Gyvenamųjų pastatų oro režimas. Patalpos oro ir spinduliavimo režimas Bendra šilumos mainų patalpoje schema
Pastato šiluminės sąlygos
Bendra schemašilumos mainai patalpoje
Šiluminę aplinką patalpoje lemia bendras daugelio veiksnių veikimas: temperatūra, patalpos oro judrumas ir drėgmė, srovės srovių buvimas, oro parametrų pasiskirstymas patalpos plane ir aukštis, taip pat kaip aplinkinių paviršių spinduliuotė, priklausomai nuo jų temperatūros, geometrijos ir spinduliavimo savybių.
Norint ištirti mikroklimato susidarymą, jo dinamiką ir įtakos jam būdus, reikia žinoti šilumos mainų patalpoje dėsnius.
Šilumos mainų patalpoje tipai: konvekcinis – vyksta tarp oro ir tvorų bei šildymo ir vėsinimo sistemos įrenginių paviršių, spindulinis – tarp atskirų paviršių. Turbulentiškai susimaišius neišoterminėms oro srovėms su pagrindinio patalpos tūrio oru, vyksta „srovės“ šilumos mainai. Vidiniai paviršiai išorinės tvoros daugiausia perduoda šilumą į lauko orą per šilumos laidumą per konstrukcijų storį.
Bet kurio kambario paviršiaus i šilumos balansą galima pavaizduoti pagal energijos tvermės dėsnį pagal lygtį:
kur Spindulinis Li, konvekcinis Ki, laidus Ti, šilumos perdavimo paviršiuje komponentai.
Kambario oro drėgmė
Skaičiuojant drėgmės perdavimą per tvoras, būtina žinoti patalpos oro drėgmės būklę, kurią lemia drėgmės išsiskyrimas ir oro mainai. Drėgmės šaltiniai gyvenamosiose patalpose yra buitiniai procesai (maisto gaminimas, grindų plovimas ir kt.), in visuomeniniai pastatai– juose esantys žmonės pramoniniai pastatai- technologiniai procesai.
Drėgmės kiekis ore nustatomas pagal jo drėgnumą d, g drėgmės 1 kg sausos dalies drėgnas oras. Be to, jo drėgmės būseną apibūdina vandens garų elastingumas arba dalinis slėgis e, Pa arba santykinė vandens garų drėgmė φ, %,
E yra didžiausias elastingumas tam tikroje temperatūroje.
Oras turi tam tikrą drėgmės išlaikymo gebą.
Kuo oras sausesnis, tuo stipriau sulaiko vandens garus. Vandens garų slėgis e atspindi laisvą oro drėgmės energiją ir didėja nuo 0 (sausas oras) iki maksimalaus elastingumo E, atitinkantis visišką oro prisotinimą.
Drėgmės difuzija vyksta ore iš didesnio vandens garų elastingumo vietų į mažesnio elastingumo vietas.
η oras = ∆d /∆е.
Visiško oro prisotinimo elastingumas E, Pa priklauso nuo temperatūros t us ir didėja jai didėjant. E vertė nustatoma:
Jei jums reikia žinoti temperatūrą t us, kurią atitinka tam tikra E vertė, galite nustatyti:
Pastato oro kondicionavimas
Pastato oro režimas – tai lemiančių veiksnių ir reiškinių visuma bendras procesas oro mainai tarp visų savo patalpų ir lauko oro, įskaitant oro judėjimą patalpose, oro judėjimą per tvoras, angas, kanalus ir ortakius bei oro srautą aplink pastatą.
Oro mainai pastate vyksta veikiant gamtos jėgoms ir veikiant dirbtiniams oro judėjimo stimuliatoriams. Išorinis oras į patalpas patenka per nesandarumus tvorose arba per tiekiamo vėdinimo sistemų kanalus. Pastato viduje oras gali tekėti tarp kambarių pro duris ir patekti į vidų vidines struktūras. Vidinis oras iš patalpų, esančių už pastato ribų, pašalinamas per nesandarumus išorinėse tvorose ir pro vėdinimo kanalai išmetimo sistemos.
Gamtinės jėgos, sukeliančios oro judėjimą pastate, yra gravitacija ir vėjo slėgis.
Projektinis slėgio skirtumas:
1 dalis yra gravitacinis slėgis, 2 dalis - vėjo slėgis.
čia H – pastato aukštis nuo žemės paviršiaus iki karnizo viršaus.
Maksimalus vidutinis greitis pagal atskaitos tašką sausio mėn.
C n, C p - aerodinaminiai koeficientai nuo pastato tvoros pavėjinio ir priešvėjinio paviršiaus.
K i -koeficientas atsižvelgiant į vėjo greičio slėgio pokyčius.
Temperatūra ir oro tankis pastato viduje ir išorėje dažniausiai nėra vienodi, todėl tvorų šonuose yra skirtingas gravitacinis slėgis. Dėl vėjo poveikio į vėją nukreiptoje pastato pusėje susidaro nutekėjimas, o ant tvorų paviršių atsiranda perteklinis statinis slėgis. Vėjo pusėje susidaro vakuumas ir sumažėja statinis slėgis. Taigi, esant vėjo slėgiui nuo lauke pastatas skiriasi nuo slėgio patalpose. Oro režimas yra susijęs su pastato šiluminiu režimu. Iš išorės oro prasiskverbimas sukelia papildomas šilumos sąnaudas jo šildymui. Drėgno patalpų oro eksfiltracija drėkina ir sumažina atitvarų šilumos izoliacijos savybes. Infiltracijos ir eksfiltracijos zonos vieta ir dydis pastate priklauso nuo geometrijos, dizaino elementai, pastato vėdinimo režimą, taip pat statybos plotą, metų laiką ir klimato parametrus.
Tarp filtruoto oro ir tvoros vyksta šilumos mainai, kurių intensyvumas priklauso nuo filtravimo vietos konstrukcijoje (masyvas, plokščių jungtis, langai, oro tarpai). Taigi atsiranda poreikis apskaičiuoti pastato oro režimą: nustatyti oro įsiskverbimo ir išsifiltravimo intensyvumą bei išspręsti šilumos perdavimo problemą. atskiros dalys tvoros su oro pralaidumu.
Infiltracija – tai oro patekimas į patalpą.
Eksfiltracija yra oro pašalinimas iš kambario.
Pastatų termofizikos dalykas
Pastatų termofizika – mokslas, tiriantis bet kokios paskirties pastatų vidaus aplinkos ir atitvarinių konstrukcijų šiluminių, oro ir drėgmės sąlygų problemas bei nagrinėjantis mikroklimato kūrimą patalpose, naudojant oro kondicionavimo sistemas (šildymas, vėsinimas ir vėdinimas). atsižvelgiant į išorinio klimato įtaką per tvoras.
Suprasti mikroklimato susidarymą ir nustatyti galimi būdai poveikį jai, būtina žinoti spinduliavimo, konvekcinio ir reaktyvinio šilumos perdavimo patalpoje dėsnius, patalpų paviršių bendrojo šilumos perdavimo lygtis ir oro šilumos perdavimo lygtį. Remiantis šilumos mainų tarp žmonių ir aplinką susidaro sąlygos šiluminiam komfortui patalpoje.
Pagrindinį atsparumą šilumos nuostoliams iš patalpos suteikia tvoros medžiagų šilumą ekranuojančios savybės, todėl skaičiuojant patalpų šildymo sistemą svarbiausi yra šilumos perdavimo per tvorą proceso dėsniai. Tvoros drėgmės režimas yra vienas iš pagrindinių apskaičiuojant šilumos perdavimą, nes užmirkimas pastebimai sumažina šilumą apsaugines savybes ir konstrukcijos ilgaamžiškumą.
Tvoros oro režimas taip pat glaudžiai susijęs su pastato šiluminiu režimu, nes išorinio oro įsiskverbimas reikalauja šilumos sąnaudų jai pašildyti, o drėgno vidaus oro išskyrimas drėkina tvoros medžiagą.
Išnagrinėjus aukščiau aptartus klausimus, bus galima išspręsti pastatų mikroklimato kūrimo problemas efektyvaus ir ekonomiško kuro ir energijos išteklių naudojimo sąlygomis.
Pastato šiluminės sąlygos
Pastato šiluminis režimas – tai visų veiksnių ir procesų, lemiančių šiluminę aplinką jo patalpose, visuma.
Visų inžinerinių priemonių ir prietaisų, užtikrinančių nurodytas mikroklimato sąlygas pastato patalpose, visuma vadinama mikroklimato kondicionavimo sistema (MCS).
Dėl išorės ir vidaus temperatūrų skirtumo, saulės spinduliuotės ir vėjo patalpa žiemą praranda šilumą per tvorą, o vasarą įkaista. Gravitacinės jėgos, veikiant vėjui ir ventiliacijai, susidaro slėgio skirtumai, dėl kurių oro srautas tarp bendrų patalpų prasiskverbia ir filtruojamas per medžiagos poras bei prasisunkia tvoros.
Atmosferos krituliai, drėgmės išsiskyrimas patalpose, drėgmės skirtumas tarp patalpų ir lauko oro sąlygoja drėgmės mainus patalpoje per tvoras, kurių įtakoje galima sudrėkinti medžiagas ir pabloginti išorinių sienų ir dangų apsaugines savybes bei ilgaamžiškumą. .
Procesai, formuojantys kambario šiluminę aplinką, turi būti vertinami neatsiejamai tarpusavyje, nes jų tarpusavio įtaka gali būti labai reikšminga.
Apibūdinimas:
Tendencijos moderni statyba gyvenamieji pastatai, tokie kaip aukštų skaičiaus didinimas, langų sandarinimas, butų ploto didinimas, kelia sunkių užduočių projektuotojams: architektams ir šildymo bei vėdinimo srities specialistams užtikrinti reikiamą mikroklimatą patalpose. Oro režimas modernūs pastatai, kuris lemia patalpų oro mainų tarpusavyje procesą, patalpų oro su lauko oru, susidaro veikiant daugeliui veiksnių.
Gyvenamųjų pastatų oro režimas
Atsižvelgiant į oro sąlygų įtaką gyvenamųjų pastatų vėdinimo sistemos darbui
Technologijų sistema mini paruošimo stotys geriamas vanduo mažas produktyvumas
Kiekviename sekcijos aukšte yra po du dviejų kambarių butus ir po vieną vieno ir trijų kambarių butą. Vieno kambario ir vieno dviejų kambarių butai yra orientuoti į vieną pusę. Antro dviejų ir trijų kambarių butų langai nukreipti į du priešingos pusės. bendro ploto vieno kambario butas 37,8 m2, vienpusis dviejų kambarių butas - 51 m2, dvipusis dviejų kambarių butas - 60 m2, trijų kambarių butas - 75,8 m2. Pastate įrengti tankūs langai, kurių varža oro prasiskverbimui 1 m 2 h/kg esant slėgio skirtumui D P o = 10 Pa. Oro srautui užtikrinti, vieno kambario buto kambarių sienose ir virtuvėje sumontuoti tiekimo vožtuvai iš AERECO. Fig. 3 paveiksle parodytos visos vožtuvo aerodinaminės charakteristikos atvira padėtis ir 1/3 uždengtas.
Laikoma, kad įėjimo į butus durys taip pat yra gana sandarios: kurių atsparumas oro prasiskverbimui yra 0,7 m 2 h / kg, esant slėgio skirtumui D P o = 10 Pa.
Gyvenamasis namas aptarnaujamas sistemomis natūrali ventiliacija su dvipusiu palydovų prijungimu prie statinės ir nereguliuojamomis išmetimo grotelėmis. Visuose butuose (nepriklausomai nuo jų dydžio) sumontuotos vienodos vėdinimo sistemos, nes nagrinėjamame pastate net ir trijų kambarių butuose oro mainus lemia ne įtekėjimo greitis (3 m 3 / h vienam gyvenamojo ploto m 2). ), bet pagal išmetimo iš virtuvės, vonios ir tualeto greitį (iš viso 110 m 3 / h).
Pastato oro būklės skaičiavimai buvo atlikti atsižvelgiant į šiuos parametrus:
Lauko oro temperatūra 5 °C – projektinė vėdinimo sistemos temperatūra;
3,1 °C – vidutinė šildymo sezono temperatūra Maskvoje;
10,2 °C – vidutinė šalčiausio mėnesio Maskvoje temperatūra;
28 °C – projektinė šildymo sistemos temperatūra, kai vėjo greitis 0 m/s;
3,8 m/s – vidutinis vėjo greitis šildymo laikotarpiu;
4,9 m/s – numatomas vėjo greitis pasirenkant langų tankį skirtingomis kryptimis.
Išorinis oro slėgis
Slėgis išoriniame ore susideda iš gravitacinio slėgio (pirmasis (1) formulės narys) ir vėjo slėgio (antrasis narys).
Vėjo slėgis aukštuose pastatuose yra didesnis, į tai atsižvelgiama skaičiuojant koeficientu k dyne, kuris priklauso nuo ploto atvirumo ( atvira erdvė, žemi ar aukšti pastatai) ir paties pastato aukštis. Namams iki 12 aukštų įprasta k dyne laikyti pastoviu aukščiu, o aukštesniems pastatams didinant k dyne reikšmę išilgai pastato aukščio, atsižvelgiama į vėjo greičio padidėjimą atsižvelgiant į atstumą nuo žemės.
Priešvėjinio fasado vėjo slėgio vertei įtakos turi ne tik į vėją, bet ir pavėjui esančių fasadų aerodinaminiai koeficientai. Tokia situacija paaiškinama tuo, kad absoliutus slėgis pavėjinėje pastato pusėje labiausiai nuo žemės paviršiaus esančio orui pralaidžio elemento lygyje, per kurį galimas oro judėjimas (išmetimo veleno anga pavėjiniame fasade) laikomas sąlyginiu nuliniu slėgiu, R conv:
R usl = R atm - r n g N + r n v 2 s z k din /2, (2)
čia сз – aerodinaminis koeficientas, atitinkantis pavėjuje esančią pastato pusę;
H – viršutinio elemento aukštis virš žemės, per kurį galimas oro judėjimas, m.
Bendras perteklinis slėgis, susidarantis lauko ore pastato aukštyje h, nustatomas pagal skirtumą tarp bendro slėgio lauko ore šioje vietoje ir bendro sąlyginio slėgio R cond:
R n = (R atm - r n g h + r n v 2 s z k din /2) - (R atm - r n g N +
R n v 2 s z k dyn /2) = r n g (H - h) + r n v 2 (s - s z) k dyn /2, (3)
čia c – projektinio fasado aerodinaminis koeficientas, paimtas pagal .
Gravitacinė slėgio dalis didėja didėjant temperatūrų skirtumui tarp vidaus ir išorės oro, nuo kurio priklauso oro tankis. Gyvenamiesiems namams, kurių vidaus oro temperatūra per visą šildymo laikotarpį beveik pastovi, gravitacinis slėgis didėja mažėjant lauko oro temperatūrai. Gravitacinio slėgio išoriniame ore priklausomybė nuo vidinio oro tankio paaiškinama tradicija susieti vidinį gravitacinį perteklių (virš atmosferos) su išoriniu slėgiu su minuso ženklu. Tai tarsi neša kintamąjį gravitacinį viso slėgio komponentą pastato vidaus ore, todėl bendras slėgis kiekvienoje patalpoje tampa pastovus bet kuriame šios patalpos aukštyje. Šiuo atžvilgiu P int vadinamas sąlygiškai pastovus slėgis oro pastate. Tada bendras slėgis lauko ore tampa lygus
R ext = (H - h) (r ext - r int) g + r ext v 2 (c - c h) k din / 2. (4)
Fig. 4 paveiksle parodytas slėgio pokytis išilgai pastato aukščio skirtinguose fasaduose esant skirtingoms oro sąlygoms. Pateikimo paprastumo dėlei vieną namo fasadą vadinsime šiauriniu (plane viršuje), o kitą pietiniu (plane apatiniu).
Vidinis oro slėgis
Skirtingas išorinis oro slėgis išilgai pastato aukščio ir skirtinguose fasaduose sukels oro judėjimą, o kiekvienoje i numeriu pažymėtoje patalpoje susidarys savi suminiai pertekliniai slėgiai P in,i. Po to, kai kintamoji šių slėgių dalis - gravitacinė - yra susijusi su išoriniu slėgiu, taškas, apibūdinamas visu pertekliniu slėgiu P in,i, į kurį patenka ir išeina oras, gali būti bet kurios patalpos modelis.
Trumpumui toliau bendras išorinio ir vidinio slėgio perteklius bus atitinkamai vadinamas išoriniu ir vidiniu slėgiu.
Išsamiai suformulavus pastato oro režimo problemą, matematinio modelio pagrindas yra visų patalpų oro medžiagų balanso lygtys, taip pat vėdinimo sistemų mazgai ir kiekvieno oro energijos taupymo lygtys (Bernoulli lygtis). -pralaidus elementas. Oro balansuose atsižvelgiama į oro srautą per kiekvieną orui pralaidų elementą patalpoje arba vėdinimo sistemos bloke. Bernulio lygtis slėgio skirtumą priešingose orui laidžiojo elemento D P i,j pusėse prilygina aerodinaminiams nuostoliams, atsirandantiems oro srautui einant pro orui laidų elementą Z i,j .
Vadinasi, daugiaaukščio pastato oro režimo modelis gali būti pavaizduotas kaip vienas su kitu sujungtų taškų rinkinys, pasižymintis vidiniu P in,i ir išoriniu P. n,j slėgiai, tarp kurių vyksta oro judėjimas.
Bendrieji slėgio nuostoliai Z i,j oro judėjimo metu paprastai išreiškiami per oro pralaidumo varžos charakteristiką S i, j elementas tarp taškų i ir j. Visi orui laidūs pastato apvalkalo elementai – langai, durys, atviros angos – sąlyginai gali būti priskirti prie pastovių hidraulinių parametrų elementų. Šios varžų grupės S i,j reikšmės nepriklauso nuo srauto greičių G i,j . Išskirtinis bruožas vėdinimo sistemos kelias – tai jungiamųjų detalių varžos charakteristikų kintamumas, priklausomai nuo norimų oro srautų atskiroms sistemos dalims. Todėl vėdinimo takų elementų varžos charakteristikos turi būti nustatomos kartotiniu būdu, kurio metu būtina susieti tinkle turimus slėgius su ortakio aerodinamine varža esant tam tikriems oro srautams.
Šiuo atveju vėdinimo tinklu judančio oro tankiai šakose imami pagal vidaus oro temperatūras atitinkamose patalpose, o pagrindinėse kamieno dalyse - pagal oro mišinio temperatūrą mazgas.
Taigi, sprendžiant pastato oro režimo problemą, reikia išspręsti oro balanso lygčių sistemą, kur kiekvienu atveju suma perimama per visus orui laidžius patalpos elementus. Lygčių skaičius yra lygus patalpų skaičiui pastate ir vienetų skaičiui vėdinimo sistemose. Nežinomieji šioje lygčių sistemoje yra slėgiai kiekvienoje patalpoje ir kiekviename vėdinimo sistemų mazge P in,t. Kadangi slėgio skirtumai ir oro srautai per orui pralaidžius elementus yra tarpusavyje susiję, sprendimas randamas naudojant iteracinį procesą, kurio metu srautai pirmiausia nurodomi ir koreguojami, kai slėgis tobulinamas. Išsprendus lygčių sistemą, gaunamas pageidaujamas slėgių ir srautų pasiskirstymas visame pastate kaip visuma ir dėl didelio matmens bei netiesiškumo įmanomas tik skaitmeniniais metodais naudojant kompiuterį.
Orui laidūs pastato elementai (langai, durys) jungia visas pastato patalpas ir lauko oro V vieninga sistema. Šių elementų vieta ir jų atsparumo oro prasiskverbimui charakteristikos daro didelę įtaką kokybiniam ir kiekybiniam srautų pasiskirstymo pastate paveikslui. Taigi, sprendžiant lygčių sistemą slėgiams nustatyti kiekvienoje patalpoje ir vėdinimo tinklo mazge, atsižvelgiama į orui laidžių elementų aerodinaminio pasipriešinimo įtaką ne tik pastato atitvaruose, bet ir vidaus atitvaruose. Pagal aprašytą algoritmą MGSU Šildymo ir vėdinimo katedra parengė pastato oro režimo skaičiavimo programą, pagal kurią buvo skaičiuojami vėdinimo režimai tiriamame gyvenamajame name.
Kaip matyti iš skaičiavimų, vidiniam slėgiui patalpose įtakos turi ne tik oro sąlygos, bet ir tiekimo vožtuvų skaičius, taip pat trauka ištraukiamoji ventiliacija. Kadangi aptariamame name vėdinimas yra vienodas visuose butuose, vieno kambario ir dviejų kambarių butai slėgis yra mažesnis nei viduje trijų kambarių butas. Kai buto vidaus durys atidarytos, slėgis kambariuose orientuotas į skirtingos pusės, praktiškai nesiskiria vienas nuo kito.
Fig. 5 parodytos slėgio pokyčių daugiabučių patalpose reikšmės.
Slėgio skirtumai tarp orui laidžių elementų ir oro srautų, einančių per juos
Srauto paskirstymas butuose susidaro veikiant slėgio skirtumams skirtingose orui laidžiojo elemento pusėse. Fig. 6, paskutinio aukšto plane rodyklės ir skaičiai rodo judėjimo kryptis ir oro srautus įvairiomis oro sąlygomis.
Įrengdami vožtuvus gyvenamieji kambariai oro judėjimas iš patalpų nukreipiamas į vėdinimo groteles virtuvėse, vonios kambariuose ir tualetuose. Ši judėjimo kryptis tęsiasi vieno kambario butas kur virtuvėje sumontuotas vožtuvas.
Įdomu tai, kad oro judėjimo kryptis nepasikeitė temperatūrai nukritus nuo 5 iki -28 °C ir pasirodžius šiaurės vėjui, kurio greitis v = 4,9 m/s. Visą laiką eksfiltracijos nepastebėta šildymo sezonas ir esant bet kokiam vėjui, kas rodo, kad pakanka 4,5 m šachtos aukščio sandarios įėjimo į butus durys neleidžia horizontaliai tekėti iš priešvėjinio fasado butų į pavėjinio fasado butus. Stebimas nedidelis vertikalus srautas, iki 2 kg/h: iš apatinių aukštų butų oras išeina pro įėjimo duris, o į viršutinių aukštų butus. Kadangi oro srautas pro duris yra mažesnis nei leidžia normos (ne daugiau 1,5 kg/h m2), 0,7 m2 h/kg oro pralaidumo varža 17 aukštų pastatui gali būti laikoma net per dideliu.
Vėdinimo sistemos veikimas
Vėdinimo sistemos galimybės buvo išbandytos projektavimo režimu: esant 5 °C lauko orui, ramiai ir su atvirais langais. Skaičiavimai parodė, kad, pradedant nuo 14 aukšto, išmetamųjų dujų srautai yra nepakankami, todėl vėdinimo įrenginio pagrindinio kanalo skerspjūvis laikytinas neįvertintu šiam pastatui. Jei orlaidės pakeičiamos vožtuvais, išlaidos sumažėja maždaug 15%. Įdomu pastebėti, kad esant 5 °C temperatūrai, nepaisant vėjo greičio, pirmame aukšte vėdinimo sistema pašalinama nuo 88 iki 92% oro, o nuo 84 iki 91% oro. viršutiniame aukšte. Esant -28 °C temperatūrai, įtekėjimas per vožtuvus kompensuoja išmetimą apatiniuose aukštuose 80–85%, o viršutiniuose – 81–86%. Likęs oras į butus patenka pro langus (net ir esant 1 m 2 h/kg oro prasiskverbimo pasipriešinimui, esant slėgio skirtumui D P o = 10 Pa). Esant -3,1 °C ir žemesnei lauko oro temperatūrai, vėdinimo sistemos šalinamo oro ir per vožtuvus tiekiamo oro srautai viršija projektinius buto oro mainus. Todėl reikia reguliuoti srautą tiek prie vožtuvų, tiek prie ventiliacijos grotelių.
Esant neigiamoms lauko oro temperatūroms visiškai atsidarius sklendėms, pirmųjų aukštų butų vėdinimo oro srautai kelis kartus viršija apskaičiuotuosius. Tuo pačiu metu smarkiai sumažėja viršutinių aukštų vėdinimo oro srautai. Todėl tik esant 5 °C lauko oro temperatūrai buvo atlikti viso pastato visiškai atidarytų vožtuvų skaičiavimai, o esant daugiau žemos temperatūros apatinių 12 aukštų vožtuvai buvo uždengti 1/3. Tai atsižvelgė į tai, kad vožtuvas turi automatinį valdymą pagal kambario drėgmę. Esant dideliems oro mainams bute, oras bus sausas ir vožtuvas užsidarys.
Skaičiavimai parodė, kad esant -10,2 °C ir žemesnei lauko oro temperatūrai perteklinis išmetimas per vėdinimo sistemą yra numatytas visame pastate. Esant -3,1 °C lauko oro temperatūrai, projektinis tiekimas ir ištraukimas pilnai palaikomas tik apatiniuose dešimtyje aukštų, o viršutiniuose aukštuose esantiems butams - kurių projektinis išmetimas yra artimas projektiniam - oro srautas užtikrinamas per vožtuvai 65–90%, priklausomai nuo vėjo greičio.
išvadas
1. Daugiaaukščiuose pastatuose gyvenamieji pastatai su vienu stovu kiekvienam butui natūralaus ištraukiamojo vėdinimo sistemai iš betoninių blokelių, paprastai kamienų sekcijos yra per mažo dydžio, kad vėdinimo oras galėtų praeiti esant 5 °C lauko oro temperatūrai.
2. Suprojektuota vėdinimo sistema ties teisingas montavimas stabiliai veikia su išmetimu per visą šildymo laikotarpį, „neapversdama“ vėdinimo sistemos visuose aukštuose.
3. Tiekimo vožtuvai turi būti reguliuojami, kad būtų sumažintas oro srautas šaltuoju šildymo periodo sezonu.
4. Sumažinti išlaidas išmetamas oras Natūralioje vėdinimo sistemoje pageidautina įrengti automatiškai reguliuojamas groteles.
5. Pro tankius langus daugiaaukščiuose namuose vyksta infiltracija, kuri nagrinėjamame pastate siekia iki 20% išmetamųjų dujų srauto ir į kurią būtina atsižvelgti nustatant pastato šilumos nuostolius.
6. Tankio norma įėjimo durys 17 aukštų pastatų butuose atliekamas su 0,65 m 2 h/kg durų oro pralaidumo varža, kai D P = 10 Pa.
Literatūra
1. SNiP 2.04.05-91*. Šildymas, vėdinimas, oro kondicionavimas. M.: Stroyizdat, 2000 m.
2. SNiP 2.01.07-85*. Apkrovos ir smūgiai / Gosstroy RF. M.: Valstybinė vieninga įmonė TsPP, 1993 m.
3. SNiP II-3-79*. Statybinė šildymo įranga / Rusijos Federacijos Gosstroy. M.: Valstybinė vieninga įmonė TsPP, 1998 m.
4. Biryukov S.V., Dianov S.N. Pastato oro režimo skaičiavimo programa // Šešt. MGSU straipsniai: Šiuolaikinės technologijosšilumos ir dujų tiekimas bei vėdinimas. M.: MGSU, 2001 m.
5. Biryukov S.V. Natūralių vėdinimo sistemų skaičiavimas kompiuteryje // Šešt. 7-osios mokslinės praktinės konferencijos pranešimai 2002 m. balandžio 18–20 d.: Aktualios pastatų šiluminės fizikos problemos / RAASN RNTOS NIISF. M., 2002 m.
Derinami oro judėjimo patalpose procesai, jo judėjimas per tvoras ir tvorose esančias angas, kanalais ir ortakiais, oro srautas aplink pastatą ir pastato sąveika su supančia oro aplinka. bendra koncepcija pastato oro kondicionavimas. Šildymas atsižvelgia į pastato šiluminį režimą. Šie du režimai, kaip ir drėgmės režimas, yra glaudžiai susiję vienas su kitu. taip pat šiluminės sąlygos Svarstant pastato oro režimą, išskiriamos trys užduotys: vidinė, briauna ir išorinė.
Vidinės oro režimo užduotys apima šiuos klausimus:
a) reikalingo oro mainų patalpoje apskaičiavimas (į patalpas patenkančių kenksmingų emisijų kiekio nustatymas, vietinių ir bendrųjų vėdinimo sistemų veikimo parinkimas);
b) vidinių oro parametrų (temperatūros, drėgmės, judėjimo greičio ir kenksmingų medžiagų kiekio) nustatymas ir jų pasiskirstymas patalpų tūryje įvairių variantų oro tiekimas ir pašalinimas. Pasirinkimas optimalūs variantai oro tiekimas ir pašalinimas;
c) oro parametrų (temperatūros ir judėjimo greičio) nustatymas sukurtose srovės srovėse priverstinė ventiliacija;
d) kenksmingų išmetimų, išeinančių iš vietinių siurbimo sistemų dangčių, kiekio apskaičiavimas (kenksmingų išmetimų sklaida oro sraute ir patalpose);
e) normalių sąlygų darbo vietose (dušas) ar tam tikrose patalpų dalyse (oazėse) sukūrimas, pasirenkant tiekiamo tiekiamo oro parametrus.
Oro režimo ribinės vertės problema sujungia šiuos klausimus:
a) oro, praeinančio per išorinius (infiltracijos ir eksfiltracijos) ir vidinius (perpildymo) gaubtus, kiekio nustatymas. Dėl infiltracijos padidėja šilumos nuostoliai patalpose. Didžiausia infiltracija stebima daugiaaukščių pastatų apatiniuose aukštuose ir aukštose pramoninėse patalpose. Neorganizuotas oro srautas tarp patalpų sukelia taršą švarūs kambariai ir paskirstymas visame pastate nemalonūs kvapai;
b) aeracijai skirtų angų plotų apskaičiavimas;
c) kanalų, ortakių, šachtų ir kitų vėdinimo sistemų elementų matmenų apskaičiavimas;
d) oro apdorojimo metodo pasirinkimas - tam tikrų "sąlygų" suteikimas: įtekėjimui - tai šildymas (aušinimas), drėkinimas (džiovinimas), dulkių pašalinimas, ozonavimas; gaubtui - tai valymas nuo dulkių ir kenksmingų dujų;
e) priemonių, skirtų apsaugoti patalpas nuo šalto lauko oro veržimosi pro atviras angas (išorės durys, vartai, technologinės angos), parengimas. Apsaugai dažniausiai naudojamos oro ir oro-terminės užuolaidos.
Išorinė oro režimo užduotis apima šiuos klausimus:
a) vėjo sukuriamo slėgio pastatui ir atskiriems jo elementams (pavyzdžiui, deflektoriui, žibintui, fasadams ir kt.) nustatymas;
b) didžiausio galimo išmetamų teršalų kiekio, kuris nelemia teritorijos taršos, apskaičiavimas pramonės įmonės; patalpos šalia pastato ir tarp atskirų pastatų pramoninėje aikštelėje vėdinimo nustatymas;
c) vėdinimo sistemų oro įsiurbimo ir išmetimo šachtų vietų parinkimas;
d) atmosferos taršos kenksmingais išmetimais skaičiavimas ir prognozavimas; išskiriamo užteršto oro gryninimo laipsnio tinkamumo tikrinimas.
Pagrindiniai sprendimai pramoniniam vėdinimui. pastatas.
42. Garsas ir triukšmas, jų prigimtis, fizinės savybės. Triukšmo šaltiniai viduje vėdinimo sistemos.
Triukšmas – tai atsitiktinės įvairios fizinės prigimties vibracijos, pasižyminčios jų laikinosios ir spektrinės struktūros sudėtingumu.
Iš pradžių žodis triukšmas reiškė tik garso vibracijas, tačiau šiuolaikinis mokslas jis buvo išplėstas ir kitoms vibracijų rūšims (radijo, elektros).
Triukšmas yra įvairaus intensyvumo ir dažnio periodinių garsų rinkinys. Fiziologiniu požiūriu triukšmas yra bet koks nepalankus suvokiamas garsas.
Triukšmo klasifikacija. Triukšmai, susidedantys iš atsitiktinio garsų derinio, vadinami statistiniais. Triukšmai, kuriuose vyrauja bet koks tonas, kurį galima išgirsti ausimi, vadinami tonaliniais.
Priklausomai nuo aplinkos, kurioje sklinda garsas, sutartinai išskiriamas struktūrinis arba konstrukcijos sklindantis ir ore sklindantis triukšmas. Struktūros triukšmas atsiranda dėl tiesioginio svyruojančio kūno sąlyčio su mašinos dalimis, vamzdynais, statybinės konstrukcijos ir tt ir sklinda išilgai jų bangų pavidalu (išilgine, skersine arba abiem). Vibruojantys paviršiai skleidžia vibracijas greta jų esančioms oro dalelėms ir susidaro garso bangos. Tais atvejais, kai triukšmo šaltinis nesusietas su jokiomis konstrukcijomis, jo skleidžiamas triukšmas į orą vadinamas oro triukšmu.
Atsižvelgiant į jo atsiradimo pobūdį, triukšmas paprastai skirstomas į mechaninį, aerodinaminį ir magnetinį.
Atsižvelgiant į bendro intensyvumo pokyčio pobūdį laikui bėgant, triukšmas skirstomas į impulsinį ir stabilųjį. Impulsinis triukšmas turi greitą garso energijos padidėjimą ir greitą mažėjimą, po kurio seka ilga pertrauka. Kad triukšmas būtų stabilus, energija laikui bėgant kinta mažai.
Pagal veikimo trukmę triukšmai skirstomi į ilgalaikius (bendra trukmė nepertraukiamai arba su pertraukomis ne trumpesnėmis kaip 4 val. per pamainą) ir trumpalaikius (trukmė trumpesnė nei 4 valandos per pamainą).
Garsas plačiąja prasme yra tamprios bangos, kurios sklinda išilgai terpėje ir sukuria joje mechaninius virpesius; siaurąja prasme – subjektyvus šių virpesių suvokimas specialiais gyvūnų ar žmonių jutimo organais.
Kaip ir bet kuriai bangai, garsui būdingas amplitudė ir dažnių spektras. Paprastai žmogus girdi oru perduodamus garsus dažnių diapazone nuo 16-20 Hz iki 15-20 kHz. Garsas, esantis žemiau žmogaus girdimo diapazono, vadinamas infragarsu; didesnis: iki 1 GHz, - ultragarsas, nuo 1 GHz - hipergarsas. Iš girdimų garsų taip pat reikėtų išskirti fonetinius, kalbos garsus ir fonemas (kurios sudaro žodinė kalba) Ir muzikiniai garsai(iš kurių susideda muzika).
Triukšmo ir vibracijos šaltinis vėdinimo sistemose yra ventiliatorius, per kurį teka nestacionarūs oro procesai. Darbinis ratas ir pačiame korpuse. Tai apima greičio pulsacijas, sūkurių susidarymą ir išsiskyrimą iš ventiliatoriaus elementų. Šie veiksniai yra aerodinaminio triukšmo priežastis.
E.Ya. Vėdinimo įrenginių triukšmą tyrinėjęs Judinas atkreipia dėmesį į tris pagrindinius ventiliatoriaus sukuriamo aerodinaminio triukšmo komponentus:
1) sūkurių triukšmas - sūkurių susidarymo ir jų periodinio sutrikimo pasekmė, kai oras teka aplink ventiliatoriaus elementus;
2) triukšmas dėl vietinio srauto nehomogeniškumo, susidarančio rato įėjimo ir išleidimo angose ir sukeliantis netolygų srautą aplink ventiliatoriaus mentes ir nejudančius elementus, esančius šalia rato;
3) sukimosi triukšmas – kiekviena judanti ventiliatoriaus rato mentė yra oro trikdymo ir sūkurių susidarymo šaltinis. Sukimosi triukšmo dalis bendrame ventiliatoriaus triukšme paprastai yra nereikšminga.
Konstrukcinių elementų virpesiai vėdinimo įrenginys, dažnai dėl blogo ratų balansavimo sukelia mechaninį triukšmą. Mechaninis ventiliatoriaus triukšmas dažniausiai yra smūginio pobūdžio, to pavyzdys – beldimasis į susidėvėjusių guolių tarpus.
Triukšmo priklausomybė nuo sparnuotės periferinio greičio esant įvairių savybių tinklai išcentriniam ventiliatoriui su į priekį lenktomis mentėmis parodyti paveikslėlyje. Iš paveikslo matyti, kad esant didesniam nei 13 m/s periferiniam greičiui, mechaninis rutulinių guolių triukšmas „užmaskuojamas“ aerodinaminiu triukšmu; Esant mažesniam greičiui, vyrauja guolių triukšmas. Kai periferinis greitis didesnis nei 13 m/s, aerodinaminio triukšmo lygis didėja greičiau nei mechaninio triukšmo lygis. U išcentriniai ventiliatoriai Su atgal lenktomis mentėmis aerodinaminis triukšmo lygis yra šiek tiek mažesnis nei ventiliatorių su į priekį lenktomis mentėmis.
Vėdinimo sistemose, be ventiliatoriaus, triukšmo šaltiniais gali būti ortakių elementuose ir vėdinimo grotelėse susidarantys sūkuriai bei nepakankamai standžių ortakių sienelių vibracijos. Be to, prasiskverbimas per ortakių sienas ir ventiliacijos grotelės pašalinis triukšmas iš kaimynines patalpas, per kurį praeina ortakis.
Dėl temperatūrų skirtumo, veikiant gravitaciniam slėgiui, lauko oras per tvorą prasiskverbia į apatinių aukštų patalpas; į vėjo pusę, vėjo veikimas padidina infiltraciją; su priešvėjiniu jis mažėja.
Vidinis oras iš pirmųjų aukštų linkęs prasiskverbti į viršutinį kambarį (prateka vidaus durys ir koridorius, kurie yra sujungti su laiptine).
Iš viršutinių aukštų patalpų oras išeina pro netankias išorines tvoras pastato išorėje.
Patalpose viduriniuose aukštuose gali būti mišrių režimų. Įjungta natūrali oro mainai Pastate tiekiama ir ištraukiama ventiliacija veikia viena ant kitos.
1. Nesant vėjo išorinių sienų paviršius veiks įvairaus dydžio gravitacinis slėgis. Pagal energijos tvermės dėsnį vidutinis aukščio slėgis pastato viduje ir išorėje bus vienodas. Palyginti su vidutiniu lygiu apatinėje pastato dalyje, šilto vidinio oro stulpelio slėgis bus mažesnis nei išorinio šalto oro stulpelio slėgis nuo išorinio sienos paviršiaus.
Nulinis viršslėgio tankis vadinamas neutralia pastato plokštuma.
9.1 pav. Perteklinio slėgio diagramų sudarymas
Perteklinio gravitacinio slėgio dydis savavališkame lygyje h, palyginti su neutralia plokštuma:
(9.1)
2. Jei pastatą pučia vėjas, o temperatūra pastato viduje ir išorėje yra vienoda, tuomet ant išorinių tvorų paviršių susidarys statinio slėgio padidėjimas arba vakuumas.
Pagal energijos tvermės dėsnį vienodo pralaidumo pastato viduje slėgis bus lygus vidutinei vertei tarp padidinto vėjo pusėje ir sumažėjusio vėjo pusėje.
Absoliuti vėjo slėgio pertekliaus vertė:
, (9.2)
čia k 1 ,k 2 – aerodinaminiai koeficientai atitinkamai pastato priešvėjinėje ir pavėjui pusėje;
Dinaminis slėgis, kurį pastatas veikia oro srove.
Norint apskaičiuoti oro įsiskverbimą per išorinį gaubtą, oro slėgio skirtumas patalpos išorėje ir viduje, Pa, yra:
kur Nsh yra burnos aukštis ventiliacijos velenas nuo žemės lygio (sąlyginio nulinio slėgio taško vietos ženklas);
H e – aptariamo pastato elemento (lango, sienos, durų ir kt.) centro aukštis nuo žemės lygio;
Koeficientas, įvestas greičio slėgiui ir atsižvelgiant į vėjo greičio pokytį nuo pastato aukščio, vėjo greičio pokytis nuo lauko temperatūros priklauso nuo ploto;
Oro slėgis patalpoje, nustatomas pagal oro balanso palaikymo būklę;
Per didelis santykinis slėgis patalpoje dėl vėdinimo.
Pavyzdžiui, už administraciniai pastatai Mokslinių tyrimų instituto pastatams ir panašiems pastatams būdinga subalansuota tiekimo ir ištraukiamoji ventiliacija darbo režimu arba visiškas vėdinimo išjungimas ne darbo valandomis P in = 0. Tokiems pastatams apytikslė vertė yra:
3. Pastato oro režimo įtakai šiluminiam režimui įvertinti naudojami supaprastinti skaičiavimo metodai.
Byla A. Daugiabutyje visose patalpose ventiliacijos išmetimą visiškai kompensuoja ventiliacijos įtekėjimas, todėl = 0.
Šis atvejis apima pastatus be vėdinimo arba su mechanine visų patalpų tiekimo ir ištraukimo ventiliacija su vienodais tiekimo ir ištraukimo srautais. Slėgis lygus slėgiui laiptinėje ir su ja tiesiogiai sujungtuose koridoriuose.
Slėgis atskirų patalpų viduje yra tarp slėgio ir slėgio išoriniame šios patalpos paviršiuje. Darome prielaidą, kad dėl skirtumo oras nuosekliai praeina pro langus ir vidines duris, atsiveriančias į laiptinę ir koridorius, pradinį oro srautą ir slėgį patalpos viduje galima apskaičiuoti pagal formulę:
kur yra lango, durų iš patalpos, atsiveriančios į koridorių ar laiptinę, ploto pralaidumo charakteristikos.
Pastato oro režimas – tai visuma veiksnių ir reiškinių, lemiančių bendrą oro mainų tarp visų jo patalpų ir lauko oro procesą, įskaitant oro judėjimą patalpose, oro judėjimą per tvoras, angas, kanalus ir ortakius bei oro srautas aplink pastatą. Tradiciškai, svarstant atskirus pastato oro režimo klausimus, jie sujungiami į tris užduotis: vidaus, krašto ir išorės.
Bendra fizinė ir matematinė pastato oro režimo problemos formuluotė galima tik labiausiai apibendrinta forma. Individualūs procesai yra labai sudėtingi. Jų aprašymas pagrįstas klasikinėmis masės, energijos ir impulso perdavimo turbulenciniame sraute lygtimis.
Specialybės „Šilumos tiekimas ir vėdinimas“ požiūriu aktualiausia sekančius reiškinius: oro įsiskverbimas ir išfiltravimas per išorines tvoras ir angas (neorganizuota natūrali oro apykaita, didėjantys šilumos nuostoliai patalpoje ir mažinamos išorinių tvorų šilumą ekranuojančios savybės); aeracija (organizuota natūrali oro mainai šilumos įtemptų patalpų vėdinimui); oro srautas tarp gretimose patalpose(nesutvarkyta ir organizuota).
Gamtinės jėgos, sukeliančios oro judėjimą pastate, yra gravitacija ir vėjas spaudimas. Temperatūra ir oro tankis pastato viduje ir išorėje dažniausiai nėra vienodi, todėl tvorų šonuose yra skirtingas gravitacinis slėgis. Dėl vėjo poveikio į vėją nukreiptoje pastato pusėje susidaro nutekėjimas, o ant tvorų paviršių atsiranda perteklinis statinis slėgis. Vėjo pusėje susidaro vakuumas ir sumažėja statinis slėgis. Taigi, esant vėjui, slėgis pastato išorėje skiriasi nuo slėgio patalpose.
Gravitacija ir vėjo slėgis paprastai veikia kartu. Oro mainus veikiant šioms gamtos jėgoms sunku apskaičiuoti ir numatyti. Jį galima sumažinti sandarinant tvoras, o taip pat iš dalies sureguliuoti drosuojant vėdinimo kanalus, atidarant langus, rėmus ir ventiliacinius žibintus.
Oro režimas yra susijęs su pastato šiluminiu režimu. Iš išorės oro prasiskverbimas sukelia papildomas šilumos sąnaudas jo šildymui. Drėgno patalpų oro eksfiltracija drėkina ir sumažina atitvarų šilumos izoliacijos savybes.
Infiltracijos ir eksfiltracijos zonos vieta ir dydis pastate priklauso nuo pastato geometrijos, projektinių ypatybių, vėdinimo režimo, taip pat nuo statybos ploto, metų laiko ir klimato parametrų.
Tarp filtruoto oro ir tvoros vyksta šilumos mainai, kurių intensyvumas priklauso nuo filtravimo vietos tvoros konstrukcijoje (masyvo, plokščių sandūros, langų, oro tarpų ir kt.). Taigi atsiranda poreikis apskaičiuoti pastato oro režimą: nustatyti oro įsiskverbimo ir išsifiltravimo intensyvumą bei išspręsti atskirų tvoros dalių šilumos perdavimo problemą, esant oro pralaidumui.
