Термогравитационная вентиляция жилых зданий

Введение. Рассматриваются концептуальные основы модели системы термогравитационной вентиляции жилых зданий, основанные на исследовании зданий с низкими потребностями в вентиляции в климатических условиях, где температурные различия между внутренним и внешним воздухом значительны. Исследуется гравитационная вентиляция в контексте термического режима стен при инсоляции фасадов зданий, возводимых в регионах с доминированием высокого уровня солнечного теплового потока.

Материалы и методы. Для анализа и мониторинга светоинсоляционного и ветрового режимов территорий стран с продолжительным теплым периодом использован метод, основанный на базе данных гидрометеорологических справочников. Процесс естественной вентиляции изучен с помощью методов солнечно-инсоляционного анализа конструктивной оболочки зданий в программе Revit, а также на основе натурных исследований инсоляционного и термического режимов этой оболочки.

Результаты. Разработано теоретическое положение термогравитационной вентиляции зданий для регионов с продолжительным теплым периодом. Составлена физико-математическая модель системы термогравитационной вентиляции, описывающая естественный процесс циркуляции воздуха в помещениях, основанный на разнице плотностей воздуха внутри и снаружи здания. Изучен механизм естественной аэрации квартир в зданиях с использованием комплексного подхода, включающего натурные экспериментальные исследования, математическое моделирование микроклиматических и теплофизических процессов, а также применение программного обеспечения и тепловизионного обследования.

Выводы. Разработанное теоретическое положение термогравитационной вентиляции зданий для регионов с продолжительным теплым периодом позволило сформулировать физико-математическую модель системы термогравитационной вентиляции зданий, описывающую естественный процесс циркуляции воздуха в помещениях, основанный на разнице плотностей воздуха внутри и снаружи здания. В целом термогравитационная вентиляция является эффективным и экологически чистым решением для обеспечения естественного воздухообмена, поддерживая комфортный воздушный режим в зданиях, особенно в условиях маловетреной погоды и штилей.

1. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств. М. : Книга по Требованию, 2021. 284 с.

2. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. М. : АВОК-пресс, 2015. 193 с.

3. Гиясов А.И., Мирзоев С.М., Абдулрахман К. Моделирование тепло-ветровых процессов пристенного слоя ограждающих конструкций зданий при инсоляции // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 3. С. 285–297. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.3.285-297. EDN ICZMOO.

4. Голенков А.В. Проблемы использования естественной вентиляции в жилых домах // Инновации в строительстве – 2022 : мат. Междунар. науч.-практ. конф. 2022. С. 108–109. EDN EUYNQJ.

5. Giyasov A.I., Mirzoev S.M. Innovative facade systems for buildings in hot climate conditions // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 263. P. 04009. DOI: 10.1051/e3sconf/202126304009

6. Maher D., Hana A., Arjmand J.T., Issakhov A., Sammouda H., Sheremet M. et al. Effect of inlet/outlet on thermal performance of naturally ventilated building // International Journal of Low-Carbon Technologies. 2021. Vol. 16. Issue 4. Pp. 1348–1362. DOI: 10.1093/ijlct/ctab055

7. Таймасов С.Р. Система вентиляции жилого дома // Дневник науки. 2023. № 1 (73). EDN IZYVCI.

8. Zhangabay N., Giyasov A., Ibraimova U., Tursunkululy T., Kolesnikov A. Construction and climatic certification of an area as a prerequisite for development of energy-efficient buildings and their external wall constructions // Construction Materials and Products. 2024. Vol. 7. Issue 5. DOI: 10.58224/2618-7183-2024-7-5-1

9. Rezaeiha A., Montazeri H., Blocken B. On the accuracy of turbulence models for CFD simulations of vertical axis wind turbines // Energy. 2019. Vol. 180. Pp. 838–857. DOI: 10.1016/j.energy.2019.05.053

10. Awbi H.B., Hatton A. Natural convection from heated room surfaces // Energy and Buildings. 1999. Vol. 30. Issue 3. Pp. 233–244. DOI: 10.1016/S0378-7788(99)00004-3

11. Гиясов А.И., Мирзоев С.М. Модель тепло-ветрового режима наружных стен зданий с жалюзийным солнцезащитным устройством // Строительство и реконструкция. 2024. № 1 (111). C. 3–13. DOI: 10.33979/2073-7416-2024-111-1-3-13. EDN PPVLEY.

12. Федоров В.В., Федоров М.В., Левиков А.В., Ханыгин Д.А. Оптимизация воздушно-теплового режима реконструируемых зданий // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Строительство. Электротехника и химические технологии. 2020. № 1 (5). С. 38–44. EDN JFCJFT.

13. Клеверова В., Бакиржанкызы А. Теплообмен при свободной конвекции // Global Science and Innovations: Central Asia. 2021. Т. 7. № 1 (12). С. 111–115. EDN UNLHGX.

14. Zhangabay N., Bakhbergen S., Aldiyarov Zh., Tursunkululy T., Kolesnikov A. Analysis of thermal efficiency of external fencing made of innovative ceramic blocks // Construction Materials and Products. 2024. Vol. 7. Issue 3. DOI: 10.58224/2618-7183-2024-7-3-1. EDN ICGQRW.

15. Бодров М.В., Кузин В.Ю., Прыткова Е.М., Юланова А.Ф. О факторах эффективной работы систем естественной вентиляции // Жилищное строительство. 2022. № 1–2. С. 3–8. DOI: 10.31659/0044-4472-2022-1-2-3-8. EDN WBCKAK.

16. Рымаров А.Г., Хаванов П.А., Титков Д.Г. Основы формирования локальных температурных зон в помещении // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2021. № 1. С. 54–63. EDN CZSMHQ.

17. Mingotti N., Chenvidyakarn T., Woods A.W. The fluid mechanics of the natural ventilation of a narrow-cavity double-skin façade // Building and Environment. 2011. Vol. 46. Issue 4. Pр. 807–823. DOI: 10.1016/j.buildenv.2010.09.015

18. Береговой А.М., Шурыгин И.С. Мероприятия по тепловой защите зданий и энергосбережение в системе естественной вентиляции помещений // Вестник ПГУАС: Строительство, наука и образование. 2023. № 2 (17). С. 4–8. EDN LHPHIR.

19. Фам Тхи Хонг Тхам, Соловьев А.К., Кор-неев С.С. A field study on effects of openings on thermal performance of natural cooling efficiency for atrium buildings // Вестник МГСУ. 2022. Т. 17. № 2. С. 149–158. DOI: 10.22227/1997-0935.2022.2.149-158

20. Клявлин М.С., Халфина Д.А., Клявлина Я.М., Талипов Р.А. Проектирование систем вентиляции зданий с учетом влияния воздухопроницаемости ограждающих конструкций // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. 2020. № 2. С. 26–38. DOI: 10.17122/ogbus-2020-2-26-38. EDN OFNVZR.

21. Шилкин Н.В., Бродач М.М., Шонина Н.А. Регулируемые приточные устройства в квартирах многоэтажных жилых зданий // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2022. № 7. С. 22–31. EDN PBYLSS.

22. Nemova D.V., Kotov E.V., Daurov Z.S., Olshevskiy V.Ia. Energy Efficiency of Closed Cavity Fasades // Construction of Unique Buildings and Structures. 2020. Vol. 93. Issue 8. P. 9305. DOI: 10.18720/CUBS.93.5. EDN LOQOLU.

23. Шилкин Н.В., Бродач М.М. Проветривание квартир: архитектурно-планировочные решения и выбор оптимального режима // АВОК: Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика. 2022. № 2. С. 34–39. EDN OYDPJC.

24. Al-Dumaini O.A.H.Sh., Velichkin V.A. Development of a mathematical model for testing the natural ventilation: a case study for the yemeni residents // Ingineering Journal of Don. 2024. Nо. 6 (114). Pp. 595–605. EDN DTBOEW.

25. Реттер Э.И. Архитектурно-строительная аэродинамика. М. : Стройиздат, 1984. 294 с.