Расчётные значения параметров внутреннего микроклимата

В ГОСТ 30494-96 приведены расчётные значения параметров внутреннего микроклимата жилых и общественных зданий в оптимальных лоя пребывания человека и в допустимых диапазонах. Причём для жилых зданий и

зданий детских дошкольных учреждений эти данные выделены в самостоятельные таблицы. Помещения общественных зданий разделены на 6 категорий. При определении теплозащиты общественных зданий следует опре-делить категорию основных функциональных помещений здания. Например, в административном здании основными являются кабинеты и рабочие комнаты, в школе – классы.

В теплотехнических расчётах сопротивления теплопередаче ограждений жилых и общественных зданий за расчётную температуру внутреннего воздуха t_в принимается минимальное значение оптимальной температуры.

Расчётную относительную влажность внутреннего воздуха в теплотехнических расчётах принимают для исключения выпадения конденсата в местах теплопроводных включений ограждающих конструкций, в углах и оконных откосах, откосах зенитных фонарей. Эта относительная влажность несколько завышена по отношению к поддерживаемой для комфортного пребывания людей, так как выбирается максимально возможной в расчётном помещении. Для теплотехнических расчётов следует принимать:

- для помещений жилых зданий, больничных учреждений, диспансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных школ, детских садов, яслей и детских домов – 55 %;

- для помещений кухонь – 60 %;

- для ванных комнат – 65 %;

- для подвалов и подполий с коммуникациями – 75 %;

- для тёплых чердаков жилых зданий – 55 %;

- для помещений общественных зданий – 50 %.

В зависимости от сочетания расчётной температуры и расчётной от- носительной влажности внутреннего воздуха, принимаемых для теплотехнических расчётов, внутренний режим по влажностным условиям делят на сухой, нормальный, влажный и мокрый. Влажностный режим считается сухим при относительной влажности 50 % и ниже, то есть сюда попадают административные помещения и другие без скопления людей. При относительной влажности свыше 50 % и до 60 % - нормальным, к этой

 

-48-

 

категории относятся все помещения, перечисленные в предыдущем абзаце, для которых нормируется влажность 55 % и 60 %. Помещения с относительной влажностью свыше 60 % и до 75 % считаются влажными, а свыше 75 % - мокрыми. К последним относят производственные помещения с мокрым режимом. Ванные залы бассейнов считаются помещениями с мокрым режимом, так как при расчётной влажности для теплотехнических расчётов 67 % в них поддерживается температура воздуха выше 24º С.

 

Определение наибольших потерь тепла помещением

 

Наибольшие потери тепла помещением определяют установочную мощность системы отопления

                  Q_от = Q_огр+ Q_инф+ Q_тех- Q_с.р.   (96)

 

где Q_огр - тепловые потери через наружные ограждения помещения;

О_инф - потери тепла на нагрев воздуха, инфильтрующегося в помещение через неплотности ограждений;

Q_тех - внутренние тепловыделения;

Q_с.р.- теплопоступления за счет солнечной радиации.

Потери тепла через ограждения определяют по формуле

Q_огр =       (97)

где R₀ – сопротивление теплопередаче ограждения;

F – площадь ограждения;

n – коэффициент уменьшающий расчетную разность температур внутреннего и наружного воздуха (t_int - t_ext);

β – доля дополнительных тепловых потерь через ограждение.

Наружные ограждения имеют различную теплоустойчивость. Через ограждения с малой теплоустойчивостью (окна) теплопотери в период похолодания будут резко возрастать. Через теплоустойчивые ограждения потери тепла при похолодании возрастают немного. Максимальные потери тепла помещением в расчетных условиях не будут равны сумме потерь тепла через отдельные ограждения. Сложение необходимо провести с учетом сдвига во времени теплопотерь через отдельные ограждения.

В период резкого похолодания, как показывают наблюдения, теплопотери через окна составляют до 80 % от общих теплопотерь. Наибольшие потери тепла помещением совпадают во времени с наибольшими теплопотерями через окна.

Q_пом = Q_ок+ ΣQ_i       (98)

где Q_ок – наибольшие теплопотери через окна, определяемые по формуле (1) при t_н = t_{н.о. ;}

ΣQ_i – сумма теплопотерь через прочие теплопередающие ограждения в момент наибольших теплопотерь через окна.

-49-

 

Обогрев помещения

Отопительный прибор передает тепло от теплоносителя обогреваемому помещению. Его конструкция, способ установки и присоединение к системе отопления должны оцениваться по теплотехническим, экологическим, техническим и эстетическим показателям. Для этого определяют количество тепла, затрачиваемого на обогрев помещения, доли конвективного и лучистого тепла и степень оптимальности микроклимата, создаваемого прибором.

Использование прибора той или иной конструкции и его установка в различных местах помещения не должны приводить к заметному перерасходу

тепла. Показателем, оценивающим эти свойства, является отопительный эффект прибора.

М=           (99)

Q_приб – тепло отдаваемое отопительным прибором;

Q_пом – потери  тепла  помещением.

Считается что наилучшим отопительным эффектом обладают панельно-лучистые приборы, установленные в верхней зоне помещения или встроенные в конструкцию потолка. У таких приборов отопительный эффект 0,9-0,95, т.е.теплоотдача прибора может быть ниже тепла потерь помещения. У нагретой поверхности пола отопительный эффект ≈ 1,0. У радиаторов отопительный эффект 1,04÷1,06, из-за бесполезных потерь тепла через стену за радиатором. У конвектора – 1,03. Подоконная панель, встроенная в конструкцию стены  имеет отопительный  эффект 1,1.

Комфортность тепловой обстановки в помещении зависит и от места установки прибора, а также и от его геометрии. Нагревательные приборы должны также выполнять роль локализаторов источников холода в помещении. Поэтому нагретая поверхность приборов и струя теплого воздуха над ним должны предупредить радиационное переохлаждение и попадание холодных токов воздуха в обслуживаемую зону.

Теплоустойчивость помещения – его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при периодически изменяющихся теплопоступлениях.

Чем больше способность теплопоглощения у ограждений и предметов, поверхность которых обращены в помещение, тем меньше в помещении колебания температуры и тем больше его теплоустойчивость.

По характеру изменения во времени все возможные виды теплопотерь и теплопоступлений делятся на гармонические и прерывистые, иногда их cочетанием. Совместный эффект действия всех источников и стоков теплоты получают суммированием частных результатов.

Результатом расчета теплоустойчивости помещения является определение наибольшего отклонения температуры помещения от среднего значения.

При гармонических колебаниях теплопоступлений

-50-

 

   (100)

 

При прерывистых теплопоступлениях, когда период натопа Z_н

 Q_max . 2/n . Q_ср  (101)

Q_ср ,Q_max – средняя и максимальная теплоотдача прибора;

Р_пом – показатель теплопоглощения помещения

 

Р_пом = Р_огр + Р_вен._{воздухообмена}    (102)

 

Р_огр = ΣPi . Ai            (103)

 

Pi – коэффициент теплопоглощения поверхности;

Ai – площадь поверхности.

Из всего вышеизложенного следует, что тепловая мощность системы отопления при периодическом отоплении должна быть больше, чем при постоянном отоплении.

 

 

Тепловой баланс

Для определения вида системы кондиционирования микроклимата помещения составляется тепловой баланс, учитывающий все теплопотери и теплопоступления данного помещения. Для того чтобы температура воздуха в помещении не изменялась сумма тепловых потерь должна быть равна сумме теплопоступлении

∑ Q т . потерь = ∑ Q т. поступл.  Или ∑Q т.потерь+∑Qт.поступл.= 0

Если сумма тепловых потерь больше, чем сумма теплопоступлений, то помещение охлаждается, температура в нем падает и необходимо проектировать систему отопления.

Если сумма тепловых потерь меньше чем сумма теплопоступлений, тогда помещение нагревается, температура в нем повышается и необходимо проектировать систему вентиляции.

Для зданий различного назначения при составлении теплового баланса учитываются различные составляющие. Для производственных помещений уравнение теплового баланса будет выглядеть следующим образом:

 

Q_техн – Q_{т. пост} + Q_м+ Q_тр (104)

где:

Q_пом- суммарные теплопотери помещения;

Q_огр- теплопотери через наружные ограждающие конструкции;

Q_инф- теплопотери на нагрев инфильтрующего воздуха;

Q_техн- теплопотери на технологические процессы;

-51-

 

Q_пом = Q_огр + Q_инф +

     Q_т.пост.- теплопоступления в помещение;

Q_м- теплопотери на нагрев материала, поступающего в помещение с улицы;

Q_тр- теплопотери на нагрев транспорта, въезжающего в помещение с улицы.

Для общественных зданий уравнение теплового баланса имеет следующий вид:

Q_пом= Q_огр+ Q_инф- Q_ч     (105)

 

где Q_ч- теплопоступления от людей, находящихся в помещении.

 

Для жилых зданий уравнение теплового баланса выглядит следующим образом:

Q_пом= Q_огр+ Q_инф- Q_т.пост    (106)

 

     где Q_т.пост- бытовые теплопоступления, определяемые по [12]

 

      Теплопоступления от людей определяются по формуле:

 

Q_ч =β₁ ·β₂·(2,16+8,87 √V_в) (35 – t_п) Вт   (107)

 

β₁ – коэффициент, учитывающий тяжесть выполняемой работы;

β₂ – коэффициент, учитывающий степень утепленности одежды;

V_в – подвижность воздуха в помещении;

t_п – температура помещения.

 

Теплопоступления от электрооборудования

 

Q_э = N_э . ζ    Вт           (108)

 

N_э – электрическая мощность, кВт;

ζ - коэффициент, учитывающий фактически потребляемую энергию.

 

Затраты теплоты на нагрев материалов

 

Q = с G (t_нач – t_п)  Вт        (109)

 

с – теплоемкость материала;

    G – количество материала;

t_нач- температура наружного воздуха;

t_п – температура воздуха в помещении.

 

 

-52-