Расчет расхода теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха

Номер и наименование помещения	Площадь окна, Аок, м2	Высота h, м	р, Па	Gн, кг/ч	Qи, Вт
Кухня 101, 110,…119
Кухня 201, 210, …219
….

Результат расчёта величины Q_и записываются в таблицу расчета тепловой мощности системы отопления (прил. Д, табл. Д.1, графа 12) для соответствующих помещений.

4.6. Расчет теплопоступлений в помещении

В помещениях жилых зданий присутствуют так называемые бытовые теплопоступления, которые должны вычитаться из расчетной мощности системы отопления здания.

Тепловой поток, поступающий в комнаты и кухни жилых домов от электрических приборов, освещения, материалов, людей и других источников Q_быт, Вт, следует определять по формуле

Q_быт = q_быт  А_п, (4.13)

где А_п – площадь пола помещения, м²;

q_быт – удельная величина бытовых теплопоступлений, Вт/м², принимаемая в соответствии с [4, прил. Г, п.Г.5]:

а) для жилых зданий с расчетной заселенностью квартир менее 20 м² общей площади на человека q_быт = 17 Вт/м²;

б) для жилых зданий с расчетной заселенностью квартир 45 м² общей площади и более на человека q_быт = 10 Вт/м²;

в) для других жилых зданий – в зависимости от расчетной заселенности квартир по интерполяции величины q_быт между 17 и 10 Вт/м².

Например для расчетной заселенности квартир 25,1 м² на человека:

q_быт = Вт/м² .

Результаты расчёта значений Q_быт по формуле (4.13) заносим в таблицу расчета тепловой мощности системы отопления (прил. Д, табл. Д.1, графа 13).

Пример расчета требуемой мощности системы отопления жилого здания в соответствии с п.4.1 - 4.5 приведен в прил.Д.

5. Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий

Расчетную удельную характеристику расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, q ^Р_от, Вт/(м^{3 о}С), следует определять по формуле

q ^р_от =[k +k_вент - (k_быт + k_рад)  ] (1-) _h , (5.1)

где k – удельная теплозащитная характеристика здания, Вт/(м^{3 о}С), рассчитанная в п. 2.4 ;

k_вент – удельная вентиляционная характеристика здания, Вт/(м^{3 о}С);

k_быт – удельная характеристика бытовых тепловыделений здания, Вт/(м^{3 о}С);

k_быт – удельная характеристика теплопоступлений в здание от солнечной радиации, Вт/(м^{3 о}С), в курсом проекте не учитывается;

ξ – коэффициент, учитывающий снижение теплопотребления жилых зданий при наличии поквартирного учета тепловой энергии на отопление, принимается до получения статистических данных фактического снижения, ξ = 0,1;

_h – коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения:

- для многосекционных и других протяженных зданий _h =1,13;

- зданий башенного типа _h =1,11;

- зданий с отапливаемыми подвалами или чердаками _h =1,07;

- зданий с отапливаемыми подвалами и чердаками, а также с квартирными генераторами теплоты _h =1,05;

 – коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций, рекомендуемые значения определяются по соотношениям  =0,7+0,000025(ГСОП – 1000);

 – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления; рекомендуемые значения:

 = 1 – в однотрубной системе с термостатами и с пофасадным авторегулированием на вводе или поквартирной горизонтальной разводкой;

 = 0,95 – в двухтрубной системе отопления с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе;

= 0,9 – в однотрубной системе с термостатами и с центральным авторегулированием на вводе или в однотрубной системе без термостатов и с пофасадным авторегулированием на вводе, а также в двухтрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

 = 0,85 – в однотрубной системе отопления с термостатами и без авторегулирования на вводе;

 = 0,7 – в системе без термостатов и с центральным авторегулированием на вводе с коррекцией по температуре внутреннего воздуха;

 = 0,5 – в системе без термостатов и без авторегулирования на вводе - регулирование центральное в ЦТП или котельной.

Удельную вентиляционную характеристику здания k_вент, Вт/(м^{3 о}С), следует определять по формуле

k_вент = 0,28с n_в β_ν ρ_в^вент , (5.2)

где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг ^оС);

 _v – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. При отсутствии данных принимать _v = 0,85;

ρ_в^вент - средняя плотность приточного воздуха за отопительный период,

кг/м³ , определяется по формуле аналогичной (4.12) с подставлением температуры t_от ;

n_в – средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, ч^-1, рассчитывается по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле

n_в= [(L_вент∙n_вент)/168+(G_инф∙n_инф)/(168_в ^вент)]/(_∙V_от), (5.3)

где L_вент – количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке, м³/ч, равное:

а) для жилых зданий с расчетной заселенностью квартир менее 20 м² общей площади на человека – 3 А_ж;

б) других жилых зданий – 0,35h_эт А_ж, но не менее 30 m; где m – расчетное число жителей в здании;

в) общественных и административных зданий принимают условно: для административных зданий, офисов, складов и супермаркетов – 4 А_р; для магазинов шаговой доступности, учреждений здравоохранения, комбинатов бытового обслуживания, спортивных арен, музеев и выставок – 5 А_р; для детских дошкольных учреждений, школ, среднетехнических и высших учебных заведений – 7 А_р; для физкультурно-оздоровительных и культурно-досуговых комплексов, ресторанов, кафе, вокзалов – 10А_р,

А_ж; А_р – для жилых зданий – площадь жилых помещений, к которым относятся спальни, детские, гостиные, кабинеты, библиотеки, столовые, кухни-столовые; для общественных и административных зданий – расчетная площадь, определяемая как сумма площадей всех помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей, м²;

h_эт – высота этажа от пола до потолка, м;

n_вент – число часов работы вентиляции в течение недели;

168 – число часов в неделе;

G_инф – количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, кг/ч, определяемое по формуле (4.9);

n_инф – число часов учета инфильтрации в течение недели, ч, равное 168 для зданий со сбалансированной приточно-вытяжной вентиляцией и (168-n_вент) для зданий, в помещениях которых поддерживается подпор воздуха во время действия приточной механической вентиляции;

V_от – отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений зданий, м³;

ρ_в ^вент, _v – то же, что и в формуле (5.2).

В случаях, когда здание состоит из нескольких зон с различным воздухообменом, средние кратности воздухообмена находятся для каждой зоны в отдельности (зоны, на которые разделено здание, должны составлять весь отапливаемый объем). Все полученные средние кратности воздухообмена суммируются, и суммарный коэффициент подставляется в формулу (5.2) для расчета удельной вентиляционной характеристики здания.

Удельную характеристику бытовых тепловыделений здания k_быт, Вт/(м^3оС), следует определять по формуле

, (5.4)

где q_быт – величина бытовых тепловыделений на 1м² площади жилых помещений (А_ж) или расчетной площади общественного здания (А_р), Вт/м² (см. формулу (4.13));

t_в, t_от – то же что и в формуле (5.2), °С;

А_ж – то же, что и в (5.3).

Расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период Q_от^год, кВт час/год, определяется по формуле

Q_от^год = 0,024 ГСОП V_от q^р_от , (5.5)

где ГСОП – количество градусосуток отопительного периода,

V_от – отапливаемый объем здания, м³;

q^р_от – расчетная удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, Вт/(м^{3 о}С), рассчитанная по формуле (5.1).

Общие теплопотери здания за отопительный период Q_общ^год, кВт ч/год, определяются по формуле

Q_общ^год = 0,024 ГСОП V_от (k+ k_вент), (5.6)

где ГСОП, V_от – то же, что в формуле (5.5);

k, k _вент – см. формулу (5.1).

Пример 5.1. Рассчитать удельную теплозащитную характеристику для трёхэтажного жилого дома, расположенного в г. Архангельск.

Исходные данные

Средняя температура за отопительный период t_от = – 4,7 ^оС; продолжительность отопительного периода z_оп = 251 сут. Температура внутреннего воздуха t_в = 20°С.

Здание двухсекционное, трехэтажное. Под первым этажом расположен подвал и технические помещения. Средняя за отопительный период расчетная температура воздуха в подвале t_под = 8 °C. На всех этажах расположены жилые квартиры. Средняя за отопительный период расчетная температура воздуха в помещениях t_жил = 20 °С.

Объемно-планировочные показатели:

отапливаемый объем здания V_от = 17000 м³;

в том числе:

площадь жилых помещений: А_ж= 1793 м²;

расчетное количество жителей: m_ж=50 чел.;

количество инфильтрующегося воздуха через ограждающие конструкции лестничной клетки G_инф=800 кг/ч;

расчётная заселённость квартир 25м²/чел.

Удельная теплозащитная характеристика здания, рассчитанная в примере 2.2, k = 0,129 Вт/(м^{3 о}С)

Решение

Рассчитаем количество приточного воздуха в здание L_вент, м³/ч, в соответствии с пояснениями к формуле (5.3):

L_вент1 = 30∙ m = 30∙50 = 1500 м³/ч,

L_вент2 = 0,35∙3∙А_ж=0,35∙3∙1793 = 1882 м³/ч.

В расчёт принимаем большее значение L_вент = 1882 м³/ч.

Рассчитываем среднюю кратность воздухообмена жилой части здания за отопительный период n_в1, ч^-1 , по формуле (5.3):

n_в1=L_вент/ _ ∙V_от = 1882 /(0,85∙17000)= 0,130 ч^-1.

Рассчитываем среднюю кратность воздухообмена лестничного узла за отопительный период, n_в2 , ч^-1 , по формуле (5.3):

n_в2= (G_инф∙n_инф)/(168_в ^вент)/(_∙V_от)=800∙168/(168∙ 1,27)/(0,85∙17000)=0,044 ч^-1.

Находим среднюю суммарную кратность воздухообмена здания за отопительный период n_в:

n_в = n_в1 + n_в2 =0,130 + 0,044 = 0,174 ч^-1.

Плотность приточного вентиляционного воздуха в соответствии формулой (4.12) равна:

= =1,27кг/м³.

Удельная вентиляционная характеристика здания определяется по формуле (5.2):

k_вент= 0,28с n_в β_ν ρ_в ^вент =0,28 ∙1∙ 0,174 ∙0,85∙ 1,27= 0,053 Вт/(м^{3 о}С).

Удельная характеристика бытовых тепловыделений здания определяется по формуле (5.4):

= =0,067Вт/(м^{3 о}С).

Коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций  составляет (см. пояснения к формуле (5.3)):

 =0,7+0,000025(6200– 1000)=0,83.

Расчетная удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период определяется по формуле (5.1):

q_от = (0,13 + 0,053 - 0,067∙0,83∙0,95)∙1,13=0,147 Вт/(м^{3 о}С).

Расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания за отопительный период Q_от^год, кВт ч/год, определяется по формуле (5.5):

Q_от^год =0,024∙6200∙17000∙0,147=371851 кВт ч/год.

Общие теплопотери здания за отопительный период Q_общ^год, кВт ч/год, определяются по формуле (5.6):

Q_общ^год =0,024∙6200∙17000∙ (0,13+0,053) =462917 кВт ч/год.

Нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию для жилого трёхэтажного здания составляет ([4, табл. 14] или прил. Е):

q_от^тр = 0,372 Вт/(м^{3 о}С).

Определяем величину отклонения расчётного значения q_от от нормируемого q_от^тр :

qот - qоттр 100 %	=	(0,147 - 0,372)*100 %	= - 61 %.
qоттр		0,372

По [4, табл. 15] или прил. Ж определяем класс энергетической эффективности здания А++: очень высокий.