Наружная атмосфера всегда в большей или меньшей степени влияет на внутренний микроклимат помещений, поскольку ограждающие конструкции здания не могут обладать идеальной герметичностью, а при входе и выходе людей нарушается и та ограниченная герметичность, которая имеется у ограждений. Особенно недостаточной герметизацией обычно обладают притворы оконных и дверных проемов. Поэтому внутренний микроклимат в зданиях с невысокой степенью герметизации ограждающих конструкций между отдельными помещениями приходится рассматривать для целой группы смежно расположенных помещений или даже для всего здания в целом.

Наибольшей степенью герметизации ограждающих конструкций отличаются безоконные и бесфонарные здания; в отапливаемых зданиях этого вида может поддерживаться микроклимат, существенно отличающийся от наружного, и степень отличия температуры и влажности внутри и снаружи ограничивается главным образом гигиеническими соображениями, связанными с приспособляемостью человеческого организма при переходе из внутренней в наружную среду.


Герметизированные производственные здания целесообразны в местностях с сильными ветрами и длительным дискомфортным (очень холодным или жарким) периодом года, или при размещении в зданиях производственных процессов, требующих строгой неизменяемости температуры и влажности воздуха.

Устройство буферных помещений, уплотнение притворов проемов, плотная и надежная герметизация соединений между отдельными элементами ограждающих конструкций являются в этих случаях основными средствами обеспечения необходимой герметизации при проектировании и строительстве зданий.

Кроме процессов передачи тепла через ограждающие конструкции, в любых зданиях большое значение для внутреннего микроклимата имеет воздухообмен.

Даже в зданиях и помещениях с искусственно создаваемым (путем механической вентиляции) воздухообменом большое значение имеют направления естественных токов воздуха; если намеченные пути механического притока и удаления воздуха совпадают с этими направлениями, вероятность надежной работы вентиляционной системы является наибольшей.


Во многих зданиях (жилых, большей части промышленных и т. д.) естественный воздухообмен является основным средством поддержания необходимых гигиенических условий в помещении.

Потенциалом переноса воздушных потоков является общее давление (Р, мм вод. ст. или кГ/м2) воздушной среды.

Разность общих давлений, вызывающая естественный перенос воздуха, возникает из-за перепада температур внутреннего и наружного воздуха или под действием ветра.

В соответствии с этим различают разности давлений, вызванные тепловым напором и ветровым потоком, вероятность суммарного действия которых приходится учитывать в расчетных целях.

Под влиянием внешних воздействий в здании создается распределение давлений, зависящее от геометрической формы здания и его аэродинамической характеристики, высоты помещений и перепада температур внутри и снаружи, степени изоляции отдельных этажей или групп помещений друг от друга, а также защищенности рассматриваемого комплекса зданий от действия ветра.

В холодный период года, при безветрии, в нижней зоне здания или помещения через любые неплотности и отверстия в ограждающих конструкциях происходит приток холодного наружного воздуха внутрь помещений (инфильтрация), а в верхней зоне, где создается избыточное (против атмосферного давления) удаление теплого воздуха наружу (эксфильтрация).

Эти явления, вызывающие естественный воздухообмен в помещении или здании, в особенности заметны при сильных морозах, когда разность температур наружного и внутреннего воздуха отапливаемых помещений наиболее велика.

В климатических районах с суровой и длительной зимой инфильтрация холодного воздуха в нижнюю зону помещения или нижние этажи многоэтажного здания приводит к резкому переохлаждению этой зоны или целых групп помещений нижнего этажа во всех тех случаях, когда при проектировании и строительстве не было принято надлежащих мер по устройству тамбуров и других буферных помещений, а также по достаточной герметизации ограждающих конструкций, особенно притворов дверных и оконных проемов.

В районах с мягкой зимой для помещений с ограниченной кубатурой воздуха на каждого человека возникает необходимость в постоянном минимальном воздухообмене через относительно пористые ограждения и притворы проемов.

Такая необходимость ощущается в жилых зданиях с предельно малой высотой этажей и ограниченной полезной площадью на каждого человека.

Объемный вес холодного наружного воздуха ?н больше объемного веса внутреннего теплого воздуха ?в; величина разности давлений в приточных и вытяжных отверстиях ?Рt, возникающая под влиянием разности температур (теплового напора), выражается как



где H — вертикальное расстояние между нижними приточными и верхними вытяжными отверстиями (приближенно равное высоте всего здания).

Рис. III.5. Положение нейтральной поверхности в помещении
Рис. III.5. Положение нейтральной поверхности в помещении
Эта величина разности давлений влияет на общую кратность воздухообмена в здании, но не может быть принята в качестве расчетной для фильтрации воздуха через ограждающие конструкции, поскольку последняя зависит от особенностей изменения разности давлений на внешних поверхностях здания и внутри его помещений.

При незначительных и равномерно-распределенных выделениях тепла внутри помещений в зданиях, подвергающихся воздействиям только теплового напора (при котором в нижней части здания характерно давление ниже атмосферного, а в верхней — избыточно по сравнению е атмосферным), можно представить на некоторой высоте воображаемую изобарическую поверхность (рис. III.5), для которой внутреннее давление в рассматриваемый момент времени соответствует наружному атмосферному, и, следовательно, разность этих давлений равна нулю.

Если приточные и вытяжные отверстия имеют определенную площадь и неизменное расположение, высота h такой поверхности (которую часто называют нейтральной поверхностью или зоной) над приточными отверстиями определяется из выражения:



где f1 и f2 — соответственно площади вытяжных и приточных отверстий или площади щелей и неплотностей в верхней и нижней зонах здания.

В холодный ,период года площадь вытяжных отверстий f1 в эксплуатируемых отапливаемых зданиях (т. е. приоткрываемых на длительный срок в верхней части здания фрамуг, форточек и т. д.) обычно превышает по крайней мере в полтора раза площадь приточных проемов f2 в нижней части здания. Это объясняется тем, что открывание проемов (в целях сохранения тепла) ограничивается пределами эксплуатационной необходимости, а количество холодного воздуха, поступающего в здание, — необходимым минимумом.

Подставляя это соотношение вытяжных и приточных проемов в формулу III.6, получим:



т. е. положение нейтральной поверхности в зданиях, использующих только естественную вентиляцию, смещается в верхнюю часть здания1, а ограждающие конструкции всей нижней части подвергаются избыточному внешнему давлению, что связано с повышенной инфильтрацией.

Наибольшая и наименьшая величины этого внешнего давления пропорциональны вертикальному расстоянию крайних приточных и вытяжных отверстий от нейтральной поверхности, т. е. в соответствии с выражением III.7 для расчета инфильтрации через ограждающие конструкции



для эксфильтрации


Опыт эксплуатации зданий с деревянными оконными переплетами, притворы которых не подвергались специальному уплотнению или герметизации, показывает, что при величинах теплового напора, превосходящих 0,5 мм вод. ст., инфильтрация холодного воздуха уже может вызвать нежелательное ухудшение температурного режима помещений, а эксфильтрация из верхней части влажных помещений — ухудшение влажностного состояния ограждающих конструкций в местах сопряжений и неплотностей.

Наоборот, при тщательной и надежной герметизации переплетов и проемов увеличение разности давлений до нескольких миллиметров водяного столба не вызывает таких нежелательных последствий. Помимо этих отличий в эксплуатационных качествах ограждений с различной степенью герметизации, в суровом климате характерно обледенение в зоне вытяжных устройств и неплотностей, через которые происходит эксфильтрация.

Несмотря на то, что положение нейтральной поверхности неустойчиво из-за мгновенно меняющихся аэродинамических условий, а при ветре ее расположение, близкое к горизонтальному, нарушается совершенно, в многоэтажных зданиях в условиях относительного безветрия можно выделить зоны характерных (преобладающих во времени) давлений: положительных (превышающих атмосферное), отрицательных (меньших атмосферного) и неустойчивых (изменяющих свой знак).

В зоне положительных давлений, располагающейся в самой верхней части здания, преобладает удаление воздуха через отверстия и неплотности в ограждающих конструкциях; в зоне отрицательных давлений, занимающей всю нижнюю и среднюю по высоте часть здания, характерна инфильтрация холодного воздуха.

Зона неустойчивых давлений близка к нейтральной поверхности. Такое распределение давлений характерно, например для многоэтажных, использующих естественный воздухообмен зданий, с недостаточно изолированными лестничными клетками.

Однако такая же закономерность в распределении давлений отмечается и в многоэтажных жилых домах, где проемы из лестничных клеток в жилые квартиры обычно закрыты. Это объясняется периодическим открыванием дверей, а также малой герметичностью и воздухопроницаемостью их притворов.

Рис. III.6. Схема фильтрации воздуха через неплотности в отапливаемом многоэтажном здании
Рис. III.6. Схема фильтрации воздуха через неплотности в отапливаемом многоэтажном здании
При такой недостаточной изоляции на эпюру давлений для здания в целом накладывается распределение давлений в каждом отдельном этаже.

Совмещенная эпюра от теплового напора с учетом поэтажного распределения давлений приобретает пилообразное очертание и отдельные ее зубцы в этажах, близких к нейтральной поверхности, выходят за пределы общей первоначальной эпюры, увеличивая число этажей, входящих в зону неустойчивых давлений (рис. III.6).

В этом случае давление от теплового напора pt на ограждающие конструкции любого этажа с высотой h0 может быть определено из выражения:



Рис. III.7. Направление воздушных потоков у стен многоэтажных панельных зданий
Рис. III.7. Направление воздушных потоков у стен многоэтажных панельных зданий
У наружной поверхности стен высоких зданий величина разности давлении внизу и вверху pмаксt—pминt достигает значительной величины; под влиянием этой разности возникают восходящие токи наружного воздуха, в особенности ощутимые при гладкой поверхности фасадов (рис. III.7).

Такие восходящие потоки воздуха несколько изменяют и выравнивают распределение давлений на поверхности фасада здания.

Основными путями фильтрации холодного воздуха внутрь здания становятся пути с наименьшим сопротивлением, т. е. любые неплотности ограждающих конструкций нижних этажей, особенно их сопряжения и примыкания одних ограждений к другим2.

Рис. III.8. Направление восходящих потоков воздуха у фасадов многоэтажных зданий
Рис. III.8. Направление восходящих потоков воздуха у фасадов многоэтажных зданий
У фасадов с балконами распределение давлений и направление потоков воздуха становится более сложным (рис. III.8).

Наличие ветра в состоянии коренным образом изменить как величины давлений, возникающих под влиянием теплового напора и пристенных токов воздуха, так и общую закономерность распределения давлений.

Разность общих давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждений, вызванная действием ветра, зависит от его скорости, температуры наружного воздуха и аэродинамической характеристики здания.

Для вычисления этой разности давлений ?рв можно пользоваться следующим выражением:



где к1 и к2 — величины аэродинамических коэффициентов на наветренном и подветренном фасадах здания, выражающие ту часть ветрового напора, которая переходит в статическое давление на поверхности стен; при направлении ветра, нормальном к поверхности ограждений, на наветренном фасаде коэффициент положителен, а на подветренном — отрицателен (разрежение); ?н — объемный вес наружного воздуха, зависящий от его температуры, кг/м3; v — расчетная скорость ветра, м/сек; g — ускорение силы тяжести (9,81 м/сек2).

Рис. III.9. Особенности распределения аэродинамических давлений в здании
Рис. III.9. Особенности распределения аэродинамических давлений в здании
Первый член выражения представляет величину давления на наветренном фасаде рст, а второй — давление ризб внутри здания, недостаточное или избыточное по сравнению с атмосферным; при этом значение второго члена соответствует тем случаям, когда ограждающие конструкции с наветренной и подветренной сторон здания обладают одинаковой воздухопроницаемостью.

Если внутри здания имеется продольная непроницаемая стена или перегородка, лишенная проемов, разность давлений на наветренном фасаде уменьшается, так как давление в наветренной части здания становится избыточным против атмосферного (рис. III.9).

В суровых климатических районах с сильными ветрами, где сквозное проветривание здания не требуется, и нежелательна даже сквозная фильтрация через неплотности ограждений, такое планировочное решение улучшает эксплуатационные качества здания.

Воздухообмен происходит раздельно в наветренной и подветренной частях здания и охлаждающее влияние венгра уменьшается.

В зданиях с обычной планировкой помещений часто пренебрегают учетом внутреннего давления, принимая во внимание лишь значения аэродинамических коэффициентов для наветренного и подветренного фасадов.

В постройках прямоугольной формы, при направлении ветра нормальном к поверхности фасада и достаточной длине последнего, эти коэффициенты: приближенно равны: для наветренной стороны к1=+0,8; для подветренной к2=—0,4. Тогда



Условия городской застройки могут существенно изменить распределение ветровых давлений на фасадах многоэтажных зданий. Типичным в этих случаях является уменьшение ветрового давления у поверхности земли и существенное увеличение для верхних этажей3.

Пример III.1. Определить разность давлений для расчета наружных ограждающих конструкций девятиэтажного здания на воздухопроницаемость в климатических условиях Москвы и Дудинки.
Температура наружного воздуха и скорость ветра приняты: для Москвы — 26° и 5 м/сек, для Дудинки —45° и 8,1 м/сек. Температура воздуха помещений: в Москве +18°, в Дудинке +22° (в суровых климатических условиях необходимо в помещениях поддерживать более высокую температуру воздуха, поскольку поверхности наружных ограждений, ограничивающих помещение, предельно и длительно охлаждены).

Высота здания (между центрами оконных проемов первого и девятого этажей) 27 м.

Величину теплового напора, под влиянием которой происходит инфильтрация, определяем по формуле (III.8).

Для Москвы ?pt=0,7·27(1,43—1,21)=4,16 мм вод. ст., для Дудинки ?pt=0,7·27(1,55—1,20)=6,61 мм вод. ст., где 1,43 и 1,21; 1,55 и 1,20 — удельный вес воздуха, кг/м3 при температуре —26 и +18°; при —45 и +22°4.

Из этих значений ?pt видно, что в суровых климатических условиях тепловой напор примерно в 1,5 раза больше, чем для климата средних широт Европейской части СССР.

При расчетной скорости ветра разность давлений, под влиянием которого будет происходить инфильтрация (см. формулу III.12а), составит:



Суммарная расчетная разность давлений:

для Москвы ?ррасч—?pt+?pв=4,16+1,09=5,25 мм вод ст.,

для Дудинки ?р'расч=6,61 +3,11=9,72 мм вод. ст., что почти в два раза превышает расчетную разность давлений для Москвы.

Естественно, что в последнем случае как сами ограждающие конструкции, так и особенно их сопряжения, стыки и притворы проемов должны обладать повышенной плотностью и непроницаемостью.

В жилых и общественных зданиях необходимость в использовании естественного воздухообмена для удаления выделяющихся вредностей и тепла сравнительно невелика.

Однако в таких зданиях с уменьшенной высотой этажей и помещений кратность воздухообмена должна быть повышена для обеспечения хороших гигиенических условий; кроме того, при наличии в таких помещениях эпизодических влаговыделений (связанных с сравнительно кратковременным присутствием большого числа людей) и внутренней отделке из материалов, не сорбирующих парообразную влагу, появляется необходимость в эффективной вентиляции, в целях устранения эпизодической возможности возникновения капельной влаги на поверхности ограждений.

В промышленных зданиях необходимость в использовании естественного воздухообмена гораздо больше, чем в жилых и общественных.

Рис. III.10. Схема фильтрации воздуха через ограждающие конструкции
Рис. III.10. Схема фильтрации воздуха через ограждающие конструкции
Избыточные давления в вытяжных проемах одноэтажных отапливаемых производственных зданий весьма невелики в холодный период года; в связи с этим через такие проемы может происходить как удаление, так и приток холодного воздуха (рис. III.10, а). Преобладающая часть высоты здания и его ограждающих конструкций, находится в зоне притока. В (связи с этим ограничение инфильтрации холодного воздуха через ограждения отапливаемых производственных зданий (главным образом через заполнение светопроемов и стыки панелей) является весьма необходимым в целях обеспечения достаточно высоких эксплуатационных качеств производственных помещений, особенно назначенных для точных производственных процессов. При расположении рабочих мест вблизи наружных ограждений любые неплотности, щели и недостаточная герметизация соединений между отдельными конструктивными элементами столь же недопустимы, как в жилых и общественных зданиях.

Более устойчивое удаление внутреннего воздуха через проемы и эксфильтрация его через неплотности ограждающих конструкций происходят в холодный период года при отсутствии ветра лишь в верхней зоне наиболее высоких пролетов (рис. III. 10, б). Через ограждающие конструкции более низких пролетов (створные переплеты остекления наружных стен, а также проемы фонарей) отмечается инфильтрация холодного воздуха в помещения. В связи с этим целесообразно наибольшее уплотнение притворов переплетов в проемах таких пролетов. Если проемы служат только для целей освещения, уместно заполнять их остеклением с герметизированными воздушными прослойками или стеклянными блоками с сопряжениями, непроницаемыми для потоков воздуха.

Аэрационные фонари или вытяжные шахты располагаются над высокими (а при равной высоте — над центральными) пролетами; приток свежего воздуха в нижнюю зону помещений обеспечивается естественным путем, а в центральную часть широких зданий — специальными подземными каналами.

Отмеченные выше особенности распределения давлений характерны в холодный период года для зданий механических, инструментальных, деревообделочных и других отапливаемых цехов, не имеющих значительных выделений тепла.

В производственных зданиях с большими выделениями тепла (кузнечные, сталеплавильные и другие цехи) естественный приток воздуха в рабочую зону происходит более интенсивно, а избыточные давления .в вытяжных проемах выше, чем в отапливаемых зданиях. В связи с этим через проемы фонарей и неплотности ограждающих конструкций надоконной части крайних пролетов происходит устойчивое удаление (эксфильтрация) внутреннего воздуха.

В цехах с большими выделениями тепла, где относительная влажность внутреннего воздуха в верхней зоне мала (15—25% и даже менее), температура достаточно высока, а воздухообмен в помещении значителен, интенсивная эксфильтрация способствует естественной сушке ограждающих конструкций верхней зоны здания.

Теплозащитные свойства ограждений верхней зоны цехов с большими выделениями тепла могут быть существенно уменьшены на преобладающей части длины здания, подвергающейся непосредственным влияниям выделяющегося тепла. Исключения составляют ограниченно облучаемые торцовые стены и другие ограждения, примыкающие к наружным углам здания, а также охлаждаемые участки стен над воротами и въездами.

Расположение в зонах преобладающего притока (например в более низких пролетах здания) производственных процессов с выделением вредностей значительно ухудшает микроклимат и условия эксплуатации многопролетных промышленных зданий в целом, так как газы и другие выделения распространяются по всему зданию, особенно в направлении высоких пролетов и участков с значительными выделениями тепла. В частности, нежелательно расположение в зоне устойчивого притока отделений с производственным процессом, загрязняющим воздух (термических, шлифовальных), а тем более травильных, красильных и никелировочных, выделения которых насыщены влагой. При этом ухудшаются не только санитарно-гигиенические условия для людей, но и увеличивается вероятность постепенного разрушения ограждающих конструкций здания от коррозии.

Рис. III.11. Конденсация влаги за выступающими элементами ограждающих конструкций
Рис. III.11. Конденсация влаги за выступающими элементами ограждающих конструкций
В непроветриваемых участках, образуемых выступающими конструктивными элементами покрытий, наиболее вероятно возникновение конденсации влаги, которая обычно содержит растворенные агрессивные вещества и вызывает разрушение элементов покрытия (рис. III.11).

Конденсация влаги в непроветриваемых участках у поверхности покрытия объясняется, в частности, уменьшением коэффициента теплообмена между поверхностью ограждения и внутренним воздухом и, как следствие, понижением температуры и повышением влажности. В зданиях с выделениями влаги наиболее предпочтительны покрытия с гладкой внутренней поверхностью, не имеющей выступающих балок и ребер.

Рис. III.12. Распространение влаги по многоэтажному зданию
Рис. III.12. Распространение влаги по многоэтажному зданию
Перемещения водяного пара, вызванные конвективным распространением влажного воздуха в направлении высоких пролетов или участков с выделениями тепла, могут привести к процессам обильной конденсации на поверхности наружных ограждений в тех помещениях, через которые проходят или куда поступает поток влаги. В частности, такая конденсация может происходить в лестничных клетках, по которым легко распространяются потоки влажного воздуха в многоэтажных зданиях и даже в помещениях с выделениями ограниченных количеств тепла, если в них не предусмотрены достаточные средства для эффективного воздухообмена, достаточного и для ассимиляции перемещающейся влаги (рис. III.12)5.

Наиболее целесообразным является размещение технологических процессов с выделением тепла и газов в повышенных пролетах производственного здания, над которыми предусмотрены вытяжные фонари или шахты.

Рис. III.13. Организация устойчивого направления естественных токов воздуха
Рис. III.13. Организация устойчивого направления естественных токов воздуха
Это может повести к общему упорядочению микроклимата производственного здания и, в частности, к обеспечению постоянного направления движения воздуха в рабочей зоне смежных пролетов, скорость которого поддается регулированию путем изменения площади вытяжных отверстий в аэрационном фонаре над повышенным пролетом. Такое постоянное движение воздуха в рабочей зоне особенно целесообразно в производственных зданиях, эксплуатируемых в южных районах (рис. III. 13).

Практика эксплуатации производственных зданий в СССР (где значительная часть равнинных территорий отличается крайней изменчивостью направлений ветров), показала целесообразность более широкого использования для целей аэрации вытяжных фонарей с защищенными от воздействия ветра проемами и, как следствие, с устойчивыми аэродинамическими характеристиками. Важнейшим положительным качеством таких фонарей является неизменная и высокая производительность по удалению нагретого и загрязненного воздуха, обеспечиваемая при отсутствии регулирования открывания проемов фонаря, в связи с постоянно меняющимися направлениями ветра.

Рис. III.14. Схема аэродинамически устойчивого вытяжного фонаря
Рис. III.14. Схема аэродинамически устойчивого вытяжного фонаря
Площадь вытяжных отверстий в таких фонарях используется более производительно (почти в 2 раза) по сравнению с площадью створных переплетов в обычных фонарях с неустойчивыми аэродинамическими характеристиками и возможностью эффективного удаления воздуха лишь через проемы, расположенные с подветренной стороны.

На рис. III.14, III.15 приведены профили производственных зданий с вытяжными фонарями, имеющими устойчивые аэродинамические характеристики и не требующими постоянного регулирования открывания створных переплетов.

Рис. III.15. Схема, вытяжного фонаря с ветроотражающими экранами
Рис. III.15. Схема, вытяжного фонаря с ветроотражающими экранами
Вытяжной фонарь (рис. III.14), профиль и размеры которого разработаны Л. М. Брантом (в порядке конкретизации более общего предложения В. В. Батурина), отличается тем, что остекленные проемы расположены изолированно от аэрационных, в связи с чем ограничивается чрезмерное загрязнение стекол удаляемым воздухом. Взаимная аэродинамическая защита вытяжных проемов обеспечивается противолежащими половинами фонаря. Для обеспечения более устойчивой и производительной работы, аэрационные проемы целесообразно располагать не ближе 5 м к торцам фонаря. Применение фонарей аналогичного очертания допустимо для цехов с значительными и непрерывными выделениями тепла (например, около 50 ккал/м3 при наименьших выделениях тепла технологическим процессом); при этом указанный минимальный предел выделений тепла относится к строительству зданий на территориях с ограниченными снегопадами и метелями (Центральные районы Украинской ССР и т. д.). При прерывистых или недостаточных выделениях тепла и резко выраженных процессах горизонтального переноса снега, пространство между раздельными половинами фонаря может быть занесено, что ведет к осложнениям эксплуатации здания, перегрузкам конструкций и даже их авариям.

Рис. III.16. Расположение ветроотражающих экранов
Рис. III.16. Расположение ветроотражающих экранов
Вытяжной фонарь с ветрозащитными экранами (рис. III.15), имеет более устойчивую аэродинамическую характеристику. Недостаток этого фонаря состоит в том, что в случае близкого расположения к вытяжным проемам непрозрачных ветроотражающих экранов, снижается его светоактивность. Поэтому такой фонарь следует применять главным образом для целей аэрации, а не для освещения помещений. Использование этого фонаря целесообразно, например, в производственных зданиях с малой шириной, освещаемых боковым светом, а также в крайних пролетах многопролетных зданий.

Рис. III.17. Азрационный фонарь с наклонными ветроотражающими экранами
Рис. III.17. Азрационный фонарь с наклонными ветроотражающими экранами
При малых уклонах кровли вполне удовлетворительные условия для удаления воздуха достигаются при расположении ветроотражающих экранов на расстоянии l от вытяжных проемов, примерно равном высоте фонаря (рис. III.16).

Такое расположение экранов обеспечивает достаточную устойчивость аэродинамических давлений и неизменность скоростей воздуха, удаляемого одновременно через наветренные и подветренные проемы. При очень больших выделениях тепла в производственном здании (100 ккал/м3 и более) и крутых уклонах кровли производительность фонаря повышается при наклонном расположении ветроотражающих экранов (рис. III.17).

Рис. III.18. Обеспечение минимального загрязнения остекления в цехах с выделениями тепла и газов
Рис. III.18. Обеспечение минимального загрязнения остекления в цехах с выделениями тепла и газов
В цехах, где удаляемый воздух сильно загрязнен, уместно отказываться от применения остекленных поверхностей в фонарях верхнего света, используя для таких помещений достаточно производительные вытяжные аэрационные устройства и освещение боковым верхним светом. Расположение на достаточном расстоянии друг от друга световых и вытяжных аэрационных проемов следует считать одним из основных правил проектирования зданий подобных цехов (рис. III.18).

Для зданий, где. не требуется очень высокая производительность вытяжных устройств, целесообразно применение аэрационного фонаря Гипромеза, представляющего по существу протяженный дефлектор и показавшего в условиях умеренного наружного климата удовлетворительные эксплуатационные качества в тех цехах, где производительность этого устройства оказалась достаточной (рис. III.19).

Рис. III.19. Схема вытяжного фонаря Гипромеза
Рис. III.19. Схема вытяжного фонаря Гипромеза
Фонарь этого вида без регулирующих расход воздуха клапанов может быть установлен только над зданиями, в которых возможно сильное охлаждение воздуха верхней зоны помещений в холодный период года.

Аэрационные фонари с устойчивыми аэродинамическими характеристиками и достаточно простым сезонным регулированием площади вытяжных отверстий в состоянии обеспечить удовлетворительное удаление загрязненного воздуха из цехов с большими выделениями производственного тепла, в частности, и в климатических условиях, отличающихся сильными ветрами. Однако чем меньше избыточное давление под покрытием цеха, тем больше внимания должно быть уделено аэродинамической характеристике фонаря и предупреждению снежных заносов в холодный период года, во время возможных перерывов в выделениях производственного тепла.

Рис. III.20. Обледенение вытяжных проемов в зданиях влажных и мокрых цехов
Рис. III.20. Обледенение вытяжных проемов в зданиях влажных и мокрых цехов
При проектировании вытяжных отверстий и устройств из влажных и мокрых помещений необходимо считаться с возможностью обледенения внешних конструктивных элементов в зоне удаления влажного воздуха.

Вытяжные проемы, назначенные для этих целей, следует располагать так, чтобы падающие при таянии куски льда не могли повредить остекления расположенных ниже светопроемов или конструкций кровли, а тем более не могли угрожать безопасности пешеходного и транспортного движения у здания.

На рис. III.20 показано неудачное в этом отношении расположение зенитных фонарей верхнего света под вытяжным устройством в здании цеха с высокой влажностью внутреннего воздуха.

Рис. III.21. Организация токов сухого теплого воздуха вблизи поверхности наружных стен
Рис. III.21. Организация токов сухого теплого воздуха вблизи поверхности наружных стен
Во влажных производственных зданиях весьма важна в целях обеспечения сравнительно сухого состояния конструкций наружных стен и их долговечности организация циркуляции токов сухого воздуха вблизи этих стен.

Такое движение воздуха может быть достигнуто путем устройства у наружных стен щелей в междуэтажных перекрытиях или рабочих площадках (рис. III.21) с подачей снизу сухого приточного воздуха в эти щели.

Опытом эксплуатации в суровом климате производственных зданий с большими выделениями влаги установлено, что такое мероприятие обеспечивает достаточно удовлетворительное температурно-влажностное состояние наружных стен и ограничивает образование льда на остеклении светопроемов.

Примечания

1. При равенстве площади вытяжных и приточных отверстий положение нейтральной поверхности имело бы место на половине высоты H, как это следует из выражения III.6.

2. Поток воздуха сквозь ограждение Qв=?p/Rи где ?р — разность давлений на противоположных поверхностях рассматриваемого участка конструкции; Rи — сопротивление последнего воздухопроницанию. При постоянной величине разности давлений фильтрующийся поток воздуха резко возрастает на тех участках ограждения, сопротивление которых близко к нулю.

3. Расчетная величина суммарной разности давлений от температурного перепада и ветра может быть приближенно определена по формуле ?ррасч=0,7 Н(?н—?в)+0,03?нv2.

4. При отсутствии справочных таблиц удельный вес сухого воздуха при различных температурах t°С вычисляется по формуле


где 1,29 — удельный вес воздуха при 0°С.

5. Из практики эксплуатации молочного комбината в Москве.