Тепловая защита зданий

3.1 Основы проектирования тепловой защиты зданий. Тепловой баланс помещений

Температурная обстановка в помещении зависит от тепловой мощности системы отопления, а также от расположения обогревающих устройств, теплозащитных свойств наружных ограждений, интенсивности других источников поступления и потерь теплоты. В холодное время года помещение теряет теплоту через наружные ограждения. Кроме того, теплота расходуется на нагрев наружного воздуха, который проникает в помещение через неплотности ограждений, а также на нагрев материалов, транспортных средств, изделий, одежды, которые холодными попадают с улицы в помещение.

Системой вентиляции в помещение может подаваться воздух с более низкой температурой по сравнению с воздухом помещения, технологические процессы могут быть связаны с испарением жидкостей и другими процессами, сопровождаемыми затратами теплоты.

В установившемся режиме потери равны поступлениям теплоты. Теплота поступает в помещение от технологического оборудования, источников искусственного освещения, от нагретых материалов, изделий, в результате прямого попадания через оконные проемы солнечных лучей, от людей. В помещении могут быть технологические процессы, связанные с выделением теплоты (конденсация влаги, химические реакции и пр.).

Учет всех перечисленных источников поступления и потерь теплоты необходим при сведении тепловых балансов помещений здания. В гражданских зданиях теплота поступает в основном от системы отопления, а определяющей статьей расхода теплоты являются теплопотери через наружные ограждения.

Сведением всех составляющих поступлений и расхода теплоты в тепловом балансе помещения определяется дефицит или избыток теплоты. Дефицит теплоты Q указывает на необходимость устройства в помещении отопления, избыток теплоты обычно ассимилируется вентиляцией. Для определения тепловой мощности системы отопления составляют баланс часовых расходов теплоты для расчетного зимнего периода в виде

Q_от= Q = Q_огр+Q_вен= Q_т-б , (15)

где Q_огр - потери теплоты через наружные ограждения; Q_вен - расход теплоты на нагрев воздуха, поступающего в помещение; Q_т-б - технологические и бытовые выделения или расходы теплоты.

Баланс составляется для условий, когда возникает наибольший при заданном коэффициенте обеспеченности дефицит теплоты. Для гражданских зданий обычно учитывают регулярные тепловые потоки, поступающие в помещение от людей, освещения, других бытовых теплоисточников. В промышленных зданиях принимают в расчет период технологического цикла с наименьшими тепловыделениями.

Тепловой баланс составляют для стационарных условий. Нестационарность процесса, теплоустойчивость помещений, периодичность работы системы отопления учитывают специальными расчетами на основе теории теплоустойчивости.

При определении теплопотерь помещениями учитываются как основные теплопотери через наружные ограждения, так и дополнительные потери тепла.

Для подсчета теплопотерь отдельными помещениями и зданием в целом необходимо иметь строительные чертежи с поэтажными планами и разрезами отапливаемого здания, на которых должны быть указаны размеры и назначения помещений, а также конструкции ограждений (стен, полов, потолков, окон, дверей). Кроме того, для установления расчетной наружной температуры надо знать климатические условия местности, где возведено отапливаемое здание,

а для подсчета добавочных теплопотерь - ориентацию здания по сторонам света и направление господствующих ветров. При отсутствии строительных размеров на чертежах, как исключение, допускается определить размеры ограждающих конструкций по масштабу.

В процессе определения основных и дополнительных потерь тепла через ограждения помещений пользуются бланком, в который вписываются исходные и фактические данные о теплопотерях. Форма такого бланка расчета с примером определения теплопотерь приведена в таблице 1. В расчетных бланках обычно приняты следующие сокращенные обозначения ограждений: наружные стены - Н.С; внутренние стены - В.С; окна с двойными рамами - Д.О; окна с одинарными рамами - О.О; двойная дверь - Д.Д; пол - Пл; потолок - Пт.

Теплопотери подсчитываются в следующем порядке:

а) выясняют расчетные температуры наружного воздуха и внутреннего воздуха в помещении;

б) в бланк заносят наименование каждого помещения, расчетную внутреннюю температуру, обозначение наружных ограждений, их размеры, ориентировку по сторонам света, добавки потерь тепла в процентах и разность температур по каждому ограждению отдельно;

в) по справочникам, а при необходимости путем расчета определяют коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций и записывают их в соответствующие графы бланков.

Теплопотери подсчитывают отдельно для каждого помещения и для здания в целом.

Таблица 1 - Сводная таблица расчёта теплопотерь в сооружении (пример)

Перед заполнением расчетного бланка все помещения на планах каждого этажа здания нумеруют, причем на каждом этаже применяется своя порядковая нумерация. Нумерацию помещений рекомендуется начинать с угловых комнат (для первого этажа с № 101, для второго - с № 201, для третьего - с № 301 и т.д.). Теплопотери лестничной клетки определяются не по отдельным этажам, а сразу по всей ее высоте. Лестничные клетки нумеруют отдельно, обозначая их римскими цифрами или буквами.