Обратная связь

Пути повышения энергоэффективности систем обеспечения параметров микроклимата.

ventilation-sys.jpgСложная экономическая ситуация, сложившаяся в последние годы в стране, привела к тому, что при проектировании и монтаже систем обеспечения параметров микроклимата приоритет отдается в первую очередь сокращенным срокам строительства и низкой сметной стоимости инженерных систем.

При этом практически не уделяется внимание текущей и перспективной экономической оценке аэродинамических показателей систем обеспечения параметров микроклимата, а также надежности в процессе круглогодичной эксплуатации данных систем. Особо следует отметить отсутствие современных научно обоснованных норм по пассивным (тепловой контур здания) и активным (системы отопления, вентиляции и кондиционирование воздуха) элементам систем обеспечения параметров микроклимата, что по объективным причинам не позволяет в настоящее время проектировщикам создавать высокоэффективные системы отопления и вентиляции. Попытки рассчитывать системы обеспечения параметров микроклимата промышленных, жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий по единым методикам приводят к значительным ошибкам при проектировании, а иногда к искажению физических явлений процессов. Вопросы аэродинамики, тепломассопереноса, утилизации теплоты или холода в каждом из них специфичны и не могут переноситься на другие технологии.

Разработка новых научных положений, систематизация существующих данных и разработка новых методологических подходов к расчету и режимам эксплуатации современных пассивных и активных систем обеспечения параметров микроклимата возможна только на основе законов аэродинамики и тепломассопереноса.

Проектирование энергоэффективных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха возможно при комплексном решении всех аэродинамических задач.

Снижение потерь давления в системах, а соответственно и мощности нагнетателей, в первую очередь должно быть основано на грамотном определении потерь давления в местных сопротивлениях. Применение аэродинамически оправданных конфигураций фасонных частей и оборудования позволяют увеличить скорость движения воздуха в системах без увеличения потерь давления и уровня шума.

Внешняя задача аэродинамики зданий в последнее время приобретает все большую актуальности в связи с развивающимся высотным строительством. Имеющиеся труды В.В. Батурина, Ю.Я. Кувшинова, Э.В. Сазонова, В.П. Титова зачастую не принимаются во внимание ни строителями, ни архитекторами. В тоже время учет наличия избыточного давления и разряжения вокруг здания является неотъемлемой частью экономического обоснования при проектировании систем обеспечения параметров микроклимата.

Также возникает ряд аэродинамических вопрос при расчете аэрации и естественной вентиляции зданий.

В настоящее время для многоэтажных (5, 9, 16 этажей) жилых зданий нормами предусматривается естественная вентиляция из кухонь и санузлов. Учитывая нестационарность параметров наружного микроклимата, а также различные условия эксплуатации помещений (герметичные или негерметичные окна, открытые или закрытые двери кухонь и туалетов и т.п.) проведение научно обоснованного расчета систем естественной вентиляции в указанных зданиях является невыполнимой задачей, а, следовательно, добиться нормативного воздухообмена на всех этажах при имеющихся конструкциях систем невозможно.

Последствиями нерасчетных режимов работы систем естественной вентиляции являются избыточный воздухообмен на нижних этажах, и недостаток воздухообмена в верхних. В свою очередь, при недостатке воздухообмена повышается относительная влажность воздуха, что приводит к отпотеванию окон, откосов, наружных и внутренних углов даже при искусственно завышенных значениях термического сопротивления ограждающих конструкций. Рекомендуемая некоторыми авторами установка осевых вытяжных вентиляторов в вытяжные отверстия стояков приводит к перетеканию воздуха по вытяжным стоякам по этажам, что только усугубляет проблему. Установка дефлекторов на вытяжных сборных стояках при безветрии ухудшает работу систем естественной вентиляции. Наличие «теплых чердаков», как теплотехнических устройств, снижает эффективность и экономичность систем естественной вентиляции.

Расхождения между результатами расчетов и реально протекающими процессами в системах естественной вентиляции в холодный период года связаны с тем, что существующие методики расчетов не учитывают аэродинамическую нестационарность, вызванную изменением гравитационного и ветрового давления, а также нестационарность условий эксплуатации самого здания.

Сельскохозяйственные здания по условиям формирования тепловлажностного и воздушного режимов помещений существенно отличаются от гражданских и производственных. Для них характерны высокие значения относительной влажности и низкие температуры внутреннего воздуха, а также сезонность эксплуатации. Поэтому при проектировании систем обеспечения параметров микроклимата и экономическом обосновании принятых технических решений следует рассматривать сельскохозяйственные здания как особый класс зданий. Разработка комплексной аэродинамической и теплофизической модели производственных сельскохозяйственных зданий позволит осуществить не только нормирование и расчет пассивных элементов систем обеспечения параметров микроклимата, но и дать экономическое обоснование энергоемкости систем отопления и вентиляции и возможности утилизации теплоты биологических тепловыделений.

Все это обуславливает необходимость разработки новых или уточнения существующих методологий расчетов и условий использования аэрации и естественной вентиляции в круглогодичном цикле эксплуатации для промышленных, общественных, жилых и сельскохозяйственных зданий.

Таким образом, повышение энергоэффективности систем обеспечения параметров микроклимата возможно за счет:

  1. совершенствования аэродинамических характеристик систем вентиляции жилых зданий, в том числе разработка и внедрение комбинированной системы естественно-механической вентиляции в многоэтажных зданиях;
  2. совершенствования аэродинамических и теплофизических показателей систем обеспечения параметров микроклимата производственных сельскохозяйственных зданий и сооружений как самостоятельного класса зданий;
  3. оценки аэродинамических характеристик систем активной вентиляции для сушки биологически активного сырья;
  4. совершенствования аэродинамических характеристик систем обеспечения микроклимата путем оптимизации конструктивных и объемно-планировочных решений линейных элементов систем и местных сопротивлений;
  5. решения комплексных задач аэродинамики и теплофизики новых производственных технологий.