Файл: Лекция Инжен. Сети.docx

Из всех элементов здания наружные ограждающие конструкции имеют наибольшие потенциальные возможности для экономии энергии. Для того чтобы спроектировать эффективное в теплозащитном отношении наружное ограждение здания, необходимо хорошо представлять себе механизм теплопередачи.

Распространение тепла в здании происходит следующими споособами: лучеиспусканием, конвекцией, теплопроводностью в испарением (либо конденсацией).

Лучеиспускание — это процесс, при котором тепло передается от более горячего тела к более холодному, когда оба тела разделены воздушной прослойкой или между ними существует вакуум.

Конвекция — это процесс, при котором тепло передается из одной части пространства в другую благодаря движению молекул. Теплопроводность — процесс, при котором происходит перенос тепла в сплошной материальной среде от более нагретых к более холодным молекулам, когда эти молекулы находятся в непосредственном контакте между собой.

Испарение (или конденсация) имеет место при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое (превращение жидкости в газ или наоборот), сопровождающемся поглощением или выделением тепла.

Организм человека постоянно выделяет в окружающую среду тепло, количество которого зависит от возраста и выполняемой работы, (например, взрослый человек в состоянии покоя или умственного труда выделяет 80-87 Вт, а при тяжелой физической работе 230 – 280 Вт.).

Теплоотдача происходит тремя способами: конвекцией, испарением и лучеиспусканием. У человека, находящегося в спокойном состоянии, выделяется тепло в следующих долях: Конвекцией 35-40%, путем испарения 10-15%, лучеиспусканием 45-50%.

Для определения микроклимата, влияющего на самочувствие необходимо знать температуру и скорость движения воздуха, которые влияют на теплоотдачу конвекцией, относительную влажность, влияющую на теплоотдачу его испарением и температуру окружающих поверхностей, влияющую на теплоотдачу организма лучеиспусканием.

Особое внимание уделяют обеспечению нормального теплового режима в помещениях, имеющих избыточное остекление. Расход энергии в зданиях сильнее всего зависит от типа остекления; это объясняется теплопередачей через поверхность стекол, притоком инсоляционного тепла и инфильтрацией наружного воздуха. Теплопередача через стекло происходит гораздо интевсивнее, чем через самую непрозрачную перегородку.

Во многих современных общественных зданиях площадь остекления чересчур велика по сравнению с той, которая требуется для нормального естественного освещения, естественной вентиляции или просто обзора.

Большая площадь остекления может создать известные неудобства для людей, вынужденных подолгу находиться перед окнами: мешают перегрев помещений, попадание прямых солнечных лучей в глаза, слепящие блики на поверхности рассматриваемых предметов. Ликвидировав излишнюю площадь остекления и уменьшив размеры окон, можно снизить расход энергии на теплопотери через стены подвального помещения и пол, находящийся ниже уровня земли.

У большинства подвальных помещений площадь соприкоснования с наружным воздухом не настолько велика, чтобы это вызывало теплопотерю за счет конвекции. Поэтому потери тепла через пол обычно невелики, а температура в подпольном помещении лишь незначительно колеблется в течение года. Грунт является хорошим приемником тепла и может поглотить большое его количество, практически не меняя при этом своей температуры. Как правило, при проектировании помещений, расположенных ниже уровня земли, значение теплопотерь через полы принимается равным 0,5 ккал/ч, а через стены подвальвого помещения — 1 ккал/ч.

Для обеспечения комфортного микроклимата в зданиях в зимнее время поддерживают температуру вместо 18⁰ – по Сан.нормам 23-24⁰. Причина этому является повышенная потеря тепла человеком в таких помещениях лучеиспусканием, поскольку внутренние поверхности остекления имеют значительно меньшую температуру, чем стены. Кроме того, недостатком избыточного остекления является избыточное поступление тепла в помещениях от солнечной радиации в летнее время.

Отопительные устройства предназначены для поддержанияи отапливаемых помещениях заданных температур или возмещениятеплопотерьчерез ограждающие конструкции, возникающих вслед­ствие разности температур в отапливаемых помещениях и на­ружной.

Температура внутреннего воздуха в отапливаемых помещениях,указываемая в нормах, определена в зависимости от происходящегон них технологического процесса. Внутреннюю температуру чащевсего принимают в пределах 16-20°, причем решающим факторомявляется благоприятное самочувствие людей, работающих в данномпомещении. Иногда для правильного ведения технологического про­цесс, внутренняя температура должна быть выше 18—23° (напри­мер, в некоторых цехах текстильных фабрик, камерах броженияи расстройки хлебозаводах) или ниже их (например, в овощехра­нилище).

И некоторых случаях нужный микроклимат, в том числе внут­ренняя температура помещении, обеспечивается действием вентиля­ции, если технологическое оборудование выделяет тепла большетеплопотерьпомещении. При этом иногда устраивают дежурноеотопление (включаемое при остановке технологического оборудо­вания), рассчитываемое на поддержание внутренней температуры5- 10°. Такую температуру устанавливают для сохранности обо­рудования и производства ремонта.

Тепловые потериотапливаемых помещений зависят от температуры наружного воз­духа, которая меняется в широких пределах. Высшим пределом на­ружной температуры, при которой необходимо отопление, считают8—10° С. За расчетную наружную температуру для проектированияотопления принимают среднюю в самой холодной пятидневкев данной местности по многолетним наблюдениям из 8 зим за 5-лет­ний период. Такая температура в зависимости от климатическихусловий, согласно СНБ 4.02.01-03 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха». В тех редких случаях,когда наружная температура в течение длительного времени уста­навливается ниже расчетной, внутренняя температура отапливае­мых помещений допускается ниже заданной нормами.

Основные теплопотери помещений происходят через наружныеограждающие конструкции: стены, окна, двери, полы нижнего и пе­рекрытия верхнего этажей. Принимая условно, что теплопередачачерез эти ограждения установилась на постоянном уровне (чегов действительности не бывает из-за колебаний наружной темпера­туры), теплопотери каждого ограждения (Вт)

Основные и добавочные потери теплоты следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции Q, Вт, с округлением до 10 Вт для помещений, по формуле

, (Ж.1)

гдеА — расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

R_т — сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м² · °С/Вт определяемое по СНБ 2.04.01 (кроме полов на грунте); для полов на грунте — в соответствии с Ж.3, принимая R_т = R_с — для неутепленных полов и R_т = R_h — для утепленных;

t_p — расчетная температура воздуха в помещении, °С, с учетом повышения ее в зависимости от высоты для помещений высотой более 4 м;

t_ext — расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждающие конструкции или температура воздуха более холодного помещения — при расчете потерь теплоты через внутренние ограждающие конструкции, °C;

 — добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с Ж.2;

n — коэффициент, принимаемый по СНБ 2.04.01 в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху.

Ж.2 Добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции  следует принимать в долях от основных потерь:

а) в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад — 0,10, на юго-восток и запад — 0,05;

в общественных, административных, бытовых и производственных помещениях через две наружные стены и более — 0,15, если одна из ограждающих конструкций обращена на север, восток, северо-восток и северо-запад, и 0,10 — в других случаях;

в угловых помещениях — дополнительно по 0,05 на каждую стену, дверь и окно;

б) в помещениях (при типовом проектировании) через стены, двери и окна и обращенных на любую из сторон света, — 0,08 при одной наружной стороне и 0,13 — для угловых помещений, а во всех жилых помещениях — 0,13 независимо от количества наружных стен;

в) через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте зданий H, м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты:

0,20H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

0,27H — для двойных дверей с тамбуром между ними;

0,34H — для двойных дверей без тамбура;

0,22H — для одинарных дверей;

г) через наружные ворота, не оборудованные воздушными и воздушно-тепловыми завесами, —3,00 при отсутствии тамбура и 1,00 — при наличии тамбура у ворот.

Примечание — Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные потери теплоты по перечислениям в) и г) не следует учитывать.

Ж.4 Потери теплоты через ограждающие конструкции производственных помещений со значительными избытками теплоты следует рассчитывать с учетом лучистого теплообмена между источниками теплоты и ограждающими конструкциями.

2 Местное отопление: газовое, электрическое.

Системы отопления

Производственные помещения:

а) категорий А, Б и В1—В4, без выделения пыли и аэрозолей или с выделением негорючей пыли

Воздушное (в соответствии с 7.10 и 7.11).

Водяное и паровое (в соответствии с 6.8, 6.18), при температуре теплоносителей: воды — 150 °С, пара — 130 °С.

Электрическое и газовое — для помещений категорий В1—В4 (кроме складов категорий В1—В4), при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С.

Электрическое — для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с ПУЭ, при температуре на теплоотдающей поверхности 130 °С

б) категорий А, Б и В1—В4, с выделением горючей пыли и аэрозолей

Воздушное (в соответствии с 7.10 и 7.11).

Водяное и паровое (в соответствии с 6.8, 6.18), при температуре теплоносителя — воды — 110 °С в помещениях категорий А и Б и 130 °С — в помещениях категорий В2—В4.

Электрическое и газовое — для помещений категорий В1—В4 (кроме складов категорий В1—В4), при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С.

Электрическое — для помещений категорий А и Б (кроме складов категорий А и Б) во взрывозащищенном исполнении в соответствии с ПУЭ, при температуре на теплоотдающей поверхности 110 °С

в) категорий Г1, Г2 и Д, без выделения пыли и аэрозолей

Воздушное.

Водяное и паровое, с ребристыми трубами, радиаторами и конвекторами, при температуре теплоносителей: воды — 150 °С, пара — 130 °С.

Водяное, с нагревательными элементами и стояками, встроенными в наружные стены, перекрытия и полы (в соответствии с 6.15).

Газовое и электрическое, в том числе с высокотемпературными излучателями (в соответствии с 5.7 и 6.17)

г) категорий Г1, Г2 и Д, с повышенными требованиями к чистоте воздуха

Системы отопления

Таблица Л.1