Главная » Книги и журналы

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 ... 25

теплообмена в помещении при воздушном отоплении обогрева)

поверхностей

Температура воздуха

радиационная температура помещения

Температура помещения

17,8

17,4

10,6

17,85

17,11

18,55

обстановка в помещении значительно улучшается (рис. 1.17): увеличивается радиационная температура tn (на 1,6 С) и температура помещения tn (примерно на 0,8°С).

При отоплении помещения настилающейся на по-толок струей теплого воздуха температура воздуха в струе tcT и температура поверхности потолка Тпт заметно изменяются (рис. 1.18), Температура приточного воздуха в расчете без учета многократного отражения (условия /) оказывается несколько ниже (примерно на 0,8° С), чем для условий , но та разница составляет около 1% и не выходит за пределы допустимой погрешности расчета. Таким образом, анализ данных для вариантов 1 и 2 позволяет сделать вывод о возможности проведения инженерных расчетов без учета многократного отражения /, что значительно упрощает решение задач.

Представляет интерес сопоставление общей температурной обстановки в помещении при различных способах отопления. Как видно из рис. 1.19, постоянная температура воздуха не означает, что постоянной будет температурная обстановка в помещении. Наихудшими оказываются температурные условия при воздушном отоплении, когда при /в=20°С tn и tn составляют всего соответственно 17,11 и 18,55° С. При обогреве помещения настилающейся струей теплого воздуха температурные условия более благоприятные, чем при воздушном отоплении, причем с увеличением воздухе-

обмена температурная обстановка в помещении ухудшается и приближается к условиям, которые создаются при воздушном отоплении. Наилучшими в отношении комфортности, как уже отмечалось, оказываются температурные условия, которые складываются в случае развитой поверхности нагретой панели.

Возможность упрощения расчетов при рассмотрении лучистого теплообмена без учета многократного отражения подтвержден результатами решения серии задач, в которых варьировали радиационные свойства поверхностей в помещении. Оказалось, что в пределах обычных для помещения температур практически при любых сочетаниях значений коэффициентов излучения поверхностей погрешность общего теплообмена при условии I не выходит за пределы 3-5%.

-01

-----□---------D-f

-5<о

О 1/5 2/5 3/5 А/5 F/Ff

Рис. 1.19. Сопоставление температурных условий и в помещении с постоянной температурой воздуха при различных способах его обогрева (при условии расчета I)

Способ обогрева: панельно-лучистое, потолочное отопление: / -

4Гд; отопление настилающейся струей теплого воздуха; S - t, 4-t

1.6. ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КОМФОРТНОСТИ И РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ОБСТАНОВКИ ПОМЕЩЕНИЯ

Условия теплового комфорта в помещении

воздушное отопление: 5 - t, 6-t К п

в помещениях, где живет, трудится или отдыхает человек, должны выдерживаться определенные комфортные внутренние климатические условия. Может ыть несколько зон комфортного сочетания параметров внутренних климатических условий в помещении - зон комфорта. Их деление обусловлено рядом факторов:

назначением помещения, родом выполняемых работ временем года, возрастом находящихся в помещении людей и т.д. Могут быть зоны оптимальных и допустимых внутренних условий [17] комфортности, они определяются СНиП.

Место преимущественной деятельности человека в условиях помещения называется обслуживаемой или рабочей зоной. Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха совместно с теплозащитой ограждений должны обеспечить расчетные тепловые условия в обслуживаемой зоне помещения.

Тепловые условия в помещении в большей мере зависят от температуры его поверхностей и воздуха, т. е.. определяются температурной обстановкой помещения. Температурная обстановка в помещении считается комфортной при соблюдении в основном двух условий.

Первое условие комфортности. Комфортной будет такая температурная обстановка в помещении, при которой человек, находясь в середине помещения, не испытывает перегрева или переохлаждения. Тепловые ощущения человека в большой степени зависят от температуры воздуха и и радиационной температуры помещения tn. Имеется в виду радиационная температура помещения tn, определенная относительно человека, находящегося в середине помещения:

здесь фг-г - коэффициенты облученности с поверхности человека (ч) в сторону окружающих его поверхностей, имеющих температуру tu Их определяют по графикам (рис. 1.20), построенным И. И. Шар-каускасом на основании данных светового моделирования*.

Связь между и в холодный период для большинства помещений жилых и общественных зданий можно выразить зависимостью

tj = 1,57/ - 0,057ifg ± 1,5. (1.100>

Условиям благоприятной эксплуатации помещений в холодное время соответствуют следующие значения температуры помещения /п, °С, в формуле (1.100): при покое - около 23, при легкой работе - около 21, при умеренной - около 18,5 и при тяжелой - около 16.

Для летнего режима жилых и общественных зданий

= 1,5/д-0,5/з± 1,5. (1.101>

На модели сложная форма тела человека была заменена эквивалентным по площади цилиндром высотой 1,8 м и диаметром 0,28 м.

5* 67

0.2 0,0,6 1 ЦВ 0,125 0,25 о-,15 0,625 /В

0,2 О,и 0,6

1jbft 0,125 0,25 0,115

0,555 0,833 1,111 1,58В 1,666 2,222 2J77 3,333 3,888 В

Рис. 1.20. Коэффи1щенты облученности с человека на поверхности помещения

а - на стены; б - на потолок; в - на пол

Для теплого времени года п,°С, равна: при легкой работе или покое -около 26 (или немного больше), при умереннной работе -около 24, при тяжелой - около 22.

В формулах (1.100) и (1.101) возможно приближенное отклонение от средних значений, равное ±1,5°С.

На рис. 1.21 графически показано первое условие комфортности для зимы и лета при разной физической нагрузке человека. С помощью этого графика или формул (1.100) и (1.101) можно определить, например, необходимую для соблюдения комфортных условий температуру воздуха при заданной радиационной температуре помещения и при известных времени года и степени физической тяжести работы, выполняемой человеком.

Второе условие комфортности. Оно определяет температурный комфорт для человека, находящегося непосредственно около нагретых или охлажденных поверхностей (на границе обслуживаемой зоны помещения),

и связано с наибольшей или наименьшей интенсивностью лучистого теплообмена человека (радиационный баланс на наиболее невыгодно расположенной и наиболее чувствительной к излучению части поверхности тела человека).

К радиационному нагреву наиболее чувствительна поверхность головы. Радиационные условия в помеще-

Рис. 1.21. График определения условий комфортности температурной обстановки (первое условие) в помещении

Т - тяжелая; У - умеренная; Л - легкая работа (область допустимых отклонений температур показана штриховкой только для умеренной работы)

НИИ должны быть такими, чтобы любая элементарная плои;адь поверхности головы отдавала излучением окружающим поверхностям не менее 11,6 Вт/м^ (10 ккал/м^.ч). Эта цифра принята как средняя из анализа многочисленных экспериментальных данных и рекомендаций гигиенистов.

При расположении нагретой панели в потолке наиболее невыгодным (а поэтому расчетным) будет положение человека под центром панели. При нагретой стеновой панели за расчетное принимают положение человека на расстоянии 1 м от нагретой поверхности. Из уравнения лучистого теплообмена для элементарной площади поверхности тела человека получаем формулу максимально допустимой температуры нагретой поверхности в помещении в холодный период года:

т5° <19,2 + 8,7/ф, , (1.102)

где фч-п - коэффициент облученности с элементарной площади поверхности тела человека в сторону нагретой поверхности.

Эта температура является составляющей второго условия комфортности.

в летний период года температура нагретых поверхностей наружных ограждений может быть не более

т < 29,3+ 2,7/ф^ . (1.103)

Допустимую теплоотдачу излучением в сторону холодной поверхности панели примем равной 69,6 BtJm [60 ккал/(м2.ч)]. Эта цифра получена расчетом из условия нормируемого перепада температуры для поверх-

Рис. 1.22. Допустимые температуры на нагретых (/) и охлажденных (2) поверхностях и поверхности окна (3) (второе условие комфортности в помещении)

ностей наружных ограждений в холодный период года. Допустимая температура на холодных поверхностях в помещении при этом будет равна:

Доп^23-5/Ф, ,.

(1.104)

Уравнение (1.104) также является составляющей второго условия комфортности. Совершенно очевидно, что наряду с выполнением условия (1.104) следует учитывать недопустимость конденсации водяных паров на холодной поверхности.

При расчете допустимой температуры на внутренней поверхности окна tJ° теплоотдача человека излучением должна быть принята несколько большей и равной около 992,8 Вт/м2 [80 ккал/(м2-ч)], и тогда

xjf >14-4,4/Ф„

(1.105)

Кривые предельных температур на нагретых (1.102) и охлажденных (1.104) и (1.105) (рис. 1.22) поверхностях определяют область допустимых температур поверхностей в помещении в холодный период года.

Ноги человека чувствительны к переохлаждению и перегреву поверхности пола, с которой они непосредственно соприкасаются, и к потокам холодного воздуха вдоль нее. Эти ощущения зависят от общей тепловой обстановки помещения, вида обуви человека, его подвижности.

Допустимая температура поверхности пола Тпл зависит от температуры b.i воздуха в помещении на высоте 1 м и может быть принята [6] равной:

тД <55,7- 1,63/зд. (1.106)

Использование формулы (1.106) ограничивается предельными значениями Тпл. Эти ограничения учитывают тип обуви. Предельное значение Тпл для голой ноги при длительном контакте с поверхностью пола равно 32- 33° С, для обуви с тонкой подошвой - 36-38° С, и для обуви с толстой подошвой - 45-48° С. Согласно формуле (1.106), например, для условий производственного цеха, где температура воздуха составляет Ю'С, температура поверхности пола может быть около 40° С. В подобных расчетах нужно учитывать, что при нагретой поверхности пола температура bi воздуха на высоте 1 м от него выше температуры воздуха ts на 1-2° С.

Располагать панели систем летнего охлаждения помещений в плоскости пола и охлаждать поверхность пола не рекомендуется.

Тепловое ощущение человека и потери тепла ногами зависят также от теплофизических свойств покрытия пола (см. гл. VI).

Постановка задачи расчета обогрева - охлаждения помещения

Полная постановка задачи расчета обогрева-охлаждения помещения определяется системой уравнений общего теплообмена в помещении (1.89) и условиями комфортности(I-100) - (1.106). В простейшем случае приближенного расчета температуры или площади нагревающей (охлаждающей) поверхности вместо системы (1.89) можно использовать одно уравнение теплообмена в помещении-(1.90). В этом случае постановка задачи будет иметь вид

Qn = [ФеСо b (Тп - Тн.о) - к (Тп - в)1 Fn,

/? = /(п'в Г) П^Г(ФП,

лои,.., ( (1.107)

где Р обозначена степень физической тяжести работы человека, а Г - период года.

Еще более простой оказывается постановка задачи, если воспользоваться формулой (1.40) или (1.41) и уравнение теплообмена панели с помещением Qn записать относительно температуры помещения tn или температуры воздуха в, выразив общий коэффициент лучисто-конвективного теплообмена поверхности панели а в виде (1.41) или (1.43). Последний прием часто используют в условиях массового проектирования теплового режима зданий.

ГЛАВА II

ВЛАЖНОСТНЫЙ РЕЖИМ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ОГРАЖДЕНИЯ

Наружные ограждения любых зданий должны предохранять помещения от непосредственных атмосферных воздействий. В общей задаче создания комфортных для человека или оптимальных для технологического процесса условий эти функции ограждений оказываются очень важными.

На внутреннюю поверхность ограждения излучением и конвекцией передается определенное количество тепла. В холодное время года это тепло теряется в сторону внешней среды. Основное сопротивление потере тепла оказывает теплозащита слоев материалов в ограждении. В стационарных условиях теплопередачи все тепло, попавшее на внутреннюю поверхность ограждения, передается наружному воздуху. При нестационарной теплопередаче стены и перекрытия могут аккумулировать часть проходящего через них тепла и в результате тормозить охлаждение или уменьшать перегрев помещений. Интенсивность передачи тепла через ограждения влияет на температуру его внутренней поверхности, определяющей в свою очередь теплообмен в помещении и комфортность внутреннего климата.

Ограждающие конструкции выполняют функции защиты и регулирования воздушного и влажностного режимов помещений. Через них происходит передача влаги и воздуха, но этот процесс не должен приводить к переувлажнению и переохлаждению конструкций.

1 ... 4 5 6 7 8 9 10 ... 25