Воздушный режим современного здания. Воздушный режим здания. Три задачи воздушного режима Воздушный режим здания ветровое давление

Методика расчета сопротивления воздухопроницаемости ограждающей конструкции стены

1. Определяют удельный вес наружного и внутреннего воздуха, Н/м 2

. (6.2)

2. Определяют разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции, Па

3. Вычисляют требуемое сопротивление воздухопроницанию, м 2 ×ч×Па/кг

4. Находят общее фактическое сопротивление воздухопроницанию наружного ограждения, м 2 ×ч×Па/кг

Если выполняется условие , то ограждающая конструкция отвечает требованиям воздухопроницаемости, если условие не выполняется, то необходимо принять меры по увеличению воздухопроницаемости.

Расчет сопротивления воздухопроницаемости
ограждающей конструкции стены

Исходные данные

Значения величин, необходимых для расчета: высота ограждающей конструкции Н= 15,3 м; t н = –27 °С; t в = 20 °С; V хол = 4,4 м/с; G н = 0,5 кг/(м 2 ×ч) ; R и1 = 3136 м 2 ×ч×Па/кг ; R и2 = 6 м 2 ×ч×Па/кг ; R и3 = 946,7 м 2 ×ч×Па/кг .

Порядок расчета

Определяют удельный вес наружного и внутреннего воздуха по уравнениям (6.1) и (6.2)

Н/м 2 ;

Н/м 2 .

Определяют разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающей конструкции, Па

Δр= 0,55×15,3×(14,1 – 11,8)+0,03×14,1×4,4 2 = 27,54 Па.

Вычисляют требуемое сопротивление воздухопроницанию по уравнению (6.4), м 2 ×ч×Па/кг

27,54/0,5 = 55,09 м 2 ×ч×Па/кг.

Находят общее фактическое сопротивление воздухопроницанию наружного ограждения по уравнению (6.5), м 2 ×ч×Па/кг

м 2 ×ч×Па/кг;

М 2 ×ч×Па/кг.

Таким образом, ограждающая конструкция отвечает требованиям воздухопроницаемости, так как выполняется условие (4088,7>55,09).

Методика расчета сопротивления воздухопроницанию наружных ограждений (окон и балконных дверей)

Определяют требуемое сопротивление воздухопроницаемости окон и балконных дверей, м 2 ×ч×Па/кг

, (6.6)

В зависимости от значения выбирают тип конструкции окон и балконных дверей.

Расчет сопротивления воздухопроницанию наружных ограждений, окон и балконных дверей

Исходные данные

p = 27,54 Па; Δp 0 = 10 Па; G н = 6 кг/(м 2 ×ч) .

Порядок расчета

Определяют требуемое сопротивление воздухопроницаемости окон и балконных дверей, по уравнению (6.6), м 2 ×ч×Па/кг

м 2 ×ч×Па/кг.

Таким образом, следует принять R 0 = 0,4 м 2 ×ч×Па/кг для двойного остекления в спаренных переплетах.

6.3. Методика расчета влияния инфильтрации
на температуру внутренней поверхности
и коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции

1. Вычисляют количество воздуха, проникающего через наружное ограждение, кг/(м 2 ×ч)

2. Вычисляют температуру внутренней поверхности ограждения при инфильтрации, °С

, (6.8)

. (6.9)

3. Рассчитывают температуру внутренней поверхности ограждения при отсутствии конденсации, °С

. (6.10)

4. Определяют коэффициент теплопередачи ограждения с учетом инфильтрации, Вт/(м 2 ×°С)

. (6.11)

5. Вычисляют коэффициент теплопередачи ограждения при отсутствии инфильтрации по уравнению (2.6), Вт/(м 2 ×°С)

Расчет влияния инфильтрации на температуру внутренней поверхности
и коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции

Исходные данные

Значения величин, необходимых для расчета: Δp = 27,54 Па;
t н = –27 °С; t в = 20 °С; V хол = 4,4 м/с; = 3,28 м 2 ×°С/Вт; е = 2,718; = 4088,7 м 2 ×ч×Па/кг; R в = 0,115 м 2 ×°С/Вт; С В = 1,01 кДж/(кг×°С).

Порядок расчета

Вычисляют количество воздуха, проникающего через наружное ограждение, по уравнению (6.7), кг/(м 2 ×ч)

G и = 27,54/4088,7 = 0,007 г/(м 2 ×ч).

Вычисляют температуру внутренней поверхности ограждения при инфильтрации, °С, и термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, начиная от наружного воздуха до данного сечения в толще ограждения по уравнениям (6.8) и (6.9).

м 2 ×°С /Вт;

Рассчитывают температуру внутренней поверхности ограждения при отсутствии конденсации, °С

°С .

Из расчетов следует, что температура внутренней поверхности при фильтрации ниже, чем без инфильтрации () на 0,1 °С.

Определяют коэффициент теплопередачи ограждения с учетом инфильтрации по уравнению (6.11), Вт/(м 2 ×°С)

Вт/(м 2 ×°С).

Вычисляют коэффициент теплопередачи ограждения при отсутствии инфильтрации по уравнению (2.6), Вт/(м 2 С)

Вт/(м 2 ×°С).

Таким образом, установлено, что коэффициент теплопередачи с учетом инфильтрации k и больше соответствующего коэффициента без инфильтрации k (0,308 > 0,305).

Контрольные вопросы к разделу 6:

1. Какова основная цель расчета воздушного режима наружного ограждения?

2. Как влияет инфильтрация на температуру внутренней поверхности
и коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции?

7. Требования к расходу зданий

7.1 Методика расчета удельной характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания

Показателем расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилого или общественного здания на стадии разработки проектной документации, является удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания численно равная расходу тепловой энергии на 1 м 3 отапливаемого объема здания в единицу времени при перепаде температуры в 1°С, , Вт/(м 3 · 0 С). Расчетное значение удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, , Вт/(м 3 · 0 С), определяется по методике с учетом климатических условий района строительства, выбранных объемно-планировочных решений, ориентации здания, теплозащитных свойств ограждающих конструкций, принятой системы вентиляции здания, а также применения энергосберегающих технологий. Расчетное значение удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания должно быть меньше или равно нормируемого значения, согласно , , Вт/(м 3 · 0 С):

где - нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, Вт/(м 3 · 0 С), определяемая для различных типов жилых и общественных зданий по таблице 7.1 или 7.2.

Таблица 7.1

тепловой энергии на отопление и вентиляцию

Примечания:

При промежуточных значениях отапливаемой площади здания в интервале 50-1000м 2 значения должны определяться линейной интерполяцией.

Таблица 7.2

Нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода

тепловой энергии на отопление и вентиляцию

малоэтажных жилых одноквартирных зданий, , Вт/(м 3 · 0 С)

Тип здания	Этажность здания
			4,5	6,7	8,9	10, 11	12 и выше
1 Жилые многоквартирные, гостиницы, общежития	0,455	0,414	0,372	0,359	0,336	0,319	0,301	0,290
2 Общественные, кроме перечисленных в строках 3-6	0,487	0,440	0,417	0,371	0,359	0,342	0,324	0,311
3 Поликлиники и лечебные учреждения, дома- интернаты	0,394	0,382	0,371	0,359	0,348	0,336	0,324	0,311
4 Дошкольные учреждения, хосписы	0,521	0,521	0,521	-	-	-	-	-
5 Сервисного обслуживания, культурно-досуговой деятельности, технопарки, склады	0,266	0,255	0,243	0,232	0,232
6 Административного назначения (офисы)	0,417	0,394	0,382	0,313	0,278	0,255	0,232	0,232

Примечания:

Для регионов, имеющих значение ГСОП=8000 0 С·сут и более, нормируемые следует снизить на 5%.

Для оценки достигнутой в проекте здания или в эксплуатируемом здании потребности энергии на отопление и вентиляцию, установлены следующие классы энергосбережения (таблица 7.3) в % отклонения расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемой (базовой) величины.

Проектирование зданий с классом энергосбережения «D, Е» не допускается. Классы «А, В, С» устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проектной документации. Впоследствии, при эксплуатации класс энергосбережения здания должен быть уточнен в ходе энергетического обследования. С целью увеличения доли зданий с классами «А, В» субъекты Российской Федерации должны применять меры по экономическому стимулированию, как к участникам строительного процесса, так и к эксплуатирующим организациям.

Таблица 7.3

Классы энергосбережения жилых и общественных зданий

Обозначение класса	Наименование класса	Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемого, %	Рекомендуемые мероприятия, разрабатываемые субъектами РФ
При проектировании и эксплуатации новых и реконструируемых зданий
А++	Очень высокий	Ниже -60
А+	От - 50 до - 60 включительно
А	От - 40 до - 50 включительно
В+	Высокий	От - 30 до - 40 включительно	Экономическое стимулирование
В	От - 15 до - 30 включительно
С+	Нормальный	От - 5 до - 15 включительно	Мероприятия не разрабатываются
С	От + 5 до - 5 включительно
с-	От + 15 до + 5 включительно
D	Пониженный	От + 15,1 до + 50 включительно	Реконструкция при соответствующем экономическом обосновании
Е	Низкий	Более +50	Реконструкция при соответствующем экономическом обосновании, или снос

Расчетную удельную характеристику расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, , Вт/(м 3 · 0 С), следует определять по формуле

k об - удельная теплозащитная характеристика здания, Вт/(м 3 · 0 С), определяется следующим образом

, (7.3)

где - фактическое общее сопротивление теплопередаче для всех слоев ограждения (м 2 ×°С)/Вт;

Площадь соответствующего фрагмента теплозащитной оболочки здания, м 2 ;

V от - отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений зданий, м 3 ;

Коэффициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры у конструкции от принятых в расчете ГСОП, =1.

k вент - удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м 3 ·С);

k быт - удельная характеристика бытовых тепловыделений здания, Вт/(м 3 ·С);

k рад - удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, Вт/(м 3 · 0 С);

ξ - коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий, ξ =0,1;

β - коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, β h = 1,05;

ν - коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемые значения определяются по формуле ν = 0,7+0,000025*(ГСОП-1000);

Удельную вентиляционную характеристику здания, k вент, Вт/(м 3 · 0 С), следует определять по формуле

где с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·°С);

β v - коэффициент снижения объема воздуха в здании, β v = 0,85;

Средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м 3

353/, (7.5)

t от - средняя температура отопительного периода, °С, по
, (см. прил. 6).

n в - средняя кратность воздухообмена общественного здания за отопительный период, ч -1 , для общественных зданий, согласно , принимается усредненная величина n в =2;

k э ф - коэффициент эффективности рекуператора, k э ф =0,6.

Удельную характеристику бытовых тепловыделений здания, k быт, Вт/(м 3 ·С), следует определять по формуле

, (7.6)

где q быт - величина бытовых тепловыделений на 1 м 2 площади жилых помещений (А ж) или расчетной площади общественного здания (А р),Вт/м 2 , принимаемая для:

а) жилых зданий с расчетной заселенностью квартир менее 20 м 2 общей площади на человека q быт = 17 Вт/м 2 ;

б) жилых зданий с расчетной заселенностью квартир 45 м 2 общей площади и более на человека q быт = 10 Вт/м 2 ;

в) других жилых зданий - в зависимости от расчетной заселенности квартир по интерполяции величины q быт между 17 и 10 Вт/м 2 ;

г) для общественных и административных зданий бытовые тепловыделения учитываются по расчетному числу людей (90 Вт/чел), находящихся в здании, освещения (по установочной мощности) и оргтехники (10 Вт/м 2) с учетом рабочих часов в неделю;

t в, t от - то же, что и в формулах (2.1, 2.2);

А ж - для жилых зданий - площадь жилых помещений (А ж), к которым относятся спальни, детские, гостиные, кабинеты, библиотеки, столовые, кухни-столовые; для общественных и административных зданий - расчетная площадь (А р), определяемая согласно СП 117.13330 как сумма площадей всех помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей, м 2 .

Удельную характеристику теплопоступлений в здание от солнечной радиации, k р ад, Вт/(м 3 ·°С), следует определять по формуле

, (7.7)

где - теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж/год, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям, определяемые по формуле

Коэффициенты относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений соответственно окон и зенитных фонарей, принимаемые по паспортным данным соответствующих светопропускающих изделий; при отсутствии данных следует принимать следует принимать по таблице (2.8); мансардные окна с углом наклона заполнений к горизонту 45° и более следует считать как вертикальные окна, с углом наклона менее 45° - как зенитные фонари;

Коэффициенты, учитывающие затенение светового проема соответственно окон и зенитных фонарей непрозрачными элементами заполнения, принимаемые по проектным данным; при отсутствии данных следует принимать по таблице (2.8).

- площадь светопроемов фасадов здания (глухая часть балконных дверей исключается), соответственно ориентированных по четырем направлениям, м 2 ;

Площадь светопроемов зенитных фонарей здания, м;

Средняя за отопительный период величина суммарной солнечной радиации (прямая плюс рассеянная) на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, МДж/м 2 , определяется по прил. 8;

Средняя за отопительный период величина суммарной солнечной радиации (прямая плюс рассеянная) на горизонтальную поверхность при действительных условиях облачности, МДж/м 2 , определяется по прил. 8.

V от - то же, что и в формуле (7.3).

ГСОП – то же, что и в формуле (2.2).

Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии

на отопление и вентиляцию здания

Исходные данные

Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания проведем на примере двухэтажного индивидуального жилого дома общей площадью 248,5 м 2 .Значения величин, необходимых для расчета: t в = 20 °С; t оп = -4,1°С; = 3,28 (м 2 ×°С)/Вт; = 4,73 (м 2 ×°С)/Вт; = 4,84 (м 2 ×°С)/Вт; = 0,74 (м 2 ×°С)/Вт; = 0,55(м 2 ×°С)/Вт; м 2 ; м 2 ; м 2 ; м 2 ; м 2 ; м 2 ; м 3 ; Вт/м 2 ; 0,7; 0; 0,5; 0; 7,425 м 2 ; 4,8 м 2 ; 6,6 м 2 ; 12,375 м 2 ; м 2 ; 695 МДж/(м 2 ·год); 1032 МДж/(м 2 ·год); 1032 МДж/(м 2 ·год); =1671 МДж/(м 2 ·год); = =1331 МДж/(м 2 ·год).

Порядок расчета

1. Вычисляют удельную теплозащитную характеристику здания, Вт/(м 3 · 0 С), по формуле (7.3) определяется следующим образом

Вт/(м 3 · 0 С),

2. По формуле (2.2) рассчитывают градусо-сутки отопительного периода

D = (20 + 4,1)×200 = 4820 °С×сут.

3. Находят коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций; рекомендуемые значения определяются по формуле

ν = 0,7+0,000025*(4820-1000)=0,7955.

4. Находят среднюю плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м 3 , по формуле (7.5)

353/=1,313 кг/м 3 .

5. Вычисляюм удельную вентиляционную характеристику здания по формуле (7.4), Вт/(м 3 · 0 С)

Вт/(м 3 · 0 С)

6. Определяю удельную характеристику бытовых тепловыделений здания, Вт/(м 3 ·С), по формуле (7.6)

Вт/(м 3 ·С),

7. По формуле (7.8) вычисляют теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж/год, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям

8. По формуле (7.7) определяют удельную характеристику теплопоступлений в здание от солнечной радиации, Вт/(м 3 ·°С)

Вт/(м 3 ·°С),

9. Определяют расчетную удельную характеристику расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, Вт/(м 3 · 0 С), по формуле (7.2)

Вт/(м 3 · 0 С)

10. Сравнивают полученное значение расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания с нормируемой (базовой), , Вт/(м 3 · 0 С), по таблицам 7.1 и 7.2.

0,4 Вт/(м 3 · 0 С) =0,435 Вт/(м 3 · 0 С)

Расчетное значение удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания должно быть меньше нормируемого значения.

Для оценки достигнутой в проекте здания или в эксплуатируемом здании потребности энергии на отопление и вентиляцию, определяют класс энергосбережения проектируемого жилого здания по процентному отклонению расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемой (базовой) величины.

Вывод: проектируемое здание относится к «С+ Нормальному» классу энергосбережения, который устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проектной документации. Разработка дополнительных мероприятий по повышению класса энергосбережения здания не требуется. Впоследствии, при эксплуатации класс энергосбережения здания должен быть уточнен в ходе энергетического обследования.

Контрольные вопросы к разделу 7:

1. Какая величина являет основным показателем расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилого или общественного здания на стадии разработки проектной документации? От чего она зависит?

2. Какие классы энергосбережения жилых и общественных зданий существуют?

3. Какие классы энергосбережения устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проектной документации?

4. Проектирование зданий с каким классом энергосбережения не допускается?

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблемы экономии энергоресурсов являются особо важными в текущий период развития нашей страны. Стоимость топлива и тепловой энергии растёт, и эта тенденция прогнозируется на будущее; вместе с тем непрерывно и быстро возрастает объем потребления энергии. Энергоёмкость национального дохода в нашей стране в несколько раз выше, чем в развитых странах.

В связи с этим очевидна важность выявления резервов снижения энергозатрат. Одним из направлений экономии энергоресурсов является реализация энергосберегающих мероприятий при работе систем теплоснабжения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ТГВ). Одним из решений этой проблемы является снижение теплопотерь зданий через ограждающие конструкции, т.е. снижение тепловых нагрузок на системы ТГВ.

Значение решения данной задачи особенно велико в городском инженерном хозяйстве, где только на теплоснабжение жилых и общественных зданий расходуется около 35% всего добываемого твердого и газообразного топлива.

В последние годы в городах резко обозначилась несбалансированность развития подотраслей городского строительства: техническое отставание инженерной инфраструктуры, неравномерность развития отдельных систем и их элементов, ведомственный подход к использованию природных и вырабатываемых ресурсов, что приводит к нерациональному их использованию и иногда к необходимости привлечения соответствующих ресурсов из других регионов.

Потребность городов в топливно-энергетических ресурсах и предоставлении инженерных услуг растет, что напрямую влияет на увеличение заболеваемости населения, приводит к уничтожению лесного пояса городов.

Применение современных теплоизоляционных материалов с высоким значением сопротивления теплопередаче приведет к значительному снижению энергозатрат, результатом будет существенный экономический эффект при эксплуатации систем ТГВ через уменьшение затрат на топливо и соответственно улучшение экологической ситуации региона, что снизит затраты на медицинское обслуживание населения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) [Текст] / В.Н. Богословский. – Изд. 3-е. – СПб.: АВОК «Северо-Запад», 2006.

2. Тихомиров, К.В. Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция [Текст] / К.В. Тихомиров, Е.С. Сергиенко. – М.: ООО «БАСТЕТ», 2009.

3. Фокин, К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий [Текст] / К.Ф. Фокин; под ред. Ю.А. Табунщикова, В.Г. Гагарина. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2006.

4. Еремкин, А.И. Тепловой режим зданий [Текст]: учеб. пособие / А.И. Еремкин, Т.И. Королева. – Ростов-н/Д.: Феникс, 2008.

5. СП 60.13330.2012 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.

6. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.

7. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.

8. СП 54.13330.2011 Здания жилые многоквартирные. Актуализированная редакция СНиП 31-01-2003 [Текст]. – М.: Минрегион России, 2012.

9. Кувшинов, Ю.Я. Теоретические основы обеспечения микроклимата помещения [Текст] / Ю.Я. Кувшинов. – М.: Изд-во АСВ, 2007.

10. СП 118.13330.2012 Общественные здания и сооружения. Актуализированная редакция СНиП 31-05-2003 [Текст]. – Минрегион России, 2012.

11. Куприянов, В.Н. Строительная климатология и физика среды [Текст] / В.Н. Куприянов. – Казань, КГАСУ, 2007.

12. Монастырев, П.В. Технология устройства дополнительной теплозащиты стен жилых зданий [Текст] / П.В. Монастырев. – М.: Изд-во АСВ, 2002.

13. Бодров В.И., Бодров М.В. и др. Микроклимат зданий и сооружений [Текст] / В.И. Бодров [и др.]. – Нижний Новгород, Издательство «Арабеск», 2001.

15. ГОСТ 30494-96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях [Текст]. – М.: Госстрой России, 1999.

16. ГОСТ 21.602-2003. Правила выполнения рабочей документации отопления, вентиляции и кондиционирования [Текст]. – М.: Госстрой России, 2003.

17. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика [Текст]. – М.: Госстрой СССР, 1982.

18. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование [Текст]. – М.: Госстрой СССР, 1991.

19. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий [Текст]. – М.: ООО «МЦК», 2007.

20. ТСН 23-332-2002. Пензенской области. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

21. ТСН 23-319-2000. Краснодарского края. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий [Текст]. – М.: Госстрой России, 2000.

22. ТСН 23-310-2000. Белгородской области. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий [Текст]. – М.: Госстрой России, 2000.

23. ТСН 23-327-2001. Брянской области. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий [Текст]. – М.: Госстрой России, 2001.

24. ТСН 23-340-2003. Санкт-Петербург. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий [Текст]. – М.: Госстрой России, 2003.

25. ТСН 23-349-2003. Самарская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий [Текст]. – М.: Госстрой России, 2003.

26. ТСН 23-339-2002. Ростовская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

27. ТСН 23-336-2002. Кемеровская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

28. ТСН 23-320-2000. Челябинская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

29. ТСН 23-301-2002. Свердловская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

30. ТСН 23-307-00. Ивановская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

31. ТСН 23-312-2000. Владимирская область. Тепловая защита жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2000.

32. ТСН 23-306-99. Сахалинская область. Теплозащита и энергопотребление жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 1999.

33. ТСН 23-316-2000. Томская область. Тепловая защита жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2000.

34. ТСН 23-317-2000. Новосибирская область. Энергосбережение в жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

35. ТСН 23-318-2000. Республика Башкортостан. Тепловая защита зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2000.

36. ТСН 23-321-2000. Астраханская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2000.

37. ТСН 23-322-2001. Костромская область. Энергоэффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2001.

38. ТСН 23-324-2001. Республика Коми. Энергосберегающая теплозащита жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2001.

39. ТСН 23-329-2002. Орловская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

40. ТСН 23-333-2002. Ненецкий автономный округ. Энергопотребление и теплозащита жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

41. ТСН 23-338-2002. Омская область. Энергосбережение в гражданских зданиях. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

42. ТСН 23-341-2002. Рязанская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

43. ТСН 23-343-2002. Республика Саха. Теплозащита и энергопотребление жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2002.

44. ТСН 23-345-2003. Удмуртская Республика. Энергосбережение в зданиях. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2003.

45. ТСН 23-348-2003. Псковская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2003.

46. ТСН 23-305-99. Саратовская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 1999.

47. ТСН 23-355-2004. Кировская область. Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. [Текст]. – М.: Госстрой России, 2004.

Воздушным режимом здания называют совокупность факторов и явлений, определяющих общий процесс обмена воздуха между всеми его помещениями и наружным воздухом, включающий перемещение воздуха внутри помещений, движение воздуха через ограждения, проемы, каналы и воздуховоды и обтекание здания потоком воздуха. Традиционно при рассмотрении отдельных вопросов воздушного режима здания их объединяют в три задачи: внутреннюю, краевую и внешнюю.

Общая физико-математическая постановка задачи о воздушном режиме здания возможна лишь в самом обобщенном виде. Отдельные процессы весьма сложны. Описание их базируется на классических уравнениях переноса массы, энергии, импульса в турбулентном потоке.

С позиций специальности «Теплоснабжение и вентиляция» наиболее актуальны следующие явления: инфильтрация и эксфильтрация воздуха через наружные ограждения и проемы (неорганизованный естественный воздухообмен, увеличивающий теплопотери помещения и снижающий теплозащитные свойства наружных ограждений); аэрация (организованный естественный воздухообмен для вентиляции теплонапряженных помещений); перетекание воздуха между смежными помещениями (неорганизованное и организованное).

Естественными силами, вызывающими движение воздуха в здании, являются гравитационное и ветровое давления. Температура и плотность воздуха внутри и снаружи здания обычно неодинаковы, в результате чего гравитационное давление по сторонам ограждений оказывается разным. За счет действия ветра на наветренной стороне здания создается подпор, а на поверхностях ограждений возникает избыточное статическое давление. На заветренной стороне образуется разрежение и статическое давление оказывается пониженным. Таким образом, при ветре давление с внешней стороны здания отличается от давления внутри помещений.

Гравитационное и ветровое давления обычно действуют совместно. Воздухообмен под влиянием этих естественных сил трудно рассчитывать и прогнозировать. Его можно уменьшить, уплотняя ограждения, а также частично регулировать с помощью дросселирования каналов вентиляции, открыванием окон, фрамуr и вентиляционных фонарей.

Воздушный режим связан с тепловым режимом здания. Инфильтрация наружного воздуха приводит к дополнительным затратам тепла на его подогрев. Эксфильтрация влажного внутреннего воздуха увлажняет и снижает теплозащитные свойства ограждений.

Положение и размеры зоны инфильтрации и эксфильтрации в здании зависят от геометрии, конструктивных особенностей, режима вентилирования здания, а также от района строительства, времени года и параметров климата.

Между фильтрующимся воздухом и ограждением происходит теплообмен, интенсивность которого зависит от места фильтрации в конструкции ограждения (массив, стык панелей, окна, воздушные прослойки и т. д.). Таким образом, возникает необходимость в расчетах воздушного режима здания: определении интенсивности инфильтрации и эксфильтрации воздуха и решении задачи теплопередачи отдельных частей ограждения при наличии воздухопроницания.

Процессы перемещения воздуха внутри помещений, движения его через ограждения и отверстия в ограждениях, по каналам и воздухово дам, обтекания здания потоком воздуха и взаимодействия здания с ок ружающей воздушной средой объединяются общим понятием воздуш ный режим здания. В отоплении рассматривается тепловой режим зда ния. Эти два режима, а также влажностный режим тесно связаны меж ду собой. Аналогично тепловому режиму при рассмотрении воздушного режима здания различают три задачи: внутреннюю, краевую и внешнюю.

К внутренней задаче воздушного режима относятся следующие вопросы:

а) расчет требуемого воздухообмена в помещении (определение количества поступающих в помещения вредных выделений, выбор про изводительности систем местной и общеобменной вентиляции);

б) определение параметров внутреннего воздуха (температуры, влажности, скорости движения и содержания вредных веществ) и рас пределения их по объему помещений при различных вариантах подачи и удаления воздуха. Выбор оптимальных вариантов подачи и удаления воздуха;

в) определение параметров воздуха (температуры и скорости дви жения) в струйных течениях, создаваемых приточной вентиляцией;

г) расчет количества вредных выделений, выбивающихся из-под укрытий местных отсосов (диффузия вредных выделений в потоке воз духа и в помещениях);

д) создание нормальных условий на рабочих местах (душирование) или в отдельных частях помещений (оазисы) путем подбора параметров подаваемого приточного воздуха.

Краевая задача воздушного режима объединяет следующие вопросы:

а) определение количества воздуха, проходящего через наружные (инфильтрация и эксфильтрация) и внутренние (перетекание) ограж дения. Инфильтрация приводит к увеличению теплопотерь помещений. Наибольшая инфильтрация наблюдается в нижних этажах многоэтаж ных зданий и в высоких производственных помещениях. Неорганизо ванное перетекание воздуха между помещениями приводит к загрязне нию чистых помещений и распространению по зданию неприятных запахов;

б) расчет площадей отверстий для аэрации;

в) расчет размеров каналов, воздуховодов, шахт и других элемен тов систем вентиляции;

г) выбор способа обработки воздуха - придание ему определен ных «кондиций»: для притока - это нагрев (охлаждение), увлажнение (осушка), очистка от пыли, озонирование; для вытяжки - это очистка от пыли и вредных газов;

д) разработка мероприятий по защите помещений от врывания холодного наружного воздуха через открытые проемы (наружные две ри, ворота, технологические отверстия). Для защиты обычно применяют воздушные и воздушно-тепловые завесы.

Внешняя задача воздушного режима включает следующие вопросы:

а) определение давления, создаваемого ветром, на здание и от дельные его элементы (например, дефлектор, фонарь, фасады и т. д.);

б) расчет максимально возможного количества выбросов, не при водящего к загрязнению территории промышленных предприятий; определение проветриваемости пространства вблизи здания и между отдельными зданиями на промышленной площадке;

в) выбор мест расположения воздухозаборов и вытяжных шахт вентиляционных систем;

г) расчет и прогнозирование загрязнения атмосферы вредными вы бросами; проверка достаточности степени очистки выбрасываемого за грязненного воздуха.

Принципиальные решения вентиляции пром. здания.

42. Звук и шум, их природа, физические характеристики. Источники возникновения шума в вентиляционных системах.

Шум - беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.

Первоначально слово шум относилось исключительно к звуковым колебаниям, однако в современной науке оно было распространено и на другие виды колебаний (радио-, электричество).

Шум - совокупность апериодических звуков различной интенсивности и частоты. С физиологической точки зрения шум - это всякий неблагоприятный воспринимаемый звук.

Классификация шума. Шумы, состоящие из беспорядочного сочетания звуков, носят название статистических. Шумы с преобладанием какого-либо тона, улавливаемого на слух, называются тональными.

В зависимости от среды, в которой распространяется звук, условно различают структурные или корпусные и воздушные шумы. Структурные шумы возникают при непосредственном контакте колеблющегося тела с частями машины, трубопроводами, строительными конструкциями и т. д. и распространяются по ним в виде волн (продольных, поперечных или тех и других одновременно). Колеблющиеся поверхности сообщают колебания прилегающим к ним частицам воздуха, образуя звуковые волны. В тех случаях, когда источник шума не связан с какими-либо конструкциями, излучаемый им в воздух шум носит название воздушного.

По характеру возникновения шум условно делят на механический, аэродинамический и магнитный.

По характеру изменения общей интенсивности во времени шумы подразделяются на импульсные и стабильные. У импульсного шума происходит быстрое нарастание звуковой энергии и быстрый спад, после чего следует длительный перерыв. У стабильного шума энергия во времени изменяется мало.

По продолжительности действия шумы подразделяют на продолжительные (суммарная длительность непрерывно или с паузами не менее 4 ч в смену) и кратковременные (длительность менее 4 ч в смену).

Звук, в широком смысле - упругие волны, продольно распространяющиеся в среде и создающие в ней механические колебания; в узком смысле - субъективное восприятие этих колебаний специальными органами чувств животных или человека.

Как и любая волна, звук характеризуется амплитудой и спектром частот. Обычно человек слышит звуки, передаваемые по воздуху, в диапазоне частот от 16-20 Гц до 15-20 кГц. Звук ниже диапазона слышимости человека называют инфразвуком; выше: до 1 ГГц, - ультразвуком, от 1 ГГц - гиперзвуком. Среди слышимых звуков следует также особо выделить фонетические, речевые звуки и фонемы (из которых состоит устная речь) и музыкальные звуки (из которых состоит музыка).

Источником шума и вибрации в вентиляционных системах является вентилятор, в котором имеют место нестационарные процессы течения воздуха через рабочее колесо и в самом кожухе. К их числу относятся пульсации скорости, образование и срыв вихрей с элементов вентилятора. Указанные факторы являются причиной возникновения аэродинамического шума.

Е.Я. Юдин, исследовавший шум вентиляционных установок, указывает на три основные составляющие аэродинамического шума, создаваемого вентилятором:

1) вихревой шум - следствие образования вихрей и периодического срыва их при обтекании элементов вентилятора потоком воздуха;

2) шум от местных неоднородностей потока, образующихся на входе и выходе из колеса и приводящих к нестационарному обтеканию лопаток и неподвижных элементов вентилятора, расположенных около колеса;

3) шум вращения - каждая движущаяся лопатка колеса вентилятора является источником возмущения воздушной среды и образования вихрей. Доля шума вращения в общем шуме вентилятора обычно незначительна.

Колебания элементов конструкции вентиляционной установки, часто вследствие неудовлетворительной балансировки колеса, являются причиной механического шума. Механический шума вентилятора обычно имеет ударный характер, пример тому - стуки в зазорах изношенных подшипников.

Зависимость шума от окружной скорости рабочего колеса при различных характеристиках сети для центробежного вентилятора с загнутыми вперед лопатками представлена на рисунке. Из рисунка следует, что при окружной скорости более 13 м/с механический шум шарикоподшипников «маскируется» аэродинамическим шумом; при меньшей скорости шум подшипников преобладает. При окружной скорости более 13 м/с уровень аэродинамического шума растет быстрее уровня механического шума. У центробежных вентиляторов с гнутыми назад лопатками уровень аэродинамического шума несколько меньше, чем у вентиляторов с лопатками, загнутыми вперед.

В системах вентиляции кроме вентилятора источниками шума могут быть вихри, образующиеся в элементах воздуховодов и в вентиляционных решетках, а также колебания недостаточно жестких стенок воздуховодов. Кроме того, возможно проникновение через стенки воздуховодов и вентиляционные решетки посторонних шумов из соседних помещений, через которые проходит воздуховод.