Расчет потерь на нагревание инфильтрующегося воздуха

В жилых и общественных зданиях с естественной вытяжной вентиляцией (без компенсации подогретым притоком) расход теплоты на инфильтрацию определяют двумя путями:

- вычисляется расход теплоты на подогрев инфильтрующегося воздуха, обеспечивающего нормативный воздухообмен, т.е. равного расходу удаляемого вытяжного воздуха;

- рассчитывается расход теплоты из условия нагревания инфильтрующегося через наружные ограждения воздуха при отсутствии вентиляции.

За расчетное принимается большее из полученных значений.

Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося воздуха при нормативном воздухообмене определяют:

Q^н_инф = 0,28L_нr_нС(t_в-t_н), (3.3)

где L_н – расход удаленного воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым потоком, равное для:

а) жилых зданий с расчетной заселенностью квартир менее 20 м² общей площади на человека - 3 А_ж;

б) других жилых зданий - 0,35 h_эт(А_ж), но не менее 30m, где m - расчетное число жителей в здании;

в) общественных и административных зданий принимают условно: для административных зданий, офисов, складов и супермаркетов - 4А_р; для магазинов шаговой доступности, учреждений здравоохранения, комбинатов бытового обслуживания, спортивных арен, музеев и выставок - 5А_р; для детских дошкольных учреждений, школ, среднетехнических и высших учебных заведений - 7Ар; физкультурно-оздоровительных и культурно-досуговых комплексов, ресторанов, кафе, вокзалов - 10 А_р;

А_ж, А_р-для жилых зданий - площадь жилых помещений (А_ж), к которым относятся спальни, детские, гостиные, кабинеты, библиотеки, столовые, кухни- столовые; для общественных и административных зданий - расчетная площадь (А_р), определяемая как сумма площадей всех помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей, м2;

h_эт - высота этажа от пола до потолка, м;

r_н – плотность наружного воздуха, кг/ м³, определяется по формуле:

(3.4)

с– удельная теплоемкость воздуха равная 1 кДж/кг °С.

При отсутствии вентиляции, расход теплоты на нагревание инфильтрующегося через неплотности ограждений воздуха определяют:

(3.5)

где k – коэффициент учета влияния встречного потока в конструкциях;

G_i – расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч, через ограждающие конструкции помещения: наружные стены, окна, балконные двери, щели и неплотности проемов ограждений, стыки стеновых панелей.

Таким образом, задача инженерного расчета сводится к определению расхода инфильтрационного воздуха G_инф, кг/ч, через отдельные ограждения каждого помещения. Инфильтрация через стены и покрытия невелика, поэтому ею обычно пренебрегают и рассчитывают только через заполнение световых проемов, а также через закрытые двери и ворота, в том числе и те, которые при обычном эксплуатационном режиме не открываются.

Расход воздуха через окна и балконные двери, определяем:

; (3.6)

через закрытые двери и ворота:

(3.7)

где А_i– площади окон и балконных дверей, м²;

Ru – сопротивление воздухопроницанию, м²чПа/кг, окон и балконных дверей;

Dp_i – расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций на расчетном этаже.

Расчетная разность между давлениями на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции равна:

Dp_i = p_ti + p_vi - Dp_ci - p_int, (3.8)

где p_ti – избыточное гравитационное давление, Па;

p_vi – избыточное ветровое давление, Па;

Dp_ci – расчетные потери давления в вентиляционных системах, Па;

p_int – условно-постоянное давление в здании, Па.

В зданиях с естественной вентиляцией

Dp_ci = (H-h_i)(r₊₅ - r_в)´g, (3.9)

где h_i – расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон;

r_t+5,r_в - плотности воздуха, соответственно при температуре воздуха +5°С и расчетной внутренней температуре, кг/м³.

Гравитационное давление определяется соотношением:

р_ti = (Н – h_i) (r_{н -} r_в)g, (3.10)

Ветровое давление:

р_vi = 0,5r_нV_н² (С_н – С_з)k¢, (3.11)

где С_н = 0,8; С_з = -0,6 – аэродинамические коэффициенты для соответственно наветренной и заветренной стороны /7/;

k¢ - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте в зависимости от типа местности и высоты здания /7/ (табл.П9.3).

Условно-постоянное давление воздуха в здании p_int, Па (отождествляется с давлениями на внутренних поверхностях наружных ограждающих конструкций) определяется:

р_int = 0,5 Hg(r_н - r_в) + 0,25 V²r_н(С_н – С₃)k¢, (3.12)

таким образом, подставляя в (3.8) формулы (3.9), (3.10), (3.11) имеем:

Dр_i = (H – h_i) (r_н -r₊₅)g + 0,5r_нV²(C_н – С₃)k¢ - р_int. (3.13)