Диссертация (1141539), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Причем в данной работе рассматривается отсутствие охлаждения в нерабочее время. Однако, при каждой температуре наружнойсреды и при заданном температурном режиме помещения тепловой поток, проходящий через наружные ограждающие конструкции, увеличивает или уменьшаетнагрузку на систему отопления или охлаждения и следовательно зависит толькоот теплозащиты здания.4.4 Изменение температуры помещения в течение суток при различнойтемпературе наружного воздухаНа рисунках 4.1 и 4.2 показан суточный ход температуры в помещениях приразной температуре наружного воздуха.
В качестве контрольного результата температура внутренней поверхности каждой ограждающей конструкции, воздуха,радиационная и результирующая выводятся на печать с шагом по времени 15 мин.Видно, что в холодный период года температура всех поверхностей в помещении, воздуха, радиационная температура и результирующая температура в течение рабочего дня повышаются.
Температура окна при этом и в рядовом помещении промежуточного этажа и в угловом помещении верхнего этажа значительно ниже температуры всех остальных поверхностей и воздуха. В угловом помещении верхнего этажа она опускается при температуре наружного воздуха -28 оСпочти до 6 оС, а в рядовом промежуточного этажа почти до 10 оС. Такая разницаобъясняется тем, что в угловом помещении верхнего этажа три наружных плоскости ограждений, а в рядовом только одна. В процессе лучистого теплообменавнутренних поверхностей между собой, даже при приблизительно одинаковой результирующей температуре помещения общая радиационная температура в помещении с большим числом наружных ограждающих конструкций всегда ниже, итемпература каждого наружного ограждения тоже ниже.
В то же самое время дляподдержания одинаковой результирующей температуры температура воздуха вугловом помещении оказывается выше, чем в рядовом.В рядовом помещении промежуточного этажа температура потолка ниже65температуры пола. Это объясняется тем, что большое окно, имеющееся в помещении, ближе расположено к потолку, чем к полу.
За счет лучистого теплообменас холодным окном потолок охлаждается больше, чем пол, не смотря на более интенсивный конвективный теплообмен с теплым воздухом помещения.В расчетный теплый период температура окна приближается к температуренаружного воздуха, становясь самой высокой в помещении. А температура потолка оказывается выше температуры пола по той же причине, почему она зимойбыла холоднее пола.Абсолютно закономерно, что зимой все внутренние поверхности наружныхограждающих конструкций имеют температуру ниже поверхностей внутреннихограждений, а летом выше.
В общем, видно, что разброс температуры в помещении невелик (если не брать в расчет окно). Видно, что результирующая температура в зимний расчетный период за рабочий день поднимается на 2 – 4 оС. Этогооказалось достаточно, чтобы за счет теплоты, идущей на разогрев ограждающихконструкций сократить отопительные нагрузки в помещениях, как это показано впредыдущем разделе 2.4.На рисунках 4.1, 4.2 приведен суточный ход температуры в помещенияхпри внутренних тепловыделениях 30 Вт/м2.
Однако, для одного помещения изменения температуры отдельных поверхностей и воздуха практически не зависят отвеличины теплопоступлений, так как расчет выполнялся при одинаковой поддерживаемой температуре помещения (результирующей).66Температура , оCа)262124862220743181614512100123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Время, часТемпература, оCб)2524232221201918171615284617350123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Время, часТемпература, оCв)25,552524,522437623,5823012345678149 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Время, часРисунок 4.1– Суточный ход температуры в рядовом помещении промежуточного этажас теплопоступлениями 30 Вт/м2 для варианта утепления 3 и при а) tн=-28 oC, б) tн=0 oC, в)tн=+28,5 оС для варианта здания №1Условные обозначения : температура 1- пола; 2- потолка; 3- наружной стены; 4- внутреннейстены напротив окна; 5- окна; 6- результирующая температура; 7- радиационная температура;8- внутреннего воздуха67а)Температура , оC282684241222018637162145121086012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24Время, часТемпература , оCб)2625242322212019181716151413671842350123456789101112131415161718192021222324Время, часв)Температура , оC2524,53524223,523722,522421,520,5182101234567896101112131415161718192021222324Время, часРисунок 4.2 – Суточный ход температуры в угловом помещении верхнего этажа с теплопоступлениями 30 Вт/м2 для варианта 3 и при а) tн=-28 oC, б) tн=0 oC, в) tн=+28,5 оС для варианта здания №1.Условные обозначения : температура 1- пола; 2- потолка; 3- наружной стены; 4- внутреннейстены напротив окна; 5- окна; 6- результирующая температура; 7- радиационная температура;8- внутреннего воздуха.684.5 Изменение суточного тепло- холодопотребления системамиотопления и охлаждения в течение годаНа рисунках 4.3, 4.4 данные о суммарном суточном тепло- и холодопотреблении системами отопления и охлаждения для варианта размеров здания №4 (потаблице 4.1), приведенные к 1м2 пола, представлены в графическом виде.
Из рисунков видно, что для поддержания принятого температурного режима в одни ите же сутки в помещении и во всем здании требуется и отопление, и охлаждение.Этот тезис подтверждается данными таблицы 4.5, в которой представлены годовые суммы потребности в теплоте и холоде здания с вариантом размеров №4 (потаблице 4.1) на поддержание теплового режима. Свободное охлаждение осуществляется при температуре наружного воздуха tн ниже +5 oC, а машинное при tнвыше +5 oC.По таблице 4.5 также видно, что с увеличением теплозащиты годовое потребление холода возрастает от варианта утепления 1 (санитарно-гигиеническаянорма) к варианту 3 (норма по энергосбережению – таблица 3 [86]) на 21-33,9%, апотребление теплоты при этом падает на 78,4%. Увеличение теплопоступлений впомещении от 30 Вт/м2 до 70 Вт/м2 в дневное время сокращает потребность в теплоте на 41,7% в варианте теплозащиты1 и на 57,2% в варианте теплозащиты 3.Увеличение потребности в машинном холоде при этом составляет около 63 % влюбом варианте (независимо от теплозащиты).69Теплопоступления, кВт∙ча)350300250200150100500-50-100-150-200-250123-28-10,4-3,10515283`1` 2`Температура наружного воздуха, 0СТеплопоступления, кВт∙чб)350300250200150100500-50-100-150-200-250123-28-10,4-3,10515281`3`2`Температура наружного воздуха, 0СТеплопоступления, кВт∙чв)350300250200150100500-50-100-150-200-250123-28-10,4-3,10515283`1` 2`Температура наружного воздуха, 0СРисунок 4.3 – Суточное тепло- холодопотребление системами отопления и охлаждения,кВт∙ч, рядовым помещением при теплопоступления в помещения а) 30 Вт/м2; б) 50 Вт/м2; в) 70Вт/м2; потребление теплоты на отопление помещения с утеплением по варианту 1 – 1; по варианту 2 – 2; по варианту 3 – 3; потребление холода на охлаждение помещения, утепленного поварианту 1 – 1’; по варианту 2 – 2’; по варианту 3 – 3’70Теплопоступления, Вт∙ч/м2a)3500300025002000150010005000-500-1000-1500-2000123-28-10,4-3,10515283`2`1`Температура наружного воздуха, 0СТеплопоступления, Вт∙ч/м2б)300025002000150010005000-500-1000-1500-2000-2500123-28-10,4-3,10515283`1` 2`Температура наружного воздуха, 0СТеплопоступления, Вт∙ч/м2в)25002000150010005000-500-1000-1500-2000-2500-3000123-28-10,4-3,10515283`1` 02`Температура наружного воздуха, СРисунок 4.4 – Суточное тепло- холодопотребление системами отопления и охлаждения,кВт∙ч, зданием в целом при теплопоступления в помещения а) 30 Вт/м 2; б) 50 Вт/м2; в) 70 Вт/м2;потребление теплоты на отопление помещения с утеплением по варианту 1 – 1; по варианту 2 –2; по варианту 3 – 3; потребление холода на охлаждение помещения, утепленного по варианту 1– 1’; по варианту 2 – 2’; по варианту 3 – 3’71Таблица 4.5 – Годовое потребление теплоты и холода зданием в целом,МВт∙ч/(кВт.ч/м2), для здания с вариантом размеров №4 (по таблице 4.1)Режим поддержаниятемпературы в зданииОтоплениеСвободное охлаждениеМашинное охлаждениеОтоплениеСвободное охлаждениеМашинное охлаждениеОтоплениеСвободное охлаждениеМашинное охлаждениеВариантВариантутепления 1утепления 2Теплопоступления в помещения 30 Вт/м2124,65/50,4152,60/21,2823,43/9,4825,53/10,3453,74/21,7462,11/25,12Теплопоступления в помещения 50 Вт/м283,65/33,8323,93/9,6884,66/34,2492,62/37,46112,08/45,33120,44/48,71Теплопоступления в помещения 70 Вт/м272,67/29,3921,63/8,75176,97/71,57193,59/78,3170,84/69,1179,21/72,48Вариантутепления 326,85/10,8635,45/14,3467,83/27,4311,91/4,82123,04/49,77126,17/51,0311,49/4,65225,90/91,36184,93/74,84.6 Анализ годового энергопотребления на отопление и охлаждениезданийЦелью данного этапа работы являлось выявление зависимости годового потребления теплоты на отопление, а также холода на свободное и машинное охлаждение офисного здания от различных факторов.Результаты выполненных расчетов, обобщенные для каждого режима поддержания внутреннего микроклимата, удобнее всего представить в виде удельного годового расхода энергии (теплоты или холода), приходящейся на 1 м 2 отапливаемой площади q1, кВт.ч/м2.
В таблице 4.6 приведены эти результаты для одного значения внутренних тепловыделений.Для обобщения результатов расчетов в качестве основного параметра принят общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м2∙оС), в соответствии с [86],определяемый по формуле:Kобщ Ai1сум пр ,Ан i Ro,i(4.1)где Ансум- сумма площадей всех наружных ограждений теплозащитной оболочкиздания, м2;72Аi- площадь i-го фрагмента теплозащитной оболочки здания, м2;– приведенное сопротивление теплопередаче i-го фрагмента теплозащитнойоболочки здания, (м2∙оС)/Вт.Таблица 4.6 – Годовое энергопотребление административными зданиями приудельных теплопоступлениях в помещения 50 Вт/м2Этажность ДлинаВариант теплозащитызданияздания,123123мОстекленность фасада 0,25Остекленность фасада 0,55Потребность в теплоте на отопление здания, кВт.ч/м220,444,6715,105,9350,5623,5310,45340,833,839,684,8237,2015,377,6760,230,227,874,4532,7512,656,7420,426,699,934,2330,2316,335,871240,818,995,703,7619,589,534,1160,216,434,283,6016,837,263,922Потребность в холоде на свободное охлаждение здания, кВт.ч/м20,424,2628,0341,8114,1816,3622,36340,834,2437,4649,7720,9923,9330,3760,237,5740,6052,4223,2626,1732,4820,432,1834,0748,8218,9621,5328,531240,845,0744,7057,4227,8129,5135,7660,249,3648,2460,2930,7632,1738,172Потребность в холоде на машинное охлаждение здания, кВт.ч/м20,443,3046,7849,7741,1144,0446,40340,845,3348,7151,0343,5546,0747,8460,246,0149,3651,4544,3646,7448,3220,445,8648,1850,9643,9145,5047,581240,848,1950,2252,2646,3447,5649,0560,248,9650,9052,6947,1548,2549,55Следует отметить, что общий коэффициент теплопередачи Кобщ увеличивается с возрастанием этажности здания из-за того, что покрытие с наибольшимприведенным сопротивлением теплопередаче занимает меньшую долю площадиот суммарной площади теплозащитной оболочки здания Ансум.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
