5.2 Теплопоступления от искусственного освещения

Количество тепла, поступающее в помещение от искусственного освещения, следует подбирать по фактической или проектной мощности светильников.

Если мощность светильников неизвестна, то тепловыделения, Вт, определяются по формуле

Q_осв=E·А_пом·q_осв·η_осв, (26)

где E – нормируемая освещенность помещения, принимаемая в зависимости от его назначения – табл. 2.3 [7] E = 300 лк (читальный зал) А_пом – площадь пола помещения, м² q_осв – удельные тепловыделения, Вт/(м²·лк), определяются по табл. 2.4 [7], в зависимости от типа светильников, площади и высоты помещения. η_осв – доля тепла поступающего в помещение.

Примем к установке люминесцентные светильники рассеянного света.

Q_осв = 300·81,76·0,094·1 = 2306 Вт

В холодные и переходные периоды года учитываем 100% теплопоступления от источника искусственного освещения.

В дневное время тёплого периода года эти теплопоступления могут быть уменьшены ввиду наличия мощной солнечной радиации.

5.3 Теплопоступления от солнечной радиации

Исходные данные:

1. город Калуга

2. географическая широта 56ºсш

3. характеристика окон:

• ориентация – С;

• размер: 1,5х1,8 (h) м – 3 шт

• конструкция – однокамерный стеклопакет с твердым селективным покрытием, с межстекольным расстоянием 8 мм

• сопротивление теплопередачи: R_о^ок = 0,51

• площадь остекления: А_ост = 3·1,5·1,8 = 8,1 м²

4. средняя месячная температура наружного воздуха в июле =22,4 ^оС

5. среднесуточная амплитуда температуры наружного воздуха в июле – А_ht = 10,7ºС;

6. Температура внутреннего воздуха в тёплый период t_int=28^оС

Тепловой поток солнечной радиации, поступающей через массивные ограждения общественных зданий (наружные стены и потолки) допускается не учитывать.

Тепловой поток солнечной радиации, Вт, поступающей через световые проемы определяется по формуле

Q_ост =Q_ос.i.·a_п+Q_Δt (27)

где Q_ос.i. – тепловой поток солнечной радиации проникающей за счёт прозрачности стекла, Вт a_п – показатель поглощения теплового потока солнечной радиации ограждающими конструкциями и оборудованием в помещении; Q_Δt – тепловой поток теплопередачи через остекление, Вт.

1. Максимальный тепловой поток, Вт, прямой и рассеянной солнечной радиации через окна рассчитывается по формуле

, (28)

где q_П^MAX и q_Р^MAX – максимальная плотность теплового потока от прямой и рассеивающей солнечной радиации, Вт/м², выбирается по табл.1 [8] k₁ = k_ПГ·k_ПВ ,

где k_ПГ и k_ПВ – коэффициенты, учитывающие затененность окна горизонтальными и вертикальными солнцезащитными устройствами

, , (29)

где r, S – ширина горизонтальных и вертикальных устройств, м. H, B – высота и ширина окна соответственно, м h_S – высота солнца A_S.OC – солнечный азимут остекления, A_S.OC = A_S - A_OC где A_S – азимут солнца A_OC – просто азимут остекления, зависит ориентации остекления:

	ЮВ	В	СВ	С	Ю	ЮЗ	З	СЗ
AOC	45о	90о	135о	180о	0о	45о	90о	135о

k₂ – коэффициент облученности рассеянной солнечной радиации, k₂ = k_Г·k_В, экранированной горизонтальными и вертикальными плоскостями, k_Г , k_В подбираются по таблице в зависимости от солнцезащитных углов β и γ , k₃ – коэффициент теплопропускания солнцезащитных устройств (шторы, жалюзи), если нет k₃ = 1; k₄ – коэффициент теплопропускания остекления с учётом затенения переплетами.

Если солнцезащитные устройства отсутствуют, то r = 0 и S = 0. Но поскольку плоскость остекления не совпадает с плоскостью стены, то откосы окна выполняют роль солнцезащитных плоскостей и их надо учитывать при ширине более 150 мм. Принимаем l₁ = l₂ = 0,2 м;

В:

Для географической широты 56° (Калуга) максимальная облучённость световых проёмов, ориентации В составляет (табл.1 [8]) :

z_max = 7-8; q_п^max = 547; q_р^max = 122.

Время начала радиации (перед восходом солнца) z = 4 часа.

Высота и азимут солнца (табл.3 [8])

∆z = 10 часов h_S = 29^о A_S = 82^о

Солнечный азимут остекления A_S.OC=A_S - A_OC=82^о-90^о=-8^о

k₁=0,92. (30)

Коэффициент облученности рассеянной солнечной радиации найдём по (табл.4 [8])

Солнцезащитные углы:

, . (31)

К_Г = 0,899; К_В = 0,878; К₂ = 0,789

Для жалюзи с металлическими пластинами под углом 90^о k₃ = 0,7.

Для стеклопакета в металлическом или пластмассовом переплёте k₄ = 0,68

Вычисляем максимальный тепловой поток солнечной радиации через остекление восточной ориентации:

В:

.

2. Определение показателя поглощения a_П.

a_П определяется в зависимости от отношения (табл.5 [8]).

ΣY=Y_НС·A_НС+ Y_ОСТ·A_ОСТ +Y_ПТ·A_ПТ+ Y_ПЛ·A_ПЛ+ Y_ПЕР·A_ПЕР, (32)

где A_НС – площадь стены за вычетом окон, A_НС = 47,25 м²; A_ОСТ – площадь остекления, A_ПТ = 8,10 м²; A_ПТ – площадь потолка и пола, A_ПТ = A_ПЛ = 38,40 м²; A_ПЕР – площадь всех перегородок, A_ПЕР = 289,94 м²; Y_НС, Y_ОСТ, Y_ПТ, Y_ПЛ, Y_ПЕР, – показатели теплоусвоения ограждений.

Для определения коэффициентов теплоусвоения, предварительно вычисляют тепловую инерцию D каждого слоя ограждения по формуле

, (33)

где δ – толщина материала, м; λ – теплопроводность материала, Вт/(м·K) S – коэффициент теплоусвоение материала слоя – прил Д [6].

а) наружная стена (кирпичная кладка): .

если D>1, то Y_НС=S=9,77;

б) потолок (железобетонная плита перекрытия): .

если D>1, то Y_ПТ= S=17,98;

в) пол паркетный (дуб поперек волокна): δ = 0,025 мм, λ = 0,18, S = 5.

; если D>0,5, то Y_П = 2·S = 10,0;

г) для кирпичных капитальных перегородок расчет делается для ½ толщины:

;

д) остекление .

Показатель интенсивности конвективного теплообмена:

(34)

,

Величина теплового потока теплопередачей, Вт, определяется по формуле

, (35)

где t_н^ср – средняя температура наружного воздуха в июле, t_н^ср=27,6 ºС; t_В – внутренняя температура в помещении, t_В=28ºС, так как t_В=t_В^Р+3º≤28ºС; A_ht – максимальная суточная амплитуда наружного воздуха в июле, А_ТН=11,1ºС; A_ОС – площадь остекления, A_ОС1=7,68 м²; R_О – сопротивление теплопередачи остекления, R_О=0,51 м²·°C/Вт; θ₁ – коэффициент выражающий гармоническое изменение температуры наружного воздуха, табл.6 [8] от времени сиесты (15 часов).

Из табл.5 [8] находим а_П по величине и ∆z.

, Вт; (36)

, Вт;

, Вт. (37)

Результаты расчета сводим в таблицу 6.

Таблица 6 – Тепловой поток солнечной радиации через световые проёмы

Параметр	Время от начала радиации
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
	Ориентация В; Qmax=2209,6; z=4 ч; Δz=10- ч.
аП	0,16	0,19	0,23	0,26	0,29	0,30	0,29	0,26	0,23	0,22	0,21	0,21	0,20	0,20	0,19	0,18	0,18	0,18	0,17	0,17	0,16	0,16	0,16	0,15
	354	420	508	574	641	663	641	574	508	486	464	464	442	442	420	398	398	398	376	376	354	354	354	331
	-0,87	-0,97	-1,00	-0,97	-0,87	-0,71	-0,50	-0,26	0,00	0,26	0,50	0,71	0,87	0,97	1,00	0,97	0,87	0,71	0,50	0,26	0,00	-0,26	-0,50	-0,71
	-79	-87	-90	-87	-79	-65	-48	-28	-6	16	36	53	67	75	78	75	67	53	36	16	-6	-28	-48	-65
	275	333	419	487	562	598	593	547	502	502	500	517	509	517	497	473	464	451	411	391	348	326	306	266
Максимум						598