Лекция №1

Рис.2.1.

Построение проекций солнечных лучей и азимутов. 1 – горизонтальная плоскость; 2 – плоскость остекления светового проема; 3 – солнечный луч; 4

– горизонтальная проекция солнечного луча; 5 – нормаль к плоскости остекления.

проемы в противоположных стенах, в тех случаях, когда не задается расчетный час суток, следует рассчитывать поступление тепла отдельно для каждого ограждения и учитывать в расчете наибольшую сумму полученных значений за период эксплуатации помещения.

Поступления теплоты, Q Вт, в помещении от солнечной радиации

через остекленные световые проемы и массивные ограждающие конструкции зданий различного назначения для наиболее жаркого месяца года (июля) и заданного или каждого часа суток, рассчитывают по формуле:

где: Qi - тепловой поток, Вт, через i-й световой проем;

Qi,м - тепловой поток, Вт, через i-е массивное ограждение; a,b - число световых проемов и массивных ограждений.

Расчетным является максимальный тепловой поток Qмакс, Вт, выбираемый из часовых поступлений теплоты за период, когда в помещении работают или отдыхают люди или ведется производственный процесс.

Тепловой поток прямой и рассеянной солнечной радиации (далее "солнечной радиации") через i-й световой остекленный проем (далее "световой проем"), Вт, определяют по формуле:

Qoc Qoc,i aп Q t ,

где: Qoc - тепловой поток, Вт, солнечной радиации через остекленный

свето-

вой проем;

aï - показатель поглощения теплового потока солнечной радиации; Q t - тепловой поток теплопередачей через световой проем.

Примечание. При определении поступлений теплоты для расчета систем вентиля-ции, величину Q t допускается не учитывать.

Тепловой поток, Вт, солнечной радиации через световой проем рассчитывают по формуле:

Qoc,i (qп K1 q р K2 )K3 K4 Aoc ,

где: qп , q р - поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2, через остекленный световой проем в июле в данный час суток, соответственно от прямой ( qп ) и рассеянной ( q р ) солнечной радиации,

принимаемая для вертикального и горизонтального остекления по прилож. 11;

K1 Kп,г Kп,В - коэффициенты облученности прямой солнечной

радиацией для учета площади светового проема, незатененной горизонтальной Kпг и вертикальной K плоскостями в

строительном исполнении, рис 2.2;

K2 Kг KВ - коэффициенты облученности для учета поступления рас-

cеянной солнечной радиации через световые проемы, незатененные горизонтальной и вертикальной наружными солнцезащитными плоскостями в строительном исполнении;

K3 - коэффициенты теплопропускания солнцезащитных устройств (што-

ры, карнизы, жалюзи и др. изделия заводского изготовления), принимаемые по прилож.

K4 - коэффициент теплопропускания остеклением световых проемов, принимаемые по прилож.;

Aoc - площадь светового проема (остекления), м2.

Поверхностная плотность тепловых потоков, (Вт/м2), поступающих в помещение в данный час суток через наклонное остекление от прямой и

рассеянной солнечной радиации qп , qр определяют по формулам:

для остекления а - при 0 Aоc 90 или 270

остекление находится в тени.

Рис. 2.2.

Построение солнечных азимутов для треугольного фонаря. 1 – горизонтальная проекция солнечного луча; 2 – горизонтальная проекция к нормали остекления, ориентированного на ЮЗ; 3 - горизонтальная проекция к нормали остекления, ориентированного на СВ.

Примечание: При отсутствии солнцезащитных устройств (СЗУ) в формулах и принимают r = s = 0.

Азимуты световых проемов, ориентированные по основным странам света имеют следующие значения: ЮВ - 45 , В - 90 , СВ - 135 , С - 180 , Ю

±0 , ЮЗ - 45 , З - 90 , СЗ - 135 .

Затенение светового проема наружными солнцезащитными плоскостями (в строительном исполнении) рассчитывается по формулам или графическим построением тени. Для графического расчета на горизонтальном

разрезе окна через точки m1 и m2 (на гранях защитных ребер, проводят

горизонтальные проекции солнечных лучей до пересечения их с плоскостью стекол.

Рис. 2.3. Построение тени, отбрасываемой на остекление светового проема козырьком и ребрами.

При применении наружных солнцезащитных строительных конструкций (ребер, козырьков и т. п.). затеняющих всю или часть площади остекления проемов, для затененной площади следует учитывать поступления тепла только от рассеянной радиации.

Тепловой поток, Вт, через массивную ограждающую конструкцию

(наружную стену или покрытие) Q м , для данного часа суток (Z) определяют по формуле.

где: R - сопротивление теплопередаче массивной ограждающей конструкции (наружной стены, покрытия), (м2 · оС)/Вт, рассчитывают по по формуле, приведенной ранее;

tнар , t n - средняя температура наружного воздуха в июле, по прилож.

итемпература воздуха в помещении;

- коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью огра-

ждающей конструкции, принимаемый по прилож.;

J ср - среднесуточное значение поверхностной плотности теплового пото-

ка суммарной солнечной радиации (прямой и рассеянной), Вт/м2, поступающей в июле следует принимать по прилож. для горизонтальной и для вертикальной поверхности;

к - коэффициент равный 1 - при отсутствии вентилируемой воздушной прослойки в ограждении (покрытии) и равным 0,6 для всех других ограждающих конструкций;

V - величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции;

Расчет теплового баланса помещения в холодный период года Теплопотери через ограждения

Основные и добавочные потери теплоты определяют суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Qогр, Вт, с округлением

до 10 Вт для помещений по формуле

Q A(tp text )(1 )n/ R

где А — расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;

R — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2 оС) / Вт. Сопротивление теплопередаче конструкции определяют по формуле (кроме полов на грунте), сопротивление теплопередаче световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) - по прилож.

tp - расчетная температура воздуха, С, в помещении с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м,

tp.верх – температура воздуха в помещении на высоте >4 м определяют по формуле;

texp - расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения—при расчете потерьтеплоты через внутренние ограждения (прилож.);

— добавочные потери теплоты в долях от основных потерь; п — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной

поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по прилож..

Сопротивление теплопередаче R, (м2 С)/Вт, ограждающей конструкции определяют по формуле

где в — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по прилож.;

Rк — термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м2 С)/Вт,н — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверх-

ности ограждающей конструкции. Вт/(м С).

Термическое сопротивление Rк, (м С)/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями определяют как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

Rк = R1 + R2 + ... + Rn + Rв.п.,

где R1, R2, ..., Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, (м2 С)/Вт, определяемые по формуле;

Rв.п. — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки.

Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции прини-мают в долях от основных потерь:

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере 0,1, на юго-восток и запад — в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, если одно из ограждений обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад и 0,1 — в других случаях; б) в помещениях, разрабатываемых для типового проектирования, через сте-

ны, двери и окна, обращенные на любую из сторон света, в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 для угловых помещений (кроме жилых), а во всех жилых помещениях — 0,13; в) через не обогреваемые полы первого этажа над холодными подпольями

зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха минус 40 С и ниже (параметры Б) — в размере 0,05;

г) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушнотепловыми завесами, при высоте зданий H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере:

0,2 H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними; 0,27 H — для двойных дверей с тамбурами между ними;

0,34 H —для двойных дверей без тамбура;

0,22 H —для одинарных дверей;

д) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно- тепло-выми завесами, — в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 — при наличии тамбура у ворот.

Примечание. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по подпунктам "г" и "д" не учитывают.

Сопротивление теплопередаче полов определяют (для полов на грунте, принимая R = RC , для не утепленных полое и R = Rh для утепленных):

а) для не утепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности 1,2 Вт/(м2С) по зонам шириной 2 м, параллельным наружным стенам, принимая Rс, м2 С /Вт, равным: 2,1 — для 1 зоны; 4,3 — для II зоны; 8,6 — для III зоны; 14,2 — для IV зоны; (для оставшейся площади пола);

б) для утепленных полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности h < 1,2 Вт/(м2С) утепляющего слоя толщиной , м, принимают Rh м2С/Вт по формуле

Rh Rc / h;

Расчетная температура воздуха внутри помещения tр принимается равной температуре в рабочей или обслуживаемой зоне для помещений высотой до 4 м. При большой высоте следует учитывать изменение температуры по высоте помещения и принимать на высоте до 4 м от пола температуру в рабочей зоне, на высоте боле 4 м - среднюю температуру между температурами воздуха в рабочей и верхней зонах помещения. Температура в верхней зоне определяют по формуле

tр.верх = tр + k1 (Н - 2),

где tр - температура воздуха в рабочей зоне;

kl - коэффициент нарастания температуры по высоте, определяемый опытным путем и рекомендуемый нормативными документами (k! = 0,2 - 1,5 оС/м);

Н - высота помещения, м.

При расчете теплопотерь через полы и потолки к расчетной разности температур (tр - tн) вводится коэффициент, значения которого приводятся в таблице.

Принципы обмеров ограждающих конструкций. Площадь А, м2, и линейные размеры ограждающих конструкций при расчете потерь теплоты зданиями, сооружениями и помещениями определяют следующим образом:

а) площадь световых проемов и дверей - по наименьшим размерам строительных проемов в свету;

Рис. 2.4.

1 – зона I; 2 – зона II; 3 – зона III; 4 – зона IV (остальная часть пола помещения).

б) площадь потолков и полов - по размерам между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен; в) высоту стен первого этажа: по размеру от уровня чистого пола первого

этажа до уровня чистого пола второго этажа при наличии пола, расположенного непосредственно на грунте; по размеру от нижнего уровня подготовки для пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа при наличии пола на лагах по размеру от уровня нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа при наличии не отапливаемого подвала или подполья; г) высоту стен промежуточного этажа - по размеру между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей;

д) высоту стен верхнего этажа: по размеру от уровня чистого пола до верха утеплителя чердачного перекрытия при наличии чердака и по размеру от уровня чистого пола до пересечения внутренней поверхности наружной стены с верхней плоскостью покрытия при отсутствии чердака; е) длину наружных стен: не угловых помещений - по размерам между осями

внутренних стен; угловых помещений - от внешних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен или до внешних поверхностей примыкающих наружных стен; ж) длину внутренних стен - по размерам от внутренних поверхностей

наружных стен до осей внутренних стен или между осями внутренних стен; з) площадь участков пола, примыкающих к углам, образуемым наружными стенами на грунте или на лагах (в первой 2-метровой зоне) вводится в расчет дважды, т е. по направлению обеих наружных стен, образующих угол (см.

рис. 2.4).

Примечания: 1. Линейные размеры ограждающих конструкций определяют с точностью до 0,1 м. 2. Площадь наружных ограждающих конструкций определяют с точностью до 0,1 м2. 3.Зоной является полоса пола шириной 2 м, параллельно наружной стене. Зоны нумеруют, начиная от наружной стены. 4. Высоту стен одноэтажных зданий определяют, как для первого этажа с учетом требований по верхнему этажу.