Condiciones de aire y radiación de la habitación. Modo aire del edificio. Tres tareas del régimen aéreo De qué depende el régimen aéreo de un edificio

19.10.2019

Metodología para calcular la permeabilidad al aire de la envoltura de la pared

1. Determine la gravedad específica del aire externo e interno, N / m 2

. (6.2)

2. Determine la diferencia en la presión del aire en las superficies exterior e interior de la envolvente del edificio, Pa

3. Calcule la resistencia requerida a la penetración del aire, m 2 × h × Pa / kg

4. Encuentre la resistencia real total a la permeabilidad al aire de la cerca exterior, m 2 × h × Pa / kg

Si se cumple la condición, entonces la estructura envolvente cumple con los requisitos de transpirabilidad, si la condición no se cumple, entonces se deben tomar medidas para aumentar la transpirabilidad.

Cálculo de transpirabilidad.
muros

Datos de origen

Los valores de las cantidades necesarias para el cálculo: la altura de la estructura envolvente N \u003d 15,3 m; t n \u003d –27 ° C; t c \u003d 20 ° C; Sala V \u003d 4,4 m / s; G n \u003d 0.5 kg / (m 2 × h); R y 1 \u003d 3136 m 2 × h × Pa / kg; R y 2 \u003d 6 m 2 × h × Pa / kg; R y 3 \u003d 946.7 m 2 × h × Pa / kg.

Procedimiento de calculo

La gravedad específica del aire externo e interno está determinada por las ecuaciones (6.1) y (6.2)

N / m 2;

N / m 2.

La diferencia en la presión del aire en las superficies exterior e interior de la envolvente del edificio se determina, Pa

Δp \u003d 0.55 × 15.3 × (14.1 - 11.8) + 0.03 × 14.1 × 4.4 2 \u003d 27.54 Pa.

La permeabilidad al aire requerida se calcula de acuerdo con la ecuación (6.4), m 2 × h × Pa / kg

27.54 / 0.5 \u003d 55.09 m 2 × h × Pa / kg.

Encuentre la resistencia real total a la permeabilidad al aire de la cerca exterior de acuerdo con la ecuación (6.5), m 2 × h × Pa / kg

m 2 × h × Pa / kg;

M 2 × h × Pa / kg.

Por lo tanto, la estructura envolvente cumple los requisitos de transpirabilidad, ya que se cumple la condición (4088.7\u003e 55.09).

Método para calcular la permeabilidad al aire de cercas externas (ventanas y puertas de balcones)

Determine la permeabilidad al aire requerida de ventanas y puertas de balcón, m 2 × h × Pa / kg

, (6.6)

Dependiendo del valor, elija el tipo de construcción de ventanas y puertas de balcón.

Cálculo de la permeabilidad al aire de cercos externos, ventanas y puertas de balcones

Datos de origen

p \u003d 27,54 Pa; Δ p 0 \u003d 10 Pa; G n \u003d 6 kg / (m 2 × h).

Procedimiento de calculo

La resistencia a la transpirabilidad requerida de las ventanas y las puertas del balcón se determina de acuerdo con la ecuación (6.6), m 2 × h × Pa / kg

m 2 × h × Pa / kg.

Por lo tanto, debe ser aceptado R 0 \u003d 0.4 m 2 × h × Pa / kg para doble acristalamiento en ligantes gemelos.

6.3. Metodología para calcular el efecto de infiltración
en la temperatura de la superficie interna
y coeficiente de transferencia de calor de la envolvente del edificio

1. Calcule la cantidad de aire que penetra a través de la cerca exterior, kg / (m 2 × h)

2. Calcule la temperatura de la superficie interna de la cerca durante la infiltración, ° C

, (6.8)

. (6.9)

3. Calcule la temperatura de la superficie interna de la cerca en ausencia de condensación, ° C

. (6.10)

4. Determine el coeficiente de transferencia de calor de la cerca, teniendo en cuenta la infiltración, W / (m 2 × ° C)

. (6.11)

5. Calcule el coeficiente de transferencia de calor de la cerca en ausencia de infiltración de acuerdo con la ecuación (2.6), W / (m 2 × ° C)

Cálculo del efecto de la infiltración sobre la temperatura de la superficie interna.
y coeficiente de transferencia de calor de la envolvente del edificio

Datos de origen

Valores requeridos para el cálculo: Δ p\u003d 27,54 Pa;
t n \u003d –27 ° C; t c \u003d 20 ° C; Sala V \u003d 4,4 m / s; \u003d 3,28 m 2 × ° C / W; e\u003d 2.718; \u003d 4088.7 m 2 × h × Pa / kg; R c \u003d 0.115 m 2 × ° C / W; Con B \u003d 1.01 kJ / (kg × ° C).

Procedimiento de calculo

Calcule la cantidad de aire que ingresa a través de la cerca externa, de acuerdo con la ecuación (6.7), kg / (m 2 × h)

G y \u003d 27.54 / 4088.7 \u003d 0.007 g / (m 2 × h).

La temperatura de la superficie interna del recinto durante la infiltración, ° C, y la resistencia térmica a la transferencia de calor de la estructura del recinto, comenzando desde el aire exterior hasta una sección dada en el espesor del recinto, se calculan de acuerdo con las ecuaciones (6.8) y (6.9).

m 2 × ° C / W;

Calcule la temperatura de la superficie interna de la cerca en ausencia de condensación, ° C

° C.

De los cálculos se deduce que la temperatura de la superficie interna durante la filtración es menor que sin infiltración () en 0.1 ° C.

El coeficiente de transferencia de calor de la cerca se determina teniendo en cuenta la infiltración de acuerdo con la ecuación (6.11), W / (m 2 × ° C)

W / (m 2 × ° C).

El coeficiente de transferencia de calor de la cerca se calcula en ausencia de infiltración de acuerdo con la ecuación (2.6), W / (m 2 C)

W / (m 2 × ° C).

Por lo tanto, se encontró que el coeficiente de transferencia de calor teniendo en cuenta la infiltración k y más que el coeficiente correspondiente sin infiltración k (0,308 > 0,305).

Preguntas de prueba a la sección 6:

1. ¿Cuál es el propósito principal de calcular el régimen aéreo de la cerca exterior?

2. ¿Cómo afecta la infiltración a la temperatura de la superficie interna?
y coeficiente de transferencia de calor de la envolvente del edificio?

7. Los requisitos para el consumo de edificios.

7.1 Metodología para calcular la característica específica del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación de un edificio

El indicador del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación de un edificio residencial o público en la etapa de desarrollo de la documentación del proyecto es la característica específica del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio numéricamente igual al consumo de energía térmica por 1 m 3 del volumen calentado del edificio por unidad de tiempo a una diferencia de temperatura de 1 ° C ,, W / (m 3 · 0 C). El valor calculado de la característica específica del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio, W / (m 3 · 0 С), está determinado por el método que tiene en cuenta las condiciones climáticas del área de construcción, las decisiones de planificación del espacio seleccionadas, la orientación del edificio, las propiedades de protección térmica de la envolvente del edificio, el sistema adoptado ventilación del edificio, así como el uso de tecnologías de ahorro de energía. El valor calculado de la característica específica del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio debe ser menor o igual que el valor normalizado, de acuerdo con, W / (m 3 · 0 C):

donde es la característica específica estandarizada del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación de edificios, W / (m 3 · 0 C), determinada para varios tipos de edificios residenciales y públicos de acuerdo con la tabla 7.1 o 7.2.

Tabla 7.1

energía calorífica para calefacción y ventilación.

Notas:

A valores intermedios del área calentada del edificio en el rango de 50-1000 m2, los valores deben determinarse por interpolación lineal.

Tabla 7.2

Caudal específico (básico) normalizado

energía calorífica para calefacción y ventilación.

edificios residenciales unifamiliares de baja altura, W / (m 3 · 0 С)

Tipo de edificio	Pisos del edificio
			4,5	6,7	8,9	10, 11	12 y superior
1 edificios de apartamentos residenciales, hoteles, hostales	0,455	0,414	0,372	0,359	0,336	0,319	0,301	0,290
2 Público, excepto como se enumera en las líneas 3-6	0,487	0,440	0,417	0,371	0,359	0,342	0,324	0,311
3 clínicas e instituciones médicas, pensiones	0,394	0,382	0,371	0,359	0,348	0,336	0,324	0,311
4 Preescolares, hospicios	0,521	0,521	0,521	-	-	-	-	-
5 Servicio, actividades culturales y de ocio, parques tecnológicos, almacenes.	0,266	0,255	0,243	0,232	0,232
6 Fines administrativos (oficinas)	0,417	0,394	0,382	0,313	0,278	0,255	0,232	0,232

Notas:

Para las regiones con un valor de GSOP \u003d 8000 0 С · días o más, las normalizadas deberían reducirse en un 5%.

Para evaluar los requisitos de energía para calefacción y ventilación logrados en un proyecto de construcción o en un edificio operado, se establecen las siguientes clases de ahorro de energía (tabla 7.3) como una desviación porcentual del consumo de energía calorífica específico calculado para calefacción y ventilación del edificio del valor estandarizado (básico).

No se permite el diseño de edificios con clase de ahorro de energía "D, E". Las clases "A, B, C" se establecen para edificios recientemente construidos y reconstruidos en la etapa de desarrollo de la documentación del proyecto. Posteriormente, durante la operación, la clase de ahorro de energía del edificio debe aclararse durante la inspección de energía. Para aumentar la proporción de edificios con clases "A, B", las entidades constitutivas de la Federación de Rusia deben aplicar medidas de incentivo económico tanto a los participantes en el proceso de construcción como a las organizaciones operativas.

Tabla 7.3

Clases energéticas para edificios residenciales y públicos.

Designación de clase	Nombre de la clase	La desviación del valor calculado (real) de la característica específica del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio del% normalizado	Actividades recomendadas desarrolladas por las entidades constituyentes de la Federación de Rusia
Al diseñar y operar edificios nuevos y reconstruidos
A ++	Muy alto	Por debajo de -60
A +	De - 50 a - 60 inclusive
Un	De - 40 a - 50 inclusive
B +	Alta	De - 30 a - 40 inclusive	Incentivo económico
En	De - 15 a - 30 inclusive
C +	Normal	De - 5 a - 15 inclusive	Los eventos no se desarrollan.
Con	De + 5 a - 5 inclusive
c-	De + 15 a + 5 inclusive
D	Rebajado	De + 15.1 a + 50 inclusive	Reconstrucción con caso de negocio apropiado
E	Bajo	Más de +50	Reconstrucción con un caso comercial apropiado o demolición

La característica específica calculada del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio, W / (m 3 · 0 С), debe determinarse mediante la fórmula

k aproximadamente - la característica específica de protección contra el calor del edificio, W / (m 3 · 0 С), se determina de la siguiente manera

, (7.3)

donde es la resistencia de transferencia de calor total real para todas las capas de la cerca (m 2 × ° C) / W;

Área del fragmento correspondiente de la envoltura termoaislante del edificio, m 2;

V desde - el volumen calentado del edificio, igual al volumen delimitado por las superficies internas de las cercas exteriores de los edificios, m 3;

Coeficiente teniendo en cuenta la diferencia entre la temperatura interna o externa de la estructura de la aceptada en el cálculo del GSOP \u003d 1.

k vent - característica de ventilación específica del edificio, W / (m 3 · С);

k vida cotidiana: característica específica de la generación de calor del hogar en un edificio, W / (m 3 · С);

k rad - característica específica de la entrada de calor al edificio por radiación solar, W / (m 3 · 0 С);

ξ - coeficiente que tiene en cuenta la reducción del consumo de calor de los edificios residenciales, ξ \u003d 0.1;

β - coeficiente que tiene en cuenta el consumo de calor adicional del sistema de calefacción, β h= 1,05;

ν es el coeficiente de reducción de la ganancia de calor debido a la inercia térmica de la envolvente del edificio; los valores recomendados están determinados por la fórmula ν \u003d 0.7 + 0.000025 * (GSOP-1000);

La característica de ventilación específica del edificio, k vent, W / (m 3 · 0 C), debe determinarse mediante la fórmula

donde c es el calor específico del aire igual a 1 kJ / (kg · ° C);

β v - coeficiente de reducción del volumen de aire en el edificio, β v = 0,85;

La densidad media del suministro de aire durante el período de calentamiento, kg / m 3

353/, (7.5)

t desde - la temperatura media del período de calentamiento, ° C, por
, (ver apéndice 6).

n in - la tasa promedio de intercambio de aire de un edificio público para el período de calefacción, h -1, para edificios públicos, de acuerdo con el valor promedio aceptado n in \u003d 2;

k e f - el coeficiente de eficiencia del recuperador, k e f \u003d 0.6.

La fórmula debe determinar la característica específica de la emisión de calor del hogar del edificio, k vida, W / (m 3 · C)

, (7.6)

donde q vida - la cantidad de calor doméstico por 1 m 2 el área de locales residenciales (A w) o el área estimada de un edificio público (A p), W / m 2, tomada para:

a) edificios residenciales con una población estimada de apartamentos de menos de 20 m 2 de área total por persona q vida \u003d 17 W / m 2;

b) edificios residenciales con una población estimada de apartamentos de 45 m2 de área total o más por persona; q vida \u003d 10 W / m2;

c) otros edificios residenciales - dependiendo de la población estimada de los apartamentos al interpolar el valor q-life entre 17 y 10 W / m 2;

d) para los edificios públicos y administrativos, las emisiones de calor de los hogares se tienen en cuenta de acuerdo con el número estimado de personas (90 W / persona) que se encuentran en el edificio, la iluminación (según la capacidad instalada) y los equipos de oficina (10 W / m 2) teniendo en cuenta las horas de trabajo por semana;

t en, t de - lo mismo que en las fórmulas (2.1, 2.2);

Pozo - para edificios residenciales - el área de locales residenciales (Pozo), que incluye dormitorios, guarderías, salas de estar, aulas, bibliotecas, comedores, cocinas-comedores; para edificios públicos y administrativos: el área calculada (Ar), definida de acuerdo con SP 117.13330 como la suma de las áreas de todas las habitaciones, con la excepción de pasillos, vestíbulos, pasillos, huecos de escaleras, pozos de ascensores, escaleras internas abiertas y rampas, así como locales destinados a la colocación equipos y redes de ingeniería, m 2.

La fórmula debe determinar la característica específica de la entrada de calor al edificio a partir de la radiación solar, k p hell, W / (m 3 · ° C).

, (7.7)

donde está la entrada de calor a través de ventanas y luces de la radiación solar durante el período de calentamiento, MJ / año, para cuatro fachadas de edificios orientadas en cuatro direcciones, determinadas por la fórmula

Los coeficientes de penetración relativa de la radiación solar para rellenos transmisores de luz, respectivamente, de ventanas y lámparas antiaéreas, tomados de los datos del pasaporte de los respectivos productos transmisores de luz; en ausencia de datos deben tomarse de acuerdo con la tabla (2.8); los tragaluces con un ángulo de inclinación de los rellenos al horizonte de 45 ° y más deben considerarse ventanas verticales, con un ángulo de inclinación inferior a 45 °, como luces antiaéreas;

Coeficientes que tengan en cuenta el sombreado de la apertura de luz de ventanas y lámparas antiaéreas, respectivamente, con elementos de relleno opacos, tomados de acuerdo con los datos de diseño; en ausencia de datos, se deben tomar de acuerdo con la tabla (2.8).

- el área de las aberturas luminosas de las fachadas del edificio (se excluye la parte ciega de las puertas del balcón), orientadas respectivamente en cuatro direcciones, m 2;

El área de aberturas luminosas de las lámparas antiaéreas del edificio, m;

El valor promedio de la radiación solar total durante el período de calentamiento (directo más disperso) en superficies verticales bajo condiciones nubladas reales, orientadas respectivamente a lo largo de las cuatro fachadas del edificio, MJ / m 2, se determina mediante adj. 8;

El valor promedio de la radiación solar total durante el período de calentamiento (directo más disperso) en una superficie horizontal en condiciones nubladas reales, MJ / m 2, se determina mediante adj. 8)

V de es el mismo que en la fórmula (7.3).

GSOP es lo mismo que en la fórmula (2.2).

Cálculo de características específicas del consumo de energía térmica.

para calefacción y ventilación del edificio

Datos de origen

Calcularemos las características específicas del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio utilizando el ejemplo de un edificio residencial individual de dos pisos con un área total de 248.5 m 2. Valores de los valores necesarios para calcular: t c \u003d 20 ° C; t op \u003d -4,1 ° C; \u003d 3.28 (m 2 × ° C) / W; \u003d 4,73 (m 2 × ° C) / W; \u003d 4,84 (m 2 × ° C) / W; \u003d 0,74 (m 2 × ° C) / W; \u003d 0.55 (m 2 × ° C) / W; m 2; m 2; m 2; m 2; m 2; m 2; m 3; W / m 2; 0,7; 0; 0,5; 0; 7,425 m 2; 4,8 m 2; 6,6 m 2; 12,375 m 2; m 2; 695 MJ / (m 2 · año); 1032 MJ / (m 2 · año); 1032 MJ / (m 2 · año); \u003d 1671 MJ / (m 2 · año); \u003d \u003d 1331 MJ / (m 2 · año).

Procedimiento de calculo

1. Calcular la característica específica de protección térmica del edificio, W / (m 3 · 0 C), mediante la fórmula (7.3) se determina de la siguiente manera

W / (m 3 · 0 C),

2. De acuerdo con la fórmula (2.2) calcule el grado-día del período de calentamiento

D \u003d (20 + 4.1) × 200 \u003d 4820 ° С × día.

3. Encuentre el coeficiente de reducción de pérdida de calor debido a la inercia térmica de las estructuras envolventes; los valores recomendados están determinados por la fórmula

ν \u003d 0.7 + 0.000025 * (4820-1000) \u003d 0.7955.

4. Encuentre la densidad promedio del aire de suministro durante el período de calentamiento, kg / m 3, de acuerdo con la fórmula (7.5)

353 / \u003d 1.313 kg / m 3.

5. Calculo la característica de ventilación específica del edificio de acuerdo con la fórmula (7.4), W / (m 3 · 0 C)

W / (m 3 · 0 C)

6. Determino la característica específica del calor doméstico del edificio, W / (m 3 · C), de acuerdo con la fórmula (7.6)

W / (m 3 · C),

7. Usando la fórmula (7.8), la entrada de calor a través de ventanas y luces de la radiación solar durante el período de calentamiento, MJ / año, se calcula para las cuatro fachadas de los edificios orientadas en cuatro direcciones.

8. Mediante la fórmula (7.7) determine la característica específica de la entrada de calor al edificio a partir de la radiación solar, W / (m 3 · ° C)

W / (m 3 ° C),

9. Determine la característica específica calculada del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio, W / (m 3 · 0 C), de acuerdo con la fórmula (7.2)

W / (m 3 · 0 C)

10. Compare el valor obtenido de la característica específica calculada del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio con la normalizada (base), W / (m 3 · 0 C), de acuerdo con las tablas 7.1 y 7.2.

0.4 W / (m 3 · 0 C) \u003d 0.435 W / (m 3 · 0 C)

El valor calculado de la característica específica del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación del edificio debe ser inferior al valor estandarizado.

Para evaluar las necesidades de energía para calefacción y ventilación logradas en un proyecto de construcción o en un edificio operado, la clase de ahorro de energía del edificio residencial diseñado está determinada por la desviación porcentual del consumo de energía calorífica específico calculado para calefacción y ventilación del edificio del valor estandarizado (básico).

Conclusión el edificio proyectado pertenece a la clase de ahorro de energía "C + Normal", que se establece para edificios recientemente construidos y reconstruidos en la etapa de desarrollo de la documentación del proyecto. No se requiere el desarrollo de medidas adicionales para aumentar la clase de ahorro de energía del edificio. Posteriormente, durante la operación, la clase de ahorro de energía del edificio debe aclararse durante la inspección de energía.

Preguntas de prueba a la sección 7:

1. ¿Cuál es el principal indicador del consumo de energía térmica para calefacción y ventilación de un edificio residencial o público en la etapa de desarrollo de la documentación del proyecto? ¿De qué depende?

2. ¿Qué clases de ahorro de energía existen en edificios residenciales y públicos?

3. ¿Qué clases de ahorro de energía se establecen para edificios recientemente construidos y reconstruidos en la etapa de desarrollo de la documentación del proyecto?

4. ¿Diseñar edificios con los que no se permite la clase de ahorro de energía?

CONCLUSION

Los problemas de ahorro de energía son especialmente importantes en el período actual de desarrollo de nuestro país. El costo del combustible y la energía térmica está creciendo, y esta tendencia está prevista para el futuro; sin embargo, el volumen de consumo de energía está aumentando continua y rápidamente. La intensidad energética del ingreso nacional en nuestro país es varias veces mayor que en los países desarrollados.

En este sentido, la importancia de identificar reservas para reducir los costos de energía es obvia. Una de las áreas de ahorro de energía es la implementación de medidas de ahorro de energía durante la operación de suministro de calor, calefacción, ventilación y aire acondicionado (TGV). Una solución a este problema es reducir la pérdida de calor de los edificios a través de envolventes, es decir, reducción de cargas térmicas en el sistema DVT.

El valor de resolver este problema es especialmente grande en la ingeniería urbana, donde solo el 35% del combustible sólido y gaseoso producido se consume para el suministro de calor de edificios residenciales y públicos.

En los últimos años, el desequilibrio en el desarrollo de los subsectores de la construcción urbana ha sido marcado en las ciudades: retraso técnico en la infraestructura de ingeniería, desarrollo desigual de los sistemas individuales y sus elementos, enfoque departamental para el uso de los recursos naturales y producidos, lo que conduce a su uso irracional y, a veces, a la necesidad de atraer recursos apropiados de otros. regiones.

La necesidad de las ciudades de recursos de combustible y energía y la provisión de servicios de ingeniería está creciendo, lo que afecta directamente el aumento de la incidencia de la población, lo que lleva a la destrucción del cinturón forestal de las ciudades.

El uso de materiales modernos de aislamiento térmico con un alto valor de resistencia a la transferencia de calor conducirá a una reducción significativa en los costos de energía, el resultado será un efecto económico significativo en la operación de los sistemas de calentamiento de agua caliente al reducir los costos de combustible y, en consecuencia, mejorar la situación ambiental en la región, lo que reducirá el costo de la atención médica para la población.

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Los procesos de mover el aire interior, moverlo a través de cercas y aberturas en cercas, a lo largo de canales y conductos de aire, fluir aire alrededor de un edificio e interactuar el edificio con el entorno del aire circundante están unidos por el concepto general de la condición del aire del edificio. En calefacción, se considera el modo térmico del edificio. Estos dos regímenes, así como el régimen de humedad, están estrechamente interconectados. De manera similar al régimen térmico, cuando se considera el régimen de aire de un edificio, se distinguen tres tareas: interna, regional y externa.

Los siguientes temas están relacionados con la tarea interna del régimen aéreo:

a) cálculo del intercambio de aire requerido en la habitación (determinación de la cantidad de emisiones nocivas que ingresan a las instalaciones, selección del rendimiento de los sistemas de ventilación locales y generales);

b) determinación de los parámetros del aire interno (temperatura, humedad, velocidad de movimiento y contenido de sustancias nocivas) y su distribución de acuerdo con el volumen de las instalaciones con varias opciones para suministrar y eliminar aire. La elección de opciones óptimas para suministrar y eliminar aire;

c) determinación de los parámetros del aire (temperatura y velocidad de movimiento) en corrientes de chorro creadas por ventilación forzada;

d) cálculo de la cantidad de emisiones nocivas descargadas de los refugios de succión local (difusión de emisiones nocivas en la corriente de aire y en las instalaciones);

e) la creación de condiciones normales en los lugares de trabajo (duchas) o en ciertas partes de las instalaciones (oasis) seleccionando los parámetros del suministro de aire.

El problema de límites del régimen aéreo combina los siguientes problemas:

a) determinación de la cantidad de aire que pasa a través de las barreras externas (infiltración y exfiltración) e internas (flujo). La infiltración conduce a un aumento de la pérdida de calor en las instalaciones. La mayor infiltración se observa en los pisos inferiores de edificios de varios pisos y en locales industriales altos. Un flujo de aire desorganizado entre las habitaciones conduce a la contaminación de las habitaciones limpias y la propagación de olores desagradables en todo el edificio;

b) el cálculo del área de los agujeros para la aireación;

c) cálculo de los tamaños de canales, conductos, pozos y otros elementos de los sistemas de ventilación;

d) la elección del método de tratamiento del aire, dándole ciertas "condiciones": para el flujo de entrada, esto significa calentamiento (enfriamiento), humidificación (secado), eliminación de polvo, ozonización; para la campana: limpia del polvo y gases nocivos;

e) el desarrollo de medidas para proteger las instalaciones contra la entrada de aire frío exterior a través de aberturas abiertas (dos puertas exteriores, puertas, aberturas tecnológicas). Para protección, generalmente se usan cortinas de aire y termal de aire.

La tarea externa del régimen aéreo incluye los siguientes temas:

a) determinación de la presión creada por el viento en el edificio y sus elementos individuales (por ejemplo, un deflector, una lámpara, fachadas, etc.);

b) cálculo de la cantidad máxima posible de emisiones que no conducen a la contaminación del territorio de las empresas industriales; determinación de la ventilación del espacio cerca del edificio y entre edificios individuales en el sitio industrial;

c) selección de ubicaciones para tomas de aire y ejes de escape de sistemas de ventilación;

d) cálculo y pronóstico de la contaminación del aire por emisiones nocivas; comprobar la suficiencia del grado de purificación del aire contaminado descargado.

Soluciones fundamentales de ventilación prom. edificios

42. Sonido y ruido, su naturaleza, características físicas. Fuentes de ruido en sistemas de ventilación.

Ruido: fluctuaciones aleatorias de diversa naturaleza física, caracterizadas por la complejidad de las estructuras temporales y espectrales.

Inicialmente, la palabra ruido se refiere exclusivamente a las vibraciones sonoras, pero en la ciencia moderna se ha extendido a otros tipos de vibraciones (radio, electricidad).

El ruido es una colección de sonidos aperiódicos de varias intensidades y frecuencias. Desde un punto de vista fisiológico, el ruido es cualquier sonido percibido desfavorable.

Clasificación de ruido. Los ruidos, que consisten en una combinación aleatoria de sonidos, se denominan estadísticos. Los ruidos con predominio de cualquier tono captado por el oído se denominan tonales.

Dependiendo del entorno en el que se propaga el sonido, se distingue convencionalmente el ruido estructural o de caja y el ruido aéreo. Los ruidos estructurales surgen cuando el cuerpo oscilante está en contacto directo con las partes de la máquina, tuberías, estructuras de construcción, etc., y se propagan a través de ellos en forma de ondas (longitudinales, transversales o ambas). Las superficies oscilantes imparten vibraciones a las partículas de aire adyacentes a ellas, formando ondas de sonido. En los casos en que la fuente de ruido no está conectada con ninguna estructura, el ruido emitido por ella en el aire se denomina aire.

Por la naturaleza de la ocurrencia, el ruido se divide convencionalmente en mecánico, aerodinámico y magnético.

Por la naturaleza del cambio en la intensidad total a lo largo del tiempo, el ruido se divide en pulsado y estable. El ruido de pulso tiene un aumento rápido en la energía del sonido y una disminución rápida, seguido de un largo descanso. Para un ruido estable, la energía cambia poco con el tiempo.

Por duración de la acción, el ruido se divide a largo plazo (duración total de forma continua o con pausas de al menos 4 horas por turno) y a corto plazo (duración de menos de 4 horas por turno).

El sonido, en sentido amplio, son ondas elásticas que se propagan longitudinalmente en un medio y crean vibraciones mecánicas en él; en sentido estricto, la percepción subjetiva de estas vibraciones por parte de los órganos sensoriales especiales de animales o humanos.

Como cualquier onda, el sonido se caracteriza por el espectro de amplitud y frecuencia. Por lo general, una persona escucha sonidos transmitidos por el aire en el rango de frecuencia de 16-20 Hz a 15-20 kHz. El sonido por debajo del rango de audición humana se llama infrasonido; arriba: hasta 1 GHz, con ultrasonido, desde 1 GHz con hipersonido. Entre los sonidos audibles, también vale la pena destacar la fonética, los sonidos del habla y los fonemas (de los cuales se compone el lenguaje hablado) y los sonidos musicales (de los cuales se compone la música).

La fuente de ruido y vibración en los sistemas de ventilación es un ventilador, en el que tienen lugar procesos inestables de flujo de aire a través del impulsor y en la carcasa. Estos incluyen pulsaciones de velocidad, la formación y descomposición de vórtices de elementos de ventilador. Estos factores son la causa del ruido aerodinámico.

E.Ya. Yudin, quien estudió el ruido de las unidades de ventilación, señala tres componentes principales del ruido aerodinámico generado por un ventilador:

1) ruido de vórtice: una consecuencia de la formación de vórtices y su interrupción periódica durante el flujo de aire alrededor de los elementos del ventilador;

2) ruido de inhomogeneidades de flujo local generadas en la entrada y salida de la rueda y que conducen a un flujo inestable alrededor de las aspas y los elementos estacionarios del ventilador ubicados cerca de la rueda;

3) ruido de rotación: cada aspa móvil de la rueda del ventilador es una fuente de perturbación en el aire y la formación de vórtices. La proporción de ruido de rotación en el ruido total del ventilador suele ser insignificante.

Las fluctuaciones en los componentes estructurales de una unidad de tratamiento de aire, a menudo debido al mal equilibrio de las ruedas, causan ruido mecánico. El ruido mecánico de un ventilador generalmente tiene un carácter de impacto, por ejemplo, golpes en los huecos de los cojinetes desgastados.

En la figura se muestra la dependencia del ruido de la velocidad periférica del impulsor para diversas características de red para un ventilador centrífugo con aspas curvadas hacia adelante. De la figura se desprende que a una velocidad periférica de más de 13 m / s, el ruido mecánico de los rodamientos de bolas está "enmascarado" por el ruido aerodinámico; a velocidades más bajas, prevalece el ruido del rodamiento. A una velocidad periférica de más de 13 m / s, el nivel de ruido aerodinámico crece más rápido que el nivel de ruido mecánico. Los ventiladores centrífugos con palas curvadas hacia atrás tienen un nivel de ruido aerodinámico ligeramente más bajo que los ventiladores con palas curvadas hacia adelante.

En los sistemas de ventilación, además del ventilador, las fuentes de ruido pueden ser vórtices formados en los elementos de los conductos de aire y rejillas de ventilación, así como vibraciones de paredes de conductos de aire insuficientemente rígidas. Además, es posible el ruido extraño de las habitaciones vecinas a través de las cuales el conducto atraviesa las paredes de los conductos y las rejillas de ventilación.

El aire interior puede cambiar su composición, temperatura y humedad bajo la influencia de una variedad de factores: cambios en los parámetros del aire exterior (atmosférico), calor, humedad, polvo, etc. Como resultado de estos factores, el aire interior puede enfrentar condiciones adversas para las personas. Para evitar el deterioro excesivo de la calidad del aire interno, es necesario realizar un intercambio de aire, es decir, cambiar el aire de la habitación. Por lo tanto, la tarea principal de la ventilación es proporcionar un intercambio de aire en la habitación para mantener los parámetros calculados del aire interior.

La ventilación es un conjunto de medidas y dispositivos que proporcionan un intercambio de aire calculado en las instalaciones. La ventilación (BE) de las instalaciones generalmente se proporciona utilizando uno o más sistemas especiales de ingeniería: sistemas de ventilación (CBE), que consisten en varios dispositivos técnicos. Estos dispositivos están diseñados para realizar tareas individuales:

calentamiento de aire (calentadores de aire),
limpieza (filtros),
transporte aéreo (conductos de aire),
motivación de movimiento (aficionados),
distribución de aire en la sala (distribuidores de aire),
apertura y cierre de canales para movimiento de aire (válvulas y amortiguadores),
reducción de ruido (silenciadores),
reducción de vibraciones (aisladores de vibraciones e insertos flexibles), y mucho más.

Además del uso de dispositivos técnicos para el funcionamiento normal de la ventilación, se requiere la implementación de ciertas medidas técnicas y organizativas. Por ejemplo, para reducir el nivel de ruido, se requiere el cumplimiento de las velocidades de aire normalizadas en los conductos. BE debería proporcionar no solo intercambio de aire (IN), sino diseño de intercambio de aire (RVO) Por lo tanto, el dispositivo BE requiere diseño preliminardurante el cual se determina el RVO, el diseño del sistema y los modos de funcionamiento de todos sus dispositivos. Por lo tanto, BE no debe confundirse con la ventilación, que representa el intercambio de aire no organizado. Cuando un residente abre una ventana en la sala de estar, esto no es ventilación, ya que no se sabe cuánto aire se necesita y cuánto ingresa realmente a la habitación. Si se realizan cálculos especiales, y se determina cuánto aire se debe suministrar a esta habitación y en qué ángulo se debe abrir la ventana para que ingrese a la habitación, entonces podemos hablar sobre el dispositivo de ventilación con una motivación natural para el movimiento del aire.

Pregunta 46. (+ Pregunta 80). ¿Qué problemas resuelve la tarea interna del régimen aéreo?

Los procesos de mover el aire en interiores, moverlo a través de cercas y aberturas en cercas, a través de canales y conductos, fluir alrededor de un edificio con flujo de aire y la interacción del edificio con el aire circundante están unidos por un concepto común modo aire del edificio. Cuando se considera el régimen aéreo del edificio, tres tareas: interna, regional y externa.

Los siguientes temas están relacionados con la tarea interna del régimen aéreo:

b) determinación de los parámetros del aire interno (temperatura, humedad, velocidad y contenido de sustancias nocivas) y su distribución en el volumen de las instalaciones con varias opciones para suministrar y eliminar aire. La elección de opciones óptimas para suministrar y eliminar aire;

c) determinación de los parámetros del aire (temperatura y velocidad) en las corrientes en chorro creadas por la ventilación de suministro;

d) cálculo de la cantidad de emisiones nocivas descargadas de los refugios de succión local (difusión de emisiones nocivas en la corriente de aire y en las instalaciones);

e) la creación de condiciones normales en los lugares de trabajo (duchas) o en ciertas partes de las instalaciones (oasis) seleccionando los parámetros del suministro de aire.

Pregunta 47. ¿Qué problemas resuelve el problema regional del régimen aéreo?

El problema de límites del régimen aéreo combina los siguientes problemas:

a) determinación de la cantidad de aire que pasa a través de las cercas externas (infiltración y exfiltración) e internas (desbordamiento). La infiltración conduce a un aumento de la pérdida de calor en las instalaciones. La mayor infiltración se observa en los pisos inferiores de edificios de varios pisos y en locales industriales altos. El flujo de aire desorganizado entre las habitaciones conduce a la contaminación de las habitaciones limpias y a la propagación de olores desagradables en el edificio;

b) el cálculo del área de los agujeros para la aireación;

c) cálculo de los tamaños de canales, conductos, pozos y otros elementos de los sistemas de ventilación;

e) desarrollo de medidas para proteger las instalaciones contra la entrada de aire frío exterior a través de aberturas abiertas (puertas exteriores, portones, aberturas tecnológicas). Para protección, generalmente se usan cortinas de aire y termal de aire.

Pregunta 48. ¿Qué problemas resuelve la tarea externa del régimen aéreo?

La tarea externa del régimen aéreo incluye los siguientes temas:

a) determinar la presión creada por el viento en el edificio y sus elementos individuales (por ejemplo, un deflector, una lámpara, fachadas, etc.);

c) selección de ubicaciones para tomas de aire y ejes de escape de sistemas de ventilación;

d) cálculo y pronóstico de la contaminación del aire por emisiones nocivas; verificación del grado de purificación del aire contaminado emitido.

Análogamente a la térmica, se distinguen 3 tareas cuando se considera una columna vertebral.

Interno

Regional

Al exterior

Las tareas internas incluyen:

1. cálculo del intercambio de aire requerido (determinación del número de emisiones nocivas, producidas por ventilación local y general)

2. determinación de los parámetros del aire interno, el contenido de sustancias nocivas

y su distribución según el volumen de los locales con diferentes esquemas de ventilación;

selección de sistemas óptimos de suministro y extracción de aire.

3. determinación de la temperatura y la velocidad del aire en los chorros creados por la afluencia.

4. Cálculo de la cantidad de peligros que dejan fuera de los refugios tecnológicos.

equipar

5. La creación de condiciones normales de trabajo, asfixia y la creación de oasis, mediante la elección de los parámetros del suministro de aire.

Al problema del valor límite pertenecen:

1. Definición de flujos a través de barreras externas (infiltración), lo que conduce a una mayor pérdida de calor y la propagación de olores desagradables.

2. cálculo de aberturas para aireación

3. cálculo de los tamaños de canales, conductos, ejes y otros elementos.

4. La elección del método de procesamiento de la transferencia de aire (calefacción, refrigeración, limpieza) para la limpieza de escape.

5. cálculo de la protección contra el aire que atraviesa las aberturas (cortinas de aire)

Las tareas externas incluyen:

1. determinación de la presión creada por el viento en el edificio

2. Cálculo y determinación de prom de ventilación. sitios

3. selección de ubicaciones para tomas de aire y ejes de escape

4. cálculo de MPE y verificación de la adecuación del grado de purificación

Ventilación de extracción local. Succión local, su clasificación. Campanas de extracción, requisitos y cálculo.

Ventajas de la ventilación por extracción local (MVV)

Eliminación de secreciones nocivas directamente de los lugares de su asignación.

Relativamente bajo consumo de aire.

En este sentido, MVV es la forma más efectiva y económica.

Los elementos principales de los sistemas MVV son

2 - red de conductos

3 - ventiladores

4 - dispositivos de tratamiento

Requisitos básicos para la succión local:

1) localización de secreciones dañinas en el lugar de su formación

2) la eliminación de aire contaminado fuera de las instalaciones con altas concentraciones es mucho más que con ventilación general.

Los requisitos que se aplican al MO se dividen en sanitarios-higiénicos y tecnológicos.

Requerimientos sanitarios:

1) localización máxima de secreciones dañinas

2) el aire eliminado no debe pasar a través del sistema respiratorio de los trabajadores.

Requerimientos tecnológicos:

1) el lugar de formación de emisiones nocivas debe cubrirse tanto como sea posible en la medida en que el proceso tecnológico lo permita, y las aberturas de trabajo abiertas deben tener un tamaño mínimo.

2) MO no debe interferir con el trabajo normal y reducir la productividad laboral.

3) La descarga nociva generalmente debe eliminarse del lugar de su formación en la dirección de su movimiento intenso. Por ejemplo, gases calientes - arriba, frío - abajo.

4) El diseño del MO debe ser simple, tener una baja resistencia aerodinámica y puede montarse y desmontarse fácilmente.

Clasificación MO

Estructuralmente, el MO está diseñado en forma de varios refugios de estas fuentes de emisiones nocivas. Según el grado de aislamiento de la fuente del espacio circundante, el MO se puede dividir en tres grupos:

1) abierto

2) medio abierto

3) cerrado

Los MO de tipo abierto incluyen conductos de aire ubicados fuera de la fuente de emisiones nocivas por encima o desde el costado o debajo, los paneles de escape son ejemplos de dichos MO.

Semi-abierto incluye refugio dentro del cual hay fuentes de riesgos. El refugio tiene una abertura de trabajo abierta. Ejemplos de tales refugios son:

Campanas de humos

Cámaras de ventilación o armarios

Refugios en forma de herramientas giratorias o de corte.

Para una succión completamente cerrada hay una carcasa o parte de la parte, que tiene pequeñas fugas (en lugares donde la carcasa está en contacto con partes móviles del equipo). Actualmente, algunos tipos de equipos se llevan a cabo con MO integrados (estas son cámaras de pintura y secado, máquinas de procesamiento de madera).

MO abierto. Se recurre a MO abiertos cuando no es posible aplicar si los MO semiabiertos están medio abiertos, lo que se debe a las peculiaridades del proceso tecnológico. Los MO de tipo abierto más comunes son los paraguas.

Paraguas de escape.

Los paraguas de escape son tomas de aire hechas en forma de peramidas truncadas ubicadas sobre fuentes de emisiones nocivas. Las campanas de escape generalmente solo sirven para el flujo ascendente de sustancias nocivas. Esto ocurre cuando se calientan las emisiones nocivas y se forma una corriente de temperatura estable (temperatura\u003e 70). Las campanas de escape tienen una amplia distribución mucho más de lo que se merecen. Los paraguas se caracterizan por el hecho de que entre la fuente y el receptor de aire hay un espacio, el espacio no está protegido del aire ambiente. Como resultado, el aire circundante fluye libremente hacia la fuente y empuja el flujo de emisiones nocivas. Como resultado, los paraguas requieren volúmenes significativos, lo cual es una desventaja del paraguas.

Los paraguas son:

1) simple

2) en forma de picos

3) activo (con ranuras alrededor del perímetro)

4) con inyección de aire (activado)

5) grupo.

Los paraguas están dispuestos con ventilación de escape local y mecánica, pero la condición principal para el uso de este último es la presencia de poderosas fuerzas gravitacionales en la corriente.

Para que los paraguas funcionen, se debe observar lo siguiente

1) la cantidad de aire aspirado por el paraguas no debe ser menor que la emitida por la fuente y unida en el camino desde la fuente al paraguas, teniendo en cuenta la influencia de las corrientes de aire laterales.

2) El aire que se escapa al paraguas debe tener un suministro de energía (básicamente suficiente calor para superar las fuerzas gravitacionales)

3) Las dimensiones del paraguas deben ser mayores que las dimensiones del medio con fugas /

4) Es necesario un flujo organizado para evitar volcar el tiro (para ventilación natural)

5) El funcionamiento efectivo del paraguas está determinado en gran medida por la uniformidad de la sección transversal. Depende del ángulo de apertura del paraguas α. α \u003d 60 luego Vц / Vс \u003d 1,03 para sección redonda o cuadrada, 1,09 para rectangular α \u003d 90 1,65. Ángulo de apertura recomendado α \u003d 65, en el cual se logra la mayor uniformidad del campo de velocidad.

6) Las dimensiones del paraguas rectangular en términos de A \u003d a + 0.8h, B \u003d b + 0.8h, donde h es la distancia desde el equipo hasta la parte inferior del paraguas h<08dэ, где dэ эквивалентный по площади диаметр источника

7) El volumen de aire aspirado se determina dependiendo de la potencia de la fuente de calor y la movilidad del aire en la habitación Vn a baja potencia de calor se lleva a cabo de acuerdo con las fórmulas L \u003d 3600 * F3 * V3 m3 / h donde f3 es el área de succión, V3 es la velocidad de succión. Para emisiones no tóxicas, V3 \u003d 0.15-0.25 m / s. Para tóxico, uno debe tomar V3 \u003d 1.05-1.25, 0.9-1.05, 0.75-0.9, 0.5-0.75 m / s.

Con una disipación de calor significativa, el volumen de aire aspirado por un paraguas está determinado por la fórmula L 3 \u003d L k F 3 / F n Lk es el volumen de aire que sube al paraguas con un chorro convectivo Qk es la cantidad de calor convectivo liberado de la superficie de la fuente Q k \u003d α k Fn (t n -t c).

Si el cálculo del paraguas se realiza para la asignación máxima de daños, entonces no puede organizar un paraguas activo, sino administrarlo con un paraguas común.

Paneles de succión y succión en el aire, características y cálculo.

En aquellos casos en que, por razones estructurales, la succión coaxial no puede ubicarse lo suficientemente cerca de la fuente y, por lo tanto, el rendimiento de la succión es excesivamente alto. Cuando es necesario desviar un chorro que se eleva por encima de la fuente de calor para que las emisiones dañinas no caigan en el área de trabajo del trabajador, se utilizan paneles de succión para esto.

Estructuralmente, estos escapes locales se dividen en

1 - rectangular

2 - paneles de succión uniformes

los paneles de succión rectangulares son de tres tipos:

a) unilateral

b) con una pantalla (para reducir la succión volumétrica)

c) combinado (con succión en el lateral y hacia abajo)

el volumen de aire eliminado por cualquier panel está determinado por la fórmula donde c es el coeficiente. dependiendo del diseño del panel y su ubicación con respecto a la fuente de calor, Qк es la cantidad de calor convectivo generado por la fuente, H es la distancia desde el plano superior de la fuente al centro de las aberturas de succión del panel, B es la longitud de la fuente.

El panel combinado se usa para eliminar el flujo de calor que contiene no solo gases, sino también el polvo circundante, el 60% se elimina hacia un lado y el 40% hacia abajo.

Los paneles de succión uniformes se usan en talleres de soldadura; los paneles inclinados se usan para garantizar que la antorcha se desvíe de la cara del soldador. Uno de los más comunes es el panel Chernoberezhsky. El orificio de succión está hecho en forma de celosía, la sección viva del gato de las ranuras es el 25% del área del panel. Se considera que la velocidad del aire recomendada en la sección activa de las ranuras es de 3-4 m / s. El caudal de aire total se calcula mediante el caudal específico igual a 3300 m / h por 1 m2 del panel de succión. Este es un dispositivo para eliminar el aire junto con emisiones nocivas en el baño donde se realiza el tratamiento térmico. La succión ocurre en los lados.

Distinguir:

Succión de un solo lado cuando el espacio de succión se encuentra a lo largo de uno de los lados largos de la bañera.

De doble cara, cuando las ranuras están ubicadas en ambos lados.

La succión lateral es fácil cuando las ranuras están ubicadas en un plano vertical.

Volcado cuando la brecha es horizontal.

Hay soplado continuo, seccional.

Cuanto más tóxica es la descarga del espejo del baño, más cerca deben presionarse contra el espejo para que las emisiones dañinas no caigan en la zona de respiración de los trabajadores. Para esto, ceteris paribus, es necesario aumentar el volumen de aire de succión.

Al elegir el tipo de succión lateral, se debe considerar lo siguiente:

1) la succión simple debe usarse con un alto nivel de la solución en el baño, cuando la distancia a la ranura de succión es menor de 80-150 mm, la succión inclinada se usa cuando está de pie, lo que requiere un flujo de aire significativamente menor.

2) Se usa una cara si el ancho del baño es mucho menor que 600 mm, si es más de dos caras.

3) Si durante el proceso de soplado se bajan cosas grandes en la bañera que pueden interferir con el funcionamiento de una succión de un solo lado, entonces uso las de dos lados.

4) Los diseños sólidos se utilizan con una longitud de hasta 1200 mm y una sección con una longitud de más de 1200 mm.

5) Use succión de soplado con un ancho de baño de más de 1500 mm. Cuando la superficie de la solución es completamente lisa, no hay partes sobresalientes, no hay operación de inmersión.

La eficiencia de atrapar sustancias nocivas depende de la uniformidad de absorción a lo largo de la brecha. La tarea de calcular la succión lateral se reduce a:

1) elección de diseño

2) determinación de la cantidad de aire de succión

se desarrollaron varios tipos de cálculo de gases de escape en el aire:

método M.M. La tasa de flujo volumétrico de aire de Baranova para succión en el aire está determinada por la fórmula:

donde a es el valor tabular del flujo de aire específico dependiendo de la longitud del baño, x es el factor de corrección para la profundidad del nivel del líquido en el baño, S es el coeficiente de corrección para la movilidad del aire en la habitación, l es la longitud del baño.

El ventilador de succión lateral es una succión simple de un solo lado activada por aire usando un chorro dirigido a la succión a lo largo del espejo de la bañera para que se apoye contra él, mientras que el chorro se hace más largo y su caudal disminuye, el volumen de aire para soplar es L \u003d 300kB 2 l

Descripción:

Las tendencias en la construcción moderna de edificios residenciales, como aumentar los pisos, sellar ventanas, aumentar el área de apartamentos, plantean a los arquitectos y especialistas en el campo de la calefacción y la ventilación tareas difíciles para garantizar el microclima requerido en las instalaciones. El régimen aéreo de los edificios modernos, que determina el proceso de intercambio de aire interior entre sí, el aire interior, se forma bajo la influencia de muchos factores.

Régimen aéreo de edificios residenciales.

Consideración de la influencia del régimen de aire en la operación del sistema de ventilación de edificios residenciales.

Esquema tecnológico de una mini estación para la preparación de agua potable de baja capacidad.

En cada piso de la sección hay dos apartamentos de dos habitaciones y uno de una y tres habitaciones. Los apartamentos de una habitación y de una habitación tienen orientación unilateral. Las ventanas de los segundos apartamentos de dos y tres habitaciones dan a dos lados opuestos. El área total de un apartamento de una habitación es de 37.8 m2, apartamento de dos habitaciones de un lado - 51 m2, apartamento de dos habitaciones de dos lados - 60 m2, apartamento de tres habitaciones - 75.8 m2. El edificio está equipado con ventanas densas con una resistencia a la penetración del aire de 1 m 2 h / kg con una diferencia de presión D P aproximadamente \u003d 10 Pa. Para garantizar el flujo de aire en las paredes de las habitaciones y en la cocina de un apartamento de una habitación, se instalan válvulas de suministro de aire AERECO. En la fig. La Figura 3 muestra las características aerodinámicas de la válvula en una posición completamente abierta y en un estado cerrado de 1/3.

Las puertas de entrada a los apartamentos también son bastante estrechas: con una permeabilidad al aire de 0.7 m 2 h / kg con una diferencia de presión D P aproximadamente \u003d 10 Pa.

El edificio residencial cuenta con sistemas de ventilación natural con conexión bidireccional de satélites al maletero y rejillas de escape no reguladas. En todos los apartamentos (independientemente de su tamaño), se instalan los mismos sistemas de ventilación, porque en el edificio considerado, incluso en apartamentos de tres habitaciones, el intercambio de aire no se determina por el caudal (3 m 3 / h por m 2 de espacio habitable), sino por el índice de extracción de la cocina, Baño y aseo (en la cantidad de 110 m 3 / h).

Los cálculos del régimen aéreo del edificio se realizaron teniendo en cuenta los siguientes parámetros:

Temperatura exterior 5 ° C - temperatura de diseño para el sistema de ventilación;

3.1 ° C - la temperatura promedio del período de calentamiento en Moscú;

10.2 ° C - la temperatura promedio del mes más frío en Moscú;

28 ° C - temperatura de diseño para el sistema de calefacción con viento a una velocidad de 0 m / s;

3.8 m / s - la velocidad media del viento durante el período de calentamiento;

4.9 m / s: la velocidad estimada del viento para elegir la densidad de las ventanas en varias direcciones.

Presión de aire exterior

La presión en el aire exterior se compone de gravitacional (el primer término de fórmula (1)) y viento (el segundo término).

La presión del viento es mayor en los edificios altos, lo que se tiene en cuenta por el coeficiente k dina, que depende de la apertura del terreno (espacio abierto, edificios bajos o altos) y la altura del edificio en sí. Para casas de hasta 12 pisos, k dyn se considera constante en altura, y para estructuras más altas, un aumento en k dyn en altura del edificio tiene en cuenta un aumento en la velocidad del viento con la distancia desde el suelo.

La presión del viento de la fachada de barlovento está influenciada por los coeficientes aerodinámicos no solo de barlovento, sino también de las fachadas de sotavento. Esta situación se explica por el hecho de que la presión absoluta en el lado de sotavento del edificio al nivel del elemento más permeable al aire a través del cual puede fluir el aire (la boca del tubo de escape en la fachada de sotavento) se toma como la presión cero condicional, P conv:

P conv \u003d P atm - r n g H + r n v 2 s s k dyne / 2, (2)

donde c s es el coeficiente aerodinámico correspondiente al lado de sotavento del edificio;

Н - altura sobre el suelo del elemento superior a través del cual es posible el movimiento del aire, m.

El exceso de presión total que se forma en el aire exterior en un punto a una altura h del edificio está determinado por la diferencia entre la presión total en el aire exterior en este punto y la presión condicional total P srvc:

P n \u003d (P atm - r n g h + r n v 2 s s k dyn / 2) - (P atm - r n g H +

R n v 2 s s k dyn / 2) \u003d r n g (H - h) + r n v 2 (s - s s) k dyn / 2, (3)

donde c es el coeficiente aerodinámico en la fachada de diseño tomado por.

La parte gravitacional de la presión aumenta al aumentar la diferencia de temperatura entre el aire interno y externo, del cual depende la densidad del aire. Para edificios residenciales a una temperatura prácticamente constante del aire interno durante todo el período de calentamiento, la presión gravitacional aumenta al disminuir la temperatura exterior. La dependencia de la presión gravitacional en el aire externo de la densidad del aire interno se explica por la tradición de relacionar el exceso gravitacional interno (por encima de la presión atmosférica) con la presión externa con un signo negativo. Esto, por así decirlo, extiende fuera del edificio el componente gravitacional variable de la presión total en el aire interno y, por lo tanto, la presión total en cada habitación se vuelve constante a cualquier altura de esta habitación. En este sentido, P int se llama presión de aire condicionalmente constante en el edificio. Entonces la presión total en el aire exterior se vuelve igual

P ext \u003d (H - h) (r ext - r int) g + r ext v 2 (c - c h) k dyn / 2. (4)

En la fig. La Figura 4 muestra el cambio de presión a lo largo de la altura del edificio en diferentes fachadas bajo diversas condiciones climáticas. Para simplificar la presentación, llamaremos una fachada de la casa al norte (plano superior) y la otra al sur (plano inferior).

Presión de aire interna

Las diferentes presiones de aire exterior a lo largo de la altura del edificio y en diferentes fachadas provocarán el movimiento del aire, y en cada habitación con el número i se formarán sus presiones excesivas totales. Después de que la parte variable de estas presiones (gravitacional) se asigna a la presión externa, el modelo de cualquier habitación puede ser un punto caracterizado por la sobrepresión total P en, i, en la que entra y sale el aire.

Por brevedad, en lo sucesivo, el exceso total de presión externa e interna se denominará presiones externas e internas, respectivamente.

Cuando el problema del régimen de aire del edificio está completamente formulado, la base del modelo matemático son las ecuaciones del balance de materiales del aire para todas las habitaciones, así como los nodos en los sistemas de ventilación y las ecuaciones de conservación de energía (ecuación de Bernoulli) para cada elemento respirable. Los balances de aire tienen en cuenta el flujo de aire a través de cada elemento respirable en la habitación o nodo del sistema de ventilación. La ecuación de Bernoulli iguala la diferencia de presión en lados opuestos del elemento respirable D P i, j con las pérdidas aerodinámicas que ocurren cuando la corriente de aire pasa a través del elemento respirable Z i, j.

Por lo tanto, el modelo del régimen de aire de un edificio de varios pisos puede representarse como un conjunto de puntos conectados entre sí, caracterizado por presiones internas P in, i y P n, j externas entre las cuales fluye el aire.

La pérdida de presión total Z i, j durante el movimiento del aire generalmente se expresa a través de la resistencia de permeabilidad al aire característica S i, j del elemento entre los puntos i y j. Todos los elementos transpirables de la envolvente del edificio (ventanas, puertas, aberturas abiertas) pueden atribuirse condicionalmente a elementos con parámetros hidráulicos constantes. Los valores de S i, j para este grupo de resistencias son independientes de los costos G i, j. Una característica distintiva de la ruta del sistema de ventilación es la variabilidad de las características de resistencia de los accesorios, dependiendo del flujo de aire deseado para las partes individuales del sistema. Por lo tanto, las características de resistencia de los elementos del conducto de ventilación deben determinarse en un proceso iterativo, en el que es necesario vincular las presiones disponibles en la red con la resistencia aerodinámica del conducto a ciertos caudales de aire.

En este caso, las densidades del aire transportado a través de la red de ventilación en las ramas se toman de acuerdo con las temperaturas del aire interno en las habitaciones respectivas, y a lo largo de las secciones del tronco del tronco, de acuerdo con la temperatura de la mezcla de aire en la unidad.

Por lo tanto, la solución del problema del régimen de aire de un edificio se reduce a resolver el sistema de ecuaciones de equilibrios de aire, donde en cada caso se toma la suma de todos los elementos respirables de la habitación. El número de ecuaciones es igual al número de habitaciones en el edificio y al número de nodos en los sistemas de ventilación. En este sistema de ecuaciones se desconocen las presiones en cada habitación y cada nodo de los sistemas de ventilación P en, i. Dado que las diferencias de presión y el flujo de aire a través de los elementos respirables están interconectados, la solución se encuentra mediante un proceso iterativo en el que los costos se establecen primero y, a medida que se ajustan las presiones, se ajustan. La solución del sistema de ecuaciones proporciona la distribución deseada de presiones y flujos sobre el edificio en su conjunto y, debido a su gran dimensión y no linealidad, solo es posible mediante métodos numéricos utilizando una computadora.

Los elementos de construcción transpirables (ventanas, puertas) conectan todas las instalaciones del edificio y el aire exterior en un solo sistema. La ubicación de estos elementos y sus características de permeabilidad al aire afectan significativamente la imagen cualitativa y cuantitativa de la distribución de flujos en el edificio. Por lo tanto, al resolver el sistema de ecuaciones para determinar las presiones en cada habitación y nodo de la red de ventilación, la influencia de los arrastres aerodinámicos de los elementos transpirables se tiene en cuenta no solo en la envolvente del edificio, sino también en las cercas internas. Según el algoritmo descrito, se desarrolló un programa para calcular el régimen de aire del edificio en el Departamento de Calefacción y Ventilación de MGSU, que se utilizó para calcular los regímenes de ventilación en el edificio residencial en estudio.

Como se desprende de los cálculos, la presión interna en las habitaciones está influenciada no solo por las condiciones climáticas, sino también por el número de válvulas de suministro y el tiro de la ventilación de escape. Dado que la ventilación en el apartamento en cuestión es la misma en todos los apartamentos, la presión en los apartamentos de una y dos habitaciones es menor que en un apartamento de tres habitaciones. Con las puertas internas del apartamento abiertas, las presiones en las habitaciones orientadas en diferentes lados prácticamente no difieren entre sí.

En la fig. 5 muestra los valores de los cambios de presión en los apartamentos.

Diferencias de presión en elementos respirables y flujos de aire que pasan a través de ellos.

La distribución del flujo en los apartamentos se forma bajo la influencia de las diferencias de presión en lados opuestos del elemento transpirable. En la fig. 6, en el plano del último piso, las flechas y los números muestran las direcciones de movimiento y flujo de aire en diversas condiciones climáticas.

Al instalar válvulas en salas de estar, el movimiento del aire se dirige desde las habitaciones a las rejillas de ventilación en cocinas, baños y aseos. Esta dirección de movimiento se conserva en un apartamento de una habitación, donde la válvula está instalada en la cocina.

Curiosamente, la dirección del movimiento del aire no cambió cuando la temperatura disminuyó de 5 a -28 ° C y cuando el viento del norte apareció a una velocidad de v \u003d 4.9 m / s. No se observó exfiltración durante toda la temporada de calefacción y con ningún viento, lo que indica una altura de pozo suficiente de 4,5 m. Las densas puertas de entrada a los apartamentos evitan el flujo horizontal de aire desde los apartamentos de la fachada de barlovento a los apartamentos de la fachada de sotavento. Hay un pequeño flujo vertical de hasta 2 kg / h: desde los apartamentos de los pisos inferiores a través de las puertas de entrada, las salidas de aire y los apartamentos de los superiores. Dado que el flujo de aire a través de las puertas es inferior al permitido por las normas (no más de 1.5 kg / h m 2), podemos considerar que la permeabilidad al aire de 0.7 m 2 h / kg para un edificio de 17 pisos es incluso excesiva.

Operación del sistema de ventilación.

Las capacidades del sistema de ventilación se probaron en el modo de diseño: a 5 ° C en aire exterior, ventanas tranquilas y abiertas. Los cálculos mostraron que a partir del piso 14, los costos de escape son insuficientes, por lo tanto, la sección transversal del conducto principal de la unidad de ventilación debe considerarse subestimada para este edificio. En el caso de reemplazar las salidas de aire con válvulas, los costos se reducen en otro 15%. Es interesante observar que a 5 ° C, independientemente de la velocidad del viento, del 88 al 92% del aire eliminado por el sistema de ventilación en la planta baja y del 84 al 91% en el piso superior se suministra a través de las válvulas. A una temperatura de -28 ° C, la entrada a través de las válvulas compensa el escape en un 80-85% en los pisos inferiores y en un 81-86% en los superiores. El resto del aire ingresa a los apartamentos a través de las ventanas (incluso con una resistencia a la penetración del aire de 1 m 2 h / kg con una diferencia de presión D P aproximadamente \u003d 10 Pa). A una temperatura exterior de -3.1 ° C o inferior, el aire y el aire de admisión a través de las válvulas de aire extraídas por el sistema de ventilación exceden el intercambio de aire de diseño del apartamento. Por lo tanto, es necesario controlar el caudal tanto en las válvulas como en las rejillas de ventilación.

En casos de válvulas completamente abiertas a una temperatura exterior negativa, las tasas de flujo de aire de ventilación de los apartamentos de los primeros pisos superan las calculadas varias veces. Al mismo tiempo, las tasas de flujo de aire de los pisos superiores caen bruscamente. Por lo tanto, solo a una temperatura exterior de 5 ° C, se realizaron cálculos para válvulas completamente abiertas en todo el edificio, y a temperaturas más bajas, las válvulas de los 12 pisos inferiores se cerraron en 1/3. Esto tuvo en cuenta el hecho de que la válvula tiene control automático de la humedad ambiente. En caso de grandes intercambios de aire en el departamento, el aire estará seco y la válvula se cerrará.

Los cálculos mostraron que a una temperatura exterior de -10.2 ° C y menor en todo el edificio se proporciona un exceso de escape a través del sistema de ventilación. A una temperatura exterior de -3.1 ° C, la entrada y el escape calculados se mantienen completamente solo en los diez pisos inferiores, mientras que los apartamentos de los pisos superiores, a una temperatura cercana a la salida calculada, reciben una entrada de aire a través de las válvulas del 65-90%, dependiendo de la velocidad del viento.

Conclusiones

1. En edificios residenciales de varios pisos con un sistema ascendente de un sistema de ventilación de escape natural hecho de bloques de concreto, como regla general, las secciones de los ejes se subestiman para permitir que el aire de ventilación pase a una temperatura exterior de 5 ° C.

2. El sistema de ventilación diseñado, con una instalación adecuada, funciona de manera estable en la campana durante todo el período de calentamiento sin "inclinar" el sistema de ventilación en todos los pisos.

3. Las válvulas de suministro deben ser necesariamente ajustables para reducir el flujo de aire durante la estación fría.

4. Para reducir los costos del aire de escape, es conveniente instalar rejillas ajustables automáticamente en un sistema de ventilación natural.

5. A través de ventanas densas en edificios de gran altura hay una infiltración que alcanza hasta el 20% del consumo de campanas en el edificio en cuestión y que debe tenerse en cuenta en la pérdida de calor del edificio.

6. La norma de densidad de puertas de entrada a apartamentos para edificios de 17 pisos se cumple con una resistencia a la penetración de aire de puertas de 0,65 m 2 h / kg a D P \u003d 10 Pa.

Literatura

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