4 страница. где Aп– площадь нагретой поверхности, м2; aк, aл– коэффициенты соответственно конвективного и лучистого теплообмена на нагретой поверхности

где A_п– площадь нагретой поверхности, м²; a_к, a_л– коэффициенты соответственно конвективного и лучистого теплообмена на нагретой поверхности, Вт/(м²×^оС); t_в – осредненная температура внутренней поверхности наружного ограждения, ^оС.

Коэффициенты теплообмена, Вт/(м²×^оС) равны:

a_к = А× ; (4.6)

a_л = 4,2×F × в, (4.7)

где А – коэффициент, зависящий от положения нагретой или охлажденной поверхности [10]; F – коэффициент полной облученности панели наружными ограждениями, определяемый по формуле:

F = , (4.8)

где А_в и А_п – площади соответственно наружных ограждений и нагретой поверхности, м²; j_п-в – коэффициент облученности нагретой поверхности наружных ограждений; в – температурный коэффициент, определяемый по формуле:

в =0,81 + 0,01 (4.9)

Осредненную температуру внутренней поверхности наружных ограждений, ^оС, определяют:

t_в = , (4.10)

где А_н.с и А_ок– площади поверхностей соответственно наружной стены и окна, м²; t_н.с и t_ок – температуры соответственно внутренней поверхности наружной стены и окна.

Расчет температуры нагретой поверхности ведут в следующей последовательности. Ориентировочно задаются температурой поверхности и определяют значение коэффициентов теплообмена a_к и a_л. Затем определяют температуру поверхности t_п. При большом расхождении (более 1^оС) принятого и вычисленного значений t_п расчет повторяют. Полученное значение температуры поверхности должно удовлетворять условиям комфортности. Для проверки первого условия комфортности необходимо определить радиационную температуру помещения относительно человека, стоящего в центре помещения, по формуле:

t_R = j_r-в ×t_в +j_r-п ×t_п + j_r-во × t_в, °C (4.11)

где j_r-в, j_r-п, j_r-во– коэффициенты облученности с поверхности человека соответственно на поверхность наружных ограждений (стены и окна) на поверхность панели, поверхности внутренних ограждений [10].

Коэффициент облученности с поверхности человека на поверхность внутренних ограждений определяют:

j_r-во = 1 –(j_r-в + j_r-п). (4.12)

В соответствии с первым условием комфортности температурную обстановку в помещении определяют по формуле:

t_R = 36 – 0,5 × t_в± 1,5^оС (4.13)

Если полученные значения t_R лежат в пределах, определенных формулами (4.10) и (4.12), то первое условие комфортности в помещении удовлетворяется. Второе условие комфортности ограничивает интенсивность теплообмена при положении человека около нагретых и охлажденных поверхностей. Определяющей величиной является интенсивность лучистого теплообмена на наиболее невыгодно расположенной и наиболее чувствительной к излучению поверхности тела человека (голова). Максимально допустимую температуру нагретой поверхности в помещении, ^оС, определяют по формуле:

£ 19,2 + 8,7/ (4.14)

где – коэффициент облученности с головы человека в сторону панели [10].

Полученное значение температуры поверхности панели должно удовлетворять условиям комфортности.

Пример № 14.

В рамках работы требуется рассчитать температуру поверхности и площадь теплообмена панели потолочного отопления помещения для следующих условий. Теплопотери помещения составляют Q_пом =1371 Вт. Температуры: внутреннего воздуха t_в = 21^оС, внутренних поверхностей наружных ограждений, по формуле (4.10), t_в = 17,9^оС. Сопротивление теплопередаче окна R_ок = 0,54 м²×^оС/Вт. Приведенный коэффициент излучения с_пр = 4,9 Вт/(м²×^оС).

Ориентировочно задаемся температурой поверхности панели t_п = 37^оС. Определяем коэффициенты облученности с поверхности на поверхность панели j₁ и j₂ (рис. 4.1) по рис. I.11 [10].

По пропорциям:

= = 0,6 и = = 0,63,

находим j₂ = 0,14.

Суммарный коэффициент облученности панели составит:

j_п-в = j₂ = 0,14.

Определим коэффициент полной облученности панели:

F = = 0,44.

Рис. 4.1. Расчетная схема наружных стен помещения

Коэффициенты конвективного и лучистого теплообмена по (4.6) и (4.7):

a_к = 1,16 = 2,81 Вт/(м²×^оС),

a_л = 4,9×0,44·[0,005·(37+17,9)+0,81] = 2,33 Вт/(м²×^оС).

Температура поверхности панели составит:

t_п = = 37,4^оС.

Расхождение составляет менее 1^оС. Поэтому пересчет не требуется.

Полученное значение температуры поверхности должно удовлетворять условиям комфортности. Для проверки первого условия комфортности определим радиационную температуру помещения относительно человека, стоящего в центре помещения (рис. 4.2, 4.3).

Для полученных значений: j_r-но = 0,05×2 = 0,10; j_r-п = 0,044×4 = 0,176.

Для проверки первого условия комфортности необходимо определить радиационную температуру помещения относительно человека, стоящего в центре рассматриваемого помещения:

t_R = 0,1×17,9 +(0,176)×37,4 + (1– 0,1– 0,176)×21 = 23,6 °C

Согласно первому условию комфортности:

t_R = 36 – 0,5 × 21 ± 1,5 = 25,5 ± 1,5 = 24,0 ^оС

Первое условие комфортности выполняется.

Согласно второму условию комфортности, стр. 89-90 [10]:

£ 19,2 + 8,7/ = 19,2 + 8,7/0,77 = 30,5 °С.

= 0,77.

Второе условие комфортности не выполняется, требуется изменить расчетную температуру поверхности отапливающей панели или принять иной конструктивный вид системы отопления.

hчел. = 1,8 м; А = = = 1,6; В = = = 1,93; С = = = 0,83.

Рис. 4.2. Расчет облученности тела человека горизонтальной поверхностью

А = = = 0,63; В = = = 1,2; С = = = 1,33.

Рис. 4.3. Расчет облученности тела человека вертикальной поверхностью

4.3. Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы

1) Напишите, по какой зависимости определяются потери теплоты через наружные ограждающие конструкции?

2) Как определить потери теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха?

3) Дайте зависимость для определения суммарных потерь теплоты в помещения, для расчета мощности отопительного прибора системы отопления.

4) В чем заключаются первое и второе условия комфортности?

5) Какой нормативный документ устанавливает требования к параметрам микроклимата в помещениях жилых и общественных зданий?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003. – М.: ФАУ «ФЦС», 2012. – 95 с.

2. ТСН 23-301-973. Строительная климатология для пунктов Нижегородской области.

3. ГОСТ 30494-2011. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях, М.: Стандартинформ, 2013. – 15 с.

4. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий. – М.: ОАО ЦНИИПромзданий, 2004. – 139 с.

5. Малявина Е.Г. Теплопотери здания: справочное пособие / Е.Г. Малявина. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2007. – 144с.

6. СП 230.1325800.2015 Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей. – М.: ФАУ «ФЦС», 2015. – 72 с.

7. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-02-99*. – м.: ФАУ «ФЦС», 2015. – 119 с.

8. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование. – М.: ГУП ЦПП, 2003. – 121 c.

9. СП 54.13330.2011. Здания жилые многоквартирные. Актуализированная редакция СНиП 31-01-2003. – М.: Минрегион России, 2011. – 40 с.

10. Богословский, В.Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха) / В.Н. Богословский. – М.: Высшая школа, 1982. – 415 с.