2.3 Определение энергетических показателей тепловой защиты здания

Потребность в тепловой энергии на отопление здания в течение

отопительного периода находят из уравнения теплоэнергетического баланса здания:

= [Qh – (Qint + Qs)·ξ·ν]·βh, МДж,

где Qh – общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, МДж;

Qint – бытовые теплопоступлении в течение отопительного периода, МДж;

Qs – теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж;

ξ – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления (ξ = 0,95 для двухтрубной системы отопления с термостатами и центральным авторегулирование на воде);

ν – коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций (ν = 0,8);

βh – коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, теплопотерями трубопроводов, проходящих через не отапливаемые помещения, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях (βh = 1,13 для многосекционных и других протяженных зданий).

Общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции определяются по формуле:

Qh = 0,0864·Кm·Dd·

где Кm – общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м·˚С), равный сумме

tr inf

коэффициентов приведенной и К_m условной Кm теплопередачи через наружные ограждения здания:

Кm = Кm^tr+ Кm^inf.

Приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания определяется по формуле:

Кm^tr = (AW/RW + AF/RF + Ac·/Rc + Aed/Red+ Af/Rf)/ A^sum_e

₂

где AW, RW – площадь, м, и приведенное сопротивление теплопередаче,

2

м·˚С/Вт, наружных стен (за исключением проемов);

AF, RF – то же, заполнений светопроемов (окон, витражей, фонарей);

Ac, Rc – то же, чердачных перекрытий;

Af, Rf – то же, цокольных перекрытий;

tr

Кm = (500,46/3,49 + 78,3/0,598 + 2,64/0,984 + 498,96/4,592 здесь 5,37++498,96/4,592)/ 108,65 = 0.312 Вт/(м²·^оС)

Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, определяют по формуле:

inf ht

Кm = 0,28·с·na·βν· V_h ·ρа·k/ A^sum_e

где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·˚С);

βν – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. При отсутствии данных принимают βν = 0,85;

ht

ρа – средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³,

Средняя плотность приточного воздуха составит:

= 353/[273+0,5·(tint + text)] = 353/[273+0,5(20+(-37)]= 1,33 кг/м³.

n – средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, ч, рассчитываемая по нормам проектирования соответствующих зданий. Определяется по формуле:

n= 3· A_l /( βν· V_h ),

где 3 – удельная норма приточного воздуха на 1 м² площади жилых комнат из расчета заселенности квартиры 20 м² общей площади на одного человека и менее, м³/ч;

βν – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. При отсутствии данных принимают равным 0,85;

A_l - площадь жилых помещений и кухонь.

n= 3· 502,42 /( 0,85· 2844,072) = 0,623 ч^-1

Условный коэффициент теплопередачи здания равен:

= 0,28· 1· 0,623 ·0,85· 2844,072· 1,33· 0,7/1579,32 = 0,248 Вт/(м²·⁰С)

Общий коэффициент теплопередачи здания:

Кm=

Кm = 0,312+ 0,248 = 0,56 Вт/(м²·⁰С).

Общие теплопотери через наружную ограждающую оболочку здания за отопительный период Q_h, МДж:

Qh = 0,0864·Кm·Dd·

Qh = 0, 0864·0,56·5983· 1579, 32 = 457183.87 МДж.

Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода вычисляются по формуле:

Qint = 0,0864·qint·zint· A_l ,

где qint – удельные бытовые тепловыделения на 1 м² площади жилых

помещений и кухонь или полезной площади общественного здания, Вт/м²,

принимаемая в интервале от 10 до 17 Вт/м², принимаем равным 14

zint - продолжительность отопительного периода, сут, (по заданию).

Qint = 0,0864·14·216·502,42 = 131269,08 МДж

Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода находят из выражения:

Qs = τs·kF·(AF1·I1 + AF2·I2 + AF3·I3 +…+ AFn·In ),

где τs – коэффициент, учитывающий затенение светового проема окон непрозрачными элементами заполнения, принимается по прил. 3[2];

kF – коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений окон принимается по прил. 3[2];

AF1, AF2, AF3,…, AFn – площади окон фасада здания, ориентированные по четырем сторонам света, м² ;

I1, I2, I3,…, In – средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности, ориентированные по четырем сторонам света, МДж/м² Принимается по [3] для юго-восточной ориентации главного фасада здания.

Для г. Курган средняя величина солнечной радиации на вертикальные поверхности:

для юго-восточной ориентации: I₁=477,92 МДж/м², для северо-западного направления: I₂=245,12 МДж/м².

Площади светопроемов соответствующей ориентации ,м².

Qs = 0,5· 0,67·(39,72·477,92+37,8·245,12) = 9463,25 МДж

Следовательно:

= [457183.87 – (131269,08 + 9463,25)·0,95·0,8]·1,13 = 395756,91 МДж