Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Отопление и вентиляция. Отопление

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
16.16 Mб
Скачать

так же сумма площадей наружных стен двух смежных в плане помещений не будет равна истинной площади наружной стены, если при измерении не принять во внимание ширину стены, отделяющей помещения друг от друга (рис. 2', а, заштрихованные слои).

а)

Эти примеры приводят к выводу, что ширину помещений, необходимо измерять между осями внутренних стен, а высо­ ту брать в средних этажах от пола до пола.

Чтобы точно учесть все охлаждающиеся поверхности, замеры надо производить, как указано на рис. 2, а сплошными стрелками. Особое внимание при этом следует обращать на наружные и внутренние углы, так как в наружных углах по­ верхность теплоотдачи больше поверхности тепловосприятия, а во внутренних углах — наоборот. Длину стен угловых по­ мещений измеряют от оси внутренней стены до кромки на­ ружного угла.

По-особому определяют потери тепла через наружные ограждения, соприкасающиеся не с воздухом, а с грунтом.

31

Ввиду крайней сложности, подобную задачу на практике решают приближенно, принимая некоторый условный коэф­ фициент теплопередачи ограждения. Действительно, если пол, лежащий непосредственно на грунте, теряет какое-то коли­ чество тепла Q кдж/час, то можно всегда подобрать такой условный коэффициент kyc3, который покажет ту же потерю тепла, если пол с нижней стороны будет соприкасаться не с грунтом, а с наружным воздухом. Указанное положение можно выразить следующей формулой:

Q = (/„ — t н. р. о) £усл F кдж/час,

(8 )

где Q — количество

тепла, теряемого данным ограждением,

соприкасающимся с грунтом, кдж/час,

 

tB— температура внутреннего

воздуха, град-,

град-,

t„. р. о— расчетная

температура

наружного воздуха,

F — площадь ограждения, и*2.

Для неутепленных полов значение kyc3 принимают пере­ менным в зависимости от того, насколько данная часть пола удалена от наружной стены. Для зоны пола, расположенной

на различных расстояниях, значения kyc3

берут из табл. 4.

 

 

 

 

Т а б л и ц а 4

Расстояние от наружной

0-2,0

2,0—4,0

4,0—6,0

более 6,0

стены, м

^ у с л .................................*

1,7

0 ,8

0 ,4

0 ,2 5

 

 

 

 

Под неотепленными полами понимают полы, которые состоят из слоев материалов с коэффициентом теплопровод­ ности X менее 4 кдж/м-час-град. Для утепленных полов коэффициент Аусл. ут определяется по формуле

^усл

*у.

с

 

где 8У. с — толщина утепляющего

слоя,

м\

слоя.

Ху. с — коэффициент теплопроводности утепляющего

Так же как .и длину наружных стен, площадь пола первой

двухметровой зоны, примыкающей к углу наружных

стен,

измеряют дважды, т. е. по направлению обеих стен, состав­ ляющих угол.

Для полов на лагах в условный коэффициент теплопере­ дачи следует вводить поправочный множитель 0,85.

Теплопотери через подземную часть наружных стен опре­ деляют так же, как и теплопотери через полы, но отсчет

32

зон начинают от уровня земли; полы же подвалов рассматри­ вают как продолжение подземной части наружных стен.

Как известно, в нашей стране ограждения зданий (за исключением плоских кровель), обращенные на север и восток, находятся в менее благоприятных условиях, чем ограждения, обращенные на юг и запад (вследствие различной интен­ сивности облучения солнцем). Поэтому к потерям тепла, определенным изложенными выше методами, делают надбав­ ки (на стены, окна, двери и вертикальные проекции кровель)

вследующих размерах: 10% для поверхностей, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад, и 5% для поверхностей, обращенных на юго-восток и запад.

Помимо введения указанной поправки необходимо также учитывать увеличение потерь тепла из-за повышения ско­ рости движения наружного воздуха возле строительных ограж­ дений и непосредственного проникновения холодного воздуха

впомещения.

Для зданий, не защищенных от действия ветра другими строениями, если они расположены на расстоянии более 40 м, или древонасаждениями, увеличение потерь тепла учитывают опять-таки в виде процентной надбавки.

Величину надбавок для вертикальных ограждений при­ нимают в пределах от 5 до 10% (последняя цифра относится

к зданиям,

расположенным открыто и

на возвышенностях),

причем

в

местностях, где скорость

ветра

превышает

5 м/сек,

допускается увеличивать эти надбавки

вдвое.

Для наружных двойных дверей величина надбавки на проникновение холодного воздуха будет зависеть от степени тяги, образующейся в лестничной клетке, т. е. от этажности здания. Надбавки принимают в следующих размерах:

при

1

этаже..............................................

100°/о

»

2

этаж ах ........................................

200°/о

»

3

*

250°/о

»

4

300°/о

»

5

 

350°/о

В

случае частого

открывания

дверей

эти

надбавки

нужно увеличивать

еще на 50%.

уменьшают

в 1,5 раза,

Для

одинарных

дверей добавки

так

как

теплопотери,

к которым делаются

надбавки, для

одинарных дверей больше, чем для двойных.

В помещениях, имеющих значительную высоту (более 4 м), приходится учитывать увеличение потерь тепла вследствие того, что теплый воздух, поднимаясь кверху, увеличивает температуру верхней зоны. Это повышение температуры

определяют по

эмпирическим формулам или

учитывают

в виде добавки

к потерям тепла, исчисленным

для всего

В-218.-3

33

J4 помещения

Наименование

помещения

 

 

 

Расчет теплопотерь при

расчетной

Внутренняятемпература, град

Расчетнаяразность темпе­ градратур,

Наименованиеограждения ориентировкаегои по стра­ светанам

Линейныеразмеры ограж­ мдения,

J

Коэффициенттеплопере­

ограждения,дачи .часкдж\*Рград

Площадьохлаждения, лР

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

,

 

 

101 Гимиасти- +15 40

Наружная

(12X5)

60

3,352

ческий вал

стена В

 

 

 

 

Двойное

(2Х2,5)Х2

10

9,637—3,352=6,285

 

окно В

 

 

 

 

Наружная

(24X5)

120

3,352

 

стена Ю

 

 

 

 

Двойное

(2Х2,5)Х4

20

9,637-3,352=6,285

 

окно Ю

 

 

 

 

Потолок

(20ХЮ)

200

2,095

 

Пол не-

(20ХЮ)Х2

60

1,676

 

утеплен-

 

 

 

 

ный

 

 

 

 

То же

(18+6)Х2

48

0,838

 

 

(16+4)Х2

40

0,419

 

 

(14+2)Х2

32

0,251

34

наружной температуре —25'

ф

1

стдельные

X

учитывающий

 

 

 

 

 

d

 

 

 

 

я

Надбавкина

поверхности,

Множитель, надбавку,в

 

O'

 

«9-

 

 

 

 

1

 

 

 

1

8003

10+5

1,15

1

2514

10+5

1,15

1

16090

1

5088

 

 

 

0,8

13406

4022

Надбавкина теплопотерю

 

Множитель,учитывающий надбавкуна высоту

1

 

помещения,X

Расчетнаяпотеря тепла помещенияQpgc4, кдж \час

Примечание

яQ

 

 

 

 

9260 5°/о на ветер

2 окна

2891

16090

5028 4 окна имеется

чердак

13 408

4022

1609

. —

1609

 

 

670

670

 

 

323

323

 

 

 

 

 

 

53301

2

1,02 54 470,©I

35

помещения в целом, в размере 2% на каждый метр

высоты

сверх 4 м,

но в сумме не более 15%.

Указанная надбавка

к потерям тепла в лестничных клетках не учитывается.

Все подсчеты, связанные

с определением потерь

тепла

отдельными

помещениями,

входящими

в состав

здания,

удобнее всего оформлять в виде таблицы-бланка, в который записывают все исходные данные и полученные путем рас­ чета.

В табл. 5 на стр. 34—35 приведен один из возможных вариантов форм такого бланка.

При заполнении отдельных граф бланка часто пользуются сокращенными обозначениями поверхностей охлаждения. Так, двойные двери, выходящие на запад, обозначаются ДДЗ, одинарные окна, выходящие на север, — ООС и т. п. Пере­ чень принятых сокращений приводят в начале таблицы либо в конце ее.

Нумерацию помещений рекомендуется начинать с номера 101 — для первого этажа, 201 — для второго и т. д., сохра­ няя при одинаковой планировке этажей сходную нумерацию помещений, расположенных друг над другом, например 214, 314, 414. При такой нумерации по одному номеру помеще­ ния можно одновременно определить место расположения его и по этажам, и в плане. Последнее условие важно тем, что позволяет избегать повторных расчетов, если размеры помещений одинаковы и величины охлаждения их идентичны.

Кроме того, для упрощения расчетов при вычислении . площади стен можно не вычитать площади окон. Однако в этом случае вместо коэффициента теплопередачи для окон нужно подставлять разность коэффициентов теплопередачи для окон k0K и для стен kCT.

При наличии смежных отапливаемых помещений с раз­ личными температурами потерю тепла (переход его из бо­ лее теплого в более холодное помещение) учитывают обычно лишь в том случае, если разность внутренних температур помещений превышает 5°. При меньших разностях темпера­ тур количество теряемого тепла настолько незначительно, что в рамках допустимой точности расчета им можно пре­ небречь.

Потери тепла через ограждения, у которых поверхность тепловосприятия не равна поверхности теплоотдачи, вычис­ ляют обычно путем отдельного расчета, основанного на простейших законах теплопередачи. Типичным примером этого можно считать расчет потерь тепла через фонарь верхнего света с тройным остеклением.

Очевидно, что количество тепла, проходящего через двойное остекление, должно быть равно количеству тепла,

Зй

уходящему наружу через верхнее одинарное остекление На основании этого составляем уравнение теплового баланса:

»(*в ^х) KFo (tx tB p 0 ), ЙД.Лв’

где ^ — температура в пространстве между стеклами.

Используя это уравнение,

определяем температуру tx:

t,= ^ Д В Р Д В

К Рр * н . р . о

(9)

^дв^дв+

 

В свою очередь, зная

легко вычислить

количество

тепла, передающегося через фонарь. Для этого можно поль­ зоваться любой (правой или левой) частью уравнения теп­ лового баланса.

Таким образом определяют потери тепла отдельными помещениями. Суммируя указанные потери тепла, можно

получить потерю

тепла

всем зданием.

Эта величина, оче­

видно,

должна быть равна количеству

тепла

отдаваемому

нагревательными приборами системы отопления.

проникаю­

Учет

расхода

тепла

на нагревание

воздуха,

щего в помещение

под

действием ветра (оно

выражается

в процентных надбавках

к трансмиссионной

теплопотере),

оправдывает себя лишь в том случае, если наружные ограж­ дения имеют сравнительно малое количество неплотностей и, в частности, если на зиму их замазывают или заклеивают, как это практикуется в жилых зданиях.

Для фабрично-заводских зданий с большим количеством окон и фонарей, в большинстве случаев одинарных и не замазываемых на зиму, а также при наличии часто откры­ ваемых дверей и ворот расход тепла на нагревание попа­ дающего в здание холодного воздуха приходится учитывать особо.

Врывание холодного воздуха (инфильтрация) обусловли­ вается главным образом действием ветра, а частично — разностью весов воздуха внутри и снаружи здания.

Количество инфильтрирующегося воздуха зависит от скорости ветра, а также от профиля здания, от формы и ширины щелей и их длины.

На 1 пог. м длины щели притворов одинарных окон и фонарей в деревянных рамах количество инфильтрирую­ щегося воздуха V, составляет:

при скорости ветра

1 м1сек

V„—

то же

2

»

v „ =

»

3

»

р^ II

»

4

II

»

5

»

v n =

4,0

6.5 00о

оо

12,5

м31час

»

»

»

37

К указанным цифрам вводят следующие поправочные коэффициенты:

для

притворов ворот и д вер ей ......................

2;

»

двойных окон ................................................

0,5;

»одинарных окон и фонарей в металли­

ческих рамах.

и фонарей

в металличе­

0,65;

 

» двойных окон

0,38.

 

ских рамах........................................................

 

 

 

 

Количество тепла Q„, требуемого для нагревания вры­

вающегося воздуха, определяется из выражения:

 

Q = Е УиТ„-1,О0в - К.р.о) кдж/час,

 

(10)

где 2 1/„ — суммарное

количество

инфильтрующегося

воз­

духа, м3/час;

 

 

 

кг/м3;

 

7И— объемная масса наружного воздуха,

 

1,0 — теплоемкость

воздуха в кдж/кг.

 

 

Это количество воздуха нужно добавить к общей потере

тепла через ограждения (исчисленной без процентных

доба­

вок на врывание холодного воздуха).

 

 

§ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ПОТЕРЬ ТЕПЛА ПО УКРУПНЕННЫМ

 

 

ИЗМЕРИТЕЛЯМ

 

 

Если трансмиссионная потеря тепла Q в кдж/яас опре­ делена для какого-нибудь здания путем ранее приведенного расчета, то разделив потерю тепла на объем наружных стен здания V в м3, можно найти количество тепла, которое в среднем теряет 1 м3 здания:

(и )

где U — тепловая характеристика здания, кдж/м3-час. Разделив значение характеристики охлаждения на рас­

четную разность температур (характерную для большинства

помещений

здания),

можно получить количество

тепла, те­

ряемого в

среднем

1 м3 здания

при

расчетном

перепаде

температур

tB— /н>р 0 = Г:

 

 

 

 

 

 

и___

 

 

(12)

 

 

 

' *н.р. о

 

 

 

 

 

 

 

 

где

q — удельная

тепловая

характеристика

здания,

 

 

кдж ■м3час • град.

 

 

 

Примерные значения удельных тепловых характеристик

для некоторых зданий (соответствующих

/ н>р_0= —30°) приве­

дены

в табл. 6.

 

 

 

 

38

Наименование зданий

Ж илы е............................................

Административные........................

Ш колы.........................................

Больницы .........................................

Механосборочные ц е х и .................

Ремонтные цехи...............................

Чугунолитейные цехи.....................

Деревообделочные цехи . . ♦ . . .

Таблица 6

Удельная

тепловая характеристика q

 

при строительной кубатуре, тыс. м*

до 3

5

10

20

50

100

1.8

1.6

1,4

1,2

1,1

_

 

1.8

1,6

1.3

1,6

1,5

1,4

1,7

1,5

1,3

2.3

1,7

1,8

1,7

1.6

2.5

2,1

1,9

1,3

1,1

1.0

2,5

2,3

1.7

1.7

Понятием у д е л ь н а я т е п л о в а я х а р а к т е р и с т и к а очень удобно пользоваться для быстрых ориентировочных подсчетов расчетных теплопотерь зданий. Действительно, определив для данной категории зданий среднее значение q,

можно

быстро определить

величину

расчетной

теплопо-

тери для аналогичного здания по

формуле:

 

 

 

 

 

Q = <lV (tJi

tHр о ).

 

 

(13)

Однако при этом

следует иметь в виду,

что

получаемая

цифра

является ориентировочной,

так как при

одном и том

же объеме длина и периметр

здания

могут

сильно разли­

чаться,

а процент

остекления может

колебаться

в значи­

тельных пределах. Кроме того, теплотехнические требова­ ния, которым должны удовлетворять конструкции огражде­ ний, будут различны для зданий, расположенных в различ­ ных климатических условиях.

Если принять конструкцию ограждений, соответствующую расчетной температуре — 30°, за некоторый эталон, то изме­

нение удельной тепловой характеристики можно

определить

по формуле:

(14)

Q = aqV(te - t Hp 0),

где а — поправочный множитель, зависящий от расчетной наружной температуры отопления.

Значение коэффициента а можно принимать из следую­ щей таблицы:

н. р. 0

-10

-15

—20

-25

-30

-35

-40

-46

 

 

 

 

 

 

 

 

а

1,45

1,28

1,17

1,08

1.0

0,95

0,9

0,85

39

Дополнительный расход тепла на нагревание холодного наружного воздуха зависит главным образом от количества мелких щелей и неплотностей, имеющихся в наружных ог­ раждениях, высоты здания и режима открывания проемов (ворот). Этот расход учитывают обычно только для промыш­

ленных зданий.

 

для ориентировочных под­

В практике

проектирования

счетов принято принимать этот

расход

как

известный про­

цент надбавки к расчетной теплопотере

здания. Указанная

надбавка составляет:

 

 

 

 

 

д ля

ц е х о в в ы с о т о й

до

4.5 ж.

25°/о;

 

при одинарном остеклении

для

»

днойном

»

 

15°/о;

ц е х о в в ы с о т о й

б о л е е 4,5 м :

 

 

при одинарном остеклении 35°/о;

 

«

двойном

 

«

 

25в/о.