Микроклимат помещений. Параметры микроклимата

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата

ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха.

Параметры микроклимата

В помещениях жилых и общественных зданий следует обеспечивать оптимальные или допустимые параметры микроклимата в обслуживаемой зоне.

Параметры, характеризующие микроклимат в жилых и общественных помещениях:

- температура воздуха;

- скорость движения воздуха;

- относительная влажность воздуха;

- результирующая температура помещения;

- локальная асимметрия результирующей температуры.

Системы инженерного оборудования зданий

Инженерное оборудование зданий включает: системы вентиляции, водоснабжения (холодного и горячего), канализации, отопления, кондиционирования воздуха, газоснабжения, искусственное освещение, электрооборудование, внутренний транспорт (пассажирские и грузовые лифты), средства мусороудаления, пылеуборки, пожаротушения, телефонизацию, радиофикацию и другие виды внутреннего благоустройства.

Виды теплообмена. Теплопередача.

Теплопередача — физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему, либо непосредственно (при контакте), или через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к менее горячему, что является следствием второго закона термодинамики.

Второй Закон Термодинамики, как и Первый (Закон сохранения энергии) установлен эмпирическим путем. Впервые его сформулировал Клаузиус: "теплота сама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении".

Существуют три вида теплопередачи:

теплопроводность — теплопередача от более нагретых участков твердых тел к менее нагретым;

конвекция — передача теплоты струями жидкостей или газов;

Излучение — передача теплоты посредством электромагнитных волн.

Теплопередача через наружные ограждения.

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru

Зимний воздушно-тепловой режим здания. Расчётные параметры микроклимата.

Тепловой баланс помещения.

Отопление должно поддерживать постоянной температуру в помещении, что достигается при равенстве, равновесии между тепловыми потерями здания и теплопритоком. Уравнение теплового баланса:

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru ,

где Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - потери из-за теплопередачи через наружные ограждения (стены, пол, чердачные перекрытия);

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - потери инфильтрацией из-за поступления холодного воздуха в помещения через неплотности наружных ограждений;

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - добавочные потери (испарение жидкостей, …);

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru -теплота на подогрев холодных предметов (материалов) и транспорта ( Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru );

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - внутренние тепловыделения.

Основные потери через отдельные ограждения определяются по формуле:

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru ,

где Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - площадь ограждения,

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru и Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха,

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - общее сопротивление теплопередаче, (м2 К)/Вт,

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 К),

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - коэффициент, который зависит о положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху.

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru ,

где Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - термическое сопротивление тепловосприятию внутренней поверхности ограждения,

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - термическое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности,

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - число слоев ограждения,

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - толщина Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru -го слоя, м,

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru - коэффициент теплопроводности материала Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru -го слоя, Вт/(м К).

Величины Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru , Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru , Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru , Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru , Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru , Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru берутся из справочных таблиц.

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru исчисляют в процентах от основных потерь тепла:

1) для ограждений, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад добавка 10%, а на юго-восток и запад – 5%;

2) если скорость ветра зимой в данной местности не более 5 м/с, то

- если ограждение защищено от ветра добавка 5%,

- если не защищено – 10.

При скорости ветра 5-10 м/с добавки удваиваются, при скорости более 10 м/с – утраиваются;

3) если 2 и более наружные стены – 5%.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Обязательное

1. Основные и добавочные потери теплоты следует определять суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений по формуле

Q=A(tp-text )(1+Sb )n/R, (1)

где А — расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;

R — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2С/Вт. Сопротивление теплопередаче конструкции следует определять по СНиП 11-3-79** (кроме полов на грунте); для полов на грунте — в соответствии с п. 3 настоящего приложения, принимая R = Rc для неутепленных полов и R = Rh, для утепленных;

tp — расчетная температура воздуха, °С, в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м;

texp ~ расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения—при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения;

b — добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с п. 2 настоящего приложения;

п — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП 11-3-79**.

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

Обязательное

2.* Добавочные потери теплоты b через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-западе размере 0,1, на юго-восток и запад— в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1—в других случаях;

б) в помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через стены, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме жилых), а во всех жилых помещениях — 0,13;

в) через необогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40°С и ниже (параметры Б) — в размере 0,05,

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий Н, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:

0,2 Н — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27 H — для двойных дверей с тамбурами между ними;

0,34 H — для двойных дверей без тамбура;

0,22 H — для одинарных дверей;

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, — в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 — при наличии тамбура у ворот,

Примечание. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам “г” и “д” не следует учитывать.

3. Сопротивление теплопередаче следует определять:

а) для неутепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности l < 1,2 Вт/(м2 Ч °С) по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам, принимая Rc, м2 Ч °С/Вт, равным:

2,1 - для I зоны;

4.3 - для II зоны;

8,6 - для III зоны;

14,2— для IV зоны; (для оставшейся площади пола):

б) для утепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности lh < 1,2 Вт/(м2 Ч °С) утепляющего слоя толщиной d, м, принимая Rhм2Ч°С/Вт по формуле:

Rh=Rc+d/lh;

в) для полов на лагах, принимая Rh, м2 Ч °С/Вт, по формуле

Rh=1,18(Rc+d/l);

4. Потери теплоты через ограждающие конструкции производственных помещений со значительными избытками теплоты следует рассчитывать с учетом лучистого теплообмена между источниками теплоты и ограждениями.

Системы отопления зданий

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru Система отопления это: комплекс элементов, предназначенных для получения, переноса и передачи тепла в обогреваемые помещения. Система отопления состоит из:

1. Генератора тепла.

2. Теплопроводов.

3. Отопительных.

Генератор тепласлужит для получения теплоты и передачи ее теплоносителю.

Генераторами тепла могут служить:

1. Котельные установки на ТЭС, КЭС.

2. Печи.

Теплопроводы – для транспортировки теплоносителя от генератора тепла к отопительным приборам. Теплопроводы системы отопления подразделяют на магистрали, стояки и подводки (лежаки) к приборам.

Отопительные приборы – служат для передачи тепла от теплоносителя воздуху отапливаемых помещений.

Основные требования, предъявляемые к системе отопления:

1. Санитарно-гигиенические – обеспечение СНиПами температур во всех точках помещения и поддержание температур внутренних поверхностей наружных ограждений и отопительных приборов на определенном уровне.

2. Экономические – обеспечение минимальных затрат на изготовление и эксплуатацию системы (возможность унифицирования узлов, деталей).

3. Строительные – обеспечение соответствия архитектурно-планировочным и конструктивным решениям. Увязка размещения отопительных приборов со строительными конструкциями.

4. Монтажные – обеспечение монтажа индустриальными методами с максимальным использованием унифицированных узлов, при минимальном количестве типоразмеров.

5. Эксплуатационные – простота и удобство обслуживания, управления, ремонта, надежность, безопасность, бесшумность действия.

6. Эстетические – минимальная площадь, сочетаемость с архитектурными решениями.

Все перечисленные требования важны, и их необходимо учитывать при выборе и проектировании системы отопления. Но наиболее важными требованиями все же остаются санитарно-гигиенические требования.

Свойства теплоносителей

Вода – обладает высокой теплоемкостью, большой плотностью (950 кг/м3), несжимаема, при нагревании расширяется.

Пар – малая плотность, высокая подвижность.

Воздух - малая плотность и теплоемкость, большая подвижность.

Насосная система отопления.

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru

ГТУ

Газотурбинные установки имеют высокую маневренность и их проектируют для покрытия пиковых нагрузок.

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru

принципиальная схема ГТУ

Воздух из атмосферы, проходит очистку и подогрев (если требуется), подается в воздушный компрессор 1, где сжимается и затем направляется в камеру сгорания 2, где его часть сжигается с газом 3. После камеры сгорания горячая газо-воздушная смесь совершает работу в газовой турбине 4, и передает энергию на генератор 5.

ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru

Принципиальная схема ТЭЦ с производственной нагрузкой

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru

Принципиальная схема ТЭЦ с отопительной нагрузкой

Теплоэлектроцентрали работают в базовом режиме нагрузок.

На ТЭЦ устанавливаются теплофикационные турбины с отбором пара на промышленного потребителя или на установку сетевого водоснабжения.

· 9 – потребитель.

· 10 – подогреватель сетевой воды

· 11 – сетевой насос

· 12 – конденсатный насос сетевого подогревателя

На некоторых ТЭЦ устанавливаются противодавленческие турбины типа Р( без конденсатора), пар от которых идет на потребителя.

ПГУ

В настоящее время наибольшую популярность приобрело проектирование парогазовых установок. КПД таких установок существенно выше, чем отдельных ГТУ или паровых турбин.

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата - student2.ru

Принципиальная схема ПГУ

Выхлопные газы ГТУ направляются в котел-утилизатор, для генерации пара для паровой турбины.


Смотри вопрос № 29.

Конструкция теплопроводов. Требования к теплопроводам.

В общем случае теплопровод состоит из трех основных элементов:

1) рабочего трубопровода, по которому транспортируется теплоноситель и который в современных условиях обычно выполняется из стальных труб, соединенных между собой с помощью сварки;

2) изоляционной конструкции, предназначенной для защиты наружной поверхности стального трубопровода от коррозии и теплопровода в целом от тепловых потерь;

3) Несущей конструкции, воспринимающей весовую нагрузку теплопровода и другие усилия, возникающие при его работе, а также разгружающей стальной трубопровод и его изоляционную конструкцию от нагрузки окружающей среды (веса грунта, движущегося наземного транспорта, ветра и т.д.).

В зависимости от используемых материалов изоляционная конструкция теплопровода может выполняться как в виде одного элемента, так и в виде нескольких последовательно
соединенных элементов, например нескольких наложенных друг на друга слоев изоляции, каждый из которых выполняет отдельную задачу (антикоррозионную защиту, тепловую защиту, защиту изоляции от влаги).

Современные теплопроводы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

1) надежная прочность и герметичность трубопроводов и установленной на них арматуры при ожидаемых в эксплуатационных условиях давлениях и температурах теплоносителя;

2) высокое и устойчивое в эксплуатационных условиях тепло- и электросопротивление, а также низкие воздухопроницаемость и водопоглощение изоляционной конструкции;

3) индустриальность и сборность; возможность изготовления в заводских условиях всех основных элементов теплопровода, укрупненных до пределов, определяемых типом и
мощностью подъемно-транспортных средств; сборка теплопроводов на трассе из
готовых элементов;

4) возможность механизации всех трудоемких процессов строительства и монтажа;

5) ремонтопригодность, т.е. возможность быстрого обнаружения причин возникновения отказов или повреждений и устранение их и их последствий путем про ведения ремонта
в заданное время;

б) экономичность при строительстве и эксплуатации.

Все подземные теплопроводы работают в условиях высокой влажности и повышенной температуры окружающей среды, т.е. в условиях весьма благоприятных для коррозии металлических сооружений. Поэтому важнейшим элементом является изоляционная конструкция, назначение которой не только защита теплопровода от тепловых потерь, но и
защита трубопровода от наружной коррозии.

Высокое тепловое сопротивление изоляционной конструкции, что означает низкий коэффициент теплопроводности изоляционного слоя, необходимо для снижения тепловых потерь теплопровода.

Требование низкого влагопоглощения также связано с задачей снижения тепловых потерь, так как при увлажнении изоляционного слоя повышается его теплопроводность и возрастают тепловые потери.

Наружная поверхность стальных подземных трубопроводов подвержена воздействию электрохимической и электрической коррозии. Основным агентом, вызывающим коррозию подземных теплопроводов, является кислород, растворенный во влаге, поступающей из окружающего грунта через изоляцию к поверхности трубы. Процесс коррозии интенсифицируется при наличии во влаге, поступающей из грунта, или в изоляционном слое, через который проходит влага, агрессивных веществ: диоксида углерода (СО2) сульфатов (SО4) или хлоридов (С1).

Другим источником поступления кислорода к наружной поверхности стального трубопровода является воздух. Обогащая влагу кислородом, воздух интенсифицирует коррозию. Поэтому для защиты наружной поверхности стальных трубопроводов от электрохимической коррозии необходимо обеспечить не только низкое водопоглощение, но и низкую воздухопроницаемость изоляционной конструкции.

В том случае, когда изоляционный слой выполнен из пористого материала, например минеральной ваты, пенобетона, битумоперлита и др., необходимо защитить его от внешней влаги и воздуха наружным покрытием из материала с низким водопоглощением и низкой воздухопроницаемостью, например из полиэтилена или изола. Основной метод защиты подземных теплопроводов от электрохимической коррозии заключается в выполнении изоляционного слоя из материала с высоким влаго и электросопротивлением.

Из современных антикоррозионных покрытий наиболее надежным и долговечным при температуре С°теплоносителя до 200 является стеклоэмалевое покрытие, выполняемое из рекомендованных Всероссийским научно-исследовательским институтом строительства трубопроводов (ВНИИСТ) силикатных эмалей 105Т и 64/64, накладываемых на предварительно очищенную поверхность стальных труб.

Источниками электрической коррозии стальных подземных теплопроводов обычно служат установки постоянного тока, например электрифицированные железные дороги и трамваи, с рельсовых путей которых электрический ток стекает в землю. В анодных зонах, где ток стекает с металлических трубопроводов в грунт, происходит разрушение трубопроводов. Соотношение между током, текущим по рельсам, и блуждающим током определяется соотношением электрических сопротивлений рельсов и системы почва—подземные сооружения.

Для ограничения натекания блуждающих токов на подземные теплопроводы могут быть использованы разные методы или их комбинации, в том числе:

1) создание высокого электрического сопротивления между металлическим трубопроводом и окружающей средой на всем его протяжении (выполнение теплоизоляционной конструкции из материала с высоким электрическим сопротивлением или наложение на наружную поверхность трубопровода покровного слоя, имеющего высокое электросопротивление);

2) увеличение переходного электрического сопротивления на границе рельсы — грунт (укладка рельсовых путей на основание из битумизированного гравия, имеющего повышенное электросопротивление);

3) повышение электрического сопротивления грунта вокруг теплопровода;

4) повышение продольного электрического сопротивления теплопровода путем его электрического секционирования (установка электроизолирующих прокладок между фланцами и электроизолирующих футляров на болтах в местах соединения отдельных секций трубопроводов);

5) увеличение продольной электропроводности рельсового пути посредством установки электропроводящих перемычек между отдельными звеньями рельсов в местах их стыковки.

Естественная вентиляция

В системах воздухообмена с естественной тягой перемещение воздуха происходит вследствие различных факторов:

· разности температуры атмосферного и комнатного воздуха (аэрация);

· разности давлений "воздушного столба" между нижним уровнем (обслуживаемым помещением) и верхним уровнем - вытяжным устройством, установленным на кровле здания;

· в результате «ветрового» давления.

Системы естественной вентиляции помещений не требуют больших вложений в вентиляционное оборудование, легки в установке и не нуждаются в электроэнергии для своей работы. Однако их работа зависит от переменных факторов, таких как, температура воздуха или направление и скорость ветра. К тому же небольшое располагаемое давление ограничивает их эксплуатацию.

Механическая вентиляция

Механические системы вентиляции работают на базе вентиляционного оборудования и различных приборов, позволяющих перемещать воздух на значительные дистанции. Их работа может требовать весьма значительных затрат электроэнергии.

Однако существенным плюсом механических вентиляционных систем является то, что они могут подавать и удалять воздух в необходимом количестве автономно, независимо от условий окружающей среды. При необходимости воздух можно подвергать обработке (очистке, нагреву, охлаждению).

Одной из попыток совместить преимущества естественной и механической вентиляционных систем стала создание так называемых смешанных систем. Типичным примером такой системы является вентиляция Аэрэко.

Тип вентиляции, оптимально подходящей к конкретному помещению, определяется еще на стадии проектирования, исходя из санитарно-гигиенических условий, а также на основании экономических и технических соображений.

Местная вентиляция

При местной вентиляции воздух подается на определенные места (местная приточная система), а удаляется только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная система).

Местной вентиляцией называется такая, при которой воздух подают на определенные места (местная приточная) и загрязненный воздух удаляют только от мест образования вредных выделений (местная вытяжная).

Местная вытяжная вентиляция

Вентиляционные системы данного типа применяются для удаления вредных выделений из локальных зон помещения, когда их распространения по всей площади можно избежать. В производственных помещениях местная вытяжная вентиляция обеспечивает улавливание и отвод вредных веществ (газов, пыли, дыма и т.д.) с помощью отсосов (укрытий в виде шкафов, зонтов, бортовых отсосов, завес).

Местную вытяжную вентиляцию применяют, когда места выделений вредностей в помещении локализованы и можно не допустить их распространение по всему помещению.

Местная вытяжная система в производственных помещениях обеспечивает улавливание и отвод вредных выделений: газов, дыма, пыли и частично выделяющегося от оборудования тепла. Для удаления вредностей применяют местные отсосы (укрытия в виде шкафов, зонты, бортовые отсосы, завесы, укрытия в виде кожухов у станков и др.).

Местные вытяжные системы вентиляции весьма эффективны, так как позволяют удалять вредные вещества непосредственно с места образования, не допуская их распространения по всему помещению.

Однако и они не могут решить всех задач – например, удаления выделений, рассредоточенных на значительной площади или в объеме. В таком случае используют общеобменные типы вентиляционных систем.

Общеобменная вентиляция

Общеобменная вентиляция предназначена для обеспечения воздухообмена во всем помещении или в его значительной части. Общеобменные вытяжные системы равномерно удаляют воздух из всего помещения, а приточные системы подают чистый воздух, распределяя его по всей площади.

Микроклимат помещений. Параметры микроклимата

Наши рекомендации