42. Основные, добавочные и расчётные тепловые потери помещениями жилых зданий (формулы, входящие в них величины, их смысл и единицы измерения).

Теплопотери помещений в жилых и гражданских  зданиях складываются из теплопотерь через ограждающие конструкции (стены, окна, полы, перекрытия) и расходов теплоты на нагрев воздуха, инфильтрующегося в помещения через неплотности в ограждающих конструкциях. В промышленных зданиях учитывают и другие расходы теплоты (работа систем вентиляции с механическим побуждением, открывание ворот и др.).

Теплопотери определяют через все ограждающие конструкции и для всех отапливаемых помещений. Допускается не учитывать теплопотери через внутренние ограждения, если разность температур в помещениях, которые они разделяют, не превышает 3 °С. До начала расчетов всем помещениям здания, в которых должны быть определены теплопотери, присваивают номера.

Потери теплоты, Вт, через ограждающие конструкции рассчитывают по формуле

Q_огр = F (t_вн –  ) (1 +Sb)  ,                                 (1.3)

 

где F – расчетная площадь ограждающей конструкции, м²; t_вн –расчетная температура воздуха в помещении, °С; t_н^б – расчетная температура наружного воздуха, °С; b – добавочные теплопотери, в долях от основных потерь; n – коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху; R₀  – сопротивление теплопередаче, м² · °С/ Вт, определяемое по формуле (1.1).

Расчетные площади ограждений определяют по строительным чертежам в соответствии с правилами обмера.

Добавочные теплопотери зависят от ориентации ограждающих конструкций по странам света, а также от расположения здания на открытой местности, скорости ветра в данном географическом районе и инфильтрации. В зависимости от ориентации наружных конструктивных элементов здания (стены, окна, двери) дополнительные теплопотери составляют: 10%, если они обращены на север, северо-восток, восток и северо-запад, 5 % - на юго-восток и запад.

Добавочные теплопотери

 

Тип ограждения	Условия	Добавочные теплопотери b, доли
Наружные вертикальные стены, окна и двери	При ориентации на север, восток, северо-восток и северо-запад;         юго-восток и запад	0,1
		0,05
Наружные двери, необорудованные воздушной завесой при высоте здания Н, м	Тройные двери с двумя тамбурами	0,2 Н
	Двойные двери с тамбуром между ними	0,27 Н
В угловых помещениях дополнительно для стен, окон и дверей	Одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток или северо-запад	0,05
	В других случаях	0,1

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 м²площади 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_внокон 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)

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); 

h_i – расстояние, м, от уровня земли до верха окон или балконных дверей, для которых определяется расход воздуха;g_н, g_вн – удельные веса наружного и внутреннего воздуха, определяемые по формуле (1.5); V – расчетная скорость ветра, м/с, принимаемая по прил. 2;

C_e,n и C_e,p– аэродинамические коэффициенты здания соответственно для наветренной и подветренной поверхностей. Для здания прямоугольной формы C_e,n = 0,8, C_e,p = –0,6; k₁ –коэффициент учета изменения скоростного напора ветра в зависимости от высоты здания;

P_int – условно-постоянное давление воздуха, Па, возникающее при работе вентиляции с искусственным побуждением, для жилых зданий P_int= 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. 1.2.

Расчетные теплопотери помещения, Вт, определяются по формуле

 Q_расч = S Q_огр + Q_инф – Q_быт,                                (1.10)

 

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.