ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ЗДАНИЙ. НОРМАТИВНЫЙ МЕТОД

Тепловую энергию, бесцельно уходящую за пределы здания, называют теплопотерями. Общие теплопотери здания слагаются из потерь теплоты через наружные стены, пол, потолок, оконные и дверные заполнения, а также из теплоты, расходуемой на подогрев холодного воздуха, поступающего в помещения через притворы окон и дверей. Приток воздуха через ограждающие конструкции здания называют инфильтрацией. Если инфильтрация незначительна, ее в расчет теплопотерь не включают.

Система печного отопления эффективно функционирует, если соблюдается уравнение теплового баланса:

ΣQ₀ = Q_п + Q_вн,

где ΣQ₀ — суммарные тепловые потери, Вт; Q_п — теплопроизводительность печей, Вт; Q_вн — теплота, поступающая в помещение от тепловыделяющих бытовых приборов, людей, а в животноводческих фермах — скота, Вт. Теплопроизводительность печей Q_п определяют из уравнения

Q_п = ΣQ₀ - Q_вн

Суммарные тепловые потери складываются из основных и добавочных. Основные теплопотери ΣQ₀ (СНиП 2.04.05-86) определяют путем суммирования утечек теплоты через ограждающие конструкции помещения (с округлением до 10 Вт) по формуле

ΣQ₀ = FK(t_в - t_н)n,

где F — расчетная площадь ограждающей конструкции, м2; К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 * °С) (табл. 10); t_в — расчетная внутренняя температура помещения, зависящая от его назначения, °С (приведена ниже); t_н — расчетная температура наружного воздуха, °С (табл. 11); n — коэффициент, зависящий от ориентации наружной поверхности ограждающей конструкции и от скорости наружного воздуха.
За расчетную температуру наружного воздуха принимают среднюю температуру наиболее холодной пятидневки в данной местности

Добавочные теплопотери зависят от ориентации ограждающих конструкций по странам света, а также от расположения здания на открытой местности, скорости ветра в данном географическом районе и инфильтрации. В зависимости от ориентации наружных конструктивных элементов здания (стены, окна, двери) дополнительные теплопотери составляют: 10%, если они обращены на север, северо-восток и северо-запад; 5% — на юго-восток и запд.

Расход теплоты, необходимый для нагрева воздуха, поступающего в жилые помещения за счет инфильтрации ^в (Вт), вычисляют по формуле

q_в = F_пл * (t_в - t_на )

где F_пл — площадь пола отапливаемого помещения, м2; t_на — наружная расчетная температура (средняя температура наиболее холодного периода; см. табл. 11).

При расчете общие теплопотери помещений жилых зданий следует уменьшить на величину бытовых тепловыделений Q_вн, определяемых из расчета 21 Вт на 1 м2 площади пола помещений, для которых предусматривается установка печей:

Q_вн = 21 * F_пл.

Таким образом, для определения расчетной тепло-производительности печи необходимо: вычислить теплопотери через ограждающие конструкции, к ним прибавить дополнительные потери теплоты, а из полученной суммы вычесть величину, характеризующую бытовые тепловыделения.

Коэффициенты теплопередачи К строительных конструкций

Климатические расчетные данные некоторых городов СССР (СНиП 2.01.01-82)

Пример. Определить теплопотери помещений (рис. 133) жилых комнат, расположенных в одноэтажном кирпичном доме. Здание находится в Литовской ССР, t_н=-23°С. Толщина наружных стен со штукатуркой 525 мм, окна двойные. Стены ориентированы на запад и север. Размеры ограждающих конструкций приведены в табл.

Находим расчетную разность температур

t_в — t_н = 18 — ( -23) = 41°С.

Наряду с найденными потерями тепловой энергии через ограждающие конструкции определяют дополнительные затраты теплоты на подогрев инфильтра-ционного воздуха, поступающего в каждую из комнат:

в угловую (101) q¹_в = F_пл * (t_в — t_нa)= 18,4 * [18-(-11)] = 535 Вт;

в среднюю (102) q²_в = 18 [18 - (-11)] = 522 Вт.

Определим бытовые тепловыделения Q¹_вн = 21F_пл для угловой и средней комнат:

Q¹_вн = 21 * 18,4 = 386 Вт; Q²_вн = 21 * 18 = 378 Вт.

Подсчитаем необходимую теплопроизводительность печи, численно равную разности между полными тепло-потерями и бытовыми теплопоступлениями:

Q₀ = (2802 + 1523 + 535 + 522) - (380 + 378) = 4618 Вт. Округленно эта величина составляет 4600 Вт.

Из рис. 55 находим, что заданным условиям отвечает печь ПТО-4500 (с учетом допустимого колебания тепло-производительности ±15%) или ПТО-4800 (превышает ее теплопроизводительность лишь на 4,3%). При расчете следует учитывать, что фасадная стенка печи будет выходить в коридор, т. е. за пределы отапливаемого помещения. Известно, что теплоотдача этой стенки печи ПТО-4500 составляет около 1100 Вт. Таким образом, фактические теплопоступления в помещение снизятся и будут равны Q_п = 4500 - 1100 = 3400 Вт.

Так как расчетные теплопотери помещений составляют 4600 Вт, а теплоотдача поверхностей, выходящих в отапливаемые помещения, всего 3400 Вт, то для обеспечения теплового баланса дополнительно потребуется: 4600 - 3400 = 1200 Вт, что составляет 26%, что больше 15%. Следовательно, печь ПТО-4500 не обеспечивает необходимых условий отопления.

Рассмотрим возможность использования печи ПТО-4800. Из рис. 56 можно заключить, что ее фасадная стенка намного меньше аналогичного элемента печи ПТО-4500. Эта стенка будет отдавать в коридор (при двухразовой топке в сутки) лишь 570 Вт. В отапливаемые помещения будет поступать 4800 — 570 = 4230 Вт, что меньше потребности в теплоте на 4600 — 4230 = 370 Вт. Полученная величина составляет 8% от теплопотребности. Поэтому печь ПТО-4800 может быть принята к сооружению при формировании системы печного отопления.

Однако как показывает дальнейший расчет, ПТО-4800 не покрывает тепловой нагрузки угловой комнаты, в которую будут выходить левая и задняя стенки печи. Их суммарная теплоотдача составляет: 1821 + 603 = 2424 Вт. Потребность в теплоте угловой комнаты 2800 Вт, что на 13% меньше необходимой. Если учесть, что часть теплоотдающих стенок будет закрыта перегородками, то становится очевидным необходимость поиска другого решения.

Возможны следующие варианты: выбор печи большей теплопроизводительности или установка в каждой комнате по одной печи. Рассмотрим первый вариант. Выбираем печь ПТО-5300. Стенка, выходящая в коридор, снизит теплопоступления до 5300 — 1200 = 4100 Вт. Две стенки печи, которые будут выходить в угловое помещение (фотографии углового камина вы можете здесь), как и в предыдущем случае, не смогут его отопить. Во втором варианте выбираем две печи: ПТО-3100 (для угловой комнаты) и ПТК-1700 (для средней). Это решение приводит к снижению массы отопительной системы: масса печи ПТО-5300 - 4000 кг; масса печи ПТО-3100-— 1880 кг и ПТК-1700 —530 кг; в сумме они составляют 2410 кг, что на 1600 кг меньше.

« предыдущая оглавление следующая »