книги из ГПНТБ / Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР)

поверхности, ккал/м . ч; а„— коэффициент теплоотдачи для наружной поверхно­

сти ограждающей конструкции, икал/м2 . ч . град. Обработкой климатологических данных для Еревана и

других городов Армянской ССР были определены также зна­ чения относительной влажности воздуха, которые соответству­ ют наружным расчетным температурам, выбранным по пока­ зателям обеспечности КоПо этищ данным можно строить так называемую к л и м а т и ч е с к у ю к р и в у ю , выражающую зависимость между относительной влажностью воздуха и его температурой. Найденные указанным методом расчетные среднечасовые значения температуры to и относительной влажности воздуха ф0 (а также амплитуды их колебания) для различных городов Армянской ССР приведены в таблице

3—2. На рис.'З—1 такая кривая представлена для г. Еревана. Параметры состояния воз­ духа в помещениях выби­ раются с учетом поддержа­ ния внутренних комфортных условий в зависимости от выполняемой работы и ха­

рактера одежды.

Исследования А. Е. Ма­ лышевой [Л. 72] показали, что для человека, находя­ щегося в состоянии относи­ тельного покоя, в летнее время года комфортной яв­ ляется температура воздуха

23—25°С, при Ф0 = 40—60%.

В качестве допустимого предела температуры возду­ ха в помещениях А. Е. Ма-

лышева рекомендует 28°С.

По материалам XIII Международного конгресса по про­ фессиональной медицине (Нью-Йорк, 1961 г.) также можно

202

Таблица 3—2

заключить, что предельной расчетной внутренней температу­

рой следует принимать 28°С.

Для нормального самочувствия важное значение имеет также разница температур внутреннего и наружного воздуха.

нием температуры 1ь , влажности Ф0 и скорости w движения

Удовлетворительное значение ЭТ° зависит от характера рабо­ ты, типа помещения и т. д. и определяется на основании экс­ периментальных или статистических исследований. Для лет­ него периода наилучший комфорт оценивается значением 21-■ 22 ЭТ° [Л. 72]. Значение параметра ЭЭТН (учитывающий сов­ местное влияние tb, Фо и w) для обеспечения комфортных усло­ вий людей, занятых тяжелым физическим трудом, должно колебаться по данным Всесоюзного института охраны труда в пределах 10,5—12,5°. Критика шкалы ЭТ° и ЭЭТ° (игнори­ рование климатических особенностей различных стран, роли адаптации организма, влияния температуры окружающих по­ верхностей и т. д.) привела к созданию новой шкалы РЭТ°, которая выражает любое сочетание температур воздуха tB и окружающих поверхностей tn, создающих т о ж д е с т в е н н о е тепловое ощущение при данной интенсивности работы чело­ века. Согласно исследованиям наших и зарубежных гигиеня-

203

стов уже при разности t„ — t n >3°С, комфортные условия внутри помещения нарушаются. По общему признанию, изло­ женные методы не в состоянии дать полную количественную оценку совместного влияния метерологических факторов на тепловое состояние людей. Необходимо, видимо, специальными исследованиями нормировать внутренние метеорологические условия с учетом акклиматизации проживающих в данной климатической зоне людей. Например, таким путем установленно, что в условиях г. Ашхабада комфортное состояние лю­ дей наблюдается при температурах воздуха от 25 до 29°С, а в условиях г. Ташкента— при температурах 26—28°С [Л. 72].

На основе опытных наблюдений советских и зарубежных исследователей, выполненных для примерно аналогичных с Арменией климатических условий, для последней можно реко­ мендовать в качестве расчетной летней температуры внутрен­ него воздуха порядка 24—28°С (в зависимости от климатиче­ ских характеристик отдельных ее районов) и расчетной отно­ сительной влажности—45~г55% (в среднем значение ф0 мож­ но принять порядка 50%).

§ 3—3. Методика определения удельных теплопоступлений через наружные ограждающие конструкции

Существующие методы определения теплопоступления че­ рез наружные ограждающие конструкции здания, либо отли­ чаясь сравнительной простотой (процесс теплопоступления принимается стационарным, не учитывается совместное влия­ ние температуры воздуха и солнечной радиации и т. д.), дают весьма приближенные результаты [Л. 80, 81] или, наоборот, будучи сравнительно точными и научно-корректными, оказы­ ваются слишком сложными для инженерных расчетов [Л. 78, 82]. Наибольшей точностью отличается методика, предложен­ ная А. М. Шкловером [Л. 78, 82]. Рассматривая теплопоступление как нестационарный процесс, он предложил принцип суммирования периодических тепловых волн, поступающих в здание через его отдельные ограждения.

Работами В. Н. Богословского [Л. 77, ЬЗ] эта методика была значительно упрощена, что дало возможность широко использовать ее в инженерных расчетах. Однако при ожи­ даемом в перспективе развитии систем КВ на базе централизо­ ванного холодоснабжения возникает необходимость в расче­ тах, связанных с определением нагрузок холодопотребления городских районов. Применение в этих целях указанных мето­ дов приводит к трудоемким расчетам из-за необходимости раздельного определения теплопоступлений через все ограж­ дающие конструкции каждого отдельно взятого помещения с

204

последующим их суммированием. Кроме этого, существующие методики, в том числе и сравнительно точные, полностью не учитывают влияния таких факторов, как конфигурация здания, его объемно-планировочная характеристика, наличие веранд, чердака и т. д.

В связи с изложенным оказалось необходимым разрабо­ тать [Л. 84, 85] новую обобщенную методику расчета теплопоступлений, которая, учитывая влияние всех основных фак­ торов одновременно, оказалась бы по возможности удобной и приемлемой для инженерных расчетов. Определение на ос­ нове укрупненных измерителей величины теплопоступления для всего здания в целом базируется на суммировании тепло­ вых волн, поступающих через его отдельные ограждения.

Суммарное теплопоступление через все наружные ограж­ дающие конструкции здания Qor складывается из теплопоступлений через все наружные стены 2QCT, окна 2Q0Kи по­ крытия Q,,. Назовем суммарную величину теплопоступления, отнесенную к 1 м ъ внешнего объема здания, удельным теплопоступлением qor. Таким образом,

КК а л / М 3 . Ч;

I.Теплопоступление через наружные стены здания

Считая в первом приближении процесс теплообмена между наружным воздухом и помещением стационарным, для определения среднечасового теплопоступления QCr.0 через отдельные стены получим

где Fot — поверхность стены, ж2; ,

t B — расчетная летняя температура внутреннего воз­ духа, °С;

ав — коэффициент теплоотдачи от внутренней по­ верхности к воздуху, к к а л / м 2 . ч . г р а д ;

тст.0 — среднечасовая температура внутренней поверх­ ности стены, °С.

203

Пользуясь понятием условной температуры, учитывающей совместное тепловое воздействие температуры воздуха и сол­ нечной радиации на ограждающие поверхности, значение тст.0, согласно (3—1), можно определить из выражения

где кСт — коэффициент теплопередачи стен, ккал/м2. ч . град;

симальное — 10,6°С. Сопоставляя (3—4 и 3—5), получим

Так как здания обычно имеют форму прямоугольной приз­ мы и состоят из фасадных (длинных) и торцевых (коротких) стен (с соответствующей ориентацией), причем площади про­ тивоположных стен равны между собою, то суммарное удель­ ное среднечасовое теплопоступление в здание через все его стены 2qCT0 можно найти из выражения:

F?, 2Ч + ^ ( я ? + я Г ) +

Если предположить, например, что здание ориентировано длинными сторонами на восток и запад, а короткими на юг и север, то (3—7) можно записать через индексы, обозначаю­ щие ориентацию стен (заменяя «ф» и «фЗ> через «В» и «3»). а «т» и «т'» через «Юг» и «С»).

206

(h—высота здания), а объем здания—V = abh, для величины удельного среднечасового теплопоступления через все стены, получим:

Вследствие изменения температуры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации в течение суток происхо­ дит колебание величины теплопоступления через стены. Эти колебания имеют г а р м о н и ч е с к и й характер, а максималь­ ное расхождение теплопоступления от его среднечасового зна­ чения представляет амплитуду колебания теплопоступления

A q .

Амплитуду колебания теплопоступления через отдельную

ус

туры, °С.

Оба они определяются по известным формулам, предло­ женным А. М. Шкловером и В. Н. Богословским [Л. 77, 78, 82]. Время наступления максимального теплопоступления в

207

противоположные стены и последующим сложением получен­ ных результатов по правилам сложения гармонических функ­ ций получим общую удельную амплитуду колебания тепло-

ные стены относительно слагаемой гармоники с большей амплитудой, ч.

Величина 2аМакС(фф-) должна оказаться между 2пмакс(ф) и

соотношения можно получить и для торцевых стен [Л. 86].

Амплитуда суммарного удельного теплопоступления через все стены здания определяется из:

2С8

Учитывая важность последних двух величин, их значения были определены путем специальных экспериментальных на­

блюдений (§ 3—6).

Для расчета среднечасового теплопоступления через окна

значения радиационного теплопоступления через окна на 5—

20%.

После известных преобразований для удельного средне­ часового совместного теплопоступления теплопередачей и ра­ диацией через окна на фасадных стенах здания, q*K0 полу­

чим

Заменяя индексы «ф» на «т» и длину здания «Ь» на его ширину «а», такое же выражение получим для торцевых стен,

qT

ТОК.О

Значение дополнительно введенных обозначений:

кок — коэффициент теплопередачи окон, ккал/м2 .ч.град; q *0 — среднечасовая интенсивность солнечной радиации

(зависящая от ориентации вертикальных стен),

ккал/м2 .ч.;

гпз.о — среднечасовое значение коэффициента затенения для фасадных окон;

io — среднечасовое значение доли диффузной радиа­ ции для фасадных окон.

Очевидно, такими же формулами следует пользоваться и для окон, расположенных на стенах противоположной ориен­ тации. Среднечасовое значение удельного теплопоступления через все окна здания определяется простым суммированием соответствующих теплопоступлений через оконные проемы всех стен.

210

По уже изложенному для лученепрозрачных поверхностей

Рис. 3—2. Схематическое изображение суммирования тепловых волн, проникающих в здание через все окна.

ступления максимального теплопоступления через них, Z макс,

Для определения удельного максимального теплопоступ­ ления через все окна следует предварительно определить ам­

плитуду суммарной гармоники (рис. 3—2) , У]Аа • С этой

целью сначала попарно складываются гармоники теплопос­ тупления противоположных стен, затем полученные таким пу­ тем гармоники для фасадных А„фф' и торцевых стен

211