Методическое пособие 443

движению воздуха. В таких случаях применяют системы вентиляции с механическим побуждением. Такие системы применяются также в помещениях большого объема, где нужно обеспечить необходимый воздухообмен (зрительные, спортивные залы и т.п.).

Рис. 4.2. Вентиляционные каналы: а) устройство каналов в кирпичной стене;

б) блокировка помещений в жилой квартире; в) вентиляционный блок

Причиной поперечной фильтрации является ветровое давление. На один из фасадов ветер оказывает положительное давление, а на противоположный – отрицательное (рис. 4.3).

Защитой от поперечной фильтрации является герметизация дверей, выходящих в коридоры, лестничные клетки, а также уменьшение воздухопроницаемости ограждений (стыков отдельных элементов, сопряжений различных деталей, особенно мест сопряжения оконных блоков со стенами).

Ветер

Рис. 4.3. Поперечная фильтрация воздушных масс

30

Воздухопроницаемость конструкций влияет на распределение температуры в толще ограждения и снижает температуру на внутренней поверхности ограждения τв. В качестве примера рассмотрим кирпичную стену пятиэтажного здания толщиной 0,51 м. Температура внутреннего воздуха составляет tв = 15 0С, температура наружного воздуха принята tн = -20 0С, скорость ветра равна 5 м/с. Расчеты без учета инфильтрации наружного воздуха дают значение τв =10 0С, при учете инфильтрации τв = 0,05 0С. Если такую стену оштукатурить снаружи известковым раствором, то получим значение τв = 12,2 0С (даже выше, чем без учета инфильтрации). Следовательно, учет воздухопроницаемости важен при проектировании зданий и теплотехническом расчете ограждающих конструкций.

Контрольные вопросы

1.Дайте понятие теплового и ветрового напоров.

2.Перечислите ограничения по размещению бытового оборудования в зданиях различной этажности.

3.Назовите основные принципы размещения и конструктивные решения вентиляционных каналов.

4.Сформулируйте способы ограничения поперечной фильтрации в жилых зданиях.

5.ПРИЕМЫ ЗАСТРОЙКИ В ОСОБЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

Необходимой предпосылкой для решения основных задач по созданию комфортных условий в проектируемых зданиях служит климатическое районирование территории страны. Критерием служит преобладающий тип погоды той или иной местности в январе и июле, в соответствии с которым выделяются четыре климатических района, каждый из которых имеет от трех до пяти подрайонов:

I (а, б, в, г, д) - характеризуется холодной, длительной суровой зимой и коротким прохладным или теплым летом (север, северовосток);

II (а, б, в, г) – холодная зима и теплое или умеренно жаркое лето (центр, северо-запад);

31

III (а, б, в) – отрицательные температуры зимой, но жаркое лето, преимущественно континентальный климат (средняя полоса, юг, юговосток);

IV (а, б, в, г) – короткая неустойчивая зима и длинное жаркое или очень жаркое лето (крайний юг, юго-восток).

Разделение территории на климатические районы предназначе-

но:

-для наилучшего приспособления застройки и зданий к климатическим особенностям места строительства (хорошим примером является народное зодчество);

-для рационального использования наличных ресурсов природной энергии (солнца, ветра, термальных вод и т.п.).

Для улучшения качества внешней среды в городах необходимо:

-предусматривать защитные санитарные зоны для устранения вредных воздействий промышленных предприятий на селитебную территорию (важен учет летней розы ветров);

-равномерно распределять на территории города зеленые насаждения и водоемы;

-обеспечить активную аэрацию застройки;

-выбрать рациональное объемно-планировочное решение и конструкцию ограждения.

Это относится ко всем климатическим районам. Что касается I и IV, то здесь мы рассмотрим высокие и низкие температуры, ветер с его благоприятными и неблагоприятными воздействиями и объемнопланировочные и конструктивные меры, предназначенные для их снижения.

Периметральная застройка (рис. 5.1) применяется при интенсивном переносе песка и снега. Внутри застройки такого типа создается более благоприятный микроклимат. Фасады, обращенные к ветру, требуют тщательной герметизации оконных и дверных проемов, возле них располагают помещения без постоянного пребывания людей (кухни, санузлы, коридоры, технические помещения и т.п.).

При значительных скоростях ветра растет объем переносимых частиц. Чтобы снизить его, а также уменьшить давление ветра на поверхность зданий, применяют обтекаемую застройку (рис. 5.2).

32

Рис. 5.1. Пример периметральной застройки

ветер

Рис. 5.2. Обтекаемая застройка

При штормовой погоде наблюдается значительный перенос влаги, вследствие чего рекомендуется применять свободную распределенную застройку. Здания следует располагать глухими торцами к господствующим ветрам (рис. 5.3).

Повышение скорости ветра при сжатии воздушной струи в южных районах используют веерную застройку для улучшения микроклимата (рис. 5.4) .

33

Ветер

Рис. 5.5. Ветроотбойная застройка

При переносе снега его количество зависит от скорости ветра и определяется по формуле

где k<1 – коэффициент переноса; v – скорость ветра.

При обтекании ветром препятствий скорость ветрового потока снижается и образовавшийся излишек снега откладывается у здания

(рис. 5.6).

Рис. 5.6. Схема отложения снега возле препятствия

35

Отложение снега вблизи зданий связано с изменением скорости и направления ветра. Количество отложений Δq определяется степенью снижения скорости изменением направления ветрового потока:

где v3 1 – скорость ветра вблизи препятствия.

Возле зданий и сооружений различной высоты и протяженности отложение снега происходит по-разному.

Невысокие здания заносятся на всю высоту (рис. 5.7а). У стен зданий большой высоты появляется зона выдувания (рис. 5.7б). Для низкого здания с большими в плане размерами возможны заносы на крыше (рис. 5.7в). Выступы в зданиях вызывают отложения снега (рис. 5.7г, д). Лучшая форма крыши – обтекаемая с пологими (до 20о) уклонами (рис. 5.7е).

Не следует применять для скатных крыш кровли из мелкоштучных элементов (черепица), что приводит к накоплению снега на чердаке.

Рис. 5.7. Отложение снега вблизи зданий и на покрытии: а), б), в) – отложение снега у зданий разной высоты и протяженности; г), д), е) – отложение снега на покрытии

36

Для того чтобы избежать снежных заносов на дорожном полотне вдоль дороги, устраивают боковое ограждение из специальных щитов (рис. 5.8а).

Незастроенное пространство первого этажа высоких зданий (рис. 5.8б) позволяет не только избежать отложения снега, но и не допустить оттаивания грунта при строительстве на вечной мерзлоте.

а)

б)

Рис. 5.8. Регулирование отложений снега:

а) на дорожном полотне при помощи специальных щитов; б) вблизи высоких зданий

Всуровых климатических условиях целесообразно объединение отдельных цехов промышленных предприятий под одной крышей (рис. 5.9а), чем достигается сокращение площади наружных поверхностей (уменьшение тепловых потерь, сокращение пути передвижения персонала).

Для жилой застройки возможно соединение жилых домов со школами, детскими садами, общественными зданиями теплыми переходами (рис. 5.9б).

Всеверной климатической зоне желательно увеличение ширины зданий, не допускается сквозное проветривание помещений. Над жилыми помещениями верхнего этажа следует располагать технический этаж с разводкой систем отопления.

При строительстве зданий на вечной мерзлоте проблематично поддержание комфортных условий в нижнем этаже, а также возможно оттаивание основания и снижение его несущей способности. Выходом является использование цокольного этажа только для нежилых помещений или оставление его незастроенным, обеспечивая проветривание пространства над грунтом.

37

а)

Цех 1

Цех 3

Цех 2

б)

Рис. 5.9. Способы сокращения тепловых потерь: а) блокировка цехов под одной крышей; б) соединение зданий теплым переходом

Для климата с теплой и жаркой погодой более 5-6 месяцев в году особенности планировочных решений определяются условиями эксплуатации в жаркий период.

Преимущество здесь имеют малоэтажные здания с активно вентилируемой крышей и защитой стен вьющейся зеленью. Желательны квартиры в двух уровнях, в которых обеспечивается сквозное проветривание, активируемое перепадом высот, из каждой квартиры избыточное тепло уходит в грунт (рис. 5.10а). В многоэтажных жилых (рис. 5.10б) зданиях допускается некоторое увеличение высоты этажа против нормы для активизации конвективного воздухообмена и ограничения перегрева лучистым теплом.

Интенсификация сквозного проветривания возможна с помощью вентиляционных шахт. Солнцезащитные устройства, затеняющие галереи, лоджии и балконы способствуют улучшению внутреннего микроклимата. Вентилируемые стены и крыша, защищенные лучеотражающими экранами образуют единую оболочку здания, охлаждаемую воздухом, поступающим с озелененной и обводненной территории. Кухни, туалеты и другие обслуживающие помещения следует располагать смежно с вытяжными шахтами.

38

Рис. 5.10. Воздухообмен в условиях жаркого климата: а) в малоэтажных зданиях; б) в многоэтажных зданиях

6. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ

Согласно СП 50.13330.2012 установлены три нормируемых показателя тепловой защиты зданий, основанных:

а) на нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания; б) на нормируемых величинах температурного перепада между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности

ограждающей конструкции; в) на нормируемом удельном показателе расхода тепловой

энергии на отопление.

Требования тепловой защиты будут выполнены, если соблюдены требования показателей групп а) и б) либо б) и в), а для производственных зданий – а) и б).

ограждающих конструкций.

39