Типы общественных зданий для различных климатических районов.

Пыль. Концентрация пыли. Учет переноса пыли.

Что такое пыль?

Пыль — мелкие твёрдые частицы органического или минерального происхождения. К пыли относят частицы меньшего диаметра от долей микрона и до максимального — 0,1 мм. Более крупные частицы переводят материал в разряд песка, который имеет размеры от 0,1 до 5 мм.

Плюсы и минусы пыли

Минусы: Находящиеся в пыли микроорганизмы, вызывают заболевания, такие как туберкулёз, столбняк, дифтерия. При большом количестве минеральной пыли, такой как кремний, зола, цемент, смолы, появляются тяжёлые болезни типа силикоза и рака лёгких и бронхов.

Плюсы: Количество пыли в атмосфере оказывает большое влияние на климат. Частицы пыли поглощают часть солнечной радиации, а также участвуют в формировании облаков, являясь ядрами конденсации.

Именно на пылинках высоко в небе происходит конденсация водяных паров, и образуются облака, выпадающие на землю осадками – дождь, снег, град. Микронные частички пыли на больших высотах служат центрами кристаллизации в построении неповторимых снежинок. Только осадки, являются единственным естественным источником воды на суше, а пыль – основа облаков. Без пыли – не будет дождей, а вся суша быстро превратится в огромную пустыню, и жизнь останется лишь в морях.

------- -------- ------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ---

Пыль — взвешенные в воздухе очень мелкие твёрдые частицы органического или минерального происхождения. Обычно пыль при большой влажности превращается в грязь. Отдельные частицы пыли имеют размеры от 10^–9 до 10^–4 м и самую различную форму. Они могут нести электрический заряд или быть электронейтральными. Концентрацию пыли часто выражают числом частиц в единице объёма. Меньше всего пыли на вершинах гор, например, в Альпах её концентрация всего 200–2000 см^–3. На улицах крупных городов пыли в сотни раз больше, а в жилых помещениях её концентрация достигает 6•10⁶ см^–3. Постоянными источниками пыли являются некоторые виды производства, сельского хозяйства, транспортные средства, а также пожары, извержения вулканов, движущиеся ледники и различные катастрофы. Пыль причиняет ущерб промышленному оборудованию, снижает качество выпускаемой продукции, а также может быть причиной самых разных заболеваний.

На снижение естественной освещенности и ультрафиолетового облучения большое влияние оказывают аэрозоли (дым, пыль, смог, выхлопы автотранспорта), содержащиеся в воздухе, которые не только загрязняют атмосферу и меняют химический состав воздуха, но интенсивно поглощают видимую и в особенности ультрафиолетовую радиацию. Снижение ультрафиолетовой радиации в крупных городах достигает 80%. Дефицит ультрафиолетовой радиации оказывает отрицательное воздействие на растущий организм подростков и детей, а также на рабочих, длительное время пребывающих под землей. Отрицательное влияние особенно сказывается на жителях заполярных районов. Для компенсации недостаточности естественной ультрафиолетовой радиации используют специальные установки ультрафиолетового облучения (фотарии) в виде эритемных ламп.

С целью предупреждения заболеваний, вызванных действием пыли, следует соблюдать установленные ГОСТ 12.1.005 предельно допустимые концентрации различных видов пыли в воздухе рабочей зоны. Ниже приведены значения ПДК пыли от некоторых материалов.

	ПДК, мг/м3
Пыль, образуемая при работе с:
асбестом, алюминием и его сплавами (в пересчете на А1)
известняком, глиной, карбидом кремния (карборундом), цементом, оксидом цинка,
чугуном
Пыль растительного и животного происхождения с примесью SiO2:
менее 2 % (мучная, древесная и др.)
от 2 до 10 %
более 10 % (лубяная, льняная, хлопковая, шерстяная)
Пыль от стеклянного и минерального волокон
Пыль табака, чая

Для обоснования необходимости проведения мероприятий по созданию здоровых и безопасных условий труда и выбора их оптимального варианта на каждом рабочем месте, где образуется пыль, следует периодически контролировать ее концентрацию.

Фактическое содержание пыли в воздухе производственных помещений определяют в основном массовым методом, основанным на протягивании определенного количества воздуха рабочей зоны через специальный фильтр из перхлорвиншювой ткани (фильтры АФА и ФПП из ткани). Разница в массе фильтра до и после протягивания, деленная на объем прошедшего через него воздуха, соответствует фактической концентрации пыли в воздухе рабочей зоны.

. Механизмы топливоподачи должны быть тщательно уплотнены и оборудованы устройствами, обеспечивающими чистоту воздуха в помещении в соответствии с санитарными нормами. Запыленность и в необходимых случаях загазованность воздуха (содержание СО) в помещениях системы топливоподачи должны контролироваться по графику, утвержденному техническим руководителем.
При работе аспирационных устройств должна быть обеспечена в соответствии с нормами очистка удаляемого воздуха от пыли.
Уборка помещений и оборудования производится по утвержденному графику и должна быть механизированной (смывом водой или пылесосом).
Производить гидроуборку при температуре в помещениях ниже 5°С, а также при нарушенной герметической заделке облицовки и швов внутренних помещений не допускается.
В процессе разгрузки, транспортирования, дробления и перегрузки практически всех видов твердого топлива с одного механизма на другой на тракте топливоподачи образуется пыль. К особенно пылящим топливам относятся нерюнгринский, экибастузский, канско-ачинский угли, торф, АШ, тощий уголь. Потоки воздуха, особенно вдоль наклонных галерей, способствуют распространению пыли по топливоподающему тракту, что недопустимо в эксплуатации по следующим причинам:
— концентрация пыли в воздухе может достичь пожаро- и взрывоопасных значений;
— пыль, особенно с примесью двуокиси кремния, вредна для здоровья обслуживающего персонала;
— для уборки пыли требуются значительные трудозатраты.
Взвешенная в воздухе пыль углей, сланца, торфа, полукокса и лигнита (за исключением антрацита и полуантрацита) с размером частиц менее 0,2 мм образует взрывоопасную смесь, которая при наличии источника воспламенения может вызвать взрыв.
Взрывоопасной является пыль всех топлив с выходом летучих на горючую массу 20% и выше,
Обязательным условием образования взрыва является наличие источников воспламенения пылевоздушной смеси, которыми могут быть: раскаленные частицы топлива (при его самовозгорании): зажженная спичка; искры электросварки и раскаленная окалина; искры при коротком замыкании электропроводов или при скольжении токоприемников по троллеям; разряды статического электричества, накапливающегося в конвейерных лентах с синтетическими обкладками и в барабанах, фугированных синтетическими материалами.

Строительная телотехника

При проектировании жилых, общественных, производственных зданий и сооружений (далее зданий и сооружений) необходимо обеспечивать их тепловую защиту с целью создания оптимальных санитарно-гигиенических условий при разумном расходовании энергоносителей на отопление зданий и сооружений. К комплексу мероприятий, обеспечивающих надлежащую тепловую защиту, относятся:
- оптимальное объемно-планировочное решение зданий и сооружений при минимальной площади наружных ограждающих конструкций
- применение рациональных наружных ограждающих конструкций с использованием в них эффективных теплоизоляционных материалов
- использование современных методов расчета тепловой защиты зданий и сооружений, базирующихся на условиях энергосбережения.

Помимо соответствующих теплотехнических расчетов необходимо учитывать архитектурно-планировочные и конструктивные решения зданий (композиционное решение, ориентация, размеры и герметичность заполнения световых проемов, теплоизоляция ограждений), которые определяют эксплуатационную эффективность и экономичность искусственных средств (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Следует помнить, что даже идеальные в теплотехническом отношении стены и покрытия не дадут ожидаемого эффекта, если композиция здания характеризуется чрезмерным периметром наружных стен, неглубокими помещениями, большими площадями остекления и нерациональной ориентацией по отношению к господствующим ветрам. Поэтому важно уже на первой стадии проектирования, когда выявляются принципиальные решения здания, определяющие его теплотехническую, гигиеническую и экономическую эффективность, правильно оценить тепловой климат и аэрационный режим места строительства по исходным данным и умело пользоваться картами строительно-климатического районирования и зон влажности территории, приведенными в СНиП 23-01-99*. Наибольшее внимание теплотехническим факторам следует уделять при проектировании зданий в экстремальных климатических районах. Существует один общий принцип подхода к проектированию зданий для северных и южных (с сухим жарким климатом) районов: здания должны быть компактными с высокой теплоинерционностью ограждений и минимально допустимыми световыми проемами, чтобы на севере обеспечивалась минимальная теплоотдача зимой, а на юге - максимальная защита от солнечной радиации летом.

Основные понятия и определения раздела теплотехника.

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность— это процесс переноса энергии от теплой части материала к холодной частицами этого материала (т.е. молекулами). Надо помнить, что это только один из «источников» потерь тепла.

Теплопроводность — способность материальных тел к переносу энергии (теплообмену) от более нагретых частей тела к менее нагретым телам, осуществляемому хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т.п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур , но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло.

Энергетическая система.

Теплопроводность– вид передачи теплоты между неподвиж-

ными частицами твердого, жидкого или газообразного вещества.

Таким образом, теплопроводность – это теплообмен между части-

цами или элементами структуры материальной среды, находящими-

ся в непосредственном соприкосновении друг с другом. При изуче-

нии теплопроводности вещество рассматривается как сплошная мас-

са, его молекулярное строение игнорируется. В чистом виде тепло-

проводность встречается только в твердых телах, так как в жидких и

газообразных средах практически невозможно обеспечить непод-

вижность вещества.

Большинство строительных материалов являются пористыми те-

лами. В порах находится воздух, имеющий возможность двигаться, т.е.

переносить теплоту конвекцией. Считается, что конвективной состав-

ляющей теплопроводности строительных материалов можно пренеб-

речь ввиду ее малости. Внутри поры между поверхностями ее стенок

происходит лучистый теплообмен. Передача теплоты излучением в

порах материалов определяется главным образом размером пор, пото-

му что чем больше поры, тем больше разность температуры на ее стен-

ках. При рассмотрении теплопроводности характеристики этого про-

цесса относят к общей массе вещества: скелету и порам совместно.

Ограждающие конструкции здания, как правило, является плос-

ко-параллельными стенками, теплоперенос в которых осуществля-

ется в одном направлении. Кроме того, обычно при теплотехниче-

ских расчетах наружных ограждающих конструкций принимается,

что теплопередача происходит при стационарных тепловых усло-

виях, т.е. при постоянстве во времени всех характеристик процесса:

теплового потока, температуры в каждой точке, теплофизических

характеристик строительных материалов. Поэтому важно рассмот-

реть процесс одномерной стационарной теплопроводности в од-

нородном материале, который описывается уравнением Фурье:

qт=- λ (dt/dx)

где qт – поверхностная плотность теплового потока, проходящего че-

рез плоскость, перпендикулярную тепловому потоку, Вт/м2;

λ – теплопроводность материала, Вт/м·°С;

t – температура, изменяющаяся вдоль оси x,°С.

Отношение dt/dx носит название градиента температуры, оС/м,

и обозначается grad t. Градиент температуры направлен в сторону

возрастания температуры, которое связано с поглощением теплоты и

уменьшением теплового потока. Знак минус, стоящий в правой час-

ти уравнения , показывает, что увеличение теплового потока не

совпадает с увеличением температуры.

Теплопроводность λ является одной из основных тепловых

характеристик материала. Как следует из уравнения (2.1) тепло-

проводность материала – это мера проводимости теплоты мате-

риалом, численно равная тепловому потоку, проходящему сквозь

1 м2 площади, перпендикулярной направлению потока, при гра-

диенте температуры вдоль потока, равном 1 °С/м (рис. 1). Чем

больше значение λ, тем интенсивнее в таком материале процесс

теплопроводности, больше тепловой поток. Поэтому теплоизоля-

ционными материалами принято считать материалы с теплопро-

водностью менее 0,3 Вт/м·°С.__

18. Теплоизолирующая способность отдельной конструкции. Основные понятия и определения: теплопроводность, коэффициент теплопроводности, термическое сопротивление, общее требуемое сопротивление теплопередаче, коэффициенты тепловосприятия и теплоотдачи.

Теплоизолирующая способность– способность ограждающей конструкции при одностороннем огневом воздействии ограничивать рост температуры не обогреваемой поверхности выше установленного уровня.

Теплопроводность– вид передачи теплоты между неподвижными частицами твердого, жидкого или газообразного вещества. Таким образом, теплопроводность – это теплообмен между частицами или элементами структуры материальной среды, находящимися в непосредственном соприкосновении друг с другом.

Количественно способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К).

Термическое сопротивление — тепловое сопротивление, способность тела (его поверхности или какого-либо слоя) препятствовать распространению теплового движения молекул.

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (англ. R-value) (также коэффициент теплосопротивления, теплосопротивление и термическое сопротивление) применяется в строительстве. При общих равных условиях, это отношение разности температур по краям изоляционного материала к величине теплового потока (теплопередача на единицу площади, Q ˙ A {\displaystyle {\dot {Q}}_{A}} ) проходящего сквозь него, т.е. R = Δ T / Q ˙ A {\displaystyle R=\Delta T/{\dot {Q}}_{A}} . Коэффициент теплосопротивления отражает свойства любого материала и выражается как плотность материала, делённая на теплопроводность. Для определения теплосопротивления всей площади материала, мера теплосопротивления делится на площадь материала. Например, если имеется расчётная мера теплосопротивления стены, её необходимо разделить на площадь среза стены и получить нужное теплосопротивление. Коэффициент теплопроводности материала, обозначаемый как k, обратно пропорционален теплосопротивлению. Он также называется коэффициентом поверхностной проводимости и обозначается h^[1] Чем больше это число, тем лучше эффективность изоляции.^[2] Мера теплосопротивления R обратно пропорциональна коэффициенту теплоусвоения U.(википедия)

Принципы построения графика распределения температур в толщине ограждения (привести сам график). Варианты распределения температур в толще стены в зависимости от состава и конструкции стены.

Возможность формирования в наружной ограждающей конструкции зоны конденсации и ее границы при проектировании весьма наглядно устанавливается графоаналитическим методом путем построения на чертеже сечения наружной ограждающей конструкции трех графиков расчетно установленных величин распределения по сечению ограждения послойно - для слоистого ограждения или в сечениях с одним шагом по толщине конструкции - для однослойных). Это графики температур τ на границах слоев (или шагов), E - упругости насыщенного водяного пара, е - парциального давления водяного пара на границах слоев (рис.7.6).
Как видно из рис. 7.6 в однослойных конструкциях и конструкциях с утеплителем с наружной стороны ограждения график парциальное давление водяного пара (е) расположен по всем слоям существенно ниже расположения графика Е (предельного насыщения), что указывает на отсутствие зоны конденсации в конструкции.

В конструкции с плотным слоем с наружной стороны парциальное давление е особенно на границе плотного и пористого слоев выше насыщенного, что показывает пересечение графиков е и Е и свидетельствует о формировании зоны конденсации водяного пара в толще ограждающей конструкции. Граница зоны конденсации располагаются между точками E₁ и Е₂ пересечение линии Е касательными, проведенными из точек е_в.п и е_н.п на поверхностях конструкции.

Многослойные наружные стены с использованием эффективного теплоизоляционного материала имеют преимущество в повышении теплозащитных качеств здания по сравнению с однослойными наружными стенами. Однослойные наружные стены эффективны при применении легкого бетона плотностью менее 1000 кг/м 3 , ячеистого бетона плотностью менее 800 кг/м 3 и кладки из пустотелых керамических или силикатных камней и кирпичей.

Типы общественных зданий для различных климатических районов.

В зависимости от климатического района строительства типы общественных зданий должны быть принципиально отличными по архитектурному образу, планировочному и конструктивному решению и применяемым материалам.

Общественное здание должно быть запроектировано таким образом, чтобы при его эксплуатации выполнение установленных требований к микроклимату помещений и другим условиям обеспечивало эффективное расходование энергетических ресурсов. Рекомендуется применять энерго- и теплосберегающие технологии (фасадные и кровельные системы и др.), возобновляемые источники энергии (солнечную, ветровую и т.п.).

На территориях I климатического района (кроме климатического подрайона IB ) применяются следующие типы жилых зданий: секционный, коридорный и коридорно-секционный.

Для защиты от неблагоприятных климатических условий I района (кроме подрайона IB ) многоквартирные жилые здания проектируются:
- с компактным объемом, по возможности с обтекаемой формой, во избежание снегозаносов (в климатических подрайонах I Б и I Г с пурговыми условиями - при выпадении снега, сопровождаемого ветром 5 м/с и более);
- с широким корпусом при минимальной удельной площади периметра наружных стен;
- с глухими торцевыми фасадами с наветренной стороны здания;
- с минимальным количеством входов в здание и двойными тамбурами при входах;
- с проветриваемым подпольем (в условиях вечной мерзлоты);
- с закрытыми отапливаемыми лестницами.
При этом в особо суровых условиях рекомендуется проектировать крипто климатические комплексы (согласно рисунку 3 СНиП 23-01).

На территориях климатических подрайонов I Б , I Г, II А и II Г для создания ветрозащитной жилой застройки следует применять жилые здания секционного, коридорного, коридорно-секционного типов с ветрозащитными планировочными решениями. Допускается использовать жилые здания указанных типов с обычными планировочными решениями, располагая их с подветренной стороны жилых зданий, выполненных с ветрозащитными мероприятиями. При этом в жилых зданиях с обычными планировочными решениями наветренные фасады должны иметь минимальные по площади оконные проемы при обеспечении нормативных требований по инсоляции и освещенности, а на благоприятных по ветровому режиму фасадах для улучшения условий инсоляции помещений рекомендуется проектировать эркеры с асимметричной формой плана.

На территориях климатических подрайонов IA , I Б, I Г и I Д входы в жилые здания должны быть утеплены, а на территориях I Б и I Г , кроме того, защищены от ветра и снегозаносов. При этом рекомендуется заглублять их в объем жилого здания, а входные двери предусматривать самозакрывающимися. На территориях климатических подрайонов I Б и I Г рекомендуется проектировать входы в жилые здания с двух сторон, со сквозным проходом, с проходом к лестничной клетке (или лестнично-лифтовому узлу) через тамбур и вестибюль (для снижения инфильтрации холодного воздуха).

На территориях климатических подрайонов IA , I Б, I Г и I Д в жилых зданиях высотой 4 этажа и более следует исключить совмещенные кровли, предусматривая утепленные (или отапливаемые) чердачные помещения.

На территориях климатических подрайонов I A и I Д с особо морозными условиями в целях защиты от низких температур следует проектировать крытые отапливаемые переходы от жилых зданий к зданиям повседневного общественного обслуживания (детским дошкольным и общеобразовательным учреждениям, предприятиям розничной торговли повседневного спроса).

На территориях климатических подрайонов I Б и I Г с пурговыми условиями во избежание образования наледей следует проектировать между жилыми и общественными зданиями крытые неотапливаемые вентилируемые переходы.

На территориях климатического подрайона IB , II и III климатических районов рекомендуется проектировать многоквартирные жилые здания секционного, коридорного, коридорно-секционного и блокированных типов, а также смешанных типов - секционно-блокированного, коридорно-блокированного. Допускается проектировать галерейные жилые здания при условии устройства между ними перекрытого внутреннего двора.

На территориях климатических подрайонов IV Б и IV Г рекомендуется проектировать многоквартирные жилые здания следующих типов: секционные, коридорные, галерейные (кроме территорий с пыльными бурями), блокированные (2 - 3 -этажные с приквартирными двориками в плотной застройке), а также смешанных типов. Рекомендуется, при необходимости, проектировать жилые здания с шумозащищенными планировочными структурами и ветрозащитными решениями. При этом следует обеспечивать микроклимат жилища путем сквозного или углового проветривания помещений квартир, применения кондиционирования воздуха, элементов солнцезащиты , в том числе устройств вертикального озеленения, и т.д.

На территориях климатического подрайона IV Б с повышенной влажностью воздуха жилую застройку следует проектировать, обеспечивая ее интенсивное проветривание. При этом рекомендуется предусматривать постановку жилых зданий, обеспечивающую максимальную аэрацию придомовой территории, а также формирование открытых рекреационных пространств.

Рекомендуется применять:
- галерейные и секционно-галерейны е жилые здания с узким корпусом, как правило около 10 м, обеспечивающим малую тепловую инерцию.
- лестничные клетки типов Л1 и Л2 с решетчатыми ограждениями;
- незастроенные (частично или полностью) первые этажи;
- ветрозащитные экраны, козырьки, свесы крыш, отмостки из светлых материалов, сплошной фронт лоджий или балконов с раскрываемым (трансформируемым) остеклением для влагозащиты наветренных фасадов;
- солнцезащитные устройства, в том числе солнцезащитные экраны на относе, скомпонованные с летними помещениями, располагаемыми вдоль одного или двух фасадов;
- наружные стены, расположенные между лоджией, ориентированной на наветренную сторону, и примыкающим помещением, с балконными дверями, имеющими две и более раскрываемые или раздвигаемые створки.
На территориях климатического подрайона IV Г со скоростью ветра до 2 м/с без пыльных бурь рекомендуется применять многоквартирные жилые здания:
- секционного, коридорного и коридорно-секционного типов этажностью, как правило, до 9 этажей - с лоджиями, расположенными со смещением по отношению к оконному проему, и с шахтами для аэрации;
- с открытыми пространствами об щ его пользования на промежуточных этажах в многоэтажных жилых зданиях;
- блокированные 2 - 3 -этажные жилые дома с внутренними двориками.

Есть один общий принцип подхода к формированию здания для северных и южных (с сухим жарким климатом) районов: здание должно быть компактным, с высокой теплоинерционностью ограждений и минимально допустимыми светопроемами, чтобы на севере обеспечивалась минимальная теплоотдача зимой, а на юге-максимальная защита от солнечной радиации летом. При этом здание в жарко-сухих районах отличается по своему архитектурному решению тем, что имеет ярко выраженную пластику фасадов за счет наружных солнцезащитных устройств на светопроемах и иногда самозатеняемой фактуры стен. Иной характер имеет здание в районах с жарким влажным климатом: свободная павильонная композиция, способствующая интенсивному проветриванию застройки, галерейный принцип планировки здания, облегченные конструкции.

Чтобы оптимизировать теплопотери здания зимой и его хладопотери летом, необходимо так запроектировать ограждающие конструкции, чтобы они удовлетворяли основным нормативным требованиям к сопротивлению теплопередаче, теплоустойчивости, влажностному режиму и воздухопроницаемости.

Как климат влияет на конструктивное и объёмно-планировочное решение здания?

Южные районы - массивные стены, замкнутая планировка, обводнение территорий, небольшие окна. Материалы: керамика, мрамор.
Влажные районы – открытые планировки, трансформированные внутренние перегородки, лёгкие ограждающие конструкции.
Северные районы – массивные стены, крупная пластика зданий, активная теплозащита.

В зданиях I, II и III климатических районов и IV климатического подрайона при всех наружных входах в вестибюль и лестничные клетки следует предусматривать на первом этаже тамбуры глубиной не менее 1,2 м и шириной, равной ширине входной двери плюс не менее 0,3 м. Тамбуры должны иметь естественное освещение. Входы в здания в климатических подрайонах 1а, 1б и 1г должны иметь тамбуры, планировка и размещение которых должны предусматривать возможность устройства как прямого (сквозного) прохода в здание, так и бокового (с поворотом).

В актовых залах и аудиториях на 150 мест и более зданий высших учебных заведений, размещаемых в III и IV климатических районах, при наличии технико-экономических обоснований следует принимать оптимальные параметры воздушной среды.