МИКРОКЛИМАТ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ

ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ ПОМЕЩЕНИИ

ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ПОМЕЩЕНИЙ

Тепловой баланс помещений может быть записан следующим образом:

зимний режим

Qtp Финф Qeeні “ Qot ~j~ Qak'C + Qp« ВТ, (16) летний режим

Qfp *f* Qpa. T "j~ Qhh0 ~t~ Qskc "b QeeHT = Qaxji ВТ, (17)

где QTp —трансмиссионная теплопередача, зависящая от температуры наружного воздуха, скорости ветра и солнечного облучения;

Qpaa—теплоприток за счет солнечной радиации, через остекленные поверхности;

Qhh$ —потери или приток тепла за счет инфильтрации на­ружного воздуха;

Qskc —эксплуатационный теплоприток за счет тепловыде­лений от людей, бытовых и осветительных прибо­ров;

Фвент —расход тепла или холода на подогрев или охлаж­дение вентиляционного воздуха;

Qot и Qox. n—тепловые нагрузки отопления и охлаждения. Левая часть равенства (16) характеризует потери тепла и окружающую среду, правая — приход тепла в помещение. В уравнении (17) леиая часть характеризует теплоприток, а пра­вая — расход холода на удаление теплопоступленпй.

Из равенства (16) и (17) видно, что отопительная нагрузка снижается за счет теплопоступленпй эксплуатационных и от сол­нечной радиации в то время, как эти теплопоступления увеличи­вают нагрузку охлаждения. На рис. 2 представлен условный график зимних и летних тепловых нагрузок. Трансмиссионные теплопотери имеют место до температуры наружного воздуха, равной температуре внутреннего воздуха, 18°. Фактически ото­пительный сезон заканчивается при /н=10°С за счет солнечной радиации и бытовых теплопоступленпй, что видно пз графика. Излом линий на графике функционально основан на изменении внутренней температуры помещений (зимой /в=18°, летом? в = = 23°).

Составляющие зимнего теплового баланса освещены в рабо­те М. М. Грудзннского [5].

Количественная оценка среднечасового притока тепла зимой за месяц от солнечной радиации может быть произведена по формуле

Qc7 = • у в т;м2, (18)

4 р 24 • m

где —среднечасовой приток тепла в часы облучения солн­

цем, проникающий зимой в помещение через остек­ленные поверхности; пс—число часов солнечного сияния за средние сутки; тс —число солнечных дней в данном месяце; т—число календарных дней в месяце; у—коэффициент, учитывающий ослабляющее влияние облаков на суммарную радиацию, т. е. отношение фактической суммарной радиации при ясном небе для среднемесячной величины [6]

у= 1 — (а + 0,38л) л, (19)

где а—численный широтный коэффициент для 50° северной ши­роты а = 0,40; для 40° северной широты а = 0,38; л—среднемесячная величина облачности в долях единицы, принимаемая по данным метеослужбы.

ЛЕТНИЕ ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ

Лучистая энергия солнца состоит из совокупности излучении различной длины волн н подразделяется на три области: ультра­фиолетовую (с длиной волн от 200 до 390 ммк). видимую (от 390 до 760 м лік) и инфракрасную (от 760 до 3000 ммк).

С увеличением высоты стояния солнца содержание коротко­волновых лучей возрастает, а длинноволновых — уменьшается.

При высоте стояния солнца 40° его радиация содержит 1% ультрафиолетовых, 40% видимых и 59% инфракрасных лучей.

На вертикальные ограждения здания солнечное облучение поступает в виде прямой, рассеянной и отраженной радиации. Рассеянная и отраженная (зависящая от альбедо подстилающей поверхности и географической широты местности) радиация оди­накова для вертикальных поверхностей всех ориентаций.

Отраженная и рассеянная радиация по Б. Ф. Васильеву для 40° северной широты составляет более 50% от суммарного об-; лучения для 8 румбов из 16. В свою очередь отраженная радиа­ция превышает рассеянную примерно в 4 раза.

Солнечная радиация, попадая на остекленную поверхность, частично отражается (в зависимости от угла падения, отража­тельная способность составляет около 8%), поглощается (при­мерно 6% от общего облучения) и проникает в помещение. Обычные оконные стекла, кроме видимых световых, пропускают до 80% тепловых, инфракрасных лучен.

Учет летних теплопоступлений через наружные ограждения является довольно сложной задачей, так как необходимо произ­вести сложение гармонических колебаний теплопоступленпй че­рез отдельные прозрачные и непрозрачные ограждения, сдвину­тых по фазе с разными амплитудами. При этом необходимо учи­тывать аккумуляцию тепла наружными ограждениями вследст­вие суточных колебаний наружных температур (включая сол­нечное облучение) и внутренними ограждениями (а при точном учете — и мебели), аккумулирующими лучистое тепло, проходя­щее через окна.

При проектировании кондиционирования жилых и многоком­натных общественных зданий с так называемыми малотеплона­пряженными помещениями внешние тепловые нагрузки (от сол­нечной радиации и наружных температур) являются основными.

Правильный учет величины п времени максимальных тепло - поступлеипп и изменения величины поступлений тепла в тече­ние суток нужны для определения расчетной производительности комнатных кондиционеров и выбора соответствующих способов регулирования.

Благодаря запаздыванию максимального теплопрнтока вследствие тепловой инерции ограждений снижается нагрузка охлаждения. Поэтому расчетная охладительная нагрузка долж­на определяться для времени максимального теплопоступления с учетом аккумуляции тепла ограждениями. Для летнего перио­да (40—50° северной широты) теоретические максимумы сол­нечной радиации приходятся на часы:

Юг — 12 ч Юго-восток — 9 ч 30 мин

TOC o "1-5" h z Запад — 16 ч Северо-запад — 17 ч

Восток - 8 ( Северо-восток — 7 ч

Юго-запад —14 ч 30 мин Север — 6 ч и 18 ч

Запаздывание температурных колебаний на внутренней по­верхности наружного ограждения против колебаний наружной температуры (сдвиг фаз колебаний) в часах определяется по формулам А. М. Шкловера [7].

Определив нагрузки охлаждения для каждого часа, следует суммировать их для всего здания по часам дня. Нагрузка мак­симального часа считается расчетной для здания.

Нагрузка охлаждения для каждого часа должна быть опре­делена из уравнения теплового баланса (17) с учетом аккуму­ляции тепла при определении QTP и Qpaa. Поэтому при опреде­лении QTp и Qpaj вводятся коэффициенты К' и К", учитываю­щие аккумуляцию тепла ограждениями.