Тепловой режим здания

Тепловой режим здания

Тепловой режим здания - это совокупность процессов и воздействий, которые под влиянием различных внутренних и внешних (возмущающих) факторов и инженерных систем (регулирующих факторов), формируют микроклимат в помещениях. Помещения, как правило, изолированы от внешней среды, что дает возможность инженерным системам здания создавать в них определенный микроклимат. При этом микроклимат создается вследствие взаимодействия не только теплового, но и воздушного, а также влажностного режима здания.

Микроклимат представляет собой совокупность параметров воздушной среды, естественно либо искусственно поддерживаемых в ограниченном пространстве внутри помещений. К ним относятся:

• температура воздуха и характер ее изменения по объему помещения;
• относительная влажность воздуха;
• подвижность (скорость перемещения) воздуха в помещении;
• содержание различных загрязнений (пыли, твердых частиц и других);
• соотношение содержащихся аэроионов;
• наличие или отсутствие посторонних запахов.

Эти параметры зависят: от климатической зоны, в которой находится здание, времени года, теплофизических особенностей производственного процесса, условий работы инженерных систем: отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВиК). В зависимости от возможного сочетания различают комфортные (оптимальные), обеспечиваемые системами кондиционирования воздуха, и допустимые параметры микроклимата, которые достигают путем применения систем отопления и приточно-вытяжной вентиляции. При оптимальных условиях - обеспечивается нормальный обмен веществ и терморегуляция человека, его нормальное самочувствие и высокая работоспособность, отсутствуют неприятные ощущения, т.е. здоровье гарантируется. А при допустимых – негативного влияния на состояние здоровья нет, но  ощущается дискомфорт и, как следствие, снижается эффективность мозговой деятельности и производительность труда. При этом гарантировано не возникнут и не разовьются необратимые процессы в организме. Параметры должны соответствовать требования нормативных документов, таких как ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые общественные. Параметры микроклимата в помещениях». Согласно данной норме, воздух помещения в теплый период должен иметь температуру +22…25°С, влажность 30…60%, подвижность до 0,25 м/с. В холодный/переходный период температура +20…22°С, влажность 30…45%, подвижность до 0,15 м/с. Указанные параметры микроклимата должны удовлетворять не менее 70% людей, находящихся в помещении. 

Наличие комплекса инженерных устройств и систем ОВиК – необходимое условие для обеспечения теплового режима здания. Тепловой режим - сочетание процессов и воздействий, под влиянием которых формируется микроклимат помещений. Причем микроклимат создается совокупностью и взаимодействием внешних и внутренних процессов (называемых возмущающими факторами) и воздействием инженерных систем ОВиК (регулирующими факторами). Для поддержания теплового режима здания используют одновременно два метода – снижают влияние возмущающих факторов: тепло - и влагопритоков, теплопотерь (внешних или внутренних, бытовых либо технологических) и увеличивают воздействие регулирующих (ограждающие конструкции, солнцезащитные элементы, другие строительно-планировочные решения, а также системы ОВиК) с целью добиться точного контроля и поддержания параметров микроклимата при минимально возможных энергозатратах.

В помещении постоянно происходят процессы, определяющие его тепловой режим. Из-за имеющейся разности температур наружного и внутреннего воздуха, а также воздействия солнечной радиации помещение охлаждается зимой или нагревается летом. При воздействии ветра, гравитационных сил возникают перепады давления, что ведет к перетеканию (инфильтрации) внутреннего воздуха наружу и обратно через неплотности в ограждающих строительных либо оконных конструкциях. Атмосферные осадки (снег, дождь т.д.), внутренние выделения влаги, разное влагосодержание воздуха снаружи и внутри помещений ведет к усилению влагообмена через ограждающие строительные конструкции. Из-за этого возможно избыточное увлажнение материала стен, перекрытий и ухудшение их защитных свойств, снижение долговечности. Все эти факторы и процессы необходимо рассматривать и учитывать в тесной связи между собой, т.к. их взаимовлияние велико. Например, инфильтрация воздуха, повышенное увлажнение стеновых материалов зимой ведет к значительному (в несколько раз) росту теплопотерь. Но с другой стороны, состав внутреннего воздуха возможно поддерживать благоприятным только с помощью воздухо - и влагообмена с наружным воздухом. 

Температурно-влажностный режим помещения изменяется при уменьшении/увеличении тепловой нагрузки на помещение. Основной характеристикой помещения является его теплоустойчивость – способность поддерживать относительное постоянство температуры при периодическом изменении тепловой нагрузки. При этом нагрузка бывает внешней и зависит от материала и конструктивного исполнения наружных ограждений – стен, перекрытий, окон, дверей, кровель, и внутренней, зависящей от характера производства, типа освещения, находящихся людей. Для максимального снижения затрат на энергоносители теплоустойчивость помещения должна быть высокой. Это позволяет уменьшить установленную тепловую и холодильную мощность систем ОВиК в 1,5…2 раза. Эффект аккумулирования холода внутренними поверхностями стен, полов и потолков общественных помещений при работе системы кондиционирования воздуха (СКВ) ночью позволяет днем эксплуатировать ее с минимальной нагрузкой либо вообще не использовать. Для систем отопления применяют т.н. энергосберегающий режим эксплуатации, когда в нерабочий период времени поддерживают температуру воздуха +15…16°С, а в рабочий – быстро доводят до комфортных +20…22°С за 20 - 30 минут.