Составление теплового баланса, определение поступлений влаги и газовых вредностей в расчётное помещение по периодам года

4. Составление теплового баланса, определение поступлений влаги и газовых вредностей в расчётное помещение по периодам года

Теплый период.

Составление теплового баланса.

Тепловой баланс составляется на основании расчёта количества тепла, поступающего в вентилируемое помещение åQ_пост., и теряемого помещением åQ_расх., в результате чего определяют теплоизбытки или теплонедостатки в помещении:

DQ_изб = åQ_пост - åQ_расх > 0,

DQ_нед = åQ_пост - åQ_расх < 0.

Тепловой баланс составляется для тёплого, переходного и холодного периодов года.

Определение поступлений тепла в помещение.

В помещение обеденного зала в тёплый период тепло поступает от следующих источников, Вт:

åQ_пост = Q_люд + Q_г.п + Q_c.рад .

где: Q_люд - теплопоступления от людей, Вт;

Q_г.п - теплопоступления от горячей пищи, Вт;

Q_c.рад - теплопоступления за счёт солнечной радиации, через остекление и покрытие, Вт.

Количество тепла, Вт, выделяемое людьми определяется по формуле:

Q_люд = ,

где: q_п - количество полного тепла, Вт, выделяемое в зависимости от температуры внутреннего воздуха и характера выполняемой работы /1, табл. 2.1/;

n = N · 0.7 = 400 · 0.7 = 280 чел - количество мужчин и женщин одновременно находящихся в помещении.

Q_люд = 93 × 140 + 93 ·140 · 0,85 = 24087 Вт.

Количество тепла, Вт, поступающего в помещение в тёплый период года за счёт солнечной радиации через световые проёмы и покрытие, определяют по формуле:

Q_с.рад = Q^ост + Q^покр,

где: Q^ост - теплопоступления через остеклённые световые проёмы, Вт;

Q^покр - теплопоступления через покрытие, Вт.

Теплопоступление через остекление.

Q_ост = q_с × F_с × k_оп,

где: q_с – тепловой поток, поступающий через 1м² стекла освещенного солнцем;

q_с = (q_п. + q_р.) × К₁ × К₂ ;

F_с - площадь световых проёмов, м²;

k_оп – коэффициент проникания солнечной радиации через заполнение светового проема.

q_п., q_р. - поступление тепла, Вт/м², соответственно от прямой и рассеянной солнечной радиации в июле через вертикальное остекление светового проёма, в зависимости от географической широты места строительства, ориентации остекления и расчётного часа;

К₁ - коэффициент, учитывающий затемнение остекления переплётами и загрязнения атмосферы;

К₂ - коэффициент, учитывающий загрязнение стекла.

Полученные значения заносятся в таблицу 3.

Теплопоступления через покрытие:

Q_покр = (q_о + b А_q ) × F,

Где: q_о - среднесуточное поступление тепла в помещение, Вт/м²;

b - коэффициент для различных часов суток /1, табл. 2,20/;

А_q - амплитуда колебаний теплового потока, Вт/м²;

F - площадь покрытия, м².

Q_покр не считаем из-за не совпадения МАХ поступления тепла через покрытия и остекление.

Таблица 3 Расчет солнечной радиации через покрытие

Расчетная величина	Ориентация	Время занятости помещения
		7-8	8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16	16-17
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
qп. + qр	Восток	669	618	469	269	104	54	50	48	47	41
K1		0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45	0,45
K2		0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95	0,95
kоп		35,2	35,2	35,2	35,2	35,2	35,2	35,2	35,2	35,2	35,2
Fс		0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65	0,65
Qост		6543	6045	4587	2630	1017	528	489	469	460	401

Поступление тепла в помещение через покрытие выбирается исходя из максимального теплопоступления в часы работы помещения.

Количество тепла, Вт, поступающего в помещение в тёплый период года от горячей пищи определяют по формуле:

åQ_пост = 25 · n · τ = 25 · 280 · 0.3 = 2100 Вт

где t = 0.3 продолжительность приёма пищи.

Суммарные теплопоступления в теплый период составят:

åQ_пост = 24087 + 6543 + 2100 = 32730 Вт.

Поступление влаги в помещение.

Поступление влаги в помещение происходит в результате испарения с поверхности кожи и дыхания людей, испарения со свободной поверхности, испарения с влажных поверхностей материалов и изделий.

Количество влаги, поступающей в помещение, определяют на основании анализа возможных источников влаговыделений. Для обеденного зала избытки влаги будут состоять из влаговыделений людей и горячей пищи, кг/ч:

DW_изб = W_люд + W_г.п, кг/ч;

где W_люд - количество влаги, выделяемое людьми, кг/ч;

Количество влаги, выделяемое людьми, кг/ч, определяется по формуле:

W_люд = g_чел×n = 50 × 140 + 50 ·140 ·0,85 = 12950 г/ч;

где g_чел - влаговыделения одним человеком, г/ч, зависящее от характера выполняемой работы и температуры внутреннего воздуха /1/;

n - количество людей одновременно находящихся в помещении, равное 280.

Количество влаги, выделяемое от горячей пищи кг/ч, определяется по формуле:

W_г.п = 0,022 · n · τ = 0,022 · 280 · 0,3 = 1,85 кг/ч

где t = 0.3 продолжительность приёма пищи.

DW_изб = 12,95 + 1,85 = 14,8 кг/ч.

Поступление газовых вредностей.

Основной газовой вредностью в помещениях общественных зданий является углекислый газ СО₂, выделяемый при дыхании людьми.

Количество СО₂, М_со в г/ч, определяется по формуле:

М_со = m_со × n = 23 × 140 + 23 · 140 ·0,85 = 5957 л/ч;

где m_со - количество СО₂, выделяемое одним человеком в зависимости от характера выполняемой работы /1/;

n - количество людей одновременно находящихся в помещении.

Переходный период.

Составление теплового баланса.

Определение поступлений тепла в помещение.

В помещение в переходный период тепло поступает от следующих источников, Вт:

åQ_пост = Q_люд + 0,5 × Q_{с. рад} + Q_г.п

где: Q_люд - теплопоступления от людей, Вт;

Q_c.рад - теплопоступления за счёт солнечной радиации, через остекление и покрытие, Вт.

Q_г.п - теплопоступления от горячей пищи, Вт.

Q_люд = 145 · 140 + 145 ·140 · 0,85 = 37555, Вт.

Теплопоступления от горячей пищи, Вт:

åQ_пост = 25 · n · τ = 25 · 280 · 0.3 = 2100 Вт

Суммарные теплопоступления в переходный период составят:

åQ_пост = 37555 + 0,5 × 6543 + 2100= 42926 Вт.

 

Потери тепла.

В переходный период потери тепла состоят из теплопотерь через наружные ограждения:

åQ_расх = Q_т.п.^п.п + Q_инф Вт.

Расчет ведется согласно СНиП/8/.

Полученные значения, при расчете потерь тепла через наружные ограждения, сведены в таблицу 4.

Требуемое сопротивление теплопередачи для наружных стен составляет:

R_о.нс = n(t_в - t_н) / (Ùt_н × a_в) = 1(16 + 24) / (4,5 × 8,7) = 1,328, м² °С/Вт.

Требуемое сопротивление теплопередачи для потолочного перекрытия составляет:

R_о.пт = n(t_в - t_н) / (Ùt_н × a_в) = 1(18 +24) / (4 × 8,7) = 1,494, м² °С/Вт.

Требуемое сопротивление теплопередачи для окон составляет:

R_о.до = 0,44, м² °С/Вт.

Требуемое сопротивление теплопередачи для дверей составляет:

R_о.до = 0,6 × R_о.нс = 0,6 × 1,328 = 0,797, м² °С/Вт.

Потери тепла через наружные ограждения определяются:

Q = (t_в - t_н) × k × F × n × (1+Sb), Вт;

Таблица 4 Потери тепла через наружные ограждения

	Наименование				(tв - tн)n	k	Добавочные потери			1+Sb	Теплопотери, Вт
	Наружные ограждения	Ориент.	Размер	Площадь			ориентация	Инф.	Входные двери
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Обеденный зал	НС	В	24,4*4,2-52,5	50	40	1	0,1	0	-	1,10	847,0
	НС	С	20,6*4,2-22	22,4	40	1	0,1	0	-	1,10	379,5
	14ТО	В	14*1,5*2,5	56,5	40	1	0,1	0,08	-	1,18	5338,9
	4 ТО	С	4*2,2*2,5	22	40	1	0,1	0,08	-	1,18	2078,9
	Пт		24,4*20,6	502,6	40	0,6	0	0	-	1,00	4113,3
											12758

Теплопотери в переходный период определяются пересчетом и составляют:

Q_т.п.^п.п. = Q_т.п.×(t_в-t_n^n.n.) / (t_в-t_н.р.о) = 12758(18-8) / (16+24) = 2552 Вт.

Теплоизбытки помещения составляют:

Q_изб =åQ_пост - åQ_расх =42926 - 2552 - 402,5 = 39972 Вт.

 

Поступление влаги в помещение.

DW_изб = W_люд, + W_г.п кг/ч;

где W_люд - количество влаги, выделяемое людьми, кг/ч;

W_{г.п _}- количество влаги, выделяемое горячей пищей, кг/ч

Количество влаги, выделяемое людьми, кг/ч, определяется по формуле:

W_люд = g_чел×n = 40 × 140 + 40 ·140 ·0,85 = 10360 г/ч;

Количество влаги, выделяемое от горячей пищи кг/ч, определяется по формуле:

W_г.п = 0,022 · n · τ = 0,022 · 280 · 0,3 = 1,85 кг/ч

DW_изб =10.36+1.85=12.21 кг/ч.

Поступление газовых вредностей.

 

М_со = m_со × n = 23 × 140 + 23 · 140 ·0,85 = 5957, л/ч;

Холодный период.

Составление теплового баланса.

Определение поступлений тепла в помещение.

В помещение в холодный период тепло поступает от следующих источников, Вт:

åQ_пост = Q_люд + Q_с.о +Q_и.о+ Q_г.п

где: Q_люд - теплопоступления от людей, Вт;

Q_и.о - теплопоступления от искусственного освещения, Вт.

Q_г.п - теплопоступления от горячей пищи, Вт.

Q_с.о. - теплопоступления от системы отопления, Вт.

Q_люд = 145 · 140 + 145 ·140 · 0,85 = 37555, Вт.

Теплопоступления от источников искусственного освещения, Вт, определяется по формуле:

 

Q_{иск.осв} = Е × F × q_осв × h_осв, (5.12)

где :

Е - освещённость, лк, принимается по /7, табл. 2.3/;

F - площадь пола помещения, м²;

q_осв - удельные тепловыделения, Вт/м²×лк, принимаются по /7, табл. 2.4/;

h_осв - доля тепла, поступающего в помещение. Т.к. светильники расположены открыто, то всё тепло передаётся воздуху помещения, т.е.h_осв=1

Q_{иск.осв} = 200 × 502,6 × 0,077 × 0.8=8748 Вт

Теплопоступления от горячей пищи, Вт:

åQ_пост = 25 · n · τ = 25 · 280 · 0.3 = 2100 Вт

В обеденном зале система отопления работает круглосуточно. При этом теплопотери обеденного зала компенсируются системой отопления.

Суммарные теплопоступления в холодный период составят:

åQ_пост = 37555 + 8748 + 2100 + 12758 = 61161 Вт.

 

Потери тепла.

В холодный период потери тепла состоят из теплопотерь через наружные ограждения:

åQ_расх = Q_т.п.^х.п. + Q_инф = 14770 Вт.

 

Теплоизбытки помещения составляют:

Q_изб =åQ_пост - åQ_расх =61161 – 14770 = 46391 Вт.

 

Поступление влаги в помещение.

DW_изб = W_люд, + W_г.п кг/ч;

где W_люд - количество влаги, выделяемое людьми, кг/ч;

W_{г.п _}- количество влаги, выделяемое горячей пищей, кг/ч

Количество влаги, выделяемое людьми, кг/ч, определяется по формуле:

W_люд = g_чел×n = 40 × 140 + 40 ·140 ·0,85 = 10360 г/ч;

Количество влаги, выделяемое от горячей пищи кг/ч, определяется по формуле:

W_г.п = 0,022 · n · τ = 0,022 · 280 · 0,3 = 1,85 кг/ч

DW_изб =10.36+1.85=12.21 кг/ч.

Поступление газовых вредностей.

 

М_со = m_со × n = 23 × 140 + 23 · 140 ·0,85 = 5957, л/ч;

 

Теплонапряженность помещения.

Теплонапряженность помещения зависит от теплоизбытков и объема помещения, и определяется:

q = Q_изб / V_пом, Вт/м³.

Полученные значения теплопоступлений, потерь тепла и теплонапряженности занесены в таблицу 5.

Таблица 5

Таблица теплового баланса

Помещение	Период	tв, °С	Поступление тепла, Вт						Потери, Вт			Qизб, Вт	q, Вт/м3
			Qлюд	Qи.о	Qс.р	Qс.о.	Qг.п	åQпост	Qт.п.	Qинф.	åQрасх
1	2	3	4	5	6	7		8		9	10	11	12
Зал заседаний	ТП	26.6	24087 15022	—	6543	—	2100	32730	—	—	—	32730 23665	13,8
	ПП	16	37555 30044	—	3271	-—	2100	42926	2552	403	2955	39972 32461	18,99
	ХП	16	37555 30044	8748	—	12758	2100	61161	12758	2012	14770	46391 38880	22,7

Сводная таблица тепло– влаго – газовыделений расчетного помещения––– столовой.

Период года	Qизб	DWизб	Мсо
ТЕПЛЫЙ	32730	14,8	5957
ПЕРЕХОДНЫЙ	39972	12,21	5957
ХОЛОДНЫЙ	46391	12,21	5957