Вентиляция и ориентация окон

Ориентация окон имеет особенно важное значение для формирования воздушных потоков в доме. Очень часто при расположении входных и выходных проёмов друг против друга и перпендикулярно направлению господствующих ветров воздушный поток проходит напрямую через помещение, в малой степени влияя на воздухообмен в других частях помещения. Опыт на квадратной в плане модели показал, что при расположении окон на смежных стенах наибольшая скорость потока наблюдается в случае, когда направление ветра перпендикулярно поверхности окон. Опыты на прямоугольной модели показали, что имеет место явление «затенения». Правильное размещение окон и внутренних стен позволяет избежать этого явления. Оказалось, что воздушный поток, попав в помещение, стремится следовать своему направлению, пока разница в давлении у выходного проёма не заставит его изменить это направление. Этот вывод очень важен для районов, где в тёплое время года господствующими являются ветры восточного и западного направлений. В данном случае при выборе ориентации дома и необходимости посадки его перпендикулярно господствующим ветрам может возникнуть осложнение, которое достаточно просто устраняется, при переориентации здания на северо-восток или юго-запад, что позволит обеспечить условия для необходимой естественной вентиляции. Например, фермеры провинции Квебек ставят свои дома так, чтобы стена наименьшей площади была перпендикулярна направлению господствующих зимних ветров. Такая ориентация позволяет легко использовать все преимущества господствующих летних ветров. Для определения скорости воздушного потока при сквозной вентиляции имеет большое значение размер окон. В комнатах, где окна расположены только по одной стене, естественная вентиляция либо очень мала, либо совсем отсутствует. Чтобы воздух мог войти в помещение, он должен иметь возможность из него выйти. При наличии сквозной вентиляции её параметры изменяются при одновременном увеличении размеров входных и выходных окон. Скорости воздушных потоков при увеличении размеров окон, естественно, уменьшаются. Изменение средней скорости воздушных потоков обусловлено изменением размеров меньшего проёма, но максимальная скорость достигалась при изменении относительных размеров входных и выходных окон. Большинство жилых и рабочих помещений имеют только одну наружную стену и чаще всего одно окно. В этом случае вентиляция должна осуществляться иными методами, чем при сквозной планировке помещения. Скорость воздушного потока в этих помещениях составляет 1/3–1/4 скорости потока при сквозной вентиляции и одинаковой площади окон. В помещениях с одним окном искусственно должна быть создана зона высокого давления. Это достигается с помощью вертикальных элементов стен. В этом случае наблюдалось увеличение скорости воздушного потока. Большие скорости воздушных потоков отмечались, когда ветер имел направление под углом к плоскости стен. На это следует обращать внимание при проектировании помещений с двумя окнами, между которыми расположен какой-либо вертикальный элемент. Искусственные зоны высокого и низкого давлений создавались путём впуска воздуха через окно, возле которого давление наружного воздуха было выше, и выпуска через окно, возле которого давление наружного воздуха было ниже. При наличии вертикальных элементов с двух сторон воздушные потоки внутри помещения не образовывались. Сквозная планировка создаёт исключительно благоприятные условия для естественной вентиляции. Так как при устройстве естественной вентиляции прежде всего необходимо обеспечить охлаждение помещений, то воздушный поток должен быть направлен в зону деятельности людей, а не в припотолочную зону. Расположение выпуска воздуха и тип устройств, используемых для впуска воздуха, определяют характер воздушного потока. При проектировании очень важно учитывать, что в большинстве случаев максимальные скорости воздушных потоков наблюдаются, когда площадь выпускного проёма больше площади впускного. Максимальный воздухообмен происходит при одинаковой площади впускного и выпускного проёмов, однако для охлаждения более важна большая скорость движения воздуха. Средняя скорость движения воздуха прямо пропорциональна общей площади окон. Доказано, что для создания в помещении воздушного потока входные и выходные проёмы не обязательно должны располагаться на противоположных стенах. Характер воздушных потоков зависит от решения входного проёма и горизонтального расположения выходного проёма. Входной проём может выполнять роль сопла, формируя направления потока и обусловливая максимальный эффект охлаждения. Высота потолка непосредственно не влияет на характер воздушных потоков. Если поток имеет уклон, то тёплый воздух, поднимаясь вдоль него, является побудителем тяги и создаёт условия для подсоса свежего воздуха в помещение. Однако этот процесс недостаточно интенсивен для создания комфортных условий в тёплое время года. Глубина помещения также не оказывает влияния на процесс естественной вентиляции. При наличии коридора следует учитывать, что он может выполнять роль воздуховода, и выпускные проёмы могут входить в него. Коридор иногда выполняет роль приточного воздуховода; в этом случае необходимо тщательно анализировать распределение воздушных потоков в помещении. Небольшие входные проёмы имеют тенденцию к формированию воронкообразных потоков, создавая эффект Вентури. В этом есть и свои преимущества, и свои недостатки. В прямоугольных помещениях, где окна расположены на противоположных стенах, имеющих небольшую площадь, воздушный поток заполняет всё помещение. В квадратных помещениях и помещениях с окнами, расположенными на противоположных стенах большей площади, эффект вентиляции будет сказываться только на охлаждении зон, находящихся между окнами, и в малой степени будет сказываться на остальных участках, где возможно формирование застойных зон. Выводы:

• глубина помещения не оказывает существенного влияния на вентиляцию;
• высота потолка незначительно влияет на вентиляцию;
• вертикальные элементы, правильно помещённые между двумя соседними окнами на наружной стороне, могут усилить воздухообмен;
• при расположении окон на смежных стенах входной проём должен быть на стене, перпендикулярной направлению господствующих ветров;
• при окнах, расположенных друг против друга, наилучший эффект достигается, при расположении входного окна под углом к направлению господствующих ветров;
• максимальная скорость воздушного потока наблюдается, когда площадь выходного проёма больше площади входного;
• правильный выбор входного проёма и горизонтального расположения выходного формирует характер воздушного потока.