Задание № 1

Рассчитать затраты теплоты на подогрев инфильтрационного воздуха помещений № 101, 201, 301 жилого здания. Район проектирования следует принимать в соответствии с задаваемым вариантом ранее выполненной курсовой работы по «Строительной теплофизике».

Пример определения расхода теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха

Следует определить затраты теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха для помещений № 101, 201, 301 трехэтажного жилого здания.

В указанных помещениях поддерживается t_р = 22 ºC. Здание расположено в г. Владимир с расчетной температурой воздуха (параметр Б) t_ext = -28 ºC и с расчетной скоростью ветра для холодного периода года ν = 4,5 м/с. Высота здания от земли до верха вытяжной шахты согласно рисунка 1. составляет 14 м (H = 14 м ), высота этажа h_эт = 3,3 м. Площадь пола каждого из помещений № 101, 201, 301 A_пл = 22 м². Земля расположена ниже уровня пола первого этажа на 1м, а окна над полом каждого этажа выше на 0, 85 м. Площадь окон в комнате здания равна 4,5 м². Фактическое сопротивление воздухопроницанию окна (принято по величине требуемого сопротивления воздухопроницанию) = 0,388 м²·ч/кг, (при ∆P₀ = 10 Па). Окна выполнены из двухкамерного стеклопакета.

1. Находим высоту здания от земли до верха вентиляционной шахты:

H = 1,0+3,3·2+3,4+2,5+0,5 = 14м

2. Определяем расчетную разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окна на уровне первого этажа:

∆P = 0,55 · H · (γ_н – γ_в) + 0,03 · γ_н · V² = 0,55·14·(14,13 – 11,74) + 0,03·14,13·4,5² = 26,98 Па.

где γ_н определяется по формуле (7) при температуре -28 ºС

γ_в определяется при температуре 22 ºС по формуле:

3. Определяем требуемое сопротивление воздухопроницанию окна в пластиковом переплете с нормируемой воздухопроницаемостью G^н = 5 кг / (м² · ч) при ∆P₀ = 10 Па по формуле:

Приведенное фактическое сопротивление воздухопроницанию окна должно быть равно или больше требуемого (>). Значение сопротивления воздухопроницанию принимают по сертификату соответствия на окна. В данном примере принимаем фактическое сопротивление воздухопроницанию окна равным требуемому значению (при ∆P₀ = 10 Па), т.е. = = 0,388 м²·ч/кг.

4. Определяем разность давления воздуха у внутренней и наружной поверхностях окна расчетного помещения ∆P_i, Па, по формуле (8):

- на первом этаже:

- на втором этаже:

- на третьем этаже

где определяются по формуле (9):

h – расстояние от земли до центра окна, м:

- первого этажа h^′ = 1 + 0,85 + 1,5/2 = 2,6м;

- второго этажа h^′′ = 2,6 + 3.3 = 5,9 м;

- третьего этажа h^′′′ = 2,6 +3,3·2 = 9,2 м.

K_дин – определяют по таблице 4. для типа местности B, соответствующем городской застройке с высотой зданий 10 м и выше; K_дин = 0,73 по таблице 4.5. при высоте здания 14м.

С_н, С_з – аэродинамические коэффициенты, принимают С_{н =} 0,8 ; С_з = - 0,6.

5. Определяем расход инфильтрационного воздуха через 1 м² окна в 1ч (фактическую воздухопроницаемость окна) G₀, кг/(м²·ч), по формуле (2):

- для первого этажа

- для второго этажа

- для третьего этажа

6. Определяем расход теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха Q_инф, Вт, по формуле (1) :

- для первого этажа (101)

- для второго этажа (201)

- для третьего этажа (301)

В заключение расчёта необходимо сделать вывод о закономерности изменения затрат теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха.

Пример расчёта определения затрат теплоты на подогрев инфильтрационного воздуха приведён в [11].

Задание 4.