Condiția aerului clădirii - presiunea vântului. Modul de aer al unei clădiri moderne

Datorită diferenței de temperatură sub influența presiunii gravitaționale, aerul exterior pătrunde în încăperile etajelor inferioare prin gard; pe partea de vânt, acțiunea vântului crește infiltrația; odata cu cel de vant scade.

Aerul interior de la primele etaje tinde să pătrundă în camera superioară (curge prin ușile și coridoarele interioare care sunt conectate la scară).

Din incinta etajelor superioare, aerul iese prin gardurile exterioare fără densitate din exteriorul clădirii.

Spațiile de la etajele din mijloc pot fi în condiții de regim mixt. Schimbul natural de aer în clădire este afectat de efectul ventilației de alimentare și evacuare.

1. In lipsa vantului vor actiona suprafetele peretilor exteriori dimensiuni diferite presiune gravitațională. Conform legii conservării energiei, presiunea medie la înălțime în interiorul și exteriorul clădirii va fi aceeași. În raport cu nivelul mediu din partea inferioară a clădirii, presiunea coloanei de aer cald intern va fi mai mică decât presiunea coloanei exterioare de aer rece de pe suprafața exterioară a peretelui.

Densitatea de suprapresiune zero se numește planul neutru al clădirii.

Figura 9.1 – Construcția diagramelor de exces de presiune

Mărimea presiunii gravitaționale în exces la un nivel arbitrar h în raport cu planul neutru:

(9.1)

2. Dacă clădirea este suflată de vânt, iar temperaturile din interiorul și din exteriorul clădirii sunt egale, atunci se va crea o creștere a presiunii statice sau a vidului pe suprafețele exterioare ale gardurilor.

Conform legii conservării energiei, presiunea din interiorul unei clădiri cu aceeași permeabilitate va fi egală cu valoarea medie dintre valoarea crescută pe partea de vânt și valoarea scăzută pe partea de vânt.

Valoarea absolută a presiunii în exces a vântului:

, (9.2)

unde k 1 ,k 2 – coeficienți aerodinamici pe laturile din vânt și, respectiv, în aval ale clădirii;

Presiune dinamică aplicată unei clădiri de către un curent de aer.

Pentru a calcula infiltrarea aerului prin incinta exterioară, diferența de presiune a aerului în afara și în interiorul încăperii, Pa, este:

unde N w este înălțimea gurii puțului de ventilație de la nivelul solului (marca locației punctului zero al presiunii condiționate);

H e – înălțimea centrului elementului de construcție în cauză (fereastră, perete, ușă etc.) de la nivelul solului;

Un coeficient introdus pentru presiunea de viteză și ținând cont de modificarea vitezei vântului de la înălțimea clădirii, depinde de zonă;

Presiunea aerului în încăpere, determinată de starea menținerii echilibrului aerului;

Presiune relativă excesivă în cameră din cauza ventilației.

De exemplu, pentru clădiri administrative Clădirile institutului de cercetare și altele similare se caracterizează printr-o ventilație echilibrată de alimentare și evacuare în timpul modului de funcționare sau oprirea completă a ventilației în timpul orelor nefuncționale P in = 0. Pentru astfel de clădiri, valoarea aproximativă este:

3. Pentru a evalua influența regimului de aer al clădirii asupra regimului termic, se folosesc metode de calcul simplificate.

Cazul A.Într-o clădire cu mai multe etaje, în toate încăperile evacuarea ventilației este complet compensată de afluxul de ventilație, deci = 0.

Acest caz include clădirile fără ventilație sau cu alimentare mecanică și ventilație prin evacuare a tuturor încăperilor cu debite egale pentru alimentare și evacuare. Presiunea este egală cu presiunea din scară și coridoarele conectate direct cu aceasta.

Presiunea din interiorul camerelor individuale este între presiunea și presiunea de pe suprafața exterioară a acestei încăperi. Presupunem că, datorită diferenței, aerul trece secvențial prin ferestrele și ușile interioare care se deschid spre scară și coridoare, debitul de aer și presiunea inițială în interiorul camerei pot fi calculate folosind formula:

unde sunt caracteristicile de permeabilitate ale zonei ferestrelor, ușii din cameră care se deschide spre coridor sau scară.

Procesele de circulație a aerului în interior, mișcarea acestuia prin garduri și deschideri în garduri, prin canale și canale de aer, fluxul de aer în jurul unei clădiri și interacțiunea unei clădiri cu mediul aerian înconjurător sunt unite de conceptul general al regimului de aer al unei clădiri. clădire. Încălzirea are în vedere regimul termic al unei clădiri. Aceste două regimuri, precum și regimul de umiditate, sunt strâns legate între ele. Similar regimului termic, atunci când se ia în considerare regimul de aer al unei clădiri, se disting trei sarcini: interioară, de margine și exterioară.

Sarcinile interne ale regimului aerian includ următoarele aspecte:

a) calculul schimbului de aer necesar în încăpere (determinarea cantității de emisii nocive care intră în incintă, alegerea performanței sistemelor de ventilație locale și generale);

b) determinarea parametrilor aerului intern (temperatura, umiditatea, viteza de deplasare si continut). substanțe nocive) și distribuția acestora pe volumul spațiilor cu diverse opțiuni de alimentare și de evacuare a aerului. Alegere optiuni optime alimentarea și eliminarea aerului;

c) determinarea parametrilor aerului (temperatura și viteza de deplasare) în curenții cu jet creați de ventilația de alimentare;

d) calculul cantității de emisii nocive care ies de sub capacele sistemelor locale de aspirație (difuzia emisiilor nocive în fluxul de aer și în încăperi);

e) creaţie conditii normale la locurile de munca (dus) sau in anumite parti ale incintei (oaze) prin selectarea parametrilor aerului de alimentare furnizat.

Problema valorii la limită a regimului aerian combină următoarele întrebări:

a) determinarea cantității de aer care trece prin incinte externe (infiltrare și exfiltrare) și interioare (debordare). Infiltrarea duce la o creștere a pierderilor de căldură în incintă. Cea mai mare infiltrație se observă la etajele inferioare ale clădirilor cu mai multe etaje și în spațiile industriale înalte. Fluxul de aer neorganizat între camere duce la contaminarea camerelor curate și la răspândirea în întreaga clădire mirosuri neplăcute;

b) calculul suprafețelor găurilor pentru aerare;

c) calculul dimensiunilor canalelor, conductelor de aer, puțurilor și altor elemente ale sistemelor de ventilație;

d) alegerea unei metode de tratare a aerului - oferindu-i anumite „condiții”: pentru flux - aceasta este încălzirea (răcirea), umidificarea (uscarea), îndepărtarea prafului, ozonarea; pentru hotă - aceasta este curățarea de praf și gaze nocive;

e) dezvoltarea măsurilor de protejare a incintelor de năvala aerului rece din exterior prin deschideri deschise (uși exterioare, porți, deschideri tehnologice). Pentru protecție se folosesc de obicei perdele de aer și aer-termice.

Sarcina externă a regimului aerian include următoarele aspecte:

a) determinarea presiunii create de vânt asupra clădirii și a elementelor sale individuale (de exemplu, deflector, felinar, fațade etc.);

b) calculul cantității maxime posibile de emisii care nu conduc la poluarea teritoriului întreprinderilor industriale; determinarea ventilației spațiului din apropierea clădirii și între clădirile individuale de pe un șantier industrial;

c) selectarea locațiilor pentru prizele de aer și arborii de evacuare sisteme de ventilație;

d) calculul și prognoza poluării atmosferice prin emisii nocive; verificarea adecvării gradului de epurare a aerului poluat emis.

Soluții fundamentale pentru ventilația industrială. cladiri.

42. Sunetul și zgomotul, natura lor, caracteristici fizice. Surse de zgomot în sistemele de ventilație.

Zgomot - vibrații aleatorii de diverse natura fizica, caracterizate prin complexitatea structurii lor temporale și spectrale.

Inițial, cuvântul zgomot se referea exclusiv vibratii sonore, însă în stiinta moderna s-a extins si la alte tipuri de vibratii (radio, electricitate).

Zgomotul este o colecție de sunete aperiodice de intensitate și frecvență diferite. Din punct de vedere fiziologic, zgomotul este orice sunet perceput nefavorabil.

Clasificarea zgomotului. Zgomotele care constau dintr-o combinație aleatorie de sunete se numesc statistice. Zgomotele cu predominanța oricărui ton care poate fi auzit cu ureche sunt numite tonale.

În funcție de mediul în care se propagă sunetul, se disting în mod convențional zgomotul structural sau de structură și cel din aer. Zgomotul structural apare atunci când un corp vibrant intră în contact direct cu părți ale mașinii, conducte, structuri de constructii etc. și se propagă de-a lungul lor sub formă de unde (longitudinale, transversale sau ambele). Suprafețele vibratoare transmit vibrații particulelor de aer adiacente, formând unde sonore. În cazurile în care sursa de zgomot nu este asociată cu nicio structură, zgomotul pe care îl emite în aer se numește zgomot în aer.

Pe baza naturii apariției sale, zgomotul este împărțit în mod convențional în mecanic, aerodinamic și magnetic.

Pe baza naturii modificării intensității totale în timp, zgomotul este împărțit în pulsat și stabil. Zgomotul de impuls are o creștere rapidă a energiei sonore și o scădere rapidă, urmată de o pauză lungă. Pentru un zgomot stabil, energia se schimbă puțin în timp.

În funcție de durata de acțiune, zgomotele se împart în de lungă durată (durată totală continuă sau cu pauze de minim 4 ore pe tură) și de scurtă durată (durată mai mică de 4 ore pe tură).

Sunetul, în sens larg - unde elastice, răspândindu-se longitudinal în mediu și creând în el vibratii mecanice; în sens restrâns - percepția subiectivă a acestor vibrații de către organele speciale de simț ale animalelor sau ale oamenilor.

Ca orice undă, sunetul este caracterizat prin amplitudine și spectru de frecvență. De obicei, o persoană aude sunete transmise prin aer în intervalul de frecvență de la 16-20 Hz la 15-20 kHz. Sunetul sub intervalul de audibilitate umană se numește infrasunete; mai mare: până la 1 GHz, - ultrasunete, de la 1 GHz - hipersunete. Dintre sunetele audibile, trebuie evidențiate și sunetele fonetice, de vorbire și fonemele (care alcătuiesc vorbire orală) și sunete muzicale (care alcătuiesc muzica).

Sursa de zgomot și vibrații în sistemele de ventilație este ventilatorul, în care au loc procese nestaționare de flux de aer prin rotor și în carcasa propriu-zisă. Acestea includ pulsațiile de viteză, formarea și eliminarea vârtejurilor din elementele ventilatorului. Acești factori sunt cauza zgomotului aerodinamic.

E.Da. Yudin, care a studiat zgomotul unităților de ventilație, subliniază trei componente principale ale zgomotului aerodinamic creat de un ventilator:

1) zgomot de vârtej - o consecință a formării vârtejurilor și a perturbării periodice a acestora atunci când aerul curge în jurul elementelor ventilatorului;

2) zgomot din neomogenitățile de curgere locală formate la intrarea și ieșirea roții și care conduc la un flux instabil în jurul palelor și elementelor staționare ale ventilatorului situat în apropierea roții;

3) zgomot de rotație - fiecare paletă în mișcare a unei roți a ventilatorului este o sursă de perturbare a aerului și de formare de vârtejuri. Ponderea zgomotului de rotație în zgomot general ventilatorul este de obicei nesemnificativ.

Vibrații ale elementelor structurale unitate de ventilație, adesea din cauza echilibrării slabe a roților, sunt cauza zgomotului mecanic. Zgomotul mecanic al unui ventilator este de obicei de natură șoc, un exemplu în acest sens este lovirea în golurile rulmenților uzați.

Dependența zgomotului de viteza periferică a rotorului la diverse caracteristici rețelele pentru un ventilator centrifugal cu palete curbate înainte sunt prezentate în figură. Din figură rezultă că la o viteză periferică mai mare de 13 m/s, zgomotul mecanic al rulmenților cu bile este „mascat” de zgomotul aerodinamic; La viteze mai mici, predomină zgomotul lagărului. La o viteză periferică mai mare de 13 m/s, nivelul zgomotului aerodinamic crește mai repede decât nivelul zgomotului mecanic. U ventilatoare centrifugale Cu palete curbate înapoi, nivelul de zgomot aerodinamic este puțin mai mic decât cel al ventilatoarelor cu lame curbate înainte.

În sistemele de ventilație, pe lângă ventilator, sursele de zgomot pot fi vârtejuri formate în elementele canalelor de aer și în grilele de ventilație, precum și vibrațiile pereților insuficient rigizi ai canalelor de aer. În plus, este posibil ca zgomotul străin din încăperile învecinate prin care conducta de aer trece prin pereții canalelor de aer și grilajele de ventilație să pătrundă.

Există parametri de bază ai mediului aer care determină posibilitatea existenței umane pe zonă deschisă si in casa. În special, aceasta este concentrația diferitelor impurități din aerul interior, în funcție de condițiile de aer, termice și gaze ale clădirii. Impuritățile dăunătoare din stratul de sol al atmosferei pot fi sub formă de aerosoli, particule de praf și diferite substanțe gazoase la nivel molecular.

Când este distribuit în aer sub influența coagulării sau diverse reactii chimice impuritățile nocive se pot modifica cantitativ și în compoziția chimică. Regimul de gaz al clădirii este format din trei părți interconectate. Partea externă este procesele de distribuție a impurităților nocive în stratul de sol al atmosferei cu fluxuri de aer care spăla clădirea și deplasează substanțele nocive.

Partea de margine este procesul de penetrare a impurităților dăunătoare în clădire prin fisuri în structurile exterioare de închidere, ferestre deschise, uși, alte deschideri și prin sisteme de ventilație mecanică, precum și deplasarea impurităților în întreaga clădire. Partea internă este procesul de distribuție a impurităților dăunătoare în incinta clădirii (regimurile de gaze ale spațiilor).

În acest scop, se utilizează un model cu mai multe zone al unei încăperi ventilate, pe baza căruia camera este considerată ca un set de volume elementare, relația și interacțiunea dintre care are loc peste granițele volumelor elementare. În cadrul regimului de gaze al clădirii se studiază transportul convectiv și difuziv al impurităților nocive. Cantitatea de ioni de aer din aer se caracterizează prin concentrația lor pe metru cub de aer, iar regimul de ioni de aer face parte din regimul de gaz al clădirii.

Aeroionii sunt mici complexe de atomi sau molecule care poartă o sarcină pozitivă sau negativă. În funcție de dimensiunea și mobilitatea lor, există trei grupe de ioni de aer: ușoare, medii și grele. Motivele ionizării aerului sunt diferite: prezența substanțelor radioactive în scoarța terestră, prezența elemente radioactiveîn materialele de construcție și de acoperire, radioactivitatea naturală atât a aerului, cât și a solului (radon și toron) și stânci(izotopi K40, U238, Th232).

Ionizatorul principal al aerului este radiația cosmică, precum și pulverizarea cu apă, electricitatea atmosferică, frecarea particulelor de nisip, zăpadă etc. Ionizarea aerului are loc astfel: sub influența unui factor extern, unei molecule de gaz sau unui atom i se dă energie. necesar pentru a elimina un electron din nucleu. Atomul neutru devine încărcat pozitiv, iar electronul liber rezultat se alătură unuia dintre atomii neutri, dându-i o sarcină negativă, formând un ion de aer negativ.

Într-o fracțiune de secundă, astfel de ioni de aer încărcați pozitiv și negativ sunt alăturați de un anumit număr de molecule și gaze care alcătuiesc aerul. Ca rezultat, se formează complexe de molecule numite ioni de aer ușor. Ionii de aer ușor, ciocnind în atmosferă cu alți ioni de aer și nuclee de condensare, formează ioni de aer mari - ioni de aer medii, ioni de aer grei, ioni de aer ultra-grei.

Mobilitatea ionilor de aer depinde de compoziția gazului aerului, de temperatură și presiunea atmosferică. Dimensiunile și mobilitatea ionilor de aer pozitivi și negativi depind de umiditatea relativă a aerului - odată cu creșterea umidității, mobilitatea ionilor de aer scade. Sarcina unui ion de aer este principala sa caracteristică. Dacă un ion de aer ușor își pierde sarcina, atunci dispare, dar dacă un ion de aer greu sau mediu își pierde încărcătura, dezintegrarea unui astfel de ion de aer nu are loc și în viitor poate dobândi o încărcare de orice semn.

Concentrația ionilor de aer se măsoară în cantitate taxe elementareîntr-un metru cub de aer: e = +1,6 × 10-19 C/m3 (e/m3). Sub influența ionizării în aer, au loc procese fizice și chimice de excitare a principalelor componente ale aerului - oxigen și azot. Cei mai stabili ioni negativi de aer pot forma următoarele elemente chimicaleși compușii acestora: atomi de carbon, molecule de oxigen, ozon, dioxid de carbon, dioxid de azot, dioxid de sulf, molecule de apă, clor și altele.

Compoziția chimică a ionilor de aer ușor depinde de compozitia chimica mediul aerian. Cum afectează acest lucru modul de gaz clădiri și spații, și duce la o creștere a concentrației de ioni de aer moleculari stabili în aer. Au fost stabilite standardele de concentrație maximă admisibilă (MAC) pentru impuritățile dăunătoare, ca și pentru moleculele neutre, neîncărcate. Efecte nocive moleculele încărcate de impurități pe corpul uman crește. „Contribuția” fiecărui tip de ioni moleculari la disconfortul sau confortul aerului din jurul unei persoane este diferită.

Cum aer mai curat, acelea timp mai lung durata de viață a ionilor de aer ușor și invers - atunci când aerul este poluat, durata de viață a ionilor de aer ușor este scurtă. Ionii de aer pozitivi sunt mai puțin mobili și trăiesc mai mult în comparație cu ionii negativi de aer. Un alt factor care caracterizează regimul aer-ionic al unei clădiri este coeficientul de unipolaritate, care arată predominanța cantitativă a ionilor negativi de aer față de cei pozitivi pentru orice grup de ioni de aer.

Pentru stratul de suprafață al atmosferei, coeficientul de unipolaritate este 1,1-1,2, indicând excesul numărului de ioni negativi de aer față de numărul celor pozitivi. Coeficientul de unipolaritate depinde de următorii factori: perioada anului, terenul, localizare geografică iar efectul electrodului din influența sarcinii negative a suprafeței Pământului, în care direcția pozitivă a câmpului electric de lângă suprafața Pământului creează predominant ioni de aer pozitivi.

În cazul sensului opus câmpului electric, se formează predominant ionii negativi de aer. Pentru evaluarea igienică a regimului ionilor de aer al unei încăperi, a fost adoptat un indicator al poluării aerului, care este determinat de raportul dintre suma ionilor grei de aer cu polaritate pozitivă și negativă și suma ionilor de aer ușor pozitivi și negativi. . Cu cât este mai mic indicele de poluare a aerului, cu atât este mai favorabil regimul ionilor din aer.

Concentrația ionilor de aer ușor de ambele polarități depinde în mod semnificativ de gradul de urbanizare a zonei și de starea ecologică a habitatului uman. Ionii de aer ușor au un efect terapeutic și preventiv asupra corpului uman în concentrație de 5 × 108-1,5 × 109 e/m3. În zonele rurale, concentrația de ioni de aer ușor se încadrează în norma sănătoasă pentru oameni.

În stațiuni și în zonele montane, concentrația ionilor de aer ușor este puțin mai mare decât în ​​mod normal, dar efectul benefic rămâne, iar în orașele mari de pe străzile cu trafic intens, concentrația de ioni de aer ușor este sub normal și se poate apropia de zero. Acest lucru indică în mod clar contaminarea aerul atmosferic. Ionii negativi de aer sunt mai sensibili la impurități în comparație cu ionii de aer pozitivi.

Vegetația are o mare influență asupra regimului aeroionic. Emisiile volatile ale plantelor, numite fitoncide, fac posibilă îmbunătățirea calitativă și cantitativă a regimului aeroionic al mediului. Într-o pădure de pini, concentrația de ioni de aer ușor crește, iar concentrația de ioni de aer grei scade. Dintre plantele care pot influenţa favorabil regimul aeroion se disting: ghiocel, liliac, salcâm alb, muşcate, oleandru, molid siberian, brad.

Fitoncidele influențează regimul ionilor de aer prin procese de reîncărcare a ionilor de aer, datorită cărora este posibilă transformarea ionilor de aer medii și grei în cei ușori. Ionizarea aerului este importantă pentru sănătatea și bunăstarea omului. Starea oamenilor într-o cameră ventilată cu umiditate ridicată și praf în aer cu schimb de aer insuficient reduce semnificativ numărul de ioni de aer ușor. În același timp, crește concentrația de ioni grei de aer, iar praful încărcat cu ioni este reținut în tractul respirator uman cu 40% mai mult.

Oamenii se plâng adesea de lipsă aer curat, oboseală, dureri de cap, scăderea atenției și iritabilitate. Acest lucru se datorează faptului că parametrii confortului termic sunt bine studiați, dar parametrii confortului aerului nu sunt suficient studiați. Aerul este procesat în aparatul de aer condiționat, în camera de alimentare, în sistem încălzire cu aer, pierde aproape complet ioni de aer, iar condițiile ionilor de aer din cameră se înrăutățesc de zece ori.

Ionii de aer ușor au un efect terapeutic și preventiv asupra corpului uman la o concentrație de 5 × 108-1,5 × 109 e/m3. În timpul ionizării artificiale a aerului, ionii de aer ușor rezultați au același lucru proprietăți benefice, la fel ca ionii de aer formați în mod natural. În conformitate cu standardele, concentrațiile crescute și scăzute de ioni de aer ușor în aer sunt clasificate ca factori nocivi din punct de vedere fizic.

Există mai multe tipuri de dispozitive pentru ionizarea artificială a aerului din interior, dintre care se pot distinge următoarele tipuri de ionizatoare: coronariene, radioizotopice, termoionice, hidrodinamice și fotoelectrice. Ionizatoarele pot fi locale și generale, staționare și portabile, reglate și nereglate, generând ioni de aer ușor unipolari și bipolari.

Este avantajos să combinați ionizatoarele de aer cu sistemele de ventilație și aer condiționat este necesar ca ionizatoarele de aer să fie amplasate cât mai aproape de zona deservită a încăperii pentru a reduce pierderea de ioni de aer în timpul transportului lor. Încălzirea aerului duce la o creștere a numărului de ioni de aer ușor, dar interacțiunea ionilor de aer cu părțile metalice ale încălzitoarelor și încălzitoarelor cu aer reduce concentrația acestora, răcirea aerului duce la o scădere vizibilă a concentrației de ioni de aer ușor, uscarea si umidificarea duce la distrugerea tuturor ionilor de aer mobili usori si la formarea de ioni de aer grei datorita pulverizarii apei.

Utilizarea pieselor din plastic pentru sistemele de ventilație și aer condiționat face posibilă reducerea absorbției ionilor de aer ușor și creșterea concentrației acestora în cameră. Încălzirea are un efect benefic asupra creșterii concentrației de ioni de aer ușor în comparație cu concentrația de ioni de aer ușor din aerul exterior. Creșterea ionilor de aer ușor în timpul funcționării sistemului de încălzire iarna este compensată de pierderea acestor ioni de aer ca urmare a activității umane.

După camera de irigare are loc de zeci de ori scăderea ionilor de aer negativi ușori pe baza moleculelor de ozon, oxigen și oxid de azot, iar în locul acestor ioni de aer apar ioni de aer ai vaporilor de apă. În încăperile subterane cu ventilație limitată, reducerea cantității de ioni negativi de lumină pe baza moleculelor de ozon și oxigen are loc de sute de ori și pe baza moleculei de oxid de azot - de până la 20 de ori.

Din sistemele de aer condiționat, concentrația de ioni de aer grei crește ușor, dar în prezența oamenilor, concentrația de ioni de aer grei crește semnificativ. Echilibrul formării și distrugerii ionilor de aer ușor poate fi caracterizat prin următoarele circumstanțe semnificative: intrarea ionilor de aer ușor cu afluxul de aer exterior în spațiile deservite (în prezența ionilor de aer ușor în exterior), modificarea concentrația de ioni de aer ușor în timpul trecerii aerului în spațiile deservite ( ventilatie mecanica iar aerul condiționat reduc concentrația de ioni de aer), o scădere a concentrației de ioni de aer ușor cu un număr mare de persoane în cameră, niveluri ridicate de praf, ardere a gazelor etc.

O creștere a concentrației de ioni de aer ușor are loc cu o bună ventilație, prezența plantelor formatoare de fitoncide, ionizatoare de aer artificiale, o bună ecologie a locuinței și măsuri de succes pentru protejarea și îmbunătățirea stării mediului în zonele populate. Natura modificării concentrației de ioni de aer pozitivi și negativi în stratul de suprafață al atmosferei în regim anual coincide cu fluctuațiile de temperatură a aerului exterior, vizibilitatea în atmosferă și durata de insolație a teritoriului. în regim anual.

Din noiembrie până în martie, concentrația de ioni de aer grei crește și concentrația de ioni de aer ușor scade primăvara și vara, numărul tuturor grupelor de ioni de aer greu scade și numărul de ioni de aer ușor crește. În modul zilnic, concentrația de ioni de aer ușor este maximă în orele de seară și noapte, când aerul este curat - de la opt seara până la patru dimineața, concentrația de ioni de aer ușor este minimă de la șase dimineața până la trei după-amiaza.

Înainte de o furtună, concentrația de ioni pozitivi de aer crește în timpul unei furtuni și după o furtună, numărul de ioni negativi de aer crește. În apropierea cascadelor, lângă mare în timpul surfului, lângă fântâni și în alte cazuri de stropire și stropire cu apă, numărul ionilor de aer pozitivi și negativi ușori și grei crește. Fumul de tutun înrăutățește condițiile ionilor de aer dintr-o cameră, reducând cantitatea de ioni de aer ușor.

Într-o încăpere de aproximativ 40 m2 cu ventilație slabă, în funcție de numărul de țigări fumate, concentrația de ioni de aer ușor scade. Căile respiratorii și pielea umană sunt zone care percep ionii de aer. O parte mai mare sau mai mică a ionilor de aer ușor și greu, atunci când trec prin tractul respirator, își eliberează încărcăturile pe pereții căilor de trecere a aerului.

Un nivel crescut de ioni de aer ușor duce la o reducere a morbidității și a mortalității aerul ionizat crește rezistența organismului la boli. În prezența aerului curat ionizat de ioni de aer ușor, performanța crește, procesul de restabilire a performanței după exerciții prelungite este accelerat, iar rezistența organismului la influențele toxice ale mediului crește.

Astăzi se știe că ionizarea aerului la o valoare de 2 × 109-3 × 109 e/m3 are un efect benefic, normalizator, asupra corpului uman. Concentrațiile mai mari - mai mult de 50 × 109 e/cm3 de ionizare - sunt nefavorabile, nivelul dorit este de 5 × 108-3 × 109 e/m3. Eficacitatea regimului de ioni de aer este direct legată de respectarea standardelor de schimb de aer. Aerul ionizat trebuie să fie fără praf și fără contaminanți chimici de diferite origini.

Condițiile termice ale clădirii

Schema generala schimb de căldură în cameră

Mediul termic dintr-o încăpere este determinat de acțiunea combinată a mai multor factori: temperatura, mobilitatea și umiditatea aerului din încăpere, prezența curenților de jet, distribuția parametrilor de aer în planul și înălțimea încăperii, precum și ca radiație de la suprafețele înconjurătoare, în funcție de temperatură, geometrie și proprietățile de radiație.

Pentru a studia formarea unui microclimat, dinamica acestuia și metodele de influențare a acestuia, trebuie să cunoașteți legile schimbului de căldură într-o cameră.

Tipuri de schimb de căldură într-o încăpere: convectiv - are loc între aer și suprafețele gardurilor și dispozitivelor sistemului de încălzire și răcire, radiant - între suprafete separate. Ca rezultat al amestecării turbulente a jeturilor de aer neizotermic cu aerul din volumul principal al încăperii, are loc schimbul de căldură „jet”. Suprafețele interioare ale gardurilor externe transferă în principal căldură către aerul exterior prin conductivitate termică prin grosimea structurilor.

Bilanțul termic al oricărei suprafețe i din încăpere poate fi reprezentat pe baza legii conservării energiei prin ecuația:

unde Li radiant, Ki convectiv, Ti conductiv, componente ale transferului de căldură pe suprafață.

Umiditatea aerului din cameră

Atunci când se calculează transferul de umiditate prin garduri, este necesar să se cunoască starea de umiditate a aerului din cameră, determinată de eliberarea de umiditate și schimbul de aer. Sursele de umiditate din spațiile rezidențiale sunt procesele casnice (gătit, spălat podelele etc.), în clădirile publice - oamenii din ele, clădiri industriale- procese tehnologice.

Cantitatea de umiditate din aer este determinată de conținutul de umiditate d, g de umiditate per 1 kg de parte uscată de aer umed. În plus, starea sa de umiditate este caracterizată prin elasticitatea sau presiunea parțială a vaporilor de apă e, Pa sau umiditatea relativă a vaporilor de apă φ, %,

E este elasticitatea maximă la o temperatură dată.

Aerul are o anumită capacitate de reținere a umidității.

Cu cât aerul este mai uscat, cu atât reține mai puternic vaporii de apă. Presiunea vaporilor de apă e reflectă energia liberă a umidității din aer și crește de la 0 (aer uscat) la elasticitatea maximă E, corespunzătoare saturației complete a aerului.

Difuzia umidității are loc în aer din locuri cu o mai mare elasticitate a vaporilor de apă în locuri cu mai puțină elasticitate.

η aer = ∆d /∆е.

Elasticitatea saturației complete a aerului E, Pa, depinde de temperatura t us și crește odată cu creșterea acesteia. Se determină valoarea lui E:

Dacă trebuie să cunoașteți temperatura t us căreia îi corespunde o anumită valoare a lui E, puteți determina:

Aerul condiționat al clădirii

Regimul aerului al unei clădiri este un ansamblu de factori și fenomene care determină procesul general de schimb de aer între toate spațiile sale și aerul exterior, inclusiv mișcarea aerului în interior, mișcarea aerului prin garduri, deschideri, canale și canale de aer și fluxul de aer în jurul clădirii.

Schimbul de aer într-o clădire are loc sub influența forțelor naturale și a activității stimulatoarelor artificiale de mișcare a aerului. Aerul exterior pătrunde în incintă prin scurgeri în garduri sau prin conductele sistemelor de ventilație de alimentare. În interiorul unei clădiri, aerul poate curge între camere prin uși și poate curge în structurile interne. Aerul din interior este eliminat din spațiile din exteriorul clădirii prin scurgeri în gardurile exterioare și prin canale de ventilație sisteme de evacuare.

Forțele naturale care provoacă mișcarea aerului într-o clădire sunt gravitaționale și presiunea vântului.

Diferența de presiune de proiectare:

Prima parte este presiunea gravitațională, a doua parte este presiunea vântului.

unde H este înălțimea clădirii de la suprafața solului până la vârful cornișei.

Max de la viteze medii prin punct de referință pentru ianuarie.

C n, C p - coeficienți aerodinamici de pe suprafețele sub vânt și sub vânt ale gardului clădirii.

K i -coeficient luând în considerare modificările presiunii vitezei vântului.

Temperatura și densitatea aerului din interiorul și din exteriorul clădirii nu sunt de obicei aceleași, rezultând o presiune gravitațională diferită pe părțile laterale ale gardurilor. Datorită acțiunii vântului, pe partea de vânt a clădirii se creează apă retrasă, iar pe suprafețele gardurilor apare o presiune statică în exces. Pe partea de vânt, se formează un vid și presiunea statică este redusă. Astfel, cu presiunea vântului de la exterior clădirea diferă de presiunea din interior. Regimul aerului este legat de regimul termic al clădirii. Infiltrarea aerului exterior duce la un consum suplimentar de căldură pentru încălzirea acestuia. Exfiltrarea aerului umed din interior umidifică și reduce proprietățile de izolare termică ale dulapurilor. Poziția și dimensiunea zonei de infiltrare și exfiltrare într-o clădire depind de geometrie, caracteristici de proiectare, modul de ventilație al clădirii, precum și zona de construcție, perioada anului și parametrii climatici.

Schimbul de căldură are loc între aerul filtrat și gard, a cărui intensitate depinde de locația filtrării în structură (masă solidă, îmbinare panou, ferestre, goluri de aer). Astfel, este necesar să se calculeze regimul de aer al unei clădiri: determinarea intensității infiltrației și exfiltrației aerului și rezolvarea problemei transferului de căldură. piese individuale garduri cu permeabilitate la aer.

Infiltrarea este pătrunderea aerului într-o încăpere.

Exfiltrarea este eliminarea aerului dintr-o încăpere.

Subiect de termofizica constructiilor

Termofizica clădirilor este o știință care studiază problemele condițiilor termice, de aer și de umiditate ale mediului intern și structurile de închidere ale clădirilor pentru orice scop și se ocupă de crearea unui microclimat în spații, folosind sisteme de aer condiționat (încălzire, răcire și ventilație) ţinând cont de influenţa climatului exterior prin garduri.

Pentru a înțelege formarea microclimatului și a determina posibile modalități de influențare a acestuia, este necesar să se cunoască legile transferului de căldură radiant, convectiv și cu jet într-o încăpere, ecuațiile transferului general de căldură al suprafețelor încăperii și ecuația transferului de căldură în aer. . Pe baza modelelor de schimb de căldură între oameni și mediu se formează condițiile pentru confortul termic în cameră.

Rezistența principală la pierderea de căldură din încăpere este asigurată de proprietățile de protecție termică ale materialelor de gard, prin urmare legile procesului de transfer de căldură prin gard sunt cele mai importante atunci când se calculează sistemul de încălzire a spațiului. Regimul de umiditate al gardului este unul dintre principalele atunci când se calculează transferul de căldură, deoarece înfundarea cu apă duce la o scădere vizibilă a proprietăților de protecție termică și a durabilității structurii.

Regimul de aer al gardului este, de asemenea, strâns legat de regimul termic al clădirii, deoarece infiltrarea aerului exterior necesită cheltuiala de căldură pentru a-l încălzi, iar exfiltrarea aerului interior umed umezește materialul gardului.

Studierea problemelor discutate mai sus va face posibilă rezolvarea problemelor creării unui microclimat în clădiri în condiții de utilizare eficientă și economică a resurselor de combustibil și energie.

Condițiile termice ale clădirii

Regimul termic al unei clădiri este totalitatea tuturor factorilor și proceselor care determină mediul termic din incinta acesteia.

Setul tuturor mijloacelor și dispozitivelor de inginerie care asigură condițiile de microclimat specificate în incinta unei clădiri se numește sistem de condiționare a microclimatului (MCS).

Sub influența diferenței dintre temperaturile exterioare și interioare, radiația solară și vântul, încăperea pierde căldură prin gard iarna și se încălzește vara. Forțele gravitaționale, acțiunea vântului și a ventilației creează diferențe de presiune, ducând la fluxul de aer între încăperile comunicante și la filtrarea acestuia prin porii materialului și scurgerile gardurilor.

Precipitații atmosferice, eliberarea de umiditate în încăperi, diferența de umiditate dintre aerul interior și cel exterior duce la schimbul de umiditate în cameră prin garduri, sub influența cărora este posibilă umezirea materialelor și deteriorarea proprietăților de protecție și durabilitatea pereților exteriori și a acoperirilor.

Procesele care modelează mediul termic al unei încăperi trebuie luate în considerare într-o legătură inextricabilă între ele, deoarece influența lor reciprocă poate fi foarte semnificativă.

Metodologie de calcul a rezistenței la permeabilitatea la aer a unei structuri de închidere a peretelui

1. Definiți greutate specifică aer exterior și interior, N/m2

. (6.2)

2. Determinați diferența de presiune a aerului pe suprafețele exterioare și interioare ale structurii de închidere, Pa

3. Calculați rezistența necesară la penetrarea aerului, m 2 ×h×Pa/kg

4. Aflați rezistența totală reală la pătrunderea aerului a gardului exterior, m 2 × h × Pa/kg

Dacă condiția este îndeplinită, atunci structura de închidere îndeplinește cerințele de permeabilitate la aer, dacă condiția nu este îndeplinită, atunci trebuie luate măsuri pentru a crește permeabilitatea aerului.

Calculul rezistenței la permeabilitatea aerului
structura de inchidere a peretelui

Datele inițiale

Valori ale cantităților necesare pentru calcul: înălțimea structurii de închidere H = 15,3 m; t n = –27 °C; tв = 20 °С; Sala V= 4,4 m/s; G n = 0,5 kg/(m 2 ×h); R u1 = 3136 m 2 ×h×Pa/kg; R u2 = 6 m 2 ×h×Pa/kg; R u3 = 946,7 m 2 ×h×Pa/kg.

Procedura de calcul

Determinați greutatea specifică a aerului extern și interior folosind ecuațiile (6.1) și (6.2)

N/m2;

N/m2.

Determinați diferența de presiune a aerului pe suprafețele exterioare și interioare ale structurii de închidere, Pa

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

Calculați rezistența necesară la penetrarea aerului utilizând ecuația (6.4), m 2 × h × Pa/kg

27,54/0,5 = 55,09 m 2 ×h×Pa/kg.

Aflați rezistența totală reală la pătrunderea aerului a gardului exterior folosind ecuația (6.5), m 2 × h × Pa/kg

m2 ×h×Pa/kg;

m2 ×h×Pa/kg;

m2 ×h×Pa/kg;

M2 ×h×Pa/kg.

Astfel, structura de închidere îndeplinește cerințele de permeabilitate la aer, deoarece este îndeplinită condiția (4088.7>55.09).

Metodologia de calcul a rezistenței la pătrunderea aerului a gardurilor exterioare (ferestre și uși de balcon)

Determinați rezistența necesară la permeabilitatea la aer a ferestrelor și ușilor de balcon, m 2 × h × Pa/kg

, (6.6)

În funcție de valoare, se alege tipul de construcție a ferestrelor și ușilor de balcon.

Calculul rezistenței la pătrunderea aerului a gardurilor exterioare, ferestrelor și ușilor de balcon

Datele inițiale

p= 27,54 Pa; Δ p 0 = 10 Pa; G n = 6 kg/(m 2 ×h).

Procedura de calcul

Determinați rezistența necesară la permeabilitatea la aer a ferestrelor și ușilor de balcon, conform ecuației (6.6), m 2 ×h×Pa/kg

m 2 ×h×Pa/kg.

Prin urmare, ar trebui să acceptăm R 0 = 0,4 m 2 ×h×Pa/kg pentru geam termopan în canapea pereche.

6.3. Metodologia de calcul al impactului infiltrației
asupra temperaturii suprafeței interne
și coeficientul de transfer termic al structurii de închidere

1. Calculați cantitatea de aer care pătrunde prin gardul exterior, kg/(m 2 × h)

2. Calculați temperatura suprafeței interioare a gardului în timpul infiltrației, °C

, (6.8)

. (6.9)

3. Calculați temperatura suprafeței interioare a gardului în absența condensului, °C

. (6.10)

4. Determinați coeficientul de transfer termic al gardului ținând cont de infiltrație, W/(m 2 ×°C)

. (6.11)

5. Calculați coeficientul de transfer termic al gardului în absența infiltrației conform ecuației (2.6), W/(m 2 ×°C)

Calculul influenței infiltrației asupra temperaturii suprafeței interioare
și coeficientul de transfer termic al structurii de închidere

Datele inițiale

Valorile cantităților necesare pentru calcul: Δ p= 27,54 Pa;
t n = –27 °C; tв = 20 °С; Sala V= 4,4 m/s; = 3,28 m2 ×°C/W; e= 2,718; = 4088,7 m 2 ×h×Pa/kg; R b = 0,115 m2 ×°C/W; CU B = 1,01 kJ/(kg×°C).

Procedura de calcul

Calculați cantitatea de aer care pătrunde prin gardul exterior folosind ecuația (6.7), kg/(m 2 × h)

Gși = 27,54/4088,7 = 0,007 g/(m 2 × h).

Calculați temperatura suprafeței interioare a gardului în timpul infiltrației, °C, și rezistența termică la transferul de căldură a structurii de închidere, pornind de la aerul exterior către o secțiune dată din grosimea gardului folosind ecuațiile (6.8) și ( 6.9).

m2 ×°C /W;

Calculați temperatura suprafeței interioare a gardului în absența condensului, °C

°C.

Din calcule rezultă că temperatura suprafeței interne în timpul filtrării este mai mică decât fără infiltrare () cu 0,1 ° C.

Determinați coeficientul de transfer de căldură al gardului ținând cont de infiltrarea conform ecuației (6.11), W/(m 2 ×°C)

W/(m2 ×°C).

Calculați coeficientul de transfer termic al gardului în absența infiltrației conform ecuației (2.6), W/(m 2 C)

W/(m2 ×°C).

Astfel, s-a stabilit că coeficientul de transfer termic ținând cont de infiltrație kși mai mult decât coeficientul corespunzător fără infiltrare k (0,308 > 0,305).

Întrebări de testare pentru secțiunea 6:

1. Care este scopul principal al calculării condiției de aer a unui gard exterior?

2. Cum afectează infiltrarea temperatura suprafeței interne
și coeficientul de transfer de căldură al structurii de închidere?

7. Cerințe pentru consumul clădirii

7.1 Metoda de calcul a caracteristicilor specifice ale consumului de energie termica pentru incalzirea si ventilarea unei cladiri

Un indicator al consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea unei clădiri rezidențiale sau publice în stadiul de elaborare a documentației de proiect este caracteristica specifică a consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea unei clădiri egal numeric cu consumul de energie termică la 1 m 3 din volumul încălzit al clădirii pe unitatea de timp cu o diferență de temperatură de 1° C, , W/(m 3 0 C). Valoarea calculată a caracteristicilor specifice consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea clădirii, , W/(m 3 0 C), se determină printr-o metodă ținând cont de condițiile climatice ale zonei de construcție, soluții selectate de amenajare a spațiului , orientarea clădirii, proprietățile termoizolante ale structurilor de închidere, sistemul de ventilație adoptat al clădirii, precum și utilizarea tehnologiilor de economisire a energiei. Valoarea calculată a caracteristicilor specifice consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea clădirii trebuie să fie mai mică sau egală cu valoarea standardizată, conform , , W/(m 3 0 C):

unde este caracteristica specifică standardizată a consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea clădirilor, W/(m 3 0 C), determinată pentru diverse tipuri de locuințe și clădiri publice conform tabelului 7.1 sau 7.2.

Tabelul 7.1

energie termica pentru incalzire si ventilatie

Note:

Pentru valorile intermediare ale zonei încălzite a clădirii în intervalul 50-1000 m2, valorile ar trebui determinate prin interpolare liniară.

Tabelul 7.2

Caracteristica specifică de debit standardizată (de bază).

energie termica pentru incalzire si ventilatie

clădiri rezidențiale cu un singur apartament mic, , W/(m 3 0 C)

Note:

Pentru regiunile cu o valoare GSOP de 8000 0 C zi sau mai mult, valorile normalizate ar trebui reduse cu 5%.

Pentru a evalua cererea de energie pentru încălzire și ventilație realizată într-un proiect de clădire sau într-o clădire în funcțiune, s-au stabilit următoarele clase de economisire a energiei (Tabelul 7.3) în % abatere din caracteristicile specifice calculate ale consumului de energie termică pentru încălzire și ventilație a construirea din valoarea standardizată (de bază).

Proiectarea clădirilor cu clasa de economisire a energiei „D, E” nu este permisă. Clasele „A, B, C” sunt stabilite pentru clădirile nou construite și reconstruite în stadiul de elaborare a documentației de proiect. Ulterior, în timpul funcționării, clasa de economisire a energiei a clădirii trebuie clarificată în timpul sondaj energetic. Pentru a crește ponderea clădirilor cu clasele „A, B”, materii Federația Rusă ar trebui să aplice măsuri de stimulare economică în ceea ce privește participanții procesul de construcție, și către organizațiile care operează.

Tabelul 7.3

Clasele de economisire a energiei pentru clădiri rezidențiale și publice

Caracteristica specifică calculată a consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea clădirii, , W/(m 3 0 C), trebuie determinată prin formula

k despre - caracteristica specifică de protecție termică a clădirii, W/(m 3 0 C), se determină după cum urmează

, (7.3)

unde este rezistența totală reală la transferul de căldură pentru toate straturile gardului (m 2 × ° C) / W;

Suprafața fragmentului corespunzător al carcasei de protecție termică a clădirii, m 2 ;

V din - volumul încălzit al clădirii, egal cu volumul limitat suprafețe interioare garduri exterioare ale clădirilor, m 3;

Un coeficient care ia în considerare diferența dintre temperatura internă sau externă a unei structuri față de cele adoptate în calculul GSOP, =1.

k aerisire - caracteristici specifice de ventilație ale clădirii, W/(m 3 ·C);

k gospodărie - caracteristică specifică emisiilor de căldură menajere ale unei clădiri, W/(m 3 ·C);

k rad - caracteristică specifică aportului de căldură în clădire din radiația solară, W/(m 3 0 C);

ξ - coeficient ținând cont de reducerea consumului de căldură al clădirilor de locuit, ξ =0,1;

β - coeficient care ține cont de consumul suplimentar de căldură al sistemului de încălzire, β h= 1,05;

ν este coeficientul de reducere a aportului de căldură datorat inerției termice a structurilor de închidere; valorile recomandate sunt determinate de formula ν = 0,7+0,000025*(GSOP-1000);

Caracteristica specifică de ventilație a unei clădiri, k ventilație, W/(m 3 0 C), ar trebui determinată prin formula

unde c este capacitatea termică specifică a aerului, egală cu 1 kJ/(kg °C);

βv- coeficientul de reducere a volumului de aer în clădire, βv = 0,85;

Densitatea medie a aerului de alimentare în perioada de încălzire, kg/m3

353/, (7.5)

t de la - temperatura medie a perioadei de încălzire, °C, conform
, (vezi anexa 6).

n in - cursul mediu de schimb de aer al unei clădiri publice în perioada de încălzire, h -1, pentru clădirile publice, conform , se acceptă valoarea medie a n in = 2;

k e f - coeficientul de randament al recuperatorului, k e f =0,6.

Caracteristicile specifice ale emisiei de căldură menajeră a unei clădiri, k gospodărie, W/(m 3 C), ar trebui determinate prin formula

, (7.6)

unde q durata de viață este cantitatea generată de căldură în gospodărie la 1 m 2 de suprafață rezidențială (Azh) sau suprafața estimată a unei clădiri publice (Ar), W/m2, acceptată pentru:

a) cladiri rezidentiale cu o ocupare estimata a apartamentelor mai mica de 20 m2 din suprafata totala per persoana q viata = 17 W/m2;

b) cladiri rezidentiale cu o ocupare estimata a apartamentelor de 45 m2 din suprafata totala sau mai mult per persoana q viata = 10 W/m2;

c) alte cladiri de locuit - in functie de ocuparea estimata a apartamentelor prin interpolare a valorii q viata intre 17 si 10 W/m 2;

d) pentru clădirile publice și administrative se iau în considerare emisiile de căldură menajere în funcție de numărul estimat de persoane (90 W/persoană) din clădire, iluminatul (după puterea instalată) și echipamentele de birou (10 W/m2) luând în considerare orele de lucru în cont pe săptămână;

t în, t din - la fel ca în formulele (2.1, 2.2);

Аж - pentru clădiri rezidențiale - zona spațiilor rezidențiale (Аж), care include dormitoare, camere pentru copii, camere de zi, birouri, biblioteci, săli de mese, bucătărie-sufragerie; pentru clădiri publice și administrative - suprafața estimată (A p), determinată în conformitate cu SP 117.13330 ca suma suprafețelor tuturor incintelor, cu excepția coridoarelor, vestibulelor, pasajelor, casele scărilor, puțuri de lift, scări și rampe interioare deschise, precum și spații destinate amplasării de echipamente și rețele inginerești, m 2.

Caracteristica specifică a aportului de căldură într-o clădire de la radiația solară, krad, W/(m 3 °C), ar trebui determinată prin formula

, (7.7)

unde este câștigul de căldură prin ferestre și luminatoare din radiația solară în perioada de încălzire, MJ/an, pentru patru fațade ale clădirilor orientate în patru direcții, determinat prin formula

Coeficienții de penetrare relativă a radiației solare pentru umpluturile transmisoare de lumină ale ferestrelor și, respectiv, lucarnelor, luați în funcție de datele pașapoartelor produselor de transmitere a luminii corespunzătoare; în absența datelor ar trebui luate trebuie luate conform tabelului (2.8); luminatoarele cu un unghi de înclinare a umpluturilor față de orizontul de 45° sau mai mult trebuie considerate ferestre verticale, cu un unghi de înclinare mai mic de 45° - ca luminatoare;

Coeficienți ținând cont de umbrirea deschiderii de lumină a ferestrelor și, respectiv, a lucarnelor prin elemente de umplere opace, adoptați conform datelor de proiectare; în absența datelor, aceasta trebuie luată conform tabelului (2.8).

- zona de deschideri de lumină a fațadelor clădirii (se exclude partea oarbă a ușilor de balcon), respectiv orientată în patru direcții, m2;

Suprafața deschiderilor de lumină ale luminatoarelor clădirii, m;

Valoarea medie a radiației solare totale (directă plus împrăștiată) pe perioada de încălzire pe suprafețe verticale în condiții de înnorat efectiv, respectiv orientate de-a lungul celor patru fațade ale clădirii, MJ/m 2, este determinată de adj. 8;

Valoarea medie a radiației solare totale în perioada de încălzire (directă plus difuză). suprafata orizontalaîn condiţii reale de nor, MJ/m 2, determinată conform adj. 8.

V din - la fel ca în formula (7.3).

GSOP – la fel ca în formula (2.2).

Calculul caracteristicilor specifice consumului de energie termică

pentru încălzirea și ventilarea clădirii

Datele inițiale

Vom calcula caracteristicile specifice ale consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilația unei clădiri folosind exemplul unei clădiri rezidențiale individuale cu două etaje. suprafata totala 248,5 m 2. Valorile cantităților necesare pentru calcul: tв = 20 °С; t op = -4,1°C; = 3,28 (m 2 × ° C)/W; = 4,73 (m 2 × ° C)/W; = 4,84 (m2 ×°C)/W; = 0,74 (m2 ×°C)/W; = 0,55(m2 ×°C)/W; m2; m2; m2; m2; m2; m2; m3; W/m2; 0,7; 0; 0,5; 0; 7.425 m2; 4,8 m2; 6,6 m2; 12.375 m2; m2; 695 MJ/(m2 an); 1032 MJ/(m 2 an); 1032 MJ/(m 2 an); =1671 MJ/(m 2 an); = =1331 MJ/(m 2 an).

Procedura de calcul

1. Calculați caracteristica specifică de protecție termică a clădirii, W/(m 3 0 C), conform formulei (7.3) determinată după cum urmează

W/(m 3 0 C),

2. Utilizând formula (2.2), se calculează gradele-zile ale perioadei de încălzire

D= (20 + 4,1)×200 = 4820 °C×zi.

3. Aflați coeficientul de reducere a aportului de căldură datorat inerției termice a structurilor de închidere; valorile recomandate sunt determinate de formulă

ν = 0,7+0,000025*(4820-1000)=0,7955.

4. Găsiți densitate medie alimentare cu aer în perioada de încălzire, kg/m 3, conform formulei (7.5)

353/=1,313 kg/mc.

5. Calculăm caracteristicile specifice de ventilație ale clădirii folosind formula (7.4), W/(m 3 0 C)

W/(m 3 0 C)

6. Determin caracteristicile specifice degajării de căldură menajeră a clădirii, W/(m 3 C), conform formulei (7.6)

W/(m 3 C),

7. Utilizând formula (7.8), aportul de căldură prin ferestre și luminatoare de la radiația solară în perioada de încălzire, MJ/an, este calculat pentru patru fațade ale clădirilor orientate în patru direcții

8. Folosind formula (7.7), se determină caracteristica specifică a aportului de căldură în clădire din radiația solară, W/(m 3 °C)

W/(m 3 °C),

9. Determinați caracteristicile specifice calculate ale consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea clădirii, W/(m 3 0 C), conform formulei (7.2)

W/(m 3 0 C)

10. Comparați valoarea obținută a caracteristicii specifice calculate a consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea clădirii cu cea normalizată (de bază), W/(m 3 · 0 C), conform tabelelor 7.1 și 7.2.

0,4 W/(m 3 0 C) = 0,435 W/(m 3 0 C)

Valoarea calculată a caracteristicilor specifice consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilarea clădirii trebuie să fie mai mică decât valoarea standardizată.

Pentru a evalua cererea de energie pentru încălzire și ventilație realizată într-un proiect de clădire sau într-o clădire în funcțiune, clasa de economisire a energiei a clădirii rezidențiale proiectate este determinată de abaterea procentuală a caracteristicilor specifice calculate ale consumului de energie termică pentru încălzire și ventilație a clădirii. construirea din valoarea standardizată (de bază).

Concluzie: Clădirea proiectată aparține clasei de economisire a energiei „C+ Normal”, care este stabilită pentru clădirile nou construite și reconstruite în stadiul de elaborare a documentației de proiectare. Dezvoltarea unor măsuri suplimentare pentru îmbunătățirea clasei de eficiență energetică a clădirii nu este necesară. Ulterior, în timpul funcționării, clasa de eficiență energetică a clădirii trebuie clarificată în cadrul unui sondaj energetic.

Întrebări de testare pentru secțiunea 7:

1. Ce valoare are principalul indicator al consumului de energie termică pentru încălzirea și ventilația unei clădiri rezidențiale sau publice în stadiul de elaborare a documentației de proiect? De ce depinde?

2. Ce clase de eficiență energetică a clădirilor rezidențiale și publice există?

3. Ce clase de economisire a energiei sunt stabilite pentru clădirile nou construite și reconstruite în stadiul de elaborare a documentației de proiect?

4. Proiectarea clădirilor cu care clasa de economisire a energiei nu este permisă?

CONCLUZIE

Problemele economisirii resurselor energetice sunt deosebit de importante în perioada actuală de dezvoltare a țării noastre. Costul combustibilului și al energiei termice este în creștere, iar această tendință este prezisă pentru viitor; În același timp, consumul de energie crește constant și rapid. Intensitatea energetică a venitului național în țara noastră este de câteva ori mai mare decât în ​​țările dezvoltate.

În acest sens, importanța identificării rezervelor pentru reducerea costurilor cu energia este evidentă. Unul dintre domeniile de economisire a resurselor energetice este implementarea măsurilor de economisire a energiei în timpul funcționării sistemelor de alimentare cu căldură, încălzire, ventilație și aer condiționat (HVAC). O soluție la această problemă este reducerea pierderilor de căldură de la clădiri prin anvelopele clădirii, de ex. reducerea sarcinilor termice pe sistemele DVT.

Importanța rezolvării acestei probleme este deosebit de mare în ingineria urbană, unde aproximativ 35% din totalul combustibilului solid și gazos extras este cheltuit doar pentru furnizarea de căldură a clădirilor rezidențiale și publice.

În ultimii ani, un dezechilibru în dezvoltarea subsectoarelor construcțiilor urbane a devenit evident în orașe: întârzierea tehnică a infrastructurii de inginerie, dezvoltarea inegală a sistemelor individuale și a elementelor acestora, o abordare departamentală a utilizării resurselor naturale și produse, ceea ce duce la utilizarea iraţională a acestora şi uneori la necesitatea de a atrage resurse adecvate din alte regiuni.

Cererea orașelor pentru resurse de combustibil și energie și furnizarea de servicii de inginerie este în creștere, ceea ce afectează direct creșterea incidenței populației și duce la distrugerea centurii forestiere a orașelor.

Utilizarea materialelor termoizolante moderne cu o valoare ridicată a rezistenței la transferul de căldură va duce la o reducere semnificativă a costurilor energetice, rezultatul va fi un efect economic semnificativ în timpul funcționării sisteme DVT prin reducerea costurilor cu combustibilul și, în consecință, îmbunătățirea situației de mediu a regiunii, ceea ce va reduce costul asistenței medicale pentru populație.

LISTA BIBLIOGRAFICĂ

1. Bogoslovski, V.N. Termofizica construcțiilor (fundamentele termofizice ale încălzirii, ventilației și climatizării) [Text] / V.N. Teologic. – Ed. al 3-lea. – Sankt Petersburg: ABOK „Nord-Vest”, 2006.

2. Tihomirov, K.V. Inginerie termică, alimentare cu căldură și gaz și ventilație [Text] / K.V. Tihomirov, E.S. Sergienko. – M.: BASTET SRL, 2009.

3. Fokin, K.F. Tehnica termică în construcții a părților de închidere ale clădirilor [Text] / K.F. Fokin; editat de Yu.A. Tabunshchikova, V.G. Gagarin. – M.: AVOK-PRESS, 2006.

4. Eremkin, A.I. Regimul termic al clădirilor [Text]: manual. indemnizatie / A.I. Eremkin, T.I. Regină. – Rostov-n/D.: Phoenix, 2008.

5. SP 60.13330.2012 Incalzire, ventilatie si aer conditionat. Ediția actualizată a SNiP 41-01-2003 [Text]. – M.: Ministerul Dezvoltării Regionale al Rusiei, 2012.

6. SP 131.13330.2012 Climatologie constructii. Versiunea actualizată a SNiP 23-01-99 [Text]. – M.: Ministerul Dezvoltării Regionale al Rusiei, 2012.

7. SP 50.13330.2012 Protectie termica cladiri. Ediția actualizată a SNiP 23-02-2003 [Text]. – M.: Ministerul Dezvoltării Regionale al Rusiei, 2012.

8. SP 54.13330.2011 Blocuri de locuit multi-apartamente. Ediție actualizată a SNiP 31/01/2003 [Text]. – M.: Ministerul Dezvoltării Regionale al Rusiei, 2012.

9. Kuvshinov, Yu.Ya. Fundamente teoretice asigurarea microclimatului camerei [Text] / Yu.Ya. Kuvşinov. – M.: Editura ASV, 2007.

10. SP 118.13330.2012 Clădiri și structuri publice. Ediție actualizată a SNiP 31/05/2003 [Text]. – Ministerul Dezvoltării Regionale al Rusiei, 2012.

11. Kupriyanov, V.N. Climatologia construcțiilor și fizica mediului [Text] / V.N. Kupriyanov. – Kazan, KGASU, 2007.

12. Monastyrev, P.V. Tehnologie de protecție termică suplimentară a pereților clădirilor rezidențiale [Text] / P.V. Monastyrev. – M.: Editura ASV, 2002.

13. Bodrov V.I., Bodrov M.V. şi altele Microclimatul clădirilor şi structurilor [Text] / V.I. Bodrov [și alții]. – Nijni Novgorod, Editura Arabesk, 2001.

15. GOST 30494-96. Clădiri rezidențiale și publice. Parametrii microclimatului interior [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 1999.

16. GOST 21.602-2003. Reguli de implementare a documentației de lucru pentru încălzire, ventilație și aer condiționat [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2003.

17. SNiP 2.01.01-82. Climatologie și geofizică a construcțiilor [Text]. – M.: Gosstroy URSS, 1982.

18. SNiP 2.04.05-91*. Încălzire, ventilație și aer condiționat [Text]. – M.: Gosstroy URSS, 1991.

19. SP 23-101-2004. Proiectare de protecție termică a clădirilor [Text]. – M.: MCC LLC, 2007.

20. TSN 23-332-2002. Regiunea Penza. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

21. TSN 23-319-2000. Regiunea Krasnodar. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2000.

22. TSN 23-310-2000. Regiunea Belgorod. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2000.

23. TSN 23-327-2001. Regiunea Bryansk. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2001.

24. TSN 23-340-2003. Sankt Petersburg. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2003.

25. TSN 23-349-2003. Regiunea Samara. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2003.

26. TSN 23-339-2002. regiunea Rostov. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

27. TSN 23-336-2002. Regiunea Kemerovo. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

28. TSN 23-320-2000. Regiunea Chelyabinsk. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

29. TSN 23-301-2002. Regiunea Sverdlovsk. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

30. TSN 23-307-00. regiunea Ivanovo. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

31. TSN 23-312-2000. regiunea Vladimir. Protecția termică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2000.

32. TSN 23-306-99. Regiunea Sakhalin. Protecția termică și consumul de energie al clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 1999.

33. TSN 23-316-2000. Regiunea Tomsk. Protecția termică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2000.

34. TSN 23-317-2000. Regiunea Novosibirsk. Economie de energie în clădiri rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

35. TSN 23-318-2000. Republica Bashkortostan. Protecția termică a clădirilor. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2000.

36. TSN 23-321-2000. Regiunea Astrahan. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2000.

37. TSN 23-322-2001. Regiunea Kostroma. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2001.

38. TSN 23-324-2001. Republica Komi. Protecție termică cu economie de energie a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2001.

39. TSN 23-329-2002. Regiunea Oryol. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

40. TSN 23-333-2002. Regiunea Autonomă Neneț. Consumul de energie și protecția termică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

41. TSN 23-338-2002. Regiunea Omsk. Economie de energie în clădiri civile. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

42. TSN 23-341-2002. Regiunea Ryazan. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

43. TSN 23-343-2002. Republica Sakha. Protecția termică și consumul de energie al clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2002.

44. TSN 23-345-2003. Republica Udmurt. Economie de energie în clădiri. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2003.

45. TSN 23-348-2003. Regiunea Pskov. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2003.

46. ​​​​TSN 23-305-99. Regiunea Saratov. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 1999.

47. TSN 23-355-2004. Regiunea Kirov. Eficiența energetică a clădirilor rezidențiale și publice. [Text]. – M.: Gosstroy al Rusiei, 2004.