Файл: K_5.doc

За змінного впливу сонячного випромінення температура на зовнішній поверхні світлонепроникної огорожі змінюється з певною амплітудою . Ці зміни передаються крізь товщу огорожі до внутрішньої її поверхні. Однак відбувається це з фазовим зміщенням в часі (з запізненням), тобто максимум температури наступить завжди на певний час φ пізніше, а амплітуда коливань температури зменшиться до величини (рис. 5.14). Величина фазового зміщення φ і коефіцієнта температурного загасання f залежить від коефіцієнта теплопередачі K огорожі (стіни, покрівлі), а також і від показника теплозасвоєння будівельних матеріялів огорожі , кДж/(м²Кгод^0,5). Наближені величини для одношарових стін подаються на рис. 5.15 і рис. 5.16.

Рис. 5.14. Перебіг змін температури стіни за змінної температури

її зовнішньої поверхні (з причини впливу сонячного випромінення) [9]

Рис. 5.15. Фазове зміщення максимуму температури поверхні одношарових стін

у залежності від їх коефіцієнта теплопередачі [9]:

b^* – коефіцієнт пересилання (передачі) теплоти, кДж/(м²·K·год^0,5)

Рис.5.16. Коефіцієнт загасання амплітуди температури f для одношарових стін

за дії на них сонячного випромінення [9]

У випадку багатошарових стін обрахування коефіцієнтів стає значно труднішим. Воно залежить не тільки від маси стін, але і від товщини конструкційних шарів і їх розміщення в стіні. Приклад розрахунку теплонадходжень від сонячного випромінення через багатошарові світлонепрозорі огорожі приміщення розглянутий в літературі [4].

З практичною метою впроваджується поняття “рівноважної різниці температур”.

Миттєвий потік проникнення теплоти в довільному часі можна записати у вигляді залежності

, Вт/м² (5.34)

де – сонячна температура зовнішнього повітря в ^оС для часу ранішого, ніж величина фазового зміщення; – середня сонячна температура повітря в ^оС; – коефіцієнт (показник) загасання амплітуди температури; – рівноважна еквівалентна різниця температур, ^оС.

. (5.35)

Рівноважна еквівалентна різниця температур характеризує напругу сонячного випромінного (радіаційного) потоку в різний час доби, а також температурне фазове зміщення за різних конструкцій огорож (стін, покрівлі).

Крім цього приймається, що:

• максимальна температура назовні будинку 32 ^оС;

• мінімальна температура назовні будинку (вночі) 18 ^оС;

• денне коливання температури 14 ^оС;

• географічна широта північна 50^о Пн.ш

• середня температура назовні будинку ^оС;

• час аналізу (місяць) липень;

• захмарення атмосфери великого міста;

• коефіцієнти:

- абсорбції (поглинання) будівельних матеріялів ;

- теплообміну на зовнішній поверхні стіни Вт/(м²·K);

- теплообміну на внутрішній поверхні стіни Вт/(м²·K).

Не можна встановити якоїсь простої залежності між рівноважною різницею температур і масою тієї або іншої стіни чи величиною її коефіцієнта теплопередачі . Для цього треба вирахувати величину окремо для кожної конструкції стіни.

---

Оскільки проникання теплоти через зовнішні стіни є за величиною невеликим, то для практичних розрахунків достатньо скористатись величинами, які вказані в табл. 5.16 - 5.17 і на рис. 5.15, і відносяться до одиничної поверхні стін та покрівель (дахів).

Обчислення проникання теплоти сонячного випромінення через стіни і дахи при використанні табл. 5.16 - 5.17 стають значно спрощеними.

Для інших випадків, що не розглянуті попередньо, належить враховувати наступні поправки:

- за інших ніж 26 ^оС величин температури приміщення (температури внутрішнього повітря), або інших ніж ^оС величин середньої температури зовнішнього повітря, належить застосовувати поправлену (скореговану) рівноважну різницю температур

, (5.36)

де – потрібна (розрахункова) температура приміщення (розрахункова температура внутрішнього повітря), ^оС; - поправка на захмарення (^оС – для чистої атмосфери; ^оС – для атмосфери промислового міста);

- при стінах і покрівлях дахів світлого кольору рівноважна різниця температур може бути значно менша (на 20...40 %); при темних кольорах – відповідно, на 20...40 % вища;

- однакові розрахункові величини стосуються більше і менше утеплених стін та дахів;

- зовнішня ізоляція спричиняє менші теплонадходження, ніж внутрішня.

---

Таблиця 5.16

Рівноважна еквівалентна різниця температур Δt_екв в ⁰С для освітлених сонцем і затінених стін [9]

Орієнтація за сторонами світу	Маса стіни, кг/м2	Година доби
		6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Стіна північно-східна	100 300 500	-7,3 -3,7 -0,5	-5,4 -3,1 -0,9	-1,5 -2,5 -1,1	1,7 -1,7 -1,2	3,4 -0,9 -1,2	4,6 0 -1,1	5,2 0,9 -1,0	5,6 1,9 -0,7	5,9 2,8 -0,5	6,0 3,6 -0,1	5,9 4,1 0,3	5,7 4,4 0,7	5,5 4,3 1,3	5,1 4,0 1,9	4 3 2
Стіна східна	100 300 500	-7,8 -2,0 1,3	-6,0 -1,7 0,7	-0,9 -0,9 0,3	6,0 0,8 0,2	9,6 2,9 0,4	11,8 6,0 0,8	12,4 7,2 1,5	11,7 7,6 2,2	10,6 7,7 2,9	9,5 7,5 3,5	8,8 7,2 4,0	8,0 6,8 4,5	7,3 6,5 4,8	6,7 6,2 5,0	6 6 5
Стіна південно-східна	100 300 500	-7,8 -2,7 1,4	-7,9 -2,3 0,7	-6,0 -1,7 0,3	1,1 -0,7 0,1	5,8 0,9 0,1	9,8 3,8 0,4	13,3 7,7 0,8	14,8 9,4 1,5	15,1 10,0 2,2	14,6 10,0 3,2	13,3 9,7 4,4	11,7 8,9 5,2	10,0 8,0 5,7	8,8 7,5 5,9	7 7 6
Стіна південна	100 300 500	-7,5 -2,6 1,4	-8,3 -3,5 0,9	-8,5 -4,0 0,4	-8,1 -4,0 -0,3	-5,4 -3,4 -1,0	1,8 -2,0 -1,3	6,7 0 -1,2	11,4 3,0 -0,8	14,8 7,8 -0,2	16,7 10,2 0,7	16,8 11,1 1,8	16,0 11,1 3,3	14,4 10,5 4,5	12,5 9,2 5,4	10 8 5
Стіна південно-західна	100 300 500	-7,0 -0,9 2,7	-8,0 -2,1 -1,9	-8,4 -2,9 1,3	-8,2 -3,3 0,7	-7,3 -3,2 0,3	-5,1 -2,8 0	-1,5 -2,0 -0,2	3,5 -0,5 -0,2	8,6 2,7 0,1	16,4 7,9 0,5	19,7 11,5 1,1	20,9 13,5 2,0	20,8 14,2 3,3	20,0 13,9 4,9	18 12 6
Стіна західна	100 300 500	-6,1 -0,3 2,9	-7,5 -2,1 2,0	-7,9 -2,8 1,4	-7,8 -3,1 0,7	-7,1 -3,1 0,2	-5,5 -2,8 -0,2	-2,6 -2,2 -0,5	0,9 -1,2 -0,5	4,0 0,4 -0,4	8,2 3,0 0	11,5 7,1 0,4	14,8 9,6 1,2	17,4 11,7 2,3	19,8 13,2 3,6	21 14 5
Стіна північно-західна	100 300 500	-6,8 -2,0 0,7	-7,6 -3,0 0,2	-7,9 -3,7 -0,3	-7,7 -4,1 -0,8	-6,8 -4,3 -1,2	-5,0 -4,0 -1,5	-2,9 -3,2 -1,8	-0,5 -2,0 -1,9	1,7 -0,7 -1,8	4,4 0,9 -1,5	7,1 2,9 -1,0	10,7 6,0 -0,3	14,0 8,3 0,3	14,8 9,4 1,1	13,0 9,7 1,9
Стіна північна (затінена)	100 300 500	-7,6 -4,0 -1,7	-7,8 -4,5 -2,2	-7,6 -4,7 -2,7	-7,0 -4,7 -3,0	-5,9 -4,6	-4,2 -4,3	-2,4 -3,5	0,4 -2,2	2,5 -0,4	3,9 1,0	4,7 1,9	5,1 2,6	5,3 3,0	5,3 3,2	5 3

---

Таблиця 5.17

Рівноважна еквівалентна різниця температур Δt_екв в ^оС для дахів освітлених сонцем і затінених [9]

Тип даху	Маса даху, кг/м2	Година доби
		6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
Крокв’яний дах освітлений сонцем	50 100 200 300 500	-8,8 -1,4 -1,9 3,6 8,7	-3,0 -3,0 -2,0 1,9 7,7	4,4 -3,3 -1,6 1,4 6,9	13,7 -2,2 -0,4 1,6 6,2	23,7 2,0 1,8 2,5 5,7	32,0 9,2 5,2 4,5 5,5	40,8 16,0 11,0 7,2 5,7	42,8 23,0 15,8 10,8 6,5	42,7 30,0 20,0 13,7 7,8	41,2 33,0 23,2 16,3 9,3	37,2 33,6 24,7 18,0 10,6	33,3 32,7 25,1 19,0 11,7	28,0 30,2 24,3 19,2 12,7	21,2 26,7 22,3 18,9 13,3	14, 23,0 19,2 17,6 13,6
Крокв’яний дах затінений	50 100 200 300 500	-11,0 -6,9 -7,3 -5,3 -3,6	-9,6 -7,6 -7,6 -5,8 -4,1	-8,1 -8,0 -7,7 -6,2 -4,5	-5,8 -8,1 -7,5 -6,5 -4,8	-3,2 -7,7 -7,1 -6,5 -5,0	0 -6,4 -6,6 -6,2 -5,2	2,9 -4,2 -5,5 -5,7 -5,2	4,5 -1,7 -4,0 -4,9 -5,1	5,4 0,2 -2,6 -4,0 -5,0	5,7 1,7 -1,4 -3,1 -4,7	5,5 2,7 -0,4 -2,3 -4,5	4,9 3,3 0,4 -1,7 -4,1	4,0 3,4 0,8 -1,2 -3,6	2,9 3,0 1,0 -0,8 -3,1	1,7 2,3 0,7 -0, -2,5
Дах неутеплений освітлений сонцем	50 100 200 300 500	-6,3 0,4 7,3 5,8 8,6	-5,8 -0,5 5,2 5,4 7,9	-4,9 -0,6 4,0 5,1 7,5	-2,6 -0,2 3,4 5,2 7,3	1,0 0,9 4,0 5,6 7,2	7,0 3,4 5,9 6,4 7,3	13,0 7,6 7,8 7,4 7,5	17,8 12,6 10,0 8,7 7,9	22,0 18,0 11,8 10,2 8,4	25,3 22,4 13,5 11,9 9,1	27,1 26,4 15,0 13,6 10,0	27,3 28,8 16,3 15,1 11,0	26,0 29,2 17,5 16,2 12,3	23,6 28,2 18,6 16,9 13,7	19,8 25, 19,5 17,2 14,2
Дах неутеплений затінений	50 100 200 300 500	-9,1 -6,2 -3,6 -4,8 -3,7	-9,4 -6,9 -4,4 -5,0 -4,0	-9,2 -7,2 -4,9 -5,2 -4,1	-8,7 -7,2 -5,4 -5,3 -4,3	-7,8 -7,0 -5,7 -5,3 -4,5	-6,5 -6,5 -5,7 -5,2 -4,5	-5,1 -5,8 -5,3 -5,0 -4,5	-3,4 -4,6 -4,6 -4,7 -4,5	-2,0 -3,2 -4,0 -4,3 -4,5	-0,7 -1,7 -3,4 -3,8 -4,4	0,4 -0,5 -2,9 -3,4 -4,2	1,1 0,6 -2,4 -2,9 -4,0	1,6 1,5 -2,1 -2,5 -3,7	1,7 2,1 -1,7 -2,1 -3,2	1,4 2,4 -1,0 -1,0 -2,0

---

Належить пам’ятати, що через стіни північної орієнтації, а також інші затінені стіни і дахи, завдяки розсіяному сонячному випроміненню (випромінення атмосфери, відбите сонячне проміння від будинків, дерев тощо), в приміщення проникає теплота, яку належить враховувати.

Приклад 5.7. Яку величину має літом о 13 год доби проникання теплоти сонячного випромінення через орієнтовану на південь стіну товщиною 240 мм з повнотілої цегли вагою 450 кг/м². Температура приміщення (внутрішнього повітря) 26 ⁰С. Коефіцієнт теплопередачі через стіну K ≈ 2 Вт/(м²·K).

Розв’язування.

Рівноважна еквівалентна різниця температур з табл. 5.16: Δt_екв ≈ 6,0 ⁰С.

Проникання теплоти Вт/м².

Приклад 5.8. Яка величина максимального проникання теплоти сонячного випромінення через орієнтовану на схід стіну товщиною 15 см з газобетону (100 кг/м², λ = 0,26 Вт/(м·K) ), а також о якій годині доби вона має місце? Температура приміщення 22 ^оС. Коефіцієнт теплопередачі через стіну K ≈ 1,32 Вт/(м²K).

Розв’язування.

Максимальна рівноважна еквівалентна різниця температур за даними табл. 5.16 - Δt_екв = 12,4 ⁰С, а час настання цієї різниці температур – 12.00 год.

Проникання теплоти сонячного випромінення через стіну

Вт/м²,

де

⁰С.

Приклад 5.9. Яка величина проникання теплоти сонячного випромінення літом о 16.00 год доби через залізобетонний утеплений крокв’яний дах. Температура приміщення 24 ⁰С, маса даху 300 кг/м². Коефіцієнт теплопередачі через дах K = 0,93 Вт/(м²· K).

Розв’язування.

З табл. 5.17 - Δt_екв = 18 ⁰С.

К.

Проникання теплоти через дах

Вт/м².

Методика розрахунку теплонадходжень від сонячного випромінення згідно рекомендацій [23] детально розглянута в літературі [4].

5.2.7. Тепловиділення від страв в приміщеннях підприємств громадського харчування

Теплоту, яка виділяється при охолодженні страв, визначають за формулою

, Вт (5.37)

де – середня маса гарячих страв, які споживаються одним відвідувачем, кг/(годлюд), (приймають 0,85 кг/(годлюд)); – середня тепломісткість страв, кДж/(кгК), (приймають 3,35 кДж/(кгК); – відповідно початкова та кінцева температури страв, ^оС, (приймають 70 та 40 ^оС); – кількість відвідувачів, люд (приймають рівною кількості посадкових місць); - час споживання страв одним відвідувачем, год, який приймають: для ресторанів та інших подібних закладів – 1 год; для їдалень з офіціантами – 0,75 год; для їдалень із самообслуговуванням – 0,3 год.

5.2.8. Тепловиділення від зовнішньої поверхні трубопроводів

З достатньою для практики точністю їх визначають за формулами [24]:

а) для неізольованих трубопроводів довжиною l

, Вт (5.38)

де – зовнішній діаметр трубопроводу, м; – середня температура теплоносія, ^оС; – температура навколишнього середовища (внутрішнього повітря), ^оС; – довжина трубопроводу, м; - коефіцієнт, який враховує додаткові втрати теплоти арматурою трубопроводу; - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні трубопроводу до навколишнього повітря, Вт/(м²К):

---