Шпаргалка по "Инженерное обеспечение дизайна"

Содержание

 

1. Комплексное понятие  комфорта помещения. Понятие теплового  комфорта помещения. Параметры теплового комфорта

2. Основные особенности  климата Иркутской области, требующие  учета при проектировании

3. Понятие «розы ветров»

4. Что положено в основу  выделения климатических районов  для целей проектирования жилых и общественных зданий. К какому климатическому району отнесена Иркутская область?

5. Виды солнечной радиации, попадающей на стены здания и внутрь помещения

6. Понятие «инсоляции». Норма инсоляции для жилых квартир

7. Величина «ветровой тени» за одиночной преградой

8. При какой ориентации  проемов целесообразно использование  горизонтальной солнцезащиты, а при какой – вертикальной

9. Что лежит в основе  определения толщины наружного  ограждения здания?

10. Чем обусловлен тепличный  эффект остекления?

11. Мероприятия по обеспечению  звукоизоляции от воздушного  переноса шума

12. Мероприятия по обеспечению  звукоизоляции от ударного шума?

13. Принципиальное решение  плана и разреза зала с учетом  акустических требований

14. Рекомендации по размещению  звукопоглощающих материалов в  зрелищных залах

15. Критерий акустических  свойств залов с естественной акустикой

16. Понятие артикуляции

17. Критерий оценки естественной освещенности

18. Характер распределения  КЕО при боковом и верхнем  освещении

19. Уровни звукового давления, воспринимаемые человеческим ухом

20. Параметр акустического комфорта в жилом помещении

 

1. Комплексное  понятие комфорта помещения. Понятие  теплового комфорта помещения. Параметры теплового комфорта

 

 

Комфорт – условия жизни, пребывания, обстановка, обеспечивающие удобство, спокойствие, уют. Понятие комфорта является одним из основных в терминологии систем кондиционирования воздуха. Влияние данного фактора, а точнее, смыслового содержания, которое мы вкладываем в понятие «комфорт», в значительной степени формирует все показатели СКВ. 

Комфорт определяется зависимостью трех факторов: удобство, спокойствие, уют. Удобный – приятный при использовании. Уют – удобный порядок, приятная устроенность быта, обстановки. Спокойствие – отсутствие движения, забот, тревог. Отсюда следует, что определяющим в понятии «комфорт» является субъективный фактор – восприятие человеком окружающей среды, т.е. индивидуальный для каждого человека и затрагивающий, как внутреннее состояние человека (первая составляющая комфорта), так и параметры окружающей среды (вторая составляющая комфорта).

Понятие «комфорт» многогранно, включает в себя многие факторы: строительный дизайн помещений, вид из окна, цветовую гамму окружающей мебели, эргономичность используемого оборудования, отношения в рабочем коллективе, параметры окружающего микроклимата и т.д. Так как по своему назначению, системы кондиционирования воздуха могут изменять только термодинамические и гигиенические параметры воздушной среды помещения, то логично использовать понятие комфортный микроклимат помещения, которое входит в общую категорию комфорт и оперирует такими понятиями микроклимата, как температура, влажность, подвижность и газовый состав окружающего воздуха. Важное условие комфортности температурной обстановки определяет такую область сочетаний температуры внутреннего воздуха Tв и радиационной температуры помещения tR, при которых человек, находясь в центре рабочей зоны, не испытывает ни перегрева ни охлаждения. Таким образом, главное условие комфортности оперирует понятиями температуры внутреннего воздуха и радиационной температуры помещения. Остальные параметры внутреннего воздуха и индивидуальные характеристики человека не учитываются.

По своему логическому содержанию, первое условие комфортности является уравнением энергетического баланса организма человека и окружающей среды и определяет такие сочетания параметров окружающей среды, при которых количество тепловой энергии, вырабатываемой организмом, равно количеству теплоты отдаваемой в окружающую среду. Условие комфортности должно рассматриваться как условие энергетического и материального баланса человека и окружающей среды. Причем материальный баланс с точки зрения СКВ необходимо рассматривать как баланс воздушный.

Тепловой комфорт требует слаженности между физическими и физиологическими факторами, которые его образуют (температура воздуха и окружающих поверхностей, влажность и скорость воздуха и их распределение в пространстве и во времени с другой стороны — в организме и одежда). Соблюдение физических условий теплового комфорта во многом зависит от технических возможностей жилища. В этом отношении дело лучше обстоит для тех домов, которые имеют локальное отопление или отопление отдельных этажей, или же отопление центральное с котельным помещением в подвале своего дома (сельское жилище). Жильцы в общем легко могут приспособить производительность отопительной системы к собственным нуждам, а также внешним условиям. Жильцы, зависимые от централизованного теплоснабжения, вынуждены в некоторых случаях прибегать к вспомогательным источникам тепла, что может являться даже опасным (отопление газовой кухонной духовкой, по-любительски и без должных знаний изготовленные отопительные приборы и т. п.), или вентилировать (проветривать) перегретые квартиры. Это приводит к значительным потерям энергии и, более того, не всегда осуществимо в случае, если пространство, окружающее квартиру, сильно загрязнено или является чрезмерно шумным. Следовательно, повышенные требования легкой регулируемости любой отопительной системы \ в квартире являются полностью оправданными как с точки зрения физиологической, так и экономической, экологической и т. д.

Следующим фактором, осложняющим соблюдение подходящих физических условий теплового уюта, является неудовлетворительная тепловая изоляция зданий. С ней мы встречаемся в некоторых панельных домах, в которых не была соблюдена технология производства панелей, причем изоляция является также проблемой некоторых зданий с чрезвычайно большой застекленной поверхностью. В домах данного типа могут возникать проблемы в случае быстрого изменения температуры вне здания, когда стены, обладающие невысокой теплозащитной способностью или имеющие большие окна, данные изменения передадут внутрь здания. В случае, когда отопительная система не является эластичной, исполненная, например, в виде классического потолочного излучающего отопления с отопительными трубами, образующими составную несущей конструкции (а также другие аналогичные системы), возникают проблемы как с перегревом, так и с недостаточным отоплением помещений.

При проектировании зданий и расчёте систем климатизации критерии теплового комфорта (минимальная комнатная температура в зимнее время, максимальная комнатная температура в летнее время) и требуемая интенсивность вентиляции для приемлемого качества внутреннего воздуха используются как исходные данные для расчета тепловых нагрузок. Это гарантирует, что расчетные условия наружной среды и расчетные внутренние нагрузки позволят добиться минимально приемлемой комнатной температуры. При проектировании (расчёте) системы отопления следует учитывать категории внутреннего микроклимата. Использование завышенной категории с более жесткими критериями приведет к более высоким расчетным нагрузкам и выбору более мощных систем и оборудования. При эксплуатации систем отопления следует опираться на среднее значение температурного диапазона, но внутренняя температура может изменяться внутри этого диапазона за счет мер энергосбережения и используемых алгоритмов управления. Системы отопления должны обеспечивать достаточную равномерность температуры в обслуживаемой зоне (неравномерность не более 3–5 °С). Такое условие особенно актуально в очень больших помещениях с полностью остекленными фасадами.

Упрощенный метод проектирования (Olesen, 1983) показывает, что максимальная разница температуры в помещении при наружной температуре tв= –12 °С может быть рассчитана по следующей формуле:

t01 – t02 = ≤ 0,96 Kw , °C, где

t01 – комфортная температура в самом холодном месте обслуживаемой зоны, °С;

t02 – комфортная температура в самом теплом месте обслуживаемой зоны, °С;

Kw – среднее значение коэффициента теплопередачи фасада, Вт/м2 • °C.

Таким образом, если фасад имеет стандартное двойное остекление, Kw = 2,9 Вт/м2 • °С, разность температуры будет менее 3 °С, что удовлетворяет критериям даже для категории I. Для типичного современного окна, Kw = 1,5 Вт/м2•°С, разность температуры будет менее 1,5 °С.

Важно, чтобы разность была ниже допустимой, так как дополнительные колебания температуры вносятся за счет системы управления. Если разница окажется слишком большой, необходимо будет установить отопительный прибор на фасаде (радиатор, напольное отопление, конвектор) или изменить конструкцию фасада, усилив его теплоизоляцию (окно, стена).

 

2. Основные особенности  климата Иркутской области, требующие  учета при проектировании

 

По климатическим условиям территория Иркутской области выделяется среди других регионов страны, лежащих в тех же широтах, но находящихся в Европейской России или на Дальнем Востоке. Здесь более длинная зима, более высокая амплитуда температур воздуха, значительное количество часов солнечного сияния. Зимой на территории Иркутской области устанавливается безветренная, ясная и морозная погода, с характерными температурными инверсиями и высоким атмосферным давлением. Средние температуры января, самого холодного месяца года, колеблются от -18 °С на юге до -35 °С на севере области. В некоторых северных районах в январе столбик термометра может опускаться ниже -50 °С. Продолжительность зимы на большей части территории Иркутской области около 180 дней, а в северных районах и в горах - до 200. Продолжительность ледостава — 160-200 дней, а максимальная толщина льда может достигать 1000 мм. Мощность снежного покрова в различных районах Иркутской области колеблется от почти полного его отсутствия до 600 мм и более. Максимальный снежный покров (свыше 1000 мм) отмечается в горах.

Весна начинается в конце марта и продолжается около 35 дней. Снежный покров сходит в апреле. Среднесуточная температура на большей части территории Иркутской области переходит к устойчиво положительной лишь к началу мая.   В это же время ото льда очищаются реки.

Лето короткое, но может быть очень жарким. Начинается в последних числах мая и длится 90-110 дней. Поверхность земли быстро нагревается, над ней формируется область низкого давления и устанавливается циклонический тип погоды. Средние температуры июля, самого теплого месяца, колеблются в пределах от +15 до +20 °С. Максимальные температуры в большинстве районов Иркутской области могут превышать +30 °С. Первая половина лета, как правило, жаркая и сухая. В конце июля и в августе часто отмечаются затяжные дожди. В это время может выпадать до 85 % годовой суммы осадков.

Осень длится около месяца и характеризуется резкими суточными колебаниями температур и ранними заморозками. В короткий период с середины сентября до середины октября среднесуточная температура опускается ниже нулевой отметки. Увеличивается число ясных дней. В октябре на большей части территории области появляется снежный покров. Основная часть рек замерзает к ноябрю. Период замерзания колеблется от 7 до 21 дня. Глубокой осенью начинает формироваться азиатский антициклон зона повышенного атмосферного давления, устанавливается ясная и морозная погода.

Осадки. 

Распределение осадков неравномерно как по территории области, так и по временам года. Около 60 % их годовой суммы выпадает в летние месяцы, на весну приходится 12-15 %, на осень 20 %, зимой в виде снега выпадает только 10 %. Максимум осадков приходится на июль-август, минимум на февраль-март. На равнинной территории в среднем за год выпадает 300-400 мм осадков, в горах - свыше 600 мм. Наибольшее количество на территории Иркутской области отмечается в горных районах Восточного Саяна, Хамар-Дабана и Северо-Байкальского нагорья (свыше 1000 мм); наименьшее  — на о. Ольхон (около 100 мм).

Солнечное сияние. 

По количеству солнечных дней Иркутская область не уступает Крыму и Северному Кавказу. Ежегодное количество часов солнечного сияния, в зависимости от района, колеблется от 1700 до 2500 (для сравнения: в Кисловодске - 2007, на Южном берегу Крыма 2300).

Вечная мерзлота. 

На территории Иркутской области встречается вечная мерзлота, которая образовалась в ледниковый период, в результате длительного и глубокого выхолаживания земной поверхности. В северной и северо-восточной частях мерзлота распространена повсеместно. Отдельные ее участки на различной глубине можно встретить и в южных районах Иркутской области: Нижнеудинском, Качугском и др. Сохранению мерзлоты способствуют отрицательные среднегодовые температуры.

Изучено распределение значений среднегодовых скоростей ветра на высоте 10 м по территории России. Выявлено, что средние скорости ветра в Иркутской области находятся в пределах 4-5 м/с, что близко к расчётным среднегодовым скоростям современных ветроэнергетических установок (ВЭУ). Положительным моментом является также и то, что порывы ветра редко достигают предельных значений по прочности ВЭУ (как правило, 45 м/с). Это значит, что возможно использование стандартных конструкций. Исследована карта расчетных мощностей ВЭУ. Чем меньше среднегодовая скорость ветра, тем более мощную установку необходимо ставить для выработки одного и того же количества энергии. Южная часть Иркутской области находится в диапазоне мощностей 5-10 кВт. Это означает довольно высокую климатическую эффективность района с точки зрения энергии ветра, поскольку  демонстрирует потенциал получения больших мощностей при установке более мощных генераторов.

Исследована карта расчетной себестоимости электроэнергии, вырабатываемой солнечно-ветровой энергоустановкой, цент/кВтч. Большая часть территории Иркутской области по себестоимости находится в диапазоне 20-30 центов/кВтч, т.е. обладает относительно высокой экономической эффективностью по сравнению с другими областями России. Данные цифры сопоставимы с ценой на электроэнергию для юридических лиц в Иркутской области (2.45 руб/кВт-ч, т.е. около 8 центов/кВтч) даже без учета стоимости прокладки ЛЭП, необходимой для подключения к ЕЭС.

Изучено распределение годовых среднедневных поступлений солнечной энергии по территории России (оптимально ориентированная неподвижная поверхность южной ориентации). Иркутская область находится в зоне относительно высокой солнечной радиации, что означает хорошие перспективы получения солнечной энергии. Кроме того, исследованы карта расчетной площади солнечных коллекторов, кв. м (20-30 кв. м. для рассматриваемых районов) и карта расчетных мощностей аккумуляторов (потребные мощности менее 40 А-ч).

Ниже для справки приведены значения средних сил ветрового потока на высоте 50 метров над уровнем моря и плотности воздуха 1,225 кг/м3, соответствующей стандартному давлению на уровне моря и температуре 15 град. Цельсия. Плотность воздуха падает вместе с высотой, однако до высоты 1000 м над уровнем моря уменьшение удельной мощности ветра не превышает 10%.

- Закрытая местность - более 6,0 м/с - городские районы, леса  и сельхоз. угодья с многочисленными заграждениями (шероховатость 3-го класса)

- Открытая местность - более 7,5 м/с - открытые и равнинные  территории с немногочисленными  заграждениями (шероховатость 1-го класса). Как правило, это наиболее благоприятные  для ветроэнергетики внутриматериковые районы