Расчет тепловых потерь отапливаемыми помещениями и составление теплового баланса

Расчет тепловых потерь

 

Вследствие теплопроводности строительных конструкций и разности температур между внутренним и наружным воздухом в холодное время года происходит передача тепла изнутри наружу через ограждения здания. Потери тепла через наружные ограждения складываются из потерь через ограждения и потерь на инфильтрацию воздуха.

Ограждающие конструкции имеют условные обозначения:

НС – наружная стена;

ПТ – чердачное перекрытие;

ПЛ – перекрытие над подвалом;

ТО – окно с тройным остеклением;

Дс – стеклянная часть остекленной двери;

Расчет тепловых потерь ведем согласно [8].

Основные теплопотери через наружные ограждения определяем по формуле:

Q_ОП = k · F · (t_В – t_Н) · n, Вт

где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²∙⁰С);

F – площадь ограждения, м²;

t_Н – расчетная температура наружного воздуха, t_Н = - 30 ⁰С – принята согласно [2];

t_В – температура воздуха внутри жилого помещения принимаем согласно [5];

n – коэффициент, зависящий от положения поверхности ограждения к наружному воздуху – определяем по [1]; n = 1 – для стен, окон, дверей, чердачного перекрытия; n = 0,6 для перекрытия 1-ого этажа жилого дома и n = 0,4 – для перекрытия 1-ого этажа офисного здания.

Расчет добавочных теплопотерь через наружные ограждения ведем по формуле:

Q_ДП = Q_ОП · h, Вт

где h - добавочные теплопотери на ориентацию по сторонам света, определяемые по [7].

Полные теплопотери через ограждения находим по формуле:

Q_ТП = Q_ОП + Q_ДП, Вт

Расчет производился на персональном компьютере с использованием программы "EXCEL". Результаты расчета сведены в таблицу 3.

4.3.2. Составление теплового баланса

 

Составление теплового баланса ведем согласно [8].

Расход теплоты на нагревание инфильтрационного воздуха определяем по формуле [1]:

Q_И = 0,278 · с · A_O · G_O · F_O · (t_В – t_Н), Вт,

где с = 1,005 кДж/(кг·^оС) – удельная теплоемкость воздуха;

A_O – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока, для окон со спаренными переплетами A_O = 1,0;

F_O – площадь окна, м²;

G_O – количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² окна, кг/(м²·ч), рассчитываемое по формуле:

                                                , ,

где R_И - сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, (м²×ч×Па^2/3)/кг принимаем по [Справочник отопление и вентиляция], для окон R_И = 1,40 (м²×ч×Па^2/3)/кг;

DP - разность давления воздуха на наружной наветренной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па:

DP = 9,81 · (H – h) · (r_н - r_в) + 0,7 · n² · r_н · k,

где H – высота здания от поверхности земли до верха карниза шахты, м;

h – высота от поверхности земли до центра данного окна, м;

r_н и r_в – соответственно плотности наружного и внутреннего воздуха при t_Н и t_В, рассчитываемые по формуле:

r = , кг/м³;

n - расчетная скорость ветра в январе, принимаемая по [2];

k = 1 – коэффициент, учитывающий изменение динамического давления ветра в зависимости от высоты и местности.

 

Расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего для компенсации естественной вытяжки из помещений, определяем по формуле:

Q_В = (t_В – t_Н) · F_П, Вт,

где F_П – площадь пола, м².

Бытовые теплопоступления определяем для всех помещений, кроме лестничной клетки:

Q_Б = 10 · F_П, Вт,

где 10 – удельные теплопоступления с 1 м² площади, Вт/м².

Рассчитываем нагрузки на систему отопления по формулам:

- для жилых комнат

Q_ОТ = Q_ТП +  - Q_Б, Вт,

где  - наибольшая величина из расходов теплоты или на инфильтрацию Q_И, или на вентиляцию Q_В;

- для кухонь

Q_ОТ = Q_ТП + Q_И - Q_Б, Вт;

- для лестничных клеток

Q_ОТ = Q_ТП + Q_И, Вт.

 

 

Расчет производился на персональном компьютере с использованием программы "EXCEL". Результаты расчета сведены в таблицу 4.

 

 

Общая тепловая нагрузка здания

åQ_ОТ = 27016,26 Вт.

Определяем удельную тепловую характеристику здания:

q_уд =  , Вт/(м³·^оС)

где V_зд – отапливаемый объем здания, м³.

q_уд =  Вт/(м³·^оС) = 28,51 кДж/(м³·^оС·сутки)

Сравниваем q_уд с нормативным значением удельных потерь q_нор, приведенным в [1], q_нор = 33 кДж/(м³·^оС·сутки).

q_уд< q_нор. Отсюда следует, что данное здание удовлетворяет требованию СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» по нормированию отпуска тепловой энергии на жилые здания.