Додаткові втрати теплоти на нагрівання інфільтраційного повітря

Інфільтраційний повітрообмін приміщення потрібно враховувати таким чином [27]:

- за наявності зовнішніх огорож і світлових прорізів приміщення в одному фасаді будинку – по цьому фасаду незалежно від панівного напрямку вітру із врахуванням тиску в зоні розміщення розвіювачів викидного повітря систем витікальної вентиляції (тобто тиску в наддаховому просторі із можливим врахуванням опору цих систем при русі через них балансової кількості витікального повітря);

- те ж в двох протилежних фасадах – максимальну величину із врахуванням тисків вітру на навітряному і завітряному фасадах і в зоні розміщення розвіювачів систем витікальної вентиляції;

- те ж в трьох і чотирьох фасадах і для кутового приміщення – по фасаду з найбільшою інфільтрацєю або по максимальній сумі інфільтрації в огорожах двох суміжних фасадів (з коефіцієнтом 0,65) із врахуванням тисків вітру на фасадах і в зоні розвіювачів систем витікальної вентиляції.

Інфільтрація через зовнішні стіни приміщення дуже незначна, а тому достатньо враховувати тільки додаткові витрати теплоти на нагрівання повітря, що інфільтрує через вікна (двері та інші нещільності, прорізи), за формулою:

, (5.58)

де – питома теплоємність повітря, кДж/(кгК); – коефіцієнт, який враховує нагрівання інфільтраційного повітря зустрічним тепловим потоком: для вікон з окремими рамами ; зі спареними рамами ; – розрахункова площа світлового (дверного) прорізу, або сумарна його нещільність, м²; G_о – маса повітря, що перетікає ззовні в приміщення через нещільності вікон (дверей), кг/(годм²), яка залежить від перепаду зовнішнього і внутрішнього тисків , -

, Па (5.59)

де – перепад гравітаційних тисків за нульової площини тисків приблизно на рівні карниза будинку, центра отворів ліхтаря або верхівки вентиляційних розвіювачів, Па; - перепад тисків, що спричинений дією вітру, Па (його величина залежить із зонами яких вітрових тисків поєднане приміщення); – різниця тисків, Па, що виникає внаслідок різниці витрат притікального і витікального повітря механічних СВ.

Отже буде найбільшим на рівні найнижчого поверху і зменшується з висотою будинку. Величина залежить від розрахункової швидкості вітру для даної місцевості в ХПР, м/с і спричинених ним тисків на зовнішні поверхні будівлі, які в літературних джерелах оцінюють аеродинамічними коефіцієнтами (приймаються згідно рекомендацій БНіП 2.01.07-85) із врахуванням зміни швидкісного тиску вітру з висотою від поверхні землі та врахуванням характеру місцевості (згідно табл.5.18).

Таблиця 5.18

Поправний коефіцієнт k на зміну швидкісного тиску вітру

Тип місцевості	Висота над поверхнею землі, м
	10	20	30	40	50	60	70
А	0,6	0,55	0,51	0,48	0,47	0,46	0,45
Б	0,88	0,75	0,68	0,65	0,62	0,60	0,58
В	1,75	1,4	1,2	1,1	1,02	0,97	0,92

Зауваги. 1. А – відкриті місцевості (степи, лісостепи, пустині, відкриті узбережжя морів, озер, водосховищ); Б – території малих і середніх міст, великих і дуже великих міст, які забудовані будинками висотою до 20 м, або якщо будинки оточені лісовими масивами; В – території великих і дуже великих міст, які забудовані будинками висотою > 20 м. 2. Для будинків висотою до 40 м в місцевості типу В, які розраховуються тільки на статичну складову вітрової навантаги, табличне значення k треба множити на додаткові коефіцієнти: 1,7 – при висоті будинків до 20 м; 1,6 – при висоті будинків > 20 м.

При врахуванні витрат теплоти на підігрівання інфільтраційого повітря додаткові втрати теплоти “на вітер”, для приміщень будь-якого призначення, не враховують.

В житлових і офісних приміщеннях з ущільненими вікнами (балконними дверима) замість враховують витрати теплоти на нагрівання рекомендованої норми зовнішнього повітря (з розрахунку однократного повітрообміну) , яку обраховують за формулою:

, (5.60)

де - нормативна кратність повітрообміну ( год^-1); – внутрішній об’єм приміщення, м³; - густина зовнішнього повітря за температури , кг/м³.

Величина повинна бути регульованою і залежати від наявності людей в приміщенні (за відсутності людей повинна бути мінімальною).

Витрати теплоти на нагрівання зовнішнього повітря, яке перетікає в приміщення через відкриті прорізи воріт (дверей), що не оснащені повітряними заслонами, обраховують за формулою

, Вт (5.61)

де  - час, протягом якого ворота відкриті, хв; G_з – кількість зовнішнього повітря, що перетікає через проріз воріт в приміщення,

, кг/год (5.62)

де – коефіцієнт витрати відкритого прорізу воріт (дверей) при куті стулок воріт  = 90^о коефіцієнт [4]; – перепад гравітаційних тисків в прорізі воріт, Па; - густина зовнішнього повітря, кг/м³.

Перепад тисків є тільки часткою від наявного перепаду гравітаційних тисків , величину якого обраховують за формулою

, Па (5.63)

де – висота, м.

Якщо приміщення з ущільненими огорожами і нульовим балансом повітрообміну систем механічної вентиляції, то можна прийняти і (де – висота воріт); якщо в приміщенні є аераційний ліхтар (або верхній ярус нещільних вікон) то h рівне прямовисній відстані між центром воріт і найвищим рівнем фрамуг ліхтаря чи верхнього ярусу вікон, а (аналогічно рекомендаціям щодо розрахунку аерації [11).

Втрати явної теплоти на випаровування води обраховують за формулою [4])

, Вт (5.64)

де – маса випаруваної води, кг/год; - ентальпія водяної пари в повітрі над дзеркалом води, кДж/кг (, де – температура повітря над дзеркалом води, яку рекомендовано приймати рівною температурі поверхні води [4]).

Витрати теплоти на нагрівання матеріялів , які поставляються в приміщення, визначають за формулою

, Вт (5.65)

де – маса однорідних матеріялів, які поставляються в приміщення протягом 1 год, кг; – середня теплоємність матеріялу в інтервалах температур і , кДж/(кгК) (дані, наприклад, подані в додатку до БНіП [36]); - початкова температура матеріялу: для металу і виробів з нього ; для інших несипких матеріялів ; для сипких матеріялів (пісок, руда, вугілля) ; – коефіцієнт нерівномірності теплосприйняття матеріялу в часі, який залежить від критерію Фур’є (рис. 5.18):

, (5.66)

де - час нагрівання матеріялу, с; – повний опір теплопередачі всієї поверхні матеріялу (виробу), (м²К)/Вт,

, (5.67)

де – густина матеріялу (виробу), кг/м³; – коефіцієнт теплопровідності матеріялу, Вт/(мК); - площа зовнішньої тепловіддавальної поверхні матеріялу (виробу), м²; – коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні виробу (матеріялу) до навколишнього (внутрішнього) повітря, Вт/(м²К).

Для сипких матеріялів величину у формулі (5.67) треба збільшувати на 25 % [4].

Рис. 5.18. Залежність коефіцієнта нерівномірності теплосприйняття матеріялу (виробу) в часі від критерія Фур’є

Витрати теплоти на нагрівання деревинних матеріялів вказані в табл. 5.19.

Таблиця 5.19