Воздухопроницаемость ограждений, сопротивление воздухопроницанию

 Воздухопроницаемость ограждений, сопротивление воздухопроницанию.

Воздухопроницаемостью называется свойство строительных материалов и ограждающих конструкций пропускать сквозь себя поток воздуха, воздухопроницаемостью считают также расход воздуха в кг, который проходит через 1м2 ограждения за час G, кг/(м2.ч).

Представляет собой массовый расход воздуха в единицу времени через единицу площади поверхности ограждающей конструкции (слоя ветроизоляции) при разнице давлений воздуха на поверхности конструкции Арв (Па): GB = (1/RB) Арв, где RB (м2 час Па/кг) - сопротивление воздухопроницанию, а обратная величина (l/RB)(Kr/M2 час Па) - коэффициент воздухопроницаемости ограждающей конструкции. Воздухопроницаемость характеризует не материал, а слой материала или ограждающую конструкцию (слой изоляции) определённой толщины.

Воздухопроницаемостью обладают все наружные ограждения, но в расчете теплопотерь обычно учитывается только инфильтрация через окна, балконные двери и витражи. Нормы плотности остальных ограждений исключают возможность сквозной воздухопроницаемости, ощутимо влияющей на тепловой баланс помещения.

Воздухопроницаемость нормируется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Средняя воздухопроницаемость наружных ограждений помещений жилых и общественных зданий не должна превышать нормативных значений, в противном случае это приводит к высоким суммарным потерям тепла.

Воздухопроницаемость ограждающих конструкций – это проникновение воздуха через ограждающие конструкции здания.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций оказывает влияние на санитарно – гигиенические параметры помещений, теплоэнергетические потери здания, на долговечность конструкций.

Однако, у современных наружных стен в слоях из минеральной ваты, пенополистирола или других вспененных материалов может наблюдаться продольная фильтрация, которая местно снижает приведенное сопротивление этих конструкций за счет выноса фильтрующимся воздухом теплоты в атмосферу.

Сопротивление воздухопроницанию.

Это способность материала противодействовать прохождению через него воздуха, определяемая отношением толщины слоя материала к коэффициенту воздухопроницаемости.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), зданий и сооружений RH должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию  м2чПа/кг, определяемого по формуле:

где ∆р — разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па; GH — нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м2 ч).

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций ∆р, Па, следует определять по формуле:

,

где Н — высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м;

gН, gВ — удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м3, определяемый по формуле:

g = 

здесь t - температура воздуха: внутреннего (для определения gВ), наружного (для определения gн ).

 v — максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более.

Устройство, размещение и монтаж элементов систем  водяного отопления.

Процесс отопления происходит по следующей схеме. Вода, нагретая в отопительном котле, как более легкая, поднимается по главному стояку вверх, поступает в разводящие магистральные трубопроводы, а из них через подающие стояки — в нагревательные приборы (радиаторы). Отдавая тепло, вода в радиаторе остывает, становится более тяжелой и через трубы обратной разводки, соединенной со стояком, опускается вниз, поступает в нагревательный котел и своей массой вытесняет нагретую воду из котла вверх — в главный подающий стояк. Так функционирует циркуляционная система отопления. Пока нагревательный котел работает, этот процесс непрерывно повторяется и в результате в системе происходит циркуляция воды. Таким образом, вода двигается под действием гидростатического напора, возникающего благодаря различной плотности охлажденной и нагретой жидкости.

Если используется циркуляционная система отопления, тогда циркуляционное давление зависит от разности весов столба горячей и столба охлажденной (обратной) воды, следовательно, оно зависит от разности температур горячей и охлажденной воды. Кроме того, циркуляционное давление зависит еще от высоты расположения нагревательных приборов (радиаторов) над котлом. Чем выше расположен прибор, тем больше для него циркуляционное давление. Поэтому в системах водяного отопления нагревательные приборы, расположенные на верхнем этаже, прогреваются лучше, чем приборы на нижнем этаже. Что­бы циркуляционная система отопления действовала нормально, требуется одно условие: циркуляционное давление должно быть достаточным для преодоления всех сопротивлений, которые встречает движущаяся в этой системе вода. Вода при своем движении в системе отопления встречает сопротивления, вызываемые трением воды о стенки труб, а кро­ме них, еще и местные сопротивления, к которым относятся отводы, тройники, крестовины, краны, нагревательные приборы, вентили и другие элементы системы отопления. Величина местного сопротивления зависит от скорости воды, а скорость воды от изменения сечений и направления движения воды в разводящих трубопроводах.Основными элементами систем водяного отопления являются трубопроводы и элементы их соединения: отопительные приборы, запорно-регулирующая арматура, расширительный бак, устройства для удаления воздуха.

Перед тем как приступить к монтажу водопровода, необходимо тщательно подготовиться к этой работе. Прежде всего, понадобится план прокладывания системы, утвержденный соответственной организацией контроля. Затем необходимо составить рабочий план. Этот план будет полезен при проведении сварочных работ и контроле правильности укладки труб. Рабочий план по укладке трубопровода состоит из подробного плана дома с указанными размерами, на котором размечается местоположения труб.

Для укладки труб нужно выбирать наиболее удобные для этого места. Трубопровод отопления должен быть по максимуму ровным, но при этом не содержать прямых углов, а также то, что чем он короче, тем эффективнее и дешевле.  Также необходимо обходиться с минимальным количеством различных стыков и сгибов – эти места могут стать причиной протечек в будущем.

Так как без сгибов труб не обойтись их следует сгибать крайне осторожно, чтобы не сделать перехлесты, так как в этих местах, как правило, возникают воздушные пробки, из-за которых ухудшается теплопроводимость системы. Для отопления берутся трубы диаметром 3/4 дюйма (если в систему будут входить радиаторы) и диаметром 60-100 мм (если система будет двухтрубная), соединительные элементы и запорная арматура. Приготовленные трубы размещаются на их местах вдоль стен. От диаметра труб зависит размер фитингов, вентилей и кранов. Сколько их понадобится в конечном итоге, станет ясно в процессе работы, но то количество, которое предусмотрено в плане, приготовить нужно заранее. Должно быть нужное количество опор, на которые будут крепится трубы. Их количество определяется исходя из того, что крепить трубы нужно через 1,2 м — в этом случае трубы не будут провисать и меньше износятся. Особое внимание следует обратить на сгоны, представляющие собой небольшие отрезки труб с резьбой на концах. Длина сгона будет зависеть от диаметра труб. Так, на стояк ставят сгоны не короче 30 см, на трубы диаметром 15-20 мм — 11 см, диаметром 25-32 мм — 13 см, а диаметр труб 35-50 мм подразумевает использование сгонов длиной 15 см. Служат они для резьбового соединения труб между собой, с радиаторами и другими деталями, если нет возможности вращать при сборке одну деталь относительно другой. Причем при соединении радиаторов с трубами длина сгонов будет иной: при трубе диаметром 15-20 мм — 13 см, а диаметром 25-32 мм — 14 см.

                           Системы панельно-лучистого отопления.

Способ отопления помещения отопительными панелями, при котором радиационная температура помещения превышает температуру его воздуха.

Отопление относится к панельно-лучистому по совокупности двух признаков. Первый признак — необходимый, но не достаточный — система отопления должна быть панельной, т. е. с отопительными приборами, имеющими сплошную гладкую нагревательную поверхность. Второй признак — панельное отопление должно создавать в помещении температурную обстановку, характерную для лучистого способа обогрева.

Системы панельно-лучистого отопления могут быть центральными и местными.

К местному относится отопление высокотемпературными приборами (панелями и плафонами с отражательными экранами): Для нагревания приборов используются электрическая энергия и горячие газы (температура поверхности до 800—850° С).

Для центрального панельно-лучистого отопления с теплоносителями водой, паром и воздухом, рассматриваемого в данной главе, характерно использование инфракрасного излучения при сравнительно низкой температуре поверхности панелей (обычно ниже 100°С).

Панельно-лучистое отопление классифицируется по следующим признакам: по виду теплоносителя в системе отопления — подогретая вода — водяное, пар водяной — паровое, подогретый воздух — воздушное, смесь продуктов сгорания газа и воздуха — газовоздушное, продукты сгорания природного или искусственного газа — газовое, при использовании электриеской энергии — электрическое; по названию ограждающих конструкций помещения, с которыми совмещены, приставлены или подвешены отопительные панели: стеновое, напольное, потолочное, потолочно-напольное. Отопительные панели в зависимости от материала и температуры теплоносителя бывают: бетонные, металлические, инфракрасного излучения. Стеновое водяное панельно-лучистое отопление имеет разновидности в зависимости от размещения отопительных панелей: под окнами — подоконное, в перегородках у наружных стен — перегородочное, по периметру перегородок — периметральное, в ригелях под потолком — ригельное, в колоннах и пилястрах — колонное, в плинтусах — плинтусное. Эти разновидности панельно-лучистого отопления применяются в жилых и общественных зданиях, плинтусное — в детских дошкольных учреждениях.

Достоинства панельно-лучистого отопления в сравнении с традиционным водяным: удовлетворение повышенных требований к тепловому режиму обогреваемых помещений; уменьшение теплопотерь вследствие допустимого понижения tu на 2 С в рабочей зоне; уменьшение градиента температуры воздуха по высоте помещения; уменьшение запыленности помещения; соответствие интерьеру помещения при скрытых отопительных панелях; сокращение расхода металла вследствие увеличения теплоотдачи обетонированных труб (в среднем на 60%) по сравнению с открыто проложенными.

Недостатки панельно-лучистого отопления: повышенные теплопотери при стеновых и подвесных панелях; повышенная тепловая инерция бетонных отопительных панелей, затрудняющая регулирование их теплоотдачи; необходимость соблюдения специальных требований к составу бетона и качеству бетонирования при изготовлении отопительных панелей.

Основные направления развития панельно-лучистого отопления — повышение эксплуатационной надежности металлических труб, заключенных в бетонные панели; применение в качестве греющих элементов труб из полимерных материалов; при подвесных панелях — использование теплоты, передаваемой в верхнюю зону помещений с направлением теплого воздуха в рабочую зону.

При панельно-лучистом отоплении помещение обогревается главным образом за счет лучистого теплообмена между греющей панелью и поверхностью ограждений. Излучение от панели, попадая на поверхность ограждений и предметов, частично поглощается, частично отражается. При этом возникает так называемое вторичное излучение, в конце концов тоже поглощаемое предметами и ограждениями помещения.

                       Вентиляция. Борьба с шумом и вибрацией.

Вентиляция - это процесс удаления отработанного воздуха из помещения и замена его наружным. В необходимых случаях при этом проводится: кондиционирование воздуха, фильтрация, подогрев или охлаждение, увлажнение или осушение, ионизация и т. д. Вентиляция обеспечивает санитарно-гигиенические условия (температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха и чистоту воздуха) воздушной среды в помещении, благоприятные для здоровья и самочувствия человека, отвечающие требованиям санитарных норм, технологических процессов, строительных конструкций зданий, технологий хранения и т. д.

Человек в зависимости от рода деятельности (энергетич. затрат) выделяет в окружающий воздух тепло (100 ккал/час и больше), водяные пары (40—70 г/час) и углекислоту (23—45 л/час)\ производственные процессы могут сопровождаться неизмеримо большими выделениями тепла, водяных паров, вредных паров, газов и пыли. В результате этого воздух в помещении утрачивает гигиенич. качества, благоприятные для самочувствия, здоровья и работоспособности человека. Гигиенические требования к вентиляции сводятся к поддержанию определенных условий воздуха (темп-pa, влажность и подвижность) и его чистоты.

Борьба с шумом и вибрацией.

В борьбе с производственным шумом и вибрацией применяются, не считая индивидуальных средств защиты, два основных метода: уменьшение шума в источнике его возникновения (активные методы борьбы) и ослабление шума на пути его распространения (пассивные методы).

Уменьшение шума в источнике его возникновения является наиболее радикальным и осуществляется за счет совершенствования технологических операций и применяемого оборудования. Основной способ снижения уровней механических шумов заключается в замене ударных процессов и механизмов безударными. Целесообразно заменять клепку сваркой, обрубку ‑ резкой, ковку и штамповку ‑ прессованием и др.                            Ослабление шума на пути его распространения достигается строительно - акустическими способами и осуществляется по двум направлениям:

1) рациональной планировке предприятий  и цехов, а также рациональному  размещению оборудования;

2) акустической обработке помещений, звукоизоляции, экранированию источников  шума, шумопоглощению.

Ослабление вибрации на пути ее распространения осуществляется тремя основными методами ‑ виброизоляцией, виброгашением и вибропоглощением. Сущность виброизоляции заключается в том, что между источником вибрации и защищаемым объектом помещают упругие элементы ‑ амортизаторы, препятствующие передаче колебаний. Виброгашение осуществляется за счет воздействия на защищаемый объект присоединенных к нему дополнительных колебательных систем с определенной массой (самостоятельный фундамент). Вибропоглощение заключается в использовании наносимых на вибрирующие поверхности специальных покрытий (пластмасса, фетр, войлок, резина, пенопласт), деформация которых трансформирует колебательную энергию в тепловую.

Борьба с производственным шумом осуществляется методами, обозначенными четырьмя группами:

устранение причин шума в источнике его образования;

звукоизоляция;

звукопоглощение;

применение организационно-технических мероприятий.

Наиболее действенным способом борьбы с шумом является уменьшение его в источнике образования путем применения технологических и конструктивных мер, организацией правильной наладки и эксплуатации оборудования.

Для защиты человека от шумов в настоящее время имеется достаточно большой ассортимент противошумов: это наушники, вкладыши, наушники скреплением на защитных касках, шлемы. Однако чтобы средства индивидуальной защиты не превратились просто в средства защиты, необходимо, чтобы человек мог выбирать для себя конкретное средство индивидуальной защиты. Эффективность всех противошумов – как противошумных наушников, так и противошумных вкладышей – максимальна в области высоких частот, наиболее вредных и неприятных для человека.

                         Нетрадиционные источники тепла. ВЭР.

Тепловые, энергетические и экономические характеристики тепловых насосов тесно взаимоувязаны с характеристиками источников тепла.

Идеальный источник тепла должен давать стабильную высокую температуру в течение отопительного сезона, быть изобильным, не быть коррозийным и загрязняющим, иметь благоприятные теплофизические характеристики, не требовать существенных инвестиций и расходов по обслуживанию.

Наружный и отводимый воздух, почва и подпочвенная вода представляют источники тепла, широко используемые в небольших системах на базе тепловых насосов, тогда как морская, озерная и речная вода, геотермические источники и грунтовые воды применяются для систем большой мощности.

Наружный воздух, будучи совершенно бесплатным и общедоступным, является наиболее предпочитаемым источником тепла.

Нетрадиционными источниками энергии и тепла являются солнце, ветер, океанические приливы, тепло земных глубин. Эти варианты получения энергии и тепла как дополнительной используются в последнее время всё чаще. Многие учёные убеждены, что к 2030—2050 гг. нетрадиционные (возобновляемые) источники энергии ,тепла будут основными, а традиционные потеряют своё значение. Так же для источников тепла можно использовать солнечную энергию, приведем несколько вариантов ее использования: При физических способах усвоения солнечной энергии используют гальванические батареи, которые поглощают её и преобразуют в тепловую или электрическую энергию, либо системы зеркал, отражающих лучи солнца и направляющих их на заполненные маслом трубы, которые концентрируют солнечное тепло. Использование солнечных коллекторов может частично решить экологическую проблему и использовать энергию для бытовых нужд (подогрев воды, обогрев теплиц и т. д.).                    Наиболее успешно солнечная энергетика развивается в Японии и Израиле, где за её счёт почти полностью покрывается потребность в отоплении жилья и подогреве воды для бытовых нужд. Солнечную энергию можно использовать в любом уголке земли.

  Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР).

В настоящее время и в ближайшей перспективе ещё будут существовать технологические процессы с материальными и энергетическими отходами. На технологический процесс расходуется определённое количество топлива, электрической и тепловой энергии. Кроме того, сами технологические процессы протекают с выделением различных энергетических ресурсов – теплоносителей, горючих продуктов, газов и жидкостей с избыточным давлением. Однако не всё количество этой энергии используется в технологическом процессе или агрегате; такие неиспользуемые в процессе энергетические отходы называют вторичными энергетическими ресурсами (ВЭР).

Количество образующихся вторичных энергетических ресурсов достаточно велико. Поэтому полезное их использование – одно из важнейших направлений экономии энергетических ресурсов. Утилизация этих ресурсов связана с определёнными затратами, в том числе и капитальными, поэтому возникает необходимость экономической оценки целесообразности такой утилизации.

Под ВЭР понимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточных продуктов, образующихся при технологических процессах, в агрегатах и установках, который не используется в самом агрегате, но может быть частично или полностью использоваться для энергосбережения других агрегатов.

Классификация вторичных энергетических ресурсов промышленности.

ВЭР промышленности делятся на три основные группы:

– горючие,

– тепловые,

– избыточного давления.

Горючие (топливные) ВЭР – химическая энергия отходов технологических процессов химической и термохимической переработки сырья, а именно это: – побочные горючие газы плавильных печей (доменный газ, колошниковый, шахтных печей и вагранок, конверторный и т.д.),

– горючие отходы процессов химической и термохимической переработки углеродистого сырья (синтез, отходы электродного производства, горючие газы при получении исходного сырья для пластмасс, каучука и т.д.),

– твёрдые и жидкие топливные отходы, не используемые (не пригодные) для дальнейшего технологической переработки,

– отходы деревообработки, щелока целлюлозно-бумажного производства.

Горючие ВЭР используются в основном как топливо и немного (5%) на не топливные нужды (преимущественно в качестве сырья).

Тепловые ВЭР – это тепло отходящих газов при сжигании топлива, тепло воды или воздуха, использованных для охлаждения технологических агрегатов и установок, теплоотходов производства, например, горячих металлургических шлаков.

Одним из весьма перспективных направлений использования тепла слабо нагретых вод является применение так называемых тепловых насосов, работающих по тому же принципу, что и компрессорный агрегат в домашнем холодильнике. Тепловой насос отбирает тепло от сбросной воды и аккумулирует тепловую энергию при температуре около 90 °С, иными словами, эта энергия становится пригодной для использования в системах отопления и вентиляции.                                                                                        Следует отметить, что пока ещё большое количество тепловой энергии теряется при так называемом “сбросе” промышленных сточных вод, имеющих температуру 40 – 60 °С и более, при отводе дымовых газов с температурой 200 – 300 °С, а также в вентиляционных системах промышленных и общественных зданий, животноводческих комплексов (температура удаляемого из этих помещений воздуха не менее 20 ÷ 25 °С).

Особенно значительны объемы тепловых вторичных ресурсов в чёрной металлургии, в газовой, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

ВЭР избыточного давления (напора) – это потенциальная энергия газов, жидкостей и сыпучих тел, покидающих технологические агрегаты с избыточным давлением (напором), которое необходимо снижать перед последующей ступенью их использования.

          Гидравлические испытания систем теплоснабжения.

Гидравлические испытания трубопроводов систем отопления и теплоснабжения должно производиться при отключенных котлах и расширительных сосудах гидростатическим методом давлением, равным 1,5 рабочего давления, но не менее 0,2 МПа (2 кгс/см2) в самой нижней точке системы.

Система признается выдержавшей испытание, если в течение 5 мин нахождения ее под пробным давлением падение давления не превысит 0,02 МПа (0,2 кгс/см2) и отсутствуют течи в сварных швах, трубах, резьбовых соединениях, арматуре, отопительных приборах и оборудовании.

Величина пробного давления при гидростатическом методе испытания для систем отопления и теплоснабжения, присоединенных к теплоцентралям, не должна превышать предельного пробного давления для установленных в системе отопительных приборов и отопительно-вентиляционного оборудования.

Манометрические гидравлические испытания трубопроводов систем отопления и теплоснабжения соответствуют манометрическим испытаниям систем внутреннего холодного и горячего водоснабжения и производятся в той же последовательности.

Системы панельного отопления должны быть испытаны, как правило, гидростатическим методом.Манометрическое испытание допускается производить при отрицательной температуре наружного воздуха.

Гидростатическое испытание систем панельного отопления должно производиться (до заделки монтажных окон) давлением 1 МПа (10кгс/см2) в течение 15 мин, при этом падение давлении допускается не более 0,01 МПа (0,1 кгс/см2).

Для систем панельного отопления, совмещенных с отопительными приборами, величина пробного давления не должна превышать предельного пробного давления для установленных в системе отопительных приборов.

Величина пробного давления систем панельного отопления, паровых систем отопления и теплоснабжения при манометрических испытаниях должна составлять 0,1 МПа (1 кгс/см2). Продолжительность испытания -5 мин. Падение давления должно быть не более 0,01 МПа (0,1 кгс/см2).

Система признается выдержавшей испытание давлением, если в течение 5 мин нахождения ее под пробным давлением падение давления не превысит 0,02 МПа (0,2 кгс/см2] и отсутствуют течи в сварных швах, трубах, резьбовых соединениях, арматуре, отопительных приборах.

                                           Список литературы.

montagtrub.ru›gidravlicheskie-ispyitaniya…sistem.

energy-saved.ru›lektsii-osnovy-energosberezheniya.

Энергетические ресурсы мира. Под редакцией Непорожнего П.С., Попкова В.И. — М.: Энергоатомиздат. 2005 г.

Аркуша М.И. Элективный курс «Энергетика и окружающая среда»

Калашников Н.П. «Альтернативные источники энергии» М.: Знание 2008 г. Богословский В.Н. Отопление и вентиляция: Учебник для вузов/ В.Н.Богословский.

В.П. Щеглов, Н.Н. Разумов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1980. – 295 с., ил.

Содержание……………………………………………………………………………………….стр1

Вопрос №8…………………………………………………………………………………………стр2-3

Вопрос №18……………………………………………………………………………………….стр4-5

Вопрос №28……………………………………………………………………………………….стр6-7

Вопрос №38……………………………………………………………………………………….стр8-9

Вопрос №48……………………………………………………………………………………….стр10-12

Вопрос №58……………………………………………………………………………………….стр13-14

Список литературы…………………………………………………………………………….стр15