النظام الهوائي للمبنى هو مجموعة من العوامل والظواهر التي تحدد العملية العامة لتبادل الهواء بين جميع مبانيها والهواء الخارجي ، بما في ذلك حركة الهواء داخل المبنى ، وحركة الهواء عبر الأسوار والفتحات والقنوات والهواء. مجاري الهواء وتدفق الهواء حول المبنى. تقليديا ، عند النظر في القضايا الفردية نظام الهواءيتم دمج مبانيها في ثلاث مهام: داخلية وإقليمية وخارجية.
الصياغة الفيزيائية والرياضية العامة لمشكلة النظام الجوي للمبنى ممكنة فقط في الشكل الأكثر عمومية. العمليات الفردية معقدة للغاية. يعتمد وصفهم على المعادلات الكلاسيكية لنقل الكتلة والطاقة والزخم في تدفق مضطرب.
من موقع التخصص "إمداد الحرارة والتهوية" ، فإن الظواهر التالية هي الأكثر صلة: تسلل وتسرب الهواء من خلال الأسوار والفتحات الخارجية (تبادل الهواء الطبيعي غير المنظم ، مما يزيد من فقد حرارة الغرفة ويقلل من الحماية من الحرارة خصائص الأسوار الخارجية) ؛ التهوية (تبادل الهواء الطبيعي المنظم لتهوية المباني المجهدة بالحرارة) ؛ تدفق الهواء بين الغرف المجاورة (غير منظم ومنظم).
القوى الطبيعية التي تسبب حركة الهواء في المبنى هي الجاذبية والرياحالضغط. عادة ما تختلف درجة الحرارة وكثافة الهواء داخل وخارج المبنى ، ونتيجة لذلك يختلف ضغط الجاذبية على جوانب الأسوار. بسبب تأثير الرياح ، يتم إنشاء مياه راكدة على الجانب المواجه للريح من المبنى ، ويحدث ضغط ثابت زائد على أسطح الأسوار. على الجانب المواجه للريح ، يتم تكوين خلخلة ويقل الضغط الساكن. وبالتالي ، مع الرياح ، يختلف الضغط من خارج المبنى عن الضغط داخل المبنى.
عادة ما تعمل ضغوط الجاذبية والرياح معًا. يصعب حساب التبادل الجوي تحت تأثير هذه القوى الطبيعية والتنبؤ به. يمكن تقليله عن طريق إغلاق الأسوار ، وأيضًا تنظيمه جزئيًا عن طريق خنق قنوات التهوية وفتح النوافذ والرافعات وأضواء التهوية.
يرتبط نظام الهواء بالنظام الحراري للمبنى. يؤدي تسرب الهواء الخارجي إلى تكاليف حرارة إضافية لتسخينه. يعمل تسرب الهواء الداخلي الرطب على ترطيب وتقليل خصائص الحماية من الحرارة للأسوار.
يعتمد موقع وأبعاد منطقة التسلل والتسرب في المبنى على الهندسة ، ميزات التصميم، طريقة تهوية المبنى ، وكذلك منطقة البناء والموسم ومعايير المناخ.
بين الهواء المصفى والسياج يحدث تبادل حراري ، وتعتمد شدته على مكان الترشيح في هيكل السياج (مجموعة ، مفصل لوحة ، نوافذ ، فجوات هوائية ، إلخ). وبالتالي ، هناك حاجة لحساب نظام الهواء للمبنى: تحديد شدة تسرب الهواء وتسربه وحل مشكلة انتقال الحرارة للأجزاء الفردية من السياج في حالة وجود اختراق للهواء.
يمكن للهواء الداخلي أن يغير تكوينه ودرجة حرارته ورطوبته تحت تأثير مجموعة متنوعة من العوامل: التغيرات في معايير الهواء الخارجي (الجوي) ، وإطلاق الحرارة ، والرطوبة ، والغبار ، إلخ. نتيجة لهذه العوامل ، يمكن أن يتعرض الهواء الداخلي لظروف معاكسة للأشخاص. لتجنب التدهور المفرط في جودة الهواء الداخلي ، من الضروري إجراء تبادل الهواء ، أي تغيير الهواء في الغرفة. وبالتالي ، فإن المهمة الرئيسية للتهوية هي ضمان تبادل الهواء في الغرفة للحفاظ على معايير تصميم الهواء الداخلي.
التهوية عبارة عن مجموعة من التدابير والأجهزة التي توفر تبادلًا محسوبًا للهواء في الغرف. عادة ما يتم توفير تهوية (VE) للغرف من قبل غرفة خاصة واحدة أو أكثر النظم الهندسية- أنظمة التهوية (VES) والتي تتكون من مختلف الأجهزة التقنية. تم تصميم هذه الأجهزة لأداء المهام الفردية:
بالإضافة إلى استخدام الأجهزة التقنية للتشغيل الطبيعي للتهوية ، يلزم تنفيذ بعض التدابير الفنية والتنظيمية. على سبيل المثال ، لتقليل مستوى الضوضاء ، يلزم الامتثال لسرعات الهواء العادية في مجاري الهواء. يجب ألا توفر BE مجرد تبادل الهواء (VO) ، ولكن تبادل الهواء المحسوب(RVO). وبالتالي ، يتطلب جهاز BE إلزاميًا التصميم الأولييتم خلالها تحديد RVO وتصميم النظام وطرق تشغيل جميع أجهزته. لذلك ، لا ينبغي الخلط بين BE والتهوية ، وهو تبادل الهواء غير المنظم. عندما يفتح أحد السكان نافذة في غرفة المعيشة ، فإن هذه ليست تهوية بعد ، حيث لا يُعرف مقدار الهواء المطلوب وكميته التي تدخل الغرفة بالفعل. ومع ذلك ، إذا تم إجراء حسابات خاصة ، وتم تحديد مقدار الهواء الذي يجب توفيره لغرفة معينة وفي أي زاوية يجب فتح النافذة بحيث يدخل هذا المبلغ إلى الغرفة ، فيمكننا التحدث عن جهاز تهوية مع تحريض طبيعي لحركة الهواء.
السؤال 46. (+ السؤال 80). ما هي القضايا التي تحلها المهمة الداخلية للنظام الجوي؟
عمليات حركة الهواء داخل المبنى ، وحركته من خلال الأسوار والفتحات في الأسوار ، عبر القنوات ومجاري الهواء ، وتدفق الهواء حول المبنى وتفاعل المبنى مع البيئة بيئة الهواءتوحد المفهوم العام تكييف هواء المبنى.عند النظر في النظام الجوي للمبنى ، هناك ثلاث مهام: داخلية وإقليمية وخارجية.
تشمل المهمة الداخلية للنظام الجوي القضايا التالية:
أ) حساب تبادل الهواء المطلوب في الغرفة (تحديد كمية الانبعاثات الضارة التي تدخل المبنى ، واختيار أداء المحلية و تهوية عامة);
ب) تحديد معاملات الهواء الداخلي (درجة الحرارة والرطوبة والسرعة والمحتوى مواد مؤذية) وتوزيعها حسب حجم أماكن العمل في خيارات مختلفةالإمداد بالهواء وإزالته. خيار أفضل الخياراتالإمداد بالهواء وإزالته ؛
ج) تحديد معاملات الهواء (درجة الحرارة والسرعة) في التيارات النفاثة الناتجة عن تهوية الإمداد ؛
د) حساب كمية الانبعاثات الضارة المتسربة من تحت ملاجئ العوادم المحلية (انتشار الانبعاثات الضارة في مجرى الهواء وفي الغرف) ؛
ه) خلق ظروف طبيعية في أماكن العمل (الاستحمام) أو في أجزاء معينة من المبنى (الواحات) عن طريق اختيار معايير الهواء المزود.
السؤال 47. ما هي الأسئلة التي تحلها مشكلة حدود النظام الجوي؟
توحد مهمة حدود النظام الجوي الأسئلة التالية:
أ) تحديد كمية الهواء المار عبر الأسوار الخارجية (التسلل والتسرب) والداخلية (الفائض). يؤدي التسلل إلى زيادة فقدان الحرارة في المبنى. لوحظ أكبر تسلل في الطوابق السفلية للمباني متعددة الطوابق وفي المرتفعات المباني الصناعية. يؤدي تدفق الهواء غير المنظم بين الغرف إلى التلوث غرف نظيفةوتوزيعها في جميع أنحاء المبنى روائح كريهة;
ب) حساب مساحات الفتحات للتهوية ؛
ج) حساب أبعاد القنوات ومجاري الهواء والأعمدة والعناصر الأخرى لأنظمة التهوية ؛
د) اختيار طريقة معالجة الهواء - إعطائها "شروط" معينة: للتدفق - وهذا هو التسخين (التبريد) ، والترطيب (التجفيف) ، وإزالة الغبار ، والأوزون ؛ للغطاء - هذا هو التنظيف من الغبار والغازات الضارة ؛
ه) وضع تدابير لحماية المباني من تسرب الهواء البارد الخارجي من خلال الفتحات المفتوحة (أبواب خارجية ، بوابات ، فتحات تكنولوجية). للحماية ، عادة ما تستخدم الستائر الهوائية والحرارية.
السؤال 48. ما هي القضايا التي تحلها المهمة الخارجية للنظام الجوي؟
تشمل المهمة الخارجية للنظام الجوي القضايا التالية:
أ) تحديد الضغط الناجم عن الرياح على المبنى وعناصره الفردية (على سبيل المثال ، عاكس ، فانوس ، واجهات ، إلخ) ؛
ب) حساب أكبر قدر ممكن من الانبعاثات التي لا تؤدي إلى تلوث الإقليم المؤسسات الصناعية؛ تحديد تهوية المساحة القريبة من المبنى وبين المباني الفردية في الموقع الصناعي ؛
ج) اختيار مواقع مآخذ الهواء وفتحات العادم لأنظمة التهوية ؛
د) حساب والتنبؤ بتلوث الغلاف الجوي بالانبعاثات الضارة ؛ التحقق من كفاية درجة تنقية الهواء الملوث المنبعث.
بسبب اختلاف درجات الحرارة تحت تأثير ضغط الجاذبية ، يخترق الهواء الخارجي مباني الطوابق السفلية من خلال السياج ؛ على الجانب المواجه للريح ، تزيد حركة الرياح من التسلل ؛ مع الريح - يقللها.
يميل الهواء الداخلي من الطوابق الأولى إلى اختراق الغرفة العلوية (يتدفق عبر الأبواب الداخلية والممرات المتصلة بئر السلم).
من مباني الطوابق العليا ، يهرب الهواء من خلال الأسوار الخارجية غير الكثيفة خارج المبنى.
قد تكون مباني الطوابق الوسطى في ظروف مختلطة. يتم فرض تأثير تهوية العرض والعادم على تبادل الهواء الطبيعي في المبنى.
1. في حالة عدم وجود الرياح ، سوف يؤثر ضغط الجاذبية بأحجام مختلفة على أسطح الجدران الخارجية. وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة ، سيكون متوسط الضغط على طول الارتفاع داخل وخارج المبنى كما هو. بالنسبة إلى المستوى المتوسط في الجزء السفلي من المبنى ، سيكون ضغط عمود الهواء الداخلي الدافئ أقل من ضغط عمود الهواء الخارجي البارد من السطح الخارجي للجدار.
تسمى كثافة الضغط الزائد الصفري المستوى المحايد للمبنى.
الشكل 9.1 - رسم مخططات الضغط الزائد
قيمة ضغط الجاذبية الزائد عند مستوى تعسفي h بالنسبة للمستوى المحايد:
(9.1)
2. إذا عصفت الرياح بالمبنى ، وكانت درجات الحرارة داخل المبنى وخارجه متساوية ، فسيحدث زيادة في الضغط الساكن أو الفراغ على الأسطح الخارجية للأسوار.
وفقًا لقانون الحفاظ على الطاقة ، فإن الضغط داخل المبنى بنفس النفاذية سيكون مساويًا لمتوسط القيمة بين القيمة المتزايدة على الجانب المواجه للريح والضغط السفلي على الجانب المواجه للريح.
القيمة المطلقة لضغط الرياح الزائد:
, (9.2)
حيث ك 1 ، ك 2 - معاملات الديناميكا الهوائية ، على التوالي ، من جانبي الريح وجانب الريح للمبنى ؛
ضغط ديناميكي، يعمل على المبنى مع تيار من الهواء.
لحساب تسلل الهواء عبر السياج الخارجي ، يكون الفرق في ضغط الهواء خارج وداخل الغرفة ، Pa ، هو:
حيث Hsh هو ارتفاع فتحة عمود التهوية من مستوى الأرض (علامة الموقع لنقطة الضغط الصفرية الشرطية) ؛
H e - ارتفاع مركز عنصر المبنى قيد الدراسة (نافذة ، جدار ، باب ، إلخ) من مستوى الأرض ؛
المعامل الذي تم إدخاله لضغط السرعة ومع مراعاة التغير في سرعة الرياح من ارتفاع المبنى ، فإن التغير في سرعة الرياح من درجة الحرارة الخارجية يعتمد على المنطقة ؛
يتم تحديد ضغط الهواء في الغرفة بناءً على حالة الحفاظ على توازن الهواء ؛
الضغط النسبي المفرط في الغرفة بسبب عمل التهوية.
على سبيل المثال ، ل المباني الإداريةتتميز مباني معاهد البحث العلمي وما شابهها بتوازن إمدادها وتهوية العادم في وضع التشغيل أو الإغلاق الكامل للتهوية في غير ساعات العمل Р в = 0. بالنسبة لمثل هذه المباني ، تكون القيمة التقريبية هي:
3. لتقييم تأثير نظام الهواء للمبنى على النظام الحراري ، يتم استخدام طرق حساب مبسطة.
الحالة أ.في مبنى متعدد الطوابق في جميع الغرف ، يتم تعويض غطاء التهوية بالكامل عن طريق تدفق التهوية ، وبالتالي = 0.
تشمل هذه الحالة مباني بدون تهوية أو ميكانيكية تهوية العرض والعادمجميع الغرف ذات معدلات تدفق متساوية للتدفق والعادم. الضغط يساوي الضغط في بئر السلم والممرات المتصلة به مباشرة.
تكون قيمة الضغط داخل الغرف الفردية بين الضغط والضغط على السطح الخارجي لهذه الغرفة. نحن نقبل أنه بسبب الاختلاف ، يمر الهواء بالتتابع عبر النوافذ والأبواب الداخلية التي تواجه بئر السلم، والممرات ، يمكن حساب تدفق الهواء الأولي والضغط داخل الغرفة باستخدام الصيغة:
حيث - خصائص نفاذية منطقة النافذة ، الباب من الغرفة الذي يواجه الممر أو الدرج.
وصف:
اتجاهات البناء الحديثتشكل المباني السكنية ، مثل زيادة عدد الطوابق ، وإغلاق النوافذ ، وزيادة مساحة الشقق ، مهامًا صعبة للمصممين: المهندسين المعماريين والمتخصصين في مجال التدفئة والتهوية لضمان المناخ المحلي المطلوب في المباني. يتشكل نظام الهواء للمباني الحديثة ، والذي يحدد عملية تبادل الهواء بين الغرف مع بعضها البعض ، الغرف مع الهواء الخارجي ، تحت تأثير العديد من العوامل.
نظام التكنولوجيامحطات التحضير المصغرة يشرب الماءأداء منخفض
في كل طابق من القسم يوجد شقتان من غرفتين وشقة من غرفة واحدة وثلاث غرف. تتميز الشقق المكونة من غرفة واحدة والأخرى المكونة من غرفتين بتوجيه أحادي الجانب. تواجه نوافذ الشقة الثانية المكونة من غرفتين وثلاث غرف وجهين متقابلين. تبلغ المساحة الإجمالية للشقة المكونة من غرفة واحدة 37.8 م 2 ، شقة من جانب واحد من غرفتين - 51 م 2 ، شقة من غرفتين - 60 م 2 ، شقة من ثلاث غرف - 75.8 م 2. المبنى مجهز بنوافذ ضيقة ذات نفاذية هواء تبلغ 1 م 2 ساعة / كجم عند فرق ضغط D P o = 10 Pa. لضمان تدفق الهواء في جدران الغرف وفي مطبخ الشقة المكونة من غرفة واحدة ، تم تركيب صمامات الإمداد من شركة "AEREKO". على التين. يوضح الشكل 3 الخصائص الديناميكية الهوائية للصمام في وضع الفتح الكامل وفي وضع 1/3 مغلق.
تعتبر أبواب الدخول إلى الشقق أيضًا ضيقة تمامًا: مع نفاذية هواء تبلغ 0.7 م 2 ساعة / كجم عند فرق ضغط D P o \ u003d 10 Pa.
مبنى سكني تخدمه أنظمة تهوية طبيعيةمع اتصال مزدوج الوجه للأقمار الصناعية بالجذع وشبكات العادم غير المنظمة. في جميع الشقق (بغض النظر عن حجمها) ، يتم تثبيت نفس أنظمة التهوية ، لأنه في المبنى قيد الدراسة ، حتى في الشقق المكونة من ثلاث غرف ، لا يتم تحديد تبادل الهواء من خلال معدل التدفق (3 م 3 / ساعة لكل م 2 من مساحة المعيشة) ولكن بنسبة العادم من المطبخ والحمام والمرحاض (اجمالي 110 م 3 / ساعة).
أجريت حسابات نظام الهواء للمبنى مع مراعاة المعايير التالية:
درجة حرارة الهواء الخارجي 5 درجة مئوية - درجة حرارة التصميم لنظام التهوية ؛
3.1 درجة مئوية - معدل الحرارةفترة التسخين في موسكو ؛
10.2 ° C هو متوسط درجة الحرارة لأبرد شهر في موسكو.
28 درجة مئوية - درجة حرارة التصميم لنظام التدفئة بسرعة رياح 0 م / ث ؛
3.8 م / ث - متوسط سرعة الرياح لفترة التسخين ؛
4.9 m / s هي سرعة الرياح المحسوبة لاختيار كثافة النوافذ في اتجاهات مختلفة.
يتكون الضغط في الهواء الخارجي من ضغط الجاذبية (المصطلح الأول من الصيغة (1)) وضغط الرياح (المصطلح الثاني).
يكون ضغط الرياح أكبر في الأبنية الشاهقة ، وهو ما يؤخذ في الاعتبار عند حساب المعامل k dyn ، والذي يعتمد على انفتاح المنطقة (مساحة مفتوحة ، مباني منخفضة أو عالية) وارتفاع المبنى نفسه. بالنسبة للمنازل التي تصل إلى 12 طابقًا ، من المعتاد اعتبار k dyn ثابتًا في الارتفاع ، وبالنسبة للهياكل الأعلى ، فإن الزيادة في قيمة k dyne على طول ارتفاع المبنى تأخذ في الاعتبار الزيادة في سرعة الرياح مع المسافة من الأرض .
تتأثر قيمة ضغط الرياح للواجهة المواجهة للريح بالمعاملات الديناميكية الهوائية ليس فقط للواجهات المتجهة للريح ، ولكن أيضًا للواجهات المواجهة للريح. يفسر هذا الموقف بحقيقة أن الضغط المطلق على الجانب المواجه للريح من المبنى عند مستوى عنصر نفاذية الهواء الأبعد عن سطح الأرض ، والذي يمكن للهواء أن يتحرك من خلاله (فم عمود العادم على الواجهة الأمامية للريح) ) كضغط صفري مشروط ، R conv.
R مشروط \ u003d R atm - r n g H + r n v 2 s z k dyn / 2 ، (2)
حيث cz هو المعامل الديناميكي الهوائي المقابل للجانب المواجه للريح من المبنى ؛
H هو الارتفاع فوق سطح الأرض للعنصر العلوي الذي يمكن للهواء أن يتحرك من خلاله ، م.
يتم تحديد إجمالي الضغط الزائد الذي يتكون في الهواء الخارجي عند نقطة على ارتفاع h من المبنى من خلال الفرق بين الضغط الكلي في الهواء الخارجي عند هذه النقطة وإجمالي الضغط المشروط P conv:
R n \ u003d (R atm - r n g h + r n v 2 s z k dyn / 2) - (R 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)
حيث c هو المعامل الديناميكي الهوائي على الواجهة المحسوبة ، وفقًا لـ.
يزداد جزء الجاذبية من الضغط مع زيادة الاختلاف بين درجات حرارة الهواء الداخلي والخارجي ، والتي تعتمد عليها كثافات الهواء. بالنسبة للمباني السكنية ذات درجة حرارة ثابتة عمليًا للهواء الداخلي خلال فترة التسخين بأكملها ، يزداد ضغط الجاذبية مع انخفاض درجة حرارة الهواء الخارجي. يُفسر اعتماد ضغط الجاذبية في الهواء الخارجي على كثافة الهواء الداخلي بتقليد إحالة الضغط الثقالي الزائد (فوق الغلاف الجوي) إلى الضغط الخارجي بعلامة ناقص. من خلال هذا ، كما كان ، يتم إخراج مكون الجاذبية المتغير للضغط الكلي في الهواء الداخلي من المبنى ، وبالتالي يصبح الضغط الكلي في كل غرفة ثابتًا عند أي ارتفاع لهذه الغرفة. في هذا الصدد ، يسمى P int ضغط الهواء الثابت المشروط في المبنى. ثم يصبح الضغط الكلي في الهواء الخارجي مساوياً لـ
R ext \ u003d (H - h) (r ext - r int) g + r ext v 2 (c - c z) k dyn / 2. (4)
على التين. يوضح الشكل 4 التغير في الضغط على طول ارتفاع المبنى على واجهات مختلفة في ظل ظروف جوية مختلفة. لتبسيط العرض ، سنطلق على إحدى واجهات المنزل الشمالية (العلوي وفقًا للخطة) ، والأخرى جنوبية (أسفل المخطط).
سوف تتسبب الضغوط المختلفة للهواء الخارجي على طول ارتفاع المبنى وعلى واجهات مختلفة في حركة الهواء ، وفي كل غرفة برقم i ، سيتم تشكيل إجمالي الضغوط الزائدة الخاصة بهم P in ، i. بعد أن يرتبط الجزء المتغير من هذه الضغوط - الجاذبية - بالضغط الخارجي ، يمكن أن يكون نموذج أي غرفة نقطة تتميز بالتمتلئ. الضغط الزائد P in ، i ، يدخل فيه الهواء ويغادر.
للإيجاز ، فيما يلي ، سيشار إلى إجمالي الضغوط الخارجية والداخلية الزائدة بالضغوط الخارجية والداخلية ، على التوالي.
مع بيان كامل لمشكلة نظام الهواء للمبنى ، فإن أساس النموذج الرياضي هو معادلات التوازن المادي للهواء لجميع الغرف ، وكذلك العقد في أنظمة التهوية ومعادلات الحفاظ على الطاقة (معادلة برنولي) لكل عنصر منفذ للهواء. تراعي موازين الهواء تدفق الهواء عبر كل عنصر منفذ للهواء في الغرفة أو عقدة نظام التهوية. تساوي معادلة برنولي فرق الضغط على الجانبين المعاكسين لعنصر نفاذية الهواء D P i، j إلى الخسائر الديناميكية الهوائية التي تحدث عندما يمر تدفق الهواء عبر عنصر منفذ الهواء Z i ، j.
لذلك ، يمكن تمثيل نموذج النظام الجوي لمبنى متعدد الطوابق كمجموعة من النقاط المتصلة ببعضها البعض ، والتي تتميز بالداخلية Р в و i و Р الخارجية n ، j الضغوطبين الذي يتدفق الهواء.
عادة ما يتم التعبير عن إجمالي فقد الضغط Z i، j أثناء حركة الهواء من حيث خاصية مقاومة نفاذية الهواء S أنا ، ي عنصربين النقطتين i و j. يمكن تصنيف جميع العناصر القابلة للتنفس في غلاف المبنى - النوافذ والأبواب والفتحات المفتوحة - على أنها عناصر ذات معلمات هيدروليكية ثابتة. لا تعتمد القيم S i و j لهذه المجموعة من المقاومة على التكاليف G i و j. السمة المميزةمسار نظام التهوية هو تباين خصائص مقاومة التركيبات ، اعتمادًا على تدفق الهواء المطلوب في الأجزاء الفردية من النظام. لذلك ، يجب تحديد خصائص مقاومة عناصر مجرى التهوية في عملية تكرارية ، حيث من الضروري ربط الضغوط المتاحة في الشبكة بالمقاومة الديناميكية الهوائية للقناة عند معدلات تدفق هواء معينة.
في الوقت نفسه ، يتم أخذ كثافات الهواء المتحرك عبر شبكة التهوية في الفروع وفقًا لدرجة حرارة الهواء الداخلي في الغرف المقابلة ، وعلى طول الأقسام الرئيسية للعمود - وفقًا لدرجة حرارة خليط الهواء في العقدة.
وبالتالي ، فإن حل مشكلة النظام الهوائي للمبنى يتم اختزاله في حل نظام معادلات موازين الهواء ، حيث يتم أخذ المجموع في كل حالة على جميع العناصر المنفذة للهواء في الغرفة. عدد المعادلات يساوي عدد الغرف في المبنى وعدد العقد في أنظمة التهوية. المجهول في نظام المعادلات هذا هو الضغوط في كل غرفة وكل عقدة من أنظمة التهوية Р в، i. نظرًا لأن الاختلافات في الضغط ومعدلات تدفق الهواء من خلال العناصر القابلة للتنفس مترابطة ، تم العثور على الحل باستخدام عملية تكرارية يتم فيها ضبط معدلات التدفق أولاً وتعديلها مع تنقية الضغوط. يعطي حل نظام المعادلات التوزيع المرغوب للضغوط والتدفقات في جميع أنحاء المبنى ككل ، وبسبب أبعاده الكبيرة وعدم خطيته ، فهو ممكن فقط الطرق العدديةباستخدام الكمبيوتر.
تربط عناصر نفاذية الهواء في المبنى (النوافذ والأبواب) جميع مباني المبنى والهواء الخارجي في نظام واحد. يؤثر موقع هذه العناصر وخصائص مقاومة نفاذ الهواء بشكل كبير على الصورة النوعية والكمية لتوزيع التدفقات في المبنى. وبالتالي ، عند حل نظام المعادلات لتحديد الضغوط في كل غرفة وعقدة من شبكة التهوية ، فإن تأثير السحب الهوائيعناصر قابلة للتنفس ليس فقط في هيكل المبنى ، ولكن أيضًا في الأسوار الداخلية. وفقًا للخوارزمية الموصوفة ، طور قسم التدفئة والتهوية بجامعة موسكو الحكومية للهندسة المدنية برنامجًا لحساب نظام الهواء للمبنى ، والذي تم استخدامه لحساب أوضاع التهوية في المبنى السكني قيد الدراسة.
على النحو التالي من الحسابات ، لا يتأثر الضغط الداخلي في المبنى فقط الجو، ولكن أيضًا عدد صمامات الإمداد ، وكذلك فتحة تهوية العادم. نظرًا لأن التهوية في المنزل قيد النظر في جميع الشقق هي نفسها ، في غرفة واحدة و شقق من غرفتينالضغط أقل من شقة من ثلاث غرف. عندما فتح أبواب داخليةفي الشقة ، لا تختلف الضغوط في الغرف الموجهة إلى جوانب مختلفة عمليا عن بعضها البعض.
على التين. 5 يوضح قيم تغيرات الضغط في الشقق.
يتم تشكيل توزيع التدفق في الشقق تحت تأثير اختلافات الضغط على جوانب مختلفة من عنصر نفاذية الهواء. على التين. 6 ، في مخطط الطابق الأخير ، تُظهر الأسهم والأرقام اتجاهات الحركة ومعدلات تدفق الهواء في ظل ظروف جوية مختلفة.
عند تركيب الصمامات في غرف المعيشة ، يتم توجيه حركة الهواء من الغرف إلى شبكات التهوية في المطابخ والحمامات والمراحيض. يتم الحفاظ على اتجاه الحركة هذا في شقة من غرفة واحدةحيث يتم تركيب الصمام في المطبخ.
ومن المثير للاهتمام أن اتجاه حركة الهواء لم يتغير عندما انخفضت درجة الحرارة من 5 إلى -28 درجة مئوية وعندما ظهرت الرياح الشمالية بسرعة v = 4.9 م / ث. لم يلاحظ تسرب خلال موسم التدفئة بأكمله وفي أي رياح ، مما يشير إلى أن ارتفاع العمود البالغ 4.5 متر كافٍ. تمنع أبواب المدخل الضيقة للشقق تدفق الهواء الأفقي من شقق الواجهة الأمامية إلى شقق الواجهة الأمامية . لوحظ تدفق رأسي صغير يصل إلى 2 كجم / ساعة: الهواء يخرج من الشقق في الطوابق السفلية من خلال أبواب المدخل ويدخل الشقق في الطوابق العليا. نظرًا لأن تدفق الهواء عبر الأبواب أقل من المسموح به وفقًا للمعايير (لا يزيد عن 1.5 كجم / ساعة م 2) ، يمكن اعتبار نفاذية الهواء البالغة 0.7 م 2 ساعة / كجم مفرطة حتى بالنسبة لمبنى مكون من 17 طابقًا.
تم اختبار إمكانيات نظام التهوية في وضع التصميم: عند 5 درجات مئوية في الهواء الخارجي ، تكون النوافذ مفتوحة وهادئة. أظهرت الحسابات أنه بدءًا من الطابق الرابع عشر ، فإن تكاليف العادم غير كافية ، لذلك يجب اعتبار المقطع العرضي للقناة الرئيسية لوحدة التهوية أقل من الواقع بالنسبة لهذا المبنى. في حالة استبدال الفتحات بالصمامات تنخفض التكاليف بحوالي 15٪. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه عند 5 درجات مئوية ، بغض النظر عن سرعة الرياح ، 88 إلى 92٪ من الهواء الذي يتم إزالته بواسطة نظام التهوية في الطابق الأرضي ومن 84 إلى 91٪ في الطابق العلوي يدخل من خلال الصمامات. عند درجة حرارة -28 درجة مئوية ، يعوض التدفق من خلال الصمامات عن العادم بنسبة 80-85٪ في الطوابق السفلية و 81-86٪ في الطوابق العلوية. يدخل باقي الهواء إلى الشقق من خلال النوافذ (حتى مع نفاذية الهواء 1 م 2 ساعة / كجم عند فرق ضغط D P o \ u003d 10 Pa). عند درجة حرارة خارجية تبلغ -3.1 درجة مئوية أو أقل ، يكون معدل التدفق للإزالة نظام التهويةالهواء وإمداد الهواء من خلال الصمامات يتجاوز تبادل الهواء التصميمي للشقة. لذلك ، من الضروري تنظيم التدفق على كل من الصمامات وشبكات التهوية.
في الحالات تماما فتح الصماماتفي درجة حرارة سلبيةمن الهواء الخارجي ، فإن معدلات تدفق هواء التهوية للشقق في الطوابق الأولى تتجاوز المعدلات المحسوبة عدة مرات. في الوقت نفسه ، ينخفض \ u200b \ u200b استهلاك هواء التهوية في الطوابق العليا بشكل حاد. لذلك ، تم إجراء حسابات فقط عند درجة حرارة خارجية تبلغ 5 درجات مئوية للصمامات المفتوحة بالكامل في المبنى بأكمله ، وفي أكثر درجات الحرارة المنخفضةتمت تغطية صمامات الطوابق الـ 12 السفلية بنسبة 1/3. أخذ هذا في الاعتبار حقيقة أن المخمد يتحكم فيه تلقائيًا رطوبة الغرفة. في حالة التبادلات الهوائية الكبيرة في الشقة ، سوف يجف الهواء ويغلق الصمام.
أظهرت الحسابات أنه عند درجة حرارة الهواء الخارجي البالغة -10.2 درجة مئوية وأقل ، يتم توفير عادم مفرط من خلال نظام التهوية في جميع أنحاء المبنى. عند درجة حرارة الهواء الخارجية -3.1 درجة مئوية ، يتم الحفاظ على التدفق والعادم المحسوبين بشكل كامل فقط في الطوابق العشرة السفلية ، ويتم تزويد شقق الطوابق العليا - بالقرب من العادم المحسوب - بتدفق الهواء عبر الصمامات عن طريق 65-90٪ ، حسب سرعة الرياح.
1. في المباني متعددة الطوابق المباني السكنيةمع رافع واحد لنظام تهوية العادم الطبيعي لكل شقة ، مصنوع من كتل خرسانية ، كقاعدة عامة ، يتم التقليل من أهمية أقسام الجذوع للسماح بمرور هواء التهوية عند درجة حرارة خارجية تبلغ 5 درجات مئوية.
2. تصميم نظام تهوية لـ التثبيت الصحيحيعمل بثبات على مستخرج خلال كل فترة التسخين دون "قلب" نظام التهوية في جميع الطوابق.
3. صمامات الإمداديجب بالضرورة أن يكون لديه القدرة على التنظيم لتقليل تدفق الهواء في موسم البرد لفترة التسخين.
4. لتقليل استهلاك هواء العادم ، من المستحسن تركيب شبكات قابلة للتعديل تلقائيًا في نظام التهوية الطبيعية.
5. من خلال نوافذ ضيقةفي المباني الشاهقةيوجد تسلل يصل في المبنى قيد الدراسة إلى 20٪ من معدل تدفق العادم ويجب أخذه في الاعتبار عند فقد حرارة المبنى.
6. يتم تنفيذ معيار كثافة أبواب المدخل للشقق للمباني المكونة من 17 طابقًا بمقاومة اختراق الهواء للأبواب بمقدار 0.65 م 2 ساعة / كجم عند D P \ u003d 10 Pa.
1. SNiP 2.04.05-91 *. التهوية الحرارية هواء التكييف. موسكو: Stroyizdat ، 2000.
2. SNiP 2.01.07-85 *. الأحمال والتأثيرات / Gosstroy RF. م: GUP TsPP ، 1993.
3. SNiP II-3-79 *. هندسة حرارة البناء / Gosstroy RF. م: GUP TsPP ، 1998.
4. Biryukov S. V. ، Dianov S.N. برنامج حساب النظام الجوي للمبنى // Sat. مقالات MGSU: التقنيات الحديثةإمدادات الحرارة والغاز والتهوية. م: MGSU ، 2001.
5. Biryukov S. V. حساب أنظمة التهوية الطبيعية على الكمبيوتر // السبت. تقارير المؤتمر العلمي العملي السابع 18-20 أبريل 2002: مشاكل فعليةبناء الفيزياء الحرارية / RAASN RNTOS NIISF. م ، 2002.
