Расчет теплопотерь помещений

Расчет теплопотерь помещения

В гражданских и жилых зданиях теплопотери помещений состоят из теплопотерь через различные ограждающие конструкции, такие как окна, стены, перекрытия, полы а также теплорасходов на нагревание воздуха, который инфильтрируется сквозь неплотности в защитных сооружениях (ограждающих конструкциях) даного помещения. В промышленных зданиях существуют и другие виды теплопотерь.
Расчет теплопотерь помещения производится для всех ограждающих конструкций всех отапливаемых помещений. Могут не учитываться теплопотери через внутренние конструкции, при разности температуры в них с температурой соседних помещений до 3^оС.

Теплопотери через ограждающие конструкции расчитываются по следующей формуле, Вт:
Q_огр = F ( t_вн – t_н^Б) (1 + сумма добавочных теплопотерь ) n / R_о , где
t_н^Б – темп-ра наружного воздуха, ^оС;
t_вн – темп-ра в помещении, ^оС;
F – площадь защитного сооружения, м²;
n – коэффициент, который учитывает положение ограждения или защитного сооружения (его наружной поверхности) относительно наружного воздуха;
R_о – сопротивление теплопередаче, м²·^оС / Вт, которое определяется по следующей формуле:
R_о = 1/ коэффициент восприятия ограждения(внутр.поверх)  + сумма отношения толщины слоя конструкции к расчетным коэффициентам теплопроводности слоев конструкций + 1/_{коэффициент теплоотдачи огр.(наруж. поверх.)} + R_в.п., где
R_в.n – в случае наличия в конструкции замкнутой воздушной прослойки, ее термосопротивление, м²·^ос / Вт (см. табл.2).
Коэф-ты восприятия ограждения(внутр.поверх) и теплоотдачи ограждения(наруж.поверх) принимаются согласно СНиП а для некоторых случаев приведены в таблице 1;
Толщина слоя конструкции – обычно назначается согласно заданию или определяется по чертежам ограждающих конструкций;
Расчетный коэффициент слоя ограждающей конструкции – принимается по справочникам.

Таблица 1. Коэффициенты тепловосприятия и теплоотдачи 

Таблица 2. Сопротивление термическое замкнутых воздушных прослоек
R_в.n, м²·^оС / Вт

Для дверей и окон сопротивление теплопередаче рассчитывается очень редко, а чаще принимается в зависимости от их конструкции по справочным данным и СНиПам.

Площади ограждений для расчетов определяются, как правило, согласно строительных чертежей. Температуру t_вн для жилых зданий выбирают из приложения і, t_н^Б – из приложения 2 СНиП в зависимости от расположения строительного объекта. Добавочные теплопотери указаны в табл.3, коэф-ент n – в табл.4.

Таблица 3. Добавочные теплопотери

Таблица 4. Величина коэффициента n, который учитывает положение ограждения (его наружной поверхности)

Расход тепла на нагревание наружного инфильтрующегося воздуха в общественных и жилых зданиях для всех типов помещений определяется двумя расчетами.
Первый расчет определяет расход тепловой энергии Q_і на нагревание наружного воздуха, который поступает в і-е помещение в результате действия естественной вытяжной вентиляции.
Второй расчет определяет расход тепловой энергии Q_і на подогревание наружного воздуха, который проникает в данное помещение сквозь неплотности ограждений в результате ветрового и (или) теплового давлений. Для расчета принимают наибольшую величину теплопотерь из определенных по следующим уравнениям (1) и (или) (2).

Q_і = 0,28 L*плотность воздуха снаружи* с ( t_вн – t_н^Б) (1)
где L, м³/час – расход удаляемого наружу из помещений воздуха, для жилых зданий принимают 3 м³/час на 1 м² площади жилых помещений, в том числе и кухни;
с – удельная теплоемкость воздуха (1 кДж /(кг · ^оС));
плотность воздуха снаружи помещения измеряется в кг/м³.
Удельный вес воздуха (Н/м³⁾, его плотность (кг/м³⁾, определяются согласно формул:
Уд.вес= 3463/ (273 +t) , Плотность возд. = Уд.вес / g ,
где g = 9,81 м/с² , t , ° с– температура воздуха.

Расход теплоты на подогревание воздуха, который попадает в помещение через различные неплотности защитных сооружений (ограждений) в результате ветрового и теплового давлений, определяется согласно формулы:
Q_і = 0,28 G_і с ( t_вн – t_н^Б) k, (2)
где k – коэф-ент, учитывающий встредчный тепловой поток, для раздельно-переплетных балконных дверей и окон принимается 0,8, для одинарных и парно-переплетных окон – 1,0;
G_і – расход воздуха, проникающего (инфильтрируещегося) через защитные сооружения (ограждающие конструкции), кг/ч.

Для балконных дверей и окон значение G_і определяется: G_і = 0,216 Суммы расчетных площадей всех ограждений*разницу давлений воздуха снаружи и внутри поверхностей дверей и окон  / R_и, кг/ч
R_и, м²· ч/кг – сопротивление воздухопроницанию даного ограждения, которое может приниматься согласно приложения 3 СНиП. В панельных зданиях, кроме этого определяется дополнительный расход воздуха, инфильтрующегося через неплотности стыков панелей.
Эта величина = (H – h_і ) (Уд.вес.возд_н – Уд.вес.возд_вн) + 0,5 Плотн.возд_н V² ( с_е,n – с_е,р) k₁ – р_іnt,
где H, м – высота здания от нулевого уровня до устья вентшахты (в бесчердачных зданиях устье обычно располагается на 1 м выше крыши, а в зданиях, имеющих чердак - на 4–5м выше перекрытия чердака);
h_{і, м} – высота от нулевого уровня до верха балконных дверей или окон, для которых проводится расчет расхода воздуха;
с_е,рu с_е,n – аэродинамические коэф-ты для подветренной и наветренной поверхностей здания соответственно. Для прямоугольных зданий с_е,р = –0,6, с_е,n = 0,8;

V, м/с – скорость ветра, которую для расчета принимают согласно приложения 2;
k₁ – коэффициент, который учитывает зависимость скоростного напора ветра и высоты здания;
р_іnt, Па – условно-постоянное давление воздуха, которое возникает при работе вентиляции с принудительным побуждением, при расчете жилых зданий р_іnt можно не учитывать, поскольку оно равно нолю.

Для ограждений высотой до 5,0м коэффициент k₁равен 0,5, высотой до 10 м равен 0,65, при высоте до 20 м – 0,85, а для ограждений 20 м и выше принимается 1,1.
Общие расчетные теплопотери в помещении, Вт:
Q_расч = Сумма Q_огр + Q_uнф – Q_быт ,
где Сумма Q_огр – суммарные потери тепла через все защитные ограждения помещения;
Q_инф – максимальный расход теплоты на нагревание воздуха, который инфильтрируется принятый из расчетов согласно формул (2) u (1);
Q_быт – все тепловыделения от бытовых электрических приборов, освещения, других возможных источников тепла, которые принимаются для кухонь и жилых помещений в размере 21 Вт на 1 м² расчетной площади.
Расчет теплопотерь помещения можно считать завешенным. Результаты всех расчетов заносятся в соответствующую таблицу.