Схема вентиляции в панельном доме 9 этажей
Содержание
- Как устроена вентиляция в панельном доме
- Преимущества и недостатки различных схем вентиляции панельных конструкций
- Вентиляция в панельном девятиэтажном доме
- Особенности работы системы вентиляции панельного дома
- Современные системы вентиляции для панельного дома
- Заключение
Задача организации нормального газообмена и вентиляции в многоквартирных домах одновременно простая и сложная. Простая- потому, что значительная высота здания позволяет получить хороший уровень тяги, сложная – потому что схема организации вентиляции должна обеспечивать наиболее оптимальный коэффициент смены воздуха в помещении. Для панельного дома, с практически нулевой паропроницаемостью стен, даже небольшое ухудшение качества работы вентиляции мгновенно сказывается на самочувствии жильцов.
Как устроена вентиляция в панельном доме
Современная пассивная вентиляция в панельном доме не особо отличается от тех, которые использовались 50-60 лет назад:
- Схема вентиляции с организацией отбора воздуха из квартир в единый вентиляционный колодец. Такой вариант чаще всего используется в высотных зданиях с этажностью не менее девяти;
- Система с подключением индивидуальных вентиляционных выводов из квартир в сборный коллектор крыше или чердачном помещении;
- Схема с выводом индивидуальных для каждой квартиры вытяжных труб на крышу здания, такие системы характерны для старых 5-ти этажных «хрущевских» панельных домов.
Современная вентиляция работает на спаренных или строенных каналах. Это значит, весь загрязненный воздух из квартиры в панельном доме удаляется из трех санитарных зон, каждая зона оснащена своим воздуховодом – из кухни, из санузла и ванны, и вентиляция основного помещения квартиры.
Преимущества и недостатки различных схем вентиляции панельных конструкций
Первой в многоэтажных домах стала применяться многоканальная система вентиляции. И пока дома строились из кирпича, устройство вентиляции вполне удовлетворяло на приемлемом уровне потребности в воздухообмене в квартирах 5-ти этажного панельного здания. Тем более что многочисленные щели и неплотности в оконных и дверных рамах создавали нормальный подпор и приток воздуха, обеспечивающих стабильные характеристики вытяжной трубы.
С появлением бетонных домов панельных конструкций появилось несколько дополнительных проблем:
- Многоканальная схема оказалась чересчур громоздкой и забирала большой объем пространства внутри здания. Для зданий выше 5-ти этажей такая схема вентиляции становилась все более тяжелой и громоздкой;
- Производительности многоканальной схемы было явно недостаточно для нормального выравнивания притока свежего воздуха по всей квартире в панельном доме, в кухне и санузлах эффективность вентиляции была минимальна, а в жилых помещениях ее работа была избыточной, что зачастую сопровождалось обратным перетоком загрязненного воздуха из сервисных помещений в жилые комнаты;
- В простой многоканальной схеме отсутствовали любые средства регулирования и выравнивания производительности воздуховодов, вне зависимости от этажа панельного дома. Как правило, нижние этажи вентилировались значительно лучше верхних.
К сведению! Такое распределение эффективности воздухозабора приводило к тому, что жильцы первого-второго этажей вынуждены были мириться с интенсивными потерями тепла в зимнее время, а владельцы квартир на верхних этажах рисковали получить отравление из-за плохого удаления продуктов сгорания газа на кухне.
Вентиляция в панельном девятиэтажном доме
Для современного многоэтажного дома в девять этажей проблемы с организацией нормально работающей вентиляции были решены с помощью простого решения. Вместо того, чтобы устраивать отдельно вентиляционные каналы большой протяженности для каждой квартиры панельного 9-ти этажного дома, специалисты построили одну вентиляционную шахту большого диаметра.
Сегодня схема вентиляции в панельном доме 9 этажей использует один главный магистральный воздуховод с подключенными к нему короткими воздуховодами отдельно из каждой квартиры. Сборный коллектор на крыше снабдили дефлектором, усиливающим тягу при ветреной погоде. В первых вариантах системы вентиляции вывод из вентиляционной шахты оборудовали специальной автоматической щелевой решеткой-заслонкой, дающей возможность сохранять постоянную скорость воздуха в главном вентиляционном канале.
Позже от нее отказались, и верхние два этажа панельного дома стали оборудовать по старинке — с индивидуальным выводом вентиляционных каналов на крышу. Таким образом, обеспечивалась стабильная работа главной трубы и отличный уровень вентиляции на верхних этажах. Кроме этого, индивидуальные выводы из каждой квартиры стали подключать не напрямую, а выше, — через два-три этажа. Небольшого и узкого индивидуального вентиляционного канала длиной в пять-семь метров хватало, чтобы значительно улучшить работу вентиляции в квартире панельного дома.
Особенности работы системы вентиляции панельного дома
Среди основных недостатков приведенной системы удаления воздуха в панельном доме наиболее неприятными являются:
- Резкое снижение эффективности пассивных вентиляционных устройств в жару, даже в ночное время или при ветреной погоде;
- Возможный переток удаляемых вентиляцией запахов и газов из одной квартиры в другую. Чаще всего причиной такого эффекта может послужить установленная кем-то из жильцов электровентиляторная система вентиляции в санузле или в кухне. Чтобы избежать подобного явления, необходимо всем жильцам устанавливать активную схему приточно-вытяжной вентиляции с обратным клапаном. В противном случае, повышая эффективность вытяжки в своей квартире,вы,таким образом, создаете условия для смены направления движения воздуха на нижних этажах;
- Падение производительности главной вентиляционной шахты из-за резкого увеличения отложений пыли, различного рода загрязнений на внутренних стенках воздуховодов. Отложения пыли на стенках шахты всего в 0,5 см могут снижать эффективность ее работы до 20%.
Одной из причин накопления грязи и пыли в вентиляционных каналах является отсутствие элементарных схем фильтрации, задерживающих испарения жиров и продуктов горения газа.
Современные системы вентиляции для панельного дома
Низкая эффективность и сильная зависимость от погодных условий все чаще заставляют проектные и строительные организации отказываться от использования пассивных систем воздухообмена в пользу более гибких и эффективных приточно-вытяжных систем с принудительным принципом вентилирования. Де факто они стали стандартом для высотных панельных домов, офисных зданий и торговых центров.
Кроме создания комфортных условий пребывания в панельном доме с помощью систем кондиционирования и вентиляции, такие устройства позволяют эффективно сохранять тепло и снижать затраты на отопление помещений.
Чаще всего в системе для панельного дома применяется забор воздуха с уровня 2-3 этажа, после очистки и увлажнения осевые вентиляторы нагнетают потоки воздуха по наружным вентиляционным коробам по этажам панельного дома. Параллельно работает вытяжная схема, установленная на крыше и отбирающая тепло у отработанного воздуха.
Заключение
Большинство панельных домов старой постройки не могут быть переоборудованы на активный вариант вентиляции и воздухообмена. Кроме того, подобные проекты требуют значительных капитальных затрат, на которые большинство владельцев квартир в панельном доме идти не готовы.В этих условиях улучшить работу схемы можно регулярным обслуживанием и чисткой шахт и вентиляционных магистралей, в среднем один раз в два года. Кроме того возможна установка современных схем дефлекторов, способных усиливать работу вытяжных устройств на 10-15% даже в летнее время.
Как выбрать чугунную печь для бани
Проектирование системы отопления частного дома
Каменная печь для бани и дома
Чем замазать печь, чтобы не трескалась
видео-инструкция по монтажу своими руками, как устроена вентиляционная шахта, схема, устройство, фото и цена
Для комфортного проживания эффективная вентиляционная система играет, пожалуй, еще большую роль, чем строительные материалы, из которых построен дом. Причем, для разных видов строений, используют разные схемы вентиляций. В данной статье мы рассмотрим устройство вентиляции в панельном доме, виды наиболее распространенных схем и их особенности.
Вентиляционная система в панельном доме
Основные требования к проекту вентиляции
К проектам вентиляционных систем для панельных домов предъявляется довольно жесткие требования. В частности, помимо расчета эффективности, инженерам необходимо предотвратить распространение огня по воздуховоду в случае пожара, а также обильное проникновение холодных воздушных масс в помещение зимой.
Кроме того, при расчете систем обязательно учитываются следующие моменты:
- Количество этажей в здании.
- Разделение вытяжных воздушных потоков из «грязных» комнат (кухонь) и чистых.
- Уровень загрязнения внешней среды.
- Категорию строения.
- Уровень внешнего шума.
Поэтому разработкой проектов занимаются профессионалы. Кроме того, для обеспечения необходимых характеристик, строители во время обустройства вентиляции применяют автоматизированные фильтры, пожаробезопасные материалы и прочие современные комплектующие.
Расположение вентиляционного канала в панельной квартире
Особенности вентиляции в панельных домах
Виды вентиляционных систем
На сегодняшний день в панельных домах применяются следующие виды вентиляционных систем:
Естественная | Воздухообмен осуществляется за счет тяги, которая возникает в специальных вентиляционных каналах в результате разности температур внутри здания и снаружи. |
Комбинированная вентиляция | Такая система бывает двух типов:
|
Приточно-вытяжная | В этом случае и приток и вытяжка реализовываются принудительно при помощи специального оборудования. |
На фото — устройство вентиляционной шахты
Современные вентиляционные схемы
В современном строительстве естественные схемы вентиляции практически не встречаются. Наибольшее же распространение получила вентиляционная приточно-вытяжная система. Все каналы такой вентиляции конструктивно объединены единой шахтой.
В малоэтажных домах вентиляционные шахты соединяются на чердаке при помощи большого коллектора. В современных многоэтажных строениях рекомендуется применять разгонные шахты-спутники, которые подсоединяются к центральной магистрали через этаж. Чтобы проще было понять как устроена вентиляционная шахта в панельном доме, ниже приведем ее схему.
Схема устройства вентиляционной шахты и подключения к ней шахт-спутников
Обратите внимание! Исключением в такой схеме зачастую являются два последних этажа, вытяжные каналы которых выводятся наружу напрямую, т.е. без соединения с общим стояком.
Вытяжка воздуха из помещений происходит при помощи вентиляционных отверстий, расположенных под потолком в санитарных помещениях:
- В туалете;
- На кухне;
- В ванной комнате.
Обратите внимание! От пола до выхода вентиляционного канала должно быть не менее двух метров.
Что касается притока воздушных масс, то для каждой вентиляционной системы в панельных домах предусмотрена своя определенная схема.
В частности, многое зависит от наличия или отсутствия подогрева приточных воздушных потоков:
- Если перед подачей воздушные потоки не подогреваются, лучшим решением является их ввод сверху, что позволит ускорить процесс смешения холодного воздуха с теплым воздухом помещения.
- Если воздух подогревается, его желательно подавать выше нагревательного оборудования, или прямо из него.
Наиболее распространенная схема вентиляции в панельном доме 9 этажей
Так же следует отметить, что по способу распределения воздуха, в панельных домах применяются вентиляционные системы двух типов:
- Перемешивающие — высокоскоростной турбулентный воздушный приточный поток вовлекается в окружающий воздух путем инжекции, в результате чего перемешивается со старым воздухом. Таким образом, получается относительно равномерное поле скоростей и температур воздушных масс по всему объему помещения.
Воздухораспределители в таком случае располагаются на стенах под потолком или на самом потолке, если это технически возможно.
- Вытесняющие – воздушные массы в таком случае подаются постепенно с малой скоростью, в результате чего старый воздух вытесняется новым.
Наиболее оптимальными в панельных домах считаются перемешивающие системы, особенно, если при утеплении стен использовались пароизоляционные воздухонепроницаемые материалы.
Вентиляционная решетка
Устранение неисправностей вентиляции в панельных домах
В первую очередь следует сказать, что жильцам панельных многоэтажных домов запрещено осуществлять своими руками монтаж инженерных коммуникаций или прочистку шахты. Если же системы кондиционирования и воздухообмена не работает, разрешается демонтировать вентиляционную решетку и выполнить прочистку прилегающего пространства, к примеру, пылесосом.
Во всех остальных же случаях необходимо обращаться за помощью к специалистам через соответствующие службы. Однако, проблемы с вентиляцией могут быть связаны не только с ее неисправностью. К примеру, иногда могут присутствовать неприятные запахи и запотевать окна даже при работоспособной системе.
Решением такой проблемы может стать более частое проветривание помещения или установка дополнительного вентиляционного оборудования. В частности, отличным решением является установка вентиляционного приточного клапана. Как правило, их монтируют в промежутках между батареями.
Схема установки приточного клапана
Инструкция по установке таких клапанов довольно простая, однако, для выполнения этой работы понадобится специальное оборудование для бурения стены. Кроме того, могут возникнуть сложности с установкой наружной решетки. Поэтому работу лучше доверить специалистам.
На сегодняшний день в продаже имеется большой выбор моделей клапанов, которые отличаются такими параметрами как:
- Диаметр;
- Наличие фильтров;
- Наличие систем контроля температуры и пр.
От количества функций устройства будет зависеть и его цена. Однако, в любом случае, установка даже самого простого клапана обеспечит дополнительный приток свежего воздуха в помещение.
Вывод
Качество воздухообмена в жилых помещениях играет важную роль для здоровья жильцов. Поэтому для обеспечения эффективного воздухообмена в последнее время используют исключительно механические принудительные схемы. Причем, все проекты вентиляционных систем разрабатываются специалистами индивидуально для каждого дома.
Из видео в этой статье можно подчерпнуть некоторую дополнительную информацию по данной теме.
Естественная вентиляция | WBDG – Руководство по проектированию всего здания
Введение
На этой странице
- Введение
- Описание
- Соответствующие нормы и стандарты
- Дополнительные ресурсы
Почти все исторические здания имели естественную вентиляцию, хотя многие из них были скомпрометированы добавлением перегородок и механических систем. С повышением осведомленности о затратах и воздействии использования энергии на окружающую среду естественная вентиляция становится все более привлекательным методом для сокращения потребления энергии и затрат, а также для обеспечения приемлемого качества окружающей среды в помещении и поддержания здорового, комфортного и продуктивного климата в помещении, а не более преобладающий подход с использованием искусственной вентиляции легких. В благоприятных климатических условиях и типах зданий естественная вентиляция может использоваться как альтернатива установкам кондиционирования воздуха, что позволяет сэкономить 10–30 % общего энергопотребления.
Системы естественной вентиляции используют перепады давления для перемещения свежего воздуха по зданиям. Перепады давления могут быть вызваны ветром или эффектом плавучести, создаваемым разницей температур или разницей влажности. В любом случае количество вентиляции будет в решающей степени зависеть от размера и расположения отверстий в здании. Полезно думать о системе естественной вентиляции как о контуре, в котором одинаковое внимание уделяется притоку и вытяжке. Проемы между комнатами, такие как оконные рамы, жалюзи, решетки или открытые планировки, — это методы для завершения контура воздушного потока через здание. Требования норм, касающиеся переноса дыма и огня, создают проблемы для проектировщика системы естественной вентиляции. Например, в исторических зданиях в качестве выхлопной трубы использовалась лестница, что во многих случаях теперь запрещено требованиями кодекса.
Описание
Естественная вентиляция, в отличие от принудительной вентиляции, использует естественные силы ветра и плавучесть для подачи свежего воздуха в здания. Свежий воздух необходим в зданиях для устранения запахов, обеспечения кислородом для дыхания и повышения теплового комфорта. При скорости воздуха в салоне 160 футов в минуту воспринимаемая внутренняя температура может быть снижена на целых 5°F. Однако, в отличие от настоящего кондиционирования воздуха, естественная вентиляция неэффективна для снижения влажности поступающего воздуха. Это накладывает ограничения на применение естественной вентиляции во влажном климате.
A. Типы естественной вентиляции
Ветер может задувать воздух через отверстия в стене с наветренной стороны здания и засасывать воздух из отверстий с подветренной стороны и крыши. Разница температур между теплым воздухом внутри и холодным воздухом снаружи может привести к тому, что воздух в помещении будет подниматься и выходить через потолок или конек, а также поступать через нижние отверстия в стене. Точно так же плавучесть, вызванная разницей во влажности, может позволить сжатому столбу плотного, испарительно охлажденного воздуха заполнить пространство, а более легкому, более теплому и влажному воздуху выйти вверху. Эти три типа эффектов естественной вентиляции более подробно описаны ниже.
Ветер
Ветер создает положительное давление с наветренной стороны и отрицательное давление с подветренной стороны здания. Чтобы выровнять давление, свежий воздух будет поступать в любой наветренный проем и выходить из любого подветренного проема. Летом ветер используется для подачи как можно большего количества свежего воздуха, а зимой вентиляция обычно снижается до уровней, достаточных для удаления избыточной влаги и загрязняющих веществ. Выражение для объема воздушного потока, вызванного ветром:
Qwind = K x A x V, где
Qwind = объем воздушного потока (м 3 /ч)
A = площадь меньшего отверстия (м 2 )
V = скорость наружного ветра (м/ч)
K = коэффициент эффективности
Коэффициент эффективность зависит от угла ветра и относительного размера входных и выходных отверстий. Он колеблется примерно от 0,4 для ветра, дующего в отверстие под углом 45°, до 0,8 для ветра, дующего прямо под углом 90°.
Иногда ветровой поток преобладает параллельно стене здания, а не перпендикулярно ей. В этом случае еще можно вызвать ветровую вентиляцию по архитектурным особенностям или по тому, как открывается створчатое окно. Например, если ветер дует с востока на запад вдоль северной стены, первое окно (которое открывается наружу) будет иметь петли с левой стороны, чтобы действовать как совок и направлять ветер в комнату. Второе окно будет навешиваться на правую сторону, поэтому отверстие будет направлено с подветренной стороны от открытого стекла, а отрицательное давление вытянет воздух из комнаты.
Важно избегать препятствий между наветренными воздухозаборниками и подветренными выхлопными отверстиями. Избегайте перегородок в помещении, ориентированных перпендикулярно потоку воздуха. С другой стороны, принятый проект избегает входных и выходных окон, расположенных прямо напротив друг друга (вы не должны видеть сквозь здание, в одно окно и наружу из другого), чтобы способствовать большему смешиванию и повысить эффективность вентиляция.
Плавучесть
Плавучая вентиляция может быть вызвана температурой (вентиляция дымовой трубы) или влажностью (градирня). Их можно объединить, если охладительная градирня подает охлажденный испарительным воздухом нижний уровень пространства, а затем опирается на повышенную плавучесть влажного воздуха, когда он нагревается, чтобы выпустить воздух из помещения через дымовую трубу. Подача холодного воздуха в помещение герметизируется за счет веса столба холодного воздуха над ним. Хотя и градирни, и дымовые трубы использовались отдельно, автор считает, что градирни следует использовать только в сочетании с дымовой вентиляцией помещения, чтобы обеспечить стабильность потока. Плавучесть возникает из-за разницы в плотности воздуха. Плотность воздуха зависит от температуры и влажности (холодный воздух тяжелее теплого воздуха при той же влажности, а сухой воздух тяжелее влажного воздуха при той же температуре). Внутри самой градирни влияние температуры и влажности направлено в противоположные стороны (температура вниз, влажность вверх). В помещении тепло и влажность, выделяемые людьми и другими внутренними источниками, имеют тенденцию поднимать воздух вверх. Несвежий, нагретый воздух выходит через отверстия в потолке или крыше и позволяет свежему воздуху поступать в нижние отверстия, чтобы заменить его. Вентиляция с эффектом дымовой трубы особенно эффективна зимой, когда разница температур в помещении и на улице максимальна. Вентиляция с дымовым эффектом не будет работать летом (предпочтительнее использовать приводы от ветра или влажности), потому что для этого требуется, чтобы в помещении было теплее, чем на улице, что нежелательно летом. Дымоход, нагретый солнечной энергией, можно использовать для создания эффекта дымовой трубы без повышения температуры в помещении, а солнечные дымоходы очень широко используются для вентиляции биотуалетов в парках. 91/2, где
Qstack = объем скорости вентиляции (м 3 /с)
Cd = 0,65, коэффициент расхода.
A = свободная площадь впускного отверстия (м 2 ), равная площади выпускного отверстия.
г = 9,8 (м/с 2 ). ускорение свободного падения
h = расстояние по вертикали между средними точками входа и выхода (м)
Ti = средняя температура воздуха в помещении (K), обратите внимание, что 27°C = 300 K.
To = средняя температура наружного воздуха (K)
Вентиляция градирни эффективен только при очень низкой влажности наружного воздуха. Следующее выражение для воздушного потока, создаваемого столбом холодного воздуха, создающим давление в системе подачи воздуха, основано на форме, разработанной Томпсоном (1995 г.), с коэффициентом, полученным на основе данных, измеренных в Центре посетителей национального парка Зайон . Эта башня имеет высоту 7,4 м, квадратное сечение 2,4 м и проем 3,1 м 2 .
Qградирня =0,49 * A* [2gh (Tdb-Twb)/Tdb]1/2, где
Qградирня = объем скорости вентиляции (м 3 /s)
0,49 — эмпирический коэффициент, рассчитанный на основе данных Центра посетителей Сиона, штат Юта, который включает поправку на плотность влажности, влияние трения и эффективность испарительной прокладки.
A = свободная площадь впускного отверстия (м 2 ), равная площади выпускного отверстия.
г = 9,8 (м/с 2 ). ускорение свободного падения
h = расстояние по вертикали между средними точками входа и выхода (м)
Tdb = температура наружного воздуха по сухому термометру (K), обратите внимание, что 27°C = 300 K.
Twb = температура наружного воздуха по влажному термометру (K)
Общий воздушный поток при естественной вентиляции является результатом комбинированного воздействия давления ветра, плавучести, вызванной температурой и влажностью, а также любых других воздействий таких источников, как вентиляторы. Воздушный поток от каждого источника может быть объединен по принципу корневого квадрата, как описано в Справочнике ASHRAE — Основы. Наличие механических устройств, использующих комнатный воздух для горения, негерметичных систем воздуховодов или других внешних воздействий может существенно повлиять на работу систем естественной вентиляции.
B. Рекомендации по проектированию
Конкретный подход и конструкция систем естественной вентиляции зависят от типа здания и местного климата. Однако количество вентиляции в решающей степени зависит от тщательного проектирования внутренних пространств, а также от размера и расположения отверстий в здании.
- Максимизируйте ветровую вентиляцию, разместив конек здания перпендикулярно направлению летних ветров.
- Приблизительные направления ветра представлены на сезонных диаграммах «розы ветров», которые можно получить в Национальном управлении океанографии и атмосферы (NOAA). Однако эти розы обычно основаны на данных, полученных в аэропортах; фактические значения на удаленной строительной площадке могут существенно отличаться.
- Здания должны располагаться там, где препятствия для летнего ветра минимальны. Ветрозащитная полоса из вечнозеленых деревьев также может быть полезна для смягчения холодных зимних ветров, которые, как правило, дуют преимущественно с севера.
- Здания с естественной вентиляцией должны быть узкими.
- При естественной вентиляции трудно распределить свежий воздух во все части очень большого здания. Максимальная ширина, которую можно ожидать для естественной вентиляции, оценивается в 45 футов. Следовательно, здания, которые полагаются на естественную вентиляцию, часто имеют сочлененный план этажа.
- Каждое помещение должно иметь два отдельных приточных и вытяжных отверстия. Расположите выхлоп высоко над впуском, чтобы максимизировать эффект дыма. Расположите окна поперек комнаты и сместите их друг от друга, чтобы максимизировать перемешивание в комнате и свести к минимуму препятствия для воздушного потока в комнате.
- Оконные проемы должны открываться пассажирами.
- Предусмотреть вентиляционные отверстия.
- Вентиляционное отверстие в коньке представляет собой отверстие в самой высокой точке крыши, обеспечивающее хороший выход как для плавучести, так и для ветровой вентиляции. Отверстие конька не должно быть загромождено, чтобы воздух мог свободно выходить из здания.
- Обеспечьте достаточный внутренний поток воздуха.
- В дополнение к основному рассмотрению потока воздуха в здание и из здания, большое значение имеет поток воздуха между помещениями здания. По возможности, внутренние двери должны быть открыты, чтобы обеспечить вентиляцию всего здания. Если требуется уединение, вентиляция может быть обеспечена через высокие жалюзи или фрамуги.
- Рассмотрите возможность использования фонарей или вентилируемых световых люков.
- Фонарь или вентилируемый световой люк обеспечат выход застоявшегося воздуха в стратегии плавучей вентиляции. Световой колодец светового люка также может действовать как солнечный дымоход для увеличения потока. Для завершения вентиляционной системы необходимо предусмотреть отверстия ниже в конструкции, например, окна подвала.
- Обеспечьте чердачную вентиляцию.
- В зданиях с мансардой вентиляция чердачного помещения значительно снижает передачу тепла в кондиционируемые помещения ниже. Вентилируемые чердаки примерно на 30°F холоднее, чем невентилируемые чердаки.
- Рассмотрите возможность использования стратегий охлаждения с помощью вентилятора.
- Потолочные вентиляторы и вентиляторы для всего здания могут обеспечить эффективное падение температуры до 9°F при потреблении электроэнергии в десять раз меньше, чем у механических систем кондиционирования воздуха.
- Определите, выиграет ли здание от открытого или закрытого подхода к вентиляции.
- Закрытый подход к зданию хорошо работает в жарком и сухом климате, когда температура днем и ночью сильно меняется. Массивное здание проветривается ночью, а утром закрывается, чтобы не проникал горячий дневной воздух. Затем обитатели охлаждаются за счет лучистого обмена с массивными стенами и полом.
- Открытое строительство хорошо работает в теплых и влажных районах, где температура не сильно меняется от дня к ночи. В этом случае рекомендуется перекрестная вентиляция в дневное время для поддержания температуры в помещении близкой к температуре наружного воздуха.
- Используйте механическое охлаждение в жарком и влажном климате.
- Попытайтесь обеспечить естественную вентиляцию для охлаждения массы здания ночью в жарком климате.
- Открытые лестницы обеспечивают вентиляцию с эффектом дымохода, но соблюдайте все меры предосторожности против пожара и дыма для закрытых лестниц.
Фотография центра для посетителей в Национальном парке Зайон, показывающая градирню с нисходящим потоком воздуха с испарительной средой наверху и вытяжку через высокие окна фонаря.
Фото: Робб Уильямсон
Естественная вентиляция в большинстве климатических условий не будет в 100 % случаев перемещать внутренние условия в зону комфорта. Убедитесь, что обитатели здания понимают, что от 3% до 5% времени температурный комфорт не может быть достигнут. Это делает естественную вентиляцию наиболее подходящей для зданий, где не предполагается кондиционирование помещений. Как проектировщику важно понимать сложность одновременного проектирования естественной вентиляции и механического охлаждения — может быть сложно спроектировать конструкции, рассчитанные на естественную вентиляцию и искусственное охлаждение. Структура с естественной вентиляцией часто включает в себя сочлененный план и большие оконные и дверные проемы, в то время как зданию с искусственным кондиционированием иногда лучше всего подходит компактная планировка с герметичными окнами. Более того, тщательно интерпретируйте данные о ветре. Местная топография, растительность и окружающие здания влияют на скорость ветра, обрушивающегося на здание. Данные о ветре, собранные в аэропортах, могут мало рассказать вам о местных условиях микроклимата, на которые могут сильно влиять естественные и искусственные препятствия. Подсказки о том, какой тип стратегий естественной вентиляции может быть наиболее эффективным, часто можно найти в исторической и народной практике строительства региона.
C. Материалы и методы строительства
Некоторые из материалов и методов, используемых для проектирования надлежащих систем естественной вентиляции в зданиях, включают солнечные дымоходы, ветряные башни и методы управления летней вентиляцией. Солнечный дымоход может быть эффективным решением, когда преобладающие бризы недостаточно надежны, чтобы полагаться на ветровую вентиляцию, и где поддержание температуры в помещении достаточно выше температуры наружного воздуха для создания плавучего потока было бы неприемлемо теплым. Дымоход изолирован от занимаемого помещения и может максимально нагреваться солнцем или другими способами. Воздух просто выбрасывается через верхнюю часть дымохода, создавая всасывание внизу, которое используется для удаления спертого воздуха.
Ветряные башни, часто увенчанные тканевыми парусами, которые направляют ветер в здание, являются обычным явлением в исторической арабской архитектуре и известны как «малкафы». Входящий воздух часто направляется мимо фонтана для достижения испарительного охлаждения, а также вентиляции. Ночью процесс меняется на противоположный, и ветряная башня действует как дымоход для выпуска воздуха из помещения. В современном варианте, называемом «Cool Tower», в верхней части градирни размещаются испарительные охлаждающие элементы для повышения давления приточного воздуха холодным плотным воздухом.
Летом, когда наружная температура ниже желаемой внутренней температуры, окна следует открывать, чтобы максимизировать приток свежего воздуха. Для поддержания внутренней температуры не более чем на 3-5 °F выше наружной температуры требуется большой поток воздуха. В жаркие безветренные дни скорость воздухообмена будет очень низкой, и температура внутри дома будет выше, чем снаружи. Использование принудительной вентиляции или тепловой массы для лучистого охлаждения может иметь важное значение для контроля этих максимальных температур.
D. Инструменты анализа и проектирования
Справочные методы, такие как представленные в ASHRAE’s Fundamentals Handbook или Bansal and Minke’s Passive Building Design: A Handbook of Natural Climatic Control (ISBN: 044481745X), очень полезны при расчете воздушного потока от природные источники для очень простой геометрии зданий.
Вычислительная гидродинамика (CFD): Для прогнозирования деталей естественного воздушного потока можно использовать численные вычислительные модели гидромеханики. Эти компьютерные модели являются подробными и трудоемкими, но они оправданы там, где важно точное понимание воздушного потока. Они использовались для анализа новых зданий, включая атриум здания суда в Фениксе и ангар музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия.
Обширный список журналов, книг и других справочных материалов по естественной вентиляции и другим пассивным технологиям включен в Архив Солнцестояния. Например:
Программа норм энергопотребления зданий Министерства энергетики США
Информационный бюллетень EERE: Естественное охлаждение вашего дома
Программные пакеты для анализа естественной вентиляции включают:
распределение влажности и тепловой комфорт с помощью вычислительной гидродинамики.
FLOVENT: рассчитывает воздушный поток, теплопередачу и распределение загрязнения для строений с использованием вычислительной гидродинамики.
FLUENT: программа вычислительной гидродинамики, полезная при моделировании естественной вентиляции в зданиях. Он моделирует воздушный поток при заданных условиях, поэтому для оценки годовой экономии энергии требуется дополнительный анализ.
STAR-CD: STAR-CD использует вычислительную гидродинамику, чтобы помочь инженерам-строителям, архитекторам и руководителям проектов, которым требуется лучшее и более подробное понимание вопросов, связанных с отоплением и вентиляцией, рассеиванием дыма и загрязняющих веществ, анализом пожарной опасности и проектированием чистых помещений. .
Модели зданий имеют очень ограниченные возможности для преднамеренной естественной вентиляции, но они включают расчет естественной инфильтрации воздуха в зависимости от разницы температур, скорости ветра и эффективной площади утечки, а также графики и определяемые пользователем функции для скорости инфильтрации.
URBAWIND: UrbaWind моделирует ветер в городской местности и автоматически рассчитывает естественный расход воздуха в зданиях в соответствии с эффектами окружающих зданий и местной климатологией.
Проектирование зданий с низким энергопотреблением с помощью Energy-10: программа почасового моделирования, предназначенная для информирования на самых ранних этапах процесса проектирования. Работает на IBM-совместимых платформах. Лучше всего работать с процессором Pentium или выше и 32 мегабайтами оперативной памяти.
DOE-2: комплексное почасовое моделирование; Расчеты дневного света и бликов интегрированы с почасовым моделированием энергопотребления. IBM или совместимый Pentium рекомендуется.
EnergyPlus™: программа моделирования энергопотребления зданий, предназначенная для моделирования зданий с соответствующими потоками энергии, связанными с обогревом, охлаждением, освещением, вентиляцией и другими потоками энергии.
Применение
К основным типам зданий, в которых можно использовать естественную вентиляцию, относятся:
- автобусные остановки, навесы для пикников и другие сооружения, где не ожидается жесткого кондиционирования помещений,
- казармы и другие проекты одно- и многоквартирного жилья,
- большинство небольших отдельно стоящих конструкций в теплом и умеренном климате и
- , ремонтные бассейны и другие многоярусные сооружения в теплом климате.
склады
Соответствующие кодексы и стандарты
- Закон об энергетической политике от 2005 г.
Здания с естественной вентиляцией должны быть спроектированы так, чтобы обеспечивать температурный комфорт, обеспечивать достаточное удаление влаги и загрязняющих веществ, а также соответствовать государственным стандартам энергосбережения или превосходить их.
- Стандарты теплового комфорта зданий определены ASHRAE 55.
- Стандарты адекватной скорости вентиляции и уровней загрязнения можно найти в ASHRAE 62.1 и 62.2.
- Дополнительные стандарты, регулирующие практику вентиляции, были разработаны:
- Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH)
ACGIH устанавливает пороговые предельные значения для химических веществ и физических агентов, а также индексы биологического воздействия. - Управление по безопасности и гигиене труда (OSHA)
OSHA Загрязнители воздуха (1989) исследует допустимые пределы воздействия загрязнителей воздуха (раздел 29 Свода федеральных правил, часть 19). 10.1000).
- Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене (ACGIH)
- Федеральные энергетические стандарты — Министерство энергетики США (DOE) обновило Свод федеральных правил , 10 C.F.R. § 435, чтобы отразить кодифицированную версию Стандарта 90.1 Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Inc./Общества инженеров по светотехнике Северной Америки (ASHRAE/IESNA), чтобы быть ближе к существующему добровольному отраслевому кодексу. Этот новый федеральный стандарт, Свод федеральных правил , 10 C.F.R. § 434 «Энергетический кодекс для новых федеральных коммерческих и многоквартирных многоэтажных жилых домов» является обязательным для всех новых федеральных зданий. Для существующих зданий см. ASHRAE 100 Энергоэффективность существующих зданий . Для жилых зданий применяется стандарт ASHRAE 90.2 «Энергоэффективное проектирование малоэтажных жилых зданий ». Методология и процедуры анализа стоимости жизненного цикла описаны в Своде федеральных правил , 10 C. F.R. § 436.
Соблюдайте все нормы и стандарты, касающиеся переноса дыма и огня, при принятии решения о применении естественной вентиляции и при проектировании системы.
Дополнительные ресурсы
Публикации
- Справочник ASHRAE — основы, глава 26 Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE). Атланта, Джорджия. Хорошее обсуждение уравнений естественной вентиляции и основной источник современной практики принудительной вентиляции.
- Дизайн с климатом от Виктора Олгяй. Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. 1963. Определена зона теплового комфорта человека и исследованы способы обеспечения расширенного комфорта с помощью естественных средств.
- Руководство по энергоэффективной вентиляции , Мартин В. Лиддамент. Центр вентиляции с инфильтрацией воздуха, 1996 г.
- Как работает естественная вентиляция Стивен Дж. Хофф и Джей Д. Хармон. Эймс, ИА: Департамент сельскохозяйственной и биосистемной инженерии, Университет штата Айова, ноябрь 1994 г.
- Характеристики HVAC и здоровье пассажиров В.К. Зибер, М.Р. Петерсен, Л.Т. Стейнер, Р. Малкин, М.Дж. Менделл, К.М. Уоллингфорд, Т.Г. Уилкокс, М.С. Крэндалл и Л. Рид. Журнал ASHRAE , сентябрь 2002 г.
- Наизнанку, Процедуры проектирования пассивных экологических технологий Г.З. Браун, Б. Хаглунд, Дж. Лавленд, Дж. Рейнольдс и М. Уббелоде. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc., 1992. ISBN: 0471898740. Основное обсуждение вопросов естественной вентиляции, предназначенное для студентов-архитекторов.
- Пассивное проектирование зданий: Справочник по управлению естественным климатом Наренда Бансал, Наренда, Герд Хаузер и Гернот Минке. Нидерланды: Elsevier Science BV, 19 лет.94. ISBN: 044481745X. Содержит информацию о физике естественной вентиляции, включая обсуждение уравнений, связанных с эффектами вентиляции от ветра и плавучести.
- Уровень вентиляции и здоровье Олли Сеппянен, член ASHRAE, Уильям Дж. Фиск, PE, член ASHRAE, и Марк Дж. Менделл, доктор философии. Журнал ASHRAE , август 2002 г.
.
Другие
- Вентиляционный центр с инфильтрацией воздуха (AIVC)
- Обзор воздушной информации бюллетень
- Международное энергетическое агентство (МЭА)
- Проект NATVENT (Европа) Томпсон, Лью. Переписка с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии от 26.09.95.
Почему важна циркуляция воздуха
Распечатать/Сохранить как PDF
Строительство коровника на опорах — это сложный строительный проект. Относительно легко увязнуть в мельчайших подробностях при проектировании здания с опорным каркасом .
Например, какой размер вы должны сделать для своего фермерского магазина ? Какая цветовая комбинация лучше всего подходит к вашим уже существующим амбарам ? Должны ли вы включать обшивку ? Как насчет переднего крыльца ? Количество дверей и окон ?
Не поймите нас неправильно; эти детали требуют некоторого размышления. Но вы не хотите упускать из виду или недооценивать особенности здания , которые способствуют структурной целостности , такие как вентиляция амбара и конденсация .
В этой статье обсуждаются четыре способа проветривания здания с опорным каркасом, чтобы предотвратить скопление влаги и рост плесени.
Что такое вентиляция коровника?
Вентиляция – это преднамеренный обмен воздуха внутри помещения без наружного воздуха. Основной целью вентиляции стойлового сарая является предотвращение образования конденсата (т. е. скопления влаги).
Конденсат возникает, когда теплый влажный воздух соприкасается с прохладной поверхностью, например, с нижней частью металлической крыши. Поскольку более холодный воздух не может удерживать столько влаги, сколько более теплый воздух, избыточная влажность превращается в капли воды.
Влага может привести к следующим повреждениям любой конструкции, будь то опорная рама или каркасная конструкция:
- Рост плесени
- Распад пиломатериалов
- Плохое здоровье человека и животных
- Обесцвечивание хранящихся вещей (например, транспортных средств и мебели)
Следовательно, вентилируемые здания работают, чтобы свести к минимуму разницу температур между внутренней и внешней средой за счет всасывания свежего воздуха и удаления застоявшихся частиц.
4 способа проветрить ваше здание с опорной рамой и улучшить циркуляцию воздуха
Как упоминалось выше, вентиляция стойлового сарая имеет большое значение для контроля конденсации. Старая поговорка о строительстве стоек гласит: «Ваш вход настолько хорош, насколько хорош ваш выход». Иными словами, ваш поток воздуха настолько хорош, насколько он способен покинуть ваш амбар.
Давайте посмотрим на ваши варианты вентиляции, не так ли?
1) Выступы
Мы узнали об этом факте в начальной школе, но воздух поднимается вверх по мере нагревания. Тепло заставляет частицы газа расширяться, уменьшая плотность. Теплый (менее плотный) воздух плывет поверх холодного (более плотного воздуха). Эта сила заставляет теплый воздух подниматься вверх.
Наличие выступов высотой 1 или 2 фута с вентилируемыми потолочными перекрытиями по бокам здания с опорным каркасом будет привлекать внутрь прохладный воздух. Тогда коньковые вентиляционные отверстия в верхней части металлической крыши будут выпускать влажный воздух.
Примечание редактора : Выступы на концах вашего амбара предназначены исключительно для эстетических соображений. Твердый софит предотвращает попадание воздуха в здание с опорным каркасом.
Если ваш проект здания не включает выступы, вы всегда можете установить вентиляционное отверстие для регулирования потока воздуха.
Вентиляционное отверстие монтируется под карнизом амбара и позволяет воздуху проникать в подкровельное пространство. Опять же, воздух будет выходить из здания каркаса стойки через вентиляционное отверстие конька. Хотя карнизные вентиляционные отверстия дешевле, чем навесы, они менее эффективны и привлекательны.
Вентилируемые свесы, коньковые и карнизные вентиляционные отверстия позволяют амбару дышать и оставаться более сухим.
2) Купола
Купола, которые часто добавляют для эстетических целей, могут помочь с вентиляцией. Эти декоративные купола могут быть функциональными или нефункциональными. Если вы выберете первое, вам нужно будет установить электричество для вентиляторов.
Добавление купола к вашему стойловому сараю позволит уловленному теплу выходить через вентилятор и боковые вентиляционные отверстия.
Они отлично подходят для вентиляции, если вы хотите построить конюшню или манеж для верховой езды . Влага от навоза поднимется и выйдет из конструкции; таким образом, улучшая качество воздуха в помещении для вас и ваших лошадей. Попрощайтесь с затхлым воздухом!
Купола доступны в различных стилях и размерах. Стандартные размеры включают основания 24, 36 или 48 дюймов, но они могут достигать 66 дюймов. Для индивидуального прикосновения вы можете дополнить его флюгером.
Как и в случае любого строительного элемента, правильная установка имеет решающее значение. Сборка купола довольно проста, но несоблюдение инструкций может привести к обрушению или протечке воды.
Чтобы вдохновиться дизайном, мы рекомендуем просмотреть «Книгу взглядов на купол» MWI Component. Компания MWI Components, основанная в 1985 году, является ведущим производителем и поставщиком продукции для стоечно-каркасных зданий.
3) Двери и окна
Кажется очевидным, но двери (например, подвесные, раздвижные или вход ) и окна являются стандартными элементами здания, способствующими движению воздуха.
Весной и летом открываете ли вы окна или сетчатые двери, чтобы впустить ветерок в ваш дом ? Если бы нам пришлось угадывать, открытые двери и окна расположены на восточной и западной стороне вашего дома.
Почему мы делаем такие предположения? Обычно ветер дует с запада на восток.
В конечном итоге размещение этой вентиляционной системы зависит от назначения здания и местоположение . То, как дует ветер, определит, какие двери и окна вы хотите открыть для лучшей вентиляции.
Кроме того, мы рекомендуем равномерное распределение дверей и окон для достижения наилучших результатов.
Вам нужна помощь в представлении правильного места? Спроектируйте здание с опорным каркасом, используя наш инструмент 3D-дизайна. Сохраните, распечатайте или отправьте план этажа семье и друзьям по электронной почте.
4) Механическая вентиляция
Перечисленные выше характеристики здания являются прекрасными примерами естественной (также известной как пассивной) вентиляции. В некоторых случаях естественной вентиляции может быть недостаточно. Например:
- Затвердевание бетона : Независимо от того, заливаете ли вы бетонный пол во время нового строительства или позже, вашей твердой поверхности потребуется время для отверждения.
Этот процесс гарантирует, что вяжущие свойства остаются гидратированными, поэтому плита продолжает твердеть и укрепляться. Бетонные поверхности отверждаются с помощью туманообразователя или укладываются влагоудерживающими тканями (например, мешковиной и хлопчатобумажными матами).
Чем дольше бетон увлажняется, тем он прочнее и долговечнее. Но вы должны убедиться, что накопление влаги не разрушит другие аспекты вашего сарая.
- Хранение или использование химикатов : Вы фермер , который хранит удобрения и химикаты? Как насчет мастерской по ремонту кузовов или энтузиаста по реставрации классических автомобилей , который использует аэрозольную краску? Эти газы могут потребовать усиленной вентиляции.
- Домашний скот : Как упоминалось выше, крупные животные выделяют достаточное количество влаги. Объедините этот фактор с их запахом, и вы заметите большую потребность в вентилируемых элементах здания.
- Сарай с жилыми помещениями : Некоторые строительные нормы требуют определенного воздухообмена и энергоэффективности для жилых зданий . Возможно, у вас не будет другого выбора, кроме как включить другие методы вентиляции. То же самое можно сказать о 90 334 коммерческих стоечных каркасных зданиях, 90 335 в которых живут люди.
Войдите в аппарат искусственной вентиляции легких. Управляет движением воздуха с помощью одного или нескольких потолочных вентиляторов.
Примечание редактора : Механическая вентиляция обычно не используется в конструкциях стоечных каркасов, поскольку она увеличивает первоначальные затраты, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание.
Вам нужна помощь в поиске надежного производителя вентиляторов? Вот наши лучших бренда потолочных вентиляторов для вашего сарая :
- Вентиляторы Big Ass : Да, вы правильно прочитали название их торговой марки. Их подход к воздушному потоку с большим объемом и низкой скоростью (HVLS) является ключом к тому, чтобы сделать ваш коровник более комфортным и энергоэффективным. Установив их потолочные вентиляторы, вы можете сэкономить до 30% затрат на электроэнергию и почувствовать разницу температур в 10ºF.
- Вентилятор Humongous : Эта компания также предлагает вентиляторы HVLS с высокопроизводительными лопастями. Существует множество «типов приложений, аксессуаров для вариантов продукта и вариантов настройки». Подобно вентиляторам Big Ass, их потолочные вентиляторы обеспечивают круглогодичную экономию энергии.
- Hunter : Их потолочные вентиляторы доступны в различных размерах, стилях, функциях, материалах и цветах. Независимо от типа здания, у Hunter есть идеальный вентилятор для вас.
- Environfan : Их «мощные, цельнометаллические, сверхмощные» вентиляторы спроектированы так, чтобы превосходно работать в любых условиях. Вы можете рассчитывать на экономию энергии до 30% и 50% в зимние и летние месяцы соответственно.
Однако клиенты предпочитают пассивную вентиляцию с экономической точки зрения.
Как вы будете вентилировать здание с опорной рамой?
Если вы собираетесь построить стойловый сарай, вам необходимо инвестировать в надлежащую вентиляцию. Многочисленные строительные функции защитят вашу конструкцию от повреждения влагой.
Чтобы избежать проблем с конденсацией, мы рекомендуем загрузить наше « Руководство по контролю конденсации. » В этом БЕСПЛАТНОМ ресурсе перечислены пять способов упреждающего управления накоплением влаги в здании с опорным каркасом, одним из которых, как вы уже догадались, является вентиляция.