22
«Молодой учёный» . № 2 (188) . Январь 2018 г.
Технические науки
Таблица
1.
Геометрические характеристики зданий, исследуемых в работе
Характеристика
№ здания
1
2
3
4
Площадь стен, м
2
2976
2939,64
497,37
3904,94
Площадь покрытия, м
2
547
268,72
600,19
529,2
эф
вент
в
в
вент
1
ρ
β
28
0
k
cn
.
k
v
, (1)
где с — удельная теплоемкость воздуха, равная 1
кДж/(кг·°С);
β
ν
— коэффициент снижения объема воз-
духа в здании, учитывающих наличие внутренних ограж-
дающих конструкций, при отсутствии данных принимае-
мый равным 0.85;
вент
в
— средняя плотность приточ-
ного воздуха за отопительный период, кг/м
3
, равная
353/(273+
t
от
), где t
от
— средняя температура наружного
воздуха за отопительный период; k
эф
— коэффициент
эффективности рекуператора;
n
в —
средняя кратность
воздухообмена за отопительный период, ч
-1
.
Приток воздуха в системах естественной вентиляции
обеспечивается за счёт инфильтрации, которая протека-
ет за счёт разности давлений воздуха снаружи и внутри
здания. Окна с деревянными переплётами, которые при-
менялись раньше, имеют достаточно высокую воздухо-
проницаемость, которой хватало для обеспечения норма-
тивного воздухообмена за счёт инфильтрации через них,
часто это величина была даже избыточна. Преследуя
цель снизить неконтролируемый воздухообмен, происхо-
дящий за счёт инфильтрации, стали применяться совре-
менные оконные конструкции с достаточно высокими
показателями герметичности. При такой степени герме-
тичности объем инфильтрации значительно ниже требу-
емого для обеспечения нормативного воздухообмена. Это
позволило установить на всех этажах размер инфильтра-
ции установить одинаковой равной нормативному возду-
хообмену из расчета 3м
3
/ч на 1 м
2
жилой площади. [2].
Но согласно пункту 7.1.10 СП 60.13330.2012 и пункту
7.8 СП 50.13330.2012 поступление воздуха в помещения
жилых зданий следует предусматривать через регулируе-
мые приточные устройства. Однако даже высоки показа-
тели герметичности стеклянных ограждающих конструк-
ций не могут исключить проникновение воздуха через
них. На сколько существенна может быть эта величина
будет выяснено в этой работе. Удельное количество ин-
фильтрующегося воздуха можно рассчитать по формуле
(2):
3
2
р
и
инф
10
1
P
R
g
, (2)
где
— требуемое сопротивление воздухопроница-
емости окон, м
2
·ч/кг; ΔP
p —
расчетная разность давле-
ний, Па, определяемая по формуле:
2
2
н
н
з
н
в
н
р
v
C
C
gH
P
, (3)
где g — ускорение свободного падения, м/с
2
; H —
высота от центра окна на рассматриваемом этаже до вер-
ха вытяжных отверстий, м;
ρ
н
и
ρ
в —
плотность соответ-
ственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м
3
; С
н
и С
з —
аэродинамические коэффициенты на наветренной
и заветренной стороне здания; v — скорость ветра, м/с.
Тогда среднюю кратность воздухообмена для выраже-
ния (1) можно определить следующим образом:
от
ок.
инф.
в
V
A
g
n
i
i
, (4)
Здесь A
ок.i —
суммарная площадь остекления i-го эта-
жа, м
2
; V
от
— отапливаемый объем здания, м
3
.
Заметим теперь, что в СП 50 при расчете k
вент
вели-
чина
n
в
предполагается постоянной. На самом же деле
входящие в формулу (3) значения
ρ
н
и
v
н
меняются
в
течение отопительного периода, а вместе с ними
и величина n
в
. Примем, что нормируемая средняя крат-
ность обеспечивается через регулируемые приточные
устройства и постоянна в течение всего отопительного
периода. А вот средняя кратность инфильтрующегося
воздуха вычисляется по изложенной выше методике
и будет служить добавкой к основной (нормируемой)
кратности воздухообмена формула (5).
инф
в
в
n
n
n
1
2
, (5)
В расчёте приняты окнами с сопротивлением возду-
хопроницанию 1 м
2
•ч/кг при разности давлений ΔP
о
= 10
Па. Коэффициент изменения воздухообмена представлен
в виде отношения средней кратности воздухообмена
с учётом прибавки на инфильтрацию к средней кратно-
сти, определённой по СП 50, он вычисляется по формуле
6.
1
2
в
в
n
n
K
, (6)
Тогда выражение 1 примет вид формула 7.
эф
вент
в
в
вент
1
ρ
β
28
0
k
cKn
.
k
v
, (7)
В расчёте учувствуют четыре здания, расположенные
в десяти регионах РФ. Теплотехнические характеристики
зданий приняты не ниже нормируемых значений. Кон-
структивные и объёмно планировочные характеристики
здания приведены в таблице 1.