Plumbing. Heating. Conditioning. Energy Efficiency.

Долговечность несущих ограждающих конструкций в помещении бассейна

(0) (4808)
Опубликовано в журнале СОК №5 | 2013

Рассмотрены особенности исследования влияния воздушно-теплового и газово-влажностного режимов помещения бассейна на коррозию стальной арматуры. Газовый режим помещения бассейна рассмотрен с учетом распределения концентрации паров соляной кислоты, которая, проникая в несущие ограждающие конструкции, снижает их долговечность.

Рис. 1. Изменение относительной влажности наружного воздуха в течение года

Рис. 1. Изменение относительной влажности наружного воздуха в течение года

Рис. 2. Изменение концентрации паров соляной кислоты в воздухе бассейна в течение года

Рис. 2. Изменение концентрации паров соляной кислоты в воздухе бассейна в течение года

Рис. 3. Зависимость скорости коррозии железоуглеродистых сплавов от концентрации паров соляной кислоты

Рис. 3. Зависимость скорости коррозии железоуглеродистых сплавов от концентрации паров соляной кислоты

Рис. 4. Доля теплоты, идущей на испарение воды, от теплоты, затраченной на подогрев воды в бассейне

Рис. 4. Доля теплоты, идущей на испарение воды, от теплоты, затраченной на подогрев воды в бассейне

Требуемые параметры микроклимата в помещении бассейна формируют системы отопления и вентиляции [1]. Влажностный режим данного типа помещений — благоприятная среда для активного размножения различных бактерий и микроорганизмов, концентрация которых определяет санитарно-гигиенические условия в бассейне, которые на сегодняшний день редко где обеспечивают без применения хлора, как химического элемента, обладающего бактерицидными свойствами, для обеззараживания воды.

Хлор, растворяясь в воде, в зависимости от жесткости воды и рН образует соляную кислоту, испаряющуюся с поверхности бассейна вместе с водой, при этом создается газовый режим помещения с концентрацией паров соляной кислоты. Воздушно-тепловой и влажностно-газовый режимы помещения бассейна взаимосвязаны и влияют на распространение в воздухе паров соляной кислоты и проникновение ее в толщу несущих ограждающих конструкций, что вызывает коррозию и снижение долговечности стальной арматуры.

Влажностно-газовый режим наружных и внутренних ограждающих конструкций зависит от влажностно-газового состояния воздушной среды помещения бассейна. Влажностный режим помещения бассейна рассматривается в неразрывной связи с газовым режимом, что позволяет, рассчитав неравномерность распределения водяного пара, получить неравномерное распределение паров соляной кислоты по объему помещения, определив неравномерность интенсивности коррозии ограждающих конструкций в помещении бассейна во времени.

Связь четырех динамических режимов учтена в математической модели с распределенными по объему помещения параметрами — главным образом температуры, концентрации водяного пара и паров соляной кислоты [2]. Проведены расчеты воздушно-теплового и влажностно-газового режимов помещения бассейна на основе созданной математической модели для этих режимов.

Расчет годового изменения рассматриваемых динамических режимов проведен на компьютере по программе, составленной на основании заданных значений температуры и относительной влажности наружного воздуха в виде функции f = P – Acos(τ), где f — исследуемый параметр (относительная влажность, температура); P — среднее значение данного параметра; A — амплитуда изменения параметра; τ — время.

Заданы все необходимые исходные данные: геометрия помещения, теплотехнические характеристики строительных материалов, производительность работы системы вентиляции. Воздушный режим помещения бассейна рассмотрен с учетом работы приточно-вытяжной механической системы вентиляции, а также с учетом конвективных потоков, образующихся у нагретых и охлажденных поверхностей. Тепловой режим помещения бассейна учитывает переменные во времени теплопоступления и теплопотери.

Поток теплоты от солнечной радиации принят изменяющимся в течение года и суток по часам. Влажностный режим помещения бассейна связан с испарением воды с поверхности ванны и обходных дорожек, зависящий от температуры воды, воздуха и относительной влажности воздуха в помещении. Следует отметить, что влажностный режим задан изменяющимся во времени в связи с колебаниями температуры внутреннего воздуха и относительной влажности наружного воздуха в течение года.

Результаты расчетов представлены на рис. 1 и 2, где показано, как в течение года меняется относительная влажность воздуха и концентрация паров соляной кислоты в воздухе бассейна. На рис. 3 и 4 отображена скорость коррозии стали, причем цифрами показаны следующие материалы: 1 — низкоуглеродистая сталь; 2 — 0,01 %-я углеродистая сталь; 3 — 0,03 %-я углеродистая сталь. Для расчетов использовались данные [3, 4].

Температурный режим воды в бассейне связан с ее нагревом, испарением и теплообменом с воздухом и поверхностями ванны в бассейне. Вследствие испарения воды с поверхности ванны и обходных дорожек бассейна тратится достаточно много тепловой энергии на ее испарение, при этом температура воды становится ниже температуры воздуха. Изменение соотношения количества теплоты, поступающего на испарение воды и на ее нагрев в течение года, также рассчитано.

Скачкообразное изменение соотношения затраченного теплоты на нагрев воды и теплоты на испарение получено в связи с учетом отличия температуры водопроводной воды до нагрева в холодный и теплый периоды года. Годовые изменения параметров микроклимата, а также формирование тепловых, влажностных и газовых (пары соляной кислоты) балансов в помещении бассейна позволяют представить сложную взаимосвязь рассматриваемых динамических режимов. Из представленных графиков видно, что процессы при расчетах приняли квазистационарное состояние, что позволяет сделать выводы о правильности всех физических представлений о совместном действии рассматриваемых динамических режимов.

Созданная математическая модель и программа по расчету динамических тепломассообменных режимов в помещении бассейна позволяет прогнозировать динамику изменения параметров микроклимата в помещении в годовом режиме и оценивать снижение долговечности несущих ограждающих конструкций, что позволяет оценивать вероятность возникновения аварийных ситуаций и повышает безопасность эксплуатации объекта.

(0) (4808)
Comments
  • В этой теме еще нет комментариев
Add a comment

Your name *

Your e-mail *

Your message