Расчет поступления теплоты

В зданиях с отопительными приборами уравнение теплового баланса будет иметь следующий вид:

Q_ж + Q_от = Q_огр + Q_доп. + Q_вент + Q_исп.

где Q_ж — количество теплоты, выделяемой животными, Вт;

Q_от — количество теп­лоты, поступающей от отопительных или отопительно-вентиляционных установок,, Вт;

Q_огр — количество теплоты, теряемой через все ограждающие конструкции, Вт;

Q_{доп. -} количество теплоты, теряемой через вертикальные ограждающие конструкции за счет обдувания ветром, Вт;

Q_вент — количество теплоты, расходуемой на нагревание вентиляционно­го воздуха, Вт;

Q_исп. — количество теплоты, расходуемой на испарение влаги с мокрых поверхностей, подстилки, технологического оборудования.

В неотапливаемых зданиях формула теплового баланса будет следующая:

Q_ж = Q_огр + Q_доп + Q_вент + Q_исп

Если количество теплоты, выделяемой животными и поступа­ющей от систем отопления, равно теплопотерям, то в помещении создается тепловое равновесие; если меньше, то наблюдается снижение температуры.

Теплоту, выделяемую всеми животными Q_ж, (Вт), рассчитывают по формуле:

Q_ж = q_ж • n • z,

где q_ж  — количество свободной теплоты, выделяемой одним животным (см. приложения 1—3);

z - поправочный коэффициент на температуру воздуха в помещении (приложение 17)

n — количество животных, гол.

Если в помещении содержатся разновозрастные группы животных, то формула расчета примет следующий вид:

Q_ж = q₁ • п₁ • z₁ + q₂ • п₂ • z₂ +… + q   _i •  п _{i i} • z _i

Тепловыделение животных зависит от вида, возраста, продуктивности и температуры окружающей среды. Расчет ведут с учетом поправочного коэффициента на температуру (z), при которой находятся животные в помещении. Теплоту, выделяемую птицей Q_n, (Вт), определяют по формуле:

Q_n = т • q • п • z,

где т — масса одной птицы, кг;

q — норма выделения теплоты на 1 кг массы пти­цы, Вт(см. при­ложение 2); 

п — поголовье птицы.

z - поправочный коэффициент на температуру воздуха в помещении (приложение 17).

В справочных таблицах учебного пособия нормы тепловыделения животными приведены в Вт и кДж/ч.

 

6.2 Расчет теплопотерь здания (Q_orp)

 

Теплопотери здания складываются из основных теплопотерь через все его наружные ограждения и дополнительных. Основные теплопотери Q_orp, (Вт) через ограждающие конструкции вычисляют по формуле:

 

Q_{orp =} Σ [K • F (T_в –T_н)  • n ],

где Σ — показатель, указывающий на то, что нужно учесть и сложить теплопотери через каждую ограждающую конструкцию (стены, перекрытия, пол, двери, ворота);

К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К) (приложение 5 или расчетные показатели);

F — площадь каждого огражде­ния, м²;

T_вн. — температура внутреннего воздуха (расчетная), °С, (приложение 13);

T_н — температу­ра наружного воздуха (расчетная), °С, (приложение 10);

n — поправочный коэффициент, учитывает расположение ограждения по отношению к наружному воздуху (см. приложение 7).

 

Расчет площадей ограждающих конструкции здания

 

При расчете теплопотерь через стены сначала рассчитывают площади стен с учетом окон, ворот, дверей по формуле:

F продольных стен = b • h₁• 2

F торцовых стен = (a • h₁• 2) + [(a • (h₂ – h₁)]  

- в зданиях с совмещенными перекрытиями;

F торцовых стен = a • h₁• 2

– в зданиях с чердачными помещениями;

где a – ширина здания, м;

   b – длина здания, м;

h₁ - высота здания от пола до наиболее низкой части перекрытия;

h₂ - высота здания от пола до наиболее высокой части перекрытия (в коньке);

F стен общая = F продольных стен + F торцовых стен

Площадь стен без учета окон, дверей и ворот:

F стен общая - F окон – Fдверей – Fворот

Площадь пола рассчитывается по формуле:

F пола= a • b

где a – ширина здания, м;

   b – длина здания, м;

Площадь пола по зонам рассчитывается следующим образом:

1 зона = (a • 2 м  • 2) +(b • 2 м  • 2)

2 зона = [ (a -  4 м)  • 2 м • 2)] + [(b - 8 м) • 2 м • 2)]

3 зона = [ (a -  8 м)  • 2м •2)] + [(b – 12 м) • 2 м  • 2]

Площадь перекрытия рассчитывается по формуле:

F перекрытия= a • b      (для чердачных перекрытии)

F перекрытия= a • b • 1,1        (для совмещенных перекрытий)

где a – ширина здания, м;

   b – длина здания, м;

Расчет коэффициента теплопередачи K

Коэффициент теплопередачи однослойного ограждения рас­считывают по формуле;

К = 1: (1: α_n + δ: λ_в +  1: β_н)

многослойного ограждения по формуле:

К = 1: (1: α_n + Σ δ:λ_в +  1: β_н)

 где K - коэффициент теплопередачи ограждающего элемента здания;

α_n - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности конс­трукции - для поверхности потолка и стен равен 8,7 для полов – 5,8 Вт / (м² • ⁰C),

β_н - коэффициент теплопередачи наружной поверхности огражда­ющих конструкций к окружающей среде, для стен и крыш равен 23, полов – 8,1 Вт / (м² • ⁰C), 

s - толщина каждого из слоев, составляющих ограждения, м;

λ - коэффициент теплопроводности материала каждого из сло­ев, Вт / (м • ⁰C), (Справочные данные: см. приложение 4).

В целом формула принимает вид:

К = 1: (0,115 + S s: l + 0,043)

где 1, 115 и 0,043 постоянные коэффициенты,

s - толщина материала в м;

l - теплопроводность материала (см. приложение 4).