книги / Отопление и вентиляция. Отопление

стание теплового потока, то самым невыгодным случаем работы системы отопления следует считать работу ее при абсолютном минимуме наружной температуры и стационарном тепловом режиме. Однако такой расчет не оправдывается экономически, так как абсолютный минимум может наблю­ даться раз в несколько десятков лет, а остальное время система отопления будет работать при производительности значительно меньшей, чем проектная. Поэтому можно счи­ тать допустимым несоблюдение нормального режима отопле­ ния помещения в течение сравнительно небольшого отрезка

этих условий пока не нормирована, в настоящее время поль­ зуются для расчетов понятием наружной расчетной темпера­ туры отопления, обозначая ее tH.Р.0. Стационарный тепловой поток, соответствующий этой наружной температуре и нор­ мальной температуре помещения, называется р а с ч е т н о й т е п л о п о т е р е й . Система отопления, способная своим теп­ ловыделением компенсировать расчетную теплопотерю, прак­ тически сводит период нарушения к такому минимуму, кото­ рый можно считать вполне допустимым.

Величина t„. р. 0 определяется в зависимости от климати­ ческих особенностей местности. Строго говоря, если учиты­ вать влияние тепловой инерции, то для одной и той же мест­ ности для зданий, наружные ограждения которых представ­ ляют собой плохо проводящие тепло, но теплоемкие конструк­ ции, расчетную наружную температуру можно принять менее низкой, чем для зданий с теплопроводными и нетеплоемкими ограждениями.

Специалистами был предложен ряд методов определения t„. р. о- Ввиду крайней сложности вопроса эти методы с тече­ нием времени изменяются и совершенствуются. Принятые в Советском Союзе значения наружных расчетных температур отопления показаны на рис. 1. Температура воздуха tB, ко­ торую отопление должно обеспечить внутри помещения, зависит от назначения помещения и степени интенсивности работы, выполняемой человеком.

Зимой хорошее самочувствие человека, находящегося в состоянии покоя или во время работы, не связанной с затра­

21

Конкретные требования к фабрично-заводским помещениям приведены в «Указаниях на проектирование отопления и вен­ тиляции производственных и вспомогательных зданий про­ мышленных предприятий» СН-7-57. В этом источнике для некоторых помещений показаны два значения допустимых температур, например 8—15° или 16—19°. Первая цифра озна­ чает минимальную температуру, которую должна обеспечить система отопления, вторая — максимально допустимую темпе­

ного процесса, это тепло нужно учитывать как фактор, сни­ жающий затраты тепла на отопление.

Когда известны коэффициент теплопередачи и площадь ограждения, то количество тепла, теряемое помещением

• град;

tB— температура воздуха в помещении;

4 . р. о — расчетная температура наружного воздуха; F — площадь наружных ограждений, м2;

(4 — 4 . р. о) — расчетная разность температур, град.

При пользовании этой формулой необходимо учитывать ряд важных положений для обеспечения унификации расче­ тов. Прежде всего следует иметь в виду, что ограждения помещения не всегда непосредственно граничат с наружным воздухом (например, перекрытия, выходящие на чердак, полы, выходящие в подвал, и т. д.). При этом разность температур воздуха с обеих сторон ограждения будет меньше расчетной. В рамках допустимой точности в таких случаях умножают расчетную разность температур на поправочный множитель ф, меньший единицы. Ниже приведены некоторые значения этих коэффициентов.

если неотапливаемое помещение сообщается с наружным воздухом

23

Д л я п о л о в :

над холодными подпольями, расположенными выше уровня земли при

Во всех остальных случаях температура внутри неотапли­ ваемого помещения определяется тепловым расчетом.

§ 2. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СТРОИТЕЛЬНЫМ ОГРАЖДЕНИЯМ

Для того чтобы обеспечить нормальные условия пребыва­ ния людей в помещении, строительные ограждения его долж­ ны отвечать целому ряду требований как теплотехнических, так и физических.

Рассмотрим требования, которые влияют на теплопотерю помещения. Так как человеческое тело отдает тепло не толь­ ко окружающему воздуху (теплопотеря тела конвекцией), но и внутренней поверхности ограждений помещения (теплопо­ теря тела лучеиспусканием), разность температур Д^0 воз­ духа помещения и внутренней поверхности различных ограж­ дений не должна превышать определенных величин, приве­ денных в табл. 1.

Как уже говорилось выше, желательно, чтобы температу­ ра поверхности пола не была бы ниже температуры поме­ щения более чем на 1,25°. Максимально допустимый предел этой разности составляет 2,5°.

Температура внутренних поверхностей наружных огражде­ ний, за исключением остекления, даже в местах более тепло­ проводных элементов конструкций (мостики холода — швы) должна обеспечивать отсутствие конденсации влаги. Для упрощения техники расчетов поток тепла через ограждения условно считают стационарным. Фактически же он не постоя­ нен, и поэтому в расчетные формулы нужно вводить ряд поправок, учитывающих тепловую инерцию ограждений.

Приведенные выше условия удовлетворяются, если коэф­ фициент теплопередачи наружного ограждения не превышает величины

п— коэффициент, учитывающий расположе­ ние ограждения по отношению к наруж­ ному воздуху.

т— коэффициент, зависящий от величины £> тепловой инерции ограждения, определяемой по формуле:

25

Cj*, c2 — коэффициенты тенлоемкости слоев материала в

кдж/кг • град;

7Г>Тг — объемные массы материалов, из которых состоят отдельные слои в кг/м3.

Ниже приведены значения коэффициента т.

помещений различного назначения можно найти в следующих источниках:

1. Указание по проектированию отопления и вентиляции

2.Санитарные нормы проектирования промышленных пред* приятий Н-101-54 приложения 5 и 6;

3.Строительные нормы и правила, часть I, изд. 1962 г.

Кроме того, имеется ряд вспомогательных норм, а также и технические указания по проектированию отопления и вен­ тиляции для крупных городов, например Ленинграда.

незначительными тепловыделениями. Температура внутреннего воздуха +15"; относительная нлажиость 50*/о; расчетная наружная температура — 25*.

Р е ш е н и е . Пользуясь формулой (2) и табл. 1 и 2, получаем без учета поправочного коэффициента:

31,5 • 8

такие, чтобы у людей, находящихся в непосредственной бли­ зости от ограждений, не было неприятного ощущения из-за увеличения лучистого обмена между поверхностью тела

26

ней поверхности ограждения тв должна быть не ниже точки росы, соответствующей состоянию воздуха помещения, т. е. его температуре и относительной влажности.

Конструкции ограждения рекомендуется проверять на отсутствие конденсации влаги не только на внутренней по­ верхности, но и внутри самого ограждения. Для этой цели приходится производить расчет ограждения на паропроницаемость.

При наличии в наружном ограждении теплопроводных

-элементов (так называемых включений), имеющих прямо­ угольное сечение (толстые сквозные швы, колонны и ригели железобетонного каркаса и т. п.), температура внутренней поверхности в этих опасных местах определяется по фор­ муле:

где /?0 — сопротивление теплопередаче ограждения без теп­ лопроводного включения;

/?в — сопротивление теплопередаче в месте нахождения теплопроводного включения;

— коэффициент, зависящий от соотношения толщины слоя Д теплопроводного включения в направлении, перпендикулярном тепловому потоку, к полной тол­

щине наружного ограждения 8. При -^- = 0,02; 0,05;

О

0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5 этот коэффициент соот­ ветственно равен ij= 0,12; 0,24; 0,38; 0,55; 0,74; 0,83; 0,87; 0,95.

Температура V должна быть выше точки росы воздуха помещения, если относительная влажность в помещении ме­ нее 75%. При — > 1,5 теплопроводное включение следует

рассматривать как самостоятельную часть ограждения. Требования к ограждениям в отношении паропроницае-

мости, воздухопроницаемости и теплоустойчивости изложены в строительных нормах и правилах (СН и П). Здесь эти требова­ ния не приводятся, поскольку они не имеют непосредственно­ го отношения к определению теплопотерь помещений.

Сведения о том, как подсчитать коэффициент теплопере­ дачи ограждения, если материал ограждения имеет включе­ ния по длине и ширине, можно найти в СН и П и в руко­ водствах по строительной теплотехнике. В этих же источниках изложен ряд требований к некоторым не часто встречающимся конструкциям. Вообще следует иметь в виду, что коэффи­ циент теплопередачи k приходится вычислять только для

27

нестандартных конструкций. Для всех более или менее раслространенных конструктивных решений можно принимать уже вычисленные и проверенные коэффициенты из справоч­ ных таблиц, весьма распространенных в специальной литера­ туре.

В данном разделе не изложены также требования к наруж­ ным ограждениям в отношении теплоустойчивости, паропрояицаемости и воздухопроницаемости, поскольку они не имеют непосредственного отношения к определению теплопотерь.

§ а ПОДСЧЕТ; ТЕПЛА, ТЕРЯЕМОГО ПОМЕЩЕНИЯМИ

Для определения максимального количества тепла, теряе­ мого помещением путем передачи его через наружные ограж­ дения, пользуются выражением:

сопротивление /? определяется по известной формуле:

28

Что касается коэффициентов X, то значение их существен­ но меняется в зависимости от влажности материала. Значе­ ния X для материалов нормальной влажности приведены в приложении I.

Для ограждений, материал которых разнороден, по длине и ширине (перпендикулярно и параллельно тепловому потоку), коэффициент k определяется следующим образом.

. Если материал ограждения однороден по толщине, то оно делится плоскостями, параллельными тепловому потоку, на участки, материал которых однороден во всех направлениях. Для каждого участка с площадью поверхности, соответствен­ но равной Fj, F%, вычисляют местные коэффициенты тепло­

29

Если материал неоднороден по толщине, то расчетную величину коэффициента k0 определяют по приближенной формуле

kn — 3k' ■ — кдж/м2’Час-град.

Для определения величины k' ограждение мысленно делят плоскостями, параллельными тепловому потоку, на части, имеющие однородное строение по длине и ширине огражде­ ния; затем для каждой такой части с площадью поверхности, соответственно равной Fx, F2, ..., Fn, оределяют по формуле

(7) коэффициенты, а среднее значение k' (преуменьшенное) находят из выражения

k' = k.^ + k^ +.: : : ± M s Кдж/м2 • час • град.

Pi + Рз + • • ■ + Рп

Чтобы вычислить среднюю величину kn (преувеличенную), ограждение условно делят плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, на слои толщиной, соответственно равной elt е2, ..., еп, с однородным материалом в пределах этой толщины (однородность по длине и ширине не обязательна). Величину k" находят по формуле

где Хср — среднее значение коэффициента теплопроводности каждого слоя;

При определении коэффициента k' для кладки (кирпичной, бутовой и др.) предварительно находят средний коэффициент теплопроводности этой кладки по формуле:

Хкл = />,XJ + />2**2 кдж/м2-час‘град,

где Xj и Х2 — коэффициенты теплопроводности камня и рас­

определить площадь охлаждающихся поверхностей. Если, например, измерить площадь наружных стен помещений средних этажей по внутренним размерам в свету (рис. 2, а, пунктирная стрелка), то полученная площадь не будет равна истинной площади охлаждения, так как наружная поверхность стены здания, лежащая в пределах междуэтажных перекры­ тий (рис. 2, б, заштрихованные слои), будет не учтена. Точно

30