Отопление

Лекция 1.

Отопление.

Тепловой режим здания.

1.1 Микроклимат помещения.

Под микроклиматом помещения понимается совокупность теплового, воздушного и влажностного режимов в их взаимосвязи.

В соответствии с ГОСТом микроклимат помещения – это состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемые показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и  подвижностью воздуха.

Основное требование к микроклимату – поддержание благоприятных условий для людей находящихся в помещении.

Основные микроклиматические параметры:

1. Температура внутреннего воздуха 

Рекомендуемые материалы

2 . Влажность внутреннего  воздуха  %

3. Подвижность внутреннего воздуха

Основные нормативные требования к микроклимату помещений содержатся:

1. Для промышленных зданий параметры внутреннего воздуха нормируются:

а) Гост 12.1.005.88 «Общие санитарно–гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»;

б) СаНПиН 2.2.4.548–96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений»;

в) СНиП 41–01–2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»;

г) ГОСТ 30494–96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

Различные сочетания микроклиматических параметров определяют  два условия комфортности:

Оптимальные или комфортные – это такие сочетания , при которых человек не испытывает напряжения в системе терморегуляции.

Например:

              

                  

      

Допустимые – это такие сочетания , при которых человек испытывает некоторый дискомфорт, который не наносит вреда система терморегуляции человека.

Требуемый микроклимат в помещении создается следующие системами инженерного оборудования зданий:

1. Отопления.

2. Вентиляции.

3. Кондиционирования.

Системы отопления служат для создания в помещениях в холодный период года необходимых температур воздуха, соответствует  нормативным.

То есть создают тепловой режим помещения.

Системы вентиляции – служат для удаления из помещений загрязненного и подачи в них чистого воздуха.

То есть создают воздушный режим помещения.

Системы кондиционирования – служат для обеспечения в помещениях заданной температуры, влажности и подвижности воздуха.

1.2. Тепловой режим здания.

Тепловым режимом здания называется совокупность факторов и процессов, которые под влиянием внешних, внутренних воздействий и принятых инженерных устройств формируют тепловую обстановку в его помещениях.

Различают:

1) Зимний воздушно–тепловой режим.

2) Летний воздушно–тепловой режим.

Зимний воздушно–тепловой режим. На зимний воздушно–тепловой режим помещения оказывают влияния следующие факторы:

1. Расчетные зимние параметры наружного воздуха:

а) температура наружного воздуха ;

б) скорость ветра ;

в) продолжительность отопительного периода.

2. Теплозащитные свойства ограждений:

а) сопротивление теплопередаче ;

б) теплоустойчивость (тепловая инерция Д).

3. Воздухо – и влагопроницаемость ограждений.

1. Расчетные параметры наружного воздуха.

Устанавливаются на основании данных метеорологических наблюдений в различных географических пунктах (приведены в СНиП 2.04.05–91 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»).

Согласно СНиП 2.04.05–91 климат холодного и теплого периодов года для различных географических пунктов характеризуется двумя расчетными параметрами: А и Б

1) А – принимаются для расчета системы вентиляции.

2) Б – принимаются для расчета системы отопления.

Расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года принимается по параметрам Б (СНиП 2.04.05–91) и равна температуре наиболее холодной пятидневки.

– (СНиП 2.04.05–91)

а) При выборе расчетных наружных характеристик для холодного периода года необходимо исходить из следующих предпосылок:

1) Расчетные параметры климата должны быть общими для расчета всех составляющих теплового режима (теплозащита ограждения, потери теплоты и т.д.), так как они отражают единый процесс теплообмена в помещении.

2) Они должны определяться с учетом коэффициента обеспеченности и быть достаточными для расчета нестационарной теплопередачи через ограждения, характерной для расчетных условий.

Обеспеченность устанавливает, как часто или насколько продолжительны могут быть отклонения внутренних условий от заданных расчетных. (например:)

Обеспеченность условий характеризуется  коэффициентом обеспеченности. – показывает в долях единицы или процентах число случае, когда недопустимо отклонение от расчетных условий. (Например:  из 100 зим  только в 8 в период наибольших зимних похолоданий могут быть отклонения условий в помещение от  расчетных).

В СНиП приняты следующие значения расчетной наружной температуры для каждого географического пункта:

1)  – средняя температура наиболее холодных суток при  и ;

2)  – средняя температура наиболее холодной пятидневки при 

Эти температуры определены по 8 и соответственно 2 суровым зимам последних 50 лет.

Выбор расчетной температуры по нормам зависит от тепловой инерции ограждения   по табл.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха

б)  расчетная скорость ветра по СНиП принимается равной максимальной скорости из средних скоростей ветра по румбам  за январь.

в) В нормах начало отопительного периода для всех зданий принято одинаково .

 – продолжительность отопительного периода для различных географических пунктов приведена в СНиП.

2. Особенностью зимнего воздушно–теплового режима помещений является большой перепад температур внутреннего и наружного воздуха, т.е. < .

Вследствие  этого помещение теряет какое–то количество тепла через ограждение.

Переход теплоты из помещения к наружной среде через ограждение.

Переход теплоты из помещения к наружной среде через ограждение является сложным процессом теплопередачи.

Внутренняя поверхность наружного ограждения обменивается теплотой с помещением.

Термическое сопротивление на внутренней  поверхности равно:

где,  - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения принимается по СНиП строительная теплотехника.

Наружная поверхность отдает теплоту наружному воздуху, окружающим поверхностям, небосводу.

Термическое сопротивление на наружной поверхности ограждения:

В условиях установившегося теплового режима количество теплоты, прошедшее через внутреннюю поверхность ограждения, равно количеству теплоты, проходящему через толщу ограждения и количеству теплоты, отданному наружной поверхностью, т.е.

Тепловой поток последовательно преодолевает термические сопротивления на внутренней поверхности , толщи ограждения  и наружной поверхности , поэтому сопротивление теплопередаче ограждения  равно: сумме термических сопротивлений

 

где  – термическое сопротивление первого слоя ограждения, зависит от материала ограничения и его толщины.

где  – толщина слоя ограждения

       – коэффициент теплопроводности материала ограждения, Вт/м⁰С. СНиП  II–3–79**

Материал ограждения характеризуется коэффициентом теплопроводности  и коэффициентом .

Если ограждение многоступенчатое, и состоит из нескольких плоских слоев, расположенных   направленного теплового потока, то термическое сопротивление ограждения равно сумме:

,

где  = сумме термических сопротивлений отдельных слоев ограждения.

Если в ограждении присутствует плоская воздушная прослойка, то она должна быть также учтена в сумме со своим термическим сопротивлением  (СНиП II–3–79**), тогда

Для неоднородной оградительной конструкции:

Коэффициент теплопередачи ограждения – величина обратная его сопротивлению теплопередаче, он равен

    

Сопротивление теплопередаче наружных ограждений отапливаемых зданий  должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче  

– определяется с учетом санитарно–гигиенических требований, предъявляемых к помещениям зданий, и д.б. оптимальным с технико–экономической точки зрения.

 – является минимально – допустимым сопротивлением теплопередаче, удовлетворяющим в зимних условиях санитарно –гигиенических требованиям, и определяется по формуле для наружных ограждений, кроме заполнений проемов.

 

где - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху
СНиП II–3–79**;

       - расчетная температура внутреннего воздуха,

        - расчетная зимняя температура наружного воздуха принимаем в соответствии со СНиП 2.01.01–82 «Климатология» с учетом тепловой инерции D ограждающих конструкций берется по СНиП II–3–79*.

 - нормативный температурный перепад  между температурой внутреннего воздуха и температурой ограждающей конструкции.
СНиП II–3–79**.

Из условия энергосбережение определяется по таблице 1^б
[СНиП II–3–79**] в зависимости от ГСО.П.=

Для наружных дверей (кроме балконных), ворот

Для окон  по СНиП II–3–79*.

Тепловая инерция «D » определяется по формуле:

где,  - сопротивление теплопередаче отдельных слоев ограждающей конструкции. .

       - коэффициенты теплоусвоенности материала слоев ограждений

        - показывает способность поверхности стенки площадью 1 м² усваивать тепловой поток  мощностью 1 Вт при температурном перепаде 1^оС.

       - зависит от продолжительности отопления и физических свойств материала.

1.3. Воздухопроницаемость ограничений.

При разности давлений воздуха вследствие разности температуры с одной и с другой стороны ограждения через него может проникать воздух от большего давления к меньшему. Это явление называется фильтрацией.

Если фильтрация происходит в направлении от наружного воздуха в помещение, то она называется инфильтрацией.

Свойство ограждения или материала пропускать воздух называется воздухопроницаемостью. Воздухопроницаемость ограждения конструкции оценивается по величине сопротивления воздухопроницанию .

   

где  – толщина слоя ограждения, м

       – коэффициент воздухопроницаемости материала  характеризует количество воздуха в кг, который проходит через 1м² ограждения за 1 час  при разности давлений 1 Па.

Воздухопроницаемость строительных материалов и конструкций существенно различна. Коэффициенты  стекла, пластмасс, прослоек = 0.

Кирпичные стены со сплошной штукатуркой на наружной поверхности тоже достаточно воздухонепроницаемы.

При наличии мельчайших трещин в плотном материале  возрастает во много раз, а  стыков  между отдельными элементами ограждающих конструкций во много раз больше  материалов из которых выполнены эти элементы.

Сопротивление должно быть не менее требуемого по СНиП  II–3–79** ,  .

Сопротивление воздухопроницаемости многослойной конструкции определяют по формуле:

где  – сопротивление воздухопроницаемости отдельных слоев ограждающих конструкций.

Влагопроницаемость строительных конструкций (ограждений). Влажность строительных материалов увеличивает их теплопроводность, что существенно теплопроводность их теплозащитные качества ограждений.

Влажный строительный материал неприемлем с гигиенической точки зрения. Кроме того, влажностный режим ограждения оказывает существенное влияние на долговечность ограждения.

Влага бывает:

– строительная (технологическая);

– грунтовая (проникновенная вследствие каппилярного всасывания);

Вместе с этой лекцией читают "52 Налогообложение лизинговых операций и проблемы развития лизинга".

– атмосферная (дожди, осадки);

– эксплуатационная;

– гигроскопическая;

– конденсационная.

От всех видов влаги можно и должно избавиться кроме конденсационной.

На образование конденсационной влаги оказывает существенное влияние теплотехнический режим ограждения.