СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОИ ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ

КЛИМАТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

Представляется вполне очевидным, что на самом первом этапе проектирования необходимо принять решение о возможности строи­тельства здания с пассивной системой в предлагаемом районе. С этой целью необходимо получить следующие исходные данные:

622-8

Изменение суточных температур наружного воздуха в каждый месяц отопительного периода;

Характерное суточное изменение солнечной радиации в каждый месяц отопительного периода при ясной погоде (облачность 0 ... 2 балла) и полуясной (облачность 2... 6 баллов);

Число ясных солнечных и полуясных дней в отопительном периоде;

Скорость ветрового потока и его направление.

Как правило, общесоюзные издания трудов главной геофизической обсерватории (ГТО), климатические справочники дают достаточно подробную информацию по этому вопросу. Вместе с тем зачастую возникает необходимость в получении исходных данных от конкрет­ной метеостанции по специальному запросу. В данном случае целесооб­разно предостеречь от соблазна взять исходные данные "применитель­но" или по интуиции. Ниже рассмотрен на конкретном примере один из подходов к решению такой задачи.

Пример 1.

В качестве примера рассмотрим район на широте 40°, например, г. Ташкент. Расчетная ^температура дпя традиционной системы отопления — 15 °С, отопительный период — 130 дней, зона влажности — сухая, средняя скорость ветра за январь — 1,7 м/с.

Далее предлагается следующий порядок оценки климатических ресурсов района строительства:

1. Определяют среднесуточную температуру наружного воздуха для характерного дня каждого месяца. В принятом для данного случая регионе температура наружного воздуха изменяется следующим образом: ноябрь +5,6 ^С; декабрь +1,6°С; январь —1,0°С; февраль +2,0 °С; март +7,6 °С.

Характерной особенностью пассивных систем отопления является то, что за расчетную температуру наружного воздуха (TH р 0) для проектирования отопления принимают среднесуточную температуру. Наряду с этим и строительные конструкции, и вспомога­тельную систему отопления рассчитывают традиционным способом.

2. По существующим стандартам принимают термическое сопротивление наружных ограждений /?тр0.

Так, для данного района эти величины составят: у наружных стен 0,644 м2.°С/Вт; у покрытия J? TPQ = 0,87 м2-°С/Вт; у перекрытия над подвалами и подпольями —1,16 м2-0С/Вт.

При средней температуре воздуха внутри здания +18 ... +20 °С перепад температур, Д' = <в-'н. р.о = +33-+35°С-

3. Определяют средние (укрупненные) значения коэффициента теплопередачи через наружные ограждения по <н р о = -15 °С: через стены 61 Вт/м2.°С ( с учетом теплопотерь через оконные проемы), через покрытия —40,2 Вт/м2-°С, через перекрытия над подвалом (подпольем) -29,9 Вт/(м2.°С).

То же для среднесуточных значений температур наружного воздуха по месяцам отопи-

Тельного периода (соответственно ноябрь... март), стены — 25,1; 32,1; 36,7; 31,4; 21,6; покры­тия - 16,6; 21,1; 24,1; 20,7; 16,3; перекрытия - 12,4; 15,9; 18,1; 15,6; 10,7.

4. По средним значениям поверхностной плотности потока солнечной радиации опреде­ляют уровни падающей на стены и поглощенной радиации. При этом целесообразно предва­рительно принять некоторые условия:

Если архитектурный образ здания пока еще не сформирован, то предполагается, что стены ориентированы на восток, юг и запад;

Наихудшие условия принимают такие, когда оконные проемы ориентированы только на север, т. е. солнечное излучение непосредственно в здание не проникает;

Место и эффективность пассивной системы пока не рассматриваются.

5. По методике, приведенной в [1, 3], определяют часовые и суточные значения погло­щенного потока солнечной радиации <?п. Так, для вертикальных стен покрытия суммарные значения <?п составляют (соответственно для периода ноябрь... март), Вт/м2: южная стена - 5958; 5870; 5926; 6013; 6084; восточная стена - 3378; 3075; 3704; 3739; 3929; западная стеиа -1801; 1586; 2513; 2942; 3127; покрытие - 3549; 2958; 3220; 4339; 5634.

6. Далее необходимо сопоставить суточные приток тепла от солнечной радиации и

* о

Тепловые потери здания через наружные ограждения (в расчете на 1 м поверхности).

В результате такого сравнения (рис. J.4 ) может быть принято решение о возможности использования пассивного отопления и размещении гелионагревателя пассивной системы.

7. Сопоставление полученных результатов показывает, что в ясный солнечный день суточные тепловые потери могут быть компенсированы теплопритоком от солнечной радиации, падающей на южную сторону. Наиболее целесообразно разместить гелионагрева - тель пассивной системы на южной стеие. Если же по условиям эксплуатации необходимо обеспечить аккумулирование тепла больше, чем на одни сутки, то гелионагреватель может

Быть размещен еще и на восточной стене. Использование западной стены и покрытия нецелесообразно, так как размещение на них гелионагревателя пассивной системы может вызвать перегрев здания в летнее время [2, 3].

8. Эффективность пассивной системы практически полностью зависит от места размеще­ния гелионагревателей. Вместе с тем необходимо учитывать общее правило, что солнечные системы рациональны только тогда, когда уже использованы все возможности традицион­ных способов снижения тепловых потерь. Одним из вероятных вариантов можно считать выбор формы здания на основе минимизации тепловых потерь.