Návrhové parametry venkovního vzduchu. Parametry venkovního vzduchu, pro které se při návrhu klimatizace provádějí všechny výpočty, se nazývají návrhové parametry venkovního vzduchu. Vypočítané parametry venkovního vzduchu jsou normativní, protože jejich výběr je uveden v regulačních dokumentech – příslušných kapitolách a SNiP 23-01-99 „Building Climatology“.

Hlavními konstrukčními parametry venkovního vzduchu specifikovanými v SNiP jsou teplota, entalpie a rychlost venkovního vzduchu. Externí parametry jsou nastaveny pro tři období: studené, přechodné a teplé.

Přechodné období je určitý vypočítaný hraniční stav vzduchu mezi teplým a studeným obdobím. Jako vypočtené parametry přechodného období se bere teplota 8 °C a entalpie 22,5 kJ/kg. Jako výpočtová teplota pro přechodné období nebyla zvolena průměrná denní teplota 8 °C, která odpovídá okamžiku vypnutí topných systémů veřejných budov (průmyslové budovy se často vypínají dříve z důvodu úspory tepelné energie) a přechod soustav zásobování teplem na letní režim.

Parametry venkovního vzduchu se neustále mění a závisí na stavební ploše a ročním období. Všechny výpočty však lze provádět pouze pomocí dobře definovaných hodnot parametrů vzduchu. Vyvstává tedy otázka, jaké konkrétní hodnoty parametrů je třeba brát jako vypočítané. Řešení této problematiky závisí především na úrovni požadavků kladených na celý objekt a jeho mikroklimatické systémy.

Podívejme se na základní přístupy k přiřazování návrhových parametrů pomocí teploty jako příkladu.

Teplota venkovního vzduchu se neustále mění. Existuje denní variace, měsíční variace a roční cyklus. Ve vztahu k venkovnímu klimatu lze mluvit pouze o některých jeho průměrných ukazatelích, protože i ve stejné oblasti se může klima jednoho roku výrazně lišit od toho předchozího. Ne nadarmo se říká, že v tom a takovém roce byla zima nebo léto chladné nebo naopak teplé.

V průměru můžeme předpokládat, že v průběhu roku se teplota mění přibližně podle harmonického zákona, jak ukazuje obrázek 7. Nejchladnějším měsícem je obvykle leden a nejteplejším je červenec. Někdy v lednu dosáhne průměrná denní venkovní teplota své minimální hodnoty za rok a v červenci dosáhne maxima. Pokud vezmeme tyto hodnoty jako vypočtenou teplotu pro každé období, pak bude výkon zařízení mikroklimatických systémů největší, tedy maximální. Je zřejmé, že systém bude dražší. V tomto případě bude téměř celé období návrhu mikroklimatického systému pracovat v režimu sníženého výkonu.

Pokud vezmeme vyšší hodnoty teploty pro chladné období a nižší pro teplé období, pak systém po určitou dobu nebude schopen poskytnout vypočtené parametry vzduchu v místnosti. Stupeň poskytování je charakterizován poměrem zabezpečení. K hodnotaasi = 0,7 znamená, že 70 % doby trvání výpočtového období bude systém schopen zajistit požadovanou úroveň parametrů v místnosti a 30 % času nebudou parametry odpovídat zadaným. Těchto 30 % času nestačí výkon systému (chlazení v teplém období, topení v chladu) k udržení nastavené vnitřní teploty. Náklady na systém však budou výrazně nižší.

Při volbě kalkulovaného bezpečnostního faktoru je zohledněno roční období a úroveň požadavků na objekt. Pro některé průmyslové budovy by měl být systém navržen pro maximální parametry vnějšího klimatu (podniky elektroniky, přesné mechaniky a optiky, farmaceutické podniky atd.) Pro většinu budov běžného užívání je teplota chladného pětidenního období se bere jako návrhová teplota TČ (parametry B). To přibližně odpovídá pravděpodobnostnímu faktoru 98 %, přičemž doba odchylky parametrů od vypočtených bude přibližně 50 hodin. Tak krátké období se vysvětluje tím, že kdy

ČTĚTE VÍCE
Jak změřit odpor vinutí motoru multimetrem?

a) Roční graf změn průměrné denní teploty

b) Ke konceptu výpočtové teploty chladného období (chladné pětidenní období)

Rýže. 7 – Ke konceptu návrhové teploty venkovního vzduchu

Při dlouhodobém poklesu vnitřní teploty se počet nachlazení prudce zvyšuje.

Pro teplé období roku lze povolit výrazně delší období odchylky vnitřních parametrů od vypočtených, protože to povede k narušení vnitřního komfortu, ale ne k nemocem. U většiny objektů běžného užívání se při návrhu větrání bere za výpočtovou teplotu teplého období teplota podle parametrů A. To přibližně odpovídá bezpečnostnímu faktoru 70 %, přičemž doba trvání odchylky parametrů od vypočítané budou přibližně 400 hodin. Teplota dle parametrů A pro teplé období přibližně odpovídá průměrné teplotě nejteplejšího měsíce.

Pro krizovější prostory, na které jsou kladeny vyšší požadavky, by měly být navrženy klimatizační systémy, které jsou počítány podle parametrů B a pro teplé období.

Hodnota zeměpisné šířky oblasti je důležitá při výpočtu tepelného příkonu ze slunečního záření, protože v různých zeměpisných šířkách je intenzita a trvání slunečního záření různé. Kromě toho je zřejmé, že čím vyšší je zeměpisná šířka, tím chladnější je klima oblasti.

Barometrický tlak je indikován, abyste mohli použít odpovídající Id diagram (vyrábějí se pro různé atmosférické tlaky), což umožňuje mírně zvýšit přesnost stanovení parametrů vzduchu.

Návrhové parametry odpadního vzduchu. Pokud je vzduch odváděn přímo z pracovního nebo servisního prostoru, pak jeho parametry odpovídají parametrům v pracovním prostoru. Nejčastěji je však vzduch odváděn z horní zóny místnosti, kde se parametry vzduchu mohou lišit od parametrů v pracovní oblasti.

Obvykle se má za to, že místnost je rozdělena do dvou zón: pracovní oblast a horní oblast. Přiváděný vzduch, nejprve absorbující teplo a vlhkost z pracovního prostoru, nabývá parametrů odpovídajících vypočteným parametrům pracovního prostoru. Poté, podmíněně stoupající z pracovní zóny do horní zóny, absorbuje z ní teplo a vlhkost, přičemž nabývá parametrů odpovídajících vypočteným parametrům vzduchu v horní zóně.

Zdůrazňujeme, že stačí rozdělení místnosti na pracovní a horní část podmíněně, protože je často velmi obtížné odlišit od celkového množství vneseného tepla a škodlivých látek vstupujících do pracovního prostoru. Kromě toho je vzduch zřídka přiváděn specificky do pracovního prostoru, protože je konstrukčně poměrně složitý, narušuje interiér, vyžaduje distribuci vzduchu při nízkých rychlostech a v důsledku toho velkou plochu zařízení pro distribuci vzduchu. Častěji je vzduch přiváděn do horní zóny tryskami z mřížek nebo stropních svítidel, přičemž zpočátku vnímá teplo, vlhkost a další škodlivé látky z horní zóny, nikoli z pracovního prostoru. Rozdělení místnosti na dvě zóny bylo v zásadě vynalezeno s cílem zohlednit skutečnost, že hlavním zájmem klimatizace a zóny, kterou obsluhuje, je pracovní zóna, a také vzít v úvahu v praxi potvrzenou skutečnost existence teplotního rozdílu v pracovní zóně a v horní zóně místnosti. Uvažujeme-li místnost jako jeden velký celkový objem, pak bychom museli vzít v úvahu jednu průměrnou teplotu v celém objemu místnosti. Teplý vzduch má však vždy tendenci vzhůru a v horní zóně je zpravidla teplota vzduchu vyšší než v RZ. Toto rozvrstvení vzduchu je pozorováno v každé místnosti, ve které jsou konvekční zdroje tepla, a to i při celkovém nedostatku tepla. Rozvrstvení vzduchu závisí právě na přítomnosti konvekčních trysek v místnosti, nikoli na průměrné teplotě vzduchu. Vzduch z místností je nejčastěji odváděn z horní zóny, proto je vhodné zadat do výpočtů přesnější hodnotu teploty vzduchu v ní, stanovenou s přihlédnutím k očekávanému rozvrstvení vzduchu po výšce místnosti. Při rozdělení objemu místnosti do dvou zón se tedy vypočtený model místnosti stává správnějším a více odpovídá reálným podmínkám.

ČTĚTE VÍCE
Jak dlouho můžete skladovat horké uzené ryby bez chlazení?

Teplota odpadního vzduchu (horní zóna) ve veřejných budovách se nejčastěji zjišťuje pomocí konceptu teplotního gradientu v místnosti. Předpokládá se, že uvnitř výšky pracovního prostoru (2 metry od podlahy nebo 1,5 metru od podlahy, pokud lidé sedí) zůstává vnitřní teplota vzduchu konstantní a nad pracovním prostorem se lineárně zvyšuje.

Teplotní gradient je změna teploty na 1 metr výšky místnosti nad pracovním prostorem.

Koncept teplotního gradientu ve skutečnosti předpokládá rovnoměrné vrstvení vnitřního vzduchu na výšku, spojené s ohřevem vzduchu od zdrojů tepla v místnosti – ohřátý vzduch, protože je lehčí, stoupá ke stropu místnosti, takže teplota v horní zóně bude vždy vyšší než dole, v pracovní oblasti .

Potom se podle vzorce určí teplota vzduchu pod stropem místnosti, odkud je vzduch nejčastěji odváděn

kde je výška místnosti, м.

Velikost teplotního gradientu závisí na přebytku tepla v místnosti a intenzitě cirkulace vzduchu v místnosti. Pokud je přiváděný vzduch přiváděn do místnosti rozptýlenou rychlostí při nízkých rychlostech, pak takové schéma nenarušuje přirozený pohyb konvektivních toků v blízkosti vyhřívaných předmětů v místnosti. Zároveň tam zůstává ohřátý vzduch, který stoupl, protože zde nejsou žádné síly, které by se jej snažily vrátit zpět do spodní zóny. Z horní zóny je postupně odváděn přes otvory pro nasávání vzduchu nebo mřížky výfukových systémů. Velikost teplotního gradientu u tohoto schématu je maximální a závisí především na teplotě zdrojů a množství tepla z nich vycházejícího.

Pokud je přiváděný vzduch přiváděn do místnosti výkonnými koncentrovanými tryskami vysokou rychlostí (obvykle do horní zóny), pak takové schéma jednoznačně narušuje přirozený pohyb konvekčních proudění v blízkosti vytápěných předmětů v místnosti. V tomto případě je ohřátý vzduch, který stoupá vzhůru, nasáván do celkové cirkulace vzduchu v místnosti přívodními tryskami a proudí zpět do spodní zóny. Jinými slovy, přívodní trysky nepřetržitě erodují teplý polštář vytvořený nahoře a pomáhají vyrovnávat teplotu přes výšku místnosti. Velikost teplotního gradientu u takového schématu nemůže být vysoká, i když také závisí na teplotě zdrojů a množství tepla z nich vycházejícího. Je třeba mít na paměti, že přívod vzduchu do místnosti výkonnými tryskami v ní vždy vytváří zvýšenou cirkulaci vzduchu, což zvyšuje turbulentní výměnu a pomáhá vyrovnat teplotu v celé místnosti.

Výše uvedené je znázorněno na obrázku 8.

a) s rozptýleným přívodem vzduchu do pracovního prostoru při nízkých rychlostech;

ČTĚTE VÍCE
Mohu použít svůj telefon jako dálkové ovládání televizoru?

b) s koncentrovaným přívodem vzduchu do horní zóny s výkonnými přívodními tryskami;

Obr.8. Vzorce cirkulace vzduchu v interiéru (podle konceptu gradientu vnitřní teploty)

Nejvyšší hodnoty gradientu jsou pozorovány při rozptýleném přívodu do spodní zóny a přítomnosti v místnosti výkonných lokálních (oddělených) zdrojů tepla s vysokou teplotou, ze kterých se vytváří silný konvekční paprsek s vysokou počáteční teplotou. Tato situace je nejtypičtější pro průmyslové prostory – tepelné, kovářské, hutní a jiné obchody, souhrnně nazývané „hot shopy“.

Pokud jde o veřejné budovy, v nich nejsou žádné výkonné místní vysokoteplotní zdroje, s výjimkou zařízení pro osvětlení jeviště v zábavních podnicích. Hlavním zdrojem tepla jsou lidé v areálu. Jsou umístěny rozptýleně po celé místnosti a mají nízkou teplotu (36,6°), takže tato povaha a umístění zdrojů nemůže přispívat k vytváření výkonných konvekčních paprsků. Vzduch je navíc nejčastěji přiváděn tryskami do horní zóny, což dále pomáhá snižovat spád. Ve veřejných budovách má teplotní gradient zřídka velký význam a teplota vzduchu v horní zóně, ani při značné výšce místnosti, nemůže být vysoká, proto by se při návrhu větrání neměly uvádět velké hodnoty gradientu.

Obvykle se doporučuje určit teplotní spád na základě intenzity tepla v místnosti q, W/m 3

kde je vypočtený přebytek citelného tepla v místnosti, W;

– objem místnosti, м 3 .

Doporučené hodnoty teplotních gradientů jsou uvedeny v tabulce 2.

Doporučené hodnoty teplotního gradientu ve veřejných budovách

Text GOST R 55913-2020 Budovy a stavby. Nomenklatura klimatických parametrů pro výpočet tepelného výkonu otopné soustavy

GOST R 55913-2020

NÁRODNÍ NORMA RUSKÉ FEDERACE

STAVBY A STAVBY

Nomenklatura klimatických parametrů pro výpočet tepelného výkonu otopné soustavy

Budovy a stavby. Nomenklatura klimatických parametrů pro výpočet tepelného výkonu otopné soustavy

Datum představení 2021-03-01

předmluva

1 VYVINUTO Federálním státním rozpočtovým orgánem „Výzkumný ústav stavební fyziky Ruské akademie architektury a stavebních věd“ (NIISF RAASN) za účasti Federálního státního rozpočtového orgánu „Hlavní geofyzikální observatoř pojmenovaná po A.I. Voeikovovi“ (FGBU GGO)

2 PŘEDSTAVENO Technickým výborem pro normalizaci TC 465 „Stavebnictví“

3 SCHVÁLENO A UVEDENO V ÚČINNOST nařízením Spolkové agentury pro technickou regulaci a metrologii ze dne 8. prosince 2020 N 1262-st

4 Tato norma byla vyvinuta s ohledem na hlavní regulační ustanovení mezinárodní normy ISO 15927-5:2004 „Hydrotermální vlastnosti budov. Výpočet a prezentace klimatických dat. Část 5: Údaje pro návrhovou tepelnou zátěž pro vytápění prostor“ (ISO 15927-5:2004* „Hygrotepelné vlastnosti budov – Výpočet a prezentace klimatických dat – Část 5: Údaje pro návrhovou tepelnou zátěž pro vytápění prostor“, NEQ)

* Přístup k mezinárodním a zahraničním dokumentům uvedeným v textu lze získat kontaktováním Služby uživatelské podpory. – .

5 MÍSTO GOST R 55913-2013

Pravidla pro aplikaci této normy jsou stanovena v Článek 26 federálního zákona ze dne 29. června 2015 N 162-FZ „O normalizaci v Ruské federaci“. Informace o změnách tohoto standardu jsou zveřejňovány v ročním (k 1. lednu běžného roku) informačním indexu „Národní standardy“ a oficiální znění změn a dodatků je zveřejňováno v měsíčním informačním indexu „Národní standardy“. V případě revize (náhrady) nebo zrušení tohoto standardu bude odpovídající upozornění zveřejněno v příštím vydání měsíčního informačního indexu „Národní standardy“. Relevantní informace, upozornění a texty jsou také zveřejněny ve veřejném informačním systému – na oficiálních stránkách Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii na internetu (www.gost.ru)

ČTĚTE VÍCE
Jaké teplotní rozmezí je optimální pro skladování citronů?

Rozsah 1

Tato norma stanoví nomenklaturu klimatických parametrů pro topné období.

Norma se používá při tvorbě regulačních dokumentů pro budovy a stavby.

2 Normativní reference

Tato norma používá normativní odkazy na následující dokumenty:

GOST 30494 Obytné a veřejné budovy. Parametry vnitřního mikroklimatu

SP 60.13330.2012 „SNiP 41-01-2003 Topení, ventilace a klimatizace“

SP 131.13330.2012 „SNiP 23-01-99* Stavební klimatologie“

Poznámka – Při používání této normy je vhodné ověřit si platnost referenčních norem (kodexů) ve veřejném informačním systému – na oficiálních stránkách Spolkové agentury pro technickou regulaci a metrologii na internetu nebo pomocí každoročních informací index „Národní standardy“, který je zveřejněn k 1. lednu běžného roku, a podle vydání měsíčního informačního indexu „Národní standardy“ za aktuální rok. Pokud se nahradí odkazovaný dokument, na který je uveden nedatovaný odkaz, doporučuje se použít aktuální verzi tohoto dokumentu s přihlédnutím ke všem změnám provedeným v této verzi. Pokud je nahrazen referenční dokument, na který je uveden datovaný odkaz, doporučuje se použít verzi tohoto dokumentu s rokem schválení (akceptace) uvedeným výše. Pokud je po schválení této normy provedena změna v odkazovaném dokumentu, na který je uveden datovaný odkaz, která ovlivní ustanovení, na které se odkazuje, doporučuje se, aby bylo toto ustanovení aplikováno bez ohledu na tuto změnu. Pokud je referenční dokument zrušen bez náhrady, pak se ustanovení, ve kterém je na něj uveden odkaz, doporučuje použít v části, která nemá vliv na tento odkaz. Je vhodné zkontrolovat informace o fungování souborů pravidel ve Federálním informačním fondu standardů.

3 Termíny a definice

V této normě jsou použity následující termíny s jejich příslušnými definicemi:

3.1 absolutní minimální a absolutní maximální teploty vzduchu: Minimální a maximální limity, kterých teplota vzduchu dosáhla v daném bodě během odhadovaného období pozorování; bezpečnost těchto indikátorů se blíží jedné.

3.2 průměrná denní teplota vzduchu: Rozdíl mezi maximem a minimem denních pozorování teploty vzduchu s pravděpodobností 0,5.

3.3 maximální denní amplituda teploty vzduchu: Největší hodnota rozdílu mezi denní maximální a minimální teplotou vzduchu během sledovaného období s pravděpodobností blízkou jednotce.

Poznámka – Amplituda teploty vzduchu se vypočítává bez ohledu na stav oblačnosti pro vypočítané období pozorování.

3.4 klimatická norma: Charakteristiky klimatu statisticky získané z dlouhodobých sérií pozorování.

Poznámka – Nejčastěji se jedná o dlouhodobou průměrnou hodnotu nebo extrémní (extrémní) hodnoty meteorologického prvku.

3.5 klimatické prvky: Meteorologické a aktinometrické prvky (parametry) charakterizující klima, ze kterých se počítají klimatické ukazatele.

3.6 klimatické zónování: Zónování založené na komplexní kombinaci průměrné měsíční teploty vzduchu v lednu a červenci, průměrné rychlosti větru za tři zimní měsíce, průměrné měsíční relativní vlhkosti v červenci.

3.7 maximální průměrná rychlost větru podle směru v lednu: Nejvyšší z průměrných rychlostí podle referenčního bodu za leden, jejíž frekvence je 16 % nebo více.

3.8 bezpečnostní: Integrální frekvence hodnot klimatických parametrů je pod nebo nad jejich definovanými limity.

3.9 topná sezóna: Období roku charakterizované průměrnou denní teplotou venkovního vzduchu rovnou nebo nižší plus 10 °C nebo plus 8 °C, v závislosti na typu budovy podle GOST 30494.

ČTĚTE VÍCE
Jaké dřevěné materiály se používají k výrobě nábytku?

3.10 topení: Umělé vytápění místnosti v chladném období pro kompenzaci tepelných ztrát uzavřením konstrukcí a udržení normální teploty v místnosti.

3.11 parciální tlak vodní páry: Část atmosférického tlaku vytvořená vodní párou.

3.12 počáteční období záznamu dat: Období s vypočtenými zimními hodnotami venkovní teploty trvající minimálně 30 let.

3.13 opakovatelnost: Poměr počtu případů s hodnotami zahrnutými v daném intervalu k celkovému počtu členů řady.

3.14 opakovatelnost směrů větru: Frekvence vypočtená jako procento z celkového počtu výskytů směrů větru s vyloučením bezvětří.

3.15 opakovatelnost uklidnění: Opakovatelnost, vypočtená jako procento z celkového počtu pozorování.

3.16 trvání období s průměrnou denní teplotou vzduchu rovnou nebo nižší než 0°C: Trvání období se stabilními hodnotami těchto teplot.

Poznámka – Jednotlivé dny s průměrnou denní teplotou vzduchu 0°C nebo nižší se neberou v úvahu.

délka topné sezóny: Odhadovaná doba provozu otopné soustavy budovy, což je průměrný statistický počet dní v roce, kdy je průměrná denní teplota venkovního vzduchu trvale rovna nebo nižší než 8 nebo 10 °C, v závislosti na typu budovy.

[SP 50.13330.2012, tabulka 3.1]

Poznámka – Jednotlivé dny s průměrnou denní teplotou vzduchu rovnou nebo nižší než 8°C a 10°C se neberou v úvahu.

3.18 vypočtená teplota venkovního vzduchu pro návrh vytápění: Průměrná teplota vzduchu nejchladnějšího pětidenního období za období 30-50 let s pravděpodobností 92 %.

3.19 vypočtené parametry venkovního vzduchu během topného období (chladné období roku, parametry B): Průměrná teplota nejchladnějšího pětidenního období s pravděpodobností 0,92 a rychlost větru odpovídající maximu průměrných rychlostí větru v lednu ve směrech s pravděpodobností alespoň 16 %.

3.20 průměrná rychlost větru podle směru: Výsledek dělení součtu rychlostí součtem případů s větrem každého směru.

3.21 průměrná teplota vzduchu v nejchladnějším období: Průměrná teplota období, které tvoří 15 % jeho celkového trvání, ale ne více než 25 dní, s průměrnou denní teplotou vzduchu rovnou nebo nižší než 8 °C.

3.22 Průměrná teplota vzduchu podle měsíce a roku: Charakteristika teplotního režimu jednotlivých měsíců a celého roku s průměrnou pravděpodobností 0,5, s ukazateli kalkulovanými na 50-80 let v rámci předpokládaného období pozorování.

3.23 průměrná teplota venkovního vzduchu během topného období: Odhadovaná teplota venkovního vzduchu, zprůměrovaná za topné období na základě průměrných denních teplot venkovního vzduchu.

3.24 stavební klimatická zóna: Část území Ruské federace, vyznačující se souborem klimatických parametrů používaných pro navrhování a výstavbu budov.

3.25 teplota vzduchu nejchladnějšího pětidenního období: Teplota určená z průměrných denních teplot vzduchu klouzavým průměrem za pět dní.

3.26 venkovní teplota vzduchu v nejchladnější den: Teplota určená ze vzorku teploty vzduchu nejchladnějšího dne za vypočtené období pozorování.

3.27 venkovní teplota vzduchu s pravděpodobností 0,94 (parametry A): Teplota odpovídající teplotě vzduchu nejchladnějšího období.

4 Optimální a přípustné parametry mikroklimatu bytových, veřejných a občanských budov v topném období roku

Tabulka 1 – Optimální a přípustné normy teploty, relativní vlhkosti a rychlosti vzduchu v servisní oblasti obytných budov a ubytoven