Автореферат: Возможность применения тентовых сооружений в условиях Вьетнама

Приведенные результаты учёта показывают, что процент времени существующего холодного климата во Вьетнаме значительно меньше, чем процент времени существующего комфортного и жаркого климата. При этом процент времени существующего комфортного климата (в области 4 по БКР) и лёгкого жаркого климата (в области 7 по БКР) значителен. Такие цифры имеют очень важное назначение для применения, эксплуатации ТС в таких городах, особенно для применения мобильных ТС, которое заключается в том, что необходимо их использовать и эксплуатировать во время, совпадающее с моментом комфортного климата.

Рис.2. Строительное биолого-климатическое районирование

для Вьетнама (БКР)

Где: Область 1: температура воздуха ? 8єС, очень холодная; обл.2: температура воздуха 8єС ч 15єС, холодная; обл.3: температура воздуха 15єС ч 20єС, легкая холодная; обл. 4: комфортная область, определена из двух трассы влажности 20% ч 90% и двух трассы температуры 20єС ч 32єС. Когда влажность повышается с 50% до 70%, то такая граница температуры будут снижаться с 32 єС до 30 єС; обл. 5: температура воздуха 20єС ч 32єС, влажность менее 20% - прохладная и сухая; обл.6: температура воздуха 20єС ч 26єС, влажность более 90% -прохладная и влажная; обл. 7: температура воздуха 32єС ч 35єС, влажность 20% ч100%. Когда влажность повышается с 60% до 100%, то температура будет снижаться с 35єС до 28єС - легкая жаркая; обл.8: температура воздуха ? 35єС или ? 32єС при влажности 100% - очень влажно-жаркая; обл. 9: температура воздуха ? 35єС или ? 32єС при влажности ? 20%.

При этом разработаны конкретные стратегии по технико-архитектурным решениям в основе использования БКР для строительства тентовых сооружений в условиях Вьетнаме, чтобы повысить их биолого-климатический комфорт. Они состоят из 15 мероприятий. Эффект таких мероприятий зависит от основных особенностей ТС, включающих их форму, свойства ограждения, компоновки фасада (дверей, окон) и. др.

В тропических областях восприятие солнечной радиации, передающейся через крышу для одноэтажного здания, играет важную роль в изменении температуры в помещении по сравнению с передающейся солнечной радиацией через стену для многоэтажного здания. В основе измерительных данных количество переданного тепла в помещение через крыши может увеличиться от 5 до 9 раз, чем через стены, одновременно с большой амплитудой теплоколебания.

Таким образом, необходимо исследовать такой стереоэффект оболочки ТС, чтобы снизить вредное влияние солнечной радиации для микроклимата. Однако, с задача микроклимата не ставится при проектировании тентовых навесов (тип Б) вследствие их специфического функционального назначения, но при проектировании тентовых сооружений (типы А - полные тентовые сооружения и В -сооружения с тентовым покрытием и жесткими стенами) такая задача является важным фактором, определяющим возможность эксплуатации ТС в условиях Вьетнама.

В качестве примера, расчёта общей температуры Ttg на поверхности покрытия сооружения в городе Ханой во Вьетнаме со следующими климатическими данными: средняя ежедневная температура tн =28єС (в городе Ханоя); величина счетной солнечной радиации на западной поверхности с углом 45є по сравнению с горизонтальной поверхностью: Iн=429 W/мІ или =1464 Вт/мІ.ч; коэффициент поглощения солнечной радиации поверхности тента у = 0,65 по приложению 7х СНипа II-3-79; значение коэффициента теплообмена конвекцией бo =15,2 Вт/мІ.єС при скорости ветра v=3м/с для строений, построены в городе; значение коэффициента полусферической радиации поверхности тентовых материалов е=0,5 (такой коэффициент зависит от технических особенностей и цвета материалов покрытия).

Величина Ttg можно определить по формуле:

Ttg = to +(2)

Рис 3. Тип ТС для оценки комфортного комфорта в помещении.

Применение таких расчетных методов для полного тентового сооружения (тип А) в виде плоской формы с геометрическими параметрами: В x h x L = 12 x 11 x 20 м, поверхность с углом б =45є по отношению к горизонтальной поверхности, что показано на рисунке 3 выше. В здании такого типа предположена площадь проёмов незначительная по сравнению с суммами площади внутренних поверхностей.

Количество теплообмена радиацией между поверхностью покрытия и небом именно разность количества тепловой радиации и количества теплопоглощения, то есть: ДB= сo(T-T).

Где: T- температура поверхности покрытия, которая в данном случае равна Ttg; T- температура неба, которая имеет величину равную разности температуры воздуха вне здания и 8єС (для влажно-жарких климатических условий), то есть: T= tн - 8 єС= 28єС - 8єС = 20єС.

Отсюда формулу (2) можно представить в следующем виде:

Ttg == (28++0,5.20)/(1+0,5)= 67єС (3).

Температурный перепад между температурой наружной поверхности покрытия и температурой воздуха равный: Дt = Дt= Ttg - tн = 67 - 28 = 39 єС .Количество теплообмена (Q) между поверхностями ограждающих конструкции и окружающей их воздушной средой в практических расчётах определяется по формуле: Q = б.Дt.F.Z ( 4 )

Где: б - коэффициент теплообмена, вт/(мІ.єС); F - площадь поверхности, мІ;

Z - продолжительность процесса, ч ; Дt - температурный перепад, єС.

Из формулы (4) определяем: Q = 592.Z.(Bt) > q = = 592 (Bt/мІ).

Внутренняя температура поверхности может быть определена из формулы: ф= ф- q. Rм (єС) (5)

Отсюда можно определить температуру в помещении: t= q. Rв - ф- Дt (6) Где: ф - температура внутренней поверхности; ф - температура наружной поверхности покрытия и равная Ttg; Rм и Rв - термическое сопротивление материала; Дt - получаемая дополнительная температура радиацией из внутренней поверхности ограждения, которую можно определить из формулы:

Дt= q.R= q.(7)

В том, что б именно коэффициент теплорадиации внутренней поверхности покрытия и равен б= 6,48 (Вт/мІ.ч. єС).

В помещении существует теплообмен радиацией между внутренними поверхностями сооружений. Количество теплообмена радиацией qвнутренней поверхности покрытия можно определить по формуле: q= 2,16 (35 - фo), kcal/ч (8).

где: фo- cредняя температура внутренних поверхностей и может быть определенна по формуле:фo=(9)

В формуле (9), величины Fи ф- площадь и температуры на поверхности структуры i-х в помещении. Значения фна других поверхностей помещения, определены по подобию процесса, о чём было сказано выше. Включая Дt из (7) на формулу (6) для определения температуру в помещении t

В табл. 4 приведены результат расчета величины tи эффективная температура (t) в помещении при условии влажности воздуха Ц=80%, скорости ветра в помещении v=0,3м/с. Как ясно t= 28ч29 єС > t(t - комфортная температура).

Табл. 4: Данные учёта показателя теплового комфорта помещения полного ТС (тип 1: BxhxL=12x12x20м; б=45°)

в Ханое во время жаркого сезона (°C)

при условии суммы площади проёма незначительная.

(при v=3м/с; t=28°C; ц=80%)

Получаемые результаты показывают, что возможность сопротивления жары тентовых сооружений очень слабая, не только в суровом климате Вьетнама, но и в нормальных условиях с большой солнечной радиацией. Особенно для тентовых сооружений с большой площадью ограждения, которые состоят из однослойного тентового материала.

Поэтому, необходимо выбирать форму одноэтажного здания во Вьетнаме со следующими требованиями: снижение площади покрытия до минимально допустимой степени; повышение площади принятия солнечной радиации по вертикальному направлению вместо повышения площади принятия солнечной радиации по горизонтальному направлению. При проектировании ТС если невозможно изменить геометрическую форму покрытия по первому требованию, то можно регулировать техническое решение стены или ограждения ТС по второму требованию.

Из этого следует, что во Вьетнаме при выборе формы ТС рекомендуется использование ТС в виде тентового покрытия с жесткими стенами. Однако такой выбор необходимо сопровождать дополнительным решением, т.е. разработкой архитектурно-строительных средств, защищающих помещение от солнечной радиации и яркости солнечного света для таких типов ТС.

В условиях Вьетнама естественная вентиляция представляет собой важный фактор для оценки микроклиматического комфорта сооружения, особенно тентовых сооружений, что в чем можно убедиться на следующем примере.

Количество вентиляции G зависит от скорости ветра и суммы площади проёмов сооружения, и определено по следующей формуле: G = е.E. A.v , мі/с (10)

Где: E - эффективность проёма, равная 0,5ч0,6 при направлении ветра перпендикулярное к плоскости проёма; A - сумма площади проёмов, мІ; v - скорость ветра, м/с; е - коэффициент выверки, зависящий от соотношения между площадью наветренного и подветренного проёмов.

В диаграмме 2 приведены результат расчёта (использована программа microsoff Excel) величины эффективной температуры (t) в помещении при условии влажности воздуха Ц=80%, скорости ветра в помещении v=0,3м/с при площади проёма значительно.

Для снижения температуры в помещении летом (если она превышает 29 єС) защита помещения от прямых солнечных лучей необходима, так как в тропических странах и Вьетнаме солнцезащита является главным фактором при защите помещений от прямых солнечных лучей, что значительно улучшает микроклимат. Практическое применение солнцезащитных устройств способствует уменьшению теплопоступлений в помещение (может снизить температуру в помещении на 3-4єС), способствует экономии энергии на охлаждения в случае использования систем искусственного охлаждения зданий. При этом, во Вьетнаме в условиях жарко- влажного климата, где часто имеет место большое количество выпадающих осадков, при разработке решений по архитектурному проектированию солнцезащитных устройств необходимо одновременно рассматривать требования защиты помещений зданий от дождя. По этому ТС должно иметь эффективные солнцезащитные и дождезащитные устройства.

Угол падения капли (дождя) определяется горизонтальной скоростью ветра в и вертикальной скоростью падения осадков нп., что изображен на рис. 4.

Диаграмма 2: Данный учёта показатель теплового комфорта помещения полного ТС (тип 1: BxhxL=12x12x20м; б=45°) в Ханое во время жаркого сезона (°C)

при некоторых суммы площади проёма.

(при v=3м/с; t=28°C; ц=80%; е =0,6; Е=0,55)

влажного климата, где часто имеет место большое количество выпадающих осадков, при разработке решений по архитектурному проектированию солнцезащитных устройств необходимо одновременно рассматривать требования защиты помещений зданий от дождя. По этому ТС должно иметь эффективные солнцезащитные и дождезащитные устройства. Угол падения капли (дождя) определяется горизонтальной скоростью ветра в и вертикальной скоростью падения осадков нп., что изображен на рис. 4.

Он может быть рассчитан по формуле: (11)

нп - скорость падения осадков; нв - скорость ветра

Рис. 4. Угол защиты от дождя .

Полученные расчетные результаты при расчёте защиты зданий от дождя для определения угла б между горизонтальными козырьками или между наклонными экранами, находящимися над основными проемами, приведены в табл. 5. Во Вьетнаме скорость ветра более 15м/сек. встречается редко и составляет только 0,1 - 0,2% в год, поэтому для обеспечения защиты от дождя при скорости ветра v=4м/с мы рекомендуем выбирать угол б равный 46є (даже б равный 16є при тайфуне). Конечно, выбор угла б слишком малой величины является не справедливым при проектировании сооружений из-за художественного требования архитектуры, поэтому для применения ТС во Вьетнаме по нашему мнению необходимо выбирать угол защиты от дождя б в пределах от 40є до 50є.

Таблица 5

Четвертая глава посвящена разработке рекомендации по оптимизации архитектурно-конструктивного проектирования для применения тентовых сооружений в условиях Вьетнама.