室内通风有两种主要方法,即自然通风和人工通风。

所谓自然通风,就是使物理特性(温度、湿度、含尘量等)没有任何变化的空气从建筑物周围向室内流入。在这种情况下,动力就是自然界的自然力—风力和室内空气温度跟大气温度之间的差数。

所谓人工通风,就是用人工的动力(电动机)使空气流入室内。如采用流入式中央通风设备,就要首先对流入的空气进行初步处理,目的是使流入的空气在物理特性上跟在室内的人们生活活动的最良好的状态相适应。

自然通风是通过下列方式实现的:①通过建筑物的外围墙上的气孔;②通过墙壁、窗户(窗框)、门、地板等结构上所残留的孔隙、控制缝和不严密处;③通过为加强通风而特别设置的装置—小窗、腰窗。

通过墙壁的通风是跟材料的空气渗透性相关联的。松木和砖是具有良好透气性材料。内部修饰和外部修饰(用油彩颜料着色,用花纸糊墙,特别是用有光泽的纸糊墙),以及建筑物的湿度,都会使墙壁的透气性显著降低,甚至完全丧失。

通过不严密的建筑结构(窗框、门、玻璃腻子、低层地板、上层天花板等),能使大量的空气从周围大气中流入室内。可是保证自然通风的唯一办法,特别是在公共建筑物中(其中也包括学校),是正确设置加强自然通风的装置—窗户、小窗、腰窗。

空气由街道往室内运动的原因有两个:风力和外部与内部气温的差数。在没有风而且街道上跟室内的空气温度相同时,只能由扩散才能够实行换气,但扩散的意义是极小的,因此实际上我们对此是不加考虑的。

在没有温度差和风力微小的情况下,显然,流入室内的空气量是取决于小窗或腰窗的窗口面积大小及通风的时间的。窗口的面积愈大,开放的时间愈长,那么流入室内的空气量也就愈多。

在学校的各个工作室内,规定所有的腰窗(小窗)的窗口面积跟地板面积的比例不得少于1/50。因此,在50平方米的标准教室中,所有的腰窗(小窗)的窗口面积应当是1平方米。在有3个窗户的教室内,必须设置两个以上的腰窗或小窗,每个腰窗(小窗)的窗口面积不得少于0.5平方米。在70平方米的实验室中,小窗(腰窗)的窗口面积平均为1.4平方米,另外必须设置3个0.5平方米的小窗。在加强自然通风的各种设置中,以在窗户上部三分之一处设腰窗为最好。为了使腰窗的窗口面积有0.5平方米,与窗户同宽的腰窗须至少能开放45°。普通的能打开到90°的简单小窗,在这种情况下就应当只占窗户的1/6。

腰窗的设置应当使内窗框的合页能自由地在室内向下开,而外窗框的合页应在屋外向上开,正像图56的断面图所指出的那样。如果腰窗装得不正确,内外窗框的合页都往室内开,那么外窗框的合页在往内向下开放的时候,就会使通气道的面积显著地减小。还必须指出下面这种情况的重要性,就是往外向下打开的外窗框的合页成为腰窗窗口上的帽檐(遮板),它能防止雨雪落入窗户内。

图56 正确装置的腰窗

跟设置小窗相比,正确地设置腰窗有以下三个主要优点。

①打开位于房间上部的腰窗,能比打开小窗创造出更大的温度差,因此就能保证有更大的通风速度。

②空气通过腰窗流进房间的上部,由于其比重大而往下流,就从房间的上层热空气层摄取大量的热,这样就能够保证室内温度有显著的下降。

③由于腰窗设于窗框上部,在春季、秋季以及在室内外空气温度相差不显著的时候,儿童做功课时就可以将它打开。

但是在冬季,通常只有当儿童不在室内时,才可以利用加强自然通风的设置(腰窗、小窗),否则此时不能避免的寒冷气流会引起儿童感冒。所以,在教室里只有休息的时候才能利用这些自然通风装置。

根据苏联的教室标准,每个学生所占的地板面积为1.25平方米,所以教室的高度达3.5米时,空气体积为4.375立方米。根据生理学统计,10~11岁儿童在上课45分钟的过程中,需供给约12.5立方米的空气。建筑的容积标准跟在生理上所需的空气量的这种差别是容易消除的,如果在上课过程中能保证新鲜空气不断地流入教室中,便使得教室能通过教室容积两倍以上的空气。换言之,在上课过程中教室内应当保证换气3次。

要使儿童逗留的房间1小时能换3次空气,最好装置人工流入式中央通风设备。正如前述,对流入室内的空气须预先做相应的处理。从大气中采集的空气,尽可能从远离污染源的场所采来(从校园或二层建筑物高处采来),要使其流经下列小室:①为了除去大的尘粒,使所采集的空气通过沉聚室;②使所采集的空气通过用矿物油涂擦过的金属网制成的滤尘器。使浮游于空气中的尘埃被呢绒(法兰绒)的细毛、毛孔或金属网和空圆筒的涂油表面挡住;③使所采集的空气通过加温和调节温度的小室,在气候炎热的时候,可以以空气冷却室来替代空气加温室。

经过预先处理过的空气,通过墙内管道流入房间内,在这里为了使空气流入而设置一些带栅栏的特别孔眼,这些孔眼设于离地板约2~2.5米高处。

这种经过处理的空气,叫已被调节过的空气,也就是符合预先所提出的温度、湿度、洁净及运动速度等方面的条件的空气。

为了从室内排掉“污浊”空气,可在墙内设置第二管道网,室内的空气沿着第二管道网通过设在暗楼上的连接管道而排到大气里去。为了加速排掉“污浊”空气的过程,在暗楼的连接管道处设置一个抽气通风机。保证向室内压入新鲜空气并从室内排除污浊空气的通风装置,被称为流入式抽气通风装置。在苏联各大城市的许多学校中,都设置有这种流入式抽气通风装置。

人工流入式通风装置要求特别注意对空气通道和所有通过采集空气的房屋保持清洁。人工流入式通风装置系统的各个构成部分,均须采用容易进行湿润清扫的材料(涂油性颜料的瓷砖)来制成。工作人员必须穿非常清洁的鞋和工作服才被允许走进采集空气通过的工作室内。根据建筑物周围大气的温度、湿度情况,对空气的加温调节和湿度调节方面也必须多加注意。

近几年来,空气中阳离子和阴离子的集中所确定的空气带电状态被认为有巨大意义。根据某些观察,空气通过通风室对空气的离子化状态有极大的影响。因此,在已经设有流入式通风装置的情况下,也有保证室内通风的要求,也就是保证直接从周围大气中摄取新鲜空气来“灌溉”室内的要求。

在没有设置流入式中央人工通风设备的情况下,为了保证换气3次学校房舍内合理的自然通风条件是具有特别重大意义的。学校建筑的通风条件应当跟学校的总的情况相符合。

在45分钟的上课时间将近结束时,即使是在保证有3次换气的情况下,教室内空气状态也已经很坏了;也就是说,在空气中的二氧化碳含量已经达到0.1%的限度了。因此,在每节课结束后的休息时间里,应当将所有的腰窗或小窗全打开,使教室实行彻底的通风。这种全部换气的速度,除了窗口的大小,还取决于风力和街道上跟室内的温度的差数。所以,除了特别寒冷的天气外(低于10℃),应当在休息时间内一分钟也不浪费地保证教室得到充分通风。因此,学校的内部规则必须有一条规定,所有的教师要:①下课铃响后,立即结束课程;②让全体学生走出教室;③将教室内的小窗、腰窗和全部窗户打开以后离开教室。

为了加强教室内的换气,在大多数有巨大建筑物的学校内,都在暗楼处设置带有机械动力的抽气管道,以排除教室内的污浊空气,同时打开小窗或腰窗。此种人工抽气通风设备在颇大程度上能加速整个换气过程。

在学校中如没有流入式中央通风设备,那么,为了保证对教室的3次换气,在很大程度上要从邻接的走廊往教室流入新鲜的空气。这就是在学校内部规则上所必须列出的第二条,即在下课铃响后,学校的勤杂人员必须将走廊上的所有的小窗、腰窗或窗户一直打开到上课前,并至少要打开15~20分钟的时间,以便在休息时间内保证完全换除走廊中的污浊空气。随着冷空气的流入,走廊内的温度也降低。在走廊里空气冷却的同时,教室内的空气由于学生身体放散的热而温度升高,从而使走廊跟教室内的空气保持一定的温度差,以保证走廊中的空气流入教室。在晚上课程结束时和在早上课程开始前(儿童们上学前),以及在课间休息时间,要把教室内的和走廊上的所有的腰窗(小窗)全部同时打开,使学校内的全部教室得到彻底的通风。在此时,穿堂风能保证排掉各个所谓“死角”中的滞留空气(指的是由于某些原因而在换气过程中未能排除的空气)。

如不遵守学校房舍的上述通风规则,就会使房舍中的空气显著恶化(二氧化碳达到极限标准0.1%时,空气恶化达0.76%)。但若正确利用学校中的加强自然通风的设备,教室中的二氧化碳含量就不会超过极限标准。