Определение поступлений теплоты за счет
Солнечной радиации
Количество теплоты, поступающее в помещение за счет солнечной радиации, состоит из двух составляющих:
-теплоты, поступающей через световые проемы;
-теплоты, поступающей через кровлю (через массивное наружное
ограждение);
Необходимо рассчитать количество теплоты, поступающее в помещение за счет солнечной радиации отдельно для световых проемов, ориентированных в одну сторону света для расчетного времени суток (с 8.00 до 20.00). Затем сложить итоговые показатели по расчетным часам суток. По максимальному значению Qс.р. определяется расчетное время суток для дальнейших расчетов;
Далее по расчетному времени суток, определенному для световых проемов, рассчитывается количество теплоты, поступающее через горизонтальную поверхность (кровлю).
Примечание. Нумерация ● 1, ● 2, ● 3 ….. и т. д. – это рекомендуемая последовательность расчета
Расчет поступления теплоты через покрытие
Количество теплоты, поступающей в помещение через покрытие qпокр., Вт, определяется зависимостью
● 18 
, (1)
Внести в расчетную таблицу
где q1ср - среднее за сутки количество поступающей теплоты, Вт/м2 ;
Dq1 - часть теплопоступлений, Вт/м2, изменяющаяся в течение суток;
F – площадь покрытия, м2.
● 17 
Внести в расчетную таблицу
Среднее за сутки количество теплопоступлений через покрытие определяется по формуле
● 8 
, (2)
где Кпокр - коэффициент теплопередачи покрытия, Вт/(м2°С);
●1 Кпокр= 
; 
(3)
● 2 text.ср - средняя расчетная температура наружного воздуха, принимаемая:
- по параметрам А для вентиляции (СП131.13330.2012
табл. 4.1, графа 3);
- по параметрам Б для кондиционирования
|
|
(СП131.13330.2012 табл. 4.1, графа 4);
tint покр - температура воздуха под покрытием помещения, °С;
● 7 
, (4)
где 
- температурный градиент (таблица 1);
Таблица 1 – Расчетные значения температурного градиента
| Теплонапря- жение, Вт/м3 | Высота помещения Н, м | |||||||
| До 23 | 0,8 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 0,4 | 0,35 |
| 0,9 | 0,8 | 0,8 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | |
| 1,0 | 0,9 | 0,9 | 0,8 | 0,75 | 0,7 | 0,65 | 0,6 |
● 3 rпокр - коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью покрытия (СП 50.13330.2012, приложение И); (для рубероида – 0,9, для асбоцемента – 0,65);
●4 qг.ср - среднее суточное количество теплоты суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, Вт/м2, поступающей на поверхность покрытия (таблица 2);
г - коэффициент теплоотдачи наружной горизонтальной поверхности ограждения, Вт/(м2×°С), определяемой по зависимости
● 6 
, (5)
где V - минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, но не
● 5 менее 1 м/с; (СП 131.13330.2012, табл. 4.1,графа 13 (параметры А));
Таблица 2 – Среднее суточное количество теплоты суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, поступающей на вертикальную и горизонтальную поверхности
Количество теплопоступлений Dq1ср, Вт/м2, изменяющихся в течение суток, определяется по формуле
● 16 
, (6)
Внести в расчетную таблицу
где 
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, Вт/(м2 0С), таблица 3; =8,7;
bп - коэффициент, учитывающий наличие в конструкции воздушной прослойки; при отсутствии прослойки bп=1; при наличии воздушной прослойки bп=0,6;
● 11 b2 - коэффициент, учитывающий гармоническое изменение температуры
|
|
наружного воздуха в зависимости от периода запаздывания 
, ч,
теплопоступлений (таблица 4) (принимать как среднее для диапазона часов, т.е.,
например, для интервала с 8 до 9 берут как среднее значение между значением для 8 и
значением для 9). Внести в расчетную таблицу
При определении коэффициента b2 для покрытий следует учитывать запаздывание температурных колебаний , равное отставанию во времени колебаний температуры τint от колебаний температуры text при проникании через ограждение температурной волны.
● 10 Величина , ч, определяется по формуле ~ 2,7D – 0,4. (D - то же, что в формуле 8);
● 9 Аt ext - средняя суточная амплитуда температуры наружного воздуха наиболее теплого месяца; (СП 131.13330.2012, табл. 4.1,графа 7);
Аq.г. - количество теплоты, равное суммарной солнечной радиации в каждый час (с учетом запаздывания температурных колебаний) и средней за сутки суммарной солнечной радиации, Вт/м2, определяемое по выражению
● 13 
, (7) Внести в расчетную таблицу
где Sг и Dг - количество теплоты соответственно прямой и рассеянной
● 12 солнечной радиации, поступающей в каждый час расчетных суток
на горизонтальную плоскость, Вт/м2 (таблица 5); ). Внести в
расчетную таблицу;
rпокр - коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью покрытия. См. выше.
- величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции
Коэффициент затухания амплитуды колебания температуры наружного воздуха внутри ограждения определяется по формуле
● 15 
, (8)
где е = 2, 718 основание натуральных логарифмов;
|
|
D - тепловая инерция ограждающей конструкции, определяемая
по формуле
, (9)
где d - толщина слоя ограждения, м;
l - коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м°С);
(СП 50.13330.3012,приложение Т);
S1 S2 … Sn - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2°С).
(СП 50.13330.3012,приложение Т);
Y 1, Y 2, … Y n- коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2°С), который для слоя с D ³1 принимают равным S.
Если тепловая инерция слоя, D <1, то коэффициент теплоусвоения определяют расчетом, начиная с первого слоя, по формуле
● 14 
, (10)
а для i-го слоя – по формуле
(11)
Расчёт производится в табличной форме (см. форму расчетной таблицы)
Таблица 3 - Коэффициенты теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (СП 50.13330.2012, табл. 4)
| Внутренняя поверхность ограждения | Коэффициент теплоотдачи a int, Вт/(м2 · °С) |
Стен, полов, гладких потолков, потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию а, между гранями соседних ребер  ≤0,3
| 8,7 |
| Потолков с выступающими ребрами при отношении >0,3
| 7,6 |
| Окон | 8.0 |
Таблица – Расчет поступления теплоты через покрытие (форма расчетной таблицы)
| Численные значения параметров в часы расчетных суток | ||||||||
| 9-10 | 10-11 | 11-12 | 12-13 | 13 -14 | 14 -15 | и т.д. | Источник получения сведений | |
| β2 | ●11Таблица 4 | |||||||
| Sг, Вт/м2 | ●12Таблица 5 | |||||||
| Dг, Вт/м2 | ●12Таблица 5 | |||||||
| Аqг ,Вт/м2 | ●13Ф. 7 | |||||||
| ∆q1ср., Вт/м2 | ●16 Ф. 6 | |||||||
| q1ср−∆q1 | ●17 | |||||||
| qпокр., Вт | ●18 Ф. 1 |
Таблица 4 – Средние значения коэффициента b2 в зависимости от периода запаздывания теплопоступлений ε
Таблица 5 – Количество теплоты солнечной радиации, поступающей на вертикальную и горизонтальную поверхности в июле (для северной широты) и в январе (для южной широты) при безоблачном небе
Продолжение таблицы 5
Окончание таблицы 5
Примечания: 1. Ориентации, указанные в скобках, относятся к южным широтам.
2. Перед чертой указано количество теплоты прямой радиации; за чертой –
рассеянной.
Расчет поступления теплоты через остекление
Поступление тепла в помещение за счет солнечной радиации через световые проемы Q, Вт, определено по формуле
●21 Внести в расчетную таблицу Q=(qпр+qтп)·Fп, (12)
где qпр – теплопоступление от солнечной радиации через заполнение
светового проема, Вт/м2;
qтп –теплопоступление через заполнение светового проема обусловленные теплопередачей, Вт/м2;
Fп – площадь светового проема, м2.
●20 (qпр+qтп) Внести в расчетную таблицу
Теплопоступление от солнечной радиации qпр,Вт/м2,через вертикальное заполнение световых проемов
● 10 Внести в расчетную таблицу qпр=(qп·К инс+qр·К обл)·Котн·Кзат, (13)
где ●1 qп – количество теплоты прямой солнечной радиации, поступающей в
помещение в каждый час расчетных суток через одинарное
остекление светового проема, Вт/м2; (таблица 6, над чертой);