Тепловой баланс помещений. Тепловой расчет зданий

Целью расчета теплопотерь в помещениях является определение количества передаваемой в окружающую среду теплоты, которую необходимо компенсировать теплоотдачей отопительных приборов. В жилых зданиях, согласно [1], следует учитывать потери теплоты через ограждающие конструкции; расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха; тепловой поток, регулярно поступающий от электрических приборов, освещения, людей и других источников.

Потери теплоты через ограждающие конструкции обусловлены теплопередачей через ограждения здания в связи с разностью температур по разные стороны ограждения. Потери теплоты через внутренние ограждающие конструкции помещений учитываются, если разность температур воздуха в этих помещениях более 3 °С.

Теплопотери рассчитывают поэтажно для всех отапливаемых помещений здания. Результаты расчетов сводятся в стандартный бланк расчета теплопотерь.

Прежде чем приступить к расчету теплопотерь, необходимо вычертить поэтажные планы здания в масштабе 1:100; толщина наружных ограждений должна быть вычерчена в масштабе в соответствии с теплотехническим расчетом.

На планах здания все отапливаемые помещения нумеруем поэтажно по ходу часовой стрелки, начиная с помещения, расположенного в верхнем левом углу плана здания. Первая цифра соответствует номеру этажа, две последующие – номеру помещения, например, для первого этажа – 101, 102, 103 и т.д.; для второго этажа – 201, 202, 203 и т.д. Лестничные клетки обозначаем буквами ЛК.

Определяющей величиной для расчета теплопотерь через ограждения является площадь ограждения, участвующая в теплообмене. Обмер ограждений зданий осуществляется в соответствии со следующими рекомендациями [7, 8, 9] (дополнительно рис. 6.1).

Высота стен первого этажа, расположенного над неотапливаемым подвалом или подпольем, определяется нижней поверхности перекрытия подвала или подполья до поверхности пола второго этажа. Высота стен средних этажей – от поверхности пола до поверхности пола следующего этажа. Высота стен верхнего этажа – от поверхности пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или бесчердачного покрытия.

Рис. 4.1. Определение размеров наружных поверхностей здания для определения теплопотерь:

НС – наружных стен; ВС – внутренних стен; ПЛ – пола; ПТ – потолка; О – окон

 

Длину наружных стен угловых помещений измеряют от внешних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен, длину наружных стен неугловых помещений – между осями стен. Длину внутренних стен определяют от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен или между осями внутренних стен.

Поверхность окон и дверей измеряется по наименьшим размерам строительных проемов в свету.

Поверхности полов и потолков измеряют от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен или между осями внутренних стен.

Основные теплопотери через ограждения определяют по формуле:

, (6.1)

где – коэффициент теплопередачи ограждения K=1/R, Вт/(м²·К);

– площадь ограждения, м²;

Для учета ориентации ограждения при расчете теплопотерь их увеличивают на значение дополнительных потерь тепла.

Дополнительные теплопотери, определяемые ориентацией ограждения по сторонам света определяют по формуле:

, (6.2)

где – коэффициент, учитывающий ориентацию ограждения по сторонам света.

Величину определяют, в соответствии с [1], пользуясь рис. 6.2.

 

Рис. 6.2. Значение коэффициента добавок на ориентацию по сторонам света

 

Дополнительные теплопотери, возникающие в помещениях с двумя и более наружными стенами учитывают при помощи добавочного коэффициента , равного 0,05 [1], для всех ограждающих конструкций помещения.

Потери тепла на нагрев инфильтрационного воздуха возникают вследствие разности температур воздуха в помещении и снаружи. За счет разности температур в помещениях зданий с естественной вентиляцией возникает перепад давлений, благодаря которому наружный воздух через неплотности ограждений поступает в вентилируемые помещения и удаляется из здания через вентиляционные каналы кухонь, санузлов и ванных комнат. Попадающий в помещения наружный воздух необходимо нагревать до комнатной температуры.

Расход тепла на нагрев инфильтрационного воздуха составляет, кВт:

, (6.3)

где – изобарная теплоемкость воздуха, кДж/(кг·°С): ( = 1,05 кДж/(кг·°С));

– плотность воздуха, кг/м³;

– расход поступающего в помещение воздуха, м³/с.

Согласно [1] на 1 м² жилой площади комнат и кухонь жилого дома должно приходиться 3 м³/ч наружного воздуха для квартир с жилой площадью менее 20 м² на 1 человека. Таким образом, для каждого жилого помещения квартиры и для кухни, исходя из их площади, рассчитывается количество поступающего наружного воздуха. Обеспечение подачи требуемого количества наружного воздуха осуществляется за счет выбора конструкции окон и их заделки в строительные конструкции.

В конце расчета определяют удельную тепловую характеристику здания q_о, Вт/м³·К:

, (6.4)

где – сумма теплопотерь здания

– наружный строительный объем здания, м³.

Эта величина характеризует теплотехническую оценку архитектурно - строительного решения здания.