очередь важно учитывать размеры комнат. Для формирования такой системы важным является правильный предварительный расчет, поскольку от этого зависит работоспособность и эффективность всей вентиляции.
- Приточная вентиляция обеспечивает приток воздуха, а вытяжная его отток.
Важно очень ответственно подходить к процессу создания вентиляционной системы, особенно если при ее формировании и использовании вовсе не будут применяться какие-либо механические элементы. Дело в том, что от этого зависит ее работоспособность и надежность, а это непосредственно влияет на самочувствие людей, которые много времени проводят в этих помещениях. Дополнительно плохой воздухообмен может приводить к тому, что на стенах помещения возникнет плесень или грибки. Система естественной вентиляции сможет справляться со всеми этими пробелами, если она будет правильно спланирована и спроектирована, а также грамотно обустроена.
Естественная вентиляция
Как создается естественная вентиляция?
Для формирования данной инженерной коммуникации не нужно готовить много денег, как это считается необходимым для принудительной системы. Однако важно много внимания уделить грамотному проектированию, при котором учитываются все особенности и основные параметры помещения, где предполагается создавать и пользоваться системой.
Устройство данной системы должно быть таким, чтобы учитывалось оптимальное количество окон, которые будут оснащены форточками для проветривания, а также важно знать, из какого именно материала создавались стены в строении. Дело в том, что они могут быть сформированы из дышащих материалов, которые сами способствуют созданию естественного воздухообмена в помещениях. Сюда в первую очередь относится древесина, являющаяся природным материалом, обладающим уникальной способностью «дышать». В таком доме принудительная вентиляция может предусматриваться только для таких сложных помещений, как ванная или кухня.
Как сделать естественную вентиляцию? Первоначально создается проект, в котором учитываются все особенности конкретного строения, в результате чего можно определить, какое количество воздуха является необходимым для определенной комнаты для создания в ней хороших и оптимальных условий для жизни. В соответствии с этим решается, нужны ли вентиляционные отверстия в стенах, какими размерами и параметрами должны обладать форточки для проветривания, какими должны быть отверстия, имеющиеся между полом и нижней частью двери, а также в расчет берется множество других факторов. При создании отверстий может применяться обратный клапан, который увеличит комфортность и удобство применения всей системы.
Особенно много внимания в процессе формирования данной системы важно уделять кухне и ванной, поскольку эти помещения отличаются самыми сложными условиями, поскольку здесь периодически появляются примеси и посторонние запахи в воздухе, а также может быть повышена влажность.
Какие ошибки могут быть допущены
Естественная вентиляция своими руками создается довольно просто, однако в процессе этой работы нужно учитывать множество нюансов, о которых многие люди просто не знают. Именно поэтому они могут допускать серьезные и существенные ошибки, которые ведут к тому, что эта инженерная коммуникация не является эффективной, поэтому пользоваться ею будет не очень легко и приятно. К этим ошибкам относится:
- Неправильное расположение вентиляционных отверстий, которые могут быть сделаны либо слишком низко, либо чересчур высоко;
- Отсутствие вентиляционных элементов на втором этаже дома, поскольку многие люди думают, что для эффективной системы достаточно предусмотреть ее компоненты только на первом этаже;
- Неправильно созданный скат крыши, в результате чего через выходную трубу поступает холодный воздух с улицы, а отработанный не может выйти;
- Отсутствие естественной вентиляции в ванной комнате, которая является замкнутым помещением, что ведет к образованию в ней плесени или грибков.
Все вышеперечисленные ошибки являются довольно распространенными, а при этом могут привести к тому, что будет получена система, которая просто не сможет справляться со своими задачами. Поэтому важно подходить к созданию естественной вентиляции обдуманно и серьезно.
Естественная вентиляция — Студопедия
Естественная вентиляция — это движение воздуха в закрытом помещении, которое возникает за счёт разности температур (а значит и объёмов) наружного и внутреннего воздуха (тепловой напор, гравитационное давление) и действия ветра (ветровой напор).
Естественный воздухообмен в зданиях возникает путём инфильтрации (просачивания) наружного воздуха через щели и неплотности в оконных и дверных проёмах, а также через поры в строительных материалах конструкций зданий (т.н. «дыхание стены»).
Чем больше перепад температур и сила ветра, тем интенсивнее происходит воздухообмен. Способствует усиленной инфильтрации воздуха и открытый тип застройки, отдаленность от других зданий. Нагретый в помещении воздух поднимается вверх и уходит из него через верхнюю часть стен, оконные и дверные проёмы; на его место в нижние зоны помещений устремляется холодный воздух.
При закрытых окнах и дверях естественная вентиляция незначительна — кратность воздухообмена составляет 0,5-1 и максимум 1,5 раза в зимнее время. В связи с этим применяются средства усиления естественной вентиляции: открывающиеся окна или специальные устройства — форточки и фрамуги. Такая управляемая организованная естественная вентиляция называется аэрациейи при проектировании обитаемых помещений (исключая помещения, требующие особой чистоты и режима стерильности) нормируется т.н. форточный коэффициентили коэффициент аэрации-представляющий собой отношение площади действующих форточек к площади пола помещения (допустимое значение его 1:50, оптимальное—1:40).Зимой форточки достаточно открывать на 5-10 мин 4 раза в день и более, лучше это делать в отсутствии людей в помещении. Фрамуга, располагающаяся в верхней части окна и открывающаяся под углом 45° к его поверхности, является более совершенной конструкцией, т.к. поступающий через неё снаружи воздух поднимается вверх и, опускаясь, смешивается с тёплым воздухом помещения, что уменьшает возможность охлаждения людей и позволяет длительно держать фрамугу открытой. Наилучший эффект проветривания достигается одновременным открыванием форточек (или окон) помещения с двух противоположных сторон его (или через коридор) — т. н. сквозное проветривание,при котором кратность воздухообмена достигает 25-100 раз. Неплохие результаты аэрации возможны и при угловом проветривании. В типовом строительстве применяются и бесфрамужные окна с узкой боковой створкой, обеспечивающие достаточный воздухообмен в помещении. Однако полное открытие створки сопровождается сильным дутьем, что ограничивает пользование ими в холодные периоды года.
К средствам усиления естественной вентиляции в многоэтажных зданиях относятся также индивидуальные вытяжные вентиляционные каналы,расположенные в стенах зданий и выходящие на крышу, где их отверстия снабжаются специальными насадками-дефлекторами, отсасывающими воздух за счёт энергии ветра; летом из-за небольшой разницы температуры наружного и комнатного воздуха эффективность этой системы может быть нулевой. В южных регионах страны дополнительно устраиваются подоконные аэрационные приточные устройства. Следует иметь в виду, что в многоэтажных больничных зданиях в результате взаимодействия ветра и подъёмной силы воздуха возникают неконтролируемые потоки воздуха внутри здания (особенно в шахтах лестнично-лифтовых узлов), что способствует распространению микроорганизмов. Поэтому желательно выполнять при проветривании помещений ЛПУ следующие законы:
1. Проветривать через окна можно только те помещения, где
перенос микробов мало возможен;
2. Обмен воздуха между помещениями с различной степенью
чистоты сокращается, если плотно закрыты двери;
3. Предпочтительнее создавать нейтральные зоны-шлюзы и
механическую вентиляцию там, где не исключены опасные перетоки
воздуха(см. ниже, гигиенические требования к вентиляции в ЛПУ).
Основным недостатком естественной вентиляции является её непостоянство и изменчивость, связанные с погодными условиями, особенно направлением и силой ветра, поэтому для многих помещений необходимо устройство искусственной вентиляции.
Строительство любого сооружения невозможно без грамотно сконструированной системы вентиляции. На нашем ресурсе вы найдете ответы на все вопросы, касающиеся этой темы, вся информация полная и развернутая: лучшая из того, что может дать интернет.
Почему так необходима вентиляция в жилом доме и что это такое? Это грамотно сконструированная и подобранная система воздухообмена, которая помогает очистить дом от переработанного воздуха, загрязнений. Что это нам дает? Здоровье, отличное самочувствие, комфорт в работе и отдыхе. Без всего этого жизнь человека серьезно усложнится, так почему бы не позаботиться об этом уже сегодня?
Интересно! За сутки человек вдыхает около 20 кг воздушных масс, из которого четверть уходит на питание мозга.
Именно поэтому чистота воздуха в жилом замкнутом пространстве невероятно важна, ведь она влияет не только на качество жизни, но зачастую и на ее продолжительность. Существует два вида вентилирования помещений:
- Естественным путем.
- Принудительно.
Естественная циркуляция
Первый вид применялся человеком еще с незапамятных времен, благодаря ему из помещений убирали запахи, без которых невозможна хозяйственно-бытовая деятельность, излишки влаги. Причем последнее очень важно, ведь лишняя влага неизбежно приводит к активному размножению плесени и грибка, которые очень вредны для здоровья. А если учесть, что раньше в почете были печи и камины, и те без хорошего воздухообмена порой прекращали нормально функционировать. В наше время естественная вентиляция выполняет все те же функции, что и раньше, ведь тот же газовый котел не будет нормально работать, если есть проблемы с приточкой.
Усугубили ситуацию с естественным вентилированием и герметичные оконные стеклопакеты. Безусловно, они существенно снижают теплопотери и повышают звукоизоляцию, но в то же время перекрывают доступ свежего воздуха в помещение. Поэтому нужно позаботиться о системе принудительного вентилирования.
Принудительный воздухообмен
Принудительная вентиляция комнат помогает устранить нехватку поступающего объема воздушных масс. И в отличие от предыдущего вида воздухообмена, который не требует энергии, эта система нуждается в энергоснабжении. Благодаря принудительному вентилированию можно выйти на нормативные показатели воздухообмена в различных помещениях:
- кухня с открывающимся окном и газовой плитой — 75 м³/ч;
- аналогичное помещение, но с электрической плитой и количеством жильцов до 3 человек — 30 м³/ч;
- кухня с газовой плитой, но без окна — 100 м³/ч;
- ванная комната с санузлом или без него — 55 м³/ч;
- отдельный санузел — 30 м³/ч;
- жилые комнаты, имеющие двери — 30 м³/ч;
- подсобные помещения — 15-17 м³/ч.
Классификация
Все системы воздухообмена можно разделить на:
- Вытяжные.
- Приточные.
- Вентиляцию с рекуперацией.
- Приточно-вытяжные.
Вытяжной тип. Редко используется самостоятельно, чаще всего в тандеме с приточной системой, благодаря чему из помещения удаляется весь загрязненный воздух. При этом очень важно соблюсти баланс их производительности, учитывая приток воздуха из смежных помещений или, наоборот, его отток туда.
Приточная система призвана нагнетать воздух в комнату до его избыточного состояния, соответственно отработанный воздух выдавит естественным давлением в вытяжную систему или его принудительно уберёт вентилятор. Чаще всего такой воздух хорошо прогрет, и чтобы не греть улицу, используют системы воздухообмена с рекуперацией.
Вентиляция с рекуперацией. Хорошо прогретый воздух из помещения с помощью рекуперативной установки попадает в теплообменник, что автоматически передает часть тепла стенка конструкции. Входящий воздух чаще всего холодный, а, проходя через теплообменник, он прогревается, без контакта с отработанным воздухом. Но чем холоднее на улице, тем менее эффективным будет работа рекуператора. Однако в таких ситуациях он заботится об отопительной системе вашего дома, ведь большая разница температур — серьезное бремя для нее.
Интересно! Средний рекуператор при нулевой температуре воздуха на улице подает в помещение воздух с температурой не менее 15 градусов тепла.
Приточно-вытяжные системы обеспечивают движение воздуха в 2 направлениях: его вытяжку и поступление. Производители позаботились о самых разноплановых устройствах такого типа, чтобы угодить под те или иные запросы потребителей и поставленные ими задачи:
- разборные;
- модульные;
- моноблочные.
Важно! 90% всех болезней простудного типа приобретаются в помещениях, а оставшаяся часть приходится на открытое пространство вне зданий.
Как видите, к вентилированию помещения нужно подходить с умом и только после грамотных расчетов. Нужно разобрать и учесть много деталей, подобрать нужную вам систему. После ее установки вы сразу заметите разницу в качестве воздуха, а он залог здоровья всей вашей семьи.
Что такое естественная вентиляция?
Естественная вентиляция — это метод климат-контроля, который основывается на естественных движениях воздуха для поддержания движения свежего воздуха в здании и контроля уровня температуры и влажности. Хотя это был единственный доступный вариант вентиляции в истории, после того, как были разработаны механические средства вентиляции, многие строители перешли на эти методы. В конце 20-го века некоторые из явных преимуществ естественной вентиляции стали признаваться, и строители начали возвращаться к использованию естественных методов.
работникСуществует несколько способов создания естественной вентиляции в конструкции.Одна из самых основных, вероятно, также одна из самых знакомых: создайте окна, которые открываются, чтобы создать управляемую ветром вентиляцию. Открывая и закрывая окна, люди могут контролировать поток воздуха через конструкцию, открывая больше окон, чтобы поддерживать свежий воздух, который может охлаждать конструкцию в дополнение к удалению запахов, и закрывая окна, создавая меньший поток воздуха, сохраняя теплая структура, а иногда и повышенная влажность.
Вентиляция в стеке — это еще один вариант естественной вентиляции.Благодаря вентиляции в стеке люди полагаются на естественные перепады давления между воздухом в разных местах, чтобы нагнетать вентиляционные трубы. Этот метод часто используется на заводах, где может выделяться огромное количество тепла, когда воздух поднимается в штабеля вместе с запахами с завода. Вентиляция стека обычно облегчается благодаря использованию воздухозаборных отверстий, которые расположены низко над землей, создавая постоянный поток свежего, прохладного воздуха.
Одним из самых больших преимуществ естественной вентиляции является то, что она не требует никаких денег для запуска.Механическая вентиляция и электронный климат-контроль могут быть довольно дорогостоящими и могут существенно повлиять на общие расходы на энергию, связанные с эксплуатацией здания. Отсутствие использования энергии также делает этот тип вентиляции экологически чистым выбором. Такие системы, как правило, легче обслуживать, так как нет частей, которые могут сломаться или выйти из строя, они не могут мешать обитателям здания перебоями в вентиляции или увеличивать эксплуатационные расходы системы вентиляции.
Для многих частных домов достаточно эффективного здания в сочетании с естественной вентиляцией для удовлетворения потребностей в вентиляции.Для более крупных конструкций может потребоваться сочетание естественной и механической вентиляции, чтобы поддерживать качество воздуха на приемлемом уровне. Зеленые здания часто специально разрабатываются так, чтобы в первую очередь полагаться на естественную вентиляцию по соображениям энергоэффективности, а также возможно переоборудование зданий для обеспечения естественной вентиляции для людей, которые заинтересованы в повышении энергоэффективности конструкций.
,Введение
Почти все исторические здания вентилировались естественным путем, хотя многие из них были скомпрометированы добавлением перегородок и механических систем. С ростом осведомленности о затратах и воздействии энергопотребления на окружающую среду естественная вентиляция становится все более привлекательным методом снижения энергопотребления и стоимости, а также обеспечения приемлемого качества окружающей среды в помещении и поддержания здорового, комфортного и продуктивного климата в помещении, а не Преобладающий подход использования механической вентиляции.В благоприятных климатических условиях и типах зданий естественная вентиляция может использоваться в качестве альтернативы установкам для кондиционирования воздуха, что позволяет экономить 10–30% общего потребления энергии.
Системы естественной вентиляции используют перепады давления для перемещения свежего воздуха через здания. Перепад давления может быть вызван ветром или эффектом плавучести, вызванным перепадами температуры или перепадами влажности. В любом случае, объем вентиляции будет критически зависеть от размера и расположения проемов в здании.Полезно думать о естественной вентиляционной системе как о контуре с равным учетом приточно-вытяжной вентиляции. Отверстия между комнатами, такие как транцевые окна, жалюзи, решетки или открытые планы, — это методы, позволяющие завершить циркуляцию воздуха через здание. Требования кодекса, касающиеся передачи дыма и огня, представляют собой проблему для разработчика системы естественной вентиляции. Например, в исторических зданиях лестница использовалась как вытяжная труба, во многих случаях эта техника теперь запрещена требованиями кодекса.
Описание
Естественная вентиляция, в отличие от принудительной вентиляции, использует естественные силы ветра и плавучести для подачи свежего воздуха в здания. В зданиях необходим свежий воздух, чтобы смягчить запахи, обеспечить кислород для дыхания и повысить тепловой комфорт. При скорости внутреннего воздуха 160 футов в минуту воспринимаемая внутренняя температура может быть снижена на 5 ° F. Однако, в отличие от настоящего кондиционера, естественная вентиляция неэффективна для снижения влажности входящего воздуха.Это накладывает ограничения на применение естественной вентиляции во влажном климате.
A. Типы естественных эффектов вентиляции
Ветер может продувать воздух через отверстия в стене на наветренной стороне здания и всасывать воздух из отверстий на подветренной стороне и крыше. Разница температур между теплым воздухом внутри и холодным воздухом снаружи может привести к тому, что воздух в комнате поднимется и выйдет у потолка или гребня и проникнет через нижние отверстия в стене. Точно так же плавучесть, вызванная различиями в влажности, может позволить колонне под давлением плотного, испаряемого с охлаждением воздуха обеспечить пространство, а более легкий, более теплый, влажный воздух, чтобы вытечь около вершины.Эти три типа эффектов естественной вентиляции описаны ниже.
Ветер
Ветер создает положительное давление на наветренной стороне и отрицательное давление на подветренной стороне зданий. Чтобы выровнять давление, свежий воздух попадет в любое наветренное отверстие и выйдет из любого подветренного отверстия. Летом ветер используется для подачи как можно большего количества свежего воздуха, а зимой вентиляция обычно снижается до уровня, достаточного для удаления избыточной влаги и загрязняющих веществ.Выражение для объема воздушного потока, вызванного ветром:
Qwind = K x A x V, где
Qwind = объем воздушного потока (м 3 / ч)
A = площадь меньшего отверстия (м 2 )
V = скорость наружного ветра (м / ч)
К = коэффициент эффективности
Коэффициент эффективности зависит от угла ветра и относительного размера входных и выходных отверстий. Он колеблется от примерно 0,4 для ветра, поражающего отверстие под углом 45 °, до 0.8 для удара ветра под углом 90 °.
Иногда поток ветра преобладает параллельно стене здания, а не перпендикулярно ей. В этом случае все еще возможно вызвать ветровую вентиляцию архитектурными особенностями или способом, которым открывается окно створки. Например, если ветер дует с востока на запад вдоль северной стены, первое окно (которое открывается) будет иметь петли с левой стороны, чтобы действовать как совок и направлять ветер в комнату. Второе окно будет шарнирным с правой стороны, поэтому отверстие находится внизу от открытой стеклянной панели, а отрицательное давление вытягивает воздух из комнаты.
Важно избегать препятствий между намотанными впускными отверстиями и подветренными выпускными отверстиями. Избегайте перегородок в комнате, ориентированной перпендикулярно потоку воздуха. С другой стороны, принятый дизайн позволяет избежать входных и выходных окон непосредственно напротив друг друга (вы не должны видеть сквозь здание, в одном окне и вне другого), чтобы способствовать большему смешиванию и повышению эффективности вентиляция
Плавучесть
Вентиляция с плавучестью может быть вызвана температурой (вентиляция стека) или влажностью (градирня)Эти два могут быть объединены, имея прохладную башню, доставляющую испарительно охлажденный воздух низко в пространстве, и затем полагаться на увеличенную плавучесть влажного воздуха, поскольку это нагревает, чтобы выпустить воздух из пространства через пакет. Подача холодного воздуха в помещение повышается за счет веса столба холодного воздуха над ним. Хотя и градирни, и стеки использовались отдельно, автор считает, что градирни следует использовать только в сочетании с вентиляцией пространства в штабеле, чтобы обеспечить стабильность потока.Плавучесть возникает из-за разницы в плотности воздуха. Плотность воздуха зависит от температуры и влажности (при той же влажности холодный воздух тяжелее теплого, а при той же температуре сухой воздух тяжелее влажного). В самой прохладной башне эффект температуры и влажности тянет в противоположных направлениях (температура понижается, влажность повышается). В помещении тепло и влажность, выделяемые обитателями и другими внутренними источниками, имеют тенденцию повышать воздух. Несвежий нагретый воздух выходит из отверстий в потолке или крыше и позволяет свежему воздуху проникать в нижние отверстия для его замены.Вентиляция с эффектом стека является особенно эффективной стратегией зимой, когда разность температур внутри и снаружи помещений максимальна. Вентиляция с эффектом стека не будет работать летом (предпочтение отдается ветровым или влажным водителям), поскольку для этого требуется, чтобы в помещении было теплее, чем на улице, что нежелательно летом. Дымоход, нагретый солнечной энергией, может использоваться для управления эффектом дымовой трубы без повышения комнатной температуры, а солнечные дымоходы очень широко используются для вентиляции компостных туалетов в парках.1/2, где
Qstack = объем скорости вентиляции (м 3 / с)
Cd = 0,65, коэффициент расхода.
A = свободная площадь входного отверстия (м 2 ), которая равна площади выходного отверстия.
г = 9,8 (м / с 2 ). ускорение под действием силы тяжести
ч = вертикальное расстояние между входными и выходными средними точками (м)
Вентиляция градирни эффективна только при очень низкой влажности наружного воздуха.Следующее выражение для воздушного потока, создаваемого колонной холодного воздуха, создающей давление для подачи воздуха, основано на форме, разработанной Томпсоном (1995), с коэффициентом, полученным из данных, полученных в Центре посетителей Национального парка Зайон . Эта башня имеет высоту 7,4 м, квадратное поперечное сечение 2,4 м и имеет отверстие 3,1 м 2 .
Qcool tower = 0,49 * A * [2gh (Tdb-Twb) / Tdb] 1/2, где
Qcool tower = объем скорости вентиляции (м 3 / с)
0,49 — эмпирический коэффициент, рассчитанный по данным Сиона Центр посетителей, UT, который включает коррекцию плотности влажности, эффекты трения и эффективность испарительной подушки.
A = свободная площадь входного отверстия (м 2 ), которая равна площади выходного отверстия.
г = 9,8 (м / с 2 ). ускорение под действием силы тяжести
h = вертикальное расстояние между входными и выходными средними точками (м)
Tdb = температура сухой колбы наружного воздуха (K), учтите, что 27 ° C = 300 К. К)
Общий поток воздуха, создаваемый естественной вентиляцией, является результатом комбинированного воздействия давления ветра, плавучести, вызванного температурой и влажностью, а также любых других воздействий от таких источников, как вентиляторы.Поток воздуха из каждого источника может быть объединен в форме квадратного квадрата, как описано в Справочнике ASHRAE — Основы. Наличие механических устройств, которые используют комнатный воздух для сжигания, системы протекающих воздуховодов или других внешних воздействий, может значительно повлиять на производительность систем естественной вентиляции.
B. Рекомендации по проектированию
Конкретный подход и дизайн систем естественной вентиляции будет варьироваться в зависимости от типа здания и местного климата. Тем не менее, объем вентиляции в решающей степени зависит от тщательного проектирования внутренних пространств, а также размера и расположения проемов в здании.
- Максимизируйте вызванную ветром вентиляцию, расположив гребень здания перпендикулярно летним ветрам.
- Приблизительные направления ветра суммированы в сезонных диаграммах «роза ветров», доступных от Национального управления океанографии и атмосферы (NOAA). Однако эти розы обычно основаны на данных, полученных в аэропортах; Фактические значения на удаленной строительной площадке могут существенно отличаться.
- Здания должны быть расположены там, где препятствия летнего ветра минимальны.Ветроза вечнозеленых деревьев также может быть полезно для смягчения холодных зимних ветров, которые, как правило, приходят преимущественно с севера.
- Естественно вентилируемые здания должны быть узкими.
- Трудно распределить свежий воздух во все части очень широкого здания, используя естественную вентиляцию. Максимальная ширина, которую можно ожидать естественной вентиляции, оценивается в 45 футов. Следовательно, здания, которые полагаются на естественную вентиляцию, часто имеют шарнирный план этажа.
- В каждой комнате должно быть два отдельных приточных и вытяжных отверстия. Расположите выхлопную трубу высоко над впуском, чтобы максимизировать эффект стека. Ориентируйте окна по всей комнате и смещайте их друг от друга, чтобы максимизировать смешивание в комнате, одновременно сводя к минимуму препятствия для воздушного потока в комнате.
- Оконные проемы должны обслуживаться пассажирами.
- Предоставить вентиляционные отверстия.
- Риджное отверстие — это отверстие в самой высокой точке крыши, которое обеспечивает хороший выход как для плавучести, так и для вентиляции, вызванной ветром.Отверстие гребня не должно иметь препятствий, чтобы воздух мог свободно вытекать из здания.
- Разрешить для адекватного внутреннего воздушного потока.
- В дополнение к первичному учету воздушного потока в и из здания, воздушный поток между комнатами здания важен. По возможности, внутренние двери должны быть открыты, чтобы обеспечить вентиляцию всего здания. Если требуется конфиденциальность, вентиляция может быть обеспечена через высокие жалюзи или транцы.
- Подумайте об использовании фонарей или вентилируемых световых люков.
- Фонарь или вентилируемое окно в крыше обеспечат отверстие для выхода спертого воздуха в стратегию вентиляции с плавучестью. Колодец светового люка также может выступать в качестве солнечной трубы для увеличения потока. Для завершения системы вентиляции должны быть предусмотрены нижние отверстия в конструкции, такие как подвальные окна.
- Обеспечить вентиляцию чердака.
- В зданиях с мансардой вентиляция мансардного пространства значительно снижает теплопередачу в кондиционированные помещения ниже.Вентилируемые чердаки на 30 ° F холоднее, чем невентилируемые.
- Рассмотрим использование стратегий охлаждения с помощью вентилятора.
- Потолочные и цельные строительные вентиляторы могут обеспечить эффективное падение температуры до 9 ° F на одну десятую потребляемой электрической энергии механических систем кондиционирования воздуха.
- Определите, выиграет ли здание от вентиляции открытого или закрытого типа.
- Подход закрытого типа хорошо работает в жарком и сухом климате, где температура сильно колеблется от дня к ночи.Массивное здание вентилируется ночью, затем закрывается утром, чтобы не пускать горячий дневной воздух. Оккупанты затем охлаждаются путем лучистого обмена с массивными стенами и полом.
- Открытый подход хорошо работает в теплых и влажных районах, где температура практически не меняется со дня на ночь. В этом случае рекомендуется использовать дневную перекрестную вентиляцию для поддержания температуры в помещении, близкой к температуре наружного воздуха.
- Используйте механическое охлаждение в жарком и влажном климате.
- Старайтесь, чтобы естественная вентиляция охлаждала массу здания ночью в жарком климате.
- Открытые лестницы обеспечивают вентиляцию с эффектом стека, но соблюдайте все меры предосторожности в отношении огня и дыма для закрытых лестниц.
Фотография центра для посетителей в Национальном парке Сион, на котором изображена градирня с нисходящим потоком с испарительными средами в верхней части и вытяжка через высокие оконные проемы.
Фото: Робб Уильямсон
Естественная вентиляция в большинстве климатических условий не будет перемещать внутренние условия в зону комфорта 100% времени.Убедитесь, что жители здания понимают, что от 3% до 5% времени тепловой комфорт может быть не достигнут. Это делает естественную вентиляцию наиболее подходящей для зданий, где кондиционирование воздуха не ожидается. Как дизайнеру важно понимать проблему одновременного проектирования для естественной вентиляции и механического охлаждения — может быть сложно проектировать конструкции, которые должны полагаться как на естественную вентиляцию, так и на искусственное охлаждение. Естественно вентилируемая конструкция часто включает в себя шарнирный план и большие оконные и дверные проемы, в то время как искусственно кондиционированное здание иногда лучше обслуживать компактным планом с герметичными окнами.Кроме того, тщательно интерпретируйте данные о ветре. Местная топография, растительность и окружающие здания влияют на скорость ветра, попадающего в здание. Данные о ветре, собранные в аэропортах, могут не слишком много рассказать вам о местных условиях микроклимата, на которые могут оказывать сильное влияние естественные и искусственные препятствия. Подсказки о том, какие стратегии естественной вентиляции могут быть наиболее эффективными, часто можно найти в исторической и местной строительной практике региона.
C. Материалы и методы строительства
Некоторыми материалами и методами, используемыми для проектирования надлежащих систем естественной вентиляции в зданиях, являются солнечные дымоходы, ветряные башни и методы контроля летней вентиляции.Солнечная труба может быть эффективным решением, когда преобладающие бризы не являются достаточно надежными, чтобы полагаться на вызванную ветром вентиляцию, и где поддержание температуры в помещении достаточно выше температуры наружного воздуха, чтобы управлять плавучим потоком, было бы неприемлемо теплым. Дымовая труба изолирована от занятого пространства и может быть максимально нагрета солнцем или другими средствами. Воздух просто выходит из верхней части дымохода, создавая всасывание в нижней части, которое используется для удаления несвежего воздуха.
Ветряные башни, часто увенчанные тканевыми парусами, которые направляют ветер в здание, являются общей чертой исторической арабской архитектуры и известны как «малькафы».«Поступающий воздух часто направляется мимо фонтана для достижения испарительного охлаждения, а также вентиляции. Ночью процесс меняется на противоположный, и ветряная башня действует как дымоход для выпуска воздуха из помещения. Современный вариант, называемый« прохладной башней », ставит испарительный охлаждающие элементы в верхней части башни для повышения давления приточного воздуха с помощью холодного плотного воздуха.
Летом, когда наружная температура ниже желаемой внутренней температуры, окна должны быть открыты, чтобы максимально увеличить потребление свежего воздуха. Для поддержания внутренней температуры на уровне не более чем на 3-5 ° F выше наружной температуры необходим большой поток воздуха.В жаркие и спокойные дни скорость воздухообмена будет очень низкой, и внутренняя температура будет расти выше наружной. Использование принудительной вентиляции или тепловой массы для лучистого охлаждения может быть важным для контроля этих максимальных температур.
D. Инструменты анализа и проектирования
Методы Справочника, такие как те, что представлены в Руководстве ASHRAE по основам или в Пассивном проекте здания Bansal and Minke : Справочник по естественному климатическому контролю (ISBN: 044481745X), очень полезны при расчете потока воздуха из естественных источников для очень простых геометрических форм здания.
Вычислительная гидродинамика (CFD): для прогнозирования деталей естественного воздушного потока могут использоваться численные модели вычислительной гидродинамики. Эти компьютерные симуляции подробны и трудоемки, но оправданы там, где важно точное понимание воздушного потока. Они были использованы для анализа новых зданий, включая атриум здания суда в Фениксе и ангар музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия.
Обширный список журналов, книг и других справочных материалов, касающихся естественной вентиляции и других пассивных технологий, включен в Архив солнцестояния.Например:
DOE Программа энергетических кодов зданий
EERE Информационный бюллетень: естественное охлаждение вашего дома
Пакеты программ для анализа естественной вентиляции включают в себя:
AIRPAK: обеспечивает расчет моделирования воздушного потока, переноса загрязняющих веществ, распределения воздуха в помещении, распределения температуры и влажности и теплового комфорта с помощью вычислительной динамики жидкости.
FLOVENT: вычисляет воздушный поток, теплообмен и распределение загрязнения для встроенных сред с использованием вычислительной гидродинамики.
FLUENT: вычислительная гидродинамическая программа, полезная для моделирования естественной вентиляции в зданиях. Он моделирует поток воздуха при определенных условиях, поэтому для оценки годовой экономии энергии требуется дополнительный анализ.
STAR-CD: STAR-CD использует вычислительную динамику жидкости, чтобы помочь гражданским инженерам, архитекторам и менеджерам проектов, которым необходимо лучшее и более глубокое понимание вопросов, связанных с отоплением и вентиляцией, анализом рассеивания дыма и загрязняющих веществ и пожароопасности, а также проектированием чистых помещений.
Модели зданийвключают в себя очень ограниченные возможности для преднамеренной естественной вентиляции, но они включают в себя расчет естественной инфильтрации воздуха в зависимости от разности температур, скорости ветра и эффективной площади утечки, или графики и определяемые пользователем функции для уровней инфильтрации.
URBAWIND: UrbaWind моделирует ветер в городских районах и автоматически рассчитывает естественный расход воздуха в зданиях в соответствии с воздействием окружающих зданий и местной климатологией.
Проектирование зданий с низким энергопотреблением с использованием энергии-10: почасовая программа моделирования, разработанная для информирования самых ранних этапов процесса проектирования. Работает на IBM-совместимых платформах. Лучше всего работать с процессором Pentium или выше и 32 мегабайтами оперативной памяти.
DOE-2: всестороннее почасовое моделирование; расчеты дневного света и бликов интегрируются с часовым моделированием энергии. Рекомендуется IBM или совместимый Pentium.
EnergyPlus ™: программа моделирования энергопотребления здания, предназначенная для моделирования зданий с соответствующими потоками тепла, охлаждения, освещения, вентиляции и других источников энергии.
Приложение
Среди основных типов зданий, которые могут извлечь выгоду из применения естественной вентиляции:
- автовокзалов, приютов для пикников и других сооружений, где не ожидается строгого кондиционирования,
- казарм и других одно- и многоквартирных домов,
- самых маленьких, отдельно стоящих конструкций в теплом и умеренном климате, и
- складов, бассейнов для технического обслуживания и других высокогорных сооружений в теплых климатических условиях.
Здания с естественной вентиляцией должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать тепловой комфорт, обеспечивать адекватное удаление влаги и загрязнений, а также соответствовать или превышать государственные стандарты эффективности энергосбережения.
При принятии решения о применимости естественной вентиляции и проектировании системы соблюдайте все нормы и стандарты, касающиеся транспортировки дыма и огня.
Дополнительные ресурсы
WBDG
Типы зданий / Типы помещений
Применимо ко всем типам зданий и пространств.
Цели проектирования
Историческое Сохранение, Производительный, Безопасный / Безопасный, Устойчивый
Руководства и характеристики
Руководство по проектированию ограждающих конструкций
Windows
Публикации
- Справочник ASHRAE — Основы, глава 26 Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE). Атланта, Джорджия. Хорошее обсуждение уравнений естественной вентиляции и основного источника современной практики вентиляции с принудительной вентиляцией.
- Дизайн с климатом by Виктор Ольгяй. Принстон, Нью-Джерси: издательство Принстонского университета. 1963. Определена зона теплового комфорта человека и исследованы методы обеспечения расширенного комфорта с использованием природных средств.
- Руководство по энергоэффективной вентиляции Мартин У. Лиддамент. Центр инфильтрации воздуха, 1996 год.
- Как работает естественная вентиляция Стивен Дж. Хофф и Джей Д. Хармон. Эймс, ИА: факультет инженерии сельского хозяйства и биосистем, Университет штата Айова, ноябрь 1994 г.
- Характеристики HVAC и здоровье жильцов W.K. Sieber, M.R. Petersen, L.T. Стайнер, Р. Малкин, М.Дж. Менделл, К.М. Уоллингфорд, Т.Г. Wilcox, M.S. Крэндалл и Л. Рид. ASHRAE Journal , сентябрь 2002 г.
- Наизнанку, Процедуры проектирования пассивных экологических технологий Г.З. Браун, Б. Хаглунд, Дж. Лавленд, Дж. Рейнольдс и М. Уббелоде. Нью-Йорк, Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1992. ISBN: 0471898740. Основное обсуждение вопросов естественной вентиляции, предназначенное для студентов-архитекторов.
- Проектирование пассивных зданий: Справочник по естественному климатическому контролю , подготовленный Нарендой Бансал, Нарендой, Гердом Хаузером и Герно Минке. Нидерланды: Elsevier Science BV, 1994. ISBN: 044481745X. Содержит информацию о физике естественной вентиляции, включая обсуждение уравнений, связанных с эффектами вентиляции ветра и плавучести.
- Курсы вентиляции и здоровье . Авторы: Olli Seppänen, сотрудник ASHRAE, William J. Fisk, P.E., член ASHRAE, и Mark J.Менделл, доктор философии ASHRAE Journal , август 2002 г.
Другие
,Обсуждает основы вентиляции и подробно изучает вопрос естественной или туннельной вентиляции, чтобы определить, какая система подойдет для вашего молочного предприятия.
ВВЕДЕНИЕ
Многие производители молочных продуктов задают вопрос: «Нам лучше вентилировать эту структуру естественным путем или с помощью туннельной вентиляции?» Ответ на этот вопрос зависит от конкретного сайта и зависит от ряда переменных.Сначала давайте обсудим основы вентиляции, а затем детально рассмотрим вопрос естественной или туннельной вентиляции, чтобы определить, какая система подойдет для вашего молочного предприятия.
ВЕНТИЛЯЦИОННЫЕ ОСНОВЫ
Вентиляция любого молочного строения, будь то приют для новорожденных или кормящих коров, имеет первостепенное значение. Акцент здесь сделан на свежий воздух! Молочные коровы нуждаются в постоянном источнике свежего, чистого воздуха для достижения своего производственного потенциала.Высокие уровни влажности, навозные газы, патогены и концентрации пыли, присутствующие в невентилируемых или плохо вентилируемых конструкциях, создают неблагоприятную среду для животных. Несвежий воздух также отрицательно влияет на производство молока и качество молока.
Надлежащая вентиляция состоит из равномерного обмена амбарным воздухом со свежим наружным воздухом по всей конструкции. Требуемая скорость воздухообмена зависит от ряда переменных, включая условия внешнего воздуха (температура и уровень влажности), а также численность и плотность животных.Правильно спроектированная и управляемая система приводит к тому, что укрывающий воздух почти такого же качества, что и наружный воздух, круглый год. Концентрация в воздухе укрывающих газов, навоза, пыли и патогенных микроорганизмов должна быть низкой, а относительная влажность должна быть примерно такой же, как и у наружного воздуха. Вентиляторы, висящие над стойлами или переулками, не обеспечивают воздухообмена и не заменяют хорошо спроектированную и управляемую систему вентиляции.
Воздухообмен может быть выполнен с помощью системы естественной или механической вентиляции.
ЕСТЕСТВЕННАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Процесс естественной вентиляции основан на сочетании ключевых характеристик укрытия и управления ими в сочетании с естественным движением воздуха для обеспечения воздухообмена. Укрытия должны быть правильно расположены и ориентированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную естественную вентиляцию, в идеале боковая стенка должна быть перпендикулярна преобладающим летним ветрам. Укрытия нуждаются в подходящих боковых, боковых, карнизных и ребристых отверстиях для входа и выхода воздуха. Должно существовать достаточное пространство между укрытием и любыми объектами, блокирующими ветер, чтобы воздух мог проникнуть в укрытие.Минимальное расстояние между ближайшими боковыми стенками соседних укрытий должно быть не менее 80 футов. Для больших конструкций рекомендуется расстояние не менее 100 футов.
Давайте более подробно рассмотрим атрибуты укрытия, которые важны для успешной системы естественной вентиляции.
Расположение и ориентация укрытия
Это имеет первостепенное значение. Приюты для животных должны быть расположены таким образом, чтобы преобладающие летние ветры не блокировались естественными или искусственными сооружениями.Идеальные места находятся на самой высокой площадке, доступной на ферме. Другие конструкции, такие как силосы (как стойки, так и бункеры), другие сараи и естественные ветровые барьеры, должны быть расположены на подветренной стороне укрытия.
Исследования показывают, что ориентация укрытия должна быть такой, чтобы преобладающие летние ветры пересекали укрытие перпендикулярно боковым стенкам. При такой ориентации воздух, поступающий в укрытие через боковую стенку занавеса, проходит минимально возможное расстояние для выхода из укрытия через противоположную боковую стенку.Это улучшает скорость воздухообмена в укрытии и, следовательно, улучшает окружающую среду коров.
Боковые отверстия
Боковые стенки укрытий с естественной вентиляцией могут быть впускным или выпускным отверстием для воздуха в зависимости от направления ветра. Для надлежащей вентиляции боковые стенки укрытия должны быть полностью открыты летом, умеренно открыты поздней осенью и ранней весной и частично открыты зимой.
Высота боковых стенок должна составлять минимум 12 футов для 2-х и 3-х рядных сараев и от 14 до 16 футов для 4- и 6-рядных сараев.При такой высоте боковой стенки большие объемы воздуха могут входить и выходить из укрытия. Высокие боковые стенки обеспечивают больший объем разбавляющего воздуха в укрытии в периоды небольшого или нулевого естественного воздухообмена. Это откладывает момент, когда «застойный воздух» в укрытии становится «несвежим воздухом».
Производители должны соблюдать осторожность, чтобы не перекрыть отверстия, обеспечиваемые высокими боковыми стенками, чрезмерным количеством оборудования для штор или вспомогательных материалов. Например, использование проволочной сетки by «на 1» в качестве опоры для занавески лучше, чем использование расширенной пластиковой защитной сетки, которая имеет увеличенную площадь поверхности.Аналогично, хранение штор в раздельной системе штор, которая «сворачивается», а не сворачивается посередине в течение летних месяцев, уменьшает эффективное открывание. Поднятие верхней шторы сразу под карнизом и поднесение к конструктивному жатке обеспечивает чистоту шторы и сводит к минимуму засорение ветром.
Торцевые отверстия
Торцевые стенки в укрытиях для свободного прохода должны быть максимально открыты. Они обеспечивают другое средство, позволяющее воздухообмену происходить.Открытие торцевых стенок особенно эффективно при коротких укрытиях в дни, когда ветер не дует перпендикулярно боковым стенкам. Открытые конечные стены могут быть достигнуты многими способами, которые могут использоваться отдельно или совместно как система.
- Установка шторных систем в фронтоне
- Установка шторных систем в конце
- Установка рулонных дверей
- Установка съемных панелей
- Установите сетчатую ткань вместо металлических панелей
карнизов проемов
Открытые карнизы лучше всего предназначены для использования в качестве основного воздухозаборника в холодные периоды с сильными условиями обдува.Для 2-, 3- и 4-рядных сараев эффективное отверстие карниза должно составлять не менее 1 дюйма на каждые 10 футов ширины здания. Для 6-рядных сараев эффективное отверстие должно составлять не менее 1-1 / 2. на 10 ‘ширины здания. Воздухозаборники карнизов не должны быть закрыты — они всегда открыты. Как правило, расстояние между верхней частью заголовка поддержки боковой стенкой ферменной конструкцией и нижней частью кровельного материала обеспечивает открытие карниза. В случаях, когда мягкое покрытие полностью закрыто, минимальная вентиляция может быть достигнута, если сделать эффективную высоту занавеса соответственно меньше, чем необходимо для полного закрытия боковой стенки.
Открытие хребта
Отверстие горного хребта обеспечивает выходной путь для подогрева укрывающего воздуха, который поднимается из-за тепловой плавучести. Эффективные отверстия гребня должны быть в два раза эффективнее отверстий карниза: минимум 2 дюйма горизонтальной ширины на каждые 10 футов ширины здания. Минимум 3 дюйма на 10 футов ширины рекомендуется в 6-рядных укрытиях.
Многие производители скептически относятся к предоставлению такого отверстия, так как они заинтересованы в выпадении осадков в укрытие.Доступны многочисленные методы решения этой проблемы. Примеры включают установку водосточной системы ниже проема горного хребта или наклон бетонного питающего переулка 3 «к центру здания вдали от столовой. Лучшая адаптация к открытому хребту, чтобы предотвратить попадание снега, — это установить хребты наверху. Высота подъема должна быть, по крайней мере, равна ширине эффективного проема. Опоры, в два раза превышающие эффективное отверстие хребта, хорошо работают в поле. Конструкционные элементы, выставленные на вершине здания, должны быть вспыхнуты или иным образом защищены от осадков.
Руководство по управлению естественной вентиляцией
Используйте эти рекомендации по качеству воздуха, чтобы определить, нет ли у вас достаточной вентиляции укрытия для вентилируемых естественным образом холодных сараев (с минимальной изоляцией или без нее).
- Зимой, если внутренняя температура более чем на 5-8 ° F выше температуры окружающей среды, необходима дополнительная вентиляция.
- Весной и осенью, если внутренняя температура больше, чем наружная, необходима дополнительная вентиляция.
- Летом, если коровы испытывают тепловую нагрузку при первом освещении утром после жаркого дня, то необходима дополнительная вентиляция.
- Если вы обнаружите более легкий запах навозного газа, вам потребуется дополнительная вентиляция.
Эффективная естественная вентиляция может быть достигнута во многих, но не во всех случаях при строительстве новых объектов. Многие существующие укрытия имеют недостаточный воздухообмен из-за отсутствия отверстий и / или плохо расположены по отношению к преобладающим ветрам.Туннельная вентиляция — это опция, доступная для производителей, строящих новые объекты, которые могут иметь нарушенную систему естественной вентиляции, или для тех, у кого есть существующие объекты, которые в настоящее время сталкиваются с проблемами естественной вентиляции, которые невозможно решить.
ТУННЕЛЬНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Туннельная вентиляция — это специальная, но простая летняя система вентиляции. Его цель — обеспечить скорость воздуха и воздухообмен одновременно в сарае. Вентиляторы (так называемые туннельные вентиляторы) размещаются в одной фронтальной стене здания (см. Рисунок 1).Вентиляторы приводятся в действие для создания отрицательного давления в сарае, в результате чего воздух всасывается в противоположное фронтальное отверстие торцевой стенки. Попав в сарай, свежий воздух поступает в продольном направлении через конструкцию и выпускается туннельными вентиляторами. Для того чтобы туннельная вентиляция работала с максимальным потенциалом, все боковые, потолочные и напольные отверстия должны быть закрыты для образования «туннеля».
Полевые измерения и опыт показали, что туннельная вентиляция эффективна для обеспечения предсказуемого воздухообмена в коровниках в свободном пространстве, но существуют некоторые проблемы, связанные с поддержанием жизнеспособной скорости воздуха на уровне коров.Исследования также показали, что движение воздуха от 400 до 600 футов в минуту может успешно снизить тепловой стресс у молочного скота.
Ограничения
Туннельная вентиляция, как правило, не подходит для вентиляции в холодное и холодное время года. Скорости воздуха, связанные с хорошо спроектированной туннельной системой, могут создавать холодные, сквозняки при работе в это время. Уменьшение количества работающих туннельных вентиляторов или уменьшение мощности каждого вентилятора за счет замедления работы электродвигателя приведет к снижению скорости воздухообмена, что может не обеспечить подачу свежего воздуха по всей длине сарая.Если некоторые из туннельных вентиляторов используются для вентиляции в прохладную погоду, то должны быть приняты соответствующие меры для обеспечения адекватного перемешивания и предотвращения серьезных перепадов качества воздуха по длине сарая.
Рис. 1. Туннельные вентиляторы, расположенные на торцевой части туннельного вентилируемого 6-рядного сарая для фристайла.
Максимальная длина сарая, которая может эффективно вентилироваться в туннеле, является еще одним ограничением системы. Когда воздух на входе движется в продольном направлении через сарай, он все больше загрязняется загрязнителями воздуха.В какой-то момент входящий воздух больше не является «свежим» и дает ограниченную выгоду коровам с подветренной стороны с этой точки. Ограниченные полевые данные, собранные автором, показали, что градиенты температуры и относительной влажности между впускным отверстием и выпускным отверстием в 6-рядном свободностоящем сарае с вентиляцией в туннеле длиной 600 футов были незначительными. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить практический предел длины для вентиляции туннеля в данных климатических регионах.
Процедура проектирования
Процедура проектирования системы вентиляции туннеля состоит из двух этапов.Сначала определяется требуемая общая мощность вентилятора. Затем это значение используется в качестве входной переменной для определения размера воздухозаборников.
Вентиляторы для калибровки
Успешное проектирование системы туннельной вентиляции должно достигать двух целей: скорость воздушного потока , и воздухообмен , . Каждая из этих целей должна рассматриваться индивидуально на этапе проектирования, чтобы определить, какая из них в конечном итоге будет управляться. Опыт показал, что необходимость удовлетворения критериев скорости воздуха почти всегда будет контролировать проект.
Общая мощность вентилятора должна быть определена соответственно для достижения желаемой скорости воздуха от 400 до 600 футов в минуту в сарае. Это достигается путем умножения площади поперечного сечения в сарае, перпендикулярном потоку воздуха, в квадратных футах, на требуемую скорость воздуха, в футах в минуту, чтобы получить продукт с единицами кубических футов в минуту (куб. Фут).
Для проверки достаточной производительности вентилятора для обеспечения правильной скорости воздухообмена летом используйте 1000 кубических метров свежего воздуха на корову. Чтобы определить минимальный требуемый уровень воздухообмена для летней вентиляции, просто умножьте количество коров в сарае на 1000 куб.
Используйте большее из двух значений, рассчитанных выше, для определения общей теоретической требуемой производительности вентилятора.
Пример конструкции
Чтобы проиллюстрировать процедуру проектирования, предположим, что производитель планирует дооснастить существующий 6-рядный сарай для свободного размещения, в котором содержится 500 коров с туннельной вентиляцией. Существующий сарай имеет ширину 106 футов, что является узким по современным стандартам дизайна и имеет 10-футовые высокие боковые стенки. Амбар полностью изолирован жесткой изоляцией доски вдоль нижней стороны нижних поясков фермы.Изоляция фактически создает потолок в сарае. Используя потолок в качестве верхней границы, площадь поперечного сечения сарая рассчитывается как приблизительно 1730 фут2. Умножьте желаемую скорость воздуха 500 футов в минуту на площадь поперечного сечения, чтобы получить продукт, равный 865 000 кубических футов в минуту. Теперь проверьте, обеспечивает ли это достаточный воздухообмен в сарае. Умножьте 1000 кубических метров на корову на 500 коров, чтобы получить 500 000 кубических футов в минуту. Для этого примера, дизайн, основанный на обеспечении желаемой скорости воздуха, управляет. Суммарная мощность вентилятора должна составлять 865 000 куб.
Теперь давайте увеличим количество коров в сарае до 950. Поскольку площадь поперечного сечения сарая, перпендикулярная воздушному потоку, не изменяется при добавлении коров (только длина), производительность вентилятора для достижения желаемой скорости воздуха не изменяется. Тем не менее, это количество коров требует 950 000 кубических метров воздуха (1000 кубических метров / корова х 950 коров), чтобы удовлетворить требования воздухообмена. В этом случае воздухообмен, а не скорость воздуха, определяет дизайн. В этом случае совокупная мощность вентилятора должна составлять 950 000 куб.
Калибровочные патрубки
Размер воздухозаборника должен иметь достаточное отверстие, чтобы необходимый объем воздуха мог попасть в сарай без чрезмерного сопротивления потоку от трения и турбулентности. Более высокое сопротивление создает условия повышенного статического давления в сарае и снижает эффективную производительность вентилятора. Входные отверстия имеют наилучшие размеры, чтобы обеспечить минимум 1 фут2 площади на каждые 400 куб. Футов мощности вентилятора. Старайтесь никогда не превышать 700 кубических футов в минуту на 1 фут2 площади входа.
Используя рассчитанную мощность вентилятора для приведенного выше примера, можно легко рассчитать минимально необходимую площадь впуска.Для условий, в которых скорость воздуха влияет на расчет, минимальная требуемая площадь впуска должна составлять 2162 фут2 (865000 куб. Фут / 400 куб. Фут / фут2). Если воздухообмен контролирует конструкцию, то минимальная необходимая площадь входа составляет 2 375 фут2. (950 000 куб. М / 400 куб. Обе эти входные зоны превышают площадь поперечного сечения сарая (приблизительно 1730 кв. Футов).
На практике впускной канал лучше всего достигается, если обеспечить столько открытой площади, сколько имеется на торцевой стенке напротив вентиляторов туннеля. Тщательно спроектированный впуск для большого сарая для свободного стенда показан на рисунке 2.Ферменная ферма на боковой стенке и четыре фермы, прилегающие к ферменной ферме, имеют другой дизайн, чем другие фермы в сарае. Это позволяет дополнительному воздуху входить через фронтон под потолком. В идеале можно удалить дополнительную облицовку нижней стенки, чтобы как можно больше воздуха попадало на уровне коров.
Рис. 2. Вход для туннельного вентилируемого 6-рядного сарая для ванных комнат.
Выбор и расположение вентиляторов
Для туннельных систем вентиляции следует выбирать только качественные и высокоэффективные вентиляторы.Качественные вентиляторы помогают обеспечить надежную работу. Эффективные вентиляторы экономят потребление энергии, хотя они обычно стоят дороже при покупке. Срок окупаемости зависит от количества часов работы вентиляторов в год и стоимости электроэнергии в данном месте.
КПД вентилятора, выраженный в кубических сантиметрах / ватт, определяется путем сравнения объемного выхода (кубических футов воздуха) с электрическим входом (ватт). Вентиляторы среднего размера (36 и 48 дюймов) будут иметь номинальную мощность около 17 кубических футов в минуту при рабочем давлении.Большие вентиляторы (диаметром от 51 до 60 дюймов) обычно имеют более высокую номинальную эффективность — приблизительно от 19 до 21 куб. Поскольку потребности в вентиляционных системах туннелей Freestall Barn высоки, большие вентиляторы рекомендуются для всех новых применений в строительстве и модернизации.
Туннельную мощность вентилятора следует выбирать исходя из рабочего статического давления 0,15 «водяного манометра (WG), чтобы обеспечить достижение расчетной скорости воздуха и скорости воздухообмена. Большие отрицательные давления (давление> 0.15 «wg) в сараях в условиях туннельной вентиляции — хороший индикатор неадекватной зоны входа.
Вентиляторы должны быть расположены через одну торцевую стенку сарая. Чтобы максимизировать поток воздуха через тела коров, расположите как можно больше вентиляторов близко к уровню пола коровника. Требуемые дополнительные вентиляторы должны быть уложены над первым рядом, опять же, чтобы последующие ряды вентиляторов были как можно ниже. Избегайте размещения вентиляторов над центральной дверью в проходном сарае. Вентиляторы, расположенные в этом положении, могут заставить воздух перемещаться вниз по центру и высоко над переулком подачи.Это не дает максимальной выгоды коровам.
Безопасность вентилятора
Большие туннельные вентиляторы обычно приводятся в движение ременным приводом от нескольких двигателей большой мощности и имеют тяжелые металлические или алюминиевые лопасти. Контакт с вращающимися лопастями опасен. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы исключить потенциальный контакт людей и коров. Съемные экраны, обычно доступные от производителей вентиляторов, должны быть установлены как на входной, так и на выходной стороне вентиляторов. Обеспечение дополнительного пространства между коровьей зоной и впускными отверстиями для вентиляторов создает специальную зону для обслуживания вентиляторов и повышает безопасность.Это пространство может быть включено в конструкцию сарая путем добавления 3–4 футов к длине сарая и установки ворот или ограждения для создания рабочей зоны между торцом сарая и коровьей зоной.
Управление вентиляторами
Так как туннельная вентиляция является летней системой вентиляции, а условия окружающей среды в течение лета значительно различаются, органы управления должны учитывать возможность регулировки туннельных вентиляторов с учетом изменений. Успешная работа полностью зависит от правильного управления вентилятором.Рекомендуется включать предварительно определенный блок туннельных вентиляторов при температуре воздуха в сарае около 65-68 ° F. (Банк — это несколько отдельных туннельных вентиляторов, которые управляются вместе.) Дополнительные банки вентиляторов впоследствии включаются с заданными интервалами температуры, пока все вентиляторы не будут работать при температуре от 71 до 74 ° F. Этот процесс определяется как подготовка вентилятора и может быть выполнен вручную или автоматически.
Ручное управление
Ручное управление требует частого внимания со стороны назначенных лиц, которые были обучены принципам и работе туннельной вентиляционной системы.Производительность системы может быть существенно снижена из-за невнимания или ошибки человека. Изменение погодных условий может потребовать частых или резких изменений на этапах туннеля и может произойти, когда нет обученного оператора. По этим причинам туннельная система лучше подходит для автоматического управления.
Автоматическое управление
Автоматическое управление более надежно с точки зрения повседневной жизни, но требует планового профилактического обслуживания для обеспечения правильной, непрерывной работы.Хорошая производительность достигается благодаря правильному расположению датчика, который обеспечивает вход для контроллера. Датчики должны быть расположены таким образом, чтобы они «чувствовали» воздух, который представляет собой состояние внутри сарая на уровне коровы. Датчики должны быть расположены таким образом, чтобы они не подвергались воздействию солнечной радиации или экстремальных локальных условий, вызванных коротким замыканием системы.
Автоматическое управление может осуществляться с использованием готовых контроллеров ступеней, доступных от нескольких вентиляционных компаний. Температура, при которой включается первый блок туннельных вентиляторов, и полоса пропускания (температурный интервал) между ступенями — вот некоторые из переменных, которые можно настраивать вручную с помощью большинства контроллеров ступеней.Кроме того, помните, что система штор сарая используется в качестве первой стадии вентиляции.
Постановка и жалюзи
Важно отметить, что для подготовки туннельных вентиляторов, автоматически или вручную, необходимо использовать жалюзи с механическим или статическим давлением на входной стороне каждого вентилятора. Каждый жалюзи должен открываться при включении вентилятора и закрываться при выключении. Работая таким образом, жалюзи будут предохранять систему от короткого замыкания, предотвращая движение воздуха в обратном направлении через неработающий вентилятор.
Управление боковой стенкой
Поскольку туннельная вентиляция является летней вентиляционной системой, другое средство обеспечения воздухообмена должно быть на месте до конца года. Естественная вентиляция — самый логичный выбор. Он должен быть правильно спроектирован в туннельный вентилируемый сарай.
Естественная вентиляция требует, чтобы боковые стенки занавеса действовали как входы и выходы воздуха. При использовании туннельной вентиляции в свободных сараях теоретически боковые стенки штор должны быть полностью закрыты для образования «туннеля».«Наблюдение за реакцией коровы указывает на то, что в рядах стойл, примыкающих к полностью закрытой боковой стенке, может происходить недостаточное движение воздуха. Последующие полевые измерения показали, что у амбаров с твердыми боковыми стенками или полностью закрытых боковых стенок практически нет движения воздуха вдоль внешний ряд киосков и внешний переулок. Слегка открыв стены занавеса (приблизительно на 2–4 дюйма), подняв нижнюю шторку снизу, можно проникнуть небольшому количеству воздуха по длине сарая на уровне коровы.Хотя это противоречит теории туннельной вентиляции, открытие боковых стенок необходимо для создания некоторого воздушного потока вдоль стойлов на внешних стенах, особенно там, где распределение скорости неравномерно.
Уникальный сарай нуждается в
Некоторые туннельные вентилируемые сараи имеют особые, уникальные потребности для максимизации качества воздуха и скорости воздуха на уровне коров в зависимости от их первоначальной конструкции. Эти потребности могут включать в себя воздушные перегородки и защиту от навоза.
Воздушные перегородки
Амбары с высокими потолками, как правило, имеют большое количество движения воздуха вблизи потолка.Воздух, который сначала течет по коровнику на уровне коров, сталкивается с коровами, стойлами, поевщиками и т. Д., А затем поднимается, преодолевая препятствие. Как только воздух поднимется, полевые измерения показали, что большая его часть будет оставаться высоко в сарае, пока не достигнет туннельных вентиляторов. Это происходит, если не установлен воздушный дефлектор или перегородка для перенаправления воздуха назад к уровню коровы. Один сарай выиграл от размещения горизонтальных воздушных перегородок в поперечном направлении через сарай с интервалом примерно в 100 футов.Перегородки высотой шесть футов были изготовлены из традиционного материала для навесных стен и опирались на систему тросов и талрепов для создания каждой перегородки. Наблюдение за воздушным потоком через сарай после установки перегородки указывает на то, что воздушные перегородки обеспечили бы еще большую выгоду, если бы они были расположены ближе друг к другу.
Снижение уровня потолка приведет к увеличению объема воздуха, проходящего через заданную площадь поперечного сечения в данном сарае, если число туннельных вентиляторов останется неизменным.Однако, более низкий потолок нежелателен с сараями, естественно проветренными остальная часть года. Это говорит о том, что дизайн молочного сарая, возможно, должен кардинально измениться на круглогодичную механическую вентиляцию, если это экономически целесообразно, для обеспечения конструкции геометрии сарая, которая решает серьезные проблемы в летних условиях.
Защита от навоза от газов
В амбарах Freestall с жидким навозом, поступающим в самотечные желоба, расположенные под полом сарая, необходимо особое внимание при планировании и проектировании, чтобы минимизировать поток навозного газа из хранилища обратно в сарай.
Трубопроводы с гравитационным потоком, которые при хранении всегда погружены под поверхность свободной воды, не требуют дополнительного внимания. Отсутствие движения воздуха по трубе предотвратит значительный поток газа в сарай. Тем не менее, самотечные трубы, которые не всегда погружены в воду, могут переносить большие объемы газов обратно в сарай, когда они находятся над поверхностью свободной воды. Жесткая резина или другой инертный материал могут быть использованы для создания заслонки, которая поможет герметизировать трубу.В качестве дополнительной профилактической меры, расположите сливную трубу самотеком как можно дальше от обозначенных мест перемешивания. Значительные концентрации газов обычно выделяются при перемешивании навоза, особенно на месте перемешивающего устройства.
Туннельная Вентиляция Экономика
Туннельные вентиляционные системы имеют измеримые капитальные и эксплуатационные расходы выше, чем у естественной вентиляционной системы. Чистая окупаемость инвестиций в систему вентиляции туннеля зависит от того, насколько хорошо коровы поддерживают выработку молока в течение достаточного количества дней в вентилируемом туннеле сарае каждое лето по сравнению с естественно вентилируемым убежищем.Дополнительные затраты на приобретение, установку, эксплуатацию и обслуживание туннельной системы должны быть компенсированы устойчивым производством молока, чтобы инвестиции приносили положительный доход. Становится все более важным определить, будет ли инвестиция в молочную ферму иметь положительную норму прибыли в течение разумного периода времени.
Анализ денежных потоков
Полный анализ денежных потоков в туннельной вентиляционной системе сложен и его трудно полностью оценить количественно.Хотя анализ постоянных и эксплуатационных расходов, связанных с туннельной системой, может быть количественно определен, точный анализ коровы намного сложнее. Сложность измерения полного биологического ответа коровы на тепловой стресс в сочетании с отсутствием данных о производительности для разработки прогнозов экономических потерь делает это трудным. Анализ, который показывает положительный прогноз денежных потоков, основанный только на устойчивом производстве молока, будет консервативным анализом инвестиций. Если будут реализованы другие менее ощутимые выгоды, будет видно усиление положительного воздействия решения.
При выполнении анализа денежных потоков для туннельной вентиляции первым шагом является определение оборудования, необходимого для оснащения амбара с туннельной вентиляцией, и расчет стоимости эксплуатации и обслуживания этого оборудования в течение реалистичного периода окупаемости. Затем эту информацию можно использовать для определения пороговой величины производства молока, необходимой для безубыточного возврата. Результаты можно интерпретировать по количеству дней вентиляторов (1 день вентиляторов = 24 часа непрерывной работы вентилятора) в год.Устойчивый уровень производства, превышающий расчетное пороговое значение, приведет к увеличению поступления денежных средств от инвестиций, в то время как приведенное ниже значение приведет к дополнительным денежным средствам, которые требуются от других аспектов бизнеса для оплаты части инвестиций, а также затрат на эксплуатацию и обслуживание.
Уровни безубыточности производства, показанные в таблице 1, были рассчитаны с использованием энергосберегающей системы туннельных вентиляторов для общих конфигураций сарая. Была использована цена покупки вентилятора и стоимость установки 1170 долл. США и 400 долл. США за вентилятор.Суточная требуемая длительная выработка в фунтах / г / сутки колеблется от 12,1 до 2,7 для 2-рядного сарая, от 16,1 до 1,8 для 3-рядного сарая, от 16,1 до 2,4 для 4-рядного сарая и от 19,1 до 2,2 для 6-рядного сарая.
Таблица 1. Фунты молока на корову в день, необходимые для безубыточности при использовании энергоэффективной системы туннельных вентиляторов. Анализ основан на пятилетнем периоде окупаемости, процентной ставке 8 процентов и отсутствии изменений в операционных расходах из-за инфляции. Цена брутто молока = 12 долларов США за Cwt. и стоимость энергии = $ 0.10 / кВт-ч.
1Нет. коров = общее количество кормящих коров в сарае.
2Extra Benefit Days = дополнительные дни устойчивого производства; количество дней после закрытия туннеля, которые положительно влияют на производство молока коров.
3A день вентилятора определяется как все вентиляторы, работающие в сарае непрерывно в течение 24 часов.
Максимальные и минимальные значения из Таблицы 1, основанные на проценте суточной молочной продуктивности, показаны в Таблице 2 для различных среднесуточных стад.Высокопродуктивные коровы, которые могут подвергаться более неблагоприятному воздействию теплового стресса, чем коровы с низкой продуктивностью, требуют меньшего устойчивого производства молока для достижения безубыточных инвестиций.
Таблица 2. Процент общего производства, необходимого для безубыточности для суточных уровней производства, в диапазоне от 70 до 100 фунтов / день на корову с использованием диапазона значений, показанных в таблице 1.
неотвеченных вопросов
Постоянный интерес промышленности к использованию туннельной вентиляции для больших сараев для ванных комнат очевиден.Перед проектировщиками туннельной системы вентиляции стоит уникальная задача, поскольку полная информация о конструкции отсутствует. Производители молочной продукции и операторы систем вентиляции нуждаются в дополнительных руководствах, которые позволят им принимать более обоснованные управленческие и операционные решения. Соответствующие вопросы, которые в настоящее время остаются без ответа, включают:
- Какова практическая длина сарая для вентиляции в туннеле?
- Как лучше поддерживать равномерную скорость воздуха на уровне коровы в сарае?
- Каковы оптимальные настройки для автоматического управления?
- Каково истинное соотношение затрат и выгод для вентилируемых в туннелях сараев?
Прочие вопросы
Производители, использующие туннельные вентилируемые сараи для обшивки, должны рассмотреть резервный источник питания соответствующего размера, чтобы обеспечить резервное питание для туннельных вентиляторов и их системы управления во время перебоев в подаче электроэнергии.Резервные генераторы энергии обычно необходимы на молочных фермах для обеспечения бесперебойного электрического обслуживания оборудования для сбора и охлаждения молока. Учет электрических нагрузок туннельных вентиляторов при подборе резервных генераторов поможет обеспечить бесперебойную работу вентилятора в периоды потери электроэнергии.
Еще одним соображением является установка системы сигнализации, которая предупреждает работников фермы, если электропитание прерывается на туннельные вентиляторы. Сигнализация настоятельно рекомендуется для любого сарая, который полагается на механическую вентиляцию круглый год.Коровы в этих амбарах подвергаются воздействию неблагоприятных атмосферных и температурных условий вскоре после того, как вентиляторы туннеля перестают работать. План эвакуации должен быть на месте, чтобы удалить коров из сарая, если это необходимо. Как минимум, автоматические опускания завесы должны быть на месте в случае сбоя механического питания. Это стандартное и необходимое оборудование на современных птичниках.
РЕЗЮМЕ
Определение наиболее подходящей системы вентиляции для вашего предприятия зависит от структуры к структуре, также как баланс рациона варьируется от группы коров к группе коров.Естественно вентилируемая конструкция, которая обеспечивает адекватный воздухообмен и оснащена охлаждающими вентиляторами, размещенными над рядами стойл, и зона подачи остается предпочтительной системой в настоящее время. Тем не менее, как новые, так и существующие конструкции могут значительно выиграть от реализации вентиляции туннеля, которая в противном случае обеспечила бы плохие условия для коров. Туннельная вентиляция может быть экономически эффективной для всех распространенных планировок коровников, в которых содержится достаточное количество коров, что делает ее экономически целесообразной.
Ссылки по теме:
Pro-Dairy веб-сайт
,Цель состоит в том, чтобы обеспечить свежий воздух равномерно по всему молочному укрытию, чтобы все животные получали адекватные количества и качества
Введение
Какова функция молочного сарая? Ответ прост: обеспечить защиту от солнца летом и защиту от ветра и влаги зимой. Современные, естественным образом проветриваемые молочные сараи следует рассматривать как укрытия.Укрытия обеспечивают избавление от элементов, но не полный контроль окружающей среды. По своей сути они постоянно вентилируются по характеру своего дизайна.
Теоретически естественной вентиляции легко добиться. Но на практике слишком часто это происходит не в той степени, которая необходима для обеспечения подходящей среды. Многие факторы влияют на естественную вентиляцию. Но прежде чем говорить о факторах, влияющих на вентиляцию, мы должны понять принципы правильной вентиляции.
Основы вентиляции
При использовании механической или естественной вентиляции цель состоит в том, чтобы обеспечить равномерный свежий воздух во всем молочном приюте, чтобы все животные получали адекватные количества и качества.Акцент здесь сделан на свежий воздух! Источником свежего воздуха в приюте является наружный воздух. Таким образом, правильная вентиляция означает, что нужно брать наружный воздух и равномерно распределять его по всему укрытию. Входящий воздух смешивается с загрязнителями воздуха (влага, пыль, болезнетворные микроорганизмы, навозные газы и тепло) в укрытии и выпускается, как показано на рисунке 1. Вентиляторы, висящие над стойлами или переулками, не обеспечивают воздухообмен и не заменяют открытый боковые стенки и боковые стенки.
Рисунок 1.Основной принцип вентиляции: свежий воздух смешивается с укрытыми воздушными загрязнителями и выпускается.
Для естественной вентиляции укрытия требуется всего несколько вещей: ветер, генерируемый матерью-природой, знание нескольких простых инженерных принципов и немного здравого смысла. Вот и все, что нужно сделать! Проектные усилия сосредоточены на максимизации свободной энергии, предоставляемой природой. Давайте посмотрим на важные принципы, которые необходимо учитывать при проектировании системы естественной вентиляции.
Расположение и ориентация укрытияУспешная система естественной вентиляции зависит от расположения и ориентации укрытия. Приюты для животных должны быть расположены таким образом, чтобы ветер не блокировался естественными или искусственными сооружениями. Идеальные места находятся на самой высокой площадке, доступной на ферме. Другие конструкции, такие как силосы (как стойки, так и бункеры), другие сараи и естественные ветровые барьеры, должны быть расположены на подветренной (подветренной) стороне укрытия. При строительстве нескольких приютов для животных минимальное расстояние между укрытиями должно составлять не менее 75 и предпочтительно 100 или более, чтобы обеспечить надлежащий воздухообмен.По мере увеличения длины укрытий расстояние между укрытиями также следует увеличивать.
Идеальная ориентация укрытия позволяет преобладающим летним ветрам пересекать укрытие перпендикулярно боковой стенке, как показано на рисунке 2. При такой ориентации воздух, поступающий в укрытие через боковую стенку шторки, проходит наименьшее возможное расстояние для выхода из укрытия через противоположную боковую стенку , Это улучшает скорость воздухообмена в укрытии и, следовательно, улучшает окружающую среду коров.Поскольку ветер меняет направление, ветер, ударяющий о боковую стенку в пределах 45 градусов от перпендикуляра, в большинстве случаев все же приведет к достаточному воздухообмену.
Рисунок 2. Вид в плане расположения молочного укрытия по отношению к преобладающим летним ветрам.
Во многих местах на северо-востоке преобладающим направлением летнего ветра является запад или юго-запад. (Это должно быть подтверждено на вашем сайте, так как преобладающее направление ветра действительно зависит от конкретного места.) Не рекомендуется строить укрытие с стойлами вдоль внешнего ряда укрытия, ориентированного с севера на юг (перпендикулярно преобладающему ветру), поскольку на этих стойлах будет светить полуденное солнце. В этой ситуации предпочтительны компоновки прилавков с головой к центру с центральными проходными кормушками. Проезд вдоль кормовых укрытий может быть спроектирован так, чтобы переулок корма находился на западной стороне укрытия, что исключает проникновение солнца на стойла.
Другие факторы, которые влияют на ориентацию укрытия, включают будущее расширение, топографию, поток коров и поток навоза.Производители должны учитывать все эти факторы при размещении и ориентации своих убежищ.
Боковые отверстия
Боковые стенки укрытий с естественной вентиляцией — это входное или выходное отверстие для воздуха в зависимости от направления ветра. Для обеспечения надлежащей вентиляции боковые стенки укрытия должны быть открыты; полностью открытый летом, умеренно открытый поздней осенью и ранней весной, и даже несколько открытый в разгар зимы.
Высота боковых стенок должна составлять не менее 12 футов для открытых передних 2- и 3-рядных укрытий, 14 футов для 4-рядных укрытий и от 14 до 16 футов для 6-рядных укрытий.При такой высоте боковых стенок большие объемы воздуха могут входить и выходить из укрытия даже при небольшом ветре. Кроме того, высокие боковые стенки означают, что в периоды небольшого или нулевого естественного воздухообмена в укрытии имеется большой объем разбавляющего воздуха. Это продлевает период времени, пока «застойный воздух» в укрытии не станет «несвежим».
Регулируемые шторы используются на боковых и боковых стенках укрытия, чтобы максимально увеличить вентиляционные отверстия. Боковые шторы обычно разделяются пополам, образуя верхнюю и нижнюю шторы.В большинстве систем верхние шторы опускаются, чтобы открыть, а нижние шторы поднимаются, чтобы открыться. Занавески, которые поворачиваются, чтобы открываться и закрываться, предпочтительнее, чем те, которые связываются, поскольку при открытии они занимают гораздо меньше места, а также они не обеспечивают столько места обитания для грызунов.
Производители должны соблюдать осторожность, чтобы не перекрыть отверстия, обеспечиваемые высокими боковыми стенками, чрезмерным количеством оборудования для штор или вспомогательных материалов. Например, использование сварной сетки размером 1 на 2 дюйма в качестве опоры для занавески лучше, чем использование расширенной пластиковой защитной сетки, которая имеет увеличенную площадь поверхности.Точно так же хранение занавеса в раздельной системе занавесок (особенно те, которые связываются вместе, когда открыто) уменьшает эффективное открытие. Свяжите и поднимите верхнюю штору сразу под карнизом и поднесите к конструкционному жатке, чтобы поддерживать чистоту шторы и минимизировать засорение ветром.
карниза,
Карнизможет быть спроектирован так, чтобы он служил в качестве основного воздухозаборника в холодные периоды с сильными условиями обдува и для защиты от солнца и элементов. Для 2-, 3- и 4-рядных укрытий эффективное отверстие карниза должно составлять минимум 1 дюйм на каждые 10 футов ширины здания.Для 6-рядных укрытий эффективное отверстие должно составлять не менее 1-1 / 2 «на 10 ‘ширины здания. Воздухозаборники карниза — это отверстия, которые нельзя закрыть — они всегда открыты. Обычно расстояние между верхом коллектор поддержки фермы боковой стенки и нижняя часть кровельного материала являются достаточным пространством для обеспечения минимальной вентиляции. В случаях, когда потолок полностью закрыт, минимальная вентиляция может быть достигнута, если сделать эффективную высоту шторы соответственно меньшей, чем необходимо для полного закрытия Боковая стенка.
Рисунок 3. Боковая шторка для укрытия с естественной вентиляцией. Высота боковой стенки H должна составлять не менее 12 футов для 2-х и 3-х рядных открытых передних укрытий, 14 футов для 4-х рядных укрытий и от 14 до 16 футов для 6-рядных укрытий.
хребта отверстия
Отверстиягорных хребтов полезны в укрытиях с естественной вентиляцией, поскольку они позволяют теплому, поднимающемуся, загрязненному воздуху в укрытии выходить через вершину. Эффективные отверстия гребня должны в два раза превышать эффективные отверстия карниза — минимум 2 дюйма горизонтальной ширины на каждые 10 футов ширины здания.В 6-рядных укрытиях рекомендуется три (3) дюйма на 10 футов ширины.
Многие производители скептически относятся к предоставлению такого отверстия, так как они заинтересованы в выпадении осадков в укрытие. Доступны многочисленные методы решения этой проблемы. Примеры включают установку системы водосточных желобов под проемом ребра и наклон бетонного перекрытия питающего переулка к центру здания вдали от рабочей поверхности стола подачи. Проведенные в начале 1990-х годов внутрихозяйственные исследования показали, что наилучшая адаптация к открытому хребту для предотвращения попадания снега — это установка выступов хребта, как показано на рисунке 4.Высота наверху должна быть как минимум равна ширине эффективного отверстия. Один из центральных производителей штата Нью-Йорк использовал 40-дюймовое отверстие горного хребта с выступами в своем новом 6-рядном укрытии. Он сообщил, что в первый год использования через открытый хребет не было измеримых уровней снега, несмотря на суровую зиму. Несколько последующих зим также оказалось не проблема.
Структурные элементы, выставленные на вершине здания, должны быть пробиты или иным образом защищены от осадков.
Рисунок 4.Открытый гребень с вертикальными выступами, установленными для усиления воздушного потока и минимизации проникновения влаги в укрытие. X = 2 дюйма на 10 футов ширины здания для 2-, 3- и 4-рядных сараев и 3 дюйма на 10 футов ширины здания для 6-рядных сараев. Значение Y = X до 2X.
Скат крыши
Наклон крыши влияет на скорость, с которой горячий воздух, вырабатываемый коровами, поднимается вертикально в укрытии и выходит через пик. Все укрытия с двускатной конструкцией лучше всего вентилируются с уклоном крыши 4/12.Для односкатных крыш предлагается шаг 3/12.
Открытия Endwall
Торцевые стенки на укрытиях для свободных мест должны быть открыты в максимально возможной степени. Это обеспечивает еще одно средство для поступления свежего воздуха в укрытие и выхода несвежего воздуха. Открытие торцевых стен в дни, когда дует ветер к ним, особенно эффективно с укрытиями короткой длины. Открытые конечные стены могут быть достигнуты с помощью различных методов, которые могут использоваться по отдельности или вместе как система.Это включает в себя:
- установка карнизов в фронтоне,
- установка шторных систем в торцевой части,
- установка рулонных дверей,
- установить съемные панели и / или
- установить сетку вместо металлического сайдинга.
Руководство по управлению вентиляцией
Следующие рекомендации могут использоваться для контроля качества воздуха в естественных вентилируемых холодных укрытиях (с минимальной изоляцией или без нее).
- Зимой внутренняя температура сухой колбы не должна быть более чем на 5-8 ° F выше температуры окружающей среды.
- Весной, летом и осенью температура сухой колбы укрытия должна быть равна температуре сухой колбы окружающей среды (если в укрытии не используется испарительное охлаждение).
- Если ваше укрытие пахнет как старый сарай вашего деда, то вам нужна дополнительная вентиляция.
В некоторых случаях молочные приюты не смогут успешно вентилироваться с помощью естественной вентиляционной системы.Амбары, которые имеют неадекватные отверстия или расположены неправильно, подвергаются недостаточному воздухообмену. Неправильное размещение включает в себя размещение сараев слишком близко друг к другу, неправильную ориентацию или размещение их сразу по ветру от сезонных или постоянных ветровых барьеров. Эти сараи являются хорошими кандидатами для механической вентиляции. Многие производители на Северо-Востоке, чьи молочные сараи не могли естественным образом проветривать естественную систему, могут обеспечить качественную среду для своих коров с помощью механической вентиляции.
Ссылки по теме:
PRO-DAIRY Инжиниринг Страница
,