Энергосбережение в зданиях
Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЗДАНИЯХ
Италия, Испания, Франция имеют поквартирное теплоснабжение с настенными газовыми
котлами. Германия, Англия, Бельгия, Австрия, наряду с поквартирными, используют автономные
домовые котельные. В странах Восточной Европы высокий удельный вес сохраняет централизованное отопление. Скандинавия (особенно Дания) сворачивают индивидуальное отопление в
пользу централизованных устройств средней мощности.
Число больших котлов (10 МВт) сократилось, возрос объем выпуска котлов средней мощности (до 3 МВт). Возрастает производство бытовых газовых котлов. Возрос импорт котлов.
Реструктуризация единой энергетической системы идет с формированием трех уровней
предприятий:
производители тепловой энергии
тепловые сети
продавцы энергии
Принята федеральная программа (целевая) «Энергосбережение России 1998-2000 гг.». Суммарная экономия 360 – 400 млн. т условного топлива. Выделяют 3 направления энергосбережения:
рациональное использование топлива
структурная перестройка экономики
внедрение энергосберегающих технологий в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве
При проектировании новых, реконструкции и капитальном ремонте существующих зданий
предусматривается поэтапное повышение уровня тепловой защиты зданий. Чтобы оценить повышение, вводятся категории энергетической эффективности зданий. Категории присваиваются по
данным теплотехнических испытаний после гарантийного периода. Присвоение категории эффективности производится по степени удельного расхода энергии на отопление зданий по сравнению
со стандартным (проектным).
Категории:
пониженная ( +15 % перерасхода тепловой энергии )
стандартная ( 14% )
повышенная (–1529%)
высокая (–30–49%)
очень высокая ( –50%)
Каждый проект должен содержать раздел энергетической эффективности. Этот раздел должен содержать энергетический паспорт здания и информацию о присвоении категории энергетической эффективности здания.
Мероприятия по сокращению расхода теплоты на отопление, которые предусматриваются
при проектировании:
1. Объемно-планировочные решения, обеспечивающие наименьшую площадь наружных конструкций для зданий одинакового объема. Размещение более теплых и влажных помещений у
внутренних стен здания.
2. Блокирование стен.
3. Устройство тамбуров при входах в многоэтажные здания.
4. Меридиональная или близкая к ней ориентация продольного фасада здания.
5. Выбор эффективных теплоизоляционных материалов.
6. Надежная герметизация стыковых соединений и швов наружных стен и межквартирных ограждающих конструкций
Наиболее эффективными способами энергосбережения в эксплуатируемых зданиях являются:
дополнительное утепление наружных стен (напыление асбестопермитового раствора, раствора
пенополиуритана, наклейка пенополистирольных плит)
утепление или замена оконных блоков (внутреннее стекло может иметь мягкое селективное покрытие, есть теплопоглощающие и теплоотражающие)
снижение затрат на нагрев инфильтруемого воздуха
энергосбережение при работе систем отопления, вентиляции и ГВС
Энергосбережение в системах отопления, вентиляции и ГВС:
диагностика, химическая промывка и наладка отопительных систем зданий
установка приборов учета и регулирования на тепловых пунктах
пофасадная система регулирования
Автоматизация может давать экономию до 30 %. При централизованном отоплении используется только около 30 % тепловой энергии.
Если 100 % – вырабатываемая тепловая энергии, то
20 % – потери в источнике,
15 % – потери в тепловых сетях,
15 % – потери распределения (в тепловых пунктах),
10 % – сверхнормативные потери через отражающие конструкции,
10 % – потери, связанные с несовершенством внутренних инженерных систем
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ ЗДАНИЯ
Цель проектирования и строительства энергоэффективных зданий – наиболее полное использование энергетических ресурсов путем применения новейших технологий. Здание рассматривается как единая энергетическая система, при проектировании рассматриваются две независимые подсистемы: наружный климат, как источник энергии, и здание, как единая энергетическая
система. Анализ первой подсистемы позволяет определить методы его использования для теплои холодоснабжения здания. Анализ второй подсистемы определяет такие показатели, как архитектурно-конструктивные и теплотехнические решения, и рассматривают их как единую систему. Это
значит, что рассматриваются такие энергетические подсистемы, как:
энергетическое воздействие климата на оболочку здания
энергия, накопленная зданием, т.е. его наружными ограждающими конструкциями
энергия, накопленная внутри объема здания, т.е. во внутреннем воздухе, внутренних ограждениях, внутреннем оборудовании
Проектирование энергоэффективного здания заключается в оптимизации этих трех энергетически взаимосвязанных подсистем. При проектировании можно выделить следующие архитектурные и инженерные решения:
выбор местоположения здания с учетом рельефа местности и существующей застройки
общая архитектурно-планируемая концелизация здания
выбор остекления здания
определение формы и ориентации здания
выбор конструкции и материалов наружной облицовки
выбор объемнопланируемых решений (внутренняя планировка зданий)
выбор схемы организации освещения
Инженерные решения:
выбор источника теплоснабжения, в том числе, возможность использования солнечных коллекторов, ветровых установок, тепловых наносов, т.е. использование тепла земли и воды
выбор системы отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха
выбор конструкции и материалов наружных ограждений
выбор системы автоматического управления инженерным оборудованием здания
Форму, размеры и ориентацию здания выбирают так, чтобы максимально использовать положительные и нейтрализовать отрицательные действия климата. Форму и размеры здания выбирают так, чтобы удельный расход теплоты был минимальным. Совокупность систем отопления,
вентиляции и кондиционирования воздуха составляет систему климатизации здания. Для жилых и
общественных зданий, в которых нормируется температура внутреннего воздуха и температура
внутренней поверхности ограждений, рекомендуется выбирать систему климата так, чтобы:
нагрев внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждений осуществлялся независимо
начать «натоп» надо с разогрева теплоемких ограждений
использовать такое распределение теплоты по помещению, чтобы свести к минимуму время разогрева теплоемких ограждений
использовать для «натопа» всю имеющуюся в резерве установленную мощность системы отопления. Система климатизации должна гибко реагировать на изменение климата, что возможно
только при автоматизации управления.
Основные задачи системы:
обеспечение экономии тепловой энергии
повышение качества теплового комфорта
повышение качества теплового контроля
учет фактических энергозатрат
создание банка аварийных ситуаций, их диагностики и рекомендаций по теплоснабжению здания, т.е. разработка интеллектуального элемента системы климатизации зданий.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ ЗДАНИЯ
Интеллектуальное здание – это здание, способное приспосабливаться к изменениям окружающей среды, т.е. инженерные системы здания способны обеспечить адаптацию к возможным
изменениям в будущем. В комплекс систем жизнеобеспечения такого здания входят:
система управления вентиляцией и кондиционированием воздуха
система управления тепло- и водоснабжением
система управления освещением
система управления электроснабжением
система управления возобновляемыми источниками энергии
комплекс систем безопасности, который предотвращает и ликвидирует аварийные и опасные
ситуации.
В состав входят контроль и управление электрическими потребителями, контроль и управление внутренним климатом, контроль протечек воды, система пожарной безопасности, система охранной сигнализации, контроль и управление доступом к ресурсам здания, контроль за детьми,
контроль за домашними животными.
Интеллект живой среды обеспечивается взаимосвязанной работой автоматики домовых и
квартирных систем. Все эти системы соединены в единые сети, несущие управляющую и информационную связь. Уровень автоматизации является ключевым фактором, обеспечивающим интеллект здания. К продуктам автоматизации относятся аппаратные, программные средства и услуги
по разработке и внедрению систем автоматики и управления. К аппаратным средствам относятся
управляемые клапаны, регуляторы, управляющие контроллеры, кабели, компьютеры. Все это образует систему диспетчерского управления зданием. При этом необходимо программное обеспечение.
По сравнению с автоматизированными системами такая комплексная система автоматизации имеет следующие преимущества:
экономия на кабельных сетях и сетевом оборудовании
снижение энергопотребления
повышение надежности
повышение оперативности управления
графическое предоставление информации о состоянии систем и оборудования
уменьшение затрат эксплуатационных и диспетчерских служб
обеспечение необходимого взаимодействия систем
уменьшение вероятности возникновения страховых случаев
открытость комплекса, т.е. возможность его наращивания и использования оборудования разных производителей.
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОТОПЛЕНИЯ, ВЕНТИЛЯЦИИ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУХА
Отоплением называется искусственное обогревание помещений здания с возмещением теплопотерь для поддержания в них температуры на заданном уровне, определяемом условиями теплового комфорта для находящихся людей и требованиями протекающего технологического процесса. Отопление зданий начинается при устойчивом (в течение трех суток) понижении среднесуточной температуры наружного воздуха до 8 оС и ниже, заканчивают отопление при устойчивом
повышении температуры наружного воздуха свыше 8 оС. Период отопления зданий в течение года
называют отопительным сезоном. Продолжительность отопительного сезона различна: на крайнем
юге 3-4 мес., на большей территории РФ 6-8 мес., в Архангельской и Мурманской областях 9 мес.,
в Якутии и Магаданской области до 11-12 месяцев.
В России первая система парового отопления была сделана в Санкт-Петербурге в 1816 г., водяного отопления – в 1834 г. (Соболевский П.Г.) В 1875 г. Лешевич К.А. впервые устроил квартирное водяное отопление низкого давления. Начало применения насосов в системах отопления в
России относится к 1909 г.
Отопление помещений может быть конвективным и лучистым. К конвективному относят
отопление, при котором температура воздуха tв поддерживается на более высоком уровне, чем радиационная температура помещения tR (радиационная – усредненная температура поверхностей,
обращенных в помещение, вычисленная относительно человека, находящегося в середине помещения). Лучистым считают отопление, при котором радиационная температура помещения превышает температуру воздуха.
Человек отдает теплоту излучением, конвекцией и испарением. При спокойном состоянии 50
% теряется излучением, 30 % – конвекцией, 20 % – испарением. Интенсивность отдачи теплоты с
поверхности тела человека зависит от температуры воздуха в помещении, влияющей на конвективный теплообмен, и от температуры поверхности ограждения, определяющих радиационный
теплообмен, кроме того, влияют скорость и влажность воздуха. Сочетание температуры, влажности, скорости движения воздуха и температуры окружающей поверхности, действующих на организм человека, определяет микроклимат в помещении.
Системы отопления, вентиляции, кондиционирования создают в помещениях условия для
нормальной жизнедеятельности человека. Организм человека вырабатывает тепло, которое отдается окружающей среде, и физиологическая система регуляции обеспечивает постоянную температуру тела 36,6 °С. Напряжение системы терморегуляции сказывается на самочувствии и работоспособности человека. Количество вырабатываемого человеком тепла зависит от возраста, одежды, интенсивности физической работы и индивидуальных особенностей организма. В спокойном
состоянии взрослый человек отдает в окружающую среду ~120 Вт тепла, при тяжелой работе – до
500 Вт, при максимальных кратковременных нагрузках – до 1кВт.
При выборе температурных условий в помещении нужно отдавать предпочтение таким способам, которые повышают конвективный теплообмен.
КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ В ПОМЕЩЕНИИ
Комфортными микроклиматическими условиями считаются такие, в которых сохраняется
нормальное функциональное и тепловое состояние человека без нарушения систем терморегуляции. Они могут быть оптимальными и допустимыми. Допустимыми являются условия, которые
при длительном воздействии могут вызывать незначительные изменения функционального и теплового состояния организма человека и напряжение системы терморегуляции. При этом здоровье
человека не нарушается, но может понижаться работоспособность и ухудшается самочувствие.
Комфортные условия регламентируются СНиПом.
Температура tв, оС
Скорость воздуха, wв, м/с
Влажность в, %
Для жилых помещений
Нормальные
20-22
45-30
0,1-0,15
Допустимые
18-22
До 65
0,3
Тяжелая физическая работа III категория
Нормальные
16-18
40-60
0,3
Допустимые
13-19
0,5
75
Тепловые условия в помещении принято характеризовать двумя условиями комфортности:
Первое определяет такую область сочетаний температуры внутреннего воздуха и радиационной температуры помещения, при которой человек, находясь в центре рабочей зоны не испытывает ни перегрева, ни переохлаждения. Для холодного периода первое условие характеризуется
формулой:
tR = 1,57tn – 0,57tB ±1,5
tn = (tB + tR)/2
Второе условие определяет допустимые температуры нагретых и охлажденных поверхностей при нахождении человека в непосредственной близости от них. Во избежание недопустимого
радиационного перегрева или переохлаждения человека, поверхности потолка и стен могут быть
нагреты до допустимой температуры:
tнагрдоп19,2 +8,7/
tнагрдоп23 – 5/
где - коэффициент облученности поверхности элементарной площадки на голове человека в
сторону нагретой или охлажденной поверхности.
Температура пола зимой может быть лишь на 2÷2,5°С ниже температуры воздуха в помещении, вследствие большой чувствительности ног к переохлаждению, но не выше 22÷34°С (в зависимости от назначения помещения).
ТЕПЛОЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
При проектировании важно выбирать правильно ограждающие конструкции, чтобы обеспечить микроклимат и экономичность конструкции. Теплозащитные свойства ограждений характеризуются сопротивлением теплопередаче R, которая численно равна падению температуры при
прохождении теплового потока в 1 Вт через 1 м2поверхности. R=[м2·˚С/Вт].
Общее термическое сопротивление ограждения:
Ro = RB +ΣRi + RH,
где RH = 1/αH – сопротивление теплоотдаче внешних поверхностей; RВ = 1/αВ – сопротивление теплоотдаче внутренних поверхностей; ΣRi = Σδi /λi – термосопротивление слоев ограждения.
Rо должно быть не менее требуемого, которое определяется исходя из санитарногигиенических условий:
Roтр = (tв – tн)·n/ (αв·Δtн),
где Δtн – нормируемый тепловой перепад между внутренней температурой стенки и воздуха, принимается по СНиП II-3-79 “строительная теплотехника” (после 1998г.); n – коэффициент,
применяемый в зависимости от положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.
условий комфортности и энергосбережения:
ГСОП = (tв – tср.о.п.) ·zо.п. → Rпр.1
тр
тр
Rо = max { Rо ; Rпр.1 }
СОВРЕМЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ ОКОН
Стекла:
1. Электрохромные стекла – регулируемый тип стекла, получают с помощью напыления в магистронных установках. При подаче на стекло напряжения 2÷10 В они изменяют светопропуск и
пропускание тепловой части солнечной энергии от 100 до 4 %. Применяются в Южных районах.
2. Греющиеся стекла – принцип действия таких стекол состоит в нагреве стекла за счет подведения напряжения к токопроводящим пленкам, нанесенным на внутреннюю поверхность стекла.
Причем в нормальном состоянии пленки должны быть прозрачными. Такие стекла позволяют
очищать от снега стекла атриумов, зимних садов. Основным недостатком является дороговизна
самих стекол и необходимость затраты электроэнергии.
3. Стекла-солнечные коллекторы – используются как аккумуляторы солнечной энергии
4. Гидрофобные – стекла, на наружной поверхности которых нанесено специальное покрытие,
снижающее загрязненность стекол.
5. Стекла с наливными теплоотражающими покрытиями.
Ведется разработка составов, которые могли бы быть распылены на стекла в нормальной
среде с помощью элементарных распылителей.
Стеклопакеты:
– вакуумные (пространство между стеклами пакета вакуумировано). Такие стекла используют
конвективную составляющую теплопотерь, а лучистую составляющую можно снизить за счет
теплоотражающих стекол. Термосопротивление таких пакетов 1,1÷1,75 м2·˚С/Вт. Если используется вакуумный стеклопакет с одним теплоотражающим стеклом, то R=2,3 м2·˚С/Вт.
– теплопакеты с тепловым зеркалом – двухкамерный стеклопакет, в котором среднее стекло заменено на теплоотражающую спектрально-селективную полимерную пленку, R=1,2 м2·˚С/Вт.
– стеклопакеты с заполнением специальными гелями, т.е. межстекольное пространство заполняется прозрачным гелем с низким коэффициентом теплопроводимости (R=1,5 м2·˚С/Вт). Недостатки: высокая стоимость геля и нестабильность поведения геля.
Материал Файбротек – 40% опилок и 60% ПВХ. Спаренные переплеты имеют R=0,33
2
м ·˚С/Вт, раздельные – R=0,42 м2·˚С/Вт.
Практически повысить сопротивление теплопередаче можно путем применения следующих
конструкций окон:
1. тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах
2. однокамерный стеклопакет и одинарное остекление в раздельных переплетах
3. двухкамерный стеклопакет из обычного стекла
4. то же, но с заполнением между стеклами инертным газом
5. двухкамерный стеклопакет с мягким селективным покрытием среднего стекла.
ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМАМ ОТОПЛЕНИЯ
1. Санитарно-гигиенические требования: 1) компенсация потерь тепла через наружные ограждения при любых tн; 2) поддержание постоянной tв; 3) температура в помещении должна быть
равномерной (изменение температуры в горизонтальном направлении не превышает 2˚С, в
вертикальном направлении – 1˚С на каждый метр высоты); 4) колебания температуры воздуха
в течение суток на должно быть 5 оС; 5) внутренняя поверхность ограждений должна нагреваться настолько, чтобы температура их приближалась к температуре воздуха; 6) средняя температура поверхности нагревательных приборов должна быть ограничена для жилых помещений не более 85˚С, для больниц, роддомов – не более 75˚С.
2. Экономические – невысокие капитальные вложения с минимальным расходом металла, экономный расход тепловой энергии при эксплуатации.
3. Архитектурно-строительные – соответствие интерьеру помещений, компактность, увязка со
строительными коммуникациями, согласование со сроком строительства.
4. Производственно-монтажные – максимальное число унифицированных узлов и деталей, механизация их изготовления, сокращение трудовых затрат при монтаже, удобство монтажа.
5. Эксплуатационные требования – надежность, безопасность в эксплуатационном и пожарном
отношении, эффективность действия в течение всего периода эксплуатации.
Деление требований на пять групп условно, т.к. в них входят требования, относящиеся как к
периоду проектирования и строительства, так и эксплуатации зданий.
Наиболее важны санитарно-гигиенические и эксплуатационные требования, которые обуславливаются необходимостью поддерживать заданную температуру в помещениях в течение
отопительного сезона и всего срока службы системы.
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
По радиусу действия (по расположению основных элементов)
местные;
центральные.
К местным относятся такие, в которых источник, теплопроводы и отопительные приборы
конструктивно объедены в одном устройстве, находящемся в одном помещении.
В центральных системах отопления источник размещается вне отапливаемых помещениях, и
от этого источника отапливаются помещения одного или нескольких зданий.
Если радиус теплопровода такой системы ≤15 м, она называется квартирной.
По виду теплоносителя:
водяные;
паровые;
воздушные;
специальные.
Система отоПреимущества
Недостатки
пления
Водяная
1. Обеспечение равномерной темпера- 1. большая тепловая инерционность
туры в помещении;
систем, что замедляет регулирова2. Регулируется температура поверхние;
ности нагретого прибора;
2. большое гидростатическое давле3. небольшой диаметр;
ние;
4. бесшумность движения теплоноси- 3. значительный расход металла;
теля.
4. опасность замораживания.
Паровая
1. сокращение расхода металла за счет 1. высокая температура поверхности
уменьшения площади приборов и
диаметров конденсатопроводов;
2. приборы быстро прогреваются и
имеют высокую теплоотдачу;
3. гидростатическое давление минимально;
4. меньшая опасность замораживания.
Воздушная
2.
3.
4.
5.
1. малоинерционные;
1.
2. не требуют установки отопительных приборов;
3. возможно совмещение отопления и
вентиляции;
2.
4. возможность центрального качественного регулирования.
3.
4.
нагретых приборов;
нельзя обеспечить качественное регулирование, только пропусками;
шум при движении, вследствие попутной конденсации пара;
более сложная эксплуатация;
меньший срок эксплуатации из-за
повышенной коррозии труб.
малая теплоаккумулирующая способность, т.к. при прекращении подачи воздуха помещение быстро остывает;
большое падение температуры по
длине воздуходувов;
шум при движении;
большое сечение каналов.
Классификация водяных систем отопления.
1. по способу создания циркуляции
- с естественной циркуляцией (движение осуществляется под давлением разности плотностей
охлажденной воды после нагревательного прибора и горячей воды, поступающей в систему
отопления);
- с механическим побуждением (насосные).
2. по температуре теплоносителя
- низкотемпературные ( <70ºС );
- среднетемпературные ( 70÷100ºС );
- высокотемпературные ( >100÷150ºС ).
3. по месту прокладки подающих магистралей
- с верхней разводкой (подается по чердаку или под потолком верхнего этажа, но в любом
случае выше верхнего ряда нагревающих приборов);
- поэтажная разводка (на каждом этаже – разводка и подключение нагревательных приборов);
- с нижней разводкой (обе магистрали прокладываются в подвале, над полом нижнего этажа
или в подпольных каналах).
с верхней подводкой
с нижней подводкой
4. по способу подачи в нагревающий прибор
- однотрубные системы;
- двухтрубные системы (нагревающие приборы подключаются к стоякам параллельно).
5. по направлению движения теплоносителя
- тупиковые (горячая и охлажденная вода движется в магистралях в противоположных направлениях);
- с попутным движением воды (направление движения воды в подающих и обратных магистралях совпадает).
6. по положению труб, объединяющих нагревательные приборы
- горизонтальные системы (приборы присоединяются непосредственно к магистралям);
- вертикальные (обязательны стояки).
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В ПОМЕЩЕНИЯХ
См. практику.
ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ
При возникновении разности давлений снаружи здания и внутри через ограждения может
проникать воздух. Если воздух входит в здание, процесс называется инфильтрацией. Если воздух
выходит из здания, процесс называется эксфильтрацией. Оба эти процесса называются воздухопроницаемыми. Инфильтрационный воздух поступает в помещение с температурой, близкой к
температуре наружного воздуха зимой, в холодный период года, его необходимо нагревать, а в теплый период – охлаждать (кондиционирование). Практика показывает, что при увеличении скорости ветра от 2,5 м/с до 10 м/с для жилых зданий добавочный коэффициент на тепловые потери
увеличивается в 1,8÷2,5 раза, следовательно, недоучет инфильтрации может привести к изменению температуры воздуха в помещении:
gi =ΔPi/Ri , кг/(ч·м²)
где ΔPi - разность давлений воздуха на внутренней и наружной поверхностях ограждения, Па
Ri – термическое сопротивление воздухопроницанию ограждений, ч·Па·м²/кг
СНИП 2.04.05-91* « Отопление, вентиляция, кондиционирование» рекомендует определять
массовый расход инфильтрующегося воздуха в помещении по формуле:
где F1, F2 – площади наружных ограждающих конструкций, соответственно световых проемов и
других ограждений, м²; F3 – площадь щелей, неплотностей, проемов в наружных ограждающих конструкциях; ΔPi , ΔP1 – расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций на рассматриваемом этаже при ΔP1=10Па; Gн –
нормальная воздухопроницаемость наружных ограждений, кг/(ч·м²); L – длина стыков стеновых панелей, м.
РАЗНОСТЬ ДАВЛЕНИЙ, ВЫЗЫВАЮЩАЯ ИНФИЛЬТРАЦИЮ
В жилых зданиях инфильтрующийся воздух обычно удаляется через вентиляционные каналы
в стенах кухонных и ванных комнат. Минимальный расход воздуха в жилых комнатах определяется исходя из расчета 3 м³/ч воздуха на 1 м² площади пола. Из кухни должно удаляться не менее
60 м³/ч воздуха, из санузла и ванной комнаты – 25 м³/ч.
Разность давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждений возникает вследствие 2-х причин:
- за счет разности плотностей наружного и внутреннего воздуха;
- за счет ветрового давления.
ΔPi = ΔPгр + ΔPв,
где ΔPгр – гравитационное давление.
Если считать пол и потолок воздухопроницаемыми, то через нижнюю половину стены воздух будет проникать
внутрь здания, а через верхнюю – уходить из него.
ветер
Максимальная величина ΔPгр будет у пола и под потолком,
Нейтральная
плоскость
следовательно,
ΔPгр = h·(ρн –ρвн)
ΔPгрmax = (H/2)·(ρн –ρвн)
Н
h
А
Величину давлений принято определять по динамическому давлению ветра:
Pд = ρн ·ω²в/2
Чтобы определить давление ветра, необходимо учесть аэродинамические коэффициенты:
на ветреной стороне – к1;
на заветренной стороне – к2.
Рв = (к1–к2)/2 · (ρн ·ω²в/2)
В СНиП II-3-79* (1998) «Строительная теплотехника» коэффициент перед Н принимается
равным не 1/2, а 0,55. Такой подход принципиально возможен, т.к. нейтральная линия при отсутствии местных отсосов располагается несколько выше 0,5Н. Это вызвано тем, что коэффициенты
расхода ленточных отверстий больше, чем вытяжных, а разность аэродинамических коэффициентов (к1–к2)/2=0,6 , следовательно, разность давлений на наружных и внутренних сторонах ограждения рекомендуется определять по формуле:
P = 0,55Н(н – вн)+0,3н(wв)2с – Ро
где с – коэффициент учета изменения динамического давления ветра в зависимости от высоты
здания типа местности.
По СНиП –2.01.07-85 необходимо учесть некоторое условное постоянное давление, зависящее от местных систем вентиляции Ро.
В проектных расчетах определяется разность давлений в любом сечении. По СНиП –2.04.0591 (2000) формула для разности давлений принимает вид:
P = (Н – h)(н – вн)g+0,3н(wв)2(сн – сз)k – Ро
где Н – высота здания от уровня земли до верха карниза центра вытяжных отверстий фонаря или
уровня устья вытяжной шахты; h – расчетная высота от уровня земли до верха нижних окон
балконных или наружных дверей, ворот, или до середины вертикальных стыков стеновых панелей; сн, сз – коэффициенты для наветренной и заветренной сторон здания, принимаются для
зданий прямоугольной формы сн = +0,8 , сз = –0,6; к – коэффициент учета динамического давления ветра в зависимости от рельефа местности и высоты здания.
Расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха:
Qi = 0,28Gic(tв – tн)kт
где кт – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в ограждающих конструкциях.
кт = 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройным переплетом
кт = 0,8 для окон и балконных дверей с раздельными переплетами
кт = 1 для одинарных окон, окон и дверей со спаренными переплетами и открытых проемов.