|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 18 19 20 21 22 23 24 25 ления, можно правильно выбрать необходимое сопротивление оконного проема. Уравнение баланса лучистого теплообмена на поверхности человека, стоящего около окна, и нагревательного прибора под ним (рис. VI.2) может быть составлено по аналогии с уравнением (1.23). Искомая температура поверхности окна в результате оказывается равной: -toK = 14-l --17 4,52 {VI.18)  Рис. VI.2. Лучистый теплообмен элементарной площади на поверхности головы человека, стоящего у окна, под которым расположен нагревательный прибор Здесь Ток зависит от коэффициента облученности от человека в сторону окна фч.ок и величины q. Допустимая величина q при расстоянии от человека до окна 1 м (на границе обслуживаемой зоны помещения) может быть принята равной 93 Вт/м^ [80 ккал/ /(м2.ч)],аток-по (VI.18): (VI. 19) Это уравнение, определяющее допустимую температуру внутренней поверхности окна, является одним из составляющих второго условия комфортности. Во многих случаях может оказаться целесообразным развить поверхность или увеличить температуру подоконного прибора при слабой теплозащите или большой площади поверхности окна. Уравнение для т^°п с учетом нагревательного прибора по схеме рис. VI.2 имеет вид Ток= 14 - (1,27Тпр-22,6) Фч.пр Фч.ок (VI. 20) приведенными выше данными можно пользоваться для расчета нагревательного прибора как из условия локализации ниспадающих холодных потоков воздуха, так и из условия уменьшения излучения на холодную поверхность. В современных зданиях архитекторы часто стремятся облегчить конструкцию окна и максимально развить его площадь, что противоречит требованиям сокращения теплопотерь и поддержания комфортности тепловой обстановки в обслуживаемой зоне помещения. Однако в некоторых случаях такие тенденции архитекторов эстетически оправданы, поэтому задача инженеров по отоплению и вентиляции состоит в обеспечении и з этих случаях необходимой комфортности тепловой обстановки в помещении. Частные вопросы проектирования теплового режима здания применительно к зимним условиям подробно рассмотрены в Справочнике проектировщика [52]. ГЛАВА VII ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОМЕЩЕНИЯ ЛЕТОМ Теплый период года более благоприятный по комфортности тепловых условий для человека, чем холодный. Однако здания, особенно расположенные в южных районах, в жаркие летние месяцы подвергаются значительному перегреву. В результате создаются резко дискомфортные тепловые условия в закрытых помещениях и в связи с этим большая перенапряженность системы терморегуляции организма человека. В этот период года ограждения с внешней стороны интенсивно облучаются солнцем и омываются нагретым наружным воздухом, они должны защитить помещения от больших поступлений тепла и сильного перегрева в дневные часы. В летний период определяющую роль в режиме зданий играют теплопоступления от солнечной радиации. Суточная ее периодичность является причиной типичного для летнего режима нестационарного характера всех процессов теплообмена. В то же время тепловой режим помещений должен отвечать определенным требованиям, для удовлетворения которых используют средства тепло- и солнцезащи-ты зданий в виде теплоустойчивых, орошаемых водой и вентилируемых ограждений, затеняющих устройств^ солнцезащитных стекол и др. Помещения охлаждают наружным воздухом, используя ночное проветривание и общеобменную систему вентиляции. В лучшем случае тепловой режим в помещениях регулируют с помощью систем кондиционирования воздуха, панельно-лучистога охлаждения и т. д. Следует стремиться максимально использовать для борьбы с перегревом здания рациональные конструктивно-планировочные решения и организованное проветривание, что мало отражается на общей стоимости здания. Применение систем кондиционирования воздуха целесообразно в зданиях повышенной комфортности, но в любом случае оно должно быть обосновано расчетом теплового режима помещений. При проектировании зданий и устройств регулирования микроклимата предварительно выявляют возможный тепловой режим при различных мерах его обеспечения и выбирают экономически целесообразный вариант решения, обеспечивающий заданные условия. Последовательность решения поставленной задачи такова. Устанавливают расчетные (допустимые или оптимальные) внутренние тепловые условия и коэффициент их обеспеченности. С учетом последнего выбирают расчетные характеристики наружного воздуха. Рассчитывают естественный тепловой режим помещений при различных конструктивно-планировочных мерах тепловой защиты и проветривания. Устанавливают удовлетворительность полученного результата для поддержания расчетных внутренних условий или необходимость в устройстве системы кондиционирования воздуха. Определяют расчетный режим систем кондиционирования, который обеспечит оптимальные условия в помещении, VII.1. ЛЕТНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КЛИМАТА; ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ОТКЛОНЕНИЯ ФАКТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ОТ РАСЧЕТНЫХ Характеристики климата Жаркий период года определяется прежде всего интенсивностью солнечной радиации и температурой на-ружного воздуха. При расчете систем кондиционирования необходимо, кроме того, иметь полную характеристику тепловлажностного состояния наружного воздуха, Летние наружные условия должны быть определены при наиболее невыгодном сочетании характеристик климата, выбранных с различной обеспеченностью для расчетного наиболее жаркого периода (общая методика выбора сочетаний характеристик климата с заданным коэффициентом обеспеченности рассмотрена в гл. VI). За расчетный летний период принимают наиболее жаркие летние сутки. В табл. VII. 1 даны рекомендуемые значения коэффициентов обеспеченности /Соб.п и К^ для помещений разного назначения и соответствующая им продолжительность отклонений Аг, ч, условий от расчетных. Таблица VII. 1. Коэффициент обеспеченности Коб расчетных условий для теплого периода года
В соответствии с главой СНиП Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха , расчетные внутренние условия в помещении должны обеспечиваться системами вентиляции и кондиционирования воздуха в пределах расчетных параметров категорий климата Л, 5 и В. Диапазоны значения коэффициентов Коб,п и /Caz ответствующие нормируемым параметрам категорий наружного климата, приведены в табл. VII.2. Таблица VI 1.2. Соответствие между параметрами климата Л, Б, В и Коб
Таблица VII.3. Относительная продолжительность инсоляции m==m/24 (m, ч) различно ориентированных поверхностей
ю ю-в, Ю-3 с-в, с-3 Горизонтальная поверхность Ю Ю-В, Ю-3 с-в, с-3 Горизонтальная поверхность Февраль, октябрь 0,45 0,23 0,33 0,12 0,45 0,25 0,34 0,16 0,44 0,22 0,33 0,11 0,44 0,43 0,22 0,33 0,43 0,42 0,21 0,33 0,09 0,42 Март, сентябрь 0,25 0,35 0,15 0,25 0,35 0,15 0,25 0,36 0,14 0,32 0,08 0,25 0,37 0,13 Апрель, август 0,38 0,19 0,32 0,06 0,38 0,25 0,37 0,13
Продолжение табл. VIL3
* продолжительность действия рассеянной радиации равна продолжительности действия прямой радиации на горизонтальную поверхность. Характеристики тепловлажностного состояния наружного воздуха (температура н, энтальпия /н), соответствующие категориям климата Л, Б, В, приведены в главе СНиП Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха . Этих данных недостаточно для полного расчета фактического нестационарного теплового режима помещения. Нормируемые температуры /н для категорий климата Л, £ и В можно считать максимальными температурами воздуха /н.макс расчетных летних суток с заданным Коб (см. табл. VII.2). Амплитуду суточного изменения наружной температуры Л^н следует принимать равной половине полного перепада температуры за летние сутки, взятого по данным главы СНиП Строительная климатология и геофизика . Среднюю за сутки температуру н.о вычисляют как разность <н.макс -/н. Время наступления н.макс-15 ч по среднесолнечному времени [см. формулу (Vn.l5)]. Почасовые и среднесуточные значения интенсивности прямой S и рассеянной D солнечной радиации в июле на горизонтальную и вертикальную поверхности различной ориентации приведены также в этой главе СНиП. Амплитуду колебания интенсивности солнечной радиации Л/определяют как разность: , (vn.i) или (при замене фактической кривой изменения / во времени равновеликой ей по площади косинусоидой) по формуле Л^ = (1-т)я/о, (VII.2) где /, /о, /макс - соответственно текущее, среднесуточное и максимальное значения интенсивности (суммарной, прямой или рассеянной) солнечной радиации в течении расчетных летних суток. Для расчета важно также знать продолжительность облучения ограждений зданий данной ориентации солнечной радиацией в течение суток т, ч, и время максимума действия солнечной радиации Z*. В табл. УП.З приведены значения относительной продолжительности облучения m=m/24 для прямой и рассеянной солнечной радиации. Время максимума прямой солнечной радиации, отсчитанное от полудня по среднесолнечному времени [см. формулу (УП.15)], AZ< приведено в табл. Vn.4. Скорость ветра принимают равной расчетной за июль по данным СНиП, но не менее 1 м/с. Суточные изменения относительной влажности фн воздуха почти всегда обратны изменениям температуры tu и имеют минимум около 15 ч дня и максимум перед восходом солнца. В упомянутой выше главе СНиП даны значения фн для соответствующих расчетных температур. Для анализа изменения тепловой нагрузки на систему в течение теплого периода года можно пользоваться осредненными месячными значениями параметров наружного климата (см. гл. VHI). В разработанных на кафедре Отопления и вентиляции МИСИ рекомендациях по проектированию, которые частично вошли в [52, 53], приведены результаты обработки метеонаблюдений по полной методике, учитывающей коэффициент обеспеченности, для 115 пунктов СССР. В рекомендациях были использованы данные о числе дней со средней и максимальной суточными температу- Таблица VII.4. Время максимума прямой солнечной радиации AZp * в исчислении от полудня
Примечание. Время максимума прямой солнечной радиации на поверхность южной (Ю) ориентации равно нулю; для ориентации В, Ю-В, С-В время максимума принимают по данным настоящей таблицы со знаком - , для ориентации 3, Ю-3, С-3 - со знаком для ориентации С время максимума принимают со знаком - в утренние и со знаком + в вечерние часы. Максимум рассеянной солнечной радиации обычно близок к полудню. рами с интервалом в 5 °С для каждого месяца года, полученные за 35-40 лет наблюдений. По этим данным для кал^дого пункта построены функции распределения и определены н.о и Л^ в зависимости от заданного коэффициента обеспеченности. Продолжительность отклонения температуры наружного воздуха от заданного значения При расчете теплового режима помещений важно знать продолжительность времени, когда температура наружного воздуха держится выше заданного значения. Воспользуемся для этого характеристиками суточного изменения и функциями распределения температуры в зависимости от Коб- Изменение температуры наружного воздуха в течение суток описывается законом гармонического колебания. Если для произвольных суток известны среднесуточная температура наружного воздуха t и амплитуда ее изменения Л то время Az ч, в течение кото- н рого температура наружного воздуха выше ta за эти сутки, определим из неравенства: a<HO+/;OS-(2-15); (VII.3) Az = - arccos , . (VII.4) Общая продолжительность времени, при котором температура выше /а при заданном коэффициенте обеспеченности Коб, равна: А2 = 2Аг п', (VII.5) где п' - число дней в году с температурой выше /а, но ниже расчетной /н при заданном Коб. Так же можно определить продолжительность А2 стояния температуры выше принятой в расчете при заданном /Соб. Для этого сумму в (Vn.5) следует определять в пределах от Ков до 1, т. е. от tu расчетной при Л'об до /н максимальной. Возможность отыскания Az позволяет установить К обд^- коэффициент обеспеченности по общей продолжительности отклонений условий от расчетных: к об.Лг 92-24-Аз 92.24 (VII.6) где (92-24) -продолжительность календарного летнего периода, ч. В табл. (VII. 1) показаны диапазоны изменений и /(об,А2Для принятых четырех градаций обеспеченности расчетных условий. Таблица VII.5. Продолжительность превышения параметров, нормируемых СНиП температур
В табл. VII.5 для четырех географических пунктов проведено сопоставление продолжительности отклонения температуры наружного воздуха от расчетных значений Л и £ по СНиП, определенных по предлагаемой методике (МИСИ) и по данным ГПИ-1. Последние определены путем обработки срочных четырехразовых наблюдений за Ю лет. Считалось при этом, что каждое срочное значение температуры неизменно в течение 6 ч. Это позволило подсчитать длительность стояния различных температур. Близкое совпадение сравниваемых величин в таблице подтверждает возможность использования более простого метода. Vl!.2. ПОСТУПЛЕНИЕ ТЕПЛА ЧЕРЕЗ НАРУЖНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОМЕЩЕНИЯ Поступление тепла через наружные стены и совмещенные покрытия с учетом действия солнечной радиации Передачу тепла через стены и покрытия (массивные, непрозрачные ограждения обозначаются индексом I) рассчитывают как гармонически изменяющийся тепловой процесс, характеризуемый тремя параметрами: сред- 1 ... 18 19 20 21 22 23 24 25 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||