автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Разработка системы вентиляции с регенерацией газового состава воздушной среды административного здания

На правах рукописи

Савичев Виталий Валерьевич

Разработка системы вентиляции с регенерацией газового состава воздушной среды административного здания

05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2012 г.

005056784

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный строительный университет».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Рымаров Андрей Георгиевич

Официальные оппоненты: Савин Владимир Константинович,

доктор технических наук, профессор, член-корреспондент РААСН, Научно-исследовательский институт строительной физики РААСН, заведующий лабораторией теплофизики и строительной климатологии

Гвоздков Александр Николаевич, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет», доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет»

Защита состоится <<2$»в часов на заседании

диссертационного совета Д 007.00 Г.01 при Научно исследовательском институте строительной физики РААСН, по адресу: Москва, 127238, Локомотивный проезд, д.21, светотехнический корпус; тел. (495)482-40-76, факс (495)482-40-60

С диссертацией можно ознакомиться в научно-методическом фонде НИИ строительной физики РААСН.

Автореферат разослан « » _ 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Умнякова Нина Павловна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время наблюдается тенденция к ухудшению экологической ситуации воздушной среды больших, средних и малых городов и как следствие к ухудшению качества воздуха в зданиях. Воздушная среда городов загрязняется аэрозолями различного химического состава, одним из показателей загрязненности воздуха является С02. Современный город характеризуется загруженными автомагистралями, промышленными зонами, автопарками и пр. - все это источники загрязнения воздушной среды. Создание требуемых микроклиматических параметров воздушной среды и концентраций вредных примесей в помещениях здания важно для состояния здоровья человека. Воздухообмен в зданиях, обеспечивающийся за счет механической вентиляции, связан с большими энергетическими затратами. Но если воздух, окружающий здание, загрязнен, то работа вентиляции становится не эффективной и даже вредной, так как с помощью вентиляции воздух в здании насыщается вредными примесями и, следовательно, нужна другая система вентиляции, которая позволит без использования наружного воздуха решить проблему качества микроклимата и состава воздуха в помещениях здания и снизить энергетические затраты. Основной вредной примесью в административных зданиях является углекислый газ, источником которого является человек. Углекислый газ в данной постановке задачи является индикатором загрязнения воздушной среды в помещениях административного здания.

В настоящей работе предлагается решение комплексной задачи по моделированию регенеративной способности «зимнего сада» объединенного с помещениями административного здания по воздуху с целью понижения концентрации СО2 в объеме здания и насыщения воздуха О2. В данной постановке задачи «зимний сад» — это помещение в здании или отдельно стоящее здание, в котором находятся растения, способные регенерировать воздух, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, при этом здание связано с «зимним садом» рециркуляционной системой вентиляции. Помещение «зимнего сада» является объемом с растениями, способными к активному фотосинтезу в условиях взаимодействия воздушного, газового, влажностного и теплового режимов помещений административного здания и помещения «зимнего сада». Объем зелёной массы растений, необходимый для регенерации газового состава воздуха, определяет объем и площадь «зимнего сада».

Известны и хорошо изучены процессы жизнедеятельности растений с точки зрения фотосинтеза, дыхания, фотодыхания и темнового дыхания. В течение суток эти процессы взаимозамещают друг друга, что в свою очередь связано с поглощением СОг и выделением 02.

При работе системы вентиляции подается воздух, который надо нагревать, что связано с затратами тепловой энергии, а при использовании «зимнего сада» можно снизить приток наружного воздуха в холодный период

года, это позволяет рассматривать разрабатываемую технологию как энергосберегающую.

Все процессы в здании и зимнем саду рассматриваются в рамках единой технологической системы, включающей в себя: — административное здание с помещениями с источником СО2, - здание (помещение) «зимнего сада», — наружный воздух, окружающий административное здание, с массовой концентрацией С02.

Задача по созданию новой энергосберегающей технологии формирования качественного состава воздушной среды в помещениях зданий на основе регенерации воздуха является актуальной. Предметом исследования в работе является регенеративная система вентиляции в помещениях здания с применением «зимнего сада».

Цель исследования: разработка принципов организации работы системы вентиляции с регенерацией газового состава воздушной среды в административном здании при рециркуляции воздуха через помещение «зимнего сада» по величине массовой концентрации углекислого газа и кислорода.

Особенностью рассматриваемой системы вентиляции является регенерация воздуха по качественному составу в административном здании с «зимним садом» для замещения углекислого газа кислородом.

Для достижения цели были решены следующие задачи:

— разработана технологическая схема регенерации газового состава воздуха административного здания с «зимним садом»;

— определены параметры микроклимата «зимнего сада» и административного здания для контроля за их изменением при регенерации и рециркуляции воздуха;

— определены количество регенерируемого воздуха, объем помещения «зимнего сада», тип растений и площадь зеленого покрова растений в помещении «зимнего сада»;

— определена динамика изменения концентрации С02 и параметров микроклимата в помещениях административного здания в зависимости от меняющихся во времени воздушного и теплового режимов и относительной влажности воздуха;

— определена динамика изменения температуры, относительной влажности воздуха и концентрации С02 в помещении «зимнего сада», с учетом влияния на него воздушного и теплового режимов, а также интенсивности процесса фотосинтеза и дыхания растений;

— определена регенеративная мощность поглощения С02 поверхностью зеленого покрова растений в «зимнем саду»;

— разработан алгоритм расчета газового и теплового режимов и влажностного режима воздуха на основе многозонной модели помещения «зимнего сада».

Объект исследования. Параметры микроклимата в помещениях административного здания и помещении «зимнего сада» при регенерации и рециркуляции воздуха.

Предмет исследования. Газовый, тепловой, воздушный режимы и влажностный режим воздуха помещений административного здания и помещения «зимнего сада», в условиях объединения их в единую регенеративную и рециркуляционную схему по формированию параметров микроклимата.

Научная новизна работы заключается:

— в создании математической модели газового и воздушного режима административного здания с «зимним садом» при организации регенерации газового состава воздуха;

— в разработке технологической схемы рециркуляционной системы вентиляции с учетом полученной регенеративной мощности потребления СО2 поверхностью зеленого покрова растений в объеме «зимнего сада» в течение суток;

— в разработке алгоритма определения требуемого геометрического размера помещения «зимнего сада» в зависимости от площади помещений административного здания, количества людей и значения массовой концентрации СО2 в составе наружного воздуха, при работе рециркуляционной системы вентиляции по восстановлению газового состава воздушной среды.

Практическая значимость работы:

— создание способа регенерации воздуха административного здания по концентрации С02 и 02 в процессе рециркуляции воздуха через помещение «зимнего сада»;

— в разработке метода расчета параметров микроклимата «зимнего сада» в процессе регенерации и рециркуляции воздуха с учетом влияния изменяющихся во времени воздушного, теплового и газового (по концентрации С02 и О2) режимов и влажностного режима воздуха;

— в разработке метода по определению требуемых геометрических размеров помещения «зимнего сада» и площади зеленого покрова, в зависимости от площади (объема) административного здания, с помощью созданной математической модели динамических тепломассообменных режимов административного здания и «зимнего сада»;

— в разработке рекомендаций по выбору типов зеленых насаждений применяемых в условиях работы рассматриваемой регенеративной схемы вентиляции административного здания с помещением «зимнего сада».

Достоверность научных положений, выводов и результатов обоснована из анализа экспериментов на основе теории ошибок, хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также результатов исследований других авторов.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

— математическая модель газового режима помещения «зимнего сада», учитывающая регенеративную мощность поглощения растениями С02;

— комплексный метод расчета распределения концентраций СО2 и Ог и параметров микроклимата в объеме помещения «зимнего сада», с учетом

регенерации газового состава воздуха и динамики воздушного и теплового режимов и влажностного режима воздушной среды;

- методика определения объема помещения «зимнего сада» и зеленых насаждений необходимых для регенерации воздуха, рециркулирующего между административным зданием и помещением «зимнего сада».

Внедрение результатов исследований.

Методика расчета вентиляции по восстановлению газового состава воздушной среды внедрена в учебный процесс кафедры Отопления и вентиляции МГСУ в курсе вентиляции, а также при проектировании инженерных объектов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на кафедре отопления и вентиляции МГСУ в 2008, 2009, 2010, 2011 и 2012 г.г., на научных семинарах на кафедре общей физики МГСУ в 2008, 2009, 2010, 2011 и 2012 г.г., на IV Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды», Волгоград 14-18 мая 2008 года, ВолгГАСУ, на XII Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство-формирование среды жизнедеятельности», МГСУ, 15-22 апреля 2009 г., третьей Международной научно-практической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». 21-23 ноября 2009 г., МГСУ Москва, на конференции в НИИСФ в 2012 г., при работе по программе У.М.Н.И.К. 2009-2011 г.г.

Результаты диссертации достаточно полно изложены в 6 опубликованных работах, в том числе в 2-х работах, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, пять глав, заключение, список литературы, включающий 140 наименований, в том числе 12 зарубежных источников. Общий объем диссертационной работы: 125 страниц машинописного текста, 6 таблиц, 50 рисунков, приложение в виде текста программ и справок о внедрении.

Автор выражает искреннюю благодарность за научную, практическую и консультативную помощь к. ф-м. наук, проф. Парфентьевой H.A.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Приводятся обоснование актуальности работы, определены цель и задачи исследований, перечислены основные научные и практические результаты исследований.

В первой главе представлен анализ научных работ, посвященных современному состоянию исследований по теплогазообмену в здании и «зимнем саду».

Исследованию воздушного режима помещения и здания посвящены работы ученых: Батурина В.В., Абрамовича Г.Н., Шепелева И.А., Талиева В.Н., Титова В.П., Гримитлина М.И., Табунщикова Ю.А., Савина В.К., Позина Г.М. и др.

Изменение газового режима помещения зависит от воздушного режима. Процесс распределения вредных примесей в помещении носит нестационарный характер, который зависит от объема помещения, мощности и времени работы источника вредных примесей, воздухообмена. Определение направления движения потоков воздуха в помещении и здании определяет перенос вредных примесей в воздушной среде.

Исследованию газового режима помещения и здания в своих работах рассматривали: Селиверстов А.Н., Эльтерман В.М., Абрамович Г.Н., Титов В.П., Рымаров А.Г. и др.

Растения в процессе газообмена с окружающим воздухом поглощают или выделяют через устьицы СО2, О2 и водяной пар. Если в процессе газопереноса значение концентрации С02 в воздухе незначительное, то недостаток углекислого газа у поверхности листа приведет к замедлению процесса фотосинтеза. Исследование путей адаптации растений к условиям изменения окружающей воздушной среды и особенностям их влияния на формирование газового режима в воздушной среде, связано с именами таких ученых как Мокроносов А.Т., Насонов Д.Н., Александров В.Я., Биль К.Я., Дроздов С.Н., Семихатова O.A., Клапвайк Д., Головко Т.К., Ничипорович A.A., Бриллиант

B.А., Бурыкин П.А., Мяэталу Х.И., Паз A.A., Лехтвир Р.В., Судаченко В.Н., Хазанов С.Г., Лебла Д.О., Цыдендамбаев А.Д., Enoch H.Z, Schapendonk А.Н., Кособрюхов A.A., Чермных А.Н., Белов В.Н., Небрат Н.М и др. Полученные экспериментальные данные значительно расширяют представление о путях влияния повышенной концентрации углекислого газа на фотосинтез и ростовые процессы растений при модифицирующем действии других, в том числе стрессовых, факторов внешней среды.

Особый вклад в изучение и описание теплового режима здания внесли ученые: Власов O.E., Шкловер A.M., Богословский В.Н., Кувшинов Ю.Я., Табунщиков Ю.А., Савин В.К., Позин Г.М., Гагарин В.Г., Могутов В.А., Малявина Е.Г., и др.

Формирование теплового и влажностного режима теплиц и фондовых оранжерей проработан и подробно рассмотрен в работах Бодрова В.И., Андриевского А.К., Егиазарова А.Г., Есина В.В., Куртенера Д.А., Нерпина

C.B., Павлова В.З., Позина Г.М., Решетина O.JL, Строй А.Ф., Степанова В.М., Горшенина В.П., Беловой Е.М. и др.

Существующие методы решения теплового режима позволяют анализировать температурные изменения в помещениях административного здания с зимним садом в течение года.

Анализ литературы по расчету газового режима помещений и зданий показал, что на сегодняшний день методики расчета газового режима «зимнего сада», соединенного системой рециркуляции воздуха с административным зданием для регенерации газового состава воздуха, с учетом особенностей микроклимата и газового состава воздуха, благоприятных для жизни растений, не существует.

Обзор изученной литературы позволил сформировать цель и задачи диссертационной работы.

Вторая глава диссертации посвящена постановке задачи и формулированию математической модели по расчету распределения концентрации углекислого газа в воздухе при регенерации и рециркуляции воздуха между административным зданием и «зимним садом».

Схема организации работы системы вентиляции по восстановлению газового состава воздуха административного здания с помощью помещения «зимнего сада» представлена на рис.1.

Рециркуляция воздуха

Осушение рециркуляционного воздуха

Рис.1 Рис. 2.3 Схема работы системы вентиляции с восстановлением газового состава воздушной среды, где Л/ - мощность источника выделения вредных веществ, кг/ч; М - регенеративная мощность поглощения СОг поверхностью зеленого покрова растений, кг/(м2хч); Срег - количество воздуха подлежащее восстановлению, кг/ч; сзс — массовая концентрация СОг в забираемом воздухе из «зимнего сада», кг/м3; с„ - массовая концентрация С02 в воздухе административного здания и подаваемом в «зимний сад»,

кг/м3.

При организации рециркуляции воздуха из административного здания в помещение зимнего сада и обратно необходимо учитывать совместное влияние всех рассматриваемых динамических тепломассообменных режимов в помещениях здания и в помещении зимнего сада друг на друга, что важно для создания требуемых параметров микроклимата в помещениях здания и в помещении зимнего сада. Схема функционирования системы регенеративной вентиляции при влиянии динамических тепломассообменных режимов здания и «зимнего сада» друг на друга представлена на рис. 2. Динамически меняющиеся параметры микроклимата помещения «зимнего сада» в предложенной схеме формируют параметры микроклимата в помещениях здания в результате работы системы вентиляции по восстановлению газового состава воздушной среды.

Газовый режим в инженерной системе «здание — «зимний сад» определяется формированием заданного газового режима в здании и зимнем саду. Зимний сад с растениями предназначен для круглогодичного использования в системе регенерации рециркуляционного воздуха, поступающего из административного здания в зимний сад и затем из зимнего сада в администра-

тивное здание. Воздух, поступивший в «зимний сад» с повышенным значением массовой концентрации С02 и пониженной концентрацией 02, проходит между листьями растений и меняет газовый состав: уменьшается концентрация С02 и растет концентрация 02. Объем «зимнего сада» должен быть максимально заполнен биомассой растений, способной к фотосинтезу, при котором происходит процесс регенерации газового состава воздуха. Максимальное заполнение растениями объема «зимнего сада» необходимо для снижения капитальных и эксплуатационных затрат и повышению производительности помещения по регенеративной способности понижения массовой концентрации С02.

Здание

Зимний сад

Г

Тепловой режим

п

тажностныь режим

Воздушный режим

Газовыи режим

Смежные помещения

Тепловой режим

1

ВлажностныС оежим

Световой режим

Воздушный режим

>з

I

о

5

I азовыи режим

ЖГ1

Осущение воздуха . зимнего сада

Рис. 2 Схема анализа взаимодействия режимов, формируемых в административном здании и зимнем саду, в результате организации работы регенеративной схемы системы вентиляции.

Газовый режим помещения «зимнего сада» в общем виде можно представить в виде балансового уравнения (1).

Ьпхспх<1т-Ьухс),х<1т-М х.с1тх Ройщ = Ус1с

где Ьп = Ьу- объемный расход воздуха подаваемый и забираемый из помещения «зимнего сада», м3/ч; с„ - массовая концентрация С02 в воздухе подаваемом в «зимний сад», кг/м3; с,, - массовая концентрация С02 в воздухе удаляемом из «зимнего сада», кг/м ; V — объем помещения «зимнего сада», м3; йт -время, ч; йс — изменение массовой концентрации С02, кг/м3; М - регенеративная мощность зеленого покрова растений, кг/м2-ч; Ро6щ - площадь зеленого покрова растений, м2.

Изменение массовой концентрации С02 в результате восстановления срег описывается уравнением (2).

с — с = с пл

п у рег

По высоте помещение «зимнего сада» разбивается на три зоны с разными газовыми режимами по концентрациям С02 и 02. Первая зона включает в себя пространство от воздухоподачи до начала контакта воздуха с поверхностью зеленого покрова, где концентрация углекислого газа неизменна и равна концентрации забираемого воздуха из помещений административного здания. Вторая зона - «рабочая», заполненная покровом листьев, где происходит восстановление воздушной среды по газовому составу, т.е. происходит понижение концентрации С02 и насыщение воздуха 02. Третья зона включает в себя пространство от нижней границы расположения зеленого покрова до почвы, где воздух имеет концентрацию С02 доведенную до концентрации входящей в состав идеального воздуха и воздух насыщен кислородом. Схема разбиения «зимнего сада» по высоте на зоны представлена на рис. 3.

Приточный /' Воздух

о го

о о л т

ТТТТ1ТТТТТТТТТ1Т1ТТТТТТТТ1ТТ1ТТТТТ1ЛТТТ

ПерВая зона

'Срег

о о о о о о о о^»-

хЧ

Третья зона

Удаляемый / Воздух

Рис. 3 Схема разделения «зимнего сада» (З.С.) по высоте на зоны.

Проведен вывод дифференциального уравнения для регенеративной способности по поглощению С02 зеленым покровом листьев растений в «рабочей» зоне, которое представлено в виде уравнения (3).

¿с

3600-v— = -м(х)-М(с) , (3)

ах

где М - регенеративная мощность поглощения С02 поверхностью зеленого покрова растений, кг/(м2хч); ц - отношение площади зеленого покрова к объему зеленого покрова, м2/м3; V - подвижность воздуха, м/с; х — направление движения воздуха; 3600 размерный коэффициент, с/час.

В общем случае М зависит от ряда факторов, в том числе от концентрации С02, т.е. вместо М следует писать М(с), величина ¡1 также зависит от ряда факторов, в том числе от координаты, т.е. вместо ц следует писать ц(х).

Решение дифференциального уравнения (3) имеет следующий вид:

Если принять, что М(с) и ц(х) являются постоянными, то решение уравнения (3) будет иметь вид:

/л-М

с ——---х + сп (5-)

3600-у

где сх - массовая концентрация С02 на расстоянии х от верха рабочей зоны, м.

При этом изменение массовой концентрации С02 в результате восстановления описывается уравнением:

с

рег 3600-V , (6)

где Ь - высота зеленого покрова в объеме «зимнего сада», м.

Для создания инженерной системы «административное здание - зимний сад» в работе рассмотрены следующие динамические режимы: для административного здания: - газовый режим по кислороду и углекислому газу, тепловой режим; - влажностный режим (перемещение водяного пара в воздухе); - воздушный режим (определение потоков поступающего, уходящего и перетекающего воздуха, с учетом работы систем вентиляции и рециркуляции). Для зимнего сада: - газовый режим по кислороду и углекислому газу (пространственно-объемная модель); - тепловой режим (изменение температуры воздуха, пространственно-объемная модель); - влажностный режим (изменение влагосодержания в воздухе, пространственно-объемная модель).

Разработанная математическая модель позволила решить задачу по определению объема зеленого покрова растений Узеч, подвижности воздуха v, в помещении «зимнего сада» для обеспечения требуемого газового режима в помещениях административного здания по массовой концентрации С02.

Третья глава диссертации посвящена решению задачи по расчету влажностного и газового режимов, создаваемых в помещении «зимнего сада» при организации схемы по восстановлению газового состава воздуха перемещаемого из административного здания в рециркуляционной схеме. Для определения параметров влажностного режима, заданы следующие исходные данные: температура подаваемого воздуха из помещений административного здания, температура внутреннего воздуха «зимнего сада», температура поверхности почвы, температура поверхности листьев, температура наружного воздуха, средняя температура поверхности почвы, энтальпия внутреннего воздуха «зимнего сада», энтальпия воздуха подаваемого из помещений здания, температура мокрого термометра воздуха влажной зоны «зимнего сада», нормальное и фактическое барометрические давления, относительная влажность наружного воздуха и воздуха, подаваемого из административного здания. Для блока по определению параметров газового режима, заданы исходные данные: площадь административного здания, концентрация С02 в наружном воздухе, температура наружного воздуха, температура внутреннего воздуха подаваемого в «зимний сад» из здания, количество воздуха

подаваемого в «зимний сад» из здания, количество наружного воздуха подаваемого в «зимний сад».

Рис. 4 Порядок расчета по программе при определении параметров влажностно - газового режима здания с «зимним садом».

В качестве выходных параметров при расчете по программе получаем:

- значение величины концентрации С02 в помещениях административного здания при организации прямоточной схемы системы вентиляции;

- значение величины концентрации С02 в помещениях административного здания в случае отсутствия работы системы вентиляции;

- значение величины концентрации С02 в помещениях административного здания в удаляемом воздухе, в случае организации системы рециркуляции воздуха;

- значение величины концентрации С02 в воздухе забираемого из «зимнего сада» и подаваемого в помещения административного здания;

- необходимую площадь зеленого покрова для регенерации воздуха по концентрации С02 и доведения ее до значений входящих в состав идеального воздуха;

- необходимую площадь зимнего сада и как следствие его геометрические размеры;

- количество водяного пара, выделяющегося с поверхности почвы;

- количество водяного пара, выделяющегося с поверхности листьев;

- значение относительной влажности и влагосодержания в забираемом воздухе из помещения «зимнего сада».

Последовательность расчета влажностно-газового режима здания с зимним садом представлена на рис. 4.

Созданная программа по расчету влажностно - газового режима административного здания с зимним садом позволяет моделировать параметры ре-циркуляционно-регенеративной системы вентиляции. Реализация математической модели влажностно-газового режима административного здания с зимним садом позволило получить размеры и площадь зеленых насаждений зимнего сада, в зависимости от размеров и количества работников административного здания.

Четвертая глава диссертации посвящена натурным исследованиям параметров микроклимата помещений административного здания и помещения «зимнего сада».

Первая часть эксперимента посвящена определению параметров микроклимата помещений «зимнего сада» и определению регенеративной мощности поверхности зеленого покрова растений по поглощению С02, т.е. интенсивности фотосинтеза растений при данных параметрах микроклимата.

Для определения регенеративной мощности поглощения С02 поверхностью зеленого покрова растений М, мг/(м2хч), проведен эксперимент. В помещении «зимнего сада» и в составе наружного воздуха в течение суток измерялась массовая концентрация С02. После этого с периодичностью в один час производилось проветривание помещения «зимнего сада» при помощи открытия дверей и фрамуг, по истечению часа они закрывались. Результаты эксперимента дали следующие результаты. В точке 0: с„ = 0,67 г/м3 — значение массовой концентрации С02 в составе наружного воздуха; св = 0,38 г/м3 -значение массовой концентрации С02 в составе внутреннего воздуха: в точке

1: с/ = 0,56 г/м - значение массовой концентрации СО2 в составе внутреннего воздуха после проветривания объема «зимнего сада»; в точке 2: с2 = 0,41 г/м3 - значения массовой концентрации СО2 в составе внутреннего воздуха «зимнего сада» по истечению часа после закрытия дверей и фрамуг; аналогичная серия замеров проведена для помещения «зимнего сада» в течение суток. Динамика изменения концентрации С02 на улице и в помещении «зимнего сада» в режиме проветривания и без него представлена на рисунке 5.

Улица

-2ч 5ч -8ч -11ч -14 17ч 20ч 23

Я 10 11 12 13 14 13 16 17 И 19 20 21 22 23 24 Вреня,ч

-З.С.Б« лрввпртшшя -Зч -бч -9ч -12ч -15ч 11ч 21ч

24ч_

-1ч -4ч -7ч -10ч 13ч 1бч 19ч 22 ч

Рис. 5 Динамика изменения концентрации С02 на улице и в помещении фондовой оранжереи в режиме проветривания и без него.

Из полученных экспериментальных данных определена масса поглощенного СС>2 растениями в объеме «зимнего сада» по формуле (7) и регенеративная мощность поверхности зеленого покрова растений покрова по формуле (8).

тсо2 = ¥з.с. х Дс; (7)

где - объем помещения «зимнего сада», м3; Ас - разность массовой концентрации С02 между зонами 1 и 3, кг/м3 (рис.3); тсог-масса поглощенного углекислого газа, кг.

/и.

М = -

С£?2

Р0бщ **

(8)

Отношение площади зеленого покрова растений Робщ, м2 к объему регенеративной зоны «зимнего сада», т.е. объему зеленого покрова Узел, м3 определяется по формуле (9) и обозначается //, м2/м3.

М

общ

где г — время, ч; М — регенеративная мощность поверхности зеленого покрова по потреблению С02, кг/(м2-ч); Робщ - площадь зеленого покрова растений «зимнего сада», м2; Узел - объем зеленого покрова растений, м3.

По результатам измерений для помещения фондовой оранжереи Робщ = 691 м2, К3£Я = 1502 м3.

Результаты, полученных в ходе эксперимента, и представленных на рис. 5 и расчетных значениях, показаны в табл. 1, где видно, что максимальное поглощение С02 поверхностью зеленого покрова растений приходится на интервал с 7 до 18 часов и составляет в среднем 15 мг/(дм2-ч).

Таблица 1. Интенсивность поглощения С02 поверхностью зеленого покрова растений.__

Г, ч тС02, кг М, мг/(дм2-ч) м, кг/м2-ч т, ч ТПсОг, кг м, мг/(дм2-ч) М, кг/м2-ч

1-2 0,143 2,1 0,00021 13-14 1,087 15,7 0,00157

2-3 0,382 5,5 0,00055 14-15 1,052 15,2 0,00152

3-4 0,622 9,0 0,00090 15-16 1,017 14,7 0,00147

4-5 0,748 10,8 0,00108 16-17 1,008 14,6 0,00146

5-6 0,874 12,7 0,00127 17-18 0,999 14,5 0,00145

6-7 0,931 13,5 0,00135 18-19 0,809 11,7 0,00117

7-8 0,989 14,3 0,00143 19-20 0,619 9,0 0,00090

8-9 1,023 14,8 0,00148 20-21 0,555 8,0 0,00080

9-10 1,057 15,3 0,00153 21-22 0,492 7,1 0,00071

10-11 1,063 15,4 0,00154 22-23 0,385 5,6 0,00056

11-12 1,069 15,5 0,00155 23-24 0,278 4,0 0,00040

12-13 1,078 15,6 0,00156

На рис. 6 представлена экспериментально полученная зависимость интенсивности поглощения С02 от времени измерения в течение суток, а также аналогичные данные, представленные в работе Егиазарова А.Г.

Вторая часть эксперимента посвящена определению параметров микроклимата внутреннего воздуха административного здания и сопоставления их с результатами, рассчитанными по разработанной программе, представленной в 3 главе настоящей работы. Замеры производились в административном здании с работающей прямоточной системой вентиляцией, результатом эксперимента являются полученные значения относительной влажности, температуры и массовой концентрации С02 в воздухе. Полученные значения массовой концентрации С02 сопоставлены с результатами расчета программы и представлены на рис. 7. На графике видно, что экспериментальные данные имеют меньшее значение по отношению к результату расчета программы для прямоточной схемы и большее чем результаты для регенеративной схемы по восстановлению газового состава воздушной среды. Таким образом, результаты эксперимента подтвердили адекватность работы программы по расчету влажностного и газового режима.

21 20 19 18 17 16

гг

* 14

5 13 |й г ю _Г 9

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

- Эксперимент

Время, ч

- По Егиазарову А.Г.

Рис. 6 Интенсивность поглощения С02 в течение суток.

0 12 24 36

- Наружный воздух

пдк

-Рециркуляция расчет

48 60 72 Время, ч

108 120

Кабинет №2 эксперимент Расчет прямоточной схемы

Рис. 7 Динамика изменения концентрации С02.

Пятая глава диссертации посвящена моделированию газового, теплового и воздушного режимов по высоте помещения зимнего сада (рис. 8) с помощью программы А^УБ-СЕХ, а также анализу экономической эффективности рециркуляционно - регенеративной системы вентиляции по восстановлению газового состава воздушной среды и экономической оценки данного мероприятия.

Математическое моделирование процессов теплообмена в помещении «зимнего сада» проведено с учетом следующих ограничений:

1. Задача решена в стационарной двумерной постановке;

2. Рассмотрено ламинарное неизотермическое течение воздуха в помещении объема «зимнего сада»;

3. Теплообмен в помещении происходит путем естественной и вынужденной конвекции с учетом влияния архимедовых сил по отношению к С02.

I * -

л. ..л;.;.ллл.лл.ллл.лллллл.ллл.лллллллл.ллл"

лллп.ллл.лл,

......................... ли,, л

- I -г.' - ^ т -

..... '

С V С

Рис. 8 Схема организации рециркуляции воздуха в объеме помещения «зимнего сада».

Неизотермическое движение воздуха в помещении описывается системой уравнений Навье-Стокса в приближении Буссинеску в переменных функции тока у/ и вихря скорости со.

д_

5Р

дх,-

дху

ди: ди-

—- +—-

дх- дх1

+ £

ер

ае

О

(10)

(11)

На рис. 9, 10 при помощи программы А^УЯ-СРХ по результатам расчета построены диаграммы и графики распределения температуры и концентрации С02 по высоте помещения «зимнего сада», визуально показывающие поведение изучаемых параметров воздушной среды при заданных начальных и граничных условиях при математическом моделировании.

Капитальные затраты для устройства прямоточной и регенеративной систем вентиляции на стадии разработки инвестиционного проекта можно оценить по формуле (12), руб.:

Квент = Сеент X

(12)

вент - Сумма

где Ь - расход воздуха системы вентиляции, тыс. м3/ч; ХС удельной стоимости расходов основных составляющих сметной стоимости системы, отнесенной к 1 тыс. м3/ч.

8м - 30

7м -

6м - " • Я 19

5м - и 26

<1 55 еГ

4м — ооооо 1«. О. а В

Зм - 11 70 п ч

2м - 21 к 1» » О о о ' о - V к

1м — ( 2 4 6 8 Высота, м

Ом - >- 1С] . - .

Рис. 9 Векторная диаграмма и график распределения температуры воздуха по высоте «зимнего сада». 8м

Высота, м Полиномиальная (КонпентрацняС02)

Рис. 10 Векторная диаграмма и график распределения концентрации С02 в воздухе по высоте «зимнего сада».

Согласно рыночной стоимости, капитальные затраты на строительство «зимнего сада» вычисляются по формуле (13).

Кстр.3.с. = В*п1,руб ^ (13)

где 5 - площадь «зимнего сада», м2; и/ - стоимость строительства 1 м2 площади, руб.

Капитальные затраты на посадку зеленых насаждений «зимнего сада» вычисляется по формуле (14).

Кпос..З.С. =5х«2хв, РУб > (И)

где п2 - стоимость посадки растений на 1м2 площади почвы, руб.; в — коэффициент учитывающий отношение площади пола «зимнего сада» к площади почвы.

Затраты, связанные с потреблением электроэнергии системой вентиляции, вычисляются по формуле (15):

ээл.„ент =гр X Ыраб X Куст „ент х Сэ,, руб. / год ^ (15)

где Тр — продолжительность работы вентиляционного оборудования в течение суток, час; - количество рабочих дней в году; Мусттит - установочная мощность оборудования электродвигателей вентиляторов, кВт; Сэ.,. -стоимость электроэнергии, руб./(кВт*ч).

Затраты связанные с потребление электроэнергии потраченной на освещение, вычисляются по формуле 16:

Э =Z х-Ы ¿х-И хС , руб./год „„

эл.вент осе раб уст.осв. 1-1' С " (16)

где 2осв - продолжительность работы ламп освещения в течение суток, час; Ирав — количество рабочих дней в году; Щст осв, — установочная мощность ламп освещения, кВт; Сэл. - стоимость электроэнергии, руб./(кВтхч).

Затраты связанные с потреблением тепловой энергии системой вентиляции и отопления, вычисляется по формуле (17):

Э — ZxN хО хС .руб.! год

тепл р от.пер. Х^пот. тепл> ' ' (17)

где 2Р — продолжительность работы вентиляционного оборудования в течение суток, час; N.„т.„ер. - количество дней отопительного периода; Qnom. — тепловая мощность воздухонагревателя отнесенная к средней температуре отопительного периода, Гкал; Степл - стоимость тепловой энергии, руб./Гкал.

Необходимые средства на заработную плату квалифицированным сотрудникам обслуживающим помещение «зимнего сада» вычисляются по формуле (18):

где а — количество сотрудников, чел.; п3 — заработная плата сотруднику, руб./мес.

При не учете экологической оценки данный инвестиционный проект является неокупаемым, так как эксплуатационные затраты на рециркуляционную схему превышают затраты отнесенные на организацию прямоточной схемы, с учетом современной кредитной политики.

Ориентировочные потери от загрязненного воздуха, от заболеваемости и от снижения производительности труда не менее 3%, или для рассматриваемого административного здания ориентировочно потери составляют не менее 1850000 руб./год.

Тогда срок окупаемости данного инвестиционного проекта с учетом

экологического эффекта равен:

АК 7693658

7 „, =-—-= 9 лет

Эпрям-Эре11ир^ (451711 + 1850000)-1455800 (19)

Окупаемость рециркуляционно - регенеративной системы вентиляции с зимним садом нужно оценивать с учетом экологического аспекта пребывания

человека в помещении, где человек работает с определенной производительностью труда, которая снижается при заболеваемости, что часто определяется газовым составом воздуха, улучшение параметров которого ведет к росту прибыли организации (компании).

Основные выводы:

1. Разработана рециркуляционно-регенеративная схема системы вентиляции административного здания с зимним садом, позволяющая реализовать понижение концентрации С02 и повышение концентрации 02 в объеме помещений административного здания в процессе рециркуляции его через помещение зимнего сада, что кардинально отличается от существующих схем систем вентиляции административных зданий.

2. Разработанна математическая модель для анализа динамики газового, влажностного режимов в помещении «зимнего сада» и административного здания которая позволила реализовать рециркуляционно - регенеративную систему вентиляции с контролем изменения параметров микроклимата и газового состава внутреннего воздуха.

3. Анализ результатов моделирования газового, влажностного, воздушного и теплового режимов позволил выявить характер изменения массовой концентрации углекислого газа, температуры и скорости движения воздуха по высоте помещения «зимнего сада», что позволило определить расположение «нейтральной плоскости», в которой сочетание параметров микроклимата и рассматриваемых параметров газового режима идеальное, для подачи регенерированного воздуха в помещения административного здания.

4. Полученные результаты натурных исследований параметров микроклимата и газового состава воздуха в административном здании и помещении зимнего сада сопоставимы с расчетами по разработанной программе и подтверждают адекватность разработанной математической модели динамических тепломассообменных режимов при работе рециркуляционно-регенеративной системы вентиляции, процент расхождения при этом не превышает 15%.

5. Предложенная математическая модель регенеративной системы вентиляции административного здания с «зимним садом» позволила определить необходимый расход рециркуляционного воздуха регенеративной системы вентиляции, а также площадь (объем) помещения зимнего сада и зеленых насаждений, в зависимости от площади (объема) административного здания и интенсивности его заполнения людьми.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях.

1. Савичев В.В., Рымаров А.Г. "Особенности формирования газового режима помещения при работе источника газового выделения в зависимости от воздухопроницаемости наружных ограждений" - Вестник МГСУ, спецвыпуск 1/2009, с. 482-485.

2. Савичев В.В., Рымаров А.Г. "Особенности изменения концентрации углекислого газа в помещении кухни при различных системах вентиляции". - Вестник МГСУ, спецвыпуск 2/2009, с. 312-315.

3. Савичев В.В., Рымаров А.Г. "Особенности формирования газового режима здания с зимним садом". Материалы IV Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды», Волгоград 14-18 мая 2008 года, ВолгГА-СУ, 2008, сс.84 - 88.

4. Савичев В.В., Рымаров А.Г. " Влияние воздухопроницаемости окон и стен жилых зданий на концентрацию углекислого газа в помещении кухни жилого здания при сжигании природного газа". Сборник докладов научно-технической конференции «Современные фасадные системы: эффективность и долговечность», 21 ноября 2008 года, Москва, МГСУ, 2008, сс.110 - 112.

5. Савичев В.В., Рымаров А.Г. " Особенности формирования газового режима помещения, при работе источника газового выделения, в зависимости от воздухопроницаемости наружных ограждений". Научные труды Двенадцатой Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство-формирование среды жизнедеятельности», Москва 15-22 апреля 2009 года, МГСУ, сс. 608-611.

6. Савичев В.В., Рымаров А.Г. " Особенности изменения концентрации углекислого газа в помещении кухни жилого здания при сжигании природного газа". Материалы третьей Международной научно-практической конференции «Теоретические основы теп-логазоснабжения и вентиляции». 21-23 ноября 2009, МГСУ Москва, сс. 215-217.

Условные обозначения 0 - тепловой поток, Вт; г - температура,'С; <р - относительная влажность воздуха, %; с1 -влагосодержание, г/кг сухого воздуха; р - плотность воздуха, кг/м3; Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); V - объем, м3; V - подвижность воздуха, м/с; О - массовый расход воздуха, кг/ч; Ь - объемный расход воздуха, м3/ч; т- время, ч; F - площадь, м2; М -мощность источника выделения вредных веществ, кг/ч; М - регенеративная мощность поглощения С02 поверхностью зеленого покрова растений, мг/м хч; тсог - масса поглощенного углекислого газа, кг; Лтсо2 - изменение массы углекислого газа в единицу времени, кг/ч; ц - отношение площади зеленого покрова к ее объему, м2/м3; Кр - кратность воздухообмена помещения, ч"1; А - разность величин; с - массовая концентрация, кг/м3; О - коэффициент диффузии, м*/с; се - удельная теплоемкость, кДж/(кг-К); V, -кинематическая вязкость, м2/с; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2 К; / - определяющий размер, м; Р - парциальное давление, Па; р - коэффициент массообмена, м/ч; Ах - толщина слоя, м; IV- количество водяного пара, кг/ч; Ыи - диффузионный критерий Нусельта; Ке -модифицированный критерий Рейнольдса; Аг - критерий Архимеда; Рг - диффузионный коэффициент Прандтля.

Подписано в печать: 22.10.2012 Объем: 1,0 п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 656 Отпечатано в типографии «Реглет» 119526, г. Москва, пр-т Вернадского, д. (495) 363-78-90; www.reglet.ru

Введение 7-

ГЛАВА 1 Анализ современного состояния исследований по теплогазообмену в здании и помещении «зимнего сада» 13

1.1 Воздушный и газовый режимы здания 13

1.2 Газообмен растений по концентрации углекислого газа и кислорода 17

1.3 Тепловой режим здания и «зимнего сада» 23

1.4 Влажностный режим «зимнего сада» 33

1.5 Фотосинтез и процесс дыхания растений 35

1.6 Требуемые параметры микроклимата и газового режима «зимнего сада» и административного здания. 41

ГЛАВА 2 Общая постановка задачи расчета и математическая модель распределения концентрации углекислого газа в воздухе при рециркуляции воздуха между административным зданием и «зимним садом» 46

2.1 Словесный алгоритм математической модели газового, температурного, влажностного и воздушного режимов административного здания и «зимнего сада», объединенных между собой системой рециркуляции воздуха 46

2.2 Формирование инженерной системы «здание -зимний сад» по газовому, воздушному, тепловому и влажностному режимам здания 54

2.3 Газовый режим в инженерной системе «здание -зимний сад» 62

2.4 Тепловой, влажностный и воздушный режимы инженерной системы здание и «зимний сада» 68

ГЛАВА 3 Математическая модель газового и влажностного режимов помещения зимнего сада соединенного системой рециркуляции воздуха с административным зданием 74

3.1 Влажностно - газовый режим здания с зимним садом 74

3.2 Последовательность расчета влажностного режима административного здания с «зимним садом» 77

3.3 Последовательность расчета газового режима административного здания с зимним садом 83

3.4 Пример расчета влажностно - газового режима административного здания с «зимним садом» 86

ГЛАВА 4 Натурные исследования и результаты моделирования температурного, влажностного и газового режимов зимнего сада и административного здания 90

4.1 Экспериментальное исследование газового, теплового, воздушного и влажностного режимов в помещениях административного здания и «зимнего сада» 90

4.2 Планирование эксперимента

4.3 Программа натурных измерений 92

4.4 Описание объекта для проведения измерений в фондовых оранжереях ГБС РАН 93

4.5 Результаты измерений в фондовых оранжереях 98

4.6 Описание объекта для проведения измерений в административном здании 108

ГЛАВА 5 Анализ воздушного режима помещения зимнего сада и экономической эффективности рециркуляционно-регенеративной системы вентиляции 121

5.1 Моделирование газового, теплового и воздушного режимов в объеме зимнего сада с помощью программы А^УБ-СРХ 121

5.2 Анализ экономической эффективности рециркуляционно-регенеративной системы вентиляции 133

Актуальность темы. В настоящее время наблюдается тенденция к ухудшению экологической ситуации воздушной среды больших, средних и малых городов и как следствие к ухудшению качества воздуха в зданиях. Воздушная среда городов загрязняется аэрозолями различного химического состава, одним из показателей загрязненности воздуха является СОг-Современный город характеризуется загруженными автомагистралями, промышленными зонами, автопарками и пр. - все это источники загрязнения воздушной среды. Создание требуемых микроклиматических параметров воздушной среды и концентраций вредных примесей в помещениях здания важно для состояния здоровья человека. Воздухообмен в зданиях, обеспечивающийся за счет механической вентиляции, связан с большими энергетическими затратами. Но если воздух, окружающий здание, загрязнен, то работа вентиляции становится не эффективной и даже вредной, так как с помощью вентиляции воздух в здании насыщается вредными примесями и, следовательно, нужна другая система вентиляции, которая позволит без использования наружного воздуха решить проблему качества микроклимата и состава воздуха в помещениях здания и снизить энергетические затраты. Основной вредной примесью в административных зданиях является углекислый газ, источником которого является человек. Углекислый газ в данной постановке задачи является индикатором загрязнения воздушной среды в помещениях административного здания.

В настоящей работе предлагается решение комплексной задачи по моделированию регенеративной способности «зимнего сада» объединенного с помещениями административного здания по воздуху с целью понижения концентрации ССЬ в объеме здания и насыщения воздуха 02. В данной постановке задачи «зимний сад» - это помещение в здании или отдельно стоящее здание, в котором находятся растения, способные регенерировать воздух, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, при этом здание связано с «зимним садом» рециркуляционной системой вентиляции. Помещение «зимнего сада» является объемом с растениями, способными к активному фотосинтезу в условиях взаимодействия воздушного, газового, влажностного и теплового режимов помещений административного здания и помещения «зимнего сада». Объем зелёной массы растений, необходимый для регенерации газового состава воздуха, определяет объем и площадь «зимнего сада».

Известны и хорошо изучены процессы жизнедеятельности растений с точки зрения фотосинтеза, дыхания, фотодыхания и темнового дыхания. В течение суток эти процессы взаимозамещают друг друга, что в свою очередь связано с поглощением С02 и выделением 02.

При работе системы вентиляции подается воздух, который надо нагревать, что связано с затратами тепловой энергии, а при использовании «зимнего сада» можно снизить приток наружного воздуха в холодный период года, это позволяет рассматривать разрабатываемую технологию как энергосберегающую.

Все процессы в здании и зимнем саду рассматриваются в рамках единой технологической системы, включающей в себя: - административное здание с помещениями с источником С02, - здание (помещение) «зимнего сада», -наружный воздух, окружающий административное здание, с массовой концентрацией С02.

Задача по созданию новой энергосберегающей технологии формирования качественного состава воздушной среды в помещениях зданий на основе регенерации воздуха является актуальной. Предметом исследования в работе является регенеративная система вентиляции в помещениях здания с применением «зимнего сада».

Цель исследования: разработка принципов организации работы системы вентиляции с регенерацией газового состава воздушной среды в административном здании при рециркуляции воздуха через помещение зимнего сада» по величине массовой концентрации углекислого газа и кислорода.

Особенностью рассматриваемой системы вентиляции является регенерация воздуха по качественному составу в административном здании с «зимним садом» для замещения углекислого газа кислородом. Для достижения цели были решены следующие задачи:

- разработана технологическая схема регенерации газового состава воздуха административного здания с «зимним садом»;

- определены параметры микроклимата «зимнего сада» и административного здания для контроля за их изменением при регенерации и рециркуляции воздуха;

- определены количество регенерируемого воздуха, объем помещения «зимнего сада», тип растений и площадь зеленого покрова растений в помещении «зимнего сада»;

- определена динамика изменения концентрации СОг и параметров микроклимата в помещениях административного здания в зависимости от меняющихся во времени воздушного и теплового режимов и относительной влажности воздуха;

- определена динамика изменения температуры, относительной влажности воздуха и концентрации СОг в помещении «зимнего сада», с учетом влияния на него воздушного и теплового режимов, а также интенсивности процесса фотосинтеза и дыхания растений;

- определена регенеративная мощность поглощения СОг поверхностью зеленого покрова растений в «зимнем саду»;

- разработан алгоритм расчета газового и теплового режимов и влажностного режима воздуха на основе многозонной модели помещения «зимнего сада».

Объект исследования. Параметры микроклимата в помещениях административного здания и помещении «зимнего сада» при регенерации и рециркуляции воздуха.

Предмет исследования. Газовый, тепловой, воздушный режимы и влажностный режим воздуха помещений административного здания и помещения «зимнего сада», в условиях объединения их в единую регенеративную и рециркуляционную схему по формированию параметров микроклимата.

Научная новизна работы заключается:

- в создании математической модели газового и воздушного режима административного здания с «зимним садом» при организации регенерации газового состава воздуха;

- в разработке технологической схемы рециркуляционной системы вентиляции с учетом полученной регенеративной мощности потребления С02 поверхностью зеленого покрова растений в объеме «зимнего сада» в течение суток;

- в разработке алгоритма определения требуемого геометрического размера помещения «зимнего сада» в зависимости от площади помещений административного здания, количества людей и значения массовой концентрации СО2 в составе наружного воздуха, при работе рециркуляционной системы вентиляции по восстановлению газового состава воздушной среды.

Практическая значимость работы:

- создание способа регенерации воздуха административного здания по концентрации СО2 и 02 в процессе рециркуляции воздуха через помещение «зимнего сада»;

- в разработке метода расчета параметров микроклимата «зимнего сада» в процессе регенерации и рециркуляции воздуха с учетом влияния изменяющихся во времени воздушного, теплового и газового (по концентрации С02 и О2) режимов и влажностного режима воздуха;

- в разработке метода по определению требуемых геометрических размеров помещения «зимнего сада» и площади зеленого покрова, в зависимости от площади (объема) административного здания, с помощью созданной математической модели динамических тепломассообменных режимов административного здания и «зимнего сада»;

- в разработке рекомендаций по выбору типов зеленых насаждений применяемых в условиях работы рассматриваемой регенеративной схемы вентиляции административного здания с помещением «зимнего сада».

Достоверность научных положений, выводов и результатов обоснована из анализа экспериментов на основе теории ошибок, хорошей сходимостью результатов теоретических и экспериментальных исследований, а также результатов исследований других авторов.

Личный вклад. Все основные результаты работы получены лично автором. Использованные результаты других исследований отмечены ссылками на соответствующие литературные источники.

На защиту выносятся следующие основные положения диссертации:

- математическая модель газового режима помещения «зимнего сада», учитывающая регенеративную мощность поглощения растениями С02;

- комплексный метод расчета распределения концентраций С02 и Ог и параметров микроклимата в объеме помещения «зимнего сада», с учетом регенерации газового состава воздуха и динамики воздушного и теплового режимов и влажностного режима воздушной среды;

- методика определения объема помещения «зимнего сада» и зеленых насаждений необходимых для регенерации воздуха, рециркулирующего между административным зданием и помещением «зимнего сада».

Внедрение результатов исследований.

Методика расчета вентиляции по восстановлению газового состава воздушной среды внедрена в учебный процесс кафедры Отопления и вентиляции МГСУ в курсе вентиляции, в программе «Лучший инновационный проект У.М.Н.И.К. 2009-2011», а также при проектировании инженерных объектов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на кафедре отопления и вентиляции МГСУ в 2008, 2009, 2010, 2011 и 2012 г.г., на научных семинарах на кафедре общей физики МГСУ в 2008, 2009, 2010, 2011 и 2012 г.г., на IV Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды», Волгоград 14-18 мая 2008 года, ВолгГАСУ, на XII Международной межвузовской научно-практической конференции молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство-формирование среды жизнедеятельности», МГСУ, 15-22 апреля 2009 г., третьей Международной научно-практической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции». 21-23 ноября 2009 г., МГСУ Москва, на конференции в НИИСФ в 2012 г., при работе по программе У.М.Н.И.К. 20092011 г.г.

Результаты диссертации достаточно полно изложены в 6 опубликованных работах, в том числе в 2-х работах, опубликованных в журналах, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, пять глав, заключение, список литературы, включающий 140 наименований, в том числе 12 зарубежных источников. Общий объем диссертационной работы: 125 страниц машинописного текста, 6 таблиц, 50 рисунков, приложение в виде текста программ и справок о внедрении.

Выводы по 5-й главе:

1. Проведено математическое моделирование с применением программы АМ8У8-СРХ помещения зимнего сада с получением качественных и количественных параметров изменения по высоте помещения подвижности воздуха, температуры и концентрации углекислого газа, что позволило получить месторасположение «плоскости нейтрального тока» для забора воздуха после регенерации для направления его в административное здание;

2. Полученная «плоскость нейтрального тока» в объеме зимнего сада, позволило получить расстояние от земли зимнего сада (1,5-2м) для организации воздухозабора для подачи воздуха в помещения административного здания;

3. Получены результаты натурных исследований, для определения воздухопроницаемости через заданный объем зеленого покрова растений, что позволило определиться с параметрами подвижности воздуха в объеме помещения зимнего сада;

4. Анализ экономической эффективности рециркуляционно-регенеративной системы вентиляции показал, что проект является неокупаемым с учетом всех капитальных и эксплуатационных затрат, а окупаемость с учетом всех капитальных затрат и эффекта по оздоровлению среды обитания работающего человека 9 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана рециркуляционно - регенеративная схема системы вентиляции административного здания с зимним садом, позволяющая реализовать понижение концентрации С02 и повышение концентрации 02 в объеме помещений административного здания в процессе рециркуляции его через помещение зимнего сада, что кардинально отличается от существующих схем систем вентиляции административных зданий.

2. Разработанна математическая модель для анализа динамики газового, влажностного режимов в помещении «зимнего сада» и административного здания которая позволила реализовать рециркуляционно - регенеративную систему вентиляции с контролем изменения параметров микроклимата и газового состава внутреннего воздуха.

3. Анализ результатов моделирования газового, влажностного, воздушного и теплового режимов позволил выявить характер изменения массовой концентрации углекислого газа, температуры и скорости движения воздуха по высоте помещения «зимнего сада», что позволило определить расположение «нейтральной плоскости», в которой сочетание параметров микроклимата и рассматриваемых параметров газового режима идеальное, для подачи регенерированного воздуха в помещения административного здания.

4. Полученные результаты натурных исследований параметров микроклимата и газового состава воздуха в административном здании и помещении зимнего сада сопоставимы с расчетами по разработанной программе и подтверждают адекватность разработанной математической модели динамических тепломассообменных режимов при работе рециркуляционно-регенеративной системы вентиляции, процент расхождения при этом не превышает 15 %.

Предложенная математическая модель регенеративной системы вентиляции административного здания с «зимним садом» позволила определить необходимый расход рециркуляционного воздуха регенеративной системы вентиляции, а также площадь (объем) помещения зимнего сада и зеленых насаждений, в зависимости от площади (объема) административного здания и интенсивности его заполнения людьми.

1. Ананьев А.И. Научно-технические основы повышения теплозащитных качеств и долговечности наружных ограждающих конструкций зданий из штучных элементов. Автореф. дис. . докт. техн. наук. М., НИИСФ, 1998.

2. Андреевский А.К., Строй А.Ф. Обогрев культивационных сооружений. Текст лекций. Минск: БПИ, 1976. - 33 с.

3. Ануфриев Л.Н., Позин Г.М. К вопросу теплотехнического расчета отапливаемых культивационных сооружений 2-ой сб. научн. тр. Гипронисельпрома. Вып. 1.-М., 1967.-е. 175-184.

4. Ануфриев Л.Н., Позин Г.М. и д.р. Методическое пособие по теплотехническому расчету культивационных сооружений. М.: Главсельстройпроект МСХ СССР, 1971. - 148с.

5. Ануфриев Л.Н., Позин Г.М., Кожинов И.А. Теплофизические расчеты сельскохозяйственных производственных зданий. М.: Стройиздат, 1974. -216 с.

6. АВОК СТАНДАРТ 1-2002 Здания жилые и общественные. Нормы воздухообмена,- М.:АВОК-ПРЕСС, 2002.-16с.

7. Батурин В.В. Основы промышленной вентиляции. Издательство ВЦСПС: Профиздат, 1956, 527 с.

8. Бахарев В.А., Трояновский В.Н. Основы проектирования и расчета отопления и вентиляции со сосредоточенным выпуском воздуха. М.: Профиздат, 1958, 216 с.

9. Бейдеман И.Н. " Транспирация растений в Кура Араксинской низменности при различном увлажнении и засолении почв" М.; JI: Изд-во АН СССР, 1962 г.

10. Биль К.Я Экология фотосинтеза. М.,1993.

11. Блукет H.A., Емуев В.Т. Ботаника с основами физиологии растений и микробиологии. М., Колос, 1969 г.

12. Бобылев С.Н., Сидоренко В.Н., Сафонов Ю.В., Авалиани C.JL, Струкова Е.Б., Голуб A.A. Макроэкономическая оценка издержек для здоровья населения России от загрязнения окружающей среды. М.: Институт Всемирного Банка, Фонд защиты природы, 2002. - 32 с.

13. Богословский В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха). 3- ие издание, Санкт -Петербург, 2006.

14. Бодров В.И. Микроклимат производственных сельскохозяйственных зданий и сооружений; Нижегород.гос.архитектур.-строительный.ун-т.-Н.Новгород: ННГАСУ,2008.-623с.

15. Бриллиант В.А. Фотосинтез как процесс жизнедеятельности растения. Издательство академии наук СССР, 1949г. 160 с.

16. Бурыкин П.А. Исследование и разработка электрической системы подкормки растений в теплицах углекислым газом. Дисс. на соиск. уч. степени к.т.н. - М., 1978. - 225 с.

17. Бухов Н.Г., Егорова Е.А. Моделирование альтернативных путей переноса электронов к фотосистеме I у изолированных тилакоидов // Физиология растений. 2004. Т.51. С. 645-650.

18. Власов O.E. Основы строительной теплотехники, изд. ВИА, М.,1938.

19. Гагарин В.Г. Методы экономического анализа повышения уровня теплозащиты ограждающих конструкций зданий. // Журнал АВОК. 2009. Часть 1, №1 стр. 10-16. Часть 2, №2 стр. 14-23. Часть 3, №3, стр. 62-66.

20. Гагарин В.Г., Козлов В.В. Требования к теплозащите и энергетической эффективности в проекте актуализированного СНиП «Тепловая защита зданий» // Жилищное строительство. 2011, №8, стр. 2-6.

21. Гагарин В.Г., Гувернюк С.В., Леденев П.В. Аэродинамические характеристики зданий для расчета ветрового воздействия на ограждающие конструкции. // Жилищное строительство. 2010, №1, стр. 7-10.

22. Гарбуз В.М., Захаров A.B., Повещенко Ю.А., Попов С.Б., Попов Ю.П. Математическое моделирование тепловых процессов в почве теплиц. -Препринт института прикладной математики им. Келдыша АН СССР, 1985, № 32.-24 с.

23. Головко Т.К. Дыхание растений (физиологические аспекты). СПб.: Наука, 1999. 204 с.

24. Гореза В.И. Теплотехнические параметры трубных систем водяного отопления теплиц // Автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.23.03 М.: МИСИ, 1976- 17 стр.

25. Горшенин В.П. Совершенствование теплотехнических показателей зимних теплиц // Дисс. канд. техн. наук.: 05.23.03 М: МИСИ, 1985 - 176 с.

26. ГОСТ 12.005-88 Воздух рабочей зоны. М., 1989.

27. Гримитлин М.И. Распределение воздуха в помещениях. М.: Стройиздат, 1982, с. 164.

28. Дроздов С.Н., Попов Э.Г., Курец В.К., Таланов A.B., Обшатко A.A., Ветчинников Л.В. " Влияние света и температуры на нетто-фотосинтез идыхание Betula pendula var. Pendula B. pendula var. carelica (Betulaceac) "// Бот. журн. 1995. Т. 80. №3. c.60-64.

29. Егиазаров А.Г. Отопление и вентиляция зданий и сооружений сельскохозяйственных комплексов. М.: Стройиздат, 1981. - 239с.

30. Егиазаров В.Г., Горшенин В.П. Лучистый теплообмен в культивационных сооружениях // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1986. - № 12. - с.43-45.

31. Егиазаров А.Г., Баулина И.В., Белова Е.М. Система обогрева и обогащение воздуха теплиц углекислым газом. // Техника в сельском хозяйстве. 1988, № 2. с.36-38.

32. Есин В.В. Методика расчета теплового баланса сооружений защищенного грунта. // Сборник статей по теплотехнике, вып. 2, М.: Высшая школа. 1977. - с. 60-79.

33. Ивашкова В.К., Трошина Н.С., Соловьева М.П., Гагарин В.Г., Щербаков A.B., Артыкпаев Е.Т. Каталог температурных полей узлов типовых ограждающих конструкций, М., Стройиздат, 1980, 112 с.

34. Каменев П.Н., Тертичник Е.И. Вентиляция. Учебное пособие. М., Изд-во АСВ, 2006,- 616 е., 280 илл.

35. Касьянова JI.H. " Экология растений. Водный обмен" М.: Наука, 1994 г.

36. Квашкин И.М., Гурин И.И. К вопросу о нормировании воздухообмена по содержанию С02 в наружном и внутреннем воздухе, АВОК №5/2008.

37. Китайцева Е.Х. Алгоритм решения задачи о воздушном режиме многоэтажных зданий. В сб.: Проблемы математики и прикладной геометрии в строительстве. М.,МИСИ, 1982, N 172, с.5-9.

38. Клапвайк Д. Климат теплиц и управление ростом растений. М., Колос, L976- 127 с.

39. Кондратов В.А., Моисенко A.M. Исследование теплоустойчивости хранилищ сочного сельскохозяйственного сырья. // Вестник Россельхозакадемии. 2002, №4.

40. Кондратов В.А., Моисенко A.M. Математическое моделирование теплового состояния хранилищ при отключении энергосбережения. // Доклады РАСХН. 2003, №3.

41. Кособрюхов A.A. Адаптационные изменения фотосинтеза при повышенной концентрации С02, автореферат на соискание ученой степени д.б.н. М. 2008 г.

42. Кособрюхов A.A., Чермных JI.H. Температурный оптимум и интенсивность фотосинтеза при адаптации растений к свету // Сельскохозяйственная биология. 1986. - № 5. - С. 76-79.

43. Кувшинов Ю.Я. Энергосбережение при кондиционировании микроклимата гражданских зданий // Дис. д-ра техн. наук.: 05.23.03. М., 1989.-472 с.

44. Кувшинов Ю.Я., Самарин О.Д. Основы обеспечения микроклимата зданий, Москва изд. АСВ, 2012. 200с.

45. Куртенер Д.А. Натурные исследования теплопотерь весенне летних полимерных теплиц АФИ вследствие инфильтрации воздуха. // Сб. трудов по агрофизике. 1965, вып. 12. - С. 39-45.

46. Куртенер Д.А., Кусков И.Б. Климатические факторы и тепловой режим в открытом и защищенном грунте. Д.: Гидрометеоиздат, 1982. - 252 с.

47. Куртенер Д.А., Чудновский А.Ф. Расчет и регудирование теплового режима в открытом и защищенном грунте. Д.: Гидрометеоиздат, 1968.- 289 с.

48. Лайск А.Х. Кинетика фотосинтеза и фотодыхания С-3 растений. М.: Наука, 1977.

49. Jlapxep В. Экология растений, Издательство Мир, Москва 1978.

50. Лыков A.B. Теория теплопроводности. М., Высшая школа, 1986, 157 с.

51. Малявина Е.Г. Нестационарный тепловой режим вентилируемого и кондиционируемого помещения в летний период года. Автореф. дисс. канд.техн.наук - М., 1977, 207 с.

52. Марковская Е.Ф., Сысоева М.И. Роль суточного температурного градиента в онтогенезе растений. М.: Наука, 2004. 119 с.

53. МГСН 2.01-99 "Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению", 1999.

54. Могутов В.А., Гагарин В.Г. Методика расчета температурного режима помещений зданий с естественным воздухообменом. // В кн. Строительная теплофизика. Труды НИИСФ, М., 1976, вып. 17, С.90-95.

55. Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Фотосинтез физиолого-экологические и биохимические аспекты, Москва 2006.

56. Мяэталу Х.И., Паэ A.A., Лехтвир Р.В., Таммерте Т.Х. Особенности углекислотного режима теплиц и возможности его регулирования.// Труды главной геофизической обсерватории. 1976, вып. 351. С. 166-173.

57. Нерпин C.B., Чудновский А.Ф. Энерго и массообмен в системе растение - почва - воздух. - Л.: Гидромететеоиздат, 1975. - 358 с.

58. Нестеренко A.B. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. Учебное пособие, изд. 3, доп. М.,изд-во «Высшая школа», 1971. 460 стр.

59. Нефелов C.B., Давыдов Ю.С. Техника автоматического регулирования в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. М., Стройиздат, 1984, с. 328.

60. Ничипорович A.A. Физиология фотосинтеза и продуктивность растений // Физиология фотосинтеза / Под ред. Ничипоровича A.A. М.: Наука, 1982. С. 7-33.

61. НТП СХ 10-80. Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады.

62. Одум Ю. Экология: В 2-х т.Т. 1. Пер. с англ. -М.: Мир, 1986, 328 с.

63. Павлов В.З. Упрощенный расчет температурного режима при механической вентиляции теплицы. // Труды института Нипронисельпром. -Орел. 1988. -С.165-175.

64. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М., Энергоатомиздат, Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.,Энергоатомиздат, 1984 - 150 с.

65. Поз М.Я. Общий метод расчета нестационарного теплового режима помещений в зимний и летний периоды года. В кн. Проектирование и исследование жилых и общественных зданий в Москве, М.,МНИИТЭП -ГОСИНТИ, 1974.

66. Позин Г.М. Исследование некоторых вопросов теплового баланса культивационных сооружений // Автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.23.03. -М., 1968. -26с.

67. Позин Г.М. Решение системы уравнений теплового баланса культивационных сооружений при нестационарном режиме // Гелиотехника -1971,-№2. -с. 47-55.

68. Позин Г.М. Основы расчета тепловоздушного режима производственных помещений с механической вентиляцией // Дис. д-ра техн. наук.: 05.23.03. Л., 1990.-508 с.

69. Позин Г.М. Принципы разработки приближенной математической модели тепловоздушных процессов в вентилируемом помещении. Изв. вузов Строительство и архитектура. 1980, № 11.

70. Рекомендации. Углекислотная подкормка растений защищенного грунта. -М.: Росагропромиздат, 1988. -32 с.

71. Решетин О.Л. Теоретические вопросы нестационарного теплообмена в культивационных сооружениях. Автореф. дисс. канд. техн. наук. Л., 1970. -16 с.

72. Рубин Б.А. Курс физиологии растений, Москва, Высшая школа, 1976.

73. Руководство по теплотехническому расчету культивационных сооружений. Орел.: Гипринисельпром, 1982. - 178 с.

74. Рымаров А.Г. Математическая модель процессов распределения примесей в воздухе при неорганизованном поступлении вредных веществ (диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, на правах рукописи). МГСУ, Москва, 1995, 217 с.

75. Сабинин Д. А Физиологические основы питания растений, Издательство академии наук СССР Москва, 1955.

76. Савин В.К. Строительная физика: энергоперенос, энергоэффективность, энергосбережение. М. "Лазурь", 2005.

77. Савин В.К. Строительная физика: аэродинамика и теплообмен при взаимодействии потоков и струй со зданиями. М. "Лазурь", 2008.

78. Савичев В.В., Рымаров А.Г. Особенности формирования газового режима здания с зимним садом. Материалы IV Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды», Волгоград 14-18 мая 2008 года, ВолгГАСУ, 2008, сс.84 88.

79. Савичев В.В. Исследование газового режима здания с зимним садом. Вестник МГСУ, спецвыпуск 1/2008, с. 205-206.

80. Савичев В.В., Рымаров А.Г. Особенности формирования газового режима помещения при работе источника газового выделения в зависимости от воздухопроницаемости наружных ограждений. Вестник МГСУ, спецвыпуск 1/2009, с. 482-485.

81. Самарин О. Д. Технико-экономическое обоснование энергосберегающих мероприятий. Учебн. Пос./Моск.гос.строит. ун-т. -М.:МГСУ, 2011, 56 с.

82. Саргсян C.B. Двухзонная математическая модель помещения для расчета общеобменной вентиляции. Дисс. на соиск. уч.ст. канд. техн. наук, МИСИ им. В.В.Куйбышева, М., 1992.

83. Свентицкий И.И. Энергия и растения. М., Знание, 1970.

84. Селиверстов А.Н. Вентиляция заводов химической промышленности. Госстройиздат, 1934, 52 с.

85. Семихатова О.А., Иванова Т.И., Кирпичникова О.В. " Сравнительное исследование темнового дыхания растений Арктики (остров Врангеля) и умеренной зоны"// Физиология растений. 2007. Т. 54. с. 659-665.

86. Семихатова О.А. "Роль исследований дыхания в развитии теории фотосинтетической продуктивности растений"// Ботан. журн. 1982. Т. 67.с.1025-1035.

87. Смирнов В.В. Исследование влияния параметров микроклимата на долговечность несущих конструкций помещения бассейна Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук, МГСУ, М., 2009.

88. СНиП 2.04.05-91 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Госстрой СССР.М.: АПП ЦИТП, 1992, 64 с.

89. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Книга 1 Вентиляция и кондиционирование воздуха. М: Стройиздат, 1992. - 319с.

90. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 3. Книга 2 Вентиляция и кондиционирование воздуха. М: Стройиздат, 1992.-416с.

91. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства. Часть 1. Отопление. -М: Стройиздат, 1990. 344с.

92. Справочник проектировщика. Б.В. Баркалов и коллектив авторов. Внутр.сан.-тех.устр-ва.ч.З. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Книга 1,2, М.,Стройиздат,1992.

93. Степанов В.М., Горшенин В.П. Теоретические основы математического моделирования и оптимизации теплового и гидравлического режимов элементов системы теплоснабжения зданий и сооружений. Тула: Изд-во ТулГу, 2004. - 259 с.

94. Строй А.Ф. Нестационарный температурный режим сооружения с малоинерционными ограждающими конструкциями.// Совершенствование методов расчета и систем теплоснабжения и вентиляции. Д.: ЛИСИ. 1982. -С.64-70.

95. Судаченко В.Н., Хазанова С.Г., Лебл Д.О., Цыдендамбаев А.Д. Углекислотная подкормка.// Картофель и овощи. 1985, № 3. С. 15-17.

96. Сырых П.Ю. Моделирование адаптивной системы вентиляции в помещениях общественных зданий большого объёма Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук, МГСУ, М., 2009.

97. Табунщиков Ю.А. Расчеты температурного режима помещения при требуемой мощности для его отопления или охлаждения. М., Стройиздат, 1981, 85 с.

98. Табунщиков Ю.А., Хромец Д.Ю., Матросов Ю.А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. М., стройиздат, 1986.

99. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М., Авок-пресс, 2002, 194 с.

100. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. М., Авок-пресс, 2003, 200 с.

101. ТалиевВ.Н. Аэродинамика вентиляции. М.: Стройиздат, 1979, 295 с.

102. Титов В.П. К вопросу о моделировании диффузии газов в потоке воздуха. В кн. Теплогазоснабжение и вентиляция. Сб.тр. N 144, МИСИ, М.,1977.

103. Титов В.П. Перетекание между помещениями здания. В кн. Экономия энергии в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. - М.,МИСИ, 1985, с. 141-148.

104. Титов В.П. Энергосбережение при организации перетекания воздуха между смежными помещениями. В кн. Энергосбережение в системах вентиляции и кондиционирования воздуха. - М., Наука, 1985, с.54-57.

105. ПО. Титов В.П. Нестационарный режим двух смежных помещений при организованном перетекании воздуха. В сб. Оптимизация работы систем отопления и вентиляции, КуИСИ, 1986 с. 16-22.

106. Титов В.П. Воздушный режим здания. Дисс. на соиск. уч.степ. докт.техн.наук. в форме научного доклада. М., МИСИ им. В.В.Куйбышева. -1987, 38 с.

107. Титов В.П. Методика аналитического расчета неорганизованного воздухообмена в зданиях. В кн.: Экономия энергии в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.,МИСИ, 1985, с.130-141.

108. Титов В.П. Учет нестационарных тепловых процессов в помещении. //ВСТ. Водоснабжение и сан. техника 1994, №3, с. 11-13.

109. Фангер П.О. Качество внутреннего воздуха в XXI веке: в поисках совершенства, АВОК №2/2000.

110. Фангер П.О. Качество внутреннего воздуха в XXI веке: влияние на комфорт, производительность и здоровье людей, АВОК №4/2003.

111. Физика среды обитания растений. Пер. с англ. под ред. A.M. Глобуса. -Л.: Гидрометеоиздат, 1968. 304 с.

112. Фотосинтезирующие системы высокой продуктивности. Под ред. Л.Н. Ничипоровича. М., Наука, 1966.

113. Халл Д., Pao К. «Фотосинтез». М.,1983

114. Хрусталев Б.М., Кувшинов Ю.Я., Копко В.М. Теплоснабжение и вентиляция. М. 2005.

115. Чермных Л.Н., Кособрюхов A.A., Белов В.Н., Небрат Н.М. Авторское свидетельство N1197598 "Способ определения оптимальной температуры воздуха при выращивании растений в культивационных сооружениях // Бюллетень изобретений. 1985. - № 46.

116. Чермных Л.Н., Кособрюхов A.A. Способ определения оптимальной температуры при выращивании растений в культивационных сооружениях. Пущино: ОНТИ, 1987. С. 1-2.

117. Шепелев И.А. Аэродинамика воздушных потоков в помещении. М.,Стройиздат, 1978.

118. Шкловер A.M. Теплоустойчивость зданий. Гос.изд.лит-ры по строит, и архит. 1952, 166 с.

119. Шмидт Р. и Тевс Г., Пер. с англ. 3-е изд. - М.: Мир, 2005; Т.1 - 323с., Т.2 - 314с.; Т.З - 228с.

120. Эльтерман В.М. Вентиляция химических производств. М., Химия, 1980, 286 с.

121. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике. М., 1968 г., 940 стр.

122. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Милковская Л.Б. Курс физики. Механика. Основы молекулярной физики и термодинамики. Издание четвертое переработанное. М. «Высшая школа» 1973г.

123. Afonso C.F.A., Maldonado Е.А.В., Skaret Е.А., A Singl Tracer-gas Method to Characterize Multi-room Air Exchanges. Energy and Buildings, 9, 1986, pp. 273-280.

124. ASHRAE Guide And Data Book: Fundamentals and Air Conditioning Engineering. 1963, 912 p.

125. Avissar R., Mahrer Y. Verification study of numerical green-house microklimate model. // Transaction of the ASAE. 1982, p. 1711-1719.

126. Carpenter S.B. et.al. Principal Plum Dispersion Models. TV A Power Plants, 63 Annual Meeting, Air Pollution Association, June, 1970.

127. Enoch H.Z. Carbon dioxide uptake efficiency in relation to crop -intercepted solar radiation.// Acta Horticultural. 162, 1984. C02 enrichment. - P. 137-147.

128. Ewert G. Internatinal Rhinology, 4, 25 (1966).

129. Fanger P.O. and Pedersen C.K. Discomfort due to air velocities in spaces Proc of the meeting of commission Bl, B2, El of the IIR, Belgrade. 1977.

130. Frenkiel F.N., Munn R.E., eds. Turbulent Diffusion in Enviromental Pollution. Advances in Geophysics Series, vols. 18A and 18B, New-York, Academic Press., 1974.

131. Miller P.L. Room Air Diffusion Systems desin techniques using the ADPI. - ASHRAE Jornal, 1977, v.19, N 4, pp.37-40.

132. Schapendonk A.H.C.M., Tilburg W. van The factor in modeling photosynthesis and growth of greenhouse crops. // Acta Horticultural. 162, 1984. C02 enrichment. P. 83-92.

133. Skaret E.A., Mathisen H.M. Ventilation Efficiency. Environment International, 1982, 8, pp.473-481.

134. Takakura T., Jordan K.A., Boyd L.L. Dinamic simulation of plant growth and environment in the greenhouse. // Transaction of the ASAE, 14(5). 1971. -p.964-971.

135. CD WR,DB,D:\WORKCFX\smes 13 ,CDB /eof

136. Макрос окончательной подготовки модели к расчету в программном комплексе CFX.1.BRARY:1. MATERIAL: Air at 25 С

137. Material Description = Air at 25 С and 1 atm (dry) Material Group = Air Data, Constant Property Gases Option = Pure Substance1. Thermodynamic State = Gas1. PROPERTIES:1. Option = General Material1. EQUATION OF STATE:1. Density = 1.185 kgmA-3.

138. Molar Mass = 28.96 kg kmolA-l.1. Option = Value1. END

139. SPECIFIC HEAT CAPACITY: Option = Value

140. Specific Heat Capacity = 1.0044E+03 J kgA-l KA-1.

141. Specific Heat Type = Constant Pressure1. END

142. REFERENCE STATE: Option = Specified Point Reference Pressure = 1 atm. Reference Specific Enthalpy = 0. [J/kg] Reference Specific Entropy = 0. [J/kg/K] Reference Temperature = 25 [C]1. DYNAMIC VISCOSITY:

143. Dynamic Viscosity = 1.831E-05 kgmA-l sA-l.1. Option = Value1. END

144. THERMAL CONDUCTIVITY: Option = Value

145. Thermal Conductivity = 2.61E-02 W mA-l KA-END

146. ABSORPTION COEFFICIENT: Absorption Coefficient = 0.01 mA-l. Option = Value END

147. SCATTERING COEFFICIENT: Option = Value

148. Scattering Coefficient = 0.0 mA-l. END

149. REFRACTIVE INDEX: Option = Value

150. Refractive Index = 1.0 m mA-l. END

151. THERMAL EXPANSIVITY: Option = Value

152. Thermal Expansivity = 0.003356 KA-1.1. END1. END1. END1. MATERIAL: C02 at STP

153. Material Description = Carbon Dioxide C02 at STP (0 C and 1 atm)

154. Material Group = Constant Property Gases1. Option = Pure Substance1. Thermodynamic State = Gas1. PROPERTIES:1. Option = General Material1. EQUATION OF STATE:1. Density = 1.977 kg mA-3.

155. Molar Mass = 44.01 kg kmolA-l.1. Option = Value1. END

156. SPECIFIC HEAT CAPACITY: Option = Value

157. Specific Heat Capacity = 851 J kgA-l KA-1. Specific Heat Type = Constant Pressure END

158. REFERENCE STATE: Option = Specified Point Reference Pressure = 1 atm.

159. Reference Specific Enthalpy = -8.9632991E+06 J/kg. Reference Specific Entropy = 4.7823107E+03 [J/kg/K] Reference Temperature = 0 [C] END1. DYNAMIC VISCOSITY:

160. Dynamic Viscosity = 14.9E-06 kg mA-l sA-l.1. Option = Value1. END

161. THERMAL CONDUCTIVITY: Option = Value

162. Thermal Conductivity = 145E-04 W mA-l KA END

163. ABSORPTION COEFFICIENT: Absorption Coefficient = 1.0 mA-l. Option = Value END

164. SCATTERING COEFFICIENT: Option = Value

165. Scattering Coefficient = 0.0 mA-l. END

166. REFRACTIVE INDEX: Option = Value

167. Refractive Index = 1.0 m mA-l. END

168. THERMAL EXPANSIVITY: Option = Value

169. Thermal Expansivity = 0.00366 KA-1.1. END1. END

170. DOMAIN: AIR Coord Frame = Coord 0

171. Domain Type = Fluid Location = AIR BOUNDARY: ADXO Boundary Type = WALL Location = ADXO BOUNDARY CONDITIONS: HEAT TRANSFER: Heat Flux in = -105 W mA-2. Option = Wall Heat Flux END1. MASS AND MOMENTUM:1. Option = No Slip Wall1. END1. END1. END

172. BOUNDARY: ADX1 Boundary Type = SYMMETRY Location = ADX1 END

173. BOUNDARY: ASYMZO Boundary Type = SYMMETRY Location = ASYMZO END

174. BOUNDARY: ASYMZ1 Boundary Type = SYMMETRY Location = AS YMZ1 END

175. BOUNDARY: BAT Boundary Type = WALL Location = BAT BOUNDARY CONDITIONS: HEAT TRANSFER: Fixed Temperature = 95 C. Option = Fixed Temperature END

176. MASS AND MOMENTUM: Option = No Slip Wall END

177. BOUNDARY: IN Boundary Type = INLET Location = IN1. BOUNDARY CONDITIONS:1. FLOW DIRECTION:

178. Option = Normal to Boundary Condition1. END

179. FLOW REGIME: Option = Subsonic END

180. HEAT TRANSFER: Option = Static Temperature Static Temperature = 20 C. END

181. BOUNDARY: 0UTC02 Boundary Type = OUTLET Location = 0UTC02 BOUNDARY CONDITIONS: FLOW REGIME: Option = Subsonic END

182. MASS AND MOMENTUM: Mass Flow Rate = 0.00001 kg sA-l. Option = Bulk Mass Flow Rate END END

183. BOUNDARY SOURCE: FLUID: AIR SOURCES:

184. EQUATION SOURCE: Continuity Option = Total Fluid Mass Source

185. Total Mass Source Volume Fraction Coefficient = 0 kg sA-Total Source = 0.00001 [kg sA-l.

186. VARIABLE: T Option = Value Value = 30 C. END1. VARIABLE: vel

187. Option = Determine From Mass Flux1. END1. END1. END1. END1. FLUID: C02 SOURCES:

188. EQUATION SOURCE: continuity Option = Total Fluid Mass Source

189. Total Mass Source Volume Fraction Coefficient = 0.00001 kg \ sA-l.

190. Total Source = 0.00001 kg sA-l. VARIABLE: T Option = Value1. Value = 30 C. END1. VARIABLE: vel

191. Option = Determine From Mass Flux1. END1. END1. END1. END1. END1. END

192. BOUNDARY: OUTV Boundary Type = WALL Location = OUTV BOUNDARY CONDITIONS: HEAT TRANSFER: Option = Adiabatic END

193. MASS AND MOMENTUM: Option = No Slip Wall

194. BOUNDARY SOURCE: FLUID: AIR SOURCES:

195. EQUATION SOURCE: continuity Option = Total Fluid Mass Source

196. Total Mass Source Volume Fraction Coefficient = 0.01 kg sA-l.

197. Total Source = 0.01 kg sA-l.1. VARIABLE: T1. Option = Value1. Value = 30 C.1. END1. VARIABLE: vel

198. Option = Determine From Mass Flux1. END1. END1. END1. END1. FLUID: C02 SOURCES:

199. EQUATION SOURCE: continuity Option = Total Fluid Mass Source

200. Total Mass Source Volume Fraction Coefficient = 0 kg sA-l.

201. Total Source = 0.01 kg sA-l.1. VARIABLE: T1. Option = Value1. Value = 30 C.1. END1. VARIABLE: vel

202. Option = Determine From Mass Flux1. END1. END1. END1. END1. END1. END1. BOUNDARY: POCHVA

203. Boundary Type = WALL Location = POCHVA BOUNDARY CONDITIONS HEAT TRANSFER: Fixed Temperature = 45 C. Option = Fixed Temperature END

204. MASS AND MOMENTUM: Option = No Slip Wall END1. END END

205. BOUNDARY: VERH Boundary Type = WALL Location = VERH BOUNDARY CONDITIONS HEAT TRANSFER: Option = Adiabatic END1. MASS AND MOMENTUM:1. Option = No Slip Wall1. END1. END1. END

206. DOMAIN MODELS: BUOYANCY MODEL: Buoyancy Reference Density = 1.2 kg mA-3. Gravity X Component = 0 [m sA-2] Gravity Y Component = -9.81 [m sA-2] Gravity Z Component = 0 [m sA-2] Option = Buoyant

207. BUOYANCY REFERENCE LOCATION:1. Option = Automatic1. END1. END

208. DOMAIN MOTION: Option = Stationary END1. MESH DEFORMATION:1. Option = None1. END

209. REFERENCE PRESSURE: Reference Pressure = 1 atm. END END1. FLUID DEFINITION: AIR1. Material = Air at 25 C1. Option = Material Library1. MORPHOLOGY:1. Option = Continuous Fluid1. END1. END

210. FLUID DEFINITION: C02 Material = C02 at STP Option = Material Library MORPHOLOGY: Option = Continuous Fluid

211. FLUID MODELS: COMBUSTION MODEL: Option = None END1. FLUID: AIR

212. FLUID BUOYANCY MODEL Option = Density Difference END END1. FLUID: C02

213. FLUID BUOYANCY MODEL Option = Density Difference END END

214. FIEAT TRANSFER MODEL: Flomogeneous Model = Off Option = Thermal Energy1. THERMAL RADIATION MODEL:1. Option = None1. END

215. TURBULENCE MODEL: Option = Laminar END END

216. FLUID PAIR: AIR | C02 INTERPHASE HEAT TRANSFER: Nusselt Number = 2 Option = Nusselt Number END

217. TERPPIASE TRANSFER MODEL Interface Length Scale = 1. mm. Option = Mixture Model END

218. MASS TRANSFER: Option = None

219. ITIALISATION: Option = Automatic FLUID: AIR INITIAL CONDITIONS TEMPERATURE : Option = Automatic END1. VOLUME FRACTION:1. Option = Automatic1. END1. END1. END

220. FLUID: C02 INITIAL CONDITIONS TEMPERATURE: Option = Automatic END1. VOLUME FRACTION:1. Option = Automatic1. END1. END1. END1.ITIAL CONDITIONS:1. Velocity Type = Cartesian

221. CARTESIAN VELOCITY COMPONENTS1. Option = Automatic1. END1. STATIC PRESSURE:1. Option = Automatic1. END1. END1. END

222. MULTIPHASE MODELS: Homogeneous Model = On FREE SURFACE MODEL: Option = None1. END END END1. OUTPUT CONTROL: RESULTS:

223. File Compression Level = Default1. Option = Standard1. END1. END

224. SOLVER CONTROL: ADVECTION SCHEME: Option = High Resolution END

225. CONVERGENCE CONTROL: Length Scale Option = Conservative Maximum Number of Iterations =100 Minimum Number of Iterations = 1 Timescale Control = Auto Timescale Timescale Factor = 1.0

226. CONVERGENCE CRITERIA: Residual Target = 1 .E-4 Residual Type = RMS END

227. DYNAMIC MODEL CONTROL: Global Dynamic Model Control = On1. END END END

228. COMMAND FILE: Version = 12.0.1 Results Version =12.0 END

229. SIMULATION CONTROL: EXECUTION CONTROL: EXECUTABLE SELECTION: Double Precision = Off END1.TERPOLATOR STEP CONTROL:

230. Runtime Priority = Standard1. MEMORY CONTROL:

231. Memory Allocation Factor =1.01. END1. END

232. PARALLEL HOST LIBRARY: HOST DEFINITION: msucedbda02d7f Remote Host Name = MSUCE-DBDA02D7F Flost Architecture String = winnt1.stallation Root = C:\Program Files\ANSYS Inc\v%v\CFX1. END1. END

233. PARTITIONER STEP CONTROL: Multidomain Option = Independent Partitioning Runtime Priority = Standard EXECUTABLE SELECTION: Use Large Problem Partitioner = Off END

234. MEMORY CONTROL: Memory Allocation Factor =1.01. END1. PARTITIONING TYPE:1. MeTiS Type = k-way1. Option = MeTiS

235. Partition Size Rule = Automatic1. END1. END

236. RUN DEFINITION: Run Mode = Full

237. Solver Input File = D:\workcfx\smesl4.def END

238. SOLVER STEP CONTROL: Runtime Priority = Standard MEMORY CONTROL: Memory Allocation Factor =1.2 END1. PARALLEL ENVIRONMENT:1. Number of Processes1. Start Method = Serial1. END1. END1. END1. END