Розрахунок тепла, що втрачається стінами та покрівлею в навколишнє середовище

Умова задачі

Визначити втрати тепла в навколишнє середовище стінами та покрівлею будинку бухгалтерії розмірами 18х12х5м температурою 12⁰С, якщо коефіцієнт тепловіддачі стін і покрівлі k=0,43Вт/м². ⁰С.

Дано:

k=0,43Вт/(м². ⁰С); t_зов=12⁰С; розміри будинку 18х12х5м

Рішення.

Витрати тепла розраховуються по формулі:

Q=S_сумk(tm-t₀)3,6кДж/год

[Q]=м² Вт/м^{2 0}С ⁰С=Вт Дж/С=3600/1000=кДж/год

1. Визначити сумарну поверхню стін та покрівлі

Зобразимо схему будинку

Площа двох бокових стін S_б=2·(l·h)=2·(18·5)=180м²

Площа двох торцевих стін S_m=2·(b·h)=2·(12·5)=120м²

Площа покрівлі S_р=l·b=18·12=216м²

Сумарна площа S_с=S_b+S_т+S_р=180+120+216=516м²

2. Температуру в приміщенні бухгалтерії приймаємо за 200С у відповідності до ГОСТу 12.1.005-76 для легкої праці.

3. Втрата тепла

Q=516·0,43·(20-12)·3,6=6390кДж/год

Природне освітлення

Умова задачі

Розрахувати кількість віконних прорізів для приміщення штучного запліднення тварин при слідуючих його розмірах: в=6м глибина, вздовж вікон l=16м, розміри вікон 0,8·1,5м.

Розрахунок природного освітлення зводиться до знаходження S – сумарної площі світлових прорізів, за формулою

де S – світло пропускна площа вікон, м²;

S_п – площа підлоги, м²;

е – нормоване значення КЕО при боковому освітленні, % (табл. 4)

k – коефіцієнт, що враховує затемнення вікон навпроти розташованими будинками;

η₀ – світлова характеристика вікна (табл. 3);

ι₀ – загальний коефіцієнт світло пропускання

r – коефіцієнт, що враховує відбиття світла при боковому освітленні.

Рішення

1. Площа підлоги S_п=l·b=16·6=96м²

2. Значення КПО для робіт VI розряду зорової роботи і боковому освітленні приймаємо з табл. е=0,5%.

3. Приймаємо, що відношення відстані до навпроти розташованого будинку (L) до висоти розміщення карнизу будинку над підвіконням вікна (h), що затемнюється дорівнює1,5. Тоді коефіцієнт затемнення k=1,2.

4. η₀ – світлова характеристика вікна залежить від відношення від довжини приміщення до його глибини l/b та відношення глибини до висоти від b/h, де h відстань по вертикалі від верхнього краю вікна до робочої поверхні. В нашому випадку приймемо h=2м.

Відношення l/b=16/6=2,5

Відношення b/h=6/2=3,0

При цих відношеннях η₀ =17

5. Приймаємо, що приміщення із незначним виділенням пилу, диму, має вертикальні, одинарні дерев’яні рами.

При цих умовах коефіцієнт світлопропускання τ₀=0,5.

5. Приймаємо середнє значення коефіцієнта відбиття світла від стін на стелі r₁=0,3. Враховуючи це, коефіцієнт, що враховує відображення світла при боковому освітленні r=2.

6. Розраховуємо сумарну площу світлових прорізів

8. Визначаємо кількість віконних прорізів:

Приймаємо 8 вікон.

Штучне освітлення

Умова задачі

Підібрати тип та потужність ламп розжарювання для освітлюваної установки при слідуючих даних: число ламп 40, довжина приміщення 36м, ширина – 12м, відстань від підлоги до стелі 6м, в приміщенні проходе заготівля корму. Тип світильника та недостаючі дані приймаємо самі.

Задачу вирішуємо методом світлового потоку

Світловий потік F_л(лм), який повинна випромінювати кожна електрична лампа, розраховується по формулі

де S_n – площа підлоги, м²;

Е – нормуюче значення освітлення для даного виду роботи, як (табл. 9);

k – коефіцієнт запасу (табл. 8);

z – коефіцієнт нерівномірного освітлення;

n – кількість ламп в установці, шт.

η – коефіцієнт використання світлового потоку.

Рішення:

1. Площа підлоги в приміщенні

S_n =l·b=36·12=432м²

2. Нормуюче освітлення для кормозаготівлі Е=100лк.

3. Коефіцієнт запасу залежить від запиленості повітря в приміщенні. Приймаємо, що в даному приміщенні в повітрі знаходиться пилу не більше 5мг/м³. Для приміщення з такою концентрацією пилу, коефіцієнт запасу дорівнює k=1,3.

4. z – коефіцієнт нерівномірності освітлення, залежить від типу світильників та від їх геометричного розміщення в приміщенні, характеризується відношенням l_c/h_n, де h_n – висота підвісу світильника над робочею поверхнею, м.

Вибираємо тип світильника – “Універсал” без затемнення.

Світильники, як правило, розміщуються по центрам умовних квадратів. Їх відстань визначається за формулою.

де S_n – 432м² – площа підлоги

n – 40шт. – кількість ламп

4.3. Висота підвісу світильника визначається за формулою

h_n=H-(h₁+h₂)=6-(1+0,5)=4,5м

Приймаємо h₁=1м – відстань від підлоги до освітленої робочої поверхні; h₂=0,5м – відстань від стелі до світильника.

4.1. Знаходимо відношення l_c/h_n=3,28/4,5=0,73

4.2. При відношенні l_c/h_n==0,73 для світильника “Універсал” без затінення коефіцієнт нерівномірності освітлення z=0,63.

5. η_с – коефіцієнт використання світлового потоку залежить від відбитого світла від стін на стелі, та від показника форми приміщення – Ψ.

5.1. Показник форми приміщення розраховується за формулою

Ψ=S_n/h_n(l+b)=432/4,5(36+12)=2/6

де S_n=432м² – площа підлоги;

h_n=4,5м – висота підвісу світильника;

l=36. b=12 – довжина та ширина приміщення в м.

При наявності значень α і ψ визначаємо η_с=0,56.

6. Знаючи всі дані формули розраховуємо світловий потік

F_n=(432·100·1,3·0,63)/(40·0,56)=1579,5лм

У відповідності до ГОСТу 2239-70 приймаємо для використання лампу типу Г-150, напругою 220Вт, світловим потоком 2000лм і світловіддачею 13,3лм/Вт.