Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Архитектурно-строительная теплотехника. Учебное пособие
.pdf
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 оборудо-
вания в зданиях различной этажности.
3. Назовите основные принципы размещения и конструктивные
решения вентиляционных каналов.
4. Сформулируйте способы ограничения поперечной фильтра-
ции 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 предназначено:
- 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
Зеленые
насаждения
ветер
Герметизация проемов,
помещения без людей
Рис. 5.1. Пример периметральной
застройки
Лестничные
клетки
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
Отсутствуют
Рис. 5.3. Свободная распределенная
застройка
Зона
отдыха
Горы, водные
пространства
V+Δ V
V
Зеленые насаждения
Рис. 5.4. Веерная
застройка
При холодной погоде в сочетании с ветром целесообразна аэродинамическая обтекаемость застройки для ограничения фильтрации
воздуха через ограждения и для предупреждения накопления снега
вблизи зданий и на их крышах ветроотбойная застройка (рис. 5.5).
34
v
2
Ветер
Рис. 5.5. Ветроотбойная
застройка
При переносе снега его количество зависит от скорости ветра и
определяется по формуле
q = kv3 , (5.1)
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).
v
q
Δq
v
1
q
1
Рис. 5.6. Схема отложения снега
возле препятствия
35
Отложение снега вблизи зданий связано с изменением скорости
о
и направления ветра. Количество отложений Δq определяется степенью снижения скорости изменением направления ветрового потока:
Δq = k(v3 – v
3
), (5.2)
1
где v
3
– скорость ветра вблизи препятствия.
1
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.
а)
б)
в)
г)
д)
20
е)
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
В суровых 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).
В северной 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)
б)
Цех 1
Цех 3
Цех 2
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
а) б)
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 по-
казателя 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).
В курсовых и дипломных проектах достаточно выполнить проверку требований показателей а) и б).
После определения нормируемых сопротивлений теплопередаче
тр
R
и определения толщины утеплителя выполняют проектирование
о
ограждающих конструкций.
39
При этом:
1) рассчитывают приведенное сопротивлений теплопередаче
Rо, м
2 .о
С/Вт, принимая расчетные значения коэффициента теплопро-
водности в условиях эксплуатации А или Б.
2) проверяют ограждающие конструкции на обеспечение комфортных условий в помещениях и на отсутствие конденсата в местах
теплопроводных включений.
Приведенное сопротивление теплопередаче R
r
для наружных
0
стен следует рассчитывать для фасада здания либо для одного промежуточного этажа с учетом откосов проемов, без учета их заполнений, с проверкой условия образования конденсата на участках в зонах
теплопроводных включений.
6.1. Определение требуемого сопротивления теплопередаче
Требуемое сопротивление теплопередаче R
тр
о
, м
2.о
С/Вт, наружных ограждений, окон и балконных дверей, а также световых фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона не более 45о)
следует принимать не менее требуемых значений, определяемых:
А. Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий
по формуле
R
тр
= (tв- tн)/Δtн αв, (6.1)
о
где ∆tн – нормируемый температурный перепад между температурой
внутреннего воздуха tн и температурой внутренней поверхности τн
ограждающей конструкции, оС, принимаемый по табл. П1.5;
αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограж-
дающих конструкций, Вт/(м
2. о
С), принимаемый по табл. П1.8;
tв – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания,
о
С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций зданий по
табл. П1.3; П1.4;
tн – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по табл. П1.14. В производственных
зданиях, предназначенных для сезонной эксплуатации (весной и осенью), в качестве расчетной температуры в холодный период года сле-
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]