Общеобменная вентиляция

Общеобменная вентиляция осуществляет приток в баню свежего воздуха и удаление из помещения выделений вредных веществ, явных избытков тепла и влаги, а также устранение запахов и задымлённости. Несмотря на кажущуюся ясность и чёткость задачи, правильно понять её зачастую удаётся весьма формально. Действительно, в каждую точку свежий воздух не подашь и из каждой точки воздух не удалишь, тем более не установишь повсюду термометры, гигрометры и газоанализаторы. 

Организация воздухообмена в бане

Смена воздуха в каждой точке помещения происходит за счёт упорядоченных потоков воздуха, которые можно условно разделить на циркуляционные (внутренние замкнутые) и вентиляционные (замыкающиеся вне здания). В одних зонах бани воздух циркулирует или вентилируется чрезмерно быстро, а в застойных зонах — чересчур медленно. Именно циркуляция является тем самым фактором, который приводит к перемешиванию воздуха, в результате чего нежелательные примеси неизбежно распространяются по всем зонам бани (правда, со снижением концентраций). Удаление же примесей происходит лишь за счёт вентиляции.

Загрязняющие факторы и необходимая кратность воздухообмена в банях

Человек устроен так, что выдыхает воздух именно туда, откуда тотчас его и вдыхает. Поэтому очень важна не столько вентиляция всего помещения и даже не вентиляция места пребывания людей, сколько подача свежего воздуха именно в зону дыхания каждого конкретного человека около рта. Это может быть достигнуто либо естественной конвекцией (всплыванием) тёплого выдыхаемого с ускорением воздуха, либо перемешиванием воздуха за счёт циркуляции и вентиляции в помещении, либо движениями самого человека. Например, в современном автомобиле правильно сконструированная вентиляция не просто вентилирует кабину водителя, а подаёт свежий воздух непосредственно в зону дыхания к лицу неподвижно сидящего водителя.

Механическая и естественная вентиляция бань

Необходимую кратность вентиляции надёжней всего обеспечить механической (принудительной) вентиляцией, закладывая в проект приточные и вытяжные электрические агрегаты заданной производительности. Регулировка скорости вентиляции осуществляется при этом шиберами (задвижками, заслонками) на воздухозаборных и воздухоподающих воздуховодах. Для дачных бань применимы самые маленькие бытовые вентиляторы (оконные, кухонные), обеспечивающие при электрической мощности всего 20-50 Вт производительность по воздуху не менее 50 м3/час. Электрические бытовые вентиляторы уже давно широко доступны для населения, но многие модели работоспособны лишь в сухом холодном воздухе и, как следствие, пригодны только для подачи свежего воздуха в баню. Поэтому целесообразней применять специализированные вытяжные вентиляторы для влажного воздуха ванных и душевых комнат/

Гравитационные перепады давления в бане

Гравитационные (свободноконвективные) движения воздуха — это всплывание горячего воздуха в среде холодного воздуха, а также утапливание холодного воздуха в среде горячего воздуха. Это происходит потому, что горячий (тёплый) воздух легче холодного.С другой стороны гравитационные движения воздуха (как и любые движения газа) возникают как перемещение (выталкивание) воздуха из зон повышенного давления в зоны пониженного давления, причём эти давления создаются естественными факторами — гравитационными силами (силами тяжести). При отсутствии перемещений воздуха давление воздуха (динамическое, совпадающее со статическим) равно весу воздушного столба, расположенного над рассматриваемой точкой. Так что давление воздуха в горячей бане у потолка (соединенного с атмосферой) равно давлению воздуха вне бани на том же высотном уровне, поскольку над горячей баней находится точно такой же атмосферный воздух, что и рядом с баней.

Ветровые перепады давления в бане

Вентиляция за счёт ветрового напора описывается упрощённым уравнением Бернулли рт = р + ρV²/2, где рт — давление торможения. Ветровой напор (рт - р) равен 0,6 Па при скорости ветра 1 м/сек (штиль); равен 15 Па при скорости ветра 10 м/сек (сильный ветер); равен 540 Па при скорости ветра 30 м/сек (ураган). Уравнение Бернулли означает, что идеальная (безвязкостная) жидкость (газ) может ускоряться (тормозиться) только за счёт снижения (повышения) своего статического давления. Так, при течении жидкости (газа) по трубе статическое давление в местах сужения уменьшается (поскольку увеличивается скорость), а затем при расширении трубы до прежнего диаметра возвращается на прежний уровень.

Движение вентиляционного воздуха внутри бани

Для оценки эффективности вентиляции надо знать не только скорость подачи свежего воздуха в баню, но и траекторию распространения свежего воздуха внутри бани. При малых скоростях принудительного ввода холодный приточный воздух, как более тяжёлый, тонет в горячем воздухе бани, устремляясь ламинарными потоками вниз, растекаясь по полу и вытесняя горячий воздух вверх. С увеличением скорости ввода, приточный воздух образует дальнобойные струи, также устремляющиеся вниз, но перемешивающиеся с восходящими горячими потоками. При очень больших скоростях приточный воздух идёт «сквозняком» по потолку, не успевая перемешаться. Типичным случаем является охлаждение пола («дует по полу»), но наибольший интерес для вентиляции бань (а также и для печей) представляет дальнобойный ввод воздуха, имеющий место уже при перепадах давления 0,1 Па и при скоростях воздуха в проёме (0,3-0,5) м/сек.