Наверное, каждому доводилось видеть, как взметается вверх струя дыма над костром. Почему это происходит? При нагреве воздуха его плотность может уменьшаться почти вдвое по сравнению с плотностью при обычной температуре. Более лёгкая струя воздуха выталкивается архимедовой силой вверх, а вместо неё вниз опускается более холодный воздух, то есть возникает некоторая местная циркуляция.
Если в центре загазованного участка развести мощный костёр, естественно предположить, что вредные примеси, содержащиеся в воздухе, поднимутся вверх, а вместо загазованного воздуха поступит более чистый и таким образом произойдёт вентиляция участка.
Поведение мощных восходящих конвективных струй в атмосфере изучено достаточно подробно. Идея их применения для вентилирования локальных воздушных бассейнов не нова. Они применяются, например, для очистки воздуха в промышленных карьерах. Устройства для создания таких струй называются метеотронами или теплотронами. Тяга в этих устройствах создаётся тепловыми источниками (горелками).
В наше время, когда неуклонно растут различные производства и транспорт, всё более и более загрязнённым становится воздух. В первую очередь это касается крупных городов, где автомобильный транспорт буквально заполонил улицы. Никакие меры по усовершенствованию конструкции автомобиля и применению новых видов топлива пока не могут помочь справиться со всё возрастающим количеством выхлопных газов. Наиболее высока их концентрация над проезжей частью улиц, особенно в области перекрёстков, светофоров, а также загруженных автобусных стоянок.
Вся масса выхлопных газов охватывает, главным образом, зону постоянного нахождения людей. Загазованный воздух тяжело переносится в штилевую погоду, особенно при наличии приземных инверсий температуры, которые чаще всего образуются в безветренные ночи (а зимой иногда и днём), в результате интенсивного излучения тепла земной поверхностью.
Очевидно, назрела необходимость подумать о принудительном вентилировании наиболее загазованных участков городских улиц. Почему бы не применить с этой целью искусственные восходящие струи?
Рассмотрим один из возможных вариантов решения проблемы, где в качестве теплового источника будет использоваться энергия солнца. Основу устройства должна составлять высокая вытяжная труба с максимально возможным количеством установленных на ней гелионагревателей. Вместо горелки у входа в трубу помещается мощный калорифер, в котором циркулирует вода из гелионагревателей. (Применение воды в качестве теплоносителя оправданно тем, что она обладает значительно большей тепловой инерционностью, чем воздух, и позволит установке работать в ночное время.)
Недавно появились сообщения о так называемом самоочищающемся бетоне. Бетон с добавкой двуокиси титана под действием солнечного света разлагает на своей поверхности любые загрязнения, даже очищает окружающий воздух от автомобильных выхлопных газов.
Если снабдить «выхлопную» часть трубы «лепестками» из самоочищающегося бетона, то метеотрон будет не только выполнять функцию выноса загрязнённого воздуха из зоны дыхания, но и осуществлять его очистку.
Помимо основного назначения метеотрон может использоваться для размещения смотровых площадок, ресторанов, магазинов. При удачном архитектурном решении он может стать украшением города.
