Воздушный, влажностный и тепловой режимы здания

Воздушным режимом здания называют общий процесс обме­на воздуха между всеми его помещениями и с наружным возду­хом. Воздухообмен в здании происходит под действием естест­венных сил и работы искусственных побудителей движения воз­духа.

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, гер­метизируя ограждения, а также частично регулировать с помо­щью дросселирования каналов вентиляции, открыванием окон, фрамуг 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 качества 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.

Если фильтрация происходит в направлении от наружного воздуха в помещение, то она называется инфильтрацией, при обратном направлении - эксфильтрацией. Свойство ограждения или материала пропускать воздух называется воздухопроницаемостью.

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждений возникает вследствие разности плотностей наружного и внутреннего воздуха (гравитационное давление) и под влиянием ветра (ветровое давление).

При выборе основных схем систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха необходимо учитывать особенности воздушного режима здания.

Зимой инфильтрация переохлаждает нижние этажи, поэтому в многоэтажных зданиях целесообразно применять системы ото­пления с подачей теплоносителя снизу—вверх (с «опрокинутой» циркуляцией). Возможно позонное отопление по высоте здания. Лестничные клетки и лифтовые шахты должны отапливаться в основном внизу. Необходим интенсивный обогрев вестибюлей и устройство теплых тамбуров и полов.

Инфильтрация в помещения с наружными ограждениями од­ной ориентации изменяется с направлением ветра. В связи с этим необходимо предусматривать пофасадное разделение сис­тем отопления. Зонирование отопления по высоте и фасадам зда­ния позволяет регулировать теплоотдачу приборов в зависимос­ти от скорости и направления ветра и температуры наружного воздуха.

При организации естественной вентиляции помещений сле­дует иметь в виду, что режим вентиляции в этом случае в зна­чительной мере определяется воздушным режимом здания. Воз­дух нижних этажей перетекает в помещения верхних этажей. Поэтому наряду с общим воздухообменом необходимо рассчиты­вать количество чистого наружного воздуха, поступающего в от­дельные помещения. Обеспечение требуемого минимума поступ­ления наружного воздуха во все помещения является основным условием этого расчета.

Механическую вентиляцию в зданиях желательно разделять на зоны по фасадам, по высоте здания и, конечно, по назначе­нию помещений, что позволит осуществлять гибкое регулирова­ние в течение года.

Влажность имеет большое значение для оценки влажностного режима огражде­ний.

Влажность можно выражать или в весовом отношении — “весовая влажность” или в объемном отношении — “объемная влажность”.

Весовая влажность w выражается в процентах и определя­ется отношением массы влаги, содержащейся в образце мате­риала, к массе образца в сухом состоянии1:

wв=100(Р₁-Р₂)/Р₂, (2.2.1)
где Р₁ — масса образца материала до его высушивания; Р₂ — масса того же образца после высушивания.

Объемная влажность wо выражается в процентах и опреде­ляется отношением объема влаги, содержащейся в образце ма­териала, к объему образца

w₀ = 100 V₁/V₂, (2.2.2)
где V₁ — объем влаги, содержащейся в образце материала, V₂ — объем самого образца.

Объемная влажность дает более ясное представление о содержании влаги в материале, чем весовая влажность. Более распространено выражение влажности материала в весовых процентах, так как определять весовую влажность значительно проще, чем объемную.

Если известны объемный вес материала γ и его весовая влажность w_в, то для определения объемной влажности w_о мо­жно пользоваться формулой

w_о=w_вg/1000, (2.2.3)
где g — объемный вес материала в сухом состоянии в кг/м³.

В ограждающих конструкциях строительный материал ни­когда не бывает в абсолютно сухом состоянии, а имеет неко­торую влажность вследствие процессов сорбции и конденсации водяного пара, происходящих в ограждении. Влажность, кото­рую будет иметь материал в правильно спроектированном и нор­мально эксплуатируемом ограждении гражданских зданий в нормальной климатической зоне, называется “нормальной влажностью”.

В ограждающих конструкциях может оказаться: строительная влага, вносимая при возведении зданий или при изготовлении сборных железобетонных конструкций; грунтовая влага, проникающая в ограждения вследствие капилярного всасывания; атмосферная влага, проникающая в ограждения при косом дожде или вследствие неисправности кровли; эксплуатационная влага; гигроскопическая влага, находящаяся в ограждении вследствие гигроскопичности его материалов.

От всех видов влаги, кроме конденсационной, можно избавиться до начала эксплуатации зданий.

Влага из воздуха может конденсироваться как на внутренней поверхности ограждения, так и в его толще.

Влажность воздуха обусловлена: влаговыделением людей; влаговыделением при приготовлении пищи, стирке белья, мытье полов; влаговыделением при технологических процессах.

Повышенная влажность строительных материалов увеличивает их теплопроводность, что значительно снижает их теплозащитные свойства.

Теплопроводность есть способность материала в той или иной степени проводить тепло через свою массу. Степень тепло­проводности материала характеризуется величиной его коэффи­циента теплопроводности l, Вт/(м К).

Коэффициент теплопровод­ности показывает тепловой поток, который будет про­ходить за через 1 м² плоской стенки толщиной 1 м при раз­ности температур на ее поверхностях, равной 1К.

Тепловой режим в зависимости от назначения помещений может быть как постоянным, так и переменным.

Отопительным периодом называют период года с устойчивой среднесуточной температурой +8 °С и ниже.

Постоянный тепловой режим должен поддерживаться круглосуточно в течение всего отопительного периода в жилых и производственных с непрерывном режимом работы зданиях, детских и лечебных учреждениях, гостиницах, санаториях и т.п.

Переменный тепловой режим характерен для производственных зданий с одно- и двухсменной работой, а также для ряда общественных (административные, торговые, учебные и т.п.) и коммунально-бытовых зданий.

Для решения вопроса о необходимости устройства и мощности системы отопления сопоставляют величины теплопотерь и теплопоступлений в помещение в расчетном режиме.

Для определения тепловой мощности системы отопления состав­ляют баланс часовых расходов теплоты для расчетного зим­него периода в виде:

Q_с.о = å(Q_пот) + å(Q_пост) (2.2.1)

где: Q_с.о - расчетная мощность системы отопления, Вт; å(Q_пот) - суммарные тепловые потери помещениями, Вт;å(Q_пост) - суммарные теплопоступления в помещения, Вт.

В общем виде суммарные теплопотери и теплопоступления определяются соответственно

å(Q_пот) = Q_огр + Q_и + Q_мат + Q_тр + Q_проч (2.2.2)

å(Q_пост ) = Q_об + Q_мат + Q_быт + Q_эл + Q_чел + Q_проч (2.2.3)

где: Q_ог - теплопотери через ограждающие конструкции, Вт; Q_и - теплозатраты на нагрев инфильтрующегося воздуха, Вт; Q_мат - теплозатраты на нагрев материалов, ввозимых здание, Вт; _р - теплозатраты на нагрев въезжающих средств транспорта, Вт; Q_проч - прочие теплопотери, Вт; Q_об - теплопоступления от оборудования Вт; Q_мат - теплопоступления от ввозимых материалах, Вт;Q_эл - теплопоступления от электрического освещения, Вт; Q_чел - теплопоступления от людей, находящихся в помещении, Вт; Q_проч - прочие теплопоступления, Вт.

Для помещений конкретных зданий выражение (2.2.1) с учетом (2.2.2) и (2.2.3) упрощается.

Для комнат и кухонь жилых зданий

Q_с.о = Q_огр + Q_и + Q_быт (2.2.4)

Для помещений лестничных клеток

Q_с.о = Q_огр + Q_и (2.2.5)

Дата добавления: 2014-05-28; просмотров: 1249; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!