|
| |
  |
Главная » Книги и журналы 1 ... 33 34 35 36 37 38 39 ... 42 /> +0,5(/н-30). (VIII.1) В обычаых условиях приведенные данные о / могут приниматься в расчете равными t, но при наличии в помещении больших нагретых (два или более наружных ограждений, большие остекленные поверхности) или охлажденных (потолочно-лучистое охлаждение помещения) поверхностей радиационная температура может заметно отличаться от температуры воздуха tg. В этом случае требуется проверка выполнения в Помещении первого и второго условий комфортности с учетом степени физической тяжести выполняемой человеком работы ,(см. § 1.19). В этой связи следует также иметь в виду дополнительные требования к выбору места расположения охлаждающих устройств в помещении. Их нельзя располагать в конструкции пола или непосредственно у пола по периметру помещения, так как это может вызвать недо- пустимое переохлаждение пола и воздуха у его поверхности. В помещении недопустим большой перепад температуры по высоте. Разница температуры воздуха на уровне ног и головы человека не должна быть более 2,5°С. Проверка этого требования особенно важна при устройстве совмещенной системы отопления и охлаждения помещений. Длительность пребывания (Дзпреб) людей в помещении необходимо учитывать при i >- 30°С Температура помещения в этом случае должна бь1ть с учетом (VI 11.1) приблизительно равной ~ С + (н -30) =ta + (0,5 + с) На - 30), (VII1.2) где с - численный коэффициент, равный 0,3 при Aznpeo ДО 1 ч и 0,1 - при AZnpej до 3 Ч. Летом, так же как и зимой (см гл. VI), необходимо определять требуемую обеспеченность поддержания заданных внутренних условий. = Для летних условий особенно необходимо задавать коэффициент обеспеченности и по числу п случаев {Коб, п) и по продолжительности (Az) отклонений {Коб, Дг) Коэффициент обеспеченности по числу случаев равен Ko6.n = {N-n)/N, (VIII.3) а по продолжительности отклонений Ko6,Az={Z-Az)/Z, (VIII.4) где N и Z- соответственно общее число случаев и общая продолжительность во времени для принятого сезонного периода года; п и Az - соответственно число случаев и продолжительность отклонения условий от расчетных. Обеспеченность поддержания условий в помещении зависит от теплозащиты ограждающих конструкций, тепловой и холодильной мощности систем обеспечения микроклимата, которые выбираются по расчетным наружным условиям Поэтому требование обеспеченности расчетных внутренних условий должно учитываться при выборе рас- четных характеристик наружного климата. В действующих нормах приняты три градации климата (А, Б и В) для расчета систем обеспечения микроклимата (см § VII 1.2). Их при- 12-199 - 353 ближенно можно определить коэффициентами обеспеченности. В табл. VIII.2 приведены рекомендуемые градации обеспеченности расчетных внутренних условий для летнего периода (в развитие табл. VI 1) и их связь с данными СНиПа. Таблица УП1.2 Требуемая обеспеченность и ее связь с градациями климата по СНиПу
Для промышленных зданий уровень требований к обеспеченности в определенной мере может быть связан с допустимыми колебаниями температуры, которые часто определены в технологическом задании на проектирование. Требования обеспеченности для промышленных зданий даны в табл. VIII.3, предложенной Б. В. Баркаловым. Таблица УШ.З Требования обеспеченности для промышленных зданий
§ Vm.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАРУЖНОГО КЛИМАТА Важными характеристиками климата летнего периода являются солнечная радиация и температура наружного воздуха. При расчете кондиционирования воздуха необходимо иметь также данные о тепло-влажностном состоянии наружного воздуха. Для оценки теплозащитных качеств ограждений и определения поступлений тепла в помещения, а также для выбора производительности вентиляции и холодильной мощности системы кондиционирования микроклимата необходимо иметь характеристики климата для расчетного, наиболее жаркого периода лета. Расчетные летние условия должны быть определены наиболее невыгодным сочетанием па-  Рис. VIII. 1. Убывающие статистические ды срочных температур: ; -в 7 ч; г -в 13 ч, 3 -в 19 ч; 4 -в 1 ч; 5 - максимальные температуры в летние месяцы, 5 - то же, минимальные, 7 - то же, среднесуточные раметров климата, выбранным с различной обеспеченностью для расчетного периода. Методика выбора сочетаний характеристик климата с заданным коэффициентом обеспеченности была подробно рассмотрена на примере холодного периода года в § VI.2. Следуя принятой методике, за расчетный случай принимаем наиболее жаркие сутки, так как для условий устойчивого жаркого летнего периода характерными являются периодические суточные изменения Для получения расчетных параметров климата при разных Коъ принимаем за ряд случаев все сутки , календарных (июнь, июль, август) летних месяцев предшествующего периода наблюдений. Прежде всего должны быть определены расчетные изменения температуры и интенсивности падающей на ограждения солнечной радиации. Температурные наблюдения на многих метеорологических станциях страны ведутся длительное время, поэтому для определения расчетных наружных температур можно принять данные наблюдений за июнь, июль и август последних 25 лет, всего (2 X X 31 + 30) 25 = 2300 отсчетов по каждому сроку наблюдения Значения температур по каждому сроку наблюдения располагают в убывающий статистический ряд На рис. VI 11.1 для условии Москвы приведено графическое изображение убывающих рядов для четырех сроков наблюдений (в 1,7, 13 и 19 ч каждых суток), а также для значений максимальных, минимальных и средних за сутки температур. На вертикальной оси графика отложены значения температур, по горизонтальной оси - по-  Часы суток Рис. VIII 2. Кривые изменения Температуры в летние сутки для Москвы при коэффициентах обеспеченности Коб п равных / - 0,999; г -0,9. 3 - 0,7, 4 - 0,5 рядковые номера отсчетов температур в убывающем ряду. На горизонтальной оси дана вторая шкала - значения коэффициентов обеспеченности /Соб которым соответствует отношение порядкового номера ко всему количеству отсчетов в ряду. По данным этого графика построены кривые изменения наружной температуры в течение расчетных суток (рис Vni.2); каждая кривая соответствует определенному коэффициенту обеспеченности. Как видно из рисунка, кривые суточного изменения температур близки по очертанию к правильным гармоническим колебаниям (максимальные значения температур отнесены к 15 ч). Эти кривые полностью определяются тремя параметрами; средней за сутки температурой tao, амплитудой суточного изменения температуры А^ и временем суток максимального значения наружной температуры sl. Для получения расчетных значений интенсивности падающей на ограждение солнечной радиации необходимо использовать данные актинометрических наблюдений о суммарной (/ (прямой и рассеянной) солнечной радиации [VIII.7, VIII.10, VIII.12]. Как известно, интенсивность солнечной радиации зависит от облачности, прозрачности атмосферы, времени года и суток, широты местности и пр. Корреляционная связь между срочными значениями температуры и интенсивностью солнечной радиации незначительная, поэтому /ц и q можно считать независимыми событиями*. При заданном коэффициенте обеспеченности сочетания q а определяются как Коб И и, Я)==КобИ )Коб{Ф- (VIII.5) Для получения Коб (н. Ф можно принять Коб{9) = I. тогда КобИп' Ф=Коб(- (VIII.6) Рассматривая обеспеченность совместного действия t K q, в качестве расчетных берем максимальные значения интенсивности суммарной солнечной радиации, соответствующие Коб(Ф = Для того чтобы Коб{я) соответствовало примерно единице, в районах с сухим летним периодом обычно принимают в качестве расчетных максимальную солнечную радиацию в июле при безоблачном небе. Для районов с влажным летним периодом рассеянная радиация занимает значительную часть в суммарной радиации, падающей на поверхности здания, особенно на вертикальные поверхности. Вследствие этого в условиях жаркого и влажного летнего периода в качестве расчетных принимают максимальные значения интенсивности суммарной солнечной радиации, падающей на поверхности зданий при облачности средних баллов. * Здесь имеется в виду практическое отсутствие зависимости срочных значений интенсивности суммарной радиации от температуры воздуха. Вообще в годовом и суточном ходе изменение поступлений тепла от солнца не только связано, но и определяет колебания температуры наружного воздуха. Но в определенный час (срок) и день безоблачных летних суток интенсивность суммарной солнечной радиации практически не зависит от температуры воздуха. Расчет прямой солнечной радиации, поступающей на вертикальные поверхности, проводится по формуле Sb = S cos 9, (VIII.7) где S - интенсивность прямой солнечной радиации, падающей на перпендикулярную солнечным лучам поверхность (она обычно измеряется на метеостанциях); 9 - угол падения солнечных лучей наповерхность. - Величина cos9 определяется для вертикальной (горизонтальной) поверхности определенной ориентации по сторонам света (Ю, С, 3, В ИТ. д.), в соответствии с формулами сферической тригонометрии: cos 9ю = cos 8 sin ф cos у - sin 8 cos ф; cos 6с = sin 8 . cos ф - cos s sin ф cos v; cos 63. в = cos8 . sin y; cos 9]o- 3, Ю- в = 0,707 (cos 8 . sin ф cos y - sin 8 cos -f (VI II.8) -I- cos 8 . sin y); cos 9c- 3, c- в = 0,707 (cos 8 sin y + sin 8 x X созф -cos8 . sin cp cosy). cos9p = sin 8 sin cp + cos4 x X cos 8 cos cp где ф - географическая широта местности, град; б - угол склонения солнца, град; y - часовой угол солнца в данный момент времени, отсчитываемый от момента истинного полудня, град. Величину S принимают по данным фактических наблюдений ак-тинометрической сети. Если эти данные отсутствуют, то ее можно определить по эмпирической формуле, например, Кастрова - Савинова: S sin h sin Л -j- с (VIII.9) где So - солнечная постоянная на границе атмосферы, равная 1260- 1390 Вт/м^ [-1,8 -2,0кал)/(см мин)];й -угол высоты стояния солнца; с - эмпирический коэффициент, характеризующий прозрачность атмосферы (табл. VIII.4). Таблица VIII.4 Значения коэффициента с при солнечной постоянной Sg = 1260 Bт/м^
 Интенсивность потоков рассеянной радиации от различных точек небосвода неодинакова. Эта неоднородность в реальной атмосфере становится крайне сложной. При определении рассеянной радиации, поступающей на вертикальные поверхности, часто исходят из экспериментально определенных величин рассеянной радиации, падающей на горизонтальную поверхность. По другой мето- дике [Vni.7 используя Рис. VIH.S. Интенсивность прямой и рассеянной солнечной радиации иа 56° с. ш., поступающей при безоблачном небе в июне месяце (по расчету). Прямая (вверх) и рассеянная (вниз) радиации на поверхности: / - горизонтальную и вертикальные; ориентированные 2-на юг; 3 - юго-восток; 4 -юго-запад: 5 - восток; 6 - запад; 7 - северо-восток; 8 - северо-запад; 9 - север данные об освещенности вертикальных поверхностей различной ориентации рассеянным светом, принимают световой поток пропорциональным энергетическому потоку рассеянной радиации. На рис. Vn 1.3 приведены расчетные кривые суточного изменения прямой и рассеянной солнечной радиации на горизонтальные и вертикальные (различно ориентированные) поверхности для условий Москвы. Кривые имеют периодический характер и, хотя они отличаются от правильных гармонических, суммарную радиацию, так же как и изменения 4i. часто можно определить тремя характеристиками: среднесуточной интенсивностью суммарной радиации q, амплитудой ее изменения и временем максимума радиации 2 *=. Величину А^ [см. формулу (Vn.37)] можно определить в виде Л = <7манс-9о. (Vm.lO) где (7j,3j,p - максимальная интенсивность суммарной радиации. . В результате статистической обработки, подобной той, что описана на примере обработки наблюдени й за можно получить суточный ход интенсивности солнечной радиации на различно ориентированные поверхности с различным /Соо(<7)- На рис. УП1.4 приведены такие данные для горизонтальной поверхности в Москве. Реакция помещения на изменения температуры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации не одинакова. В результате анализа зависимости Коъ внутренних условий от этих изменений, проведенного с учетом повторяемостей возможных сочетаний <7 найдены [УИ1.9] расчетные сочетания температуры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации, соответствующие рекомендуемым коэффициентам обеспеченности внутренних условий. В табл. VIII.5 приведены расчетные летние характеристики климата для Москвы при различных коэффициентах обеспеченности. При расчете теплопоступления через массивное ограждение, которое является своеобразным гармоническим фильтром для неправильных периодических воздействий или при расчете теплопередачи через окно с учетом рассеянной и поглощенной радиации, амплитуду изменения радиации лучше определять иначе. Ее нужно рассчитать из условия равенства площадей (в данном случае площадь - это произведение qz), очерченн заменяющей ее косинусоидой. 1100 -1000 -900  2 14 в 8 10 П Часы суток Рис. vni.4. Кривые, суточного хода интенсивности суммарной солнечной радиации для горизонтальных ограждений в Москве с /fog, равным: ; -0,J; г -0,2; 3 - 0,3: 4 - 0,4; 5 - 0,5; - 0,6; 7 - 0,7; S - 0,8; 9 - 0,9; 10 - 0,95; - 0,999 ых фактической кривой изменения q и В этом случае амплитуда равна (VIII.11) где т' - продолжительность действия прямой радиации, ч. При расчете непосредственно проникающей через окна солнечной радиации фактическую кривую лучше заменить равновеликим по площади прерывистым теплопоступлением, приняв, например, величину прерывистого теплопоступления равной qaavs. и определив продолжительность его действия или приняв продолжительность равной tti и определив величину прерывистого теплопоступления. За расчетную летнюю скорость ветра принимают наименьшую среднесуточную скорость ветра в июле, которая будет соответствовать обеспеченности /Соб (н) около единицы. Для Москвы расчетное значение Уц по СНиПу равно 3,4 м/с. По данным наблюдений, в устойчивый жаркий период года происходят регулярные суточные изменения влажности воздуха. В атмосфере изменения параметров воздуха близки к адиабатическим. Однако в приземном слое эти изменения отклоняются от адиабаты за счет тепло- и массообмена воздуха с поверхностью земли. Суточный ход относительной влажности ф„ воздуха связан с изменением температуры. Почти всегда колебания обратны изменениям и имеют минимум около 15 ч и максимум сразу после восхода солнца. Для расчетных суток можно принять три характеристики измене- Расчетные летние характеристики климата при различных Коб Для Москвы Таблица VIH.S
ния влажности и энтальпии воздуха: среднюю за жаркие сутки, амплитуду изменения и время максимального значения [VIII.91. В настоящее время в нормах расчетные характеристики тепловлажностного состояния воздуха (температура и энтальпия ./g) даются для трех категорий климата А, Б и В (см. табл. VIII.2) Параметры А соответствуют средней температуре и средней энтальпии воздуха в 13 ч самого жаркого месяца (июль). Отклонение от этих значений в сторону более высоких наблюдается в среднем 400 ч за год. Г1а-раметры В соответствуют максимальным значениям температуры и энтальпии. Параметры Б определены как средние по Л и В, и им соответствует отклонение в сторону больших значений продолжительностью в среднем 200 ч. Этими данными можно пользоваться для расчетов стационарной теплопередачи. § VIII.3. ПРОВЕРКА ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ОГРАЖДЕНИЙ ДЛЯ ТЕПЛОГО ПЕРИОДА ГОДА Ограждения должны препятствовать поступлениям тепла в помещения в условиях типичной для летнего режима периодичности изменения наружных климатических условий. Колебания температуры Тв на внутренней поверхности массивных непрозрачных ограждений непосредственно влияют на тепловой режим помещения, поэтому теплозащитные свойства ограждения должны прежде всего лимити-- роваться допустимой величиной колебания х^. По опыту эксплуатации зданий в южных районах и по действую-, щим рекомендациям амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих конструкций Л,. зданий, расположенных в районах со среднемесячной температурой июля 20С и выше, не должна быть больше допускаемой, которая определяется по формуле Л^ = 2,5-0,1 ( -21). (VIII.12) Расчет необходимой теплоустойчивости ограждений для обеспе- чения допустимых значений Po Р те - в ратуре помещения = const ив условиях расчетных изменений температуры наружного воздуха и интенсивности падающей на ограждение солнечной радиации. Фактические колебания температуры Хд будут иными, чем полученные таким расчетом, так как температурные условия в помещении изменяются. Эти изменения могут увеличивать или уменьшать колебания температуры на поверхности ограждения; их реальные значения могут быть определены по формуле (VII.73). Для помещений, оборудованных летним кондиционированием микроклимата, важным показателем (кроме Л,) является сопротивление теплопередаче ограждения R. Чем больше R, тем меньше тепла поступает в помещение, что уменьшает холодильную мощность системы кондиционирования Стоимость холода значительно больше стоимости -тепла, поэтому в зданиях с летним кондиционированием определяю- щими при выборе /?о обычно (в отличие от зимних условий) являются не санитарно-гигиенические, а экономические требования. Определение оптимального сопротивления теплопередаче ограждения для условий круглогодичного кондиционирования рассмотрено в § VI.5. Изложенный метод расчета может быть использован для определения /?оопт в южных районах, 1де определяющим экономический расчет является режим кондиционирования микроклимата в летний период года. Значительные посгупления тепла в помещение происходят через окна и другие лучепрозрачные ограждения. Регламентация по теплозащите окон 5ЮСИТ общий характер: светопроемы в жарких южных районах должны иметь солнцезащитные устройства, исключающие попадание прямых солнечных лучей в помещения; желательно применять специальные солнцезащитные стекла и необходимо ограничивать площадь остекления допустимой величиной естественного освещения помещений. Необходимость и достаточность мер по защите светопро-зрачных проемов и всего здания от перегрева должны оцениваться расчетом теплового режима помещений. § VIII.4. РАСЧЕТ ПОСТУПЛЕНИЯ ТЕПЛА В ПОМЕЩЕНИЕ ЧЕРЕЗ НАРУЖНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ В тепловом балансе современных зданий с легкими ограждениями и большими остекленными поверхностями существенную роль играют теплопоступления через наружные ограждения. Приток тепла через ограждения является нестационарным и зависит от изменений температуры наружного воздуха и интенсивности солнечной радиации. Помещение может иметь ограждения двух характерных категорий: массивные непрозрачные (наружные стены и перекрытия) и немассив-  Рис VIII.5. Схема последовательности расчета поступления тепла в помещение через наружные ограждения 1 ... 33 34 35 36 37 38 39 ... 42 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||