Естественная вентиляция — Вентиляция Волгоград — «ЮФОВЕНТ»
В данной статье мы с вами поговорим о таком непростом вопросе как нарушение работы системы естественной вентиляции жилых зданий.
Проблема очень распространена в зданиях жилой постройки и в особенности на верхних этажах зданий.
Несмотря на то, что с первого взгляда кажется все просто, этот вопрос мучает многих жильцов на протяжении долгого времени.
Нет определенного и конкретного «рецепта» по решению проблемы, но мы постараемся рассказать вам об основных аспектах и путях решения данной проблемы.
Для начала нужно понимать, что же вообще такое естественная вентиляция. Воздух поступает в помещение и удаляется из него вследствие разности температур и плотностей наружного и внутреннего воздуха, а также под воздействием ветра. Как мы знаем, чтобы вентиляция работала необходим приток воздуха. Прекращается приток — прекращается вентиляция и тогда начинается обратный процесс при котором естественная вентиляция начинает работать в обратную сторону, что в свою очередь приводит к «опрокидыванию» вентиляции.
Перемещение воздуха в системах естественной вентиляции происходит по ряду причин:
- вследствие разности температур наружного воздуха и в помещении;
- от разности давлений «воздушного столба» между нижним уровнем помещения и верхним уровнем вытяжного устройства.
- в результате воздействия ветрового давления.
Основные проблемы:
Воздействие ветрового давления обусловлено тем, что на наветренных сторонах здания образуется повышенное, а на подветренных сторонах — пониженное давление (разрежение), но очень часто подветренная и наветренная сторона здания меняются местами. Этот процесс должен учитываться при проектировании жилых здании.
Под действием перепадов давлений вытяжные каналы удаляют из квартиры воздух, а через неплотности ограждающих конструкций или открытые оконные проемы в помещение поступает свежий воздух. Если же поступление воздуха ограничено, то приток воздуха в квартиру уменьшается, вследствие чего уменьшается расход воздуха через вытяжные каналы и система выходит из своего равновесного состояния.
Система останавливается и начинается обратный процесс, при этом «опрокинутый» канал заполняется холодным воздухом, его стенки охлаждаются, появляется дополнительный перепад давлении и система переходит в состояние с поступлением наружного воздуха в квартиру через вытяжной канал.
Последствия могут весьма плачевными: понижение температуры стенок каналов, образование конденсата, изморози, неприятный запах внутри квартиры, болезнетворная микрофлора, появление плесени, грибков и т.д.
Пути решения:
На первый взгляд, самый очевидный и простой ответ – это обеспечение организованного притока воздуха за счет установки приточных клапанов.
Установка приточных клапанов не гарантирует устойчивую работу системы естественной вентиляции.
При эксплуатации здания невозможно гарантировать, что в отдельных квартирах клапаны будут открыты/закрыты и система вентиляции вновь может оказаться в неустойчивом состоянии.
Для обеспечения устойчивой работы систем естественной вентиляции необходимо:
- Применение приточных устройств, обеспечивающих необходимый регулируемый приток воздуха в жилые комнаты.
- На стадии проектирования систем вентиляции обязательна тщательная увязка вытяжных каналов с приточными устройствами и между собой.
- При сдаче жилого дома в эксплуатацию необходима пуско-наладочная регулировка вытяжных каналов и приточных устройств. Также оценку работоспособности систем вентиляции следует проводить как при открытых, так и при закрытых оконных проемах, форточек и т.п.
Если же данные решения не были предусмотрены на стадии строительства и проблемы с естественной вентиляцией выявлены уже при эксплуатации здания, то рекомендуем установить в каждой жилой комнате, за исключением кухни и санузлов, оконные или стеновые клапаны с регулируемым расходом воздуха, тем самым обеспечив контролируемый приток воздуха.
Вывод:
Следует также отметить, что вышеперечисленные проблемы характерны для систем вентиляции с вертикальными каналами, выходящими непосредственно в атмосферу без теплого чердака. Системы вентиляции с теплым чердаком более устойчивы к опрокидыванию за счет наличий чердачного пространства, выравнивающего давления между отдельными каналами квартир. Однако и в этих системах естественной вентиляции также необходимо принимать вышеперечисленные меры.
Стоит понимать, что естественная вентиляция — это строительная часть, т.е. типовые решения, которые дают много ограничений, все естественно проектируется и устраивается при строительстве здания.
Опрокидывание вентиляции зачастую носит необратимый характер и требует в обязательном порядке применение регулируемых приточных устройств, а также дополнительных вентиляторов и дефлекторов. Это в значительной мере позволит повысить надежность системы.
Естественная вентиляция и принудительная вентиляция теплым воздухом в офисах
Заголовки статей
CFD-модель подпольной воздушной полости, созданной из специальной арматуры, и ее проверка на лабораторной модели
235 Сравнение влияния вентиляционных каналов на тепловые свойства наружных стен
стр. 241
Экспериментальная проверка качества воздуха в начальных школах
стр. 245
Влияние установленных приточных форточек в оконной конструкции на общие аэродинамические свойства окна
стр. 250
Естественная вентиляция и принудительная вентиляция теплым воздухом в офисах
Влияние состояния воздуха на снижение концентрации CO 2 в многоквартирных домах
стр.
260
Анализ летнего перегрева в здании начальной школы
стр. 269
Архитектура и внутренняя среда в существующих офисных зданиях — экологические аспекты
стр. 273
Тематическое исследование светового загрязнения в урбанизированной зоне Словакии
стр. 277
Обзор статьи
Резюме:
Статья ориентирована на естественную вентиляцию и приточно-вытяжную вентиляцию офисных помещений. Основным элементом системы естественной вентиляции офисного здания является двухслойный фасад.
Естественная циркуляция воздуха обеспечивается правильной формой вертикальных шахт для вытяжного воздуха. Кроме того, интеллектуальный двухслойный фасад в переходный период способствует обогреву, а летом – естественному охлаждению офисов. Поэтому приточно-вытяжная вентиляция, обеспечивающая обогрев офисов, может работать в экономичном режиме и дополняться теплым теплым полом. Стремясь приблизиться к нулевому энергетическому балансу, важно обеспечить тепловой комфорт. Поэтому я провел экспериментальные лабораторные измерения для принудительной вентиляции с теплым воздухом, а также для сравнения с теплым полом. В этой статье я представлю научный анализ и результаты моих собственных измерений. В заключение этой статьи на основе результатов экспериментальных измерений я определю принципы проектирования принудительной теплой вентиляции и лучистого обогрева полов в офисах.
Доступ через ваше учреждение
Вас также могут заинтересовать эти электронные книги
Предварительный просмотр* — Автор, ответственный за переписку
Рекомендации
[1]
Д.
Академия Google
[2] М. Виггинтон, Дж. Харрис, Интеллектуальные скины, Architectural Press, Оксфорд, (2002).
Академия Google
[3] Х. Зауэрбрух, KFW Westarkade, Inteligente Architektur, 10–12 (2010) 34–45.
Академия Google
[4]
Г.
Раус: Bürohaus der Zukunft. Энергия, 2 (2008), 59-60.
Академия Google
Цитируется
Естественная вентиляция и механическая вентиляция с использованием божьей коровки 1.2 — медоносная пчела — инструменты для божьей коровки
Инструменты божьей коровки | Форум мкдг 1Уважаемое сообщество божьих коровок,
Я использую последнюю версию божьей коровки, которая имеет немного другие компоненты, чем предыдущая версия в отношении вентиляции.
Я создал два следующих сценария:
- естественная вентиляция (окна), без охлаждения и со скоростью инфильтрации среднего здания;
- механическая вентиляция, без охлаждения и со скоростью инфильтрации воздухонепроницаемого здания.
Я установил уставку охлаждения на 60 градусов, чтобы гарантировать отсутствие охлаждения в течение всего года.
Приводит ли добавление входа к «vent_per_person» к переключению системы на механическую систему вентиляции?
спасибо за советы!
2 лайков
СаэранВасантакумар 2@mkdg
Да, искусственная вентиляция легких будет в обоих случаях. Даже если вы не добавите вход в vent_per_person , по умолчанию будет выполняться определенная механическая вентиляция даже при чрезвычайно высокой уставке охлаждения, чтобы удовлетворить потребности в свежем воздухе вашей программы здания. Необработанный свежий воздух по-прежнему нуждается в кондиционировании[1], поэтому механическая вентиляция повлияет на баланс тепловой энергии вашего здания, даже если вы не указали охлаждение.
Вы должны быть в состоянии исключить всю механическую вентиляцию, вручную установив все требования к вентиляции на ноль (на человека, на площадь и т. д.).
Обратите внимание, что естественная вентиляция по умолчанию влияет только на тепловую нагрузку вашей зоны, она не связана с потребностью в свежем воздухе. Таким образом, это не повлияет на приток свежего воздуха через вашу механическую вентиляцию.
[1] В частности, в системе подачи воздуха с идеальной нагрузкой наружный воздух смешивается с возвратным воздухом, а затем смешанный воздух кондиционируется в соответствии с заданными значениями влажности и температуры в зоне.
1 Нравится
мкдг 3 Привет, Саэранвасантакумар!
Спасибо за ваш ответ, я попробовал обе конфигурации, как показано выше, и это значительно увеличивает потребление энергии зданием по сравнению со сценарием без каких-либо компонентов вентиляции.
Поэтому мне интересно, каковы настройки по умолчанию модели пчелы, если вы не добавите какой-либо компонент управления вентиляцией, vent_per_floor? Считает ли он здание естественно вентилируемым со всеми значениями по умолчанию, указанными на компонентах?
@mkdg
Я не уверен, что понимаю ваше исследование, скриншот мне кажется отличным от того, что вы описываете. В частности:
- Обе модели имеют естественную вентиляцию, и, как объяснялось в моем предыдущем посте, по умолчанию существует количество вентиляции, которое необходимо для удовлетворения потребности в свежем воздухе. Таким образом, это не исследование естественной вентиляции по сравнению с механической вентиляцией.
- скорость инфильтрации на внешнюю площадь не отличается, оба здания установлены на 0,0001 м3/м2/с
Таким образом, единственная разница заключается в том, что первая модель использует значение по умолчанию для скорости вентиляции на человека, а вторая модель использует 0,01 м3/с на человека.
Правильно ли я понимаю? Я предполагаю, что вы имеете в виду второе исследование, когда ссылаетесь на модель, которая имеет резкое увеличение энергии, и если это так, я полагаю, что это просто потому, что вентиляция на человека, которую вы ввели, выше, чем значение по умолчанию (которое, я думаю, равно нулю[1]. ]). Чтобы ответить на ваш вопрос (и подтвердить мое предположение), вы можете использовать HB Деконструкция вентиляции , чтобы проверить значения по умолчанию, принятые Ледибаг.
[1] honeybee-grasshopper-energy/HB Ventilation.py на master · ladybug-tools/honeybee-grasshopper-energy · GitHub
mkdg 5Извините за недоразумение! Я прикрепил три разных сценария к модели ниже.
- сценарий по умолчанию (без компонентов вентиляции) дает результат 9Расход природного газа 5 кВтч/м2
- сценарии 1 и 2 (при добавлении окна вентиляции и vent_per_person) дают результаты потребления природного газа 363 и 476 кВтч/м2.
Это причина моего вопроса, каковы настройки по умолчанию «сценария по умолчанию» и почему потребление природного газа значительно ниже, чем при выборе естественной вентиляции и vent_per_floor?
Спасибо за помощь, очень признателен
Scenarios_ventilation.gh (120.9КБ)
СаеранВасантакумар 6каковы настройки по умолчанию для «сценария по умолчанию»
Вы можете найти любые настройки по умолчанию, используя компоненты HB Deconstruct ... , где «…» заменяется тем, что вы хотите проанализировать (например, Вентиляция, Уставки, Программа и т. д.). Итак, как я упоминал ранее, чтобы найти значения вентиляции по умолчанию, используйте Компонент HB Deconstruct Ventilation .
почему расход природного газа резко ниже, чем при задании естественной вентиляции и vent_per_floor?
Естественная вентиляция может увеличить потребление газа (относительно базового уровня), если элементы управления вентиляцией не настроены должным образом, чтобы холодный воздух не запускал механическое охлаждение.
Ваша минимальная температура наружного воздуха 12 C для естественной вентиляции слишком низкая и снижает температуру в помещении выше заданного значения отопления, даже при минимальной температуре в помещении 22 C для естественной вентиляции. Проверьте температуру воздуха в помещении и уставку ( HB Deconstruct Setpoints ), чтобы убедиться в этом самостоятельно. Настроить параметры управления вентиляцией непросто, и иногда требуются пробы и ошибки, прежде чем можно будет добиться экономии энергии за счет естественной вентиляции.
Что касается того, почему потребление природного газа увеличивается еще больше с параметром vent_per_floor , как я сказал в своем предыдущем посте, это потому, что вы увеличиваете потребность в свежем воздухе в дополнение к вашей неэффективной естественной вентиляции. Чем больше свежего воздуха, тем больше воздуха необходимо механически кондиционировать, что, в свою очередь, требует большего потребления природного газа.
S
Мартин6 7@SaeranVasanthakumar
Поскольку я искал такую же возможность, чтобы переключить искусственную вентиляцию легких, я хотел бы поделиться своим подходом к этой теме.
Я также понял, что всегда происходит механическое моделирование.
И я вижу смысл в необходимости базовой вентиляции.
Заворачивать себя в пластик или во что-то еще, не оставляя отверстия для дыхания, просто не имеет смысла.
Но в случае симуляции логический пошаговый подход к части вентиляции для меня был бы как
Создание здания —
- количество инфильтрации, вызванной слабыми местами из-за конструкции.
- вентиляция, создаваемая людьми, использующими конструкцию (окна, двери).
- добавление электромеханических и/или нагревательных устройств, чтобы помочь или, возможно, даже избежать влияния людей в случае вентиляции.
Последний этап в основном переплетается с вентиляцией, но не обязательно (электрические радиаторы).
Может стоит разделить на обогрев без дополнительного воздуха и обогрев/охлаждение с принудительной вентиляцией?
Когда меня попросили смоделировать здание без механической вентиляции, я хотел бы знать, есть ли способ сделать это на уровне Honeybee или для этого нужно больше усилий?
Мартин
Саеран Васантакумар 8 Да, с помощью Honeybee вы можете легко отказаться от механической вентиляции. Я упомянул, как это сделать в первом посте, но, возможно, я не понял. Это требует двух шагов, потому что механическая вентиляция используется как для удовлетворения потребности в свежем воздухе [1], так и (в воздушных системах) для кондиционирования воздуха для поддержания заданной температуры. Чтобы устранить первое, вы можете установить параметры компонента вентиляции равными нулю (ventilation_per_person и т. д.
). Чтобы устранить последнее, вы можете установить заданные значения температуры на действительно экстремальное значение, чтобы оно никогда не достигалось в помещении. Вам нужно будет немного изучить, чтобы определить, какие компоненты достигают этого, я вдали от своего компьютера и не могу найти его в данный момент, но это довольно просто.
[1] Не все строительные программы имеют это. Например, жилой дом на одну семью обычно может удовлетворять потребности в свежем воздухе исключительно за счет инфильтрации.
Мартин6 9 Да, вы правы, это можно сделать с помощью компонента HB Apply Loads Values.
Как показано на приложенном рисунке
Но в данный момент мне интересно, почему в Таблице тепловых нагрузок суммируются суммы?
Я имею в виду, что если вы живете в ржавой лохмотьях, скорее всего, имеет значение количество проникновения.
В достаточно хороших условиях это может быть естественная вентиляция.
В современных системах ОВиК это то, что обеспечивается механически.
Я спрашиваю, потому что в действующем в настоящее время европейском стандарте EN 12831 берется только максимальное количество этих нагрузок? Применимо ли это также к контексту пчелы/EP+?
Жилой дом для одной семьи? Где это находится в медоносной пчеле?
Много вопросов я знаю. Спасибо за помощь.
Мартин
@Martin6,
Надеюсь, я правильно понимаю, что вы пишете, но я бы сказал, что объемы вентиляции такие, потому что модель энергопотребления в HB обычно строится в соответствии с некоторым стандартом (например, стандартом ASHRAE 90.1), определенным при назначении различные шаблоны (например, типы программ, конструкции и т.
д.). То, как вы его используете, зависит от ваших строительных норм и правил, но обычно стандарт определяет один тип базового минимума, которому вы должны соответствовать.
Это, конечно, предписывающий подход, который ограничивает гибкость в оптимизации энергоэффективности здания, что похоже на то, что вы критикуете в сообщениях выше. Вот почему также существуют пути обеспечения соответствия производительности, которые обеспечивают большую гибкость при проектировании здания (например, предположения, лежащие в основе вентиляционных нагрузок), если вы можете продемонстрировать с помощью моделирования, что он работает лучше, чем базовый минимум, созданный предписывающим образом.
Таким образом, если вы можете доказать с помощью моделирования, что вам не нужна механическая вентиляция из-за естественной вентиляции в вашем здании, то вам не нужно следовать этому предположению.
Я спрашиваю, потому что в нынешнем европейском стандарте EN 12831 берется только самое большое количество этих нагрузок? Применимо ли это также к контексту пчелы/EP+?
Если я правильно интерпретирую этот вопрос, HB использует сумму различных вентиляционных входов для расчета общего расхода.
Если я правильно помню, это то, что определяется стандартом теплового комфорта ASHRAE 55. Но вы можете легко включить допущение европейского стандарта.
Жилой дом для одной семьи? Где это находится в медоносной пчеле?
Я не уверен, есть ли в HB программа проживания для одной семьи.
Крис 11 СаэранВасантакумар:Требуется два этапа, поскольку механическая вентиляция используется как для удовлетворения потребности в свежем воздухе[1], так и (в системах с воздушным охлаждением) для кондиционирования воздуха для поддержания заданной температуры. Чтобы устранить первое, вы можете установить параметры компонента вентиляции равными нулю (ventilation_per_person и т. д.). Чтобы устранить последнее, вы можете установить заданные значения температуры на действительно экстремальное значение, чтобы оно никогда не достигалось в помещении.
Я просто хотел отметить, что более простой способ устранить оба из них одновременно — установить condition_ на False при создании комнаты:
Минимальный стандарт вентиляции, используемый почти во всех программах Honeybee, — ASHRAE. 62.1, который в первую очередь касается определения минимального количества свежего воздуха, чтобы люди не могли чувствовать друг друга в одном и том же пространстве (да, это странный критерий, но, думаю, с ним все согласны). Саеран прав, что это сумма вентиляции на площадь пола и вентиляции на человека, которая используется для определения минимальной вентиляции конкретной программы.
Единственным большим исключением из использования ASHRAE 62.1 являются больничные программы, где вентиляция регулируется стандартом инфекционного контроля, и лабораториями, где вентиляция регулируется стандартом минимальной концентрации токсичных химикатов. Правда, я забыл название этих стандартов, но думаю, что они могут исходить не от ASHRAE.
В энергетических стандартах для медоносных пчел или в коммерческих эталонных зданиях Министерства энергетики США, на основе которых разрабатываются все программы для медоносных пчел, нет шаблона жилого дома для одной семьи. Тем не менее, квартира средней этажности — довольно хороший стандартный прокси.
1 Нравится
СаеранВасантакумар 12 Крис:Минимальный стандарт вентиляции, используемый почти во всех программах Honeybee, — ASHRAE 62.1,
.
Хороший улов, я совсем перепутал стандарты!
КсавьерЧжоуБожья коровка 13 Привет @SaeranVasanthakumar ,
Я сделал несколько пробных запусков механической вентиляции, и вот мои выводы (я живу в тропиках, поэтому свежий воздух всегда плох для охлаждения энергии, экономайзер по умолчанию всегда ловушка): в выходных данных энергетического баланса HB Annual Loads, механическая вентиляция представляет собой количество охлаждающей нагрузки, как явной, так и скрытой, на змеевик, который охлаждает свежий воздух до температуры вне змеевика.
Таким образом, параметрами, влияющими на механическую вентиляцию, являются требования к вентиляции и температура приточного воздуха ( cool_temp компонента HB IdealAir). Механическая вентиляция не включает энергию вентилятора для подачи свежего воздуха. Верен ли мой вывод?
Кстати, вы знаете, где я могу найти какую-либо документацию, объясняющую компоненты божьей коровки 1.2? Довольно много работы, если мне нужно запустить тесты, чтобы выяснить значение всех компонентов.
Спасибо.
@XavierZhouLadybug
Да, ваши выводы верны. Ladybug постоянно обновляет документацию по своему коду[1], которая объясняет базовую логику, вы можете найти ссылку на любую документацию по библиотеке, указанную в репозитории github для каждого пакета Ladybug[2].
Однако, как правило, вам потребуется просмотреть базовую документацию механизма моделирования, чтобы подробно понять поведение компонента.
В этом случае, например, все балансы тепловой энергии выведены с идеальной нагрузкой воздушной системы ( ZoneHVAC:IdealLoadsAirSystem объект). Справочник EP Engineering для этой системы дает достойную разбивку того, что происходит[3].
В документации рассматривается фактическая логика управления системой с течением времени, и лично я нахожу многое из этого ненужным для рассуждений об оптимизации/балансе энергопотребления. Сжимая ось времени и применяя закон сохранения энергии, вы можете представить весь процесс в одной формуле как функцию скрытой/явной энергии, связанной с соотношением возвратного/приточного воздуха:
\begin{выравнивание} \dot{Q}_{воздух} = &\lbrack \dot{m}_{OA} C_p (T_{OA} — T_{SA}) + \dot{m}_{OA} \Delta{H_{cond }} (W_{OA} — W_{SA})) \rbrack + \\ &\lbrack \dot{m}_{RA} C_p (T_{RA} — T_{SA}) + \dot{m}_{RA} \Delta{H_{cond}} (W_{RA} — W_{ СА})) \rbrack \end{align}
На простом английском языке это означает, что тепловая энергия кондиционированного воздуха равна сумме явной и скрытой энергии, связанной с массовым расходом наружного и возвратного воздуха, а также с разницей их температуры/влажности от поступающий приточный воздух.