7695

11

где F — общая площадь внешних ограждающих конструкций, м2 ;

V — объем здания, м3 .

Влажностный режим здания Влажностный режим здания − это совокупность всех параметров

микроклимата и технологических операций, определяющих влажностную обстановку в его помещениях [3].

Абсолютная влажность воздуха − масса водяного пара, содержащаяся в единице объема воздуха, то есть плотность содержащегося в воздухе водяного пара, г/м³.

Максимальная влажность воздуха (граница насыщения) − количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при определенной температуре в термодинамическом равновесии (максимальное значение влажности воздуха при заданной температуре), г/м³. При повышении температуры воздуха его максимальная влажность увеличивается.

Упругость пара (давление пара) − парциальное давление, которое оказывает водяной пар, содержащийся в воздухе (давление водяного пара как часть атмосферного давления), Па.

Относительная влажность воздуха − отношение фактического парциального давления водяного пара к давлению насыщенного пара (доли, %).

Точка росы − температура, которую приобретает паровоздушная или парогазовая смесь при её охлаждении без массообмена (без конденсации) до полного насыщения,°C. Относительная влажность воздуха или газа при этом составляет 100 %.

Удельная влажность − масса водяного пара в граммах на килограмм

увлажнённого воздуха, г/кг.

Температура мокрого термометра − температура, при которой воздух или газ насыщается водяным паром при изоэнтальпийном охлаждении. Относительная влажность воздуха или газа при этом составляет 100 % (влагосодержание увеличивается, а энтальпия равна начальной).

12

Влагосодержание (содержание водяного пара) − масса водяного пара в граммах на килограмм сухого воздуха, г/кг сух.возд. , то есть соотношение масс водяного пара и сухого воздуха.

Влажностный режим помещений здания выбирается в зависимости от расчетной средней температуры эксплуатации их в холодный период года и расчетной относительной влажности их внутреннего воздуха. В зависимости от температуры и относительной влажности устанавливается один из четырех возможных влажностных режимов: сухой, нормальный, влажный или мокрый.

Таблица 1.1

2. ПАРАМЕТРЫ ВНУТРЕННЕГО ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ Расчетные параметры внутреннего воздуха принимаются по нормативно-

справочной литературе (ГОСТ, СП, СНиП, СанПиН, ВСН, СН, ОСТ, Стандарт, СТО и т.д.). Выбор расчетных параметров внутреннего воздуха производится по нормативной литературе для конкретных помещений, зданий, сооружений и видов производств.

Расчетные параметры внутреннего воздуха для жилых, общественных, административно-бытовых комплексов (АБК) и промышленных зданий заданы в ГОСТ 12.1.005-88 [4], ГОСТ 30494-2011 [5], ГОСТ Р 51617-2000 [25], СП

60.13330.2012 [30], СНиП 2.04.05-91* (прил. 1, 2, 5) [13], СНиП 41-01-2003 (прил. В) [15], Справочном пособии к СНиП 23-01-99* [23] и СТО 00044807- 001-2006 [24].

Более конкретные сведения для жилых зданий приведены в ГОСТ 304942011 [5], ГОСТ Р 51617-2000 [25], СанПиН 2.1.2.2645-10 [10], СП 54.13330.2011

13

[28] и СНиП 2.08.01-89* [20] для общественных и административно-бытовых комплексов (АБК) – в ГОСТ 30494-2011 [5], СП 118.13330.2012 [26], СП

44.13330.2011 [27], СП 60.13330.2012 [30] и СНиП 2.08.02-89* [21].

Расчетные параметры внутреннего воздуха для производственных зданий заданы в ГОСТ 12.1.005-88 [4], СанПиН 2.2.4.548-96 [11], СП 56.13330.2011 [29], СП 60.13330.2012 [30] и СН 245-71 [19].

К основным параметрам внутреннего воздуха относятся:

∙температура воздуха tв, °С;

∙относительная влажность воздуха ϕв, %;

∙подвижность воздуха υв, м/с.

Для общественных зданий к основным параметрам внутреннего воздуха

дополнительно определяют радиационную температуру tR, °С. Для производственных зданий рассматриваются :

∙температура воздуха рабочей зоны tр.з., °С;

∙относительная влажность воздуха рабочей зоны ϕр.з., %;

∙подвижность воздуха рабочей зоны υр.з., м/с;

∙радиационная температура tR, °С;

∙концентрация компонентов примесей в воздухе рабочей зоны Cк, г/м3.

Концентрация компонентов примесей в воздухе рабочей зоны Cк определяется для обеспечения ее значений, не превышающих ПДК.

В курсе «Строительная теплофизика» для определения комфортных условий в помещении и оценки комфортности микроклимата введено понятие радиационной температуры tR.

Концентрации примесей в воздухе рабочей зоны производственных зданий, допускаемые нормами в рабочей зоне (ПДК), для наиболее распространенных компонентов примесей приведены в ГОСТ 12.1.005-88 [4] и в СН 245-71 [19].

В источниках, изданных после 2010 года, расчетные параметры внутреннего воздуха приведены для соответствующих периодов года в зависимости от средней температуры наружного воздуха:

∙для теплого периода tн>+10 °С;

14

∙для переходного периода tн=+10 °С;

∙для холодного периода tн<+10 °С.

В зависимости от степени обеспеченности расчетные параметры внутреннего воздуха

внормативной и справочной документации подразделяются на оптимальные и допустимые. Оптимальными параметрами называют такое сочетание параметров внутреннего

воздуха t, ϕ, υ, при котором отсутствует напряженность в терморегуляции организма человека при соответствующем виде деятельности. Оптимальные параметры обеспечиваются в помещении системами кондиционирования воздуха совместно с системами вентиляции и отопления в автоматическом режиме [10÷15, 23, 24, 30]. Обеспечение оптимальных параметров связано со значительными энергозатратами.

Допустимыми параметрами называют такое сочетание расчетных параметров внутреннего воздуха t, ϕ, υ, при котором существует некоторая напряженность в терморегуляции организма человека, но не вызывающая профессиональные заболевания. Допустимые параметры внутреннего воздуха обеспечиваются в помещении системами вентиляции и отопления [10 ÷15, 23, 24, 30].

Порядок выбора расчетных параметров

1.Определяют период года, для которого выбирают параметры внутреннего воздуха.

2.Определяют назначение помещения.

3.Определяют степень обеспеченности параметров (оптимальные или допустимые).

4.Определяют тяжесть выполняемой работы в помещении.

По степени тяжести выполняемая работа разделяется на 3 категории:

1.Работа легкой тяжести:

1а. при энергозатратах человека qч≤139 Вт.

1б. при энергозатратах человека 140≤qч≤174 Вт.

2.Работа средней тяжести:

2а. при энергозатратах человека 175≤qч≤232 Вт; 2б. при энергозатратах человека 233≤qч≤290 Вт.

3.Тяжелая работа:

при энергозатратах человека qч>290 Вт.

15

3. ПАРАМЕТРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА

Расчетные параметры наружного воздуха приведены в [12 ÷ 14, 23].

В указанных нормативах расчетные параметры наружного воздуха приведены для каждого региона РФ в зависимости от коэффициента обеспеченности Kоб:

где Nр – число случаев с благоприятными исходами;

Nо – общее число рассматриваемых случаев.

В [13] для каждого региона РФ приведены два основных параметра наружного воздуха: tн, оС; Iн, кДж/кг.

Расчетные параметры наружного воздуха приведены для холодного, переходного и теплого периодов года. Основными являются параметры для холодного и теплого периодов. Рассматриваемые параметры tн, °С, Iн, кДж/кг,

приведены для двух групп А и Б [17].

Параметры группы А

∙Для холодного периода года: tнхА – температура самого холодного периода года в рассматриваемом регионе, оС; IнхА – энтальпия, соответствующая

tнхА , кДж/кг.

∙Для теплого периода года: tнтА – температура, большее значение которой наблюдается в данном регионе не более 400 часов в год, оС; IнтА –

энтальпия, соответствующая tнтА , кДж/кг.

Параметры группы Б

∙Для холодного периода года: tнхБ – температура наиболее холодной пятидневки в рассматриваемом регионе, °С; IнхБ – энтальпия,

соответствующая tнхБ , кДж/кг.

∙Для теплого периода года: tнтБ – температура, большее значение которой наблюдается в данном регионе не более 220 часов в год, °С; IнтБ –

энтальпия, соответствующая tнтБ , кДж/кг.

16

В ведомственных нормах для уникальных зданий и военных сооружений существует категория В.

Параметры группы В

∙Для холодного периода года: tнхВ – абсолютно минимальное значение температуры в рассматриваемом регионе, °С; IнхВ – энтальпия,

соответствующая tнхВ , кДж/кг.

∙Для теплого периода года: tнтВ – абсолютно максимальное значение температуры в рассматриваемом регионе, °С; IнтВ – энтальпия,

соответствующая tнтВ , кДж/кг.

Порядок выбора расчетных параметров наружного воздуха

1.Определяют регион расположения сооружения.

2.Выбирают период года.

3.Определяют категорию параметров (А или Б).

4.Задают обеспеченность параметров.

Зависимость параметров наружного воздуха от назначения и типа проектируемых систем приведена в СНиП [15], в п.5.10 ÷ 5.13.

4. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУХООБМЕНА

Воздухообменом называется процесс перемещения воздушных масс приточными струями и удаления загрязненного воздуха вытяжными струями за пределы помещения.

На распространение приточных струй оказывают влияние следующие факторы:

1.Взаимодействие соседних струй между собой.

2.Температура приточных струй.

3.Вид воздухораспределителей.

4.Количество и расположение воздухораспределителей в плане и по высоте помещения.

17

5.Наличие на траектории движения приточных струй ограждающих конструкций.

6.Количество и место расположения вытяжных отверстий в помещении.

Впроцессе распространения приточные струи вовлекают в движение окружающий воздух помещения, в результате чего там формируется определенное поле температуры, поле скоростей (подвижности воздуха) и поле концентраций вредных веществ, выделяющихся в помещении.

Приточный свежий воздух разбавляет (ассимилирует) избытки теплоты и вредных веществ в данном помещении, что обеспечивает там требуемые метеорологические условия.

Струями называется направленное движение воздуха конечных размеров.

Взависимости от интенсивности выделения теплоты и вредных компонентов рассчитывают требуемый воздухообмен для помещения.

Методы расчета воздухообмена в помещении

1.По доминирующим видам вредных выделений:

–по теплоте ± Q , Вт (явной или полной);

–по водяному пару Gw, кг/ч;

–по вредным газам и парам Gвр, мг/ч.

2.По допустимой скорости в характерном сечении канала:

L = υдоп × F ×3600 , м3/ч,

где υдоп – допустимая скорость в характерном сечении канала, принимается по нормативно-справочной документации, м/с;

F – площадь поперечного сечения канала, где измеряется скорость, м2. 3. По кратности воздухообмена:

L = n ×V , м3/ч,

где n – кратность воздухообмена, принимаемая из нормативно-справочной документации отдельно для притока и вытяжки, ч-1;

V – объем помещения, м3. 4. По удельным расходам:

L = Lуд.чел × nчел , м3/ч,

18

L = Lуд.F × Fп , м3/ч,

– удельный расход воздуха на человека, м3/(ч чел);

LудF – удельный расход воздуха на 1м2 площади пола помещения,м3/(ч м2); Fп – площадь пола помещения, м2;

nчел – количество человек в помещении.

Вышеприведенные методы называются аналитическими методами расчета воздухообмена в помещении.

5. Графоаналитический метод расчета по I-d-диаграмме в зависимости от полной теплоты ± DQп , углового коэффициента масштаба ε и допустимого перепада температуры Dtдоп .

5. ДВИЖЕНИЕ ВОЗДУХА ВБЛИЗИ ВЫТЯЖНЫХ ОТВЕРСТИЙ

Чтобы определить характеристики движения воздуха в отверстии круглой или прямоугольной формы, введем теоретические понятия точечного и линейного стоков [2].

5.1. Точечный сток

Рассмотрим условное понятие точечного стока, то есть предположим удаление воздуха через точку.

Линии, показывающие геометрическое место точек с постоянными значениями скоростей, называются изотахами.

Если рассматривать отвод воздуха из помещения через точку, то в объеме воздуха, подтекающего к этой точке, изотахи будут принимать сферическую форму (см. рис. 1).

На расстоянии r1 объёмный секундный расход L1 можно рассчитать по

Площадь поверхности сферы для расстояния r2 рассчитывают по формуле:

F2 = 4 × p × r22 .

Расходы воздуха на границах расстояний r1 и r2 из-за сплошности среды будут равны между собой.

Поэтому, записав уравнение (4) в развернутом виде, получим:

υ1 × F1 =υ2 × F2 .

Тогда, преобразовав это выражение, получим соотношение скоростей на разных расстояниях от точечного стока. Это отношение скоростей будет обратно пропорционально квадрату отношения расстояний для рассматриваемых точек: