| Назначение системы | Приточная | |||||||||||||||
| Номер системы | П | 1 | ||||||||||||||
| Материал воздуховодов | Листовая сталь | |||||||||||||||
| Режим расчёта | С учётом КМС как процента | |||||||||||||||
| Процент на потери на КМС | ||||||||||||||||
| Расчётная таблица аэродинамического расчёта системы | П1 | |||||||||||||||
| Исходные данные по системе | Расчётные данные | |||||||||||||||
| Номер участка | Расход воздуха на участке Lуч. | Длина участка lуч. | Тип воздуховода | Диаметр круглого воздуховода d | Размер b воздуховода | Размер h воздуховода | Эквивалентный диаметр воздуховода dэкв | Площадь сечения воздуовода f | Скорость движения воздуха Vвозд. | Удельные потери давления на трение R | Коэффициент учёта шерохоатости βш | Потери давления на трение βш·R·l | Динамическое давление Pд | Сумма КМС на участке Σζ | Потери давления на местных сопротивлениях Z | Суммарные потери давления на участке(βш·R·l+Z) |
| м3/ч | м | мм | мм | мм | мм | м2 | Па/м | Па | Па | Па | Па | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 |
| 1 | 500 | 2,5 | Прямоугольный | —— | 200 | 150 | 171 | 0,030 | 4,63 | 1,574 | 1 | 3,93 | 12,9136659808 | 1,197 | 15,4517638326 | 19,39 |
| 2 | 900 | 3 | Прямоугольный | 300 | 200 | 240 | 0,060 | 4,17 | 0,866 | 1 | 2,60 | 10,4600694444 | 0,000 | 0 | 2,60 | |
| 3 | 1000 | 2,5 | Прямоугольный | 500 | 500 | 500 | 0,250 | 1,11 | 0,035 | 1 | 0,09 | 0,7438271605 | 0,000 | 0 | 0,09 | |
| 4 | 1500 | 3 | Круглый | 560 | —— | —— | 560 | 0,246 | 1,69 | 0,064 | 1 | 0,19 | 1,7243614865 | 0,000 | 0 | 0,19 |
| 5 | 2500 | 2,5 | Круглый | 630 | 630 | 0,312 | 2,23 | 0,091 | 1 | 0,23 | 2,9903066304 | 0,000 | 0 | 0,23 | ||
| 6 | 2505 | 3 | Прямоугольный | 600 | 800 | 686 | 0,480 | 1,45 | 0,038 | 1 | 0,11 | 1,2661496386 | 0,000 | 0 | 0,11 | |
| 7 | 2515 | 2,5 | Прямоугольный | 600 | 800 | 686 | 0,480 | 1,46 | 0,038 | 1 | 0,10 | 1,2762787954 | 0,000 | 0 | 0,10 | |
| 8 | 2650 | 3 | Прямоугольный | 800 | 800 | 800 | 0,640 | 1,15 | 0,021 | 1 | 0,06 | 0,7970468498 | 0,000 | 0 | 0,06 | |
| 9 | 2700 | 2,5 | Прямоугольный | 1000 | 1000 | 1000 | 1,000 | 0,75 | 0,007 | 1 | 0,02 | 0,33890625 | 0,000 | 0 | 0,02 | |
| 10 | 2750 | 3 | Прямоугольный | 1250 | 1250 | 1250 | 1,563 | 0,49 | 0,003 | 1 | 0,01 | 0,1440049383 | 0,000 | 0 | 0,01 | |
Программы для проектирования и расчета систем вентиляции
Для стабильной и полноценной работы системы вентиляции в помещении требуется заранее рассчитать все необходимые данные, касающиеся её устройства.
В этом вам поможет специальная программа для расчёта вентиляции.
Подобные работы, несомненно, являются весьма важным моментов в процессе строительства, который включает в себя подбор необходимого оборудования, а также определение конструкции и параметров вентиляционных агрегатов. Такие сложные инженерные работы должны выполняться профессиональными специалистами, которые обладают необходимым программным обеспечением.
Можно провести расчёт вентиляции в обычном Exсel.
Содержание материала
Программа Vent Calc
Программа Vent-Calc предназначена для расчёта и проектирования систем вентиляции. Данное программное обеспечение позволяет осуществить подбор воздуховода в соответствии с заданными условиями (температура, расход и допустимая скорость движения воздуха). Основой работы Vent-Calc является методика гидравлического расчёта воздуховодов по формулам Альтшуля:
- Гидравлический расчёт воздуховода.
- В соответствии с формулами ВСН 353-86 – расчёт и подбор элементов системы вентиляции (отводов, ответвлений, сужений и расширений канала).
- Расчёт системы естественной вентиляции, то есть подбор сечений вентиляционного канала таким способом, чтобы тяга в канале была выше сопротивления при указанном расходе воздуха.
- Расчёт тепловой мощности калорифера (воздухоподогревателя).
По причине того, что программа работает с результатами формул, а не фиксированными расчётными значениями или таблицами, полученные результаты иной раз могут несколько отличаться от табличных.
Рабочее окно программы Vent-Calc Вернуться к оглавлениюПрограмма CADvent
CADvent – программа для расчета вентиляции, которая основана на программе AutoCAD с полным набором инструментов для черчения, моделирования и презентации HVAC систем. Она относится к категории инженерных инструментов для профессиональных проектировщиков, которые занимаются разработкой вентиляционных, отопительных и кондиционирующих систем.
Данный софт позволяет:
- Легко и быстро создавать проекты в 3D и 2D графике.
- Улучшать производительность визуализации проекта, быстро реагируя на различные ошибки.
- Корректировать технические данные изделий, используемые в проекте.
- Осуществлять расчёт воздуха, давления, утечек и шума.
- Использовать инструменты визуализации и презентации, которые помогают предоставить проект в самом реалистичном виде.
- Использовать расчёты шумовых характеристик и уровней давления, которые выводятся в отчётах, легко экспортируемые в файл Excel.
Программа для расчёта систем вентиляции – Ventmaster (Salda)
Программа Ventmaster позволяет существенно сократить время, необходимое для проектирования центральных профильных вентиляционных агрегатов. Она используется для быстрого подбора внутреннего оборудования центральных установок и расчёта рабочих параметров. Пользователю предлагается огромнейший выбор модельного ряда вытяжных камер OIK, установок приточно-вытяжной вентиляции с роторными и пластинчатыми утилизаторами тепла, приточных агрегатов ОРК.
Рабочее окно программа Ventmaster (Salda)Основным преимуществом программы Ventmaster является интерфейс на русском языке, который позволяет осуществлять необходимые расчёты в кратчайшие сроки.
| Аэродинамика |
| Массовый расход воздуха |
| Объемный расход воздуха |
| Подбор диаметра воздуховода |
| Подбор размеров воздуховода |
| Диаметр круглой диафрагмы |
| Размеры прямоугольной диафрагмы |
| Скорость воздуха по площади |
| Расход воздуха по площади |
| Скорость воздуха по диаметру воздуховода |
| Скорость воздуха по размерам воздуховода |
| Расход воздуха по диаметру воздуховода |
| Расход воздуха по размерам воздуховода |
| Потери давления на трение в круглом воздуховоде |
| Потери давления на трение в прямоугольном воздуховоде |
| Потери давления в местных сопротивлениях |
| Гидравлика |
| Расход жидкости по мощности. Вода |
| Расход жидкости по мощности. Гликоль |
| Мощность по диаметру трубопровода. Гликоль |
| Мощность по расходу жидкости. Вода |
| Мощность по расходу жидкости. Гликоль |
| Подбор диаметра трубопровода по расходу жидкости |
| Подбор диаметра трубопровода по мощности. Вода |
| Подбор диаметра трубопровода по мощности. Гликоль |
| Потери давления на трение в трубопроводе. Гликоль |
| Потери давления в местных сопротивлениях. Гликоль |
| Диаметр дросселирующей шайбы. Вода |
| Kv клапана |
| Изменение объема системы. Вода |
| Изменение объема системы. Гликоль |
| Тепловое удлинение трубопровода |
| Скорость жидкости |
| Расход жидкости по диаметру трубопровода |
| Мощность по диаметру трубопровода. Вода |
| Потери давления на трение в трубопроводе. Вода |
| Потери давления в местных сопротивлениях. Вода |
| Потери давления на клапане |
| Отопление |
| Сопротивление теплопередаче ограждения из двух материалов |
| Сопротивление теплопередаче ограждения из одного материала |
| Температура внутренней поверхности ограждения |
| Вентиляция |
| Мощность на охлаждение воздуха по температуре теплообменника |
| Мощность на охлаждение воздуха по относительной влажности |
| Мощность на охлаждение воздуха по энтальпии |
| Мощность электродвигателя вентилятора |
| Располагаемое давления естественной вентиляции |
| Расход воды на пароувлажнение воздуха |
| Мощность на пароувлажнение воздуха |
| Мощность на нагрев воздуха |
| Расход воздуха по тепловыделениям |
| Расход воздуха по влаговыделениям |
| Свойства воздуха |
| Температура смеси воздуха |
| Влагосодержание смеси воздуха |
| Энтальпия смеси воздуха |
| Относительная влажность смеси воздуха |
| Давление насыщения пара по температуре |
| Давление насыщения пара по влагосодержанию |
| Барометрическое давление |
| Парциальное давление |
| Температура точки росы |
| Плотность воздуха |
| Удельная теплоёмкость воздуха |
| Температура влажного термометра по относительной влажности |
| Температура влажного термометра по энтальпии |
| Влагосодержание воздуха по энтальпии |
| Влагосодержание воздуха по относительной влажности |
| Энтальпия воздуха по влагосодержанию |
| Энтальпия воздуха по относительной влажности |
| Относительная влажность воздуха по влагосодержанию |
| Относительная влажность воздуха по энтальпии |
| Свойства жидкости |
| Температура замерзания. Гликоль |
| Плотность. Вода |
| Плотность. Гликоль |
| Удельная теплоёмкость. Вода |
| Удельная теплоёмкость. Гликоль |
| Кинематическая вязкость. Вода |
| Кинематическая вязкость. Гликоль |
| Температура конденсации. Фреон |
| Температура кипения. Фреон |
| Давление конденсации. Фреон |
| Давление кипения. Фреон |
| Инженерная геометрия |
| Площадь изоляции покрытой по круглому сечению |
| Площадь изоляции покрытой по прямоугольному сечению |
| Эквивалентный диаметр |
| Масса стального трубопровода |
| Площадь поверхности круглого воздуховода |
| Площадь поверхности прямоугольного воздуховода |
программа расчета системы дымоудаления | Норма ПБ
Привет всем Читателям нашего Блога и коллегам по цеху! По многочисленным запросам, сегодня, мы предлагаем Вам скачать и протестировать программу, которая поможет Вам понять стоимость и трудоемкость организации системы дымоудаления на Вашем объекте. Само собой разумеется, что предлагаемая программа расчета системы дымоудаления самостоятельно не выдаст Вам в результате позиции стоимости материалов и оборудования и монтажно-наладочных работ. Нет конечно. Однако, предлагаемая программа расчета системы дымоудаления поможет Вас выполнить следующие операции:
1. самостоятельно посчитать, введя исходные данные габаритов и назначения помещения или габаритов проема пути эвакуации, такие решающие позиции, как расходы дыма или расхода воздуха в кг/час или м3/час.
2. определить расчетную площадь створок фрамуг естественного дымоудаления при естественном способе удаления дыма.
3. определить расход воздуха для подачи в тамбур шлюз, лифтовую шахту или незадымляемую лестничную клетку, при организации на объекте системы подпора воздухом
Далее все просто. Имея на руках перечисленные результаты расчетов, Вы сможете, обратившись к прайсу и каталогу торгующей вентиляционным оборудованием организации, без особых проблем, узнать стоимость необходимого Вам технологического оборудования для организации необходимой Вам противопожарной системы. Особую ценность данная программа расчета системы дымоудаления будет представлять для инженеров-монтажников и для инженеров-проектировщиков, которые буквально “на коленке”, при наличии прайсов и каталогов предприятий производителей, в течении 10-15 минут смогут посчитать и сообщить собственнику объекта цену вопроса покупки и возможно, монтажа системы дымоудаления или подпора воздухом.
Пару слов о самой проге ….. программа расчета системы дымоудаления представлена в формате Эксель. Открывающееся окошко разбито на вкладки-страницы, наполненные самостоятельными программами расчета.
Состав вкладок следующий:
1. Дымовая зона. В данной вкладке производится расчет суммарной площади створок фрамуг дымоудаления, при организации дымоудаления естественным способом;
2. Зона. В данной вкладке производится расчет расходов дыма для разных температур по очагу пожара или дымовой зоне до 1600 м2 по СНиП 2.04.05-91.
3. Пер. В данной вкладке производится расчет расходов дыма по пособию
4. Кор. В данной вкладке производится расчет расходов дыма и воздуха из коридора по габаритным параметрам эвакуационной двери.
5. Там-шлю. Расчет воздуха для подачи в тамбур-шлюз в м3/час, при организации системы подпора воздуха в тамбур-шлюз.
6. ЛК “А”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “А” для 2-х лифтов.
7. ЛК “Б”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “Б” для 2-х лифтов.
8. ЛК “В”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “В” для 2-х лифтов.
9. ЛК “Г”. Расчет наружного воздуха, подаваемого в лифтовую шахту в м3/час, по узлу “Г”
10. “В” с рас. Расчет расхода наружного воздуха по узлу “В”, для 2-х лифтов с рассечкой
11. Защита дверей. Расход дыма из условий защиты дверей эвакуационных выходов (при Р больше чем 12м)
12. Заполнение дымом. Расчет времени заполнения помещения дымом и расчет времени эвакуации из защищаемого помещения
Собственно, нет необходимости расписывать как именно считает программа расчета систем дымоудаления требуемые данные. Все просто – заводите исходные данные в исходные окна программы и результат видите в итогах. Это все. Скачать программу Вы можете пройдя по ссылке программа расчета системы дымоудаления. Это архив РАР, распакуете и получите файл Эксель. Пользуйтесь на здоровье и безвозмездно.
На этом статью «программа расчета системы дымоудаления» завершаю. Буду рад, если в данной статье Вы почерпнули для себя какую то полезную информацию. Копировать статью для размещения на иных ресурсах в интернете разрешаю только при условии сохранении всех нижеперечисленных ссылок на наш сайт, предлагаю Вам ознакомиться с другими статьями нашего блога по ссылкам:
https://www.norma-pb.ru/rezhim-raboty-svetovyx-opoveshhatelej/ — режим работы световых оповещателей
https://www.norma-pb.ru/dva-evakuacionnogo-vyxoda-iz-pomeshheniya-torgovogo-zala/ — два эвакуационных выхода из помещения торгового зала
https://www.norma-pb.ru/pozharnaya-signalizaciya-ili-pozharotushenie-na-obekte/ — пожарная сигнализация или пожаротушение на объекте?
https://www.norma-pb.ru/sistemy-avtomaticheskogo-pozharotusheniya-obzor-variantov/ — системы автоматического пожаротушения – обзор вариантов
https://www.norma-pb.ru/mnogotochechnyj-teplovoj-pozharnyj-izveshhatel/ — многоточечный пожарный извещатель
https://www.norma-pb.ru/p870/ – сколько пожарных извещателей ставить в отсеке ограниченном балками более 0,4 метра?
https://www.norma-pb.ru/p845/ – кабельные проходки «Стоп-огонь»
https://www.norma-pb.ru/p753/ – пожарный извещатель на стене
https://www.norma-pb.ru/p717/ – системы дымоудаления, компенсация
https://www.norma-pb.ru/p655/ – исходные данные для проектирования
https://www.norma-pb.ru/p574/ – отключение вентиляции при пожаре
Наш сайт —
О сайте (нормы пожарной безопасности) — Норма П.Б.
www.norma-pb.ru
Мы в Одноклассниках – https://ok.ru/group/52452917248157
Мы на Майле – https://my.mail.ru/community/norma-pb/
Мы в Facеbook — https://www.facebook.com/НОРМА-ПБ-460063777515374/timeline/
Наша группа В Контакте – https://vk.com/club103541242
Правильный аэродинамический расчет по формулам и онлайн
Аэродинамический расчет систем это очень важная составляющая проекта. Ведь именно за результатами этого расчета подбирается вентиляционное оборудование, а также в процессе подбирают размеры воздуховодов. Это прям можно назвать «сердцем» проекта. Расчет производится для круглых и прямоугольных воздуховодов, также значение имеет их материал и параметры воздуха. Разберем аэродинамический расчет воздуховодов на примере общеобменной вентиляции. Для систем аспирации и некоторых других местных вентиляционных систем расчет немножко другой.
Содержание статьи:
Основные формулы аэродинамического расчета
Первым делом необходимо сделать аэродинамический расчет магистрали. Напомним что магистральным воздуховодом считается наиболее длинный и нагруженный участок системы. За результатами этих вычислений и подбирается вентилятор.
Рассчитывая магистральную ветвь желательно, чтобы скорость в воздуховоде увеличивалась по ходу приближения к вентилятору!
Только не забывайте об увязке остальных ветвей системы. Это важно! Если нет возможности произвести увязку на ответвлениях воздуховодов в пределах 10% нужно применять диафрагмы. Коэффициент сопротивления диафрагмы рассчитывается за формулой:
Если неувязка будет больше 10%, когда горизонтальный воздуховод входит в вертикальный кирпичный канал в месте стыковки необходимо разместить прямоугольные диафрагмы.
Основная задача расчета состоит из нахождения потерь давления. Подбирая при этом оптимальный размер воздуховодов и контролирую скорость воздуха. Общие потери давления представляют собой сумму двух компонентов — потерь давления по длине воздуховодов (на трение) и потерь в местных сопротивлениях. Расчитываются они по формулам
Эти формулы правильны для стальных воздуховодов, для всех остальных вводится коэффициент поправки. Он берется из таблицы в зависимости от скорости и шероховатости воздуховодов.
Для прямоугольных воздухопроводов расчетной величиной принимается эквивалентный диаметр.
Рассмотрим последовательность аэродинамического расчета воздуховодов на примере офисов, приведенных в предыдущей статье, по формулам. А затем покажем как он выглядит в программке Excel.
Пример расчета
По расчетам в кабинете воздухообмен составляет 800 м3/час. Задание было запроектировать воздуховоды в кабинетах не больше 200 мм высотой. Размеры помещения даны заказчиком. Воздух подается при температуре 20°С, плотность воздуха 1,2 кг/м3.
Проще будет если результаты заносить в таблицу такого вида
Сначала мы сделаем аэродинамический расчет главной магистрали системы. Теперь все по-порядку:
- Разбиваем магистраль на участки по приточным решеткам. У нас в помещении восемь решеток, на каждую приходится по 100 м3/час. Получилось 11 участков. Вводим расход воздуха на каждом участке в таблицу.
- Записываем длину каждого участка.
- Рекомендуемая максимальная скорость внутри воздуховода для офисных помещений до 5 м/с. Поэтому подбираем такой размер воздуховода, чтобы скорость увеличивалась по мере приближения к вентиляционному оборудованию и не превышала максимальную. Это делается для избежания шума в вентиляции. Возьмем для первого участка берем воздуховод 150х150, а для последнего 800х250.
V11= 3400/3600*0,2= 4,72 м/с
Нас результат устраивает.0,25=0,0996 Шероховатость разных материалов разная.
- Динамическое давление Pд=1,2*1,23*1,23/2=0,9 Па тоже записывается в столбец.
- Из таблицы 2.22 определяем удельные потери давления или рассчитываем R=Pд*λ/d= 0,9*0,0996/0,15=0,6 Па/м и заносим в столбик. Затем на каждом участке определяем потери давления на трение: ΔРтр=R*l*n=0,6*2*1=1,2 Па.
- Коэффициенты местных сопротивлений берем из справочной литературы. На первом участке у нас решетка и увеличение воздуховода в сумме их КМС составляет 1,5.
- Потери давления в местных сопротивлениях ΔРм=1,5*0,9=1.35 Па
- Находим суму потерь давления на каждом участке = 1.35+1.2=2,6 Па. А в итоге и потери давления во всей магистрали = 185,6 Па. таблица к тому времени будет иметь вид
Далее производится по тому же методу расчет остальных ветвей и их увязка. Но об этом поговорим отдельно.
При увязке ответвлений расхождение в потерях давления должно быть не более 15%, если воздух поступает в одно помещение (цех) и не более 10%, если в разные помещения
После этого аэродинамический расчет можно считать завершенным. Для круглых воздуховодов принцип расчета такой же, только эквивалентный диаметр приравнивается к диаметру воздуховода.
Поэтапная работа с аэродинамическим расчетом в Excel
Если вам нужно сделать аэродинамический расчет, но вы не готовы просчитывать эти колоссальные формулы вручную, тогда поможет Excel.
По ссылке размещен файл Excel, который можно скачать или редактировать онлайн. Для получения результата необходимо заполнить всего 6 столбцов таблицы, а далее программа сделает все сама. Возьмем все те же офисы для достоверности результатов. Поэтапно вводим:
- Расход воздуха на каждом участке.
- Длину каждого из них.
- Рекомендуемую скорость. После заполнения, в файле уже будет рассчитано минимальная необходимая площадь сечения.
- Ориентируясь по рекомендуемой площади нужно подобрать размер воздуховода. Просто введите высоту и ширину в столбик F и G, как тут же рассчитается скорость на участке и эквивалентный диаметр. В итоге и число Рейнольдса.
- Эквивалентная шероховатость вводится также вручную.
- На каждом участке необходимо будет посчитать сумму КМС и также занести в таблицу.
- Наслаждаться результатом расчетов!
Напомним, аэродинамический расчет в Excel сделан для прямоугольных стальных воздуховодов при температуре подаваемого воздуха 20°С. Если у вас параметры другие, замените значение плотности, шероховатости и вязкости на ваши. Таблица полностью отвечает расчетным формулам и готова к использованию. Успешных вам аэродинамических расчетов!!!
Читайте также:
Расчет воздухообмена на ассимиляцию теплоизбытков и влагоизбытков
Тёплый период:Температура приточного воздуха: tnp = tH +∆tнагр= 21,2 +1 = 22,2 °С.
Теплонапряжённость зрительного зала:q = =11,13 (Вт / м3 ).
q = 11,13(Вт/м3)=>gradt = 0,2°С.
Температура удаляемого воздуха: tу=24,2+0,2(7,2 -1,5) = 25,3°С.
Угловой коэффициент луча процесса: (кДж / кг).
Так как <10000 (кДж/кг),то расчёт воздухообмена ведётся по полным теплопоступлениям Qn и влагопоступлениям W, по формулам (11) и (12)
— по полному теплу: = (кг/ч)
— по влаге:
Погрешность:
Холодный период:
1. Температура приточного воздуха: t
2. Теплонапряжённость зрительного зала:
q =18,22=> gradt = 0,5 °С /м
Температура удаляемого воздуха: tу= 16 + 0,5 ∙ (7,2 -1,5) = 18,9°С.
3. Угловой коэффициент луча процесса: 𝜺= 3600 ∙ = 16332 (кДж/кг).
Так как 𝜺 = 16332 (кДж/кг)> 10000 (кДж/кг),то расчёт воздухообмена ведётся по явным теплопоступлениям Qя, по формуле (10):
— по явному теплу: (кг/ч),
Таким образом, в качестве расчётного воздухообмена принимается максимальное значение, рассчитаное для летнего и зимнего периодов
G=11966 (кг/ч).
По результатам расчёта на l-d-диаграмме были построены прямоточные вентиляционные процессы воздухообмена для холодного и переходного периода (см.приложение А).
Расчет воздухообмена в помещении по санитарным нормам.
Расчет воздухообмена по санитарным нормам определяется в соответствии с количеством людей в помещении и минимальным расходом наружного воздуха который требуется подавать на одного человека. Расход воздуха, кг/ч, определяется по формуле:
где — минимальный расход воздуха для помещения, м3/чел,
N – количество людей, чел;
𝜌н – плотность наружного воздуха, кг/м3, определяемая по формуле:
(20)
где t — температура наружного воздуха, в зависимости от периода года.
Согласно приложению 19 [2], минимальный расход воздуха для общественного здания, со временем пребывания людей в зрительных залах до 3 часов непрерывно
Для холодного периода
Расчет воздухообмена по углекислому газу
Расход воздуха определяем по формуле (13):
— для теплого периода:
— для холодного периода:
Строим процессы на I-d-диаграмме. Влажность воздуха в помещении находится в пределах нормы, следовательно, удовлетворяет санитарно-гигиеническим нормам.
Принимаем расход воздуха по санитарной норме и на принятое количество воздуха производим подбор решеток, воздуховодов и оборудования.
Так как в результате расчета воздухообмена по тепло- и влагоизбыткам получилось значительное количество воздуха и подавать его нецелесообразно из-за значительных габаритов оборудования и воздуховодов. Поэтому расход воздуха на зрительный зал принят по санитарной норме, а избытки тепла удаляются дополнительной системой кондиционирования.
Подбор воздухораспределителей.
Суммарная площадь живого сечения воздухораспределителей, м2, определяется по формуле:
(21)
Где — допустимая скорость воздуха на выходе из воздухораспределителя, принимается
— количество воздуха по санитарной норме, рассчитанное в п.4.2 данного курсового проекта, =
Из условия, что на площадь помещения в 30 м: должен приходиться как минимум один воздухораспределитель, ориентировочное число решеток в помещении определяется по формуле:
(22)
Для более равномерного распределения по зонам возьмем 10 решеток
Тогда площадь живого сечения одной решетки:
(23)
Далее по каталогу «Арктика» выбираем ближайшую большую решетку так, чтобы фактическая площадь решётки была больше либо равной расчетной площади живого сечения одной решетки, то есть Fф≥Fpеш.
Принимаем решетки АМН. Исходя из соображений эстетики, выбираем решетку 500×150 с Fф=0,07 м2, пересчитав количество решеток
(принимаем 10), проверим фактическую скорость на выходе из решетки, которая определяется по формуле:
Количество воздухораспределителей для остальных помещений рассчитывается аналогично. Результаты расчета сведены в таблицу 5.
Таблица 5 – Тип и количество воздухораспределителей для вспомогательных помещений.
Наименование помещения | Lпр, м3/ч | Lвыт, м3/ч | Тип воздухо-распределите-ля | Кол-во воздухораспр. | Скорость м/с | ||
| приток | вытяж-ка | приток | вытяж-ка | ||||
1 этаж | |||||||
| Фойе (3) | 1231,2 | - | АМН 300х100 | 5 | - | 2,5 | - |
| Кружковая (4) | 252 | 378 | АМН 200х100 | 2 | 3 | 2,0 | 1,9 |
| Склад бутафории (5) | - | 46,8 | АМН 200х100 | - | 1 | - | 0,7 |
| Зав.клубом и кассы (7) | - | 86,4 | АМН 200х100 | - | 1 | - | 1,3 |
| Санузлы М (8) | - | 600 | АМН 300х100 | - | 3 | - | 2,1 |
| Санузлы Ж (8*) | - | 600 | АМН 300х100 | - | 3 | - | 2,1 |
| Вестибюль и гардероб (6) | 228 | - | АМН 200х100 | 3 | - | 1,2 | - |
2 этаж | |||||||
| Библиотека (10) | 210 | 420 | АМН 200х100 | 2 | 3 | 2,4 | 2,4 |
| Фойе (3) | 78 | - | АМН 200х100 | 1 | - | 1,2 | - |
| Фойе (3.1) | 1231,2 | - | АМН 300х100 | 5 | - | 2,5 | - |
| Кинопроекцион-ная (11) | 198 | 198 | АМН 300х100 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| Перемоточная (12) | 36 | 36 | АМН 200х100 | 1 | 1 | 0,6 | 0,6 |
| Вентиляцион- -ная (13) | - | - | - | - | - | - | - |
| Гостиная (14) | 90 | 90 | АМН 200х100 | 1 | 1 | 1,4 | 1,4 |
| Коридор (15) | 132 | - | АМН 200х100 | 1 | 1 | 2 | 2 |
подвал | |||||||
| Венткамера (16) | 243 | 121,5 | АМН 200х100 | 2 | 1 | 1,9 | 1,9 |
| Насосная (17) | - | 32,4 | АМН 200х100 | - | 1 | - | 0,5 |
| Электрощитовая (18) | - | 37,8 | АМН 200х100 | - | 1 | - | 0,6 |
| Аккумуляторная (19) | 237,6 | 297 | АМН 300х100 | 1 | 2 | 2,44 | 1,53 |
| Лестничная клетка | 8,1 | - | АМН 200х100 | 1 | - | 0,13 | - |
6. Аэродинамический расчет
Задача аэродинамического расчета сводится к определению потерь давления в вентиляционной сети и размеров поперечного сечения воздуховодов. Аэродинамический расчёт протекает в два этапа:
— определение потерь давления в магистрали;
— увязка потерь давления в ответвлении. | Расчётная схема приточной системы вентиляции вспомогательных помещений, I
Расчетная схема приточной системы вентиляции зрительного зала, разбитого на участки с нанесёнными на неё длинами и расходами воздуха на 1 участках, приведена в приложении. За расчётное направление, наиболее длинное и нагруженное, принимается направление 6-1.
Требуемая площадь поперечного сечения воздуховодов определяется по формуле:
(24)
где L — расход воздуха на участке;
Up — рекомендуемая скорость воздуха в воздуховоде, значения которой приведены в таблице 6. Подбирается размер сечения воздуховода по требуемой площади, его высота должна быть на 50 мм больше размера решетки, которая вставляется в него сбоку.
Таблица 6 — Рекомендуемая скорость воздуха в элементах системы вентиляции |
Элемент системы вентиляции | Up, м/с | ||
| Естественная вентиляция | Механическая вентиляция | ||
| Воздухозаборная решетка | — | 2-4 | |
| Приточная шахта | — | 2-6 | |
| Магистральные участки | 1-1,5 | 5-7 | |
| Ответвления | 0,5-1 | 3-5 | |
| Решетки | 0,5-1 | До 3 | |
Кроме того, воздуховоды необходимо подбирать таким образом, чтобы скорость движения воздуха в вентиляционной сети увеличивалась от конечного участка к вентилятору в пределах допустимого диапазона.
По требуемой площади подбираются стандартные размеры воздуховодов. К установке принимаются стальные прямоугольные воздуховоды, предельное соотношение высоты воздуховода к его ширине составляет 1:6, а оптимальное 1:2 или 2:1.
Фактическую скорость на участке и динамическое давление рассчитываются по следующим формулам:
где h, b — размеры выбранного воздуховода
Удельные потери давления на трение, R, Па/м, для прямоугольных воздуховодов подбираются по номограммам (рисунок 6.4 [5]), согласно скорости воздуха на участке и эквивалентному диаметру воздуховода, который определяется по формуле
Тогда потери давления на трение:
(28)
где — коэффициент шероховатости, = 1 (для стали).
Потери давления на местные сопротивления определяются по формуле:
(29)
где — сумма коэффициентов местного сопротивления.
Потери давления на решётке определяется аналогично потерям на местных сопротивлениях с тем условием, что скорость равна скорости на выходе из решётки, согласно таблице 6.
Подбор сечений приточной и вытяжной систем сведены в таблицу 7. Коэффициенты местных сопротивлений на участках сети приточной и вытяжной систем зрительного зала сведены в таблицу 8, 9. Результаты аэродинамического расчета приточной и вытяжной систем зрительного зала сведены в таблицы 10, 11.
Для увязки ответвлений аналогично рассчитываются потери давления на участках ответвления от последнего до точки присоединения к магистрали. Сумма потерь на этих участках должна быть не более чем на 10% отличаться от потерь на магистральной ветке от точки присоединения ответвления до конечного участка.
Невязка определяется о формуле (30)
В случае необходимости увеличивают сопротивление ответвления путем установки дроссель-клапана, который подбирается по таблице 22.33 [3] согласно необходимому местному сопротивлению, которое определяется по формуле:
где рд — динамическое давление участка, на котором устанавливается дроссель-клапан.
Так как угол поворота створок дроссель-клапана невозможно установить с точностью до десятых градуса, то величина угла наклона определяется до целых и находится невязка, которая должна лежать в пределах 15%.
Таблица 7 – Подбор диаметров системы приточной и вытяжной вентиляции зрительного зала (П1,В1).
Расчет выполнен в программе Microsoft Excel – 2007.
| № участка | Расход воздуха L,м3/ч | hxd | F,м2 | Эквивалентный диаметр dэкв | Скорость воздуха Uф, м/с | Динамическое давление Pд, Па | |
Приточная система П1 | |||||||
| 1 | 600 | 300х250 | 0,075 | 273 | 2,22 | 3,0 | |
| 2 | 1200 | 300х250 | 0,075 | 273 | 4,44 | 11,9 | |
| 3 | 1800 | 400х300 | 0,12 | 343 | 4,16 | 10,4 | |
| 4 | 2400 | 400х400 | 0,16 | 400 | 4,16 | 10,4 | |
| 5 | 3000 | 450х400 | 0,18 | 424 | 4,63 | 12,9 | |
| 6 | 6000 | 550х550 | 0,275 | 524 | 6,06 | 22 | |
| 7 | 600 | 300х250 | 0,05 | 222 | 3,33 | 6,7 | |
| 8 | 1200 | 300х250 | 0,075 | 273 | 4,44 | 11,9 | |
| 9 | 1800 | 400х300 | 0,12 | 343 | 4,16 | 10,4 | |
| 10 | 2400 | 400х400 | 0,16 | 400 | 4,16 | 10,4 | |
| 11 | 3000 | 450х400 | 0,18 | 424 | 4,63 | 12,9 | |
Вытяжная система В | |||||||
| 1 | 600 | 300х250 | 0,05 | 222 | 3,33 | 6,7 | |
| 2 | 1200 | 300х250 | 0,075 | 273 | 4,44 | 11,9 | |
| 3 | 1800 | 400х300 | 0,12 | 343 | 4,16 | 10,4 | |
| 4 | 2400 | 400х400 | 0,16 | 400 | 4,16 | 10,4 | |
| 5 | 3000 | 450х400 | 0,18 | 424 | 4,63 | 12,9 | |
| 6 | 6000 | 550х550 | 0,275 | 524 | 6,06 | 22 | |
| 7 | 600 | 300х250 | 0,05 | 222 | 3,33 | 6,7 | |
| 8 | 1200 | 300х250 | 0,075 | 273 | 4,44 | 11,9 | |
| 9 | 1800 | 400х300 | 0,12 | 343 | 4,16 | 10,4 | |
| 10 | 2400 | 400х400 | 0,16 | 400 | 4,16 | 10,4 | |
| 11 | 3000 | 450х400 | 0,18 | 424 | 4,63 | 12,9 | |
Таблица 8 – Коэффициенты местных сопротивлений на участках сети приточной системы вентиляции зрительного зала
| № участка | Местное сопротивление | КМС,ξ |
1 | Решетка воздухоприточная АМН 500х150 | 2,2 |
| Тройник. . | 2,2+1,9=4,1 | |
2 | Тройник. . | 0,21 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,24=0,31 | |
3 | Тройник. . | 0,2 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,2=0,3 | |
4 | Тройник. . | 0,2 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,2=0,3 | |
5 | Тройник (пр). . | 0,37 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,37+0,35=0,72 | |
| Отвод 900 | 0,35 | |
6 | Отвод 900 – 3шт | 0,35х3=1,05 |
| Внезапное сужение | 0,1; 0,1+1,05=1,15 | |
7 | Решетка воздухоприточная АМН 500х150 | 2,2 |
| Тройник. . | 2,2+1,9=4,1 | |
8 | Тройник. . | 0,21 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,24=0,31 | |
9 | Тройник. . | 0,2 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,2=0,3 | |
10 | Тройник. . | 0,2 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,2=0,3 | |
11 | Тройник (пр). . | 0,24 |
| Внезапное сужение | 0,1+0,37+0,35=0,73 |
Таблица 9 – Коэффициенты местных сопротивлений на участках сети вытяжной системы вентиляции зрительного зала
| № участка | Местное сопротивление | КМС,ξ |
1 | Решетка воздухоприточная АМН 500х150 | 2,2 |
| Тройник. | 2,2+0,3=2,5 | |
2 | Тройник. . | 0,3 |
| Внезапное расширение | 0,1+0,3=0,4 | |
3 | Тройник. | 0,45 |
| Внезапное расширение | 0,1+0,45=0,55 | |
4 | Тройник. . | 0,35 |
| Внезапное расширение | 0,1+0,35=0,45 | |
5 | Тройник (пр). . | 1,2 |
| Внезапное расширение | 0,1+1,2+0,35 = 1,65 | |
| Отвод 900 | 0,35 | |
6 | Отвод 900 | 0,35 |
| Внезапное расширение | 0,1; 0,1+1,05=1,15 | |
7 | Решетка воздухоприточная АМН 500х150 | 2,2 |
| Тройник. | 2,2+0,3=2,5 | |
8 | Тройник. . | 0,3 |
| Внезапное расширение | 0,1+0,3=0,4 | |
9 | Тройник. | 0,45 |
| Внезапное расширение | 0,1+0,45=0,55 | |
10 | Тройник. . | 0,35 |
| Внезапное расширение | 0,1+0,35=0,45 | |
11 | Тройник (пр). . | 1,2 |
| Внезапное расширение | 0,1+1,2+0,35 = 1,65 | |
| Отвод 900 | 0,35 |
Таблица 10 – Аэродинамический расчет приточной системы вентиляции зрительного зала.
Расчет выполнен в программе Microsoft Excel – 2007
| N участка | L, м3/ч | l, м | a, мм | b, мм | dэ, мм | v, м/с | R, Па/м | bш | R*bш*L | Сум z. | Рд, Па | Z, Па | Р, Па | Сум Р, Па |
Расчетное направление (участки 1-6) | ||||||||||||||
1 | 600 | 2,5 | 300 | 250 | 273 | 2,222 | 0,26 | 1 | 0,6 | 4,1 | 3,0 | 12,1 | 13 | 13 |
2 | 1200 | 2,5 | 300 | 250 | 273 | 4,444 | 0,90 | 1 | 2,2 | 0,31 | 11,9 | 3,7 | 6 | 19 |
3 | 1800 | 2,5 | 400 | 300 | 343 | 4,167 | 0,60 | 1 | 1,5 | 0,3 | 10,4 | 3,1 | 5 | 23 |
4 | 2400 | 2,5 | 400 | 400 | 400 | 4,167 | 0,49 | 1 | 1,2 | 0,3 | 10,4 | 3,1 | 4 | 28 |
5 | 3000 | 13,3 | 450 | 400 | 424 | 4,630 | 0,56 | 1 | 7,4 | 0,72 | 12,9 | 9,3 | 17 | 44 |
6 | 6000 | 22,8 | 550 | 500 | 524 | 6,061 | 0,70 | 1 | 16,0 | 1,15 | 22,0 | 25,3 | 41 | 86 |
Ответвление 1 (участки 7-11) | ||||||||||||||
7 | 600 | 2,5 | 250 | 300 | 273 | 2,222 | 0,26 | 1 | 0,6 | 4,1 | 3,0 | 12,1 | 13 | 13 |
8 | 1200 | 2,5 | 300 | 250 | 273 | 4,444 | 0,90 | 1 | 2,2 | 0,31 | 11,9 | 3,7 | 6 | 19 |
9 | 1800 | 2,5 | 400 | 300 | 343 | 4,167 | 0,60 | 1 | 1,5 | 0,3 | 10,4 | 3,1 | 5 | 23 |
10 | 2400 | 2,5 | 450 | 400 | 424 | 3,704 | 0,37 | 1 | 0,9 | 0,3 | 8,2 | 2,5 | 3 | 27 |
11 | 3000 | 2,7 | 450 | 400 | 424 | 4,630 | 0,56 | 1 | 1,5 | 0,73 | 12,9 | 9,4 | 11 | 38 |
Увяжем ответвление 1 (участки 7-11) и участки магистрали 1-5
Невязка не превышает установленный предел, следовательно дроссель-клапан устанавливать нет необходимости.
Таблица 11 – Аэродинамический расчет вытяжной системы вентиляции зрительного зала.
Расчет выполнен в программе Microsoft Excel – 2007
| N участка | L, м3/ч | l, м | a, мм | b, мм | dэ, мм | v, м/с | R, Па/м | bш | R*bш*L | Сум z. | Рд, Па | Z, Па | Р, Па | Сум Р, Па |
Расчетное направление (участки 1-6) | ||||||||||||||
1 | 600 | 2,5 | 300 | 250 | 273 | 2,222 | 0,26 | 1 | 0,6 | 2,5 | 3,0 | 7,4 | 8 | 8 |
2 | 1200 | 2,5 | 300 | 250 | 273 | 4,444 | 0,90 | 1 | 2,2 | 0,4 | 11,9 | 4,7 | 7 | 15 |
3 | 1800 | 2,5 | 400 | 300 | 343 | 4,167 | 0,60 | 1 | 1,5 | 0,55 | 10,4 | 5,7 | 7 | 22 |
4 | 2400 | 2,5 | 400 | 400 | 400 | 4,167 | 0,49 | 1 | 1,2 | 0,45 | 10,4 | 4,7 | 6 | 28 |
5 | 3000 | 6,1 | 450 | 400 | 424 | 4,630 | 0,56 | 1 | 3,4 | 1,65 | 12,9 | 21,2 | 25 | 53 |
6 | 6000 | 5 | 550 | 500 | 524 | 6,061 | 0,70 | 1 | 3,5 | 1,15 | 22,0 | 25,3 | 29 | 82 |
Ответвление 1 (участки 7-11) | ||||||||||||||
7 | 600 | 2,5 | 300 | 250 | 273 | 2,222 | 0,26 | 1 | 0,6 | 2,5 | 3,0 | 7,4 | 8 | 8 |
8 | 1200 | 2,5 | 300 | 250 | 273 | 4,444 | 0,90 | 1 | 2,2 | 0,4 | 11,9 | 4,7 | 7 | 15 |
9 | 1800 | 2,5 | 400 | 300 | 343 | 4,167 | 0,60 | 1 | 1,5 | 0,55 | 10,4 | 5,7 | 7 | 22 |
10 | 2400 | 2,5 | 450 | 400 | 424 | 3,704 | 0,37 | 1 | 0,9 | 0,45 | 8,2 | 3,7 | 5 | 27 |
11 | 3000 | 6,1 | 450 | 400 | 424 | 4,630 | 0,56 | 1 | 3,4 | 1,65 | 12,9 | 21,2 | 25 | 52 |
Увяжем ответвление 1 (участки 7-11) и участки магистрали 1-5
Невязка не превышает установленный предел, следовательно дроссель-клапан устанавливать нет необходимости.
Рисунок 1 – Расчетная схема приточной системы вентиляции П1
Рисунок 1 – Расчетная схема вытяжной системы вентиляции В1
Программное обеспечение для просчета проектов
Для самостоятельного расчета и обработки проектов Reynaers предлагает ряд программных продуктов, включающих в себя каталог профилей и комплектующих компании Reynaers. Технические данные и коммерческая информация непрерывно обновляются и поддерживаются специальным техническим отделом.1. ReynaPro
Стандарт при расчетах заказа
Расчетная программа ReynaPro дает возможность переработчику самостоятельно готовить информацию, необходимую для участия в тендере. В ReynaPro рассчитывается ценовое предложение, формируется спецификация заказа материала и готовится технологическая документация на изготовление конструкции. Кроме того, программа напрямую работает с оборудованием, которое управляется автоматизировано. ReynaPro – это готовый продукт, позволяющий удовлетворить потребности любого клиента Reynaers Aluminium.
Главные преимущества
Быстрый ввод данных. Ввод данных производится быстро и удобно с помощью диалоговых окон. Все данные могут быть получены с помощью внешних и внутренних программ и изменены в процессе работы
Аккуратность и точность расчета экономят время и материал. Расчет себестоимости и окончательной цены. Расчет и оптимизация списка материалов для заказа.
Совместимость с офисными приложениями. Результаты расчетов могут быть автоматически сгенерированы во внутреннем текстовом редакторе или любом другом офисном приложении (Word, Excel и т.д.).
Электронный вариант заказа позволяет быстро и точно его обработать. Система формирует списки для заказа профиля, фурнитуры, креплений и стекла. С помощью электронной системы вы отправляете список материалов в компанию Reynaers, что обеспечит точную и быструю его обработку.
Эффективная подготовка производства. Рабочая документация содержит информацию о каждом элементе конструкции (профиль, стекло и фурнитура) и его месте в процессе сборки. Передача данных в обрабатывающий центр позволяет избежать ошибок во время резки и обработки профиля.
Удобная интеграция с системой автоматизированного проектирования. Совместимость ReynaPro с Auto- CAD позволяет импортировать конструкции из «.dxf» и «.dwg» файлов. Также программа позволяет легко создавать сечения, которые имеют высокую точность и выглядят информативно. Как опция, ReynoPro имеет встроенную CAD систему.
Трехмерный интерфейс для наглядности. Обработка 3-мерных объектов, созданных в разных CAD системах и системах проектирования зимних садов, например таких, как Cover.
Автоматический контроль работы. Отрезные и многофункциональные станки от разных производителей управляются непосредственно ReynaPro. Автоматический контроль и обработка результатов работы в реальном времени позволяют избежать большинства ошибок. С помощью штрих- кода система автоматически определяет используемый профиль и выдает на него операционный лист.
Расчет основных моментов инерции и коэффициента теплопроводности.
2. Reynaers STATICA
Точное вычисление моментов инерции
Программа Reynaers Statica была разработана специально для компании Reynaers. С её помощью можно производить статические расчеты алюминиевых конструкций, учитывая ветронепроницаемость, высоту проекта, толщину стекла, максимальное сечение профиля, факторы безопасности и т.д. Результат расчетов подается в раскладке по трем осям координат согласно действующим стандартам и законодательству.
— Возможность рассчитать окно, дверь, зимний сад и фасадную конструкцию, используя библиотеку чертежей (металлопластиковые окна).
— Расчеты производятся согласно действующим стандартам.
— В результате – грамотное коммерческое предложение, включая технические данные и информацию по моментам инерции «Х» и «Y».
— Удобный интерфейс программы
3. BS CONTROL
Программа для расчета таких показателей:
— изображение тени от солнцезащитных элементов на фасаде — расчет угла падения солнечных лучей
— определение уменьшения освещенности за счет применения солнцезащитных элементов
— расчет влияния элементов солнцезащиты на энергосберегающие характеристики фасада
4. U-TOOL
Программа Reynaers для расчета показателей термоизоляции
Удобный в использовании инструмент с библиотекой распространенных конфигураций эффективно рассчитывает коеффициент теплопроводности, что позволяет удостовериться в соответствии энергоэффективности системы официальным европейским стандартам.
Своевременное обновление программы поможет вам в поиске альтернативных решений и в создании наглядных отчетов.
5. ПРОГРАММА ДЛЯ РАСЧЕТОВ ВЕНТИЛЯЦИИ
Для расчета воздухообмена
С этой программой рассчитывается естественная вентиляция (движение воздуха) в соответствии с различными стандартами вентиляции. Естественная вентиляция подразумевает вентиляцию здания воздухом с улицы (движение воздуха, обусловленное климатической разницей в давлении, температуре и высоте) без применения вентиляторов или других механических систем. Свежий воздух заходит в здание через самоуправляемые клапаны во все «сухие» комнаты (гостиную, спальню) и вытягивается из «влажных» – (кухни, туалета, ванной и т.д.).
Решение Ventalis от Reynaers предполагает использование автоматических клапанов, которые встраиваются в двери и окна. Количество клапанов Ventalis для разных комнат рассчитывается этой программой.
Вентиляция естественная en STD — AREP-HC3
С улучшением характеристик ограждающих конструкций здания, влияние ветра на естественную вентиляцию имеет все большую долю в потреблении энергии. При моделировании энергопотребления зданий эти эффекты плохо моделируются по сравнению с реальностью: это явление можно значительно улучшить с помощью численного моделирования.
1. Принцип расчета естественной вентиляции в БЭСЧтобы проиллюстрировать это, в этом разделе представлен простой случай естественной поперечной вентиляции, связанный только с ветровыми эффектами.2}
, где Sa и Sb представляют собой поверхности отверстий a и b соответственно. Коэффициенты расхода одних и тех же отверстий представляют два явления, которые уменьшают теоретический расход, Бернулли предположил, что жидкость имеет нулевую вязкость. С одной стороны, вена сжимается после открытия из-за инерционного воздействия струи, тем самым уменьшая скорость потока на коэффициент Cc, равный отношению между поверхностью вены после прохождения отверстия и предлагаемой поверхностью прохождения (см. Рисунок 1 для двух упрощенных форм проемов).С другой стороны, вязкое трение снижает скорость потока, которая обычно выражается коэффициентом Cf между 0,95 и 0,99. Следовательно, коэффициент расхода равен произведению C_d = C_c \ умноженное на C_f. Значение, общепринятое стандартом (ASHRAE 1997) и несколькими программами расчета естественной вентиляции (CONTAM, IES-VE MacroFlo, EnergyPlus), находится в диапазоне от 0,60 до 0,65. 2} {2}}
, где p_ {фасад} — давление торможения на фасад, \ rho плотность воздуха, а v_ {ref} — эталонная скорость.
В зависимости от программного обеспечения коэффициент C_p аппроксимируется следующими действительными эмпирическими корреляциями для прямоугольных геометрических фигур с коэффициентом формы, близким к единице, включая поправку на угол падения ветра, иногда с отличием для высотных зданий (Свами и Чандра, 1988). , (Акинс, Петерка и Чермак, 1979).
Скорость невозмущенного потока v_ {ref} принимается равной скорости ближайшей метеостанции. Для определения скорости воздуха через открывающуюся раму на высоте z применяется атмосферный закон, такой как описанный ниже.
Чтобы представить окружающую среду здания, профиль этого уравнения атмосферного пограничного слоя может быть изменен с помощью коэффициентов k_0 и z_0, соответственно, шероховатости площадки от 0,14 до 0,25 и длины шероховатости от 0,5 мм до 2 м, в зависимости от того, участок очень открытый (море, снежное поле, песчаная пустыня) или очень грубый (центр мегаполисов, тропический лес).
v (z) = v_ {ref} \ times k_0 \ times \ ln \ frac {z} {z_0}
2.Критика модели
Сложность фасадов зданий, их расположение в городской среде или форма проемов создают реальность, которая часто далека от теории, изложенной в предыдущем разделе. Далее мы постараемся показать степень возможных отклонений по различным параметрам моделирования.
Коэффициент расхода : коэффициент Cd — это величина, которая обычно плохо документируется производителями, поскольку она варьируется в зависимости от таких факторов, как скорость открытия отверстия, разница внутренней / наружной температуры, скорость воздуха, как указано в библиографические исследования (Salliou 2011) и работы в начале диссертации (Regard 2000).Кроме того, последний показал, что указанные значения варьируются от Cd = 0,1 до Cd = 2, что влияет на величину расхода через отверстие от 10% до 200%. Однако эту неопределенность трудно преодолеть без исследования в аэродинамической трубе (цифрового или реального). Следовательно, в зависимости от случая необходимо будет адаптировать значение Cd, чтобы оставаться в рамках консервативных гипотез и осторожно интерпретировать результаты.
Коэффициенты давления : они очень изменяются в зависимости от направления ветра, его локальной скорости на фасаде, формы здания, а также геометрии его ближнего и дальнего окружения.На одном и том же фасаде здания с правильной геометрией Cp также представляет значительные неоднородности. На рисунке 2 показан пример расчета Cp в городской среде, где давление принимает разные значения, которые могут быть как положительными, так и слегка отрицательными в разных местах на одной стене.
Рисунок 2: Несоответствие стоимости фасадов — Городская среда станции Шамбери.Справочная скорость воздуха : величина скорости берется как скорость воздуха метеостанции, высота и местоположение которой часто неизвестны.Поэтому трудно сделать вывод о фактической скорости вокруг здания, которая зависит от топографии, удаленной и близлежащей городской среды и связанной с этим неровности. На рисунке 3 показан пример сложности потоков в городских районах.
Рисунок 3: Изменение поля скорости в городских районахСледовательно, для уменьшения количества неопределенных параметров требуется моделирование городского воздушного потока с использованием открытого исходного кода или готового коммерческого программного обеспечения, решающего усредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса, а также сохранение массы (подход «RANS»), используя, например, k-эпсилон. модель турбулентности.
Этот подход позволяет явно рассчитать Cp фасада как функцию годовой розы ветров и городской среды, тем самым уменьшая неопределенность в отношении значений скоростей и коэффициентов давления. Затем результаты моделирования должны быть введены в ежегодное моделирование энергопотребления здания. Следует отметить, что в этом подходе учитываются только эффекты ветра: тепловая тяга может быть учтена условием на число Ричардсона.
Дальнейшие чтения…Акинс, Р.Э., Дж. А. Peterka, et J.E. Cermak. «Усредненные коэффициенты давления для прямоугольных зданий». Труды Пятой Международной конференции по ветроэнергетике. Fort Collins, 1979. 369–380.
ASHRAE. «Вентиляция и инфильтрация». Dans Руководство по основам HVAC , 492-519. Атланта: Редактор справочника ASHRAE, 1997.
Хэвенит, Г., И. Холмер, Э.А. Den Hartog, et K.C. Парсонс. «Стойкость к испарению одежды — Предложение по улучшению представления в стандартах и моделях.» Ann. Ок. Hyg. , 1999: (43-5): 339-346.
Холмер И., Х. Нильссон, Г. Хэвенит и К. Парсонс. «Конвективный теплообмен одежды — предложение по улучшению прогнозов в стандартах и моделях». Анналы гигиены труда , 1999: (43) 5-329-337.
С уважением, Мюриэль. Contribution à l’étude des mouvements d’air dans le bâtiment à l’aide d’un code de champ. Thèse de doctorat, Лион: INSA, 2000.
Саллиу, Жан-Реми. Проанализируйте влияние геометрических параметров и физических данных на аппликацию коэффициента расхода воздуха для вентиляции и вентиляции. Thèse de Master Recherche, Nantes: Ecole Supérieure d’Architecture de Nantes, 2011.
Свами М.В.и С. Чандра. «Корреляции распределения давления по зданиям и расчет притока естественной вентиляции». Транзакции ASHRAE , 1988: 243-266.
ASHRAE 62.1 Таблица Excel для расчета вентиляции (xls)
Скачать бесплатно калькулятор вентиляции ASHRAE 62.1 в формате Excel. Это обширная таблица для расчета притока наружной вентиляции в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Программа Excel включает в себя все формулы расчета вентиляции, собранные и разработанные для получения количества поступающего наружного воздуха и скорости воздухообмена в час для каждого помещения.
Скачать также: Таблица Excel для расчета тепловой нагрузки по ASHRAE, XLS
| Таблица Excel для расчета вентиляции ASHRAE 62.1 |
Эта таблица предназначена в первую очередь для определения интенсивности вентиляции которые обслуживают несколько зон и рециркулируют воздух из одной или нескольких зон в другие зоны.Типичными примерами являются системы переменного объема воздуха (VAV). Таблицу также можно использовать для всех других типов систем вентиляции — она не ограничивается системами с несколькими зонами.
Эту электронную таблицу легче использовать, если введены все зоны, обслуживаемые системой — критические зоны затем определяются автоматически, а электронная таблица автоматически определяет входные данные системного уровня путем суммирования значений для зон.
Загрузите таблицу Excel для расчета вентиляции в соответствии с ASHRAE 62.1 (xls)
Программа Excel содержит следующие вкладки:
- Инструкции по использованию этой таблицы Excel
- Расчет вентиляции (приток наружного воздуха)
- Таблица вентиляции Ashrae 62.1 — Скорость наружного воздуха (Таблица 6.2.2.1)
Для системы требуются следующие входы:
- As: Площадь пола, обслуживаемая системой (sf)
- Ps: Население площади, обслуживаемой системой (P)
- Vpsd: Расчетная скорость воздушного потока приточного вентилятора (куб. Футов в минуту)
- Ras: OA требуется на единицу площади для системы (средневзвешенное значение) (cfm / sf)
- Rps: требуется OA на человека для области системы (средневзвешенное значение) (cfm / p)
- Процентное увеличение Vbz сверх минимально необходимого ( %)
Мы представили ASHRAE 62.1 калькулятор в Excel со всеми таблицами вентиляции, включая нормы наружного воздуха или воздухообмен в соответствии с нашими нормами для всех приложений, и вы получите следующие результаты:
- Эффективность вентиляции системы
- Потребление наружного воздуха, необходимое для системы
- Наружного воздуха на блок площадь пола
- Наружный воздух на человека, обслуживаемого системой (включая диверсификацию)
- Наружный воздух как% от проектного первичного приточного воздуха
Модели нестационарного обтекания (1) — Демонстрационная программа Excel
ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Копию программы (zip-файл) можно скачано внизу этой страницы.Обратите внимание на ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ.
1. Описание программы
программа рассчитывает объемный расход через два отверстия и внутреннее давление как функция времени, используя форму конечных разностей уравнения (5.42) и (5.43) в [1].
An выбрана явная конечно-разностная процедура, что означает, что значение при time t + dt вычисляется непосредственно из значения в момент времени t без итераций. Эта процедура идеально подходит для электронной таблицы.Однако необходимо использовать очень небольшое время. шаги. Процедура отличается от метода Эйлера, используемого для расчетов ночного охлаждения, который, по сути, является простейшая форма первого порядка процедуры Рунге-Кутта. Здесь второй порядок Используется процедура Рунг-Кутта (известная как метод средней точки, потому что она оценивает скорость изменения в средней точке между t и t + dt ). Его преимущество в том, что обычно требуется меньшее количество шагов по времени для стабильного и точного расчета.
В В данной версии программы есть два рабочих листа, которые называются Data и NonDim Calc1 . Первый используется для ввода входных данных и вычисления начальных значений. Второй выполняет расчет и отображает результаты в графическом виде. Важно отметить, что расчеты проводятся с безразмерные формы уравнений. Затем размерные результаты полученные из безразмерных результатов умножением их на масштаб факторы.
Цель программы состоит в том, чтобы рассчитать изменение расхода во времени как результат синусоидального порыва, наложенного на изначально устойчивую ситуацию. В постоянный расход и внутреннее давление получены из стабильной оболочки модель потока (см. раздел 4.4 в [1]). Когда эффект порыва ветра исчезнет, поток возвращается в исходное установившееся состояние. (Примечание: программа используется для начального восходящего потока).
Рисунок 1. Ввод рабочий лист (щелкните изображение, чтобы увеличить версию)
1.1 Вход рабочий лист
Ячейки места, где можно вводить данные, выделены желтым цветом, а значения — красным (см. рисунок 1).
значений которые можно ввести в лист Data выглядят следующим образом (примерно в том порядке, в котором они появляются на листе).
Свойства воздуха
плотность (кг / м 3 ) плотность воздуха при нормальной температуре
Оттенок (C) внутренняя температура
опорная температура (C) ссылка температура для плотности — используется для расчета DelRo
объем (м 3 ) объем в конверте
Ветер и давление
скорость (м / с) ветра скорость U
дин P (Па) динамический давление (0.5 r U 2 )
Cp1 среднее, Cp2 средние средние значения C p1 и C p2
пиковое давление порыва, C pg
Открытий
Цзиньф1, Значения Czinf2 для C d∞1 и C d∞2
диам1, diam2 (м) диаметр круглого проема, ширина квадрата открытие
высота z1 (м) высота проема над уровнем земли
высота z2 (м) высота проема над уровнем земли
L1, L2 (м) длина открытия, L 1 и L 2
Факторы 1 и 2, используемые при оценке эффективного длины.Предпочтительное значение составляет 1,0, что соответствует эффективной длине ( d / 0,6 + L ). Значение 1,667 соответствует ( d + L ) /0,6 (см. Раздел 2 во вступительной записке)
форма1 и shape2 используются при оценке площадей
Временные рамки
начальное время (с) обычно t = 0
время порыва (с), при котором начинается порыв
порыв (с) продолжительность порыва, т г
фактор определяет расчетная длина e.грамм. при коэффициенте 1,5 расчет продолжается для 1,5 т г секунд после окончания порыва. Длина шага также увеличивается за счет увеличения коэффициента.
Расчет начальных значений
начальные значения q 1 ′, q 2 ’и C pint рассчитываются с использованием модели огибающей установившегося потока (см. раздел 4.4 в [1]), используя C p1 и C p2 , H , U и D T . Примечание: — раствор должен вернуться к стационарному решению при условии, что расчет распространяется на достаточно длительный период после порыва (см. график 2 на рисунке 2).
Примечание: — Чтобы избежать непреднамеренных изменений, рабочий лист с за исключением ячеек ввода, находится в защищенном режиме (пароль — vent).
1,2 NonDim Calc 1 рабочий лист
конечно-разностные уравнения решаются маршевой процедурой, при этом значения в момент времени t + dt вычисляются непосредственно из значений на момент времени т .это поэтому необходимо использовать очень маленькие значения dt и, следовательно, очень большое количество временных шагов. В программе При поставке количество временных шагов установлено на 40 000. Значение временного шага равно определяется «порывом ветра» и «фактором». Можно проверить чувствительность результатов на dt , изменив «коэффициент» на листе Input .
Это не необходимо изменить любые ячейки в NonDim Calc 1 . Избегать при случайном изменении, установлен в Защищенном режиме (пароль — vent).
Рисунок 2 NonDim Рабочий лист Calc 1 (щелкните изображение, чтобы увеличить версию)
Рис. 2a NonDim Расчет 1 рабочий лист
Результаты
Вариация безразмерных величин q 1 ′, q 2 ′ и C пинта с t ′ можно найти в столбцах I, J и K соответственно. Объемный расход, связанный с сжимаемостью ( q 1 ′ + E q 2 ′) дается в столбце R.Вариант C пинта с t ′ отображается на графике 2 с C p1 и C p2 . График 2 показывает изменение скорости потока. (Примечание: q 1 ′ + E q 2 ′ использует другой масштаб)
q f 1 ′ и q f2 ′ являются расход свежего воздуха (входящий поток) через отверстия. Последний из Интересен тем, что соответствует реверсированию потока в дымовой трубе.Общая Безразмерный объем притока от порыва обозначен V ′ F2 .
Результаты размеров
Размерные значения q 1 нанесены на график 3 против t на Графике 3 (Рисунок 2a) с порывом ветра. давление p w1 . Также приводится значение V F2 (m 3 ).
2. Запуск программы
После ввода необходимых данных расчет ведется вручную нажав клавишу F9.Это можно сделать на любом из листов. В Расчет занимает от 1 до 2 с.
Примечание: — Автоматический расчет — НЕ рекомендуемые.
Диапазон программа
При 40 000 временных шагов программа способна стабильно расчет потоков с силой порыва не менее 30. Чувствительность результатов к шагу длину можно проверить, изменив коэффициент во вводе шкалы времени.
Номер ссылки
1. Etheridge DW (2012), Естественная вентиляция зданий — теория, Измерение и дизайн , Джон Wiley & Sons, Чичестер, Великобритания
Щелкните здесь, чтобы вернуться к введению, или здесь, чтобы увидеть примеры расчетов.
Эта страница была создана 6 февраля 2013 г. Она была обновлена 24 февраля 2013 г., когда была исправлена ячейка J31 Data .
(PDF) LoopDA 3.0 — Руководство пользователя программного обеспечения для проектирования и анализа естественной вентиляции
6
4. Щелкните правой кнопкой мыши стены, чтобы разместить значки путей воздушного потока, которые соединяют зоны. Вы также можете использовать инструмент для рисования воздуховодов
для рисования воздуховодов. Лучше всего нарисовать все секции воздуховода до того, как
определит их. Типичный воздуховод состоит из трех частей: впускного фитинга, сегмента и выпускного фитинга
, каждая из которых разделена значком соединения. [См. Чертеж воздуховодов]
5.Определите каждый из путей потока и сегментов воздуховода, дважды щелкнув по очереди каждый неопределенный значок
или сегмент и задав необходимые свойства в соответствующих диалоговых окнах
, которые будут отображаться. Вам будет предложено выбрать тип воздушного потока или элемента потока в воздуховоде
, который должен представлять взаимосвязь между воздушным потоком и падением давления через
путь потока, например, с силовым замком, диафрагмой или саморегулирующимся вентиляционным отверстием, или воздуховод, например , сегмент или
клемма / штуцер.
ПРИМЕЧАНИЕ. Вы можете проверить давление ветра на путях и на концах воздуховодов, примыкающих к внешней зоне
, переключившись в режим давления ветра на SketchPad через меню View
. Отобразится масштабированный набор красных линий, указывающих относительное давление на каждом отверстии
. Строка состояния / всплывающая подсказка покажет давление ветра на текущем выбранном пути конверта
или значке клеммы воздуховода.
6. Используйте инструмент рисования контура (стрелка), чтобы нарисовать предполагаемые схемы воздушного потока (контуры давления)
через пути потока и воздуховоды.Начните рисовать за пределами здания и нарисуйте в направлении
, в котором вы хотите, чтобы воздух проходил через пути воздушного потока. Рисование остановится, когда
выйдете из здания через поток или воздуховод. Обратите внимание, что стрелки, которые вы рисуете, представляют
концепцию сохранения давления в методе расчета по петлевому уравнению.
7. Определите расчетные условия для случая, над которым вы работаете, в диалоговом окне «Расчетные данные».
, доступном в меню «Расчеты»:
o температура наружного воздуха и скорость ветра
o заданные значения температуры охлаждения и нагрева в зоне: Tcsp и Thsp
8.Откройте диалоговое окно Simple Thermal Design через меню расчетов по следующему адресу:
a. пересмотреть требуемый расход воздуха для каждой зоны
b. установить скорость воздушного потока для каждого контура в соответствии с требуемой скоростью воздушного потока
c. выполнить расчет Simple Thermal Design для балансировки воздушных потоков и определить
температур для каждой зоны, пути воздушного потока и воздуховода
9. Дважды щелкните значок стрелки каждого контура, чтобы открыть диалоговое окно «Свойства контура давления», а
просмотрите асимптотические отношения между компонентами, чтобы быть размером.В этом анализе
используется обратная форма элементов воздушного потока для представления возможных расчетных кривых. Установите
для каждого компонента по очереди, пока все они не будут определены.
10. Шаги 1–9 по существу формируют проектную часть процесса для данного набора проектных условий
(например, температуры наружного воздуха и скорости ветра). После того, как проектная часть процесса
будет завершена для данного набора проектных условий, используйте команду Run Simulation
в меню «Расчет» для выполнения расчетного расчета.Это позволит
вычислить скорость воздушного потока для выбранной вами комбинации размеров.
11. После успешного запуска моделирования SketchPad переключается в режим отображения результатов
. В этом режиме будут отображаться масштабированные линии для отображения относительной скорости воздушного потока
и разницы давлений на каждом пути воздушного потока и значка клеммы воздуховода, а также состояния
HTflux — Программное обеспечение для моделирования
В следующем тексте я постараюсь предоставить наиболее важную информацию о расчете тепловой массы для строительных приложений.Вторая часть — это краткое руководство по пониманию и использованию моего бесплатного Excel-калькулятора (ссылка внизу этой страницы).
Резюме для пользователей, не желающих читать весь текст…
Короче говоря, наиболее важным применением инструмента будет оптимизация (= максимизация) тепловой массы на внутренних поверхностях зданий. Это поможет снизить суточные перепады температуры внутри здания. Увеличивая внутреннюю массу, ваша стена, пол или потолок должны поглощать большую часть солнечного излучения в течение дня и выделять накопленное тепло через естественную вентиляцию в течение ночи.
Для этого вам нужно будет максимизировать результирующую цифру « внутренняя поверхностная теплоемкость » в инструменте. Как вы увидите, это свойство зависит в основном от внутреннего поверхностного слоя — до нескольких сантиметров или даже миллиметров ниже поверхности. Поэтому для достижения высокой теплоемкости вам необходимо выбрать материал, обладающий высокой теплопроводностью и плотностью этого самого верхнего внутреннего слоя.
Я считаю другие результаты расчетов (временные сдвиги, периодический коэффициент пропускания …) второстепенными.Однако для полного понимания темы или для специальных приложений я все же рекомендую прочитать весь текст ниже…
Введение
Следующие расчеты основаны на методах расчета, описанных в стандарте ISO 13786. Без явного упоминания этого в стандарте используются хорошо известные методы расчета, которые используются в электротехнике для описания поведения компонентов в цепях переменного тока. Расчеты производятся с использованием матриц комплексных чисел.
Для аналитического решения этих уравнений предполагается, что граничные условия (температуры или тепловые потоки), а также результирующие переменные (температуры и тепловые потоки) имеют синусоидальную форму с периодом 24 часа. Даже если это звучит как серьезное ограничение, на самом деле это подходящее и полезное предположение. Синусоидальная форма является подходящей, поскольку фактические среднесуточные колебания температуры в значительной степени соответствуют синусоидальным волнам или имеют, по крайней мере, доминирующую синусоидальную составляющую (см. Теорему Фурье).Ограничение периодической продолжительностью 24 часа также является разумным, поскольку только в течение этих 24 часов можно действительно ожидать циклических колебаний температуры.
Внутренняя теплопроводность
Результат расчета тепловой проводимости описывает способность поверхности поглощать и отдавать тепло (энергию) при периодическом синусоидальном колебании температуры с периодом 24 часа. Значение описывает амплитуду теплового потока (= максимальное значение), вызванное колебанием температуры в 1 K (° C).Предполагается, что температура на противоположной стороне стены поддерживается постоянной. Из-за линейности основных уравнений вы можете просто умножить значение на любые другие амплитуды температуры, чтобы получить соответствующие тепловые потоки, например если вы хотите оценить максимальный тепловой поток в / из вашей стены, вызванный внутренним перепадом температуры на 6 ° C, а внутренняя теплопроводность вашей стены составляет 5 Вт / (м²K), то максимальный тепловой поток будет составлять 6 K * 5 Вт / (м²K) = 30 Вт / м². Следовательно, «ответ» этой стены на синусоидальное периодическое колебание температуры 6 ° C будет синусоидальным тепловым потоком, поглощающим максимум 30 Вт на квадратный метр в течение дня и высвобождающим те же 30 Вт / м² ночью.
Способность стены поглощать энергию в течение дня имеет решающее значение для предотвращения перегрева в летнее время или для снижения затрат на охлаждение. Внутреннюю тепловую проводимость можно использовать для оценки этой способности, однако внутренняя поверхностная теплоемкость , которая почти пропорциональна этому значению, на самом деле больше подходит для этой работы (см. Ниже).
Time-shift — внутренняя теплопроводность
Тепловой поток, вызванный колебаниями температуры, сдвинут во времени, что означает, что он не имеет своих максимумов и минимумов одновременно.Тепловой поток обычно приводит к колебаниям температуры окружающей среды (тогда как фактическая температура поверхности стены будет отставать). Таким образом, если ваше выходное значение для временного сдвига составляет «2:00» (как в приведенном выше примере), максимальный тепловой поток в / из стены произойдет на 2 часа раньше, чем максимум / минимум температуры.
Этот временной сдвиг — всего лишь «побочный эффект» тепловой буферизации, и на него невозможно повлиять / спроектировать без изменения теплоемкости стены. Фактически это является следствием отстающей / отстающей температуры поверхности стены, поскольку разница между температурой поверхности и температурой окружающей среды имеет значение для результирующего теплового потока.
Внешняя теплопроводность
В соответствии с внутренней теплопроводностью (см. Выше), тогда внешняя тепловая проводимость описывает способность аккумулировать тепло при внешних колебаниях температуры. Опять же, предполагается, что температура на противоположной стороне поддерживается постоянной.
Что касается значения этого значения, обратитесь к внешней тепловой мощности ниже.
Time-shift — внешнее тепловое сопротивление
Опять же, соответствующее внутреннему сдвигу во времени, это результирующее значение скажет вам, сколько времени максимумы / минимумы теплового потока будут опережать максимумы / минимумы температуры.
Периодический коэффициент теплопередачи
Выходное значение периодического коэффициента теплопередачи описывает тепловой поток, вызванный колебаниями температуры на противоположной стороне компонента, при условии, что температура окружающей среды на той же стороне стены поддерживается постоянной. Хотя кажется, что периодический коэффициент теплопередачи вместе с его фазовым сдвигом является любимой темой многих ученых-строителей и специалистов по маркетингу изоляционных материалов, эффектом периодической теплопередачи можно пренебречь для большинства стандартных строительных приложений.В соответствии с современными стандартами изоляции (низкие значения коэффициента теплопередачи), изменения теплового потока, которые фактически будут вызваны колебаниями температуры на противоположной стороне компонента здания, будут незначительными. Чтобы проиллюстрировать это, мы можем использовать инструмент для расчета влияния на периодический коэффициент теплопередачи легкой изоляции по сравнению с тяжелой изоляцией. Мы можем показать это на примере простой стены (или крыши), состоящей исключительно из 20 см железобетона и 15 см внешней изоляции. Предполагается сильное изменение внешней температуры на +/- 15 ° C (= диапазон 30 ° C).Исходя из этих предположений, получаем следующие результаты:
Легкая изоляция (25 кг / м³): перепады температуры внутренней поверхности: +/- 0,10 ° C, тепловой поток: +/- 0,77 Вт / м², фазовый сдвиг: 7,6 часа
Тяжелая изоляция (250 кг / м³): перепады температуры внутренней поверхности: +/- 0,04 ° C, тепловой поток: +/- 0,34 Вт / м², фазовый сдвиг: 14,6 часа
Это означает, что эффект очень хорошо виден с относительной точки зрения. Однако с абсолютной точки зрения разница вряд ли значима, поскольку итоговые общие тепловые потоки незначительны по сравнению с другими источниками тепла (например,грамм. незатененные или открытые окна).
Временной сдвиг периодического коэффициента теплопередачи
Значение описывает задержку, которую будет иметь тепловая волна, вызванная колебаниями температуры противоположной стороны стены. Чтобы соответствовать другим значениям временного сдвига, отрицательный знак означает, что тепловой поток отстает от колебаний температуры на другой стороне стены. Часто указывается, что необходимо нацелить сдвиг во времени на 12 часов, поскольку это означает, что максимум тепловых волн будет приходить на другую сторону стены, когда температуры самые низкие (или наоборот).В отношении компонентов здания, соответствующих современным строительным стандартам, это правило можно считать устаревшим, поскольку фактические колебания температуры поверхности, вызванные колебаниями температуры на противоположной стороне компонента здания, обычно находятся в диапазоне десятых или даже нескольких сотых градусов по Цельсию. Поэтому соответствующие тепловые потоки обычно незначительны.
Внутренняя площадь теплоемкости
Значение внутренней теплоемкости описывает способность строительного компонента аккумулировать тепло в течение суточного цикла.Значение указывает количество тепла, которое может быть сохранено на одном квадратном метре в течение одного дня при колебании температуры в 1 градус, поэтому его единица измерения — кДж / м²K. Поскольку лежащие в основе уравнения линейны, можно умножить это значение на любую другую амплитуду температуры, чтобы вычислить соответствующее количество тепла, которое может быть сохранено.
Площадь теплоемкости рассчитывается путем интегрирования тепловых потоков, описываемых теплопроводностью за целый день. В отличие от способа определения единичной теплопроводности, внутренняя поверхностная теплоемкость учитывает колебания температуры с обеих сторон компонента здания.Следовательно, используя комплексные числа, его можно вычислить на основе внутренней проводимости и периодического пропускания. В зависимости от фактического временного фазового сдвига периодического коэффициента пропускания он может либо увеличивать, либо уменьшать пропускную способность по сравнению с ситуацией с постоянными внешними температурами. Однако, как упоминалось выше, для высоких стандартов изоляции влияние периодического пропускания будет незначительным. По этой причине внутренняя поверхностная теплоемкость обычно в значительной степени пропорциональна внутренней теплопроводности.
Очень важно иметь достаточно большую внутреннюю теплоемкость, чтобы избежать риска перегрева летом и / или снизить связанные с этим затраты на охлаждение. Общая теплоемкость внутренних помещений здания должна быть способна поглощать тепло в дневное время летнего дня, которое затем может отводиться в ночное время с помощью естественной вентиляции при более низких температурах наружного воздуха. Чем больше внутренняя теплоемкость, тем меньше будут колебания внутренней температуры. Очевидно, что, во-первых, дневные потоки тепла в здание следует ограничивать за счет оптимального затенения и удерживания окон и дверей закрытыми.
Чтобы определить полную теплоемкость помещения, вам просто нужно сложить удельную теплоемкость всех конструкций, умноженную на их фактические поверхности (потолок, пол, стена-1, стена-2,…). Используя инструмент, вы обнаружите, что поверхностная теплоемкость в основном зависит от материала самого внутреннего слоя. Этот материал должен быть достаточно теплопроводным и обладать высокой теплоемкостью (в основном определяемой его объемной плотностью и проводимостью).
Это значит: бетонный потолок будет значительно лучше подвесного потолка, каменный пол будет лучше, чем паркет (или даже ковролин), толстая гипсоволокнистая плита будет лучше тонкой гипсокартонной плиты и т. Д. .
Теплоемкость внешняя
Соответствуя внутренней поверхностной теплоемкости, он описывает способность строительного компонента аккумулировать тепло в течение суточного температурного цикла на внешней поверхности. Опять же, тепловой поток, возникающий из-за колебаний температуры на противоположной (внутренней) стороне здания, также учитывается (но обычно имеет второстепенное значение).
С практической точки зрения, внешняя поверхностная теплоемкость может быть интересна, если вы заинтересованы в уменьшении колебаний температуры вашего фасада.Это может быть вопросом комфорта, но есть и еще один важный аспект: очень маленькая внешняя теплоемкость современных фасадов из полистирола является большим недостатком. Это результат сочетания легких изоляционных материалов с очень тонким слоем штукатурки. Недостаток теплоемкости приводит к высоким температурам поверхности в дневное время и — что, возможно, даже более проблематично — к низким температурам поверхности в ночное время. Вследствие чрезвычайно низкой теплоемкости сравнительно низкий эффект радиационного охлаждения, связанный с ясным ночным небом, может снизить температуру фасада даже ниже температуры окружающего воздуха.Следовательно, уровни относительной влажности на поверхностях повышаются и довольно часто достигается точка росы. Таким образом, температура фасада немного ниже температуры окружающей среды может способствовать или значительно стимулировать рост водорослей или грибков на фасаде. В настоящее время эта проблема решается путем добавления проблемных химических ингибиторов роста к рендерам или цветам, которые представляют угрозу для окружающей среды.
Общий
Инструмент Excel разделен на четыре листа с различными функциями:
- Инструмент расчета
Это основной лист, на котором выполняется расчет.Введите здесь слои материала и значения поверхностного сопротивления, чтобы получить результаты (также на этом листе). - Интерактивная диаграмма
На этой странице интерактивная диаграмма иллюстрирует изменения температуры и теплового потока во времени. Вы можете установить колебания температуры окружающей среды для одной или обеих сторон компонента здания и просмотреть результирующие тепловые потоки и температуры на обеих поверхностях компонента. - Материалы
На этом листе я представил типичные данные для 200 широко используемых материалов.Вы можете копировать и вставлять значения в таблицу расчетов. - Пример проверки
На последнем листе вычислен пример проверки, предусмотренный стандартом ISO 13786, чтобы подтвердить достоверность алгоритма.
Сопротивление поверхности R
si и R seПомимо слоев материала, вам нужно будет ввести правильные значения поверхностного сопротивления для ваших расчетов. Они описывают передачу тепла из окружающей среды на поверхности строительного компонента или из них.Они представляют собой упрощенную модель, поскольку реальный теплообмен происходит за счет комбинации трех различных физических процессов (излучения, конвекции, теплопроводности). Более подробную информацию о теории и рекомендуемых значениях можно найти на специальной странице.
Обратите внимание, что для этих расчетов мощности рекомендуется использовать значение 0,13 м²K / Вт для всех случаев, когда тепловые потоки в основном вызваны колебаниями внутренней температуры и нетто-среднее значение отсутствует или очень мало. тепловой поток в течение суток.Это означает, что, когда вы обычно используете 0,10 или 0,17 м²K / Вт для восходящего или нисходящего теплового потока при расчетах коэффициента теплопередачи для потолков или полов, может быть более подходящим использовать 0,13 м²K / Вт для любого случая для расчета тепла. -мощности. Когда основной тепловой поток, вызванный 24-часовыми колебаниями температуры, больше, чем средний чистый отток или приток, и, следовательно, общий тепловой поток меняет свое направление (знак) два раза в день, будет более подходящим использовать это значение.
Внутренние стены, потолки, полы
Конечно, вы также можете использовать этот инструмент для расчета теплоемкости внутренних компонентов здания.В этом случае просто используйте одно и то же значение поверхностного сопротивления (обычно 0,13 м²K / Вт) для каждой стороны компонента. Метки «внутренняя» и «внешняя» будут тогда служить только для обозначения конкретной стороны стены.
Этажей с заземлением
Вы также можете использовать этот инструмент для расчета внутренней поверхностной теплоемкости полов (или стен) с контактом с землей. Для этой цели я рекомендую добавить слой почвы толщиной 2 м (например, использовать глину / ил из списка материалов) на внешней стороне строительного элемента.В этом случае, конечно, будут интересны только значения внутреннего результата. (Для диаграммы вы должны использовать среднемесячную или среднегодовую температуру почвы на этой глубине).
Диаграмма
Диаграмма поможет вам понять эффект буферизации вашего компонента здания, а также происходящие сдвиги фаз с обеих сторон. Вы можете предположить, что температура колеблется только с одной стороны, чтобы лучше понять последствия, или вы можете предположить, что колебания температуры на обеих поверхностях отражают более реалистичную ситуацию.Суточные колебания температуры можно определить, указав среднюю температуру, амплитуду температуры, а также определенное время для максимальной температуры.
Конечно, возникающие колебания температуры также будут зависеть от результирующих тепловых потоков, проходящих через ваш компонент, но в основном они зависят от солнечной энергии и вентиляции. Следовательно, для точного определения фактических значений потребуется полное моделирование здания. Чтобы понять процесс и оценить потенциальный диапазон температур поверхности и тепловых потоков, будет достаточно использовать реалистичные предположения для внутренних и внешних температур.
Список материалов
Инструмент также включает в себя список параметров материала для прибл. 200 распространенных материалов. Вы можете использовать копирование и вставку для переноса соответствующих материалов в виде слоев на расчетный лист. Для точных расчетов следует использовать точные значения, которые обычно можно найти в паспорте конкретного продукта. Если вы используете наше программное обеспечение HTflux, вы можете использовать дополнительные материалы онлайн-базы данных материалов.
Ссылка для скачивания на бесплатный инструмент расчета
Для более подробного анализа, моделирования, базы данных свойств материалов и т. Д.пожалуйста, используйте наше программное обеспечение HTflux.
www.htflux.com, Даниэль Рюдиссер, © 2018
Этот инструмент Excel разработан для бесплатного использования и распространения. Инструменты прошли валидацию, однако мы не несем ответственности за результаты расчетов или связанные с ними убытки или ущерб.
Скорость воздушного потока из-за естественной тяги
Разница температур между наружным и внутренним воздухом создает «естественную тягу», заставляя воздух проходить через здание.
Направление воздушного потока зависит от температуры наружного и внутреннего воздуха. Если температура внутреннего воздуха выше, чем температура наружного воздуха, плотность внутреннего воздуха меньше плотности наружного воздуха, и внутренний воздух будет течь вверх и выходить из верхних частей здания. Более холодный наружный воздух будет поступать в нижние части здания.
Если температура наружного воздуха выше, чем температура внутреннего воздуха — внутренний воздух более плотный, чем наружный воздух — и воздух стекает внутрь здания.Более теплый наружный воздух поступает в верхние части здания.
Напор с естественной тягой
Напор с естественной тягой можно рассчитать как
dh ммh3O = 1000 ч (ρ o — ρ r ) / ρ h (1)
где
dh ммh3O = напор в миллиметрах водяного столба (мм H 2 O)
ρ o = плотность наружного воздуха 3 кг / м )
ρ r = плотность воздуха внутри (кг / м 3 )
ρ h3o = плотность воды 1000 кг / м 3 )
h = высота между выпускным и впускным воздухом (м)
Давление естественной тяги
Уравнение (1) может быть изменено на SI единицы давления:
dp = g ( ρ o — ρ r ) h (1b)
где
d p = давление (Па, Н / м 2 )
g = ускорение свободного падения — 9.81 (м / с 2 )
Плотность и температура
С плотностью воздуха 1,293 кг / м 3 при 0 o C — плотность воздуха при любой температура может быть выражена как
ρ = (1,293 кг / м 3 ) (273 K) / (273 K + t) (2)
или
ρ = 353 / (273 + t) (2b)
где
ρ = плотность воздуха (кг / м 3 )
t = фактическая температура ( o C)
Уравнение (1) выше можно легко изменить, заменив плотности уравнением (2) .
Калькулятор давления естественной тяги
Калькулятор, представленный ниже, можно использовать для расчета давления естественной тяги, создаваемого разницей внутренней и внешней температуры.
Основные и незначительные потери в системе
Сила естественной тяги будет уравновешена с большими и незначительными потерями в каналах, входах и выходах. Основные и второстепенные потери в системе могут быть выражены как
dp = λ (l / d h ) ( ρ r v 2 /2) + Σξ 1/2 ρ r v 2 (3)
где
dp = потеря давления (Па, Н / м 2 , фунт f / фут 2 )
λ = коэффициент трения Дарси-Вайсбаха
л = длина воздуховода или трубы (м, футы)
d h 900 = гидравлический диаметр (м, фут)
Σ ξ = коэффициент малых потерь (обобщенный)
Воздушный поток и скорость воздуха
Equatio n (1) и (3) можно комбинировать для выражения скорости воздуха в воздуховоде
v = [(2 г ( ρ o — ρ r ) h) / ( λ l ρ r / d h + Σ ξ ρ r )] 1/2 (4) 9
Уравнение (4) также можно изменить, чтобы выразить объем воздушного потока через воздуховод
q = π d h 2 /4 [(2 g ( ρ o — ρ r ) h) / ( λ l ρ r / d h + Σ ξ ρ ] / 2 (5) 9007 0
, где
q = объем воздуха (м 3 / с)
Калькулятор расхода и скорости естественной тяги
Калькулятор ниже можно использовать для расчета объема и скорости воздушного потока в воздуховод, аналогичный изображенному на рисунке выше.Используемый коэффициент трения составляет 0,019 , что подходит для каналов из обычной оцинкованной стали.
Пример — естественная тяга
Рассчитайте воздушный поток, вызванный естественной тягой в обычном двухэтажном семейном доме. Высота столба горячего воздуха от первого этажа до выпускного воздуховода над крышей составляет примерно 8 м . Наружная температура составляет -10 o C , а внутренняя температура составляет 20 o C .
Воздуховод диаметром 0.2 м идет от 1. этажа до выпускного отверстия над крышей. Длина воздуховода 3,5 м . Утечки воздуха через здание не принимаются во внимание. Меньшие коэффициенты суммируются до 1.
Плотность наружного воздуха можно рассчитать как
ρ o = (1,293 кг / м 3 ) (273 K) / ((273 K) + (-10 o C))
= 1,342 кг / м 3
Плотность внутреннего воздуха можно рассчитать как
ρ r = (1.293 кг / м 3 ) (273 K) / ((273 K) + (20 o C))
= 1,205 кг / м 3
Скорость в воздуховоде может быть рассчитывается как
v = [(2 (9,81 м / с 2 ) ((1,342 кг / м 3 ) — (1,205 кг / м 3 )) (8 м)) / ( 0,019 (3,5 м) (1,205 кг / м 3 ) / (0,2 м) + 1 (1,205 кг / м 3 ) )] 1/2
= 3.7 м / с
Расход воздуха можно рассчитать как
q = (3,7 м / с) 3,14 (0,2 м) 2 /4
= 0,12 м 3 / с
Примечание!
, что эти уравнения можно использовать для сухого воздуха, а не для расчетов массового расхода и потерь энергии, когда влажность воздуха может иметь огромное влияние.
График с естественной осадкой — единицы СИ и британские единицы
REHVA Journal 05/2015 — Инструмент для проектирования ночной вентиляции
03 Ким ГеталсМагистр архитектурной инженерииДоктор технических наук(Эксперт по устойчивым зданиям в консалтинговой компании Ingenium) | Педро 50 Электромеханическое проектирование | ||
W57Специалист по науке в отделе инженерных наук Ansee Гражданское строительство (эксперт по экологичным зданиям в консалтинговой компании Ingenium) | Арнольд ЯнсенсМагистр архитектурной инженерииДоктор технических наук, профессор Университета Г1357 (полный) | ||
Стефан ВербрюггеМагистр наук в области инженерных технологий 58913 Duco Engineering |
Для проектирования и оценки естественной / гибридной ночной вентиляции требуется динамическое многозонное моделирование энергии, но необходимо добавить Все затраты слишком высоки, особенно для небольших строительных проектов.Вот почему Гентский университет и консалтинговая компания Ingenium разработали инструмент моделирования для производителя вентиляции Duco Ventilation & Sun Control, с помощью которого можно определить размеры компонентов системы ночной вентиляции в офисе (здании) и оценить производительность системы. Инструменты обрабатывают вводимые пользователем данные, проводят моделирование с помощью Trnsys-Trnflow и демонстрируют производительность.
При ночной вентиляции вентиляция будет использовать наружный воздух для охлаждения массы здания, которая накануне накапливала часть тепла.Применение ночной вентиляции снижает максимальную внутреннюю температуру и переносит максимальную внутреннюю температуру на более поздний срок. Комфорт летом значительно повышается, и любые охлаждающие установки могут быть уменьшены. Вот почему ночная вентиляция привлекает некоторое внимание клиентов из Бельгии и Нидерландов. Недавние проекты с ночным проветриванием, особенно офисных зданий, подтверждают это. Архитекторы Стефан Бил и Ксавье Де Гейтер представили вдохновляющий пример своим проектом Университетского форума (сокращенно Ufo), здания Гентского университета с офисами и аудиторией (, рис. 1, ).Наружный воздух попадает в офисы через открытые окна и выходит наружу через открытую лестничную клетку. Новое здание суда в Антверпене Ричардом Роджерсом — еще один пример. В здании применена гибридная система ночной вентиляции. Весной и осенью вентиляционные решетки во внешней стене открываются на ночь, а летом механическая вентиляция дует холодным воздухом через решетку пола. Строительным проектировщикам, которые хотят включить ночную вентиляцию в свой дизайн, нужно сделать много выбора.Достаточно ли естественной вентиляции или требуются вентиляторы, чтобы гарантировать интенсивность вентиляции? Какая концепция вентиляции лучше: односторонняя вентиляция, перекрестная вентиляция или вытяжная вентиляция? Нужно ли открывать окна или достаточно небольшой решетки? Какие элементы конструкции должны оставаться термически доступными? Степень, в которой дизайнеры преуспевают в создании оптимального дизайна, во многом зависит от используемых инструментов проектирования. В крупных проектах достаточно времени и денег для проведения сложных симуляций.Однако проектировщикам небольших зданий приходится довольствоваться практическими правилами и инструментами концептуального проектирования. У них не всегда хороший дизайн, а некоторые даже не решаются предложить ночную вентиляцию. Вот почему Гентский университет и консалтинговая компания Ingenium разработали инструмент моделирования для Duco Ventilation & Sun Control, производителя систем естественной вентиляции и солнцезащитных систем, с помощью которого компоненты естественной / гибридной системы ночной вентиляции этого производителя могут быть быстро и легко определены и оценивается производительность системы.В этой статье описываются возможности / недостатки существующих простых инструментов дизайна, объясняется, как работает новый инструмент дизайна, и объясняется с помощью примера.
Девелопмент
В связи с увеличением размера строительных проектов и возрастающей сложностью строительства с начала девяностых годов прошлого века комплексное проектирование росло. При проектировании архитектору все чаще помогали сторонние специалисты. Отчасти из-за этого устойчивые технологии стали более популярными.Были запущены различные исследовательские проекты с целью популяризации естественной вентиляции как альтернативы механической вентиляции и механическому охлаждению. Европейский проект Pascool и Приложение 28 МЭА о низкоэнергетическом охлаждении были первыми эталонными проектами, за которыми вскоре последовали европейский проект Джоуля NatVent и Приложение 35 МЭА о гибридной вентиляции. Люди, которые работали над этими и другими проектами, разработали различные типы инструментов проектирования, от простых рекомендаций до числовых моделей вентиляции. Таблица 1 предоставляет обзор основных простых инструментов проектирования, которые были разработаны до настоящего времени.
Графические инструменты и электронные таблицы
Сертифицированный институт инженеров по обслуживанию зданий разработал графики и электронные таблицы, которые помогли определить размеры вентиляционных отверстий ветровой вентиляции и / или вентиляции на основе эффекта стека [1]. Однако как графики, так и таблицы были основаны на явных сравнениях, которые не принимали во внимание взаимодействие между путями потока.Другое ограничение вытекало из предположения, что все сопротивление на пути потока приходилось на подачу и отвод. Входными параметрами были местная скорость ветра, расчетная разница между температурой внутри и снаружи, сопротивление на пути потока и разница в высоте между вентиляционным отверстием и зоной нейтрального давления (высота, на которой внутреннее и внешнее давление являются тем же). Графики и таблицы показывают взаимосвязь между интенсивностью вентиляции и площадью поверхности отверстия в зависимости от разницы температур внутри и снаружи и / или скорости ветра.Одним из результатов проекта NatVent стал инструмент графического дизайна Van Paassen e.a., который позволил дизайнерам определять размеры вентиляционных отверстий для ночной вентиляции в голландских зданиях (, рис. 2, ) [2]. Инструмент был основан на большом количестве результатов динамического моделирования. Имитационная модель представляла собой трехзонную модель: два офиса с коридором посередине. Инструмент проектирования принял во внимание следующие входные параметры: две ориентации здания, три теплоемкости, пять уровней внутреннего притока тепла, три отношения площади поверхности окна к площади пола, три стратегии вентиляции, различные соотношения вентиляционных отверстий к площади пола и три настройки. для ночной вентиляции.С помощью инструмента проектировщики смогли оценить необходимую площадь вентиляционных отверстий.
Рисунок 1. Форум университета с естественной ночной вентиляцией (подача через окна, удаление через подъезд).
Рис. 2. Инструмент графического дизайна от Van Paassen e.a.
Таблица 1. Обзор инструментов проектирования для ночной вентиляции
Инструмент | Инструмент | Модель расчета 9102 | Выход | |||||||||||
Графические инструменты и электронные таблицы | Метод CIBSE |
| Явные уравнения 0 0003 График Van Paassen ea | Тепловая и вентиляционная модель | 1 зона | Размеры вентиляционных отверстий | ||||||||
Имитационные модели | venoco и Lesoco Модель тиляции | Максимум 9 зон (один путь потока) | Дневной профиль | |||||||||||
Nitecool | Тепловая и вентиляционная модель | 1 зона 3 0 NatVent Тепловая и вентиляционная модель 1 зона Годовой профиль LoopDA (CONTAM) Модель 9103 Тепловая вентиляция Размеры вентиляционных отверстий Coolvent Тепловая и вентиляционная модель Множественные зоны Годовой профиль |
Расчетная модель включала стационарную тепловую модель в сочетании с моделью хранения и модель вентиляции для одного вентиляционного потока через максимум девять зон. Пользователи Lesocool могут адаптировать следующие параметры: тип вентиляции (естественная или механическая), свойства отверстий (например, положение, размер, коэффициент удаления), настройки (на основе температуры или времени), тепловая масса зона (четыре стандартных уровня), площадь поверхности конструкции, внутреннее тепловыделение (три стандартных уровня), а также площадь поверхности и коэффициент теплопроводности остекления.Инструмент предлагал изменение скорости вентиляции, внутренней температуры, средней температуры поверхности и охлаждающей способности в течение обычного дня. Министерство окружающей среды Великобритании спонсировало разработку Nitecool [3]. Этот инструмент моделирования должен был позволить дизайнерам британских офисов быстро определить влияние ряда важных параметров на работу ночной вентиляции. Программа смоделировала перенос тепла в типичном индивидуальном офисе с помощью модели мощности сопротивления и перенос тепла с помощью простой модели вентиляции.Пользователи могли вводить следующие параметры: расположение площадки, ориентацию здания, тепловую массу, скорость инфильтрации, площадь поверхности стекла, внутреннее тепловыделение, продолжительность пребывания и солнцезащитные кремы. Кроме того, у них был выбор из девяти систем охлаждения для работы днем и / или ночью и трех типов настройки для ночной системы вентиляции. Результаты были ограничены недельным профилем температуры и пиковой мощностью / потреблением энергии для охлаждения, которые были сэкономлены. Инструмент NatVent был разработан в рамках одноименного исследовательского проекта.Модель теплового расчета была системой первого порядка; Модель вентиляции представляла собой однозонную модель, представляющую все здание. Пользователи могли адаптировать четыре категории входных параметров: местоположение, здание, вентиляция и окна. Местоположение включало климат и ориентацию здания. В категорию зданий вошли геометрические характеристики, степень изоляции и герметичность. Категория вентиляции позволяла вводить размер отверстий, приток тепла внутри, стратегию вентиляции и свойства любых вентиляторов.Категория окон включает свойства окон и солнцезащитных кремов. Результатом работы инструмента стала интенсивность вентиляции и внутренняя температура летом, зимой или в течение года. Национальный институт стандартов и технологий разработал инструмент Loop Design Analysis (LoopDA) и интегрировал его в многозонную модель вентиляции Contam [4].
В прилагаемом методе конструирования уравнения контура описаны шаги, необходимые для создания системы вентиляции с правильными размерами с помощью программы моделирования.Расчетная модель представляла собой стационарный баланс тепла и массы, которые рассчитывались последовательно. Пользователи инструмента должны были ввести следующие параметры: характеристики здания (такие как геометрия, среднее значение коэффициента теплопередачи), свойства системы вентиляции (например, минимальные требования к вентиляции) и предварительные условия проектирования (заданная внутренняя температура, скорость ветра). . Инструмент сначала дал приблизительную оценку вентиляционных отверстий, прежде чем использовать дополнительные предварительные условия (например, максимальную скорость воздуха через отверстие) в дальнейших расчетах с Contam.Coolvent, многозонная имитационная модель естественной вентиляции зданий, была разработана в Массачусетском технологическом институте. Это был удобный и надежный инструмент, в качестве шаблона для которого использовалась усовершенствованная тепловая модель и модель вентиляции. В отличие, например, от LoopDA, он рассчитывал баланс тепла и массы одновременно. Входные параметры были ограничены теми, которые оказали наибольшее влияние, и были разделены на две категории: общая информация и подробная информация о здании.Общая информация включала концепцию вентиляции, ориентацию здания, профили пользователей, информацию о местности и климатические данные. Информация о здании включала размер здания, размер окон и проемов, тепловую массу и стратегии открывания окон. Результатом работы инструмента был профиль внутренней температуры и скорости вентиляции за исследуемый период.
Расчетные параметры |
| Расчетная модель | 8 9102 8Окружающая среда | Неровность рельефа | → | → | 8 9127 | 8 91273 | ||
… | ||||||||||
Часы превышения температуры | ||||||||||
Здание | Ориентация | пределы температуры | ||||||||
Степень теплоизоляции | ||||||||||
Свойства окон | ||||||||||
… | TRNSYS
TRNFLOW | Energy | 0399 | Пониженная потребность в охлаждении | ||||||
… | Продолжительность работы вентилятора (ов) | |||||||||
Использование Оборудование | ||||||||||
Люди | ||||||||||
… | 00 00 000 00000 00000 .Конфигурация нового инструмента дизайна. Рис. 4. Подача свежего воздуха через световые люки в кожухе. Динамическое многозонное моделирование энергопотребленияПриведенный выше обзор показывает, что большинство существующих инструментов значительно упрощены. Либо результаты моделирования были преобразованы в инструмент проектирования с ограниченным числом входных параметров, либо была разработана значительно упрощенная расчетная модель, рассчитывающая тепловые и воздушные потоки.Основная причина — ограниченная вычислительная мощность компьютеров. Однако для естественной / гибридной ночной вентиляции движущие силы меняются со временем, что делает работу такой системы весьма неопределенной. Кроме того, разница температур и интенсивность вентиляции зависят друг от друга. Внутренняя температура влияет на скорость естественной вентиляции, а скорость вентиляции влияет на внутреннюю температуру. Вот почему программы динамического многозонного моделирования энергии, основанные на связанных тепловых и вентиляционных моделях, необходимы для правильного проектирования естественной / гибридной ночной вентиляции и правильной оценки ее эффективности.Однако различные препятствия мешают общему использованию программ динамического многозонного моделирования энергии. Для проведения моделирования требуется много ноу-хау и времени. Алгоритмы вычислений могут быть очень сложными, а пользовательская среда не всегда удобна для пользователя. Более того, имитационная модель определяется большим количеством параметров, которые необходимо ввести. Часто также трудно убедить стороны в том, что более высокие первоначальные затраты на обучение будут быстро возмещены, особенно если это касается небольших проектов.Если требуется быстрая оценка эффективности естественной / гибридной вентиляции, есть две возможности. Эксперт по моделированию может провести обширное исследование параметров, чтобы затем скомпилировать результаты на графике или в таблице проекта. Или можно разработать простой прикладной интерфейс для управления программой моделирования энергопотребления. Прямое управление шаблоном имеет преимущества перед производным графиком / таблицей. Выбор значений параметров не ограничивается количеством дискретных значений, но может быть любым числовым значением.Это делает возможными практически любую комбинацию параметров. Гентский университет и Ingenium в консультации с Duco Ventilation & Sun Control решили создать интерфейс для существующей коммерческой программы моделирования, а именно Trnsys-Trnflow [5]. С помощью этого инструмента можно было адаптировать ряд входных параметров, чтобы получить правильно спрогнозированные характеристики естественной / гибридной системы вентиляции. Например, изменив тип решетки, можно достичь желаемого комфорта летом.Основное внимание было уделено офисным зданиям, так как ночная вентиляция в этом типе зданий интересна. КонфигурацияИнструмент проектирования обрабатывает данные, введенные пользователем, выполняет моделирование с помощью Trnsys-Trnflow и представляет результаты моделирования (, рис. 3, ). Среда, которую использует пользователь, — это электронная таблица Microsoft Excel. Электронная таблица содержит коды в Visual Basic для приложений (VBA) и Visual Basic .NET (VB.NET), которые выполняют большинство действий.Действия Excel берут на себя небольшую часть обработки введенных пользовательских данных и результатов. Коды VBA выполняют остальную часть ввода пользовательских данных; они также создают компьютерные файлы, настраивают среду моделирования (например, климатические данные, профили пользователей) и обрабатывают результаты. Коды VB.NET предоставляют сложную модель здания. Входные параметры подразделяются на свойства окружающей среды, свойства здания, свойства системы и использование здания. Окружающая среда, в частности, определяет ветровое давление на фасады.Вот почему необходимо определить такие свойства, как неровность местности (сельская местность, пригород, город) и степень экранирования (открытый, полуэкранированный и полностью экранированный). Однако форма здания также имеет значение, в частности, высота здания и соотношение фасадов. Однако последние параметры относятся к свойствам здания. Другие параметры здания включают в себя: ориентацию здания (8 ориентаций), геометрию комнаты (комнат) (числовые значения), этаж, на котором находится комната (числовое значение), степень изоляции (5 уровней изоляции), воздух — герметичность (числовое значение), теплоемкость (4 уровня), остекление (числовые значения площади поверхности и значения g).К свойствам системы относятся: концепция вентиляции (односторонняя вентиляция, перекрестная или вытяжная вентиляция в помещении или вытяжная вентиляция для офисного здания с тремя этажами, каждый из которых состоит из двух офисов с коридором между ними), свойства приточных решеток. и вытяжной вентилятор для гигиенической вентиляции (включая скорость вентиляции и высоту приточной решетки и вытяжного вентилятора), свойства ночных вентиляционных решеток и любого вытяжного вентилятора (вкл.площадь поверхности, коэффициент K и высота приточной решетки), а также управление системой ночной вентиляции и, наконец, управление солнцезащитными фильтрами. Использование здания определяется внутренней тепловой нагрузкой (числовые значения) и возможностью дополнительной вентиляции в течение дня. Для оценки летнего комфорта выбираются превышения температуры и адаптивные температурные пределы. В соответствии с методом превышения предельной температуры внутренняя температура не должна превышать 25,5 ° C и 28 ° C в течение более 100 часов и 20 часов периода пребывания, соответственно.Метод адаптивных температурных пределов гласит, что определенный потолок, который изменяется в зависимости от температуры наружного воздуха, не может быть превышен более чем на 3% периода пребывания (в данном случае в соответствии с классом B). Жизнеспособность системы ночной вентиляции оценивается на основе экономии потребности в охлаждении и продолжительности работы системы вентиляции. Снижение потребности в охлаждении следует из двух имитаций: одного с ночной вентиляцией и механическим охлаждением, а другого — только с механическим охлаждением.Время обработки системы вентиляции, поддерживаемой вытяжным вентилятором, получено из моделирования с использованием только ночной вентиляции. Рисунок 5. Изображение приточной вентиляции в приборе. ПриложениеTelevic, производитель высокотехнологичных систем связи, хотел, чтобы ночная вентиляция ограничивала нагрузку на охлаждение в своем новом офисе. Здание было спроектировано таким образом, что наружный воздух поступал через световые люки, а внутренний воздух удалялся естественным или механическим способом (, рис. 4, ).Televic привлекла Duco к определению размеров и детализации различных компонентов. Они использовали этот инструмент для моделирования двух ситуаций в типичном офисном помещении с перекрестной вентиляцией. В первом случае ночная вентиляция была естественной. Предварительно определенное количество воздухообменов в час составляло 7. Во втором случае использовался дополнительный вытяжной вентилятор с производительностью 2 воздухообмена в час. Рисунок 5 показывает ввод параметров вентиляции в инструменте. Как естественная, так и механическая ночная вентиляция позволили значительно снизить потребность в охлаждении: до 7.5 кВтч / м². В конце концов, у здания была достаточная тепловая масса, а на залитых солнцем фасадах были солнцезащитные кремы. На рисунке 6 показан результат ситуации с естественной ночной вентиляцией. Televic выбрала гибридную систему ночной вентиляции. Как правило, наружная часть проникала в офисы через фасадные решетки, а затем через (открытые) двери выходила на центральную лестничную клетку. В мансардных окнах и / или вентиляторах удален воздух. ЗаключениеНочная вентиляция — это метод с большим потенциалом, особенно в офисах.Однако конструкция, как правило, настолько сложна, что базовых ноу-хау или опыта недостаточно для оценки проектных мер (таких как влияние размеров решеток). В этих случаях может помочь моделирование, если их можно эффективно использовать. Инструмент, разработанный Гентским университетом и консалтинговой компанией Ingenium для Duco Ventilation & Sun Control, позволяет быстро и просто рассчитать количество вариантов конструкции ночной системы вентиляции в офисе (помещении) с использованием шаблона Trnsys-Trnflow. | |||||||||