Теплопотери на нагревание инфильтрирующегося наружного воздуха

Причинами инфильтрации являются тепловое давление, возникающее вследствие разности плотностей наружного холодного и внутреннего теплого воздуха, и ветровое давление, создающее на наветренной стороне здания избыточное давление, а над подветренной - разряжение. Расход теплоты на нагревание инфильтрирующегося воздуха Q_и зависит от температур наружного и внутреннего воздуха, от направления и скорости ветра, планировки и высоты здания. Кроме того, в жилых зданиях работа естественной вытяжной вентиляции не компенсируется специально организованным притоком. Поэтому наружный воздух поступает в помещение через неплотности неподогретым, что требует дополнительного расхода теплоты Q_в.

В жилых и общественных зданиях инфильтрация происходит главным образом через окна, балконные двери, наружные и внутренние двери. Инфильтрацию воздуха через кирпичные и крупнопанельные стены практически можно не учитывать из-за их высокого сопротивления воздухопроницанию.

Расход теплоты на нагрев инфильтрирующегося воздуха Q_и, Вт, определяют для каждого помещения отдельно по формуле:

Q_и = 0,28 ΣG_ис (t_int - t_ext) k_н, (3.4)

где ΣG_и - количество инфильтрирующегося воздуха через ограждение помещения, определяемое по формуле (3.6), кг/ч;

с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/кг ·°C;_int, t_ext - расчетные температуры воздуха в помещении и наружного в холодный период года по параметру Б,°C;_н - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкции, равный: 0,8 - для окон и балконных дверей с раздельными переплетами;

Расход теплоты на нагрев санитарной нормы вентиляционного воздуха Q_в, Вт, определяют по формуле:

Q_в = 0,28 L p_в с (t_int - t_ext), (3.5)

где: L - расход удаляемого воздуха, не компенсируемый подогретым приточным воздухом, м³/ч; для кухонь L = 60м³/ч._в - плотность воздуха в помещении, кг/м³;

с,t_int, t_ext - см. формулу (3.4).

Расход инфильтрирующегося в помещении воздуха ΣG_и, кг/ч, определяется по формуле:

Для лифтовой площадки

= (3.6)

Для лестничной клетки

= (3.6а)

где A₁, - площадь окон (балконных дверей) м²

Δp_i - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности наружных ограждений помещения на расчетном этаже, Па;_и - сопротивление воздухопроницанию окон, балконных дверей, (м²·ч) /кг;_н - нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/ (м²·ч), принимаемая для окон и балконных дверей жилых и общественных зданий в деревянных переплетах - 6 кг/м²·ч.

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий R_и должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R_и^тр, (м²·ч) /кг, определяемого по формуле:

(3.7)

где G_н - см. формулу (3.6);

Δp - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждений, Па;

Δp₀ - разность давлений воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию R_и, Δp₀=10 Па.

Разность давлений Δp определяется по формуле:

Δp=0,55 Н (γ_н - γ_в) +0,03 γ_н ν², (3.8)

где Н, γ_в, γ_н, ν² - см. формулу (3.9).

Расчетная разность давлений воздуха Δp_i, Па, на наружную и внутреннюю поверхность ограждений определяется для каждого этажа и помещения по формуле:

Δp_i= (Н - h_i) (γ_н - γ_в) +0,5ν ²pН (С_н - С_п) к_ν - р_int, (3.9)

где Н - высота здания от уровня земли до верха карниза или устья вентиляционной шахты, м;_i - расчетная высота от уровня земли до верха окон, балконных дверей, м;

γ_н,γ_в - удельный вес, Н/м³, соответственно при температуре наружного t_ext и внутреннего t_int воздуха, определяемый по формуле γ = ,

γ_exp=3463/ (273+ (-31)) =14,31 Н/м³, γ_int=3463/ (273+16) =11,98 Н/м³;

ν - скорость ветра по параметру Б, м/с;_Н - плотность наружного воздуха, кг/м³, приведенная ниже;

С_н, С_п - соответственно аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной поверхностей ограждений, равные С_н =0,8, С_п= - 0,6;

к_ν - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания 0,8;

р_int - условно постоянное давление воздуха, Па, в помещении здания (для жилых зданий р_int = 0).