Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тепловой режим зданий. Ч.1. Строительная теплофизика. Учебное пособие по направлениям подготовки 08.03.01, 08.04.01 «Строительство» направленности «Те
.pdf
Исследования показали, что температура поверхности ограждения при
x
R
инфильтрации воздуха ниже, а коэффициент теплопередачи выше, чем при
отсутствии инфильтрации, т.е.
н
, а kи k. Это надо учитывать при со-
в
в
здании необходимых комфортных условий в помещении и определении
тепловых нагрузок систем отопления, вентиляции и кондиционирования
воздуха.
ПРИМЕР 7.3
Рассчитать влияние инфильтрации на температуру внутренней по-
верхности и коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции
Исходные данные
1. Девятиэтажное жилое здание.
2.
Район строительства – г. Пенза.
3.
Высота этажа 2,7 м.
4.
Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в форму-
лах: t
хп(0,92)
(см.табл.7.1);
р=44,3 Па (см. пример 7.1); С
ф
=1,98 (м2. С)/Вт (см. пример 3.1); е= 2,718;
R
0
= –27 С; tв = 18 С (см. табл.3.5); v = 5,6 м/с; Gн = 0,5 кг/(м2.ч),
= 14,2 Н/м3 (см. пример 7.1); в= 11,9 Н/м3 (см. пример 7.1);
н
= 10,1 кДж/(кг. С) (см. уравнение (7.7);
в
=1,865 (м2. С)/Вт (см.
i
ф
= 108,4 (м2.ч.Па)/кг (см. пример 7.1).
R
и
Порядок расчета
1. Вычисляем количество воздуха, проникающего через наружное
ограждение G
, по уравнению (7.8):
и
44,3
P
G
и
R
ф
и
108,4
0, 41
кг/(м2.ч ).
2. Вычисляем температуру внутренней поверхности ограждения при ин-
фильтрации по формуле (7.7):
CGR
вн
xi
н
ttt
вн вн
ee
CGR
вн
e
11
ф
0
27 20 27 13,93
1
1,005 0,411,865
1,005 0 ,411,98
e
1
3. Рассчитываем температуру внутренней поверхности ограждения
при отсутствии конденсации по формуле (6.9):
nR
R
в
20 20 27 15,3
ф
0
ttt
вв вн
10,115
С.
1, 98
Из расчетов следует, что температура внутренней поверхности при
фильтрации
, С, ниже, чем без инфильтрации
в
, С, на 3,21 С.
в
н
С.
в
71
4. Определяем коэффициент теплопередачи ограждения с учетом ин-
фильтрации k
по формуле (5.9):
и
CGe е
k
ви
и
CGR
в
e
и
CGR
в
и
ф
0
ф
0
1, 005 0, 41
1
1,005 0,411,98
е
1,005 0,411,98
1
Вт/(м2. С ).
0,73
5. Вычисляем коэффициент теплопередачи ограждения при отсутствии
инфильтрации k по формуле
11
k
ф
1, 9 8
R
0
Таким образом, установлено, что коэффициент теплопередачи с учетом
инфильтрации k
больше соответствующего коэффициента без инфильтра-
и
ции k, т.е. 0,73 0,51.
0,51
Вт/(м2. С).
72
8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
При выборе систем отопления проводится технико-экономическое обоснование принятых решений [1, с. 4–10]; [24, с. 33–45] по показателям, приведенным в табл.8.1 и 8.2 [24, с. 38–41]; [17, с. 675–700]; [29]; [30].
Таблица 8.1
Сводные технико-экономические показатели
системы водяного отопления
Показатель
Обозна-
чение
Единица
измерения
Значение
показателя
Объем здания по внешнему обмеру Vн м3
Расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления
Расчет теплопотери здания
Фактическая тепловая мощность системы отопления
Удельная тепловая характеристика
Фактическая удельная тепловая характеристика здания
Контрольный показатель удельного расхода теплоты на отопление здания
Удельный расход теплоты на 1 м2 общей площади
здания
Расчетная температура горячей воды в системе
отопления
Расчетная температура обратной (охлажденной)
воды
Фактическая температура обратной воды
Расчетная температура сетевой воды
tн
Qтп
ф
Q
c
q0
фак
q
уд
кон
q
уд
Вт/(м3С)
Вт/(м3С)
Вт/м2
qп Вт/м2
tг
tо
ф
t
C
0
C
r
С
Вт
Вт
C
C
Фактическая температура горячей воды на входе в систему отопления с учетом предвключенной нагрузки
С
ф
(до элеватора)
Коэффициент смешивания элеватора
Расход теплоносителя в системе отопления 2,
G
прил. 12
Расход воды из внешней тепловой сети G
Расчетные потери давления в системе отопления
u
кг/ч
c.o
кг/ч
т.с
р
с.о
-
Па
73
Таблица 8.2
Удельные технико-экономические показатели
системы водяного отопления
Показатель
Фактическая теплоотдача 1 м2 установленной
поверхности нагрева отопительных приборов
Удельный расход отопительных приборов на
1000 Вт расчетных теплопотерь
То же труб
Фактическая удельная площадь поверхности
отопительных приборов
Контрольный показатель удельной площади
поверхности отопительных приборов
Фактический удельный расход теплопроводов
Контрольный показатель удельного расхода
теплопровода
Обозначе-
ние
qф Вт/м2
уд
G
пр
уд
G
тр
ф
A
уд
Ауд м2
ф
М
тр
уд
М
тр
Единица
измерения
кг/1000 Вт
кг/1000 Вт
м2
кг/ м2
кг/ м2
Значение
показателя
Фактическая теплоотдача 1 м2 установленной поверхности нагрева ото-
пительных приборов определяется по формуле, Вт/м
= Q
ф
/A0, (8.1)
с
где Q
ф
q
ф
фактические расчетные потери теплоты для всей системы отоп-
–
с
2
,
ления, Вт;
A
– суммарная поверхность отопительных приборов в здании, м2.
0
Контрольные показатели удельного расхода теплопроводов и удельной
площади поверхности нагрева отопительных приборов на 1 м
2
жилой пло-
щади.
Расход на 1000 Вт расчетных теплопотерь, кг/1000 Вт, определяется из
уравнения:
– для отопительных приборов
пп
Q
тп
; (8.2)
G
уд
пр
1000a
– для труб
1000Р
птр
Q
тп
, (8.3)
где
уд
G
тр
суммарное число элементов в рассчитанных приборах тепло-
–
п
проводов всего здания, шт.;
а
– площадь наружной поверхности прибора, м2;
п
то же, что и в уравнении (9.1);
–
Q
тп
Р
– масса 1 погонного метра теплопроводов системы отопления, кг.
тр
При значительных отклонениях (более 10 %) фактических показателей
системы отопления от контрольных необходимо дать анализ причин возможных отклонений.
74
9. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ СИСТЕМЫ
ОТОПЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЯ
9.1. Уравнение теплового баланса здания
Для компенсации теплопотерь через наружные ограждения устраивают
системы отопления.
Расчетные теплопотери помещений жилого здания Q
вычисляют по
тп
уравнению теплового баланса
= Q
где Q
Q
тп
– основные потери теплоты через ограждающие конструкции
0
+Q
0
+Qн – Qб, (9.1)
д
здания, Вт, [1];
суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие
–
Q
д
конструкции здания, Вт, [1];
– добавочные потери теплоты на инфильтрацию, Вт, [1];
Q
н
Q
– бытовые тепловыделения, Вт.
б
Методика расчета величин, входящих в уравнение (9.1) приводится в
разделах 9.2–9.5.
9.2. Основные потери теплоты через ограждающие
конструкции зданий: стены, окна, двери, потолки, полы
над подвалами и подпольями
Основные потери теплоты Q0, Вт, через рассматриваемые ограждающие
конструкции зависят от разности температуры наружного и внутреннего
воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле
Q
где k –
A –
t
–
в
t
–
н
= Akt
0
коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м
расчетная поверхность ограждающей конструкции, м
расчетная температура воздуха помещения, С;
расчетная температура наружного воздуха, С, принимаемая по
– t
)n, (9.2)
в
н
С);
;
параметрам Б или температура воздуха наиболее холодного помещения;
n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности
по отношению к наружному воздуху.
75
Вычисление теплопотерь производят для каждого помещения здания от-
дельно.
Теплопотери через внутренние ограждения между смежными помеще-
ниями следует учитывать при разности температуры воздуха t
этих поме-
int
щений более 3 С.
Расчетная площадь ограждающих конструкций А определяется
(см. рис. 9.1) по правилам обмера в соответствии с [30, с.91]. При этом необходимо предварительно вычертить планы и разрез здания в масштабе 1:100.
Толщина наружных ограждений должна быть вычерчена в масштабе в соответствии с теплотехническим расчетом.
По общим правилам
обмера значения размеров принимаются:
1) площадь окон и дверей – по наименьшим размерам (h
) проемов в
0b0
свету (рис. 9.1, а,в).
2) площадь потолков и полов – по расстоянию между осями внутренних
стен и расстоянию от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен (
лл
т) и (лл тт) (рис. 9.1, в).
т
3) высота стен первого этажа:
по расстоянию от уровня чистого пола первого этажа до уровня чистого
пола второго этажа (для пола на грунте и на лагах): h
нс=hэт
(рис. 9.3, 3)
по расстоянию от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа при наличии неотаплива-
емого подвала: т.е. h
нс
=h
+ пл (рис. 9.3, 1), где пл – толщина перекрытия
эт
над неотапливаемым подвалом;
4) высота стен промежуточного этажа – по расстоянию между уровнями
чистого пола данного и вышележащего этажей: h
нс
= h
(рис. 9.3, а);
эт
5) высота стен верхнего этажа:
по расстоянию от уровня чистого пола до верха утеплителя чердачного
перекрытия: h
нс
= h
эт
+
(см. рис. 9.3,а), где ут – толщина утеплителя;
ут
по расстоянию от уровня чистого пола до пересечения внутренней поверхности наружной стены с верхней плоскостью покрытия при отсутствии
чердака: h
нс=hэт+покр
6) ширина наружных стен b
(см.рис. 9.3, б), где
:
нс
– толщина покрытия;
покр
– для неугловых помещений – по расстоянию между осями внутренних
стен (см.рис.9.3, в);
– для угловых помещений – по расстоянию от внешних поверхностей
наружных стен до осей внутренних стен (рис.9.3, в).
Линейные размеры ограждающих конструкций необходимо определять
с точностью 0,1 м, а площадь с точностью 0,1 м
76
2
.
Ведомость расчета теплопотерь и бытовых теплопоступлений
Таблица 9.1
Дополнительные
теплопотери, Вт
п
)
ext
– t
int
(t
A
=k
0
Q
Q
=
Q
ор
0
д.ор
С учетом ориентации
При наличии двух и более стен
дс
0
Q
=
д.дс
Q
Q
=
На открывание дверей Q
нд
0
днд
п
А
д.нп.
+ Q
д.нд.
д
= 10
д.бт
н
нп.
0
Q
=
днп.
Q
На неотапливаемые полы
+ Q
д.дс
+ Q
д.ор
= Q
Д
Q
+ Q
0
Q
об.=
Q
гося воздуха, Вт,Q
Теплопотери с учетом добавок, Вт
Бытовые тепловыделения, Вт Q
Суммарные дополнительные теплопотери, Вт
Расход теплоты на нагревание инфильтрующе-
и его назначение
Номер помещения по рис. 9.2
Характеристика ограждения
, С
int
2
Наименование
Ориентация
Размеры аb, м
Температура внутреннего воздуха t
, С
ext
, С
ext
– t
int
2
. С)
2
Вт/(м
Коэффициент п
Площадь А, м
Основные теплопотери, Вт
Расчетная разность температур t
Коэффициент теплопередачи ограждения k,
Расчетная температура наружного воздуха t
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
101
Жилая
ком-
ната
НС С
НС З
ДО С
22
ПЛ
ПЛII -
4,52,99
8,42,96
1,81,4
-
I
(2,07,72)+
+(2,03,82)
1,825,72
13,5
1 0,51 337 34 - - - 34 371
25,1 1 0,51 627 31 - - - 31 658
2,5 1 2,4–0,51 =
– 27 49
=1,89
232 23 - - - 23 255
23,1 1 0,33 373 - - - - - 373
10,4 1 0,18 92 - - - - - 92
1749 1688 295 3142
т.п.0
Полные теплопотери, Вт, Q
77
Окончание табл. 9.1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
201
Жилая
ком-
ната
301
Жилая
ком-
ната
501
Жилая
ком-
ната
Б
Лест-
ничная
клетка
Теплопотери всего здания Q
22
НС С
НС З
ДО С
4,52,7
8,42,7
1,81,4
12,5
22,7 1 0,51 567 28 - - - 28 595
– 27 49
1 0,51 312 31 - - - 31 343
2,5 1 1,89 232 23 - - - 23 255
1193 1688 295 2586
22
НС С
НС З
ДО С
4,52,7
8,42,7
1,81,4
12,5
22,7 1 0,51 567 28 - - - 28 595
– 27 49
1 0,51 312 31 - - - 31 343
2,5 1 1,89 232 23 - - - 23 255
1193 1688 295 2586
22
НС С
НС З
ДО С
ПТ -
4,52,8
8,42,8
1,81,4
3,87,7
12,6
23,5 1 0,51 567 - - - - 28 595
2,5 1 1,89 232 - - - - 23 255
– 27 49
1 0,51 312 - - - - 31 343
29,3 1 0,27 388 - - - - - 388
1581 1688 295 2974
16
НС Ю
ДО Ю
ДО Ю
ДО Ю
ДО Ю
ДО Ю
ДН Ю
ПТ -
ПЛ
I
ПЛ
II
ПЛ
II
ПЛ
IУ
-
-
-
-
13,74,0
1,81,4
1,81,4
1,81,4
1,81,4
1,81,4
1,82,0
7,74,0
2,04,0
2,04,0
2,04,0
1,74,0
54,8
1 0,51 1202 - - - - - 1202
2,5 1 1,89 203 - - - - - 203
2,5 1 1,89 203 - - - - - 203
2,5 1 1,89 203 - - - - - 203
2,5 1 1,89 203 - - - - - 203
2,5 1 1,89 203 - - - - - 203
3,6 1
– 27 43
1,23–0,51 =
0,72
111 - - 408 - 408 519
30,8 1 0,27 358 - - - - - 358
8,0 1 0,33 114 - - - - - 114
8,0 1 0,18 62 - - - - - 62
8,0 1 0,09 31 - - - - - 31
6,8 1 0,06 21 - - - - - 21
3119 2090 - 5209
Т.П
78
Рис. 9.1. Правила обмера площадей ограждающих конструкций:
a – разрез здания с чердачным покрытием; б – разрез здания
с совмещенным покрытием; в – план здания;
1 – пол над подвалом; 2 – пол на лагах; 3 – пол на грунте
79
ПРИМЕР 9.1
Расчет основных теплопотерь
через ограждающие конструкции здания
Исходные данные
1. Определить теплопотери жилых помещений (рис. 9.2) квартир, распо-
ложенных на первом (номер 101) и последнем (номер 501) этажах и теплопотери лестничной клетки (номер Б). Здание пятиэтажное с чердачным
помещением
= 0,1 м.
ут
2. Район строительства – г. Пенза
3. Фасад здания ориентирован на юго-запад.
4. Высота этажа h
составляет 2,7 м.
эт
5. Конструкция полов: утепленные, на грунтах, на лагах.
6. Покрытие здания – чердачное с техническим этажом.
7. Коэффициенты теплопередачи наружных ограждений: для стены –
k
= 0,51 Вт/(м2 С; для покрытия k
cт
лов на грунте на лагах для отдельных зон k
2
Вт/(м
k
ок
С), k
= 2,4 Вт/(м2 С); для наружных дверей kдв23 Вт/м С
Вт/(м2 С) k
пл
= 0,27 Вт/(м С); для утепленных по-
покр
= 0,33 Вт/(м С), k
пл
V
=6 Вт/м С для световых проемов
пл
пл
8. Расчетная температура внутреннего воздуха [6, 16, 24], в жилой комнате t
ничной клетке t
= 20 С (в угловой комнате tв = 22 С), на кухне tв = 18 С; на лест-
в
= 16 С; в коридоре квартиры tв = 20 С.
в
8
Рис. 9.2. Фрагмент плана с размерами наружных ограждений (а)
и разрез здания с нанесенными отметками ограждающих
конструкций (б) (к примеру 1)
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]