Курс лекций: Вентиляция общественных зданий, Хабаровск, 2002 г (стр. 15 )

                                                               

                                                                        Ветер  v, м/с

                                               tну                        

                                                                Покрытие

                                                                        Теплопровод-

                                                                        ность через

                                                                        покрытие

                                                                               

                                        tв

                                                               

Итоговые теплопоступления                         Поглощение        

в воздух помещения                                 тепла полом

Конвективное тепло         Лучистое тепло

                от потолка                 от потолка

Рис 5. Схема поступления тепла солнечной радиации

через непрозрачное ограждение (покрытие)

Тепло солнечной радиации, поступающее на покрытие, нагревает его и повышает температуру наружной поверхности. За счет теплоотдачи к наружному воздуху (обдувания ветром и излучения в атмосферу) часть тепла отбирается от покрытия, несколько снижая температуру наружной поверхности. Оставшаяся доля теплового потока, поступившего на покрытие. посредством теплопроводности передается через толщу конструкции покрытия к внутренней поверхности — потолку помещения. прогрев внутренней поверхности происходит постепенно, с запаздыванием из-за инерционных свойств ограждения. От нагретой внутренней поверхности тепло передается в помещение в основном конвективным путем. Однако при тонких покрытиях с малым сопротивлением теплопередачи (например, из листового железа по деревянной обрешетке) излучение от потолка может играть существенную роль за счет высокой температуры внутренней поверхности. Часть излученного тепла попадает на внутренние ограждения, например, пол, и частично поглощается ими. Остальная часть передается воздуху помещения.

Расчет теплопоступлений ведется по среднесуточным значениям теплового потока на покрытие по обычной формуле теплопередачи через покрытие

Qср = (tну - tв) Fп / Rп,

где tну  — условная наружная температура воздуха над покрытием (примерно

равна температуре наружной поверхности покрытия), °С;

tв – расчетная температура внутреннего воздуха в верхней зоне помещения под покрытием, °С; Fп  – площадь покрытия, м2; Rп – сопротивление теплопередачи покрытия (берется по данным теплотехнического расчета), (м2  °С)/Вт.

Условная наружная температура воздуха над покрытием определяется по формуле

tну = tн + qср сп / бн,

где tн – расчетная температура наружного воздуха (параметры А), °С; qср – среднесуточный тепловой поток солнечной радиации на горизонтальную поверхность, зависит от широты местности, принимается по таблице 4, Вт/м2; сп  – коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью покрытия, принимается по таблице 5; бн – коэффициент теплоотдачи к воздуху на наружной поверхности покрытия, Вт /(м2  °С).

Таблица 4. Среднесуточный тепловой поток солнечной радиация на

горизонтальную поверхность

Широта,	qср, Вт	Широта,	qср, Вт	Широта,	qср, Вт
0	304	24	257	48	328
4	315	28	259	52	329
8	326	32	352	56	327
12	336	36	344	60	319
16	345	40	333	64	319
20	353	44	331	68	332

Коэффициент теплоотдачи к воздуху на наружной поверхности покрытия для летнего режима определяется по формуле

бн = 1,163 (5 + 10  vн ),

где vн – расчетная скорость ветра для теплого периода (параметры А), м/с.

Таблица 5. Коэффициент поглощения солнечной радиации

  различными материалами наружной поверхности покрытия

Материал наружной поверхности	Коэффициент поглощения
Алюминий листовой	0,5
Асфальтобетон	0,9
Светлый гравий	0,65
Рубероид с песчаной посыпкой	0,9
Сталь листовая, окрашенная охрой	0,8
Сталь листовая, окрашенная	0,6
Сталь листовая оцинкованная	0,65
Черепица	0,7
Шифер	0,65

Теплопоступления через покрытие не учитывают, если в помещении имеется подшивной потолок с вентилируемым пространством. Эта ситуация наиболее характерна для крупных зрительных залов, имеющих подшивной потолок для улучшения внутреннего интерьера. Если имеется подшивной потолок или воздушная прослойка, но воздушное пространство не вентилируется, то теплопоступления учитывают с коэффициентом 0,6.

Более подробная методика расчета, используемая при проектировании кондиционирования воздуха, учитывает инерционные свойства покрытия, запаздывание максимума теплопоступлений и амплитуду колебаний теплового потока.

6.  ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС РАСЧЕТНОГО ПОМЕЩЕНИЯ

Тепловой баланс расчетного помещения составляется для определения избытков или недостатков тепла, которые должна компенсировать система вентиляции.

В помещении, в котором поддерживается постоянный (стационарный, не меняющийся во времени) тепловой режим, должен наблюдаться тепловой баланс (это следует из закона сохранения теплоты)

∑Q = 0  или  Qпост – Qпот = 0  или  Qизб = 0.

Даже если бы в помещении не было систем обеспечения микроклимата, то есть систем отопления и вентиляции, баланс тепла все равно бы соблюдался, просто баланс существовал бы при температурах внутреннего воздуха, неприемлемых для человека. Наличие систем отопления и вентиляции позволяет обеспечить тепловой баланс при требуемой температуре внутреннего воздуха. Таким образом, если при расчетной температуре внутреннего воздуха баланс не наблюдается, то есть имеют место избытки или недостатки теплоты, система вентиляции должна скорректировать баланс, введя в помещение точно такое же количество теплоты, но с противоположным знаком

Qве = – Qизб

Таким образом, для определения расчетной тепловой (холодильной или отопительной)  способности системы следует произвести расчет избытков теплоты в помещении путем суммирования всех теплопоступлений и теплопотерь с учетом знака (теплопотери учитываются со знаком "минус").  Отметим, что термины теплопоступлений и теплопотери отражаю тлишь направление потоков теплоты: теплопоступления – это поток теплоты внутрь помещения, а теплопотери – поток теплоты из помещения, как показано на рисунке 6.1.

       

Рис 4. Теплопоступления и теплопотери в помещение общественного здания

(к расчету избытков теплоты)

Можно сказать, что теплопотери – это отрицательные теплопоступления. Два термина используются лишь для того, чтобы в разговорной речи и при записи большинства расчетных зависимостей не указывать знаком "минус" перед значением тепловых потерь.

Учитывая наличие знака "минус" перед значением тепловых потерь, результат суммирования теплопоступлений и теплопотерь может оказаться как положительным, так и отрицательным. В первом случае говорят об избытках теплоты в помещении, а во втором случае – о недостатках теплоты. Два термина опять-таки используются исключительно ради того, чтобы не упоминать все время действительный знак результата вычислений.