36

очередь способностью поддерживать его ограниченное присутствие. Теплоизбытки, влаговыделения и выделения вредных веществ являются

составляющими соответствующих балансовых уравнений, на основе которых рассчитывают воздухообмен.

4.2. Расчет теплопоступлений

Теплопоступления от людей

От человека в помещение поступает конвективное и лучистое тепло - явные теплопоступления, методика определения которых приведена в справочнике проектировщика по отоплению.

Кроме того, с выдыхаемой и испаряющейся с поверхности кожи влагой в воздух поступает скрытое тепло. Суммарные поступления явного и скрытого тепла составляют полные теплопоступления от человека. Интенсивность поступления тепла и влаги от человека в основном зависит от температуры воздуха в помещении и тяжести выполняемой работы (табл. 4.2).

Врасчетах обычно принимают, что женщины в среднем выделяют 85 %,

адети 75 % теплоты и влаги, выделяемых взрослыми мужчинами.

Теплопоступления от искусственного освещения.

Мощность устанавливаемых светильников зависит от требований к освещенности помещения. Вся затрачиваемая на освещение энергия, Nосв, кВт, в итоге переходит в тепло, Qосв, кВт, и поступает в помещение (за исключением небольшой доли тепла, затрачиваемой на нагрев ограждений и частично уходящей за пределы помещения). Поэтому в расчетах часто принимают количество теплоты от источников искусственного освещения равным

Qосв = Nосв (4.2)

В случае, когда светильники установлены не в самом помещении, а на техническом этаже, за остекленным ограждением и т. п., в помещение поступает только доля тепловыделений - видимая радиация.

38

чердака.

Теплопоступления от солнечной радиации.

Тепло солнечной радиации поступает в помещение через заполнение световых проемов и через массивные ограждения, и эти два пути поступления тепла принципиально отличаются.

Интенсивность теплового потока, проникающего через остекление, изменяется по времени почти синхронно с изменением интенсивности потока солнечной энергии, падающей на остекление.

Поступление тепла через непрозрачные массивные ограждение происходит со значительным запаздыванием, зависящим от тепловой инерции ограждения, то есть от его массивности.

Оба вида поступления солнечного тепла существенно не стационарны, что в первую очередь связано с изменением интенсивности солнечной энергии в течение суток и в годовом цикле. Обычно расчет поступления тепла солнечной радиации ведется для безоблачного неба. Принципиально он может выполняться для любого времени года, но, прежде всего, такой расчет выполняется для расчетных параметров теплого периода года (июль).

Поступление тепла солнечной радиации через остекление.

Количество тепла, Вт, поступающего в помещение в расчетный час через остекление, площадью, Foc, м2, равно:

где qрад , qmen - интенсивности потоков солнечной энергии, передающейся через остекление за счет радиации и за счет теплопередачи, Вт/м2.

Для вертикального заполнения светового проема интенсивность

39

остекления по сторонам света и расчетного часа, Вт/м2; Кинс, Кобл - коэффициенты инсоляции и облучения, учитывают затенение

остекления откосами окон, выступающими архитектурными элементами здания при различных углах падения солнечного луча относительно поверхности остекления;

Котн - коэффициент, который учитывает долю проникающей в помещение солнечной радиации в зависимости от конструкции остекления, толщины стекла, наличия и видов солнцезащитных устройств, так Котн = 1 для одинарного остекления без солнцезащитных устройств при толщине стекла

2,5…3,5 мм;

τ2 - коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами, зависит от вида остекления, типа и материала переплетов, назначения здания.

Аналогичные по смыслу зависимости имеются для наклонного и горизонтального заполнения световых проемов.

Обусловленная теплопередачей интенсивность поступления тепла через остекление:

где te - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

Roc - сопротивление теплопередаче заполнения светового проема, (м2 оС)/Вт;

- условная наружная температура, °С.

Прямая и рассеянная солнечная радиация частично поглощается поверхностью остекления и нагревает ее. Под условной наружной температурой понимается температура наружного воздуха с учетом нагрева за счет поглощенной солнечной радиации

tн усл = tн + (S·Kинс + D·Kобл)· τ2ρп / αнв, (4.6)

где S, D - соответственно, интенсивности прямой и рассеянной

40

солнечной радиации, падающей на твердую поверхность, величины зависящие от географической широты местности, ориентации остекления по сторонам света и расчетного часа, Вт/м2;

ρп - приведенный коэффициент поглощения солнечной энергии остеклением;

αнв - коэффициент теплоотдачи наружной вертикальной поверхности остекления, Вт/(м2 К), который в основном зависит от скорости ветра, v, м/с

приближенно можно описать как гармоническое колебание около средней

радиационных потоков qn, qр, S, D, коэффициенты Кинс и Кобл, температура наружного воздуха tн существенно меняются в течение суток, поэтому расчет поступления тепла через остекление ведется по часам в пределах рабочего времени.

Поступление тепла от солнечной радиации через непрозрачные массивные ограждения.

Считается, что поступающий через массивное ограждение тепловой поток солнечной радиации в течение суток изменяется по гармоническому закону.

Время максимального потока солнечной энергии, падающей на

41

горизонтальную поверхность (плоская кровля) принимается 13 часов. Но тепловая волна проходит через массивное ограждение с запаздыванием, зависящим от тепловой инерции ограждения - от его массивности Dм.

ступающего в помещение и его отклонение от среднесуточного значения, связанное с колебательным характером изменения, Вт/м2.

Например, для горизонтального плоского покрытия:

qcp = Kпокр · (tнср + ρпокр · qсрс /tн) (4.13)

где Kпокр - коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м2 °С);

qсрс - среднее за сутки суммарное значение прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей на поверхность покрытия, Вт/м2;

ρпокр - коэффициент поглощения солнечной энергии покрытием; - коэффициент теплоотдачи наружной горизонтальной поверхности

42

Aq - разность интенсивностей прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, в каждый расчетный час (S + D)г, и

где Rm - термическое сопротивление материальных слоев покрытия, (м2°С)/Вт;

βсл - коэффициент, учитывающий расположение двух основных слоев ограждения (конструктивного и теплоизоляционного) по ходу распространения тепловой волны, для однослойной конструкции βсл =1.

Полная методика расчета коэффициента затухания амплитуды температуры в толще массивного ограждения приведена в справочнике проектировщика Отопление, часть 1.

Время максимальных теплопоступлений через покрытие при его типичной массивности Dм≈4, = 13 + 2,71 · Dм - 0,41 =

=13 + 2,71·4 - 0,41 = 23,4 часа, то есть практически полночь.

Вполдень, когда теплопоступления через остекление стремятся к максимальным значениям, волна теплопоступлений через покрытие составляет величину менее ее среднесуточного значения. Поэтому, при расчете суммарных теплопоступлений от солнечной радиации через остекление и массивные ограждения для проектирования вентиляции часто ограничиваются вычислением только среднесуточного значения теплопоступлений через покрытие.