5.3. Тепловой режим помещений в холодный период года

В холодный период года температура внутреннего воздуха превышает температуру наружного воздуха. Это обусловливает процессы передачи теплоты от внутреннего воздуха наружному через наружные ограждающие конструкции здания, рис. 5.1.

Рис. 5.1. Составляющие теплового баланса помещения в холодный период года. 1 – теплопотери через наружные стены; 2 – теплопотери через окна; 3 – теплопотери через пол; 4 – теплопотери через конструкции перекрытия и кровли; 5 – потери теплоты с воздухом, удаляемым из помещения; 6 – источник теплопоступлений; 7 – теплопоступления в помещение; 8 – теплопоступления от отопительной установки.

Из структуры теплообмена помещения с окружающей средой, рис. 5.1, следует, что процессы передачи теплоты от внутреннего воздуха наружному происходят через наружные стены, окна, пол, конструкции перекрытия и кровли. Кроме того, осуществление воздухообмена в помещении приводит к тому, что из него удаляется внутренний воздух, а вместо него поступает холодный наружный (инфильтрирующийся) воздух.

Таким образом, в тепловом балансе помещения будут присутствовать две статьи расхода теплоты – теплопотери через ограждающие конструкции и нагревание инфильтрирующегося воздуха, поступающего в помещение взамен удаляемого вентиляционными устройствами.

Теплопотери через наружные ограждающие конструкции рассчитывают по формуле:

, Вт, (5.7)

где А - площадь ограждения, м²;

и - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха в холодный период года, ^ОС;

- приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²  ^О С / Вт;

 - коэффициент, учитывающий добавочные потери теплоты, связанные с ориентацией вертикальных ограждений, наличием двух и более наружных стен или наружных дверей;

n - коэффициент, характеризующий положение ограждения по отношению к наружному воздуху.

Общие теплопотери помещения через его ограждающие конструкции находятся путем суммирования потерь теплоты через все наружные ограждающие конструкции.

Второй составляющей расходной части теплового баланса помещения является расход теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха. Этим термином обозначают холодный наружный воздух, поступающий в помещение через неплотности в ограждающих конструкциях вследствие разности давлений воздуха снаружи и внутри помещения.

Для жилых зданий затраты теплоты на нагрев инфильтрирующегося воздуха , Вт, определяются по формуле

, Вт, (5.8)

где - площадь помещения, м².

Общие теплопотери помещения, , Вт определяются по формуле

, (5.9)

где - сумма теплопотерь через наружные ограждающие конструкции помещения, Вт;

Потери теплоты зданием, , Вт, складываются из теплопотерь его помещений

. (5.10)

Архитектурно-планировочные и конструкторские решения здания оказывают существенное влияние на величину теплопотерь через его ограждающие конструкции.

Влияние архитектурно-планировочных решений на потери теплоты зданием отражается показателем компактности, , который характеризует отношение общей площади внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций здания к его отапливаемому объему. Чем ниже значение данного показателя, тем ниже удельная площадь наружных ограждающих конструкций. Уменьшение показателя компактности достигается: приближением формы здания в плане к кругу или квадрату; уменьшением изрезанности фасадов, увеличением объема здания.

Расчетный показатель компактности жилых зданий не должен превышать следующих нормируемых значений:

0,25 — для 16-этажных зданий и выше;

0,29 — для зданий от 10 до 15 этажей включительно;

0,32 — для зданий от 6 до 9 этажей включительно;

0,36 — для 5-этажных зданий;

0,43 — для 4-этажных зданий;

0,54 — для 3-этажных зданий;

0,61; 0,54; 0,46 — для двух-, трех- и четырехэтажных блокированных и секционных домов соответственно;

0,9 — для двух- и одноэтажных домов с мансардой;

1,1 — для одноэтажных домов.

Велико влияние на потери теплоты зданием доли остекления его фасадов. Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов в 6-10 раз меньше соответствующей величины для наружных стен, поэтому увеличение доли остекления сверх допустимых нормами 18% от площади наружных стен, приводит к необоснованному росту теплопотерь или вызывает необходимость применения специальных конструкций заполнений световых проемов с повышенным сопротивлением теплопередаче.

Влияние конструкторских решений на величину потерь теплоты зданием проявляется в обоснованном выборе наружных ограждающих конструкций (наружных стен, заполнений световых проемов, перекрытий над подвалом и др) с высокими значениями приведенного сопротивления теплопередаче.