Микроклимат зданий. Методические указания к практическим занятиям и к выполнению курсовой работы для студентов бакалавриата, обучающихся по направлени

Выделение в помещение углекислого газа, выдыхаемого людьми, определяется в одинаковом размере для всех периодов года с учетом интенсивности физической нагрузки по табл. 13 ([11], с изменениями.

Таблица 13

Количество углекислого газа, выделяемого взрослыми людьми (мужчинами)

Примечание. Для женщин значения необходимо умножать на 0,85; для детей — на 0,75.

Пример расчета поступлений теплоты, влаги и углекислого газа в помещение общественного здания

Исходные данные

Общественное двухэтажное здание: амбулатория на 100 посещений в смену с аптекой IV группы в конструкциях.

Район строительства — г. Краснодар. Помещение №1 (зал обслуживания населения).

Размеры: 18,29 (площадь пола)×3,3 (высота) м. В помещении находятся 7 человек (3 женщины, 4 мужчины) и 1 продавец (женщина), т.е. всего 4 женщины и 4 мужчины. Расчетные параметры наружного и внутреннего климата приняты аналогично примеру 1.2 и 1.3 для рассматриваемого района строительства и с учетом категории помещения по [3].

Расчеты. Коэффициент снижения теплопоступлений от людей: ηжен 0,85 ; ηмуж 1. Категория работы — легкая.

Явная теплота:

ТП tВ = 30,4 ºС = tнА + 3 = 27,4 + 3 (по требованиям [2] при tнА > +25о

разрешается принимать допустимую tВ по-прежнему на уровне tнА + 3, т.е. выше, чем +28о, но не более чем до +33о); qЧ.Я = 37,6 Вт/чел. (по

табл. 12).

QЧ.Я qЧ.Я N η 37,6 4 0,85 37,6 4 1 278,2 Вт.

31

Здесь N — число людей соответствующего пола и возраста и с данной категорией работы.

ПП tВ = 18 ºС; qЧ.Я = 108,2 Вт/чел.

QЧ.Я qЧ.Я N η 108,2 4 0,85 108,2 4 1 801 Вт. ХП tВ = 20 ºС; qЧ.Я = 99 Вт/чел.

QЧ.Я qЧ.Я N η 99 4 0,85 99 4 1 732,6 Вт.

Полная теплота:

ТП tВ = 30,4 ºС; qЧ.П = 145 Вт/чел. (по табл. 12).

QЧ.П qЧ.П N η 145 4 0,85 145 4 1 1073 Вт.

ПП tВ = 18 ºС; qЧ.П = 153,3 Вт/чел.

QЧ.П qЧ.П N η 153,3 4 0,85 153,3 4 1 1135 Вт.

ХП tВ = 20 ºС; qЧ.П = 151 Вт/чел.

QЧ.П qЧ.П N η 151 4 0,85 151 4 1 1117,4 Вт.

Скрытая теплота и влага:

Углекислый газ:

МСО2 mСО2 N η; внашемслучае mСО2 = 25 л/(ч·чел.) потабл. 13.

МСО2 25 4 0,85 25 4 1 185 л/ч для всех периодов года.

32

Примечания

1.Для помещений без световых проемов (зрительные залы и т.п.) теплопоступления от освещения учитывают во все периоды года в одинаковом размере. Теплопоступления от солнечной радиации в теплый и переходный периоды года учитываются, только если такое помещение находится на последнем или единственном этаже — это будут теплопоступления через покрытие или чердачное перекрытие.

2.При «глубоких» помещениях (глубиной больше 6 м от оконных проемов) теплопоступления от освещения учитывают также в теплый и переходный периоды от источников, освещающих ту часть помещения, которая удалена от окон более, чем на 6 м от окон, совместно с теплопоступлениями от солнечной радиации.

3.Частичный учет теплоты от искусственного освещения в теплый и переходный периоды года с коэффициентом 0,3....0,5 по сравнению с холодным периодом года также возможен в помещениях, в которых часть светильников работает днем (читальные залы, офисы, залы ресторанов и т.п.).

Теплопоступления в помещение от отопительных приборов Qс.о,

Вт, установленных в нем, при расчете общеобменной вентиляции или кондиционирования воздуха в холодный период года определяют по формуле

где Qот — расчетная величина теплопотерь помещения, т.е. мощность системы отопления в помещении (из таблицы расчета теплопотерь), Вт;

tвХП.вент — температура воздуха в помещении в холодный период года для

режима вентиляции или кондиционирования воздуха (из таблицы расчетных параметров внутреннего воздуха), оС; tв.от — то же, для режима отопления (из таблицы расчета теплопотерь), оС; tср.оп — средняя температура теплоносителя в отопительных приборах при расчетных на-

ружных условиях для отопления (параметры «Б»), оС; tср.оп tг 2 tо , где

tг и tо — температура воды в подающей и обратной магистралях системы отопления, оС. Для предварительных расчетов можно принять tо = 70 оС, а tг = 95 оС, кроме детских садов, яслей и больниц, где нужно принимать 85 оС.

Теплопотери через ограждения и дополнительные теплопотери на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха вентилируемого помещения определяют по таблице расчета теплопотерь с последующим пересчетом на расчетные наружные и внутренние температуры, принятые для режима вентиляции или кондиционирования воздуха:

34

Здесь tн.пп — расчетная температура наружного воздуха в переходный период, принимаемая равной +10 оС; tвПП.вент — расчетная температура

внутреннего воздуха в переходный период в режиме вентиляции (из таблицы расчетных параметров внутреннего воздуха), tн.от — расчетная температура наружного воздуха в холодный период по параметрам «Б».

Пример расчета теплопоступлений от освещения и отопительных приборов, а также теплопотерь в режиме вентиляции

и кондиционирования воздуха для помещения в общественном здании

Исходные данные: см. пример 3.1.

Искусственное освещение:

QОСВ Е AПЛ qОСВ hОСВ.

В нашем случае AПЛ = 18,29 м2, Е = 150 лк по табл. 15 для аптеки, qОСВ = 0,087 по табл. 14 при площади помещения до 50 м2 и высоте

помещения до 3,6 м. Принимаем светильники преимущественно прямого света и берем среднее значение между светильниками прямого и

диффузного света. Коэффициент hОСВ = 0,45 (считаем, что светильники

находятся в вентилируемом подвесном потолке).

Тогда QОСВ 150 18,29 0,087 0,45 107,4 Вт.

Теплопоступления от приборов системы отопления:

Qот= 862 Вт (из таблицы расчета теплопотерь);

35

Теплопотери в режиме вентиляции:

3.3. Пример расчета теплопоступлений от солнечной радиации

Теплопоступления от солнечной радиации для теплого периода определяются через окна по методике, приведенной в главе 2 [10]. Для переходного периода принимается такое же значение, как и для теплого. Если помещение находится на последнем или единственном этаже, кроме поступлений через окна, необходимо учитывать поступления через покрытие или чердачное перекрытие в размере 5—7 Вт/м2. Если помещение имеет два или более остекленных смежных фасада, расчет необходимо вести на несколько часов подряд, начиная от момента максимума теплопоступлений от солнечной радиации на один фасад до максимума на другой. При этом для каждого часа вычисляются теплопоступления через каждый фасад и затем определяются суммарные теплопоступления через все фасады также для каждого часа. За расчетное принимается максимальное значение из всех часовых сумм. В этом случае результаты расчетов целесообразно свести в таблицу. Если в помещении имеются два остекленных противоположных фасада, которые одновременно не освещаются Солнцем, в этом случае расчет ведется на один час — час максимума теплпоступлений для того фасада, для которого этот максимум больше, и к результату добавляются теплопоступления через окна второго фасада для этого же часа (в этом случае это будут поступления только рассеянной радиации, так как данный фасад в этот момент прямыми лучами Солнца не будет освещен). Подробнее см. также пример расчета теплопоступлений, приведенный ниже.

Расчет теплопоступлений от солнечной радиации через окна помещения

Исходные данные

Помещение в здании, использованном в примерах 3.1 и 3.2. В помещении имеется одно окно с ориентацией на СВ.

36

Географическая широта φ=44 ºс.ш.; площадь окна AОК 1,2 0,9 1,08 м2.

1. Максимальное количество теплоты от прямой и рассеянной солнечной радиации, проникающей через одинарное остекление:

qПВ 369 Втм2 , qРВ 98 Втм2 в период с 6 до 7 ч по табл. 2.3 [10]

для остекления, ориентированного на СВ на широте 44о. Угол между солнечным лучом и окном:

β arctg ctg h cos ACO ,

где h — высота стояния Солнца; ACO — солнечный азимут остекления.

Принимаем h = 19 º по табл. 2.8 [10] для периода 6-7 ч и широты 44о. По той же таблице принимаем азимут Солнца АС 100 о. Посколь-

ку АС <135, то по табл. 2.6 [10] при ориентации СВ и времени до полуд-

ня АСО 135 АС 135 100 35 о.

Тогда β arctg ctg19 cos35 67,2 º.

2. Коэффициент инсоляции вертикального остекления:

где Н — высота окна (Н = 1,2 м); В — ширина (В = 0,9 м); а = с = 0 — так как отсутствуют внешние солнцезащитные козырь-

ки; LГ = LB = 0,13 — заглубление остекления от наружной поверхно-

сти фасада (принято 0,13 м, как для кирпичных зданий). Отсюда

КОБЛ.Г 0,9784 (см. там же).

37

Тогда КОБЛ КОБЛ.В КОБЛ.Г 0,96 .

4. Удельный тепловой поток от проникающей солнечной радиации через принятое остекление:

где КОТН — коэффициент относительного проникания солнечной ра-

диации; для окон с двойным остеклением без солнцезащитных устройств и толщиной стекла 4—6 мм по табл. 2.4 [10]; КОТН =0,8;

τ2 — коэффициент учета затенения окна переплетами; для принятого остекления по табл. 2.5 [10]; τ2 = 0,65.

Тогда qПР (369 0,858 98 0,96) 0,8 0,65 214 Втм2 . 5. Наружная условная температура на поверхности окна:

tН.УСЛ tН.СР 0,5АtН β2 SВ КИНС.В DB КОБЛ ρII τ2 ,

αН

где tН.СР — средняя температура наиболее жаркого месяца (июля); tН.СР = 23,3 ºС [1]; для кондиционируемых помещений следует принимать наружную температуру в теплый период года по параметрам «Б».

АtН — средняя суточная амплитуда колебания температуры наружного воздуха в теплый период; АtН = 18 ºС [1];

β2 = –0,605 — коэффициент, учитывающий суточный ход наружной температуры (табл. 2.9 [10] при ε = 0 для периода 6-7 ч);

ρII — приведенный коэффициент поглощения радиации; ρII = 0,4

по табл. 2.4 [10] для двойного остекления без солнцезащитных устройств при толщине стекла 4—6 мм;

SВ , DB — количество теплоты, поступающей на вертикальную по-

верхность ориентации СВ в период 6-7 ч от прямой и рассеянной радиа-

ции для широты 44о по табл. 2.10 [10] ( SВ = 419 Втм2 , DB = 133 Втм2 );

αН — коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности окна; для вертикальнойповерхности αН 5,8 11,6 V 5,8 11,6 1 17,4 Втм2 C;

tН.УСЛ 23,3 0,5 18 ( 0,605) 419 0,858 133 0,96 0,4 0,65 29,6 C. 17,4

6. Теплопоступления от теплопередачи через окно:

38

где Ro — сопротивление окна теплопередаче в летних условиях; для выбранного типа окна Rо = 0,42 Вт/(м·К) по табл. 2.4 [31].

7. Суммарные теплопоступления через окно, ориентированное на СВ:

QCР (qПР qПТ ) АОК (214 1,9) 1,08 229 Вт.

Результаты всех расчетов сводим в таблицы.

Таблица 16

Теплопоступления и теплопотери помещения с общеобменной вентиляцией

39

Примечание. Для перевода теплоизбытков в кДж/ч необходимо теплоизбытки

вВт умножить на 3,6.

4.РАСЧЕТ ВОЗДУХООБМЕНА В ПОМЕЩЕНИЯХ ЗДАНИЯ

4.1. Правила расчета воздухообмена по вредным выделениям и по нормам кратности

Требуемые воздухообмены общеобменной вентиляции в помещении в случае «один приток — одна вытяжка» (n=1, m=1)

Последовательность расчета требуемого воздухообмена общеобменной вентиляции следующая:

1)задают параметры приточного и уходящего из помещения воздуха;

2)определяют требуемый воздухообмен для данного периода.

Требуемый воздухообмен по избыткам явной теплоты

(QИЗБ.Я, Вт) находят, решая систему двух уравнений: баланса помещения по явной теплоте и баланса по воздуху [6]:

св — удельная массовая теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг·К);

40