Добавочные потери на высоту помещений

При высоте помещений более 4 м расчётная величина теплопотерь через все ограждения с включением добавок увеличивается на 2 % на каждый метр высотой сверх 4 м, но не более 15 %. Эта добавка необходима в связи с некоторым перегревом воздуха верхней зоны помещения [5].

2.2.5. Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха через
ограждающие конструкции помещений

Причинами инфильтрации воздуха через ограждения являются тепловое давление, возникающее вследствие разности плотности холодного наружного и теплового внутреннего воздуха, и ветровое давление, создающееся в результате перехода у стен здания динамического давления ветра в статическое.

В жилых и общественных зданиях инфильтрация происходит через окна, балконные двери, световые фонари, наружные и внутренние двери, ворота, открытые проёмы, щели, стыки стеновых панелей [5].

Добавочные потери теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха , Вт, для помещений, не оборудованных естественной вентиляцией, определяется по формуле [7]:

, (2.13)

где – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения, кг/ч, определяемый по формуле (2.9); с – удельная теплоёмкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С); k_н – коэффициент учёта влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 – для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и1,0 – для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проёмов; , – расчётные температуры воздуха в помещении и наружного воздуха в холодный период, ºС.

Сначала определяют расход теплоты Q_и, Вт, на нагревание инфильтрующегося воздуха в помещениях жилых и общественных зданий при естественной вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, следует определять по формуле:

, (2.14)

где – плотность наружного воздуха, кг/м³; L – расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий с расчётной заселённостью квартиры не более 20 м² общей площади на человека – соответствующий 3 м³/ч; для жилых зданий без ограничения заселённости –
(0,35·3 м³/ч) на 1 м² площади жилых помещений, но не менее 30 м³/ч на одного жителя или суммарного количества воздуха, удаляемого из кухни, ванной,
туалета и других вспомогательных помещений; для общественных и административных зданий (офисов и объектов сервисного обслуживания) – соответствующий 4 м³/ч; для учреждений здравоохранения и образования – 5 м³/ч; для спортивных, зрелищных и детских дошкольных учреждений – 6 м³/ч на 1 м² площади рабочих помещений.

Суммарный расход инфильтрующегося воздуха через окна и балконные двери определяется по формуле:

, (2.15)

где – площадь окна, м²; – площадь балконной двери, м²; – сопротивление воздухопроницанию, (м²×ч×Па)/кг, принимаемое по [1], равное для уплотнения оконных и балконных заполнителей из прокладки из губчатой резины или полушерстяного шнура =0,42 (м²×ч×Па)/кг [9]; – расчётная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па.

Расчётная разность давлений , Па, определяется величиной гравитационно-ветрового давления и работой вентиляции по формуле:

, (2.16)

где Н – высота здания до верха карниза или вытяжных отверстий шахт, м;
h – расстояние от поверхности земли до верха окон, дверей, м; , – плотность воздуха при температуре внутреннего и наружного воздуха, кг/м³, ( ); – скорость ветра, м/с, принимаемая по [4]; С_н, С_з – аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, принимаются 0,8 и 0,6 соответственно [8]; k_v – коэффициент учёта изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимается равным 0,7 [8].

Таблица 2.3 – Расчётные параметры наружного воздуха [4]

Наименование пункта1	Расчётная географическая	Барометрическое давление,	Период года	Параметры А	Параметры Б	Средняя суточная амплитуда
	широта, °с.ш.	ГПа		температура воздуха, °С	удельная энтальпия, кДж/кг	скорость ветра, м/с	температура воздуха, °С	удельная энтальпия, кДж/кг	скорость ветра, м/с	температуры воздуха, °С
Архангельск			Тёплый Холодный	18,6 -19	48,6 -17,6	5,8	24,5 -31	55,3 -30,8	6,2	9,8 ‑
Астрахань			Тёплый Холодный	29,5 - 8	61,1 - 4,2	3,6	-23	64,5 -21,9	3,6	10,7 ‑
Брянск			Тёплый Холодный	22,5 -13	49,8 -10,5	5,2	27,3 -26	53,2 -25		12,6 ‑
Владивосток			Тёплый Холодный	23,6 -16	57,8 -14,2	4,7 14,8	23,4 -24	61,5 -25,3	4,7 13,5	5,5 ‑
Казань			Тёплый Холодный	22,8 -18	51,1 - 16,3	3,8	27,3 -32	54,8 -31,7	3,8	11,1 ‑
Кострома			Тёплый Холодный	21,1 -16	49,8 -14,2	4,2 4,8	25,8 -31	53,6 -30,7	4,2	‑
Липецк			Тёплый Холодный	24,4 -15	50,2 -13	4,1 6,5	28,7 - 27	54,8 - 26,5	4,1 5,4	11,6 ‑
Москва			Тёплый Холодный	22,3 -15	49,4 -11,7	4,7	28,5 -26	-25,3		10,4 ‑
Мурманск			Тёплый Холодный	16,6 -18	41,4 -16,3	3,8 8,7	-27	42,7 - 26,6	3,8 8,4	8,9 ‑
Пенза			Тёплый Холодный	23,8 - 17	51,1 -15,5	4,4	28,4 -29	- 28,8	3,8	10,9 ‑
Петрозаводск			Тёплый Холодный	18,6 -15	46,1 -11,7	3,2	23,1 -29	50,2 -28,5	3,2 3,7	9,5 ‑
Самара			Тёплый Холодный	24,3 -18	52,8 - 16,3	3,2 4,6	29,7 -30	55,3 -29,8	3,2	10,7 ‑
Тамбов			Тёплый Холодный	24,5 -15	52,3 -13	2,8 4,5	28,9 -28	54,4 -27,8	2,8	11,9 ‑

Окончание таблицы 2.3

Тула			Тёплый Холодный	22,2 - 14	50,2 -11,7	3,4 4,5	-27	53,6 - 26,6	3,4	11,4 ‑
Ульяновск			Тёплый Холодный	23,8 -18	51,1 - 16,3	3,7 4,5	28,5 -31	54,4 - 30,6	3,7	11,8 ‑
Хабаровск			Тёплый Холодный	24,1 -23	60,7 - 22,2	4,6 8,4	28,4 -31	-30,8	4,6 6,8	8,5 ‑

Далее по формуле (2.13) определяются потери тепла на подогрев воздуха поступающего инфильтрацией. За расчётное принимают большее из полученных значений по формулам (2.13) и (2.14).

Для одного помещения расчёты теплопотерь на инфильтрацию представляют в развёрнутом виде, т.е. с записью формул и цифр. Для здания в целом расчёты удобнее представлять в табл. 2.4.

Таблица 2.4 – Расчёт тепла на нагревание воздуха, инфильтрующегося через окна и балконные двери

№ этажа

Н и h, м

H-h, м

, Па

, кг/ч

, кг/ч

, Вт

, Вт

, Вт

Пример 2.7.

Исходные данные.

Рассчитать расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха в жилой комнате здания, расположенного в городе Липецке. Жилое помещение оборудовано естественной вытяжной вентиляцией с нормативным воздухообменом 3 м³/ч на 1 м² площади пола.

Высота здания от уровня земли до верха вытяжной шахты естественной вентиляции Н = 7,2 м.

Размеры окна с двойным остеклением в спаренных переплетах из ПВХ 1,68х1,8 м. Расстояние от пола до подоконника окна – h = 1 м. Для данного окна (м²∙°С)/Вт (см. пример 2.4).

Плотность наружного и внутреннего воздуха при °С и °С соответственно:
кг/м³; кг/м³.

Коэффициент учёта влияния встречного теплового потока в конструкции окна k_н = 1.

Коэффициент учёта изменения скоростного давления ветра равен k_v = 0,7.

Аэродинамические коэффициенты С_н = 0,8, С_з = 0,6.

По табл. 2.3 скорость ветра в городе Липецке в холодный период года равна = 6,5 м/с.

Площадь пола жилой комнаты F = 3,82х6,54 = 24,98 м².

Порядок расчёта.

1. Определяем разность давлений воздуха на наружную и внутреннюю поверхность ограждения (окна) жилой комнаты по формуле (2.16):

Па.

2. Вычисляем расход инфильтрующегося воздуха через окно по формуле (2.15):

кг/ч.

3. По формуле (2.13) рассчитываем расход теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха через окно вследствие действия теплового и ветрового давления:

Вт.

4. По формуле (2.14) вычисляем расход теплоты для нагревания инфильтрующегося воздуха при естественной вентиляции, не компенсируемый притоком подогретого воздуха:

Вт.

5. За расчётную величину следует принять большее из полученных значений Вт.

Расчёт теплопоступлений

При расчёте тепловой мощности системы отопления необходимо учитывать регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций и других источников. При этом значения бытовых тепловыделений, поступающих в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать в количестве 10 Вт на 1 м² площади пола и определять по уравнению, Вт [7]:

, (2.17)

где F – площадь пола помещения, м².

Пример 2.8.

Исходные данные.

Вычислить бытовые тепловыделения в жилую комнату, площадь пола которой равна F = 35,8 м².

Порядок расчёта.

По формуле (2.17) определяем бытовые теплопоступления в жилую
комнату:

Вт.