|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 17 18 19 20 21 22 23 ... 25 лансе помещения. Годовые затраты тепла на отопление зависят от продолжительности По,п и средней температуры to.n (определяются градусоднями) отопительного периода, т. е. периода, когда наружная температура устойчиво становится ниже температуры начала и конца отопительного периода. Продолжительность периода, в течение которого температура наружного воздуха держится примерно постоянной, разная. Наиболее устойчива погода с температурой около 0° С. Дней с низкими температурами, близкими к расчетной, сравнительно мало. Значительное влияние на тепловой баланс помещения, а следовательно на режим работы систем отопления, особенно в весенний период, оказывает солнечная радиация. При выборе схем и режима регулирования отопления ее влияние необходимо учитывать. Это особенно существенно для зданий, расположенных в средних и южных районах страны, а также для систем отопления с пофасадным регулированием. Наружный воздух в результате инфильтрации через проемы и неплотности ограждений попадает в здание, поэтому изменение его энтальпии и влажности также необходимо принимать во внимание при проектировании систем обеспечения заданного теплового режима здания. В то же время для многих зданий, особенно жилых и общественных, составляющие теплового баланса оказываются близкими, поэтому в нормах начало и конец отопительного периода для всех зданий приняты одинаковыми, соответствующими /н.оп = 8°С. Значения to.n и По.п для разных географических пунктов приведены в таблицах характеристик наружного климата главы СНиП Строительная климатология и геофизика . VI.3. ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИИ Общие сведения Ограждения здания должны обладать требуемыми теплозащитными свойствами и быть в определенной мере воздухо- и влагопроницаемыми. Теплозащитные свойства наружных ограждений определяют двумя показателями: сопротивлением теплопередаче Ro и теплоустойчивостью, которую оценивают по тепловой массивности ограждения D. Величина Rj определяет сопротивление ограждения передаче тепла в стационарных условиях, а теплоустойчивость характеризует сопротивляемость ограждения передаче изменяющихся во времени периодических тепловых воздействий. В зимних условиях теплозащитные свойства ограждений принято характеризовать в основном величиной Ro, а в летних - их теплоустойчивостью. Это объясняется тем, что для зимы характерны устойчивые температуры вне здания и постоянные внутренние температуры, которые обеспечивает система отопления. Летом характерны периодические суточные изменения температуры и солнечной радиации, внутри здания температура часто не регулируется. Наиболее важно определение расчетного сопротивления теплопередаче Ro основной части (глади) конструкции ограждения, с которого обычно и начинают теплотехнический расчет ограждения. Необходимым является условие, чтобы Ro было равно или больше минимально допустимого по санитарно-гигиеническим соображениям (или требуемого) сопротивления теплопередаче Ro,Tv: о>о.тр. (VI.2) Это условие необходимое, но не достаточное, так как при определении Ro следует учитывать технико-экономические показатели. Если экономически оптимальное сопротивление теплопередаче о.опт о.тр (VI.3) то расчетное сопротивление следует определять по условию RoRo.ouT- (VI. 4) В этом случае сопротивление Ro больше минимально допустимого Ro.rp и целесообразно в экономическом отношении. После определения Ro глади ограждения необходимо проверить теплозащитные свойства элементов конструкции (стыков, углов, теплопроводных включений). Необходимым и достаточным условием этого расчета является отсутствие выпадения конденсата на поверхности конструкций. Для расчета теплопотерь и тепловых условий в помещении часто нужно кроме Ro рассчитать и приведенное сопротивление теплопередаче ограждения /?о.пр. Для зданий, расположенных в южных районах, дополнительно проверяют теплоустойчивость ограждений в расчетных летних условиях. Недостаточную теплоустойчивость ограждения для зимнего периода года компенсируют увеличением его сопротивления теплопередаче при расчете/?о.тр. Теплозащитные свойства заполнения оконных и дверных проемов регламентируют только сопротивлением теплопередаче этих конструкций, которое должно быть не ниже требуемого, установленного в СНиП. Допустимую воздухопроницаемость окон, дверей, стыков конструкций, стен и перекрытий здания определяют нормируемыми значениями сопротивления воздухопроницанию 7?и.тр, расхода воздуха, дополнительных затрат тепла, понил^ения температуры конструкции при инфильтрации. Влагозащитные свойства ограждения включают в себя также свойства конструкции защищать материалы от переувлажнения атмосферной влагой и водяными парами в результате их диффузии из помещения. Процессы передачи тепла, фильтрации воздуха и переноса влаги взаимосвязаны, поэтому определение тепло-, воздухо- и влагозащитных свойств в ограждении является общим расчетом защитных свойств наружных ограждений здания [52]. Минимально допустимое или требуемое сопротивление теплопередаче ограждения Санитарно-гигиенические требования ограничивают понижение температуры на внутренней поверхности ограждений Тв значением допустимой температуры т^ при отсутствии конденсации влаги и удовлетворении второго условия комфортности (см. п. 1.6). В нормах даны температуры помещений U различного назначения и расчетные (нормируемые) перепады температур /в-т^ =Д/ (табл. VI.3). Формулу для /?о.тр записывают в виде /?о.тр > Rb Т/ т, (VI .5) где п - коэффициент, учитывающий положение ограждения относительно наружного воздуха; т - коэффициент запаса (для ограждения с малой тепловой массивностью, многослойных и т. д.). Д/н В ЭТОЙ формуле удобно заменить отношение - 13а-912 197 g Таблица VI.3. Нормируемые перепады температур Д^ тепловые потоки и допустимые температуры т ДОП Характеристика помещения Стены доп Потолок Пол С повышенными санитарно-. гигиеническими требованиями, с круглосуточным пребыванием людей (в=20- 18 С) С ограниченным во времени и кратковременным пребыванием людей (/в = 16° С) 52(45) 14-12 61,5(53) 4-4,5 35-39 (30-34) 48(41) 16-14 10,5 17,15(15) 22(19) 18-16 13,5 равным ему допускаемым потоком тепла через ограждение (табл. VI.3) н=. , (VI.6) тогда ?o.xp=-2JzMiL . (VI.7) Теплообмен внутри помещения при лучистом, воздушном отоплении и других видах оказывается довольно сложным. Поэтому удобнее задавать величину /?в и определять не /?о.тр, а р =Ro.tp-Rb [величину Rb находят специальным расчетом (см. гл. I)], где R есть требуемое сопротивление теплопередаче ограждения от его внутренней поверхности к наружному воздуху. R рассчитывают относительно внутренней поверхности ограждения, минимально допустимая температура которой tJ° (см. табл. VI.3), по формуле о.тр т. (VI.8) В главе IV было установлено понижение температуры внутренней поверхности ограждения при инфильтрации наружного воздуха. В период зимнего похолодания понижение Тв было оценено коэффициентом 7ф, который необходимо ввести в формулу для вычисления R С учетом воздухопроницания имеем: о.тр= гп. (VI. 8а) Оптимальное сопротивление теплопередаче ограждения Определение /?о.опт - сложная технико-экономическая задача, которая может быть решена аналитически с учетом некоторых упрощающих предпосылок. Экономической характеристикой, определяющей рациональность конструктивного решения ограждения, являются приведенные затраты Я, руб-, на 1 м^. Оптимальное сопротивление /?о.опт соответствует минимуму функ ции Я и может быть найдено в общем случае из уравнения dn/dRo = o, (VI.9) 13а* 199 о.опт (VI.10) в простейшем случае, если пренебречь изменениями затрат на сопряженные системы и ограничиться рассмотрением только ограждения, то (в - о>п) Агр.п ок где о.п и Азо.п - соответственно средняя температура и продолжительность отопительного периода; Ст - стоимость тепла, теряемого через ограждение; Ят.и - теплопроводность и Ст.и - стоимость теплоизоляции в конструкции ограждения; 2ок - нормативный срок окупаемости дополнительных капитальных вложений. Если в задаче учесть изменение затрат на систему отопления и отчисления на амортизацию и текущий ремонт, то (в - н) ссо (1 + асо 2:ок)+ (в - оп) А^оп Zqk Яти ти (1 ~Ь эо ov) (VI. 11) где Сс.о - изменение капитальных затрат на систему отопления, руб., при изменении ее тепловой мощности на 1 ккал/ч; асо, о - ежегодные отчисления на амортизацию и текущий ремонт от капитальных затрат соответственно на систему отопления и ограждение, доли единицы. Для определения продолжительности и средней температуры отопительного периода при расчете о.опт воспользуемся результатами анализа годового теплового режима зданий (гл. VIII). Среднюю температуру отопительного периода о.п можно определить по данным о годовых затратах тепла на отопление Qot.f: или интегрированием кривой изменения температуры наружного воздуха в пределах продолжительности отопительного периода Аг*: Для зданий с системой летнего охлаждения или круглосуточного кондиционирования в расчете должны быть учтены дополнительные затраты на оборудование, а также стоимость холода, расходуемого на ассимиляцию *) Расчет продолжительности отопительного периода А^от, годового расхода тепла на отопление Эот.г дан в гл. VIII. о.опт - тепла, поступающего через 1 рассчитываемого ограждения. Формула /?о.от при круглогодовом обеспечении в помещении заданного микроклимата определена в виде V*B.3 tn) Ссо(1 +асо2:ок) + (1 + ао 2ок) + (-сл.о -/вл) Сек (1 + аск Zqk) + (/в.з - /р.д) Агр.д 2okCt+ >т.и т.и (1 + о 2ок) + (/усл.охл /в.л) А^охл Zqh Сх >т.и Ст.и (I + 2ок) (VI.14) где индексом ск отмечены величины, относящиеся к системе летнего кондиционирования; Сх -стоимость холода; в.л, в.э - темпера, тура в помещении соответственно летом и зимой; /усл-о - расчетная летняя температура [условная температура расчетных суток (см. гл. VII)]. В формуле (VI. 14) наряду с Азо.п и /о.п, по данным анализа годового режима (см. гл. VIII) должны быть определены продолжительность А;гохл и средняя условная температура /усл.охл охладительного периода. Стоимости тепла, холода, теплоизоляции ограждения, систем отопления и кондиционирования воздуха, входящие в формулы (VI.10) -(VI.14), могут быть найдены в книге Л. Д. Богуславского [12]. Требуемая теплоустойчивость ограждения Теплоустойчивость наружных ограждений должна быть такой, при которой не происходило бы больших изменений температуры на внутренней поверхности зимой при разовых изменениях наружной температуры, летом при суточных ее колебаниях и при действии солнечной радиации. - При выборе зимней расчетной температуры tn принимают во внимание теплоинертность ограждения, поэтому расчет Яо.тр, в который входит /н, одновременно учитывает теплоустойчивость ограждения при разовом понижении температуры зимой. В летних условиях теплоустойчивость ограждений должна обеспечивать колебания температуры внутренней поверхности с амплитудой не более допустимой равной по нормам: в Л5 = 2,5-0,1 (VI.15) где ty/ii -средняя за июль (самый жаркий месяц) температура наружного воздуха. Определять следует при fn=const для расчетных летних суток при колебаниях условной наружной температуры, учитывающей действие солнечной радиации. Проверять теплоустойчивость ограждений для летних условий не нужно, если D больше 4 для стен и больше 5 для перекрытий или если fvii<20X. Теплоустойчивость полов [52] определяет показатель тепловой активности Sa его поверхности, который для однородной конструкции равен коэффициенту тепловой активности материала: 5а = /Яф. (VI. 16) Его значение должно быть не более величины Sa.xp, которая для помещений с повышенной обеспеченностью равна 41,9 кДж/См.ч'.К) [10 ккал/См-ч'-Х)], с высокой и средней обеспеченностью соответственно 50,2 (12). Для второстепенных помещений и при /в> >23Х теплоустойчивость полов не нормируется. Теплозащита заполнений световых проемов и дверей. Требуемое сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов принимается в зависимости от разности расчетных температур внутреннего и наружного воздуха и назначения помещения. Его величины приведены в таблице главы СНиП Строительная теплофизика . Сопротивление теплопередаче дверей (кроме балконных) и ворот следует принимать не менее 0,6 ?о.тр, определяемого по формуле (VI.5) для стен здания, в которык имеются проемы. Требуемые воздухо- и влагозащитные свойства ограждения Наибольшей воздухопроницаемостью обладают окна. Воздух проходит через примыкание оконной рамы к откосу проема, притворы, стыки стекла с переплетом. Количество воздуха, проникающего через окно, зависит от герметичности конструкции окна, внутренних и внешних условий, этажности здания, места расположения окна в здании. Нормируемые значения допустимой воздухопроницаемости окон /о.тр, кг/(м2-ч), в зависимости от расчетной температуры наружного воздуха tn, °С, приведены ниже:
Наружные стены и перекрытия должны иметь сопротивление воздухопроницанию Ru не ниже требуемого и.тр*. и>и.тр = ?иАР, (VI. 17) где АР - разность давлений воздуха у внутренней и наружной поверхностей ограждения первого этажа с наветренной стороны здания, определяемая расчетом его воздушного режима (см. п. 2 гл. IV); у л-коэффициент, равный 2-ь0,5 в зависимости от вида ограждения, здания и принимаемый по данным главы СНиП. Перекрытия в здании, двери в квартиры, внутренние капитальные стены должны иметь максимально возможное по конструктивным решениям сопротивление воздухопроницанию с тем, чтобы предупредить заметное перетекание загрязненного воздуха в здании из нижних этажей в верхние. Влагозащитные свойства конструкции должны быть такими, чтобы влажность материалов ограждений при нормальных условиях эксплуатации была не больше допустимой (допустимые значения влажности различных материалов в конструкции даны в главе СНиП Строительная теплотехника ). Для предупреждения переувлажнения материалов рекомендуется внутренние слои ограждения делать более плотными и менее паропро-ницаемыми, чем наружные. В районах с продолжительными дождями и ветром необходимо, чтобы стены имели водонепроницаемый слой с наружной стороны. VI.4. ПОДЛЧЛ ТЕПЛА В ПОМЕЩЕНИЕ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ ДЕЙСТВИЯ источников ХОЛОДА Комфортность тепловой обстановки в помещении зависит не только от количества поступающего тепла, но и от способа и места установки нагревательного прибора в помещении и его конструкции. Нагревательные при- боры, компенсируя теплопотери, одновременно выполняют роль локализаторов источников холода в помещении. Нагретая поверхность прибора и струя теплового воздуха над ним предупреждают радиационное переохлаждение и попадание холодных токов воздуха в обслуживаемую зону помещения. Условия, при которых все наружные ограждения равномерно обогревались бы и поверхности помещений не охлаждались, трудноосуществимы. Хорошие тепловые условия в помещении создаются, когда приборы отопления рлсположены под окнами и вдоль наружной стены. Обслуживаемая зона помещения, особенно у пола, которая подвержена переохлаждению ниспадающими потоками холодного воздуха, в этом случае защищается в тепловом отношении наиболее эффективно. Локализация ниспадающих холодных потоков воздуха Около нагревательного прибора теплый поток воздуха поднимается вверх навстречу холодному ниспадающему потоку вдоль окна или холодной поверхности стены. На некоторой высоте над прибором струи воздуха смешиваются и продолжают движение от поверхности в помещение. Задача о взаимодействии восходящей и ниспадающей струй на вертикальной поверхности рассмотрена выше в п. 1.3. Для расчета локализации ниспадающих потоков воздуха нужно определить начальные параметры струи, возникающей над отопительным прибором. Для этой цели могут быть использованы данные, полученные в МНИИТЭПе [32]. Защита помещения от радиационного переохлаждения Комфортность тепловой обстановки в помещении в большой мере зависит от температуры поверхностей и наружных ограждений. Допустимую температуру окна можно определить, используя требование второго условия комфортности, которое определяет теплоотдачу излучением q с поверхности тела человека, находящегося в области холодной поверхности, что дает возможность связать геометрические размеры и температуру поверхности окна. Зная минимально допустимую температуру поверхности остек- 1 ... 17 18 19 20 21 22 23 ... 25 |