Расчет расхода теплоты на нагрев инфильтрующегося наружного воздуха

При естественной вытяжной вентиляции в помещениях жилых и общественных зданий приточный нормируемый расход воздуха может складываться из поступлений в помещения либо в виде суммарного расхода, равного расходам приточного, нагретого

в приточных установках, и инфильтрационного воздуха (без предварительного нагревания). В этом случае инфильтрационный поток воздуха является организованным, задаваемым в исходных условиях параметром Lн, величина которого формируется в результате дебаланса между задаваемыми вентиляционными вытяжным и приточным воздухообменами. Расход теплоты Qи, Вт, на нагревание этого организованного инфильтрационного потока определяется по формуле [21]

(1.8)

где Lн – расход приточного, предварительно не подогреваемого инфильтрующегося воздуха, м3/ч; ρ_в – плотность воздуха в помещении, кг/м3

с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кгºС).

Для жилых зданий приточный воздухообмен нормируется удельным расходом 3 м3/ч на 1 м2 площади жилых помещений и кухни (L_н= 3·А_пола), что соответствует примерно однократному воздухообмену.

При неорганизованной инфильтрации через существующие неплотности и щели в стенах, воротах, окнах, фонарях зданий различного назначения расход теплоты Q_и, Вт, определяется по формуле

где Gн – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения; kт – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0,7 для стыков панелей стен и окон с тройными переплетами, 0,8 – для окон и балконных дверей с раздельными переплетами и 1 – для одинарных окон, окон и балконных дверей со спаренными переплетами и открытых проемов; tв, tн – расчетные температуры воздуха, ºС.

При естественной вытяжной вентиляции в помещениях общественных зданий расчет выполняется по выражениям (1.8) и (1.9), при этом принимается за расчетное значение большая из величин.

Расход инфильтрующегося воздуха ∑Gн через отдельные ограждающие конструкции определяется по [17], где учитывается воздухопроницаемость стен, стыков стеновых панелей, неплотностей окон, дверей, ворот и фонарей. Ввиду незначительности инфильтрационных потоков через стены и стыки стеновых панелей современных зданий (кроме деревянных щитовых, рубленных и т. п.) выражение для определения расхода инфильтрующегося воздуха в помещении ∑Gн, кг/ч, можно ограничить только двумя его членами

, (1.10)

где G*н – нормативная воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/(м2ч); A₂ – площадь световых проемов (окон, балконных дверей, фонарей), м2; A3 – площадь щелей, неплотностей и проемов в наружных ограждающих конструкциях, м2; ΔPi, ΔP1 – расчетные разности давлений на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций соответственно на расчетном этаже при ΔP1=10 Па.

Расчетная разность ΔPi, Па, давлений воздуха на наружную и внутреннюю поверхность ограждений определяется по формуле

, (1.11)

где H – высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты; h – расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей, наружных дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей; ρн – плотность наружного воздуха, кг/м3, определяемая по формуле

(1.12)

g – ускорение силы тяжести, м/с2; v – скорость ветра, м/с; c_н, c_п – аэродинамические коэффициенты для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания, соответственно принимаемые по [14]: c_н= 0,8, c_п= –0,6; k_v– коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, Pint – давление воздуха в помещении, Па.

Для помещений жилых и общественных зданий, оборудованных только естественной вытяжной вентиляцией, давление Pint можно принять равным потере давления в вытяжной системе

(1.13)

где hi – расстояние по вертикали от центра вытяжной решетки до верхней кромки вытяжного канала или шахты, м; ρ_{+5 С}- плотность наружного воздуха при tн= +5 ºС, кг/м3.

При наличии в помещении дебаланса механического воздухообмена значение Pint определяется из уравнения воздушного баланса помещения.