Теплоносители в системе отопления

 

  

2.7. Значения  коэффициента n, учитывающего положение наружной поверхности ограждения 

 

Тип ограждающей  конструкции	n
Наружные  стены и перекрытия, соприкасающиеся  с наружным воздухом	1,0
Чердачное перекрытие	0,9
Перекрытие  над неотапливаемым  подвалом со световыми проемами в  стенах	0,75
То же без  световых проемов	0,6

 

 

Расчеты по формуле (1.3) удобно выполнять в табличной  форме (см. пример 1).

Расход теплоты  на нагрев инфильтрующегося наружного  воздуха в жилых и общественных зданиях для всех помещений определяют из двух расчетов.

В первом расчете определяют расход теплоты Q_i на подогрев наружного воздуха, поступающего в  помещение через неплотности ограждений вследствие работы естественной вытяжной вентиляции в количестве, обусловленном санитарными нормами.

Во втором расчете определяют расход теплоты Q_i на подогрев наружного воздуха, проникающего в это же помещение через неплотности ограждений вследствие теплового и ветрового давлений в количестве, обусловленном величинами этих давлений. Для определения расчетных потерь теплоты помещениями принимают наибольшую величину из определенных по нижеприведенным формулам (1.4) и (1.7).

 

 

 

Первый  расчет. Расход теплоты Q_i, Вт, определяют по формуле 

 

Q_i = 0,28 L r_вн с (t_вн – 

,                                  (1.4) 

 

где L – расход удаляемого воздуха, м³/ч, принимаемый для жилых зданий 3 м³/ч на 1 м² площади жилых помещений; r_вн – плотность внутреннего воздуха, кг/м³; с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж /(кг · °С).

Удельный вес g, Н/м³, и плотность воздуха r, кг/м³, могут быть определены по формулам: 

 

 

                                          ,                                             (1.5) 

 

 

                                               ,                                                  (1.6) 

 

где t – температура  воздуха, °С; g =  9,81 м/с².

Второй расчет. Расход теплоты Q_i на подогрев наружного воздуха, проникающего в помещения через неплотности ограждений (окон и балконных дверей) вследствие теплового и ветрового давлений, определяют как 

 

Q = 0,28 G c (t_BH – 

) k,                                      (1.7) 

 

где G_i – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции; k – коэффициент учета встречного теплового потока, принимаемый для окон и балконных дверей с раздельными переплетами равным 0,8, для одинарных окон и окон со спаренными переплетами – 1,0.

Инфильтрация  воздуха непосредственно через  толщу стены очень мала. Поэтому  величину G_i, кг/ч, определяют только для окон и балконных дверей   

 

G = 0,216 

,                                     (1.8) 

 

где  Р_i – разность давлений воздуха, Па, на наружной Р_н и внутренней поверхностях Р_вн окон или дверей; SF – расчетные площади ограждений, раздельно окон, дверей, фонарей и др., м²; R_и – сопротивление воздухопроницанию этих ограждений, м²·ч/кг, принимаемое по [3] или прил. 3.  
В панельных зданиях определяют дополнительный расход инфильтрующегося воздуха через стыки панелей [2, прил. 10].

Разность давлений воздуха DР_i , Па,  определяют из уравнения  

 

P = (H – h_i)(  –  ) + 0,5   V²(C_e,n – C_e,p)k₁ – P_int,                      (1.9) 

 

Схема параметров, определяющих инфильтрацию воздуха  через оконный проем (обозначения  приведены в экспликации к  формуле (1.9)) где H – высота здания, м, от уровня земли до устья вентиляционной шахты (в бесчердачных зданиях устье  шахты располагают на 1 м выше кровли, в зданиях с чердаком на – 4–5 м выше верха чердачного перекрытия);   hi – расстояние, м, от уровня земли до верха окон или балконных дверей, для которых определяется расход воздуха; gн, gвн – удельные веса наружного и внутреннего воздуха, определяемые по формуле (1.5); V – расчетная скорость ветра, м/с, принимаемая по прил. 2; Ce,n и Ce,p – аэродинамические коэффициенты здания соответственно для наветренной и подветренной поверхностей. Для здания прямоугольной формы Ce,n = 0,8,   Ce,p = –0,6; k1 – коэффициент учета изменения скоростного напора ветра в зависимости от высоты здания; Pint – условно-постоянное давление воздуха, Па, возникающее при работе вентиляции с искусственным побуждением, для жилых зданий Pint = 0. Коэффициент k1 принимается при высоте ограждения над поверхностью земли до 5,0 м равным 0,5, при высоте до 10 м – 0,65, до 20 м – 0,85, более 20 м – 1,1. Схема расположения описанных параметров приведена на рис. выше.

 

  

 

 

 

3. Расчетные  теплопотери помещения.

 

 Расчетные  теплопотери помещения, Вт, определяются по формуле 

 

Q_расч = S Q_огр + Q_инф – Q_быт,                                 

 

где S Q_огр – суммарные теплопотери через ограждения помещения;  
Q_инф – наибольший расход теплоты на подогрев инфильтрующегося воздуха из расчетов по формулам (1.4) и (1.7);Q_быт – бытовые тепловыделения от электрических приборов, освещения и других источников тепла, принимаемые для жилых помещений и кухонь не менее 10 Вт на 1 м² площади пола. Результаты расчета вносятся в таблицу.

В учебном  проекте следует выполнить подробный расчет теплопотерь  
3 помещений: угловой комнаты на первом этаже, другой угловой комнаты на последнем этаже и рядовой комнаты на среднем (в двухэтажных зданиях – любом) этаже. Теплопотери всех остальных помещений назначаются без расчета, при этом необходимо ориентироваться на результаты расчета 3 комнат – теплопотери угловых помещений больше, чем рядовых, теплопотери соответствующих помещений на крайних этажах больше, чем на средних. Все значения теплопотерь помещений округляются до десятков. 

 

Теплопотери здания в целом также можно определить по укрупненным показателям. Методика расчета приведена в прил. 14.

Пример 1. Определение термических сопротивлений ограждающих конструкций и теплопотерь помещений жилого дома по строительным чертежам, приведенным на рис. 1.3. План 1-го этажа (к примерам 1 и 2). Номера помещений    Исходные данные: Объект строительства расположен в г. Находка. Пример расчёта приведён для помещения 101 – угловой жилой комнаты на первом этаже. Здание в  плане прямоугольной формы. Подвал здания неотапливаемый, без световых проёмов. Конструкции стены и перекрытия над подвалом заданы по прил. 3 и показаны на рис. 1.4, 1.5. Окно выполнено с двойным остеклением в раздельных переплётах. Ориентация фасада А-А на север. Решение. По прил. 1 назначена внутренняя температура помещений   tвн = 18 °С. Расчётная температура наружного воздуха tнБ = –20 °С. Для стены принят 4-й вариант ограждающей конструкции  по прил. 3.   По разнице внутренней и наружной температур (38 °С) по прил. 3 назначена толщина стены – 400 мм.

 

 

Из  прил. 4 выписываются соответствующие  значения расчетного коэффициента теплопроводности l. Для керамзитобетона l = 0,44 Вт/ м² · °С, для штукатурки на известково-песчаном растворе l = 0,81 Вт/ м² · °С.  
По табл. 1.1 принимаются значения коэффициентов тепловосприятия и теплоотдачи поверхности стены a_в = 8,7 Вт/м² · °С и a_н = 23 Вт/ м² · °С.

Термическое сопротивление  стены вычисляется по формуле (1.1)  

 

R₀ = 

 м² · °С / Вт. 

 

 

 

 
Для перекрытия над подвалом по прил. 3 принят 1-й вариант ограждающей конструкции. По разнице внутренней и наружной температур назначена толщина засыпаемого слоя керамзитового гравия d = 150 мм.

Аналогично  предыдущему расчету установлены  соответствующие значения расчетного коэффициента теплопроводности половой рейки  
l = 0,18 Вт/м² · °С; гравия керамзитового l = 0,21 Вт/м² · °С, железобетонной плиты l = 2,04 Вт/м² · °С. Термическое сопротивление воздушной прослойки принимается по табл. 1.2, при толщине прослойки 50 мм  
R_в.п = 0,17 м² · ⁰С/Вт.

Определено  термическое сопротивление перекрытия над подвалом 

 

R₀ = 

м² · °С / Вт. 

 

Для чердачного перекрытия (рис. 1.6) по прил. 3 принят 1-й  вариант ограждающей конструкции. По разнице внутренней и наружной температур назначена толщина слоя керамзитового гравия d = 150 мм.

Аналогично  предыдущему расчету определено термическое сопротивление чердачного перекрытия

R₀=  

 м² · °С / Вт. 

 

 

 

 

Как иллюстрация  методики расчета приводится расчет бесчердачного перекрытия (рис. 1.7). Принят 1-й вариант ограждающей конструкции по прил. 3.

Рис. 1.6. Схема  конструкции чердачного перекрытия		Рис. 1.7. Схема  конструкции бесчердачного перекрытия

Толщина слоя керамзитового  гравия назначена d = 200 мм.

Значения расчетного коэффициента теплопроводности l гравия керамзитового l = 0,21 Вт/ м² · °С, железобетонной плиты l = 2,04 Вт/ м² · °С, цементной стяжки l = 0,76 Вт/ м² · °С; a_в = 8,7 Вт/м² · °С и a_н = 12  Вт/м² · °С.

Определяется  термическое сопротивление бесчердачного  перекрытия 

 

R₀= 

 м² · °С / Вт. 

 

По прил. 3 в соответствии с разницей внутренней и наружной температур принята конструкция окна с двойным остеклением в раздельных переплётах, имеющая характеристики R₀  = 0,39 м² · °С /Вт, R_и = 0,26 м²/ч·кг.

Расчет  теплопотерь помещения 101. Это помещение теряет тепло через две наружные стены, два окна и перекрытие над подвалом. Размеры ограждающих конструкций определены по строительным чертежам в соответствии с правилами рис. 1.1 и 1.8. Температура внутреннего воздуха назначена 20 °С, как для углового помещения.

Потери теплоты  через отдельные ограждающие  конструкции определяются по формуле (1.3).

Рис. 1.8. Схема  определения линейных размеров помещения 101: а – план; б – разрез

Определены  добавочные теплопотери b.

По табл. 1.3  добавка на ориентацию наружной стены и окна, ориентированных на запад, b = 0,05; наружной стены и окна, ориентированных на север, b = 0,1. Добавка на угловое помещение при наличии стены, обращенной на север, принята для всех стен и окон b = 0,05.

Коэффициент n для стен и окон, непосредственно соприкасающихся с наружным воздухом, принят равным 1, для перекрытия над неотапливаемым подвалом без световых проемов n = 0,6. Результаты всех расчетов сведены в табл. 1.5.

Величина теплопотерь  на инфильтрацию по первой методике вычислена  по формуле (1.4)

L = 3F_пола =  м²;

с = 1 кДж /(кг · °С);

g_вн =   Н/м³;

r_вн  =   кг/м³;

Q_инф =  Вт.

Для определения величины теплопотерь  на инфильтрацию по второй методике необходимо вычислить разность давлений воздуха DР и расход инфильтрующегося воздуха G. Высота здания до устья вентиляционной шахты установлена Н = 14,3 м, расстояние от земли до верха окна h = 3,3 м; g_вн = 11,819 Н/м³; g_н = 13,688 Н/м³; r_вн = 1,205 кг/м³; C_e,n = 0,8; C_e,p = –0,6;  
P_int = 0; V = 7,8 м/с; k₁ = 0,5. 

 

Таблица 1.5

Определение теплопотерь помещений 

 

Номер помещения	Назначение	Характеристики  ограждения				tвн, °С		tвн– – tнБ, °С		n	R0, м2·К/ Вт	Добавочные теплопотери		Qогр, Вт	Qинф, Вт	Qбыт, Вт	Qрасч, Вт
		Наименование	Ориентация	Размеры, м	F, м2							на ориентацию	на угловые помещения
101	Жилая комната	НС-1	З	6,32×3,25	20,54	20		40		1	1,092	0,05	0,05	828	826	438	2726
		НС-2	С	3,99×3,25	12,98					1	1,092	0,1	0,05	547
		Окно-1	С	1,8×1,5	2,7					1	0,39	0,1	0,05	318
		Окно-2	З	1,5×1,5	2,25					1	0,39	0,1	0,05	265
		ПП	–	3,56×5,9	20,86					0,6	1,317	–	–	380
	SQогр = 2338 Вт
307	Жилая комната	НС-1	Ю	3,6×3,25	11,7		18		38	1	1,092	0	–	407	780	435	1512
		Окно-1	Ю	1,5×1,5	2,25					1	0,39	0	–	219
		ПБ	–	3,6×5,75	20,7					1	1,455	–	–	541
	SQогр = 1167