Теплопоступления теплоты за счет солнечной радиации

Количество теплоты, поступающее в помещение за счет солнечной радиации, состоит из двух составляющих:

-теплоты, поступающей через световые проемы;

-теплоты, поступающей через кровлю (через массивное наружное

ограждение);

Необходимо рассчитать количество теплоты, поступающее в помещение за счет солнечной радиации отдельно для световых проемов, ориентированных в одну сторону света для расчетного времени суток (с 8.00 до 20.00). Затем сложить итоговые показатели по расчетным часам суток. По максимальному значению Q_с.р. определяется расчетное время суток для дальнейших расчетов;

Далее по расчетному времени суток, определенному для световых проемов, рассчитывается количество теплоты, поступающее через горизонтальную поверхность (кровлю).

Расчет поступления теплоты через остекление

Поступление тепла в помещение за счет солнечной радиации через световые проемы Q , Вт, определено по формуле

Q=(q_пр+q_тп)·F_п, (1.15)

где q_пр – теплопоступление от солнечной радиации через заполнение

светового проема, Вт/м²;

q_тп–теплопоступление через заполнение светового проема обусловленные

теплопередачей, , Вт/м²;

F_п – площадь светового проема, м².

Теплопоступление от солнечной радиации q_пр ,Вт/м² ,через вертикальное заполнение световых проемов

q_пр=(q_п·К _инс+q_р·К _обл)·К_отн·К_зат, (1.16)

где q_п– количество теплоты прямойсолнечной радиации, поступающей в

помещение в каждый час расчетных суток через одинарное

остекление светового проема, Вт/м², [2];

q_р– количество теплоты рассеянной солнечной радиации, поступающей в

помещение в каждый час расчетных суток через одинарное остекление

светового проема, Вт/м²,[2];

К_инс – коэффициент инсоляции, определяемый для вертикального

ограждения по формуле

)1– , (1.17)

где L_Г – размер горизонтальных выступающих элементов затенения, м;

L_B – размер вертикальных выступающих элементов затенения, м;

а –расстояние от горизонтального элемента затенения до откоса светопроема, м;

c –расстояние от вертикального элемента затенения до откоса светопроема, м;

А_с.о.–солнечный азимут остекления, т.е. угол между горизонтальной проекцией солнечного луча и нормалью к рассмотренной плоскостью остекления [2];

Н – высота светового проема, м;

В – ширина светового проема, м;

β – угол, град., между вертикальной плоскостью остекления и проекцией

солнечного луча на вертикальную плоскость, перпендикулярную

рассматриваемой плоскости остекления

Рисунок 1.7– Построение для определения коэффициентов облучения К_обл.г. и К_обл.в. рассеянной радиацией заполнения светового проема:

а – горизонтальная солнцезащитная конструкция; б – горизонтальный откос окна; в – вертикальная солнцезащитная конструкция; г – вертикальный откос окна

β=arctg(ctgh·cosА_со ) , (1.18)

где h - высота стояния солнца, град, [2].

Угол β можно определить также по номограмме на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 – График для определения значений тригонометрических функций (sin, cos, tg, ctg) и угла β

К_обл – коэффициент облучения, определяемый как произведение коэффициентов облучения К_обл.г и К_обл.в соответственно для горизонтальной и вертикальной солнцезащитной конструкции, т.е.

К_обл = К_обл.г · К_обл.в (1.19)

К_обл.г и К_обл.в определяются по графикам на рисунке 1.9.

Эти коэффициенты зависят зависят от углов γ₁ и β₁, которые можно

определить по формулам γ₁=arctg(α_в/B+C); β₁=arctg(α_г/H+a); (1.20)

или по рисунку 1. 8.

Α_{в –} коэффициент теплоотдачи вертикальной наружной поверхности,

Вт/(м^{2 0}С);

α_в=5.8+11,6 ; (1.21)

α_г – коэффициент теплоотдачи горизонтальной наружной поверхности,

Вт/(м^{2 0}С); α_г=8,7+2,6 ; (1.22)

Рисунок 1.9 – Зависимость коэффициентов облучения К_обл.г и К_обл.в от углов

γ₁ и β₁, при заполнении светового проема горизонтальной (1) и

вертикальной (2) солнцезащитной конструкцией

К_отн– коэффициент относительного проникания солнечной радиации через

заполнение светового проема, отличающегося от обычного

одинарного остекления [2];

К_зат–коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами

[2];

Теплопоступления, обусловленные теплопередачей через остекление светового проема q_тп, Вт/м², определяются по формуле

_, (1.23)

где t_{ext.усл –} условная температура наружной среды, °С;

t_int – расчетная температура воздуха в помещении, °С ;

R_п – сопротивление теплопередаче заполнения светового проема,

м^{2 0}С/Вт [2];

Условная температура наружной среды t_ext.усл, °С , при вертикальном заполнении световых проемов

(1.24)

где А_{t ext} – средняя суточная амплитуда температуры наружного воздуха

наиболее теплого месяца [15];

t_ext.ср – средняя расчетная температура наружного воздуха, принимаемая:

- по параметрам А для вентиляции [15];

- по параметрам Б для кондиционирования [15];

β₂ – коэффициент, учитывающий гармоническое изменение температуры наружного воздуха в зависимости от периода запаздывания , ч, теплопоступлений [2];

S_в, D_в – количество теплоты соответственно прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей в каждый час расчетных суток на вертикальную поверхность, Вт/м² [2];

ρ_п – приведенный коэффициент поглощения солнечной радиации

заполнением световых проемов [2];

_ext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения. Для вертикальной плоскости он равен

_ext =5,8+11,6 , (1.25)

где V – расчетная скорость ветра в июле , V=1 м/с

Расчет ведется в табличной форме (таблица 1.3).

Таблица1.3 – Форма расчетной таблицы

Запад

Численные значения параметров в часы расчетных суток

9-10

10-11

11-12

12-13

13 -14

14 -15

и т.д

Источник получения сведений

qп, Вт/м2

[2]

qр, Вт/м2

[2]

h, град.

[2]

Ас.,град.

[2]

Ас.о.,град.

[2]

β

ф.(1.18)

Кинс.

Ф.(1.17)

qпр., Вт/м2

ф.(1.16)

β2

[2];

Sв, Вт/м2

[2];

Dв , Вт/м2

t ext.усл., 0С

ф. (1.24)

qтп, Вт/м2

ф.(1.23)

qпр+qтп, Вт/м2

qтп + qпр

Q, Вт

ф.(1.15)

Аналогично выполняется расчет через все окна, сориентированные в разных направлениях.