Воздушный режим здания

 

За счет разности температур под действием гравитационного давления в помещения нижних этажей через ограждение проникает наружный воздух; с наветренной стороны действие ветра усиливает инфильтрацию; с заветренной – уменьшает ее.

Внутренний воздух с первых этажей стремиться проникнуть в верхнее помещение (он перетекает через внутренние двери и коридоры, которые соединены с лестничной клеткой).

Из помещений верхних этажей воздух уходит через не плотности наружных ограждений за пределы здания.

Помещения средних этажей могут находиться в условиях смешанного режима. На естественный воздухообмен в здании накладывается действие приточной и вытяжной вентиляции.

 

1. При отсутствии ветра на поверхностях наружных стен будет действовать разной величины гравитационное давление. По закону сохранения энергии среднее давление по высоте внутри и снаружи здания будет одинаковым. Относительно среднего уровня в нижней части здания давление столба теплого внутреннего воздуха будет меньше, чем давление столба наружного холодного воздуха с внешней поверхности стены.

Плотностью нулевого избыточного давления называется нейтральной плоскостью здания.

 

Рисунок 9.1 – Построение эпюр избыточных давлений

 

Величина избыточного давления гравитационного на произвольным уровне h относительно нейтральной плоскости:

 

(9.1)

 

2. Если здание обдувается ветром, а температуры внутри здания и вне его равны, то на внешних поверхностях ограждений будет создаваться повышение статического давление или разряжение.

По закону сохранения энергии давление внутри здания при одинаковой проницаемости будет равно среднему значению между повышенным с наветренным и пониженным с заветренной стороны.

Абсолютная величина избыточного ветрового давления:

 

, (9.2)

 

где k₁,k₂ – аэродинамические коэффициенты соответственно с наветренной и заветренной стороны здания;

- динамическое давление, набегающее на здание потоком воздуха.

Для расчета инфильтрации воздуха через наружное ограждение разность давлений воздуха снаружи и внутри помещения, Па, составляет:

 

, (9.3)

 

где Н_ш – высота устья вентиляционной шахты от уровня земли (отметка расположения точки условного нуля давления);

Н_э – высота центра рассматриваемого элемента здания (окно, стена, дверь и т.д.) от уровня земли;

- коэффициент, вводимый на скоростное давление и учитывающий изменение скорости ветра от высоты здания, изменение скорости ветра от наружной температуры зависит от района;

давление воздуха в помещение, определяемое из условия соблюдения воздушного баланса;

избыточное относительное давление в помещение из-за действия вентиляции.

Например, для административных зданий корпусов НИИ и им подобных характерна сбалансированная приточно-вытяжная вентиляция в рабочем режиме или полное отключение вентиляции в нерабочее время Р_в = 0. Для таких зданий ориентировочное значение:

 

. (9.4)

 

3. Для оценки влияния воздушного режима здания на тепловой режим используют упрощенные способы расчета.

Случай А. В многоэтажном здании во всех помещениях вентиляционная вытяжка полностью компенсируется вентиляционным притоком, поэтому = 0.

К этому случаю относятся здания без вентиляции или с механической приточно-вытяжной вентиляцией всех помещений с равными расходами по притоку и вытяжке. Давление равно давлению в лестничной клетке и непосредственно соединенных с ней коридорах.

Величина давления внутри отдельных помещений находится между давлением и давлением на внешней поверхности этого помещения . Принимаем, что за счёт разности воздух последовательно проходит через окна и внутренние двери, выходящие на лестничную клетку, и коридоры, исходные расходы воздуха и давления внутри помещения можно рассчитать по формуле:

 

, (9.5)

 

где - характеристики проницаемости площади окна, двери из помещения выходящих в коридор или на лестничную клетку.

Случай Б. Все помещения многоэтажного здания имеют естественную вытяжку, каждое помещение имеет самостоятельный вытяжной канал с заданной характеристикой проницаемости .

Давление будет равно средневзвешенному из давлений внутри всех k отдельных помещений, выходящих на лестницу:

 

, (9.6)

, (9.7)

 

где - давление во внешнем контуре здания в месте, в котором расположена шахта вытяжных систем.

Случай В. Давление в лестничной клетке задано. Оно обеспечивается работой приточной системы, поступления воздуха через наружную дверь из нижнего этажа, и воздушный режим которого отличается от режима верхних этажей. В этом случае расходы воздуха и давления определяется как в случае Б.