Теплоустойчивость помещений

Теория теплоустойчивости ограждений не дает ответа на вопрос о колебаниях температуры воздуха в помещениях. Температура воздуха в помещении будет зависеть и от потерь тепла ограждениями, от работы системы отопления, бытовых и технологических тепловыделений, теплофизических свойств мебели, оборудования и т.д.

Теплоустойчивостью помещения называется его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при периодически меняющихся теплопоступлениях.

Вопрос о теплоустойчивости помещений был разработан д.т.н. Семёновым Л.А. и Шкловером А.М.

Для внутренней поверхности одного из ограждений данного помещения амплитуда колебаний теплового потока будет равна:

, (2.102)

где

;

.

Подставим выражения и в (2.102).

Тогда получим

. (2.103)

, (2.104)

где – максимальная температура воздуха в помещении, º С;

– максимальная температура поверхности, º С;

и – средние температуры воздуха и поверхности, º С;

– коэффициент тепловосприятия, Вт/(м²·º С).

Как известно, , ,

, .

, (2.105)

. (2.106)

В – коэффициент теплопоглощения поверхности ограждения, Вт/(м²·º С).

. (2.107)

Между количеством тепла, передаваемым в помещение, и количеством тепла, поглощаемого его поверхностями, включая внутренние конструкции, должно быть равенство.

, (2.108)

где – амплитуда колебаний теплового потока отдаваемого отопительного прибором, Вт.

.

F – поверхности ограждений (по внутреннему обмеру), м².

, (2.109)

Р – показатель теплопоглощения помещением, Вт/º С.

. (2.110)

Формула (2.110) получена без учета сдвига фаз между колебаниями теплового потока и температуры поверхностей, ограждающих помещения. Задача эта была решена Шкловером А.М., однако сложность расчетов по методу Шкловера ограничивает применение. На основании исследований Семёнова Л.А. был введен поправочный коэффициент:

а = 0, 6 0, 7 (летом),

а = 0, 7 0, 9 (зимой).

Теплоустойчивость помещения характеризуется двумя показателями:

а) показателем теплоусвоения помещения

. (2.111)

б) показателем теплопоглощения помещения

, (2.112)

где – коэффициенты теплопоглощения и площади поверхностей, обращенных в помещение.

– приближенная формула, не учитывающая ряд факторов: поглощение тепла оборудованием, мебелью, вентилируемым воздухом. Не учитывается сдвиг во времени между колебаниями тепловых потоков и колебаниями температуры.

Для инженерных расчетов используется формула

, (2.113)

где – коэффициент поглощения тепла вентиляционным воздухом, Вт/º С, определяемый по формуле

, (2.114)

– объемная теплоемкость воздуха, Дж/(м³·º С),

= 1250 Дж/(м³·º С),

z – воздухообмен в помещении, м³/с.

Для жилых комнат согласно СП 50.13330 z = 3м³/ч на 1 м² площади пола.

При гармонических колебаниях

. (2.115)

М – коэффициент неравномерности отдачи тепла системой отопления. При центральном отоплении М = 0, 1, при печном m = 0, 4 1, 4. В переходный период года для регулирования температуры воздуха в помещении отопление осуществляется пропусками. При том существует один определенный период натопа «m» и перерыв между натопами «n».

Амплитуда колебания температуры внутреннего воздуха в помещении проверяется по формуле:

, (2.116)

где – усвоение тепла каждой внутренней поверхностью ограждения;

, Вт/(м²·º С); , м².

– коэффициент прерывистости, принимаемый в зависимости от отношения продолжительности периода натопа «m» к периоду колебания T = m + n температуры помещения,

– осредненный коэффициент теплообмена на внутренних поверхностях ограждений, = 4, 1 Вт/(м²·º С).

Допустимая амплитуда колебания температур должна находиться в пределах

.