ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ

Естественные системы вентиляция характеризуются отсутствием искусственных побудителей (вентиляторов). Воздухообмен в них происходит через поры строительных материалов ограждающих конструкций, специальные каналы и различные щели (в стенах, дверях, и др.) в результате разницы давлений наружного и внутреннего воздуха. Эта разница возникает вследствие скоростного напора ветра и разности температур.

В местах повышенного давления (с наветренной стороны) воздух нагнетается в помещение, а пониженного (с подветренной) – вытягивается из него. Объем приточного воздуха зависит от проницаемости (пористости) строительных материалов ограждающих конструкций, наличия и величины каналов и щелей, разности температур внутреннего и наружного воздуха и скорости ветра.

Считается, что для создания благоприятных условий воздушной среды в зданиях, построенных из материалов с высоким термическим сопротивлением, внутренний объем основного помещения из расчета м³/гол. должен составлять: для коров – не менее 30, молодняка крупного рогатого скота – 20, свиноматок – 20...30, откормочных свиней – 10...15, овец – 5. При этом в зимний период воздухообмен должен быть не менее 17 м³/ч/ц живой массы, а кратность воздухообмена – 4...5 раз в течение 1 ч.

Системы естественной вентиляции бывают беструбные и трубные.

К беструбным относятся: фрамужная, горизонтальная, потолочно-щелевая, коньково-щелевая и другие системы вентиляции

Фрамужная вентиляция осуществляется через окна, фрамуги, форточки. В помещениях с двойными окнами и фрамугами, для того чтобы приточный холодный воздух в начале отбрасывался на стену, а затем, уже частично подогретый, поступал в зону размещения животных, наружные рамы рекомендуется устанавливать с верхнешарнирным креплением (рис. 17), а внутренние – с нижнешарнирным.

Рис. 17. Верхнешарнирное крепление окон

При горизонтальной вентиляции воздухообмен происходит через специальные каналы, устроенные в стенах. Иногда вентиляционные каналы устраивают под крышей на всю длину помещения (рис. 18). При низких температурах их закры­вают теплоизолирующим материалом (соломой), специальными створками или шторами (рис. 19). При этом рекомендуемая площадь вентиляционных каналов – 700...1000 см² на 1 голову.

Рис. 18. Приточный канал

Потолочно-щелевая вентиляция осуществляется за счет вытяжки воздуха через потолочную щель, устроенную по всей длине здания, которая в холодный период утепляется (прикрывается соломенными матами). Приточными каналами обычно служат надоконные щели или форточки.

Более управляемыми являются трубные системы вентиляции. Основ­ными конструктивными элементами трубной вентиляции являются вытяж­ные трубы (шахты) с клапанами для регулирования вытяжки воздуха и приточные устройства.

Вытяжные шахты (рис. 21) располагают равномерно по кровле и выводят на высоту не менее 0,6 м, выше конька здания. Имеются данные, что для обеспечения эффективной работы верхняя часть шахт должна подниматься над плоской кровлей на 1,5, а над коньковой - на 1 м. Сверху шахт устраивают специальную насадку – дефлектор, который способствует усилению вытяжки воздуха и предохраняет от атмосферных осадков.

Для уменьшения образования конденсата и промерзания стенки вытяжных труб, выходящие наружу здания, утепляют. Площадь сечения вытяжных шахт зависит от высоты трубы и разности температур внутри помещения и снаружи. Ориентировочные значения сечения вытяжных труб для животноводческих помещений представлены в табл. 40.

Таблица 40 Сечения вытяжных труб при вентиляцииа естественной тяге

Приточные устройства (каналы, форточки, щели и др.) оборудуют в стенах. Площадь сечения всех приточных каналов должна составлять 60...80 % от общей площади вытяжных шахт.

В коровниках, конюшнях и овчарнях, при хорошей их теплоизоляции и достаточной кубатуре, системы естественной вентиляции работают вполне эффективно. Однако при очень низких температурах наружного воздуха тепла, выделяемого животными, не хватает и для поддержания нормативного температурного режима вентиляционные устройства приходится частично или полностью закрывать, что приводит к нарушению воздухообмена и рационального воздухораспределения. В помещениях для птицы, свиней и молодняка для решения этой проблемы используют ото­пление и локальный обогрев.

Объем вентиляции, или количество поступающего в помещение воздуха (L, м³/ч), а также расчеты площади сечения вытяжных и приточных устройств обычно определяют по накоплению водяных паров в воздухе.

Расчеты проводят по формуле:

L=Q/q₁–q₂,

где Q – количество водяных паров, которое выделяют находящиеся в помещении животные с учетом процентной надбавки влаги, испаряющейся с поверхности пола, кормушек, поилок, стен и других ограждений в час, г/ч;

g₁ – абсолютная влажность воздуха помещений, при которой относительная влажность остается в пределах норматива, г/м³;

q₂ – средняя абсолютная влажность наружного воздуха вводимого в помещение в переходный период (ноябрь и март) по данной климатической зоне, г/м³.

В условиях сухого климата и в холодное время года объем вентиляции можно определить и по количеству углекислого газа, выделяемого животными по формуле:

L = C/c₁-c₂,

где С – количество углекислого газа, выделяемого животными, л/ч;

c₁ – концентрация СО₂, допустимая в помещениях, л/м³;

с₂ – концентрация СО₂, в наружном воздухе, л/м³.

После расчета часового объема вентиляции определяют необходимое общее сечение вытяжных и приточных каналов.

Общее сечение вытяжных каналов (S₁, м²) рассчитывают по формуле:

,

где v – скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с;

3600 – количество секунд в одном часу.

Общее сечение приточных каналов (S₂) составляет 60...80 % от общей площади вытяжных шахт. Количество вытяжных и приточных каналов (n₁ и n₂) определяют по формулам:

где s₁ – сечение одного вытяжного канала;

s₂ – сечение одного приточного канала, м².

Отношение объема воздуха, поступающего в помещение или удаляемого из него в течение часа, к внутреннему объему помещения называется кратностью воздухообмена. Кратность воздухообмена должна обеспечивать животных необходимым количеством свежего воздуха в час.

Из трубных систем с естественным побуждением воздуха наибольшее распространение получили разработанные К.Г. Юргенсоном и коллективом ВИМЭ в составе В.В. Бокова, П.Н. Савина и М.В. Калитаева.

В системе Юргенсона (рис. 22) вытяжка воздуха из помещения осуществляется через одну или две вытяжные шахты сечением от 2 до 2,5 м², установленные нижним концом в одной плоскости с потолочным перекрытием. Для регулировки воздухообмена в шахтах устроены специальные заслонки. Приточными устройствами служат подоконные (надоконные) щели, форточки или фрамуги.

Рис. 22. Схема вентиляции Л.К. Юргенсона

Недостатком данной системы является то, что одна или две шахты не способны обеспечить рациональное воздухораспределение в помещении. Более совершенна в этом отношении вентиляция ВИМЭ, размер шахт в которой (0,6 × 0,6 или 0,8 × 0,8 м) позволяет увеличить их количество. Кроме того, шахты в ней оборудованы дефлекторами, что улучшает их производительность.

Естественные системы вентиляции могут обеспечивать требуемый воздухообмен только при разнице температур внутреннего и наружного воздуха. В летний и переходные периоды года их работа малоэффективна. При наружных температурах ниже –13 °С возможно переохлаждение помещения. Наибольшее проветривание при этой вентиляции происходит в верхней зоне помещения (более нагретой и менее загрязненной), недоступной для животных. В то же время невысокая цена и простота в обслуживании, бесшумность работы и низкая энергоемкость, подтвержденные многолетним опытом эксплуатации, обусловливают перспективность использования этих систем в современном животноводстве. ↑