Теплоизбытков по методу В.В. Батурина

Пункты 1-3 те же, что и в методе П.Н. Каменева.

4. Определяется значение располагаемого давления:

. (130)

5. Избыточные давления по каждому уровню определяются как доля от . Промышленные здания имеют различную конфигурацию, поэтому значение доли находится в пределах от 10 до 40 %.

Избыточное давление на уровне первых приточных фрамуг:

. (131)

Для зданий с фонарем доля равна 0,25.

На уровне 2-х фрамуг с этой же стороны здания:

,

, (132)

.

6. Рассчитывается площадь приточных аэрационных фрамуг:

, (133)

где – коэффициент местного сопротивления приточных фрамуг, при этом

<0 – приточная фрамуга;

>0 – вытяжная фрамуга.

Аналитические рассуждения по равенству скоростей и их неравенству остаются в силе.

7. Площадь вытяжных аэрационных фрамуг:

. (134)

Рассмотрим m – коэффициент расхода.

, (135)

. (136)

Реальная площадь для прохода воздуха меньше расчетной.

Значение m принимается из справочной литературы в зависимости от:

1) назначение фрамуги (приточная или вытяжная);

2) от конструктивных особенностей;

3) от угла раскрытия фрамуги α (рис. 59).

 

 

 

 

Рис. 59

 

Аэрация под действием ветра

 

При обтекании воздушными массами препятствий образуются зоны срыва потоков и зоны завихрения (рис. 60).

 

 

Рис. 60

Вертикальные ограждающие конструкции зданий и сооружений препятствуют перемещению воздушных масс, в результате чего у их поверхностей образуются зоны торможения с избыточным давлением и в зонах срыва – разряжение.

Для зданий с вертикальными выступающими ограждающими конструкциями при лобовом натекании ветра образуются зоны торможения А и зоны разряжения Б.

При конструировании вентсистем в зонах А предпочтительнее размещать оголовки приточных шахт, а в зонах Б – срезы гравитационных вытяжных шахт. Но воздух имеет среднестатистический характер движения по направлению (его направление переменно), поэтому срезы гравитационных вытяжных шахт выносят за пределы зон А или Б.

Размеры зоны А определяются равнобедренным треугольником с катетом по высоте здания.

Аэродинамическая тень – зона разряжения за вертикальной ограждающей конструкцией (зона Б), т.е. с заветренной стороны здания.

Фронтально расположенные вертикальные ограждения, где образуются зоны А (зоны избыточного давления), – наветренная сторона здания; сторона здания, где образуется аэродинамическая тень, – заветренная сторона.

В процессе действия ветра у элементов ограждающих конструкций образуются снежные заносы, поэтому срезы вытяжных шахт следует располагать, согласно требованиям, выше уровня парапетов на 500 мм и выше уровня кровли с учетом следующих требований:

- с учетом 3-метровой зоны от конька;

- выше уровня аэродинамической тени и зоны подпора;

- выше уровня снежного покрова в данном регионе.

Так как на территории РФ среднее значение уровня снежного покрова 500-900 мм, то срезы вытяжных шахт гравитационных систем располагают над уровнем кровли на отметке 1-1,5 м.

Значения повторяемости ветра по различным направлениям в данном регионе приводятся в СНиП 2.01.01-82 и СНиП 23.01-99.

Графическое выражение повторяемости ветра по направлению называется роза ветров. Она приведена в СНиП в процентном соотношении и средних скоростях по направлению. Роза ветров строится по 8 направлениям, которые измеряются в румбах.

1 румб = 1/32 длины окружности = 11°25`.

Воздействие ветра на ограждающие конструкции определяется характеристиками, которые называются аэродинамическими коэффициентами. Они определяют перераспределение давлений по наружной поверхности здания в зависимости от конструкции его элементов и направления действия ветра.

Физический смысл аэродинамического коэффициента заключается в том, что он показывает, какая доля динамического давления переходит в статическое на данном элементе конструкции.

Аэродинамический коэффициент обозначается :

. (137)

Аэродинамический коэффициент с наветренной стороны здания является положительным, и его значение находится в пределах (+0,4) – (+0,8); с заветренной стороны здания он имеет отрицательные знак (–0,6) – (–0,3).

Аэродинамические коэффициенты определяются экспериментальным способом, на моделях – для наиболее часто встречающихся форм и конструкций зданий и их элементов. Значения аэродинамических коэфициентов для наиболее часто встречающихся конструкций приведены в СНиП 2.01.07-85 «Воздействия и нагрузки».

Примеры расчета аэрации под действием ветровой нагрузки

Данный метод расчета используется, когда динамическое давление ветра больше 10 , (), (рис. 61).

Дано: .

 

 

Рис. 61

Порядок расчета:

1) Определяется среднее значение динамического давления ветра с наветренной стороны здания:

. (138)

2) Определяется давление ветра на уровне каждой из фрамуг:

(139)

3) Определяется избыточное давление:

(140)

4) По знаку можно судить о назначении фрамуг: «-» – приточные, «+» – вытяжные.

Из условия, что вся энергия воздуха теряется на преодоление сопротивления при проходе через аэрационные фрамуги, находим скорость движения воздуха во фрамугах:

 

приточные , вытяжные .

5) Записывается массовый баланс воздуха:

. (141)

6) В развернутом виде данный массовый баланс имеет вид:

(142)

Данное уравнение решается методом последовательных приближений.