Теплопотери через ограждающие конструкции

Для определения теплопотери отдельными помещени­ями и зданием в целом необходимо иметь следующие ис­ходные данные: планы этажей и характерные разрезы по зданию со всеми строительными размерами; выкопировку из генерального плана с обозначением стран света и розы ветров; назначение каждого помещения; место постройки здания (название населенного пункта); кон­струкции всех наружных ограждений, обоснованные теп­лотехническим расчетом.

Все отапливаемые помещения здания на планах сле­дует обозначать порядковыми номерами (начиная с №01 и далее — помещения подвала; с № 101 и далее — поме­щения первого этажа; с № 201 и далее — второго этажа и т. д.). Помещения нумеруют слева направо, причем лестничные клетки обозначают отдельно буквами или римскими цифрами и независимо от этажности здания рассматривают как одно помещение.

Потери теплоты помещениями через ограждающие конструкции, учитываемые при проектировании систем отопления, разделяются условно на основные и добавоч­ные. Их следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие конструкции с округлением до 10 Вт, по формуле:

где — расчетная площадь ограждающей конструкции, м²; — ко­эффициент теплопередачи данной ограждающей конструкции, Вт/(м²К); — сопротивление теплопередаче ограждающей конст­рукции, (м²-К)/Вт; — расчетная температура воздуха,°С, помеще ния с учетом повышения по высоте для помещений высотой более 4 м; — расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные огражде ния или температура воздуха более холодного помещения при рас­чете потерь теплоты через внутренние ограждения; — коэффициент учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; — добавочные потери теплоты в долях от основ­ных потерь.

Таким образом, чтобы определить потери теплоты по­мещения, необходимо знать величины , (либо ), , , , и . Коэффициент теплопередачи (либо ) ограждающей конструкции определяют теплотехниче­ским расчетом.

Теплообмен через ограждения между смежными отап­ливаемыми помещениями при расчете теплопотерь учи­тывается, если разность температур воздуха этих поме­щений более 3°С. Площади F, м², отдельных огражде­ний — наружных стен (НС), окон (О), дверей (Д), фо­нарей (Ф), потолка (Пт), пола (П) — измеряются по планам и разрезам здания следующим образом, (рис.5.1).

Рис. 5.1. Смеха обмера теплопередающих ограждений

1. Высота стен первого этажа, если пол находится непосредственно на грунте, — между уровнями полов первого и второго этажей (h1), если пол на лагах — от наружного уровня подготовки пола на лагах до уровня пола второго этажа (h`1), при неотапливаемом подвале или подполье — от уровня нижней поверхности конст­рукции пола первого этажа до уровня чистого пола вто­рого этажа (h«1), а в одноэтажных зданиях с чердачным перекрытием высота измеряется от пола до верха утеп­ляющего слоя перекрытия.

2. Высота стен промежуточного этажа — между уров­нями чистых полов данного и вышележащего этажей (h2), а верхнего этажа — от уровня его чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия (h3) или бесчердачного покрытия

3. Длина наружных стен в угловых помещениях — от кромки наружного угла до осей внутренних стен (l1, и l2), а в неугловых — между осями внутренних стен (l3).

4. Длина внутренних стен — по размерам от внутрен­них поверхностей наружных стен до осей внутренних стен (m1) или между осями внутренних стен (m).

5. Площади окон, дверей и фонарей — по наимень­шим размерам строительных проемов в свету (a и b).

6. Площади потолков и полов над подвалами и под­польями в угловых помещениях — по размерам от внут­ренней поверхности наружных стен до осей противопо­ложных стен (m1 и n), а в неугловых — между осями внутренних стен (m) и от внутренней поверхности наруж­ной стены до оси противоположной стены (n).

Для подсчета площадей ограждающих конструкций линейные размеры их принимаются с погрешностью до ±0,1 м, а величины площадей округляются с погрешностью ±0,1 м². Потери теплоты через полы, расположен­ные на грунте или на лагах, из-за сложности точного ре­шения задачи определяют на практике упрощенным методом — по зонам-полосам шириной 2 м, параллельным наружным стенам (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема к определению потерь теплоты через полы и стены, заглубленные ниже уровня земли

1 — первая зона; 2—вторая зона; 3—третья зона; 4 — четвертая зона (последняя)

Основная расчетная формула (5.7) при подсчете по­терь теплоты , Вт, через пол, расположенный на грун­те, принимает следующий вид:

где , , , — площади, соответственно 1, 2, 3, 4 зон-полос, м2; , , , — сопротивление теплопередаче отдельных зон пола, м²К/Вт; остальные величины — те же, что в формуле (5 7).

Сопротивление теплопередаче конструкции утеплен­ных полов, расположенных непосредственно на грунте, м²К/Вт, надлежит определять также для каждой зоны, но по формуле:

где — сопротивление теплопередаче отдельных зон неутепленно­го пола (см. рис. 5.2), м2К/Вт; — сумма термических сопротивлений утепляющих слоев, м2К/Вт.

Утепляющими слоями считаются слои из материалов, имеющих теплопроводность Вт/(мК).

Сопротивление теплопередаче конструкций полов на лагах , м²К/Вт, определяется по формуле:

где — сопротивление теплопередаче конструкции утепленного пола, определяемое по формуле (5.8); здесь в качестве утепляющих слоев учитывают воздушную прослойку (0,2) и дощатый пол, уложенный по лагам.

При подсчете потерь теплоты через полы, располо­женные на грунте или лагах, поверхность участков по­лов возле угла наружных стен (в первой двухметровой зоне) вводится в расчет дважды, т. е. по направлению обеих стен, составляющих угол.

Теплопотери через подземную часть наружных стен и полы отапливаемого подвала здания должны подсчитываться так же, как и теплопотери через полы, распо­ложенные на грунте бесподвального здания, т. е. по зо­нам шириной 2 м, с отсчетом их от уровня земли (см. рис. 5.2). Полы помещений в этом случае (при отсчете зон) рассматриваются как продолжение подземной части на­ружных стен. Сопротивление теплопередаче определяется так же, как и для неутепленных или утепленных по­лов.

Добавочные теплопотери через ограж­дения.

В формуле (5.7) член () учитывает ряд теплопотерь, называемых добавочными. К ним относят­ся: ориентация помещений по отношению к странам све­та, обдувание ветром и др. Перечисленные факторы, кро­ме инфильтрации, учитываются добавками , принимае­мыми в долях от основных теплопотерь, в следующих размерах.

1. На ориентацию по отношению к странам света. Ве­личина этой добавки принимается для помещений в зда­ниях любого назначения для наружных вертикальных и наклонных (вертикальная проекция) стен, окон и две­рей; принимается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 5.3. в долях от основных теплопотерь.

Рис. 5.3. Величина добавок к ос­новным теплопотерям в зависимо­сти от ориентации ограждений по отношению к странам света

2. На продуваемость помещений с двумя наружными стенами и более. Этот фактор, увеличивающий теплопо­тери через вертикальные ограждения (наружные стены, двери и окна), для общественных, административно-бы­товых и производственных зданий при наличии двух на­ружных стен и более учитывается добавкой соответствен­но 0,15 и 0,1. В типовых проектах для ограждений, ука­занных выше, на все страны света принимается добавка в размере 0,08 при одной наружной стене и 0,13 (кроме жилых зданий) — при двух и более наружных стенах и помещения.

3. На расчетную температуру наружного воздуха. Для необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями зданий и местностей с и ниже (параметры Б) принимается добавка = 0,05.

4. На подогрев врывающегося холодного воздуха. Добавка на подогрев врывающегося через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, холодного воздуха при высоте здания H, м, принимается в размере: = 0,2 H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними; =0,27 H — для двойных дверей с тамбуром между ними; =0,34 H — для двойных дверей без тамбура и =0,22 H — для оди­нарных дверей.

Для наружных ворот, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами, =3 при отсутствии тамбура и = 1 — при наличии тамбура у ворот. Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавоч­ные потери теплоты не учитываются (т. е. =0).

Кроме рассмотренных добавочных теплопотерь, учи­тываемых формулой (5.7), имеются потери теплоты по­мещениями зданий на нагревание инфильтрующегося в помещение наружного воздуха, которые не учитывают­ся этой формулой.

При определении основных и добавочных потерь теп­лоты через ограждающие конструкции помещений исход­ные и получаемые фактические данные вписывают в специальный формуляр (бланк) для лучшей организации техники расчета (табл. 5.2). Для подсчета теплопотерь через стены площади поверхностей охлаждения измеряют без вычета площади окон, таким образом, фактически площадь окон учитывают дважды, поэтому в графе ко­эффициент k для окон принимают как разность его зна­чений для окон и стен.

В формуляре должны быть подведены итоги расчета потерь теплоты по отдельным помещениям, по этажам и по всему зданию.

Таблица 5.2. Формуляр (бланк) для записи расчета теплопотерь

К.В. Тихомиров, Э.С. Сергеенко
“Теплотехника. Теплогазоснабжение и вентиляция”