Строительная теплофизика. Расчет теплопотерь помещений здания. Теплопотери помещения за счет теплопередачи через наружные ограждения

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Раздел 2.

«Строительная теплофизика»

2. Строительная теплофизика.

2.1.  Расчет теплопотерь помещений здания

 Теплопотери помещения за счет теплопередачи через наружные ограждения определяются суммированием потерь тепла через каждое наружное ограждение, которые рассчитываются по формуле:

,  где:

ki . Fi . (tв – tн) . ni - основные теплопотери;

ki - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/См2;

Fi - площадь поверхности ограждения по наружному обмеру, м2.

tв - расчетная температура внутри помещения;

tн  - температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

ni - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, т.е. коэффициент, уменьшающий разность температур (tв – tн) для ограждений, не соприкасающихся с наружным воздухом:

- для наружных стен, окон, дверей, пола на грунте, бесчердачных покрытий - 1;

- для перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов - 0,6;

- для чердачных перекрытий с кровлей из рулонных материалов - 0,9;

- для перекрытий над не отапливаемыми подвалами со световыми проемами - 0,75;

β - надбавка к основным теплопотерям:

- на ориентацию по сторонам света: З, С, СВ, СЗ, В – 0,1; З, ЮВ – 0,05; Ю, ЮЗ – 0.

- на угловые помещения  - 0,1 для каждого вертикального ограждения.

- на врывание в здание холодного воздуха.

Для дверей: - одинарных – 0,22Н.

- двойных с тамбуром между ними – 0,27Н.

- двойных без тамбура– 0,34Н.

Система отопления должна компенсировать теплопотери через ограждающие конструкции; теплопотери на нагревание наружного воздуха, проникающего через наружные двери, а также щели притворов окон и не открываемых зимой дверей; теплопотери на нагревание вносимой холодной одежды зимой или вносимых материалов и оборудования.

Расчет теплопотерь помещений здания сводим в таблицу № 2.2.4 «Теплопотери помещений здания».

 Расчет потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха

Характеристика здания:

H=12,600 м – высота здания.

L=108 м – длина здания.

B=48 м – ширина здания.

H1=3 м – высота от уровня земли до центра первого ряда окон .

H2=7,2 м – высота от уровня земли до центра второго ряда окон .

H3=9,6 м – высота от уровня земли до центра третьего ряда окон .

Fост.1.=610 м2 – площадь остекления южного фасада № 1 (Ю).

Fост.2.=130  м2 –   площадь остекления западного фасада № 2 (З).

Fост.3.=545 м2 – площадь остекления северного фасада № 3 (С).

Fост.4.=130 м2 – площадь остекления восточного фасада № 4 (В).

F1=1360 м2 – площадь фасада № 1

F2=605 м2 – площадь фасада № 2

F3= 1360 м2 – площадь фасада № 3

F4= 605 м2 – площадь фасада № 4

Аэ = 0,7 – экономайзерный коэффициент.

Сн= 0,8 – аэродинамический коэффициент наветренного фасада Сз= -0,6 – аэродинамический коэффициент заветренного фасада.

Сб= -0,4 – аэродинамический коэффициент наветренного фасада.

Вычисляем давление воздуха снаружи и внутри здания на уровне земли:

ρ=353/(273+t)

ρн=353/(273-27)=1,43 кг/м3

ρв=353/(273+20)=1,225 кг/м3

Далее определим разность удельного веса воздуха снаружи и внутри здания:

Δγ=9,81×( ρнв)=9,81×(1,43-1,225)=2,0 Н/м3

После этого найдем давление воздуха на уровне центра окон каждого этажа:

Pграв.i.= H×Δγ, Па

Pграв.1= 3×2,0= 6 Па

Pграв.2= 7,2×2,0= 14,4 Па

Pграв.3= 9,6×2,0= 19,2 Па

Вычислим избыточное ветровое  давление воздуха на  наветренном и боковых фасадах Pv. , Па

Pv.н.= (Снз) ×v2 ×(ρн/2) = (0,6+0,8) ×5,92×(1,43/2)= 34,8 Па

Pv.б.= (Сбз) ×v2×(ρн/2) = (-0,4+0,6) ×5,92×(1,43/2)= 5 Па

Принимаем направление ветра на фасад № 1

1. Вычислим избыточное давление воздуха в здании Pо., Па:

Pо= Pо.v + Pо.грав.

Pо.v = ( Pv.н. × Fост.н.+ Pv.б.×( Fост.б1.+ Fост.б2.)/( Fост.н.+ Fост.б1.+ Fост.б2.+ Fост.з)=

= (34,8×610+5×(130+130))/(610 +130+130+545)= 16 Па

Pо.грав.= 0,5×Pv.н.=0,5×34,8=17,4 Па

Pо= 17,4+16 =33,4 Па

2. Определяем избыточное гравитационное давление с наветренной и боковой стороне здания на уровне центра окон каждого этажа:

P.i.э.= (Н-Нi) ×Δγ+ Pv.н. , Па

Pн.1э.= (12,6-3) ×2+34,8= 54 Па

Pн.2э.= (12,6-7,2) ×2+34,8= 45,6 Па

Pн.3э.= (12,6-9,6) ×2+34,8= 40,8 Па

Pб.1э.= (12,6-3) ×2+5= 24,2 Па

Pб.2э.= (12,6-7,2) ×2+5= 15,8 Па

Pб.3э.= (12,6-9,6) ×2+5= 11 Па

3. Вычислим расчетную разность давления с двух сторон окон на каждом этаже наветренного и боковых фасадов:

ΔPi.э.= P.i.э.- Pо, Па

ΔPн.1э.= 54-33,4= 20,6 Па

ΔPн.2э.= 45,6-33,4= 12,2 Па

ΔPн.3э.= 40,8-33,4= 7,4 Па

ΔPб.1э.= 24,2-33,4= -9,2 Па

ΔPб.2э.= 15,8-33,4= -17,6 Па

ΔPб.3э.= 11-33,4= -22,4 Па

Как видно из расчетов для боковых фасадов 1-го, 2-го и 3-ого этажа значение разности давления имеет отрицательную величину, следовательно, в дальнейших расчетах ими можно пренебречь.

4. Вычислим расход воздуха, проходящего через 1м2 окна на каждом этаже:

gинф.i.э.= (( ΔPi.э./10)0.67)/(Rинф.ок), кг/ч×м2

Rинф.ок= 0,54 м2×ч×Па/кг – сопротивление воздухопроницанию окна.

gинф.н.1э.= ((20,6/10)0.67)/0,54= 3,00 кг/ч×м2

gинф.н.2э.= ((12,2/10)0.67)/0,54= 2,1 кг/ч×м2

gинф.н.3э.= ((7,4/10)0.67)/0,54= 1,51 кг/ч×м2

 

5. Вычисляем поток тепла на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха:

qинф.i.э.= 0,278 × gинф.i.э.×cв× (tв-tн) ×Аэ, Вт/м2

cв=1,005 кДж/кг×оС – теплоемкость воздуха.

qинф.н.1э.= 0,278×3,00×1,005×(15-(-27))×0,7= 24,6 Вт/м2

qинф.н.2э.= 0,278×2,1×1,005×(15-(-27))×0,7= 17,25 Вт/м2

qинф.н.3э.= 0,278×1,51×1,005×(15-(-27))×0,7= 12,4 Вт/м2

Далее повторяем расчет, принимая за наветренный фасад каждый из оставшихся трех.

После этого все расчеты сведем в таблицы.

Исходные данные для расчета инфильтрации:

Таблица 2.1.

фасада

Hфас,

м

Вфас

Lфас

Fфас,

м2

Fок,

м2

fост,

м2

Pог,

Па

Pоv,

Па

Pо,

Па

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

12,6

108

1360

610

0,45

17,4

16

33,4

2

12,6

48

605

130

0,2

17,4

7,3

24,7

3

12,6

108

1360

545

0,4

17,4

14,3

31,7

4

12,6

48

605

130

0,21

17,4

7,3

24,7

Расчет удельных потерь теплоты  вследствие инфильтрации наружного воздуха:

Таблица 2.2.

№ эт.

Нэт ,

м

Pг ,

Па

Pн.i.,

Па

ΔPн.i.э.,

Па

gинф.i,

кг/ч*м2

qинф.i.э,

Вт/м2

ΔPб.i.э.,

Па

gинф.i,

кг/ч*м2

qинф.i.э,

Вт/м2

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

3

6

54

20,6

3,00

24.6

-9,2

-

-

29,3

3,8

32

-0,5

-

-

22,3

3,2

26,6

-7,5

-

-

29,3

3,8

32

-0,5

-

-

2

7,2

14,4

45,6

12,2

2,1

17,25

-17,6

-

-

20,9

3,0

25,5

-8,9

-

-

13,9

2,3

19,4

-15,9

-

-

20,9

3,0

25,5

-8,9

-

-

3

9,6

19,2

40,8

7,4

1,51

12,4

-22,4

-

-

16,1

2,5

21,4

-13,7

-

-

9,1

1,7

14,6

-20,7

-

-

16,1

2,5

21,4

-13,7

-

-

Как видно из таблицы  gинф.max = 3,8 кг/ч×м2 < 5 кг/ч×м2, следовательно выполняется условие пункта

Похожие материалы

Информация о работе