2/ SỰ PHÂN BỐ ÁP SUẤT TRÊN BỀ MẶT CÔNG TRÌNH DƯỚI TÁC DỤNG CỦA GIÓ: Khi có gió thổi tới công trình sẽ xuất hiện tại mỗi điểm trên bề mặt của tường ngoài một áp suất P và được tính bằng c
Trang 1Nếu xét tại mặt phẳng B-B phía trên mặt phẳng O-O một đoạn là h thì áp suất phía ngoài và bên trong nhà:
( BB ) N ( OO ) N
( BB ) T ( OO ) T
Lúc đó hiệu số áp suất của mặt phẳng B-B:
∆P(BB) =PN(BB)−PT(BB)=∆P( O)−h(γN−γT) Từ đó ta thấy, nếu tại mặt phẳng O-O có áp suất thừa ∆P(OO) = 0, nghĩa là áp suất bên trong bằng áp suất bên ngoài và ta gọi đó là mặt phẳng trung hòa Những điểm nằm dưới mặt phẳng trung hòa sẽ có áp suất thừa dương (áp suất ngoài > áp suất trong) và không khí sẽ chuyển động từ ngoài vào trong Những điểm nằm trên mặt phẳng trung hòa sẽ có áp suất thừa
âm và không khí đi từ trong ra ngoài
2/ SỰ PHÂN BỐ ÁP SUẤT TRÊN BỀ MẶT CÔNG TRÌNH DƯỚI TÁC DỤNG CỦA GIÓ:
Khi có gió thổi tới công trình sẽ xuất hiện tại mỗi điểm trên bề mặt của tường ngoài một áp suất P và được tính bằng công thức:
N
2 g
g
v k P
vg: vận tốc gió thổi, [m/s]
γN : khối lượng riêng của không khí ngoài, [kg/m3]
k : hệ số khí động của gió trên bề mặt công trình, được xác định bằng thực nghiệm, nó có giá trị từ -1 đến +1 Trong tính toán thông gió có thể lấy k như sau:
- đối với phía đón gió: k = 0,4 ÷ 0,8
- đối với phía khuất gió: k = -0,3 ÷ -0,6
Hệ số khí động k không phụ thuộc vào vận tốc gió mà phụ thuộc vào góc gió thổi, vào hình dáng mặt cắt ngang của nhà và vào vị trí giữa các nhà với nhau
Hình 2: Phân bố áp suất do chênh lệch nhiệt độ
Trang 23/ SỰ PHÂN BỐ ÁP SUẤT TRÊN BỀ MẶT CÔNG TRÌNH DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TỔ HỢP CHÊNH LỆCH NHIỆT ĐỘ & GIÓ :
Khi có tác động đồng thời của cả gió và nhiệt độ thì biểu đồ phân bố áp suất chung sẽ bằng tổng đại số của các biểu đồ thành phần và được thể hiện trên hình sau
Hình 4: Phân bố áp suất do chênh lệch
nhiệt độ + gió
nh
cm
h
h
nh
h x
Hình 3: Hệ số khí động k phụ thuộc kích thước nhà
cm h nh
Trang 310H
1H
H
2H
3H
Hình 5: Hệ số khí động k phụ thuộc vị trí tương đối giữa các nhà nhiệt độ
Trang 4III
III ĐẶC ĐIỂM KHÍ ĐỘNG TRÊN CÔNG TRÌNH ĐẶC ĐIỂM KHÍ ĐỘNG TRÊN CÔNG TRÌNH ĐẶC ĐIỂM KHÍ ĐỘNG TRÊN CÔNG TRÌNH
1/ VÙNG GIÓ QUẨN SAU TƯỜNG CHẮN:
Giả sử có một tường chắn có chiều cao h bằng một đơn vị, còn chiều dài rất lớn (so với chiều cao) đứng trước luồng gió thổi vuông góc với nó
Đường biên giới giữa vùng gió quẩn với xung quanh cho biết được vùng ảnh hưởng của tường chắn gió tới những vị trí đứng sau nó
Càng xa tường chắn thì góc α của đường biên giới càng nhỏ:
α = 10o khi khoảng cách l= 5÷10h
α = 5o khi khoảng cách l= 10÷15h
α = 0o khi khoảng cách l >15h
Khi tường chắn có bề dày đáng kể và chiều dài nhất định thì đặc điểm khí động vẫn không thay đổi bao nhiêu Vì vậy đối với hình dạng nhà hình hộp có thể vận dụng đặc điểm khí động sau tường chắn để bố trí các nhà phía sau nó như thế nào đó cho phù hợp
2/ VÙNG GIÓ QUẨN XUNG QUANH CÔNG TRÌNH VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐỐI VỚI VẤN ĐỀ THÔNG GIÓ:
a/ Đối với nhà dân dụng đứng riêng biệt:
vg [m/s]
Hình 6: Vùng gió quẩn sau tường chắn
α
h
Hình 7: Vùng gió quẩn trên mặt bằng nhà
Trang 5Sự trao đổi không khí giữa bên trong và bên ngoài nhà phụ thuộc rất nhiều vào cách bố trí các cửa đón gió và khuất gió và các bộ phận của kết cấu kiến trúc
Ví dụ: hình b và hình d, khi bố trí thêm tường chắn gió sẽ tạo điều kiện cho gió vào nhà nhiều hơn, nên việc thông gió sẽ tốt hơn hình a và c
b/ Đối với nhà công nghiệp:
Cửa mái dùng để lấy ánh sáng và thoát hơi khí độc ra ngoài
Đối với cửa sổ 2 luôn có hệ số k < 0 nên không khí dễ dàng đi ra ngoài
Đối với cửa sổ 1 (hình 8) thì hệ số k có thể âm hoặc dương, nó phụ thuộc vào x/ho và
hcm/ho
Để đảm bảo thoát hơi độc ra ngoài ta phải có k < 0 đối với cửa 1 phải xây thêm tường chắn gió (hình 9) Nó có thể xây ngay ở tường phía trước hoặc bằng cách bố trí các tấm chắn ở phía trước cửa mái Lúc đó cửa mái luôn có áp suất âm và tấm chắn mái còn có tác dụng chắn mưa nữa
Ngoài ra, người ta còn có thể bố trí cửa mái hướng vào nhau và đều ở phía khuất gió để tạo điều kiện cho không khí dễ dàng đi ra (hình 10)
c/ Đối với khu nhà ở:
Lúc này các nhà ở phía sau chịu ảnh hưởng của các nhà ở phía trước Để việc thông gió được tốt ta bố trí các nhà ở xen kẽ nhau Nói chung là phải có cách bố trí như thế nào đó để gió thổi từ mọi hướng đến đều có khả năng thông gió tốt cho tất cả các nhà
x
hcm
ho
vg
Hình 8: Khả năng thông gió phụ thuộc
vào kích thước nhà
ho
vg
Hình 9: Tạo tường chắn trước cửa đón gió tạo thuận lợi cho vấn đề thông gió
Hình 10: Tạo cửa mái khuất gió
Trang 6IV
IV TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN
1/ TÍNH THÔNG GIÓ TỰ NHIÊN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA NHIỆT THỪA:
Tại một cửa thông gió i nào đó, khi có sự chênh lệch áp suất ∆Pi giữa bên trong và bên ngoài nhà sẽ có sự chuyển động của không khí đi qua cửa tuân theo quy luật:
i
2 i
g
v
i
i i
P g v
γ
∆
Muốn biết vi thì cần phải biết ∆Pi, tức làì cần xác định được mặt phẳng trung hòa
a/ Xác định mặt phẳng trung hòa:
Hình vẽ trên cho biết cửa 1 có diện tích F1, cửa 2 có diện tích F2 Trong nhà có nhiệt thừa Qth, khối lượng riêng không khí trung bình trong nhà TB
T
γ 2, còn ngoài là γN
Giả sử O-O là mặt phẳng trung hòa Lúc đó:
2 Ứng với nhiệt độ trung bình giữa vùng làm việc tvlv và cửa không khí ra tR.
a- Quy hoạch ô bàn cờ
h
b- Quy hoạch so le
Hình 11: Quy hoạch đảm bảo vấn đề thông gió
h2
O
O
1
2
Hình 12: Xác định mặt phẳng trung hoà
