Неорганизованный воздухообмен в многоэтажных жилых и общественных зданиях
 
 
Специфические особенности жилых и административных многоэтажных зданий по сравнению с промышленными — конструктивные (большая высота и протяженность при небольшой ширине, многофасадность, наличие вертикальных связей и др.) и санитарно-гигиенические (повышенные требования к внутренним условиям) — значительно увеличивают сложность расчета их воздушного режима.

Сложней и неопределенней становится выбор аэродинамических коэффициентов зданий и расчетных характеристик сопротивления воздухопроницанию. Методика расчета усложняется. Решение больших систем нелинейных уравнений, к которым сводится задача, реализуется лишь с помощью ЭВМ. Упрощение задачи без большой погрешности возможно только для некоторых типов зданий.

Как правило, при расчете воздухообмена отдельного помещения необходимо рассматривать воздушный режим здания в целом, так как помещения аэродинамически связаны между собой. Однако в некоторых случаях можно выделить в здании «изолированные» (условно) помещения. Например, помещения с большим остеклением, соединенные с основным помещением закрытой одной или несколькими дверями, можно считать условно «изолированными» по воздуху. Воздухообмен со зданием через двери может быть ориентировочно оценен и учтен при расчете по методике, изложенной выше.

Другой крайний случай — когда воздушный режим помещения полностью определяется наличием соседнего помещения, связанного с ним аэродинамически. Таковы, например, помещения нижних этажей многоэтажного здания (стнлобатная часть здания), выходящие на лестничную клетку или в лифтовый холл. В этом случае воздухообмен в помещении зависит от перепада давлений рн—ро. Расход воздуха, перемещающегося последовательно через окно и дверь, определяется по характеристике приведенного сопротивления.

Схемы движения воздуха в здании. Рассмотрим схему движения воздуха через ограждения многоэтажного здания, снабженного приточ-но-вытяжной системой вентиляции при компенсации вытяжки притоком. Такая же схема движения воздуха будет и при нерабочем режиме здания. В нижней части здания наружный воздух поступает в помещения (зона инфильтрации), а в верхней части здания внутренний воздух уходит наружу (зона эксфильтрации). В зоне инфильтрации частично загрязненный воздух из помещений поступает в лестничную клетку. В зоне эксфильтрации направление движения воздуха через дверь между лестничной клеткой и помещением противоположное. При изменении скорости ветра и разности плотности наружного и внутреннего воздуха в течение зимы размеры зон инфильтрации и эксфильтрации на фасадах здания изменяются. На рис. XVII.3 представлены возможные случаи расположения указанных зон на фасадах здания.

Расположение зон инфильтрации и эксфильтрации на фасадах жилого здания, оборудованного вытяжной системой вентиляции с естественным побуждением движения воздуха, показано на рис. XVII.4. Характерной особенностью рассматриваемого случая является перетекание воздуха из лестничной клетки в помещения через дверь квартир в верхней части зоны инфильтрации. Это перетекание вызвано действием вытяжки. Последняя также значительно усиливает инфильтрацию. Размеры зоны инфильтрации в этом случае значительно больше, чем в предыдущем. При достаточной плотности оконных переплетов зона инфильтрации может занимать всю поверхность фасадов здания. Другой особенностью этого случая является возможность аварийного режима работы вентиляционной системы, когда вытяжка «опрокидывается», т. е. вентиляционный канал начинает подавать загрязненный воздух в помещения верхних этажей на заветренной стороне здания.

Постановка задачи о воздушном режиме многоэтажного здания. Рассмотрим эту задачу на примере жилого здания, снабженного вытяжной системой вентиляции с естественным побуждением движения воздуха (см. рис. XVII.4).

Заданные величины: температуры tB и tn направление и скорость ветра ин; характеристики сопротивления воздухопроницанию окон $0ки дверей 5ДВ * и вентиляционных каналов SB г; аэродинамические коэффициенты окон &аэр.ок г, наружных дверей &аэр.дв»» зонтов или дефлекторов шахт &аэр.ш- Здание имеет N этажей; число помещений в рассматриваемой секции, включая лестничную клетку, М.

Для расчета воздушного режима здания давления снаружи на уровне середины окон, наружных дверей и на уровне верха вентиляционных шахт определяются по формулам гл. XVI.

Искомыми величинами являются расходы воздуха через окна G0ku через двери, выходящие из квартиры в лестничную клетку, GRB г- и через вентиляционные каналы <5Вг. В данном случае квартира рассматривается как одно i-e помещение, поскольку внутренние двери между комнатами квартиры постоянно открыты (а в закрытом положении оказывают незначительное сопротивление воздухопроницанию).

Коэффициенты е определяют знак слагаемого в уравнении: 6=4-1, если подмодульное выражение положительно, и е=-^-1 при отрицательном подмодульном выражении.

Если в одной секции здания лестничных клеток две или более либо лестничная клетка разбита по высоте на две и более частей, то вместо одного уравнения (XVII.28) записываются два или более (по числу дополнительных помещений) аналогичных уравнения.

В данной системе уравнений давление pBi (давление в вентиляционной системе) записано как известная величина. В простейшем случае Рвг равна давлению на срезе шахты. В общем случае для определения рвг приходится решать обратную задачу аэродинамического расчета вентиляционной системы.