Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 0
ных методов строительства имеет тенденцию к более широко му использованию тонкостенных сборных конструкций. Од нако обычно при этом учитывается только зимний режим зда ния, в результате чего летом внутри здания часто создаются дискомфортные условия. Нарушение комфорта наблюдается и в тех случаях, когда не учитывается влияние постоянно дей ствующих сильных ветров. ,
Таким образом, применение новых материалов и ограж дающих конструкций, как и новых методов строительства к
планировки населенных пунктов может оказать значительное влияние на величину х0т . В этой связи вызывает недоумение, что в ряде случаев для оценки перспективного теплопотребления значения этой величины определяются по действующим типовым проектам здания.
В некоторых разработках предполагается, что даже в да лекой перспективе величину отопительной характеристики для данного климатического пояса и данной этажности можно принимать одинаковой независимо от климатического разно образия республики или края. Эти вопросы должны решаться на основе серьезных технико-экономических расчетов. Труд но, однако, предполагать, что при все увеличивающемся раз нообразии строительных материалов и конструкций послед ние даже в далекой перспективе будут использоваться неза висимо от климатических условий местности, исходя только из требований максимальной стандартизации.
Для южных районов страны особенно важным является обеспечение комфортных условий в летний период года. Не сомненно, развитие кондиционирования воздуха (КВ) и холодоснабжения вообще должно внести значительные коррективы в строительно-планировочную технику южных районов. Для этих районов не менее важным является также учет сейсмо стойкости, оказывающей значительное влияние на этажность и конструкцию здания. Поэтому определение величины хот для перспективных периодов требует серьезного научного под хода, учитывающего весь комплекс технико-экономических проблем. Оптимальная величина х 0т должна быть такой, что
бы необходимые комфортные условия были обеспечены в те чение всего года и при возможно минимальных расчетных затратах.
В последнее время делаются попытки найти более прием лемые выражения для отопительных характеристик, возмож но полнее учитывающих строительно-объемные и теплотехни ческие показатели зданий, как и климатические факторы сре ды. Так, в работе [Л. 5] предлагается величину хот предста
вить в виде суммы частных ее значений, отнесенных к стене, покрытию, полу и окнам. Учитывая, что здания обычно имеют
Ю
форму прямоугольной призмы, после ряда преобразовании получаем
где R ст* Rok, R hok, Rпoл соответственно термические сопро тивления стен, окон, покрытия и по ла, град, м.ч/ккал;
p-ф, р-г — коэффициенты остекления для фасадных и тор цевых стен;
Ф — поправочный температурный коэффициент для пола, учитывающий влияние последнего на раз ность температуры между наружным и внут ренним воздухом;
а
b , I и т) = —■соответственно ширина, число этажей и фак
тор длины здания (а — длина здания). Анализ величины х ог, рассчитанной по (I—5) для раз
личных типов зданий [Л. 5], показывает, что значительное влияние на нее оказывают остекление (увеличение значения И от 0,3 до 0,5 приводит к росту хот на 4 -% 15%), этажность (с ее увеличением хог' уменьшается и тем резче, чем больше значение ч) и т. д.
Примерно по такой же методике можно определить и величину так называемой охладительной характеристики зда ния у ох, считая ее равной количеству тепла, поступающего в 1 м3 здания по наружному обмеру в течение 1 часа при раз ности температур наружного и внутреннего воздуха в 1°С (подробно смИ § 3—12). Важно отметить, что разработанная методика дает возможность найти взаимосвязь между ото пительной и охладительной характеристиками зданий и раз работать единые мероприятия по снижению нагрузок охлаж дения и отопления. Расчеты показывают, что для современных типовых зданий значение охладительной характеристики мо жет оказаться в 1,5 — 7,5 раза больше значения отопительной характеристики.
Количественная оценка влияния инфильтрации на отопи тельную нагрузку в условиях теплого климата, в том числе в Закавказье, требует специального исследования. Такие иссле дования, учитывающие взаимосвязь тепло- и воздухообмен ных процессов, выполнены в Белоруссии [Л. 6 и др.] и в ряде других республик. Весьма вероятно, что коэффициент инфиль трации (отношение теплопотерь инфильтрацией к потерям че-
рез теплопередачу) для районов теплого климата окажется заметно выше, чем обычно указывается в литературе*.
В ряде случаев для районов теплого климата расчетные отопительные нагрузки, даже с учетом высоких значений ве личины х 0т в действительности оказываются заниженными, что можно объяснить доминирующим влиянием инфильтрации.
Расход тепла на вентиляцию также зависит от внешних климатических условий (наружной температуры) и в еще большей степени, чем отопительная нагрузка,— от характера зданий, масштабов вредных выделений и т. д. Как известно, для жилых зданий он невелик и обычно учитывается соответ ствующей корректировкой отопительной характеристики.
На режим теплопотребления, особенно с точки зрения выравнивания колебания температуры воздуха внутри поме щений (переменный температурный режим здания), сущест
венное влияние оказывают как |
а к к у м у л и р у ю щ и е |
свой |
|
ства здания, так |
и тепловых сетей. Учет этих свойств, |
отра |
|
жающих и н е р |
ц и о н н у ю |
особенность тепловой энергии, |
|
приводит к определенному снижению установленной мощности источников тепла и увеличению числа часов их использования.
Такой учет особенно важен для теплофикационных сис тем как с точки зрения повышения м а н е в р е н н о с т и ТЭЦ
(например, в часы электрических пиков), так и обеспечения надежности теплоэнергоснабжения в целом. Аккумулирую
щие свойства зданий обычно |
характеризуются |
к о э ф ф и |
ц и е н т о м а к к у м у л я ц и и |
Р ч, определяемым |
как отно |
шение теплоемкости соответствующих ограждений |
к удвоен |
|
ным часовым теплопотерям зданий или помещений [Л. 7]. На величину Р решающее влияние оказывают плотность и
теплопроводность строительных материалов. Так, например, здания из артикского туфа, являющегося одним из наиболее важных строительных материалов Армянской ССР, обладают аккумулирующей способностью в среднем на 20—25% боль ше (порядка 70—150 ч), чем здания из кирпича при одина ковых толщинах кладки.
Таким образом, здания, построенные в Армянской ССР из местных строительных материалов, более термоинерционны, т. е. менее чувствительны к колебаниям теплопоступления, чем аналогичные по этажности здания в центральных районах страны. Однако для строительства высотных зданий как по
условиям прочности, так и сейсмостойкости использование этих материалов и в том числе туфов ограничивается в основном облицовочными функциями. В этих зданиях основную роль в аккумулировании тепла играют уже несущие и ограждающие конструкции из стали, бетона, стекла и т. д.
* Часто влияние инфильтрации учитывается соответствующим увели чением отопительной характеристики.
12
Таким образом, с переходом на в ы с о т н о е с т р о и т е л ь с т в о (свыше 5—6 этажей) влияние местных строитель ных материалов на аккумулирующие свойства здания (как и на отопительную характеристику) резко уменьшилось. Легкие многоэтажные здания обладают значительно более низкими аккумулирующими свойствами.
Как показали натурные исследования, выполненные и Москве [Л. 8], значения Р, найденные расчетным путем [Л. 7] для типовых высотных зданий облегченной застройки, не сов падают с их действительными (экспериментальными) вели
чинами.
Экспериментальные коэффициенты 1% оказались в преде лах (20—22) ~ (45—50) ч в зависимости от типа зданий, этажности, расположения помещения и т. д.
Их следует рассматривать как минимально возможные, так как наблюдения проводились в незаселенных еще поме щениях. Такие же наблюдения для южных городов еще не проводились. Предварительные сравнительные расчеты показы вают, что для зданий Армянской ССР из сборного или моно литного железобетона с легкими местными заполнителями ве личину Рэ в среднем можно принять на 5—10% выше анало гичных показателей блочных домов, построенных в г. Москве (минимальное значения порядка 20—25 часов).
Уточнение значения коэффициента аккумуляции дает воз можность правильно определить температуру воздуха внутри отапливаемых помещений в зависимости от продолжительно сти н е с т а ц и о н а р н о г о режима (которая для указанных зданий значительно меньше, чем для массивных).
Для расчета переменного температурного режима зданий важное значение имеет также определение других его характе ристик, например, значения продолжительности запаздывания
изменения температуры при нагреве и охлаждении |
и т. д. |
[Л. 8]. |
|
Существенное влияние оказывает также система |
отопле |
ния, особенно водяная, отличающаяся значительной теплоем костью [Л. 8].
Если пренебречь зависимостью температуры водопровод ной воды от внешних климатических условий, то окажется, что, по СНиП-у, последние не влияют на нагрузки горячего водоснабжения. Литературные данные о величинах этих на грузок весьма разноречивы и отличаются в 2—5 раз. Практи ка показывает, что в южных городах летняя нагрузка горяче го водоснабжения (при неизменном охвате населения) по сравнению с зимней заметно не сокращается (по СНиП-v та кое снижение принимается в пределах 30%).
В действительности в жарких районах из-за духоты, ин тенсивного потовыделения, сухого климата, загрязнения воз
13
духа (промышленные города) и массового ношения светлом одежды потребление тепла на горячее водоснабжение оказы вается значительным.
Так, по утверждению Е. А. Родимкина и Э. И. Монокровича [Л. 9] эти нагрузки для районов Средней Азии должны оказаться выше, чем для II климатического района. Все эти вопросы требуют практической проверки и уточнения, что
можно сделать только после накопления определенного опыта централизованного горячего водоснабжения в южных районах. Методика определения удельных расходов тепла на горячее водоснабжение с учетом способов его осуществления, охвата населения этими способами, доли общественных и культурных учреждений и т. д. приведена в § 1—3.
Расходы тепла на отопление, вентиляцию и горячее водо^
снабжение (смешанная отопительно-бытовая |
нагрузка) сос |
тавляют в сумме н и з к о т е м п е р а т у р н о е |
т е п л о п о т - |
р е б л е н и е ' для жилищно-коммунальных нужд. Часто рас четную нагрузку горячего водоснабжения QpB выражают в до
лях от расчетной отопительной нагрузки.
|
г |
Q?B |
|
( i - 6 ) |
|
QST |
|
||
|
|
|
|
|
В расчетах теплопотребления принято также использовать |
||||
величину |
|
|
|
|
„ |
Qot + |
Q™ |
, |
(1 - 7 ) |
К гв — : ’ |
7" 7 |
’ |
" * ' Г. |
|
В этих выражениях QrpB определяется как среднечасовая
нагрузка горячего водоснабжения при наличии в системе ак кумуляторов горячей воды и как максимальная часовая при отсутствии таковых.
Потребление тепла на эти нужды в промышленности, с точки зрения влияния внешних природных условий, почти ни чем не отличается от теплопотребления в жилищно-коммуналь ном секторе. Влияние этих условий на технологическое теплопотребление сказывается слабее. Однако, как показали пос ледние исследования, выполненные в центральных проектных институтах (ТЭП, Промэнергопроект и пр.), пренебречь влия нием природных, в том числе и климатических условий на тех
нологическое теплопотребление, как это делалось до сих пор, нельзя. Оно может оказаться ощутимым, особенно при откры той или полуоткрытой компановке технологического оборудо вания, что более часто имеет место в южных районах. На про мышленное теплопотребление вообще значительное влияние оказывает сменность, т. е. режим работы самих предприятий.