Файл: Кулоян, Л. Т. Тепло- и холодоснабжение в условиях теплого климата (на примере Армянской ССР).pdf

§ 3 — 11. М е т о д ы с н и ж е н и я н а г р у з о к х о л о д о п о т р е б л е н и я

В целях снижения нагрузок систем охлаждения следует

впервую очередь экономически разумными способами огра -

ни ч и т ь величины теплопоступлений.

Результаты изложенного исследования показывают, что для уменьшения теплопоступления, а значит и мощности си­ стем КВ, целесообразно строить здания по возможности вы­

сокими, длинными, с большой глубиной и умеренным значе­ нием коэффициента остекления, ориентируя их на север или

юг.

Особенно большое влияние на теплопоступление оказыва­ ет ширина здания, Ь. Например, среднечасовое значение удельного теплопоступления для пятиэтажного здания с вос­ точной ориентацией и при коэффициенте остекления 0,3 со­ ставляет при ширине корпуса b = 12 м — 3,37 ккал/м3.ч, а при b = 15 м снижается на 35% и составляет 2,8 ккал/м3. ч.

Увеличение ширины здания приводит также к снижению

капиталовложений на систему отопления и т. д. Однако с увеличением ширины зданий, не имеющих систем КВ, за­ трудняется сквозное проветривание, что заставляет ограни­ чить строительство таких зданий. С другой стороны, в ус­ ловиях резкоконтинентального и сухого климата ряда юж­ ных районов сквозное проветривание приводит к недопусти­ мо завышенным скоростям воздуха в помещение (до 3—4 м/сек) и к загрязнению последнего аэрозолями.

Поэтому строительство в этих районах широких зданий, оборудованных системами КВ, является наиболее оптималь­ ным методом обеспечения необходимого комфорта внутри по­ мещения.

Теплопоступление снижается также при увеличении дли­ ны и особенно этажности здания. Так, для упомянутого зда­ ния шириной 6= 12 м увеличение этажности до / = 20 приводит к снижению теплопоступления на 14%. Известно также, что строительство многоэтажных зданий в определенных преде­ лах является выгодным и в экономическом аспекте. Оптималь­ ная этажность здания зависит от очень многих взаимосвязан­ ных факторов и ее определение является одной из’ важных задач градостроительной техники. Еще более важным факто­ ром является коэффициент остекления. Увеличение послед­ него в пределах от у- =0,3 до у =0,7 приводит к росту сред­ нечасового теплопоступления примерно на 50%. Чрезмерное увеличение остеклений зданий приводит, особенно в южных районах страны, к резкому ухудшению внутреннего микрокли­ мата.

Так как даже при нормальном остеклении теплопоступ­ ление через окна имеет доминирующее значение в суммарном

235

теплопритоке в здание, применение эффективных солнцеза щитных средств (в первую очередь наружных), одновремен­ но обеспечивающих и условия нормальной естественной ос­ вещенности, имеет важное значение. С учетом обоих этих фак­ торов следует выбирать и оптимальную ориентировку зданий по сторонам света.

Расчеты, выполненные по предложенной методике на ЭЦВМ, показали, что наиболее приемлемой ориентацией для южных районов является север-юг, при которой снижение

в здание тесно связано с его конфигурацией, характеризуемой величиной -j-, т. е. отношением фактора длины к этажности

(рис. 3—14).

Из рис. 3—14 видно, что минимальное теплопоступлениг

71

наступает при конфигурации зданий -у- = 0 ,5 независимо от

объема и коэффициента остекления здания [Л. 97]. Поэтому условием минимального теплопоступления может служить вы-

где а мин и Ь Мин— длина и высота здания данной ширины при условии минимального теплопоступления, м.

Анализ типовых проектов жилых зданий, предназначен­ ных для строительства в городах Армянской ССР, показал, что во всех из них, кроме двух, нарушено условие минималь­ ного теплопоступления, в связи с чем относительное увеличе­ ние теплопоступления может составить 0,4—11%. Последнее

всвою очередь приведет к соответственно излишним затратам

всистему КВ, при ее внедрении.

Как показали расчеты, при внедрении КВ для жилого здания (г. Ереван) типа 1-451П-13 нарушение условия опти­ мального теплопоступления приведет к производству допол­ нительно 4 Гкал холода за сезон (местная система КВ с ре­ циркуляцией внутреннего воздуха), что связано, в зависимости от метода его генерации, с перерасходом 0,4-f 1,1 г условного топлива.

При наличии плоского покрытия значительного уменьше­ ния теплопоступления можно добиться путем его экранирова­ ния слоем воды. При этом теплопоступление через покрытия

236

уменьшается в 2 —3 раза, а нагретую до 45—50°С воду (для условий г. Еревана при толщине слоя воды в 20 см) можно использовать для горячего водоснабжения.

Наблюдения за процессом нагрева и охлаждения слоя этой воды показали, что даже''при облачной погоде темпера­ тура воды продолжительное время (10 часов) держится на уровне 37°С и выше, обеспечивая тем самым надежность го­ рячего водоснабжения [Л. 96].

Рис. 3 — 14. З а в и с и м о с т ь у д е л ь н ы х т е п л о п о с т у п л е н и й от к о н ф и г у р а ц и и зд а н и я .

Как показали расчеты, энергетическая эффективность строительства зданий с оптимальной конфигурацией (согласно 3—46) и водоналивным покрытием может выразиться эконо­ мией до 45—50% всего расхода топлива, необходимого для покрытия нагрузок тепло- и холодоснабжения здания.

237

различия в механизмах теплообмена между средой и зданием в зимних и летних условиях. Так как это обстоятельство соз­ дает известные трудности, особенно при расчетах и проекти­ ровании систем централизованного холодоснабжения, целесо­

лить как количество теплопоступлений, приходящихся на 1 мъ

здания в течение 1 часа и при разности температур в 1°С.

Однако разработка методики определения охладительной характеристики у ох осложняется прежде всего тем, что при

выборе расчетной разности температур должно быть учтено также доминирующее влияние солнечной радиации. Так как нет определенной связи между солнечной радиацией и темпе­ ратурой наружного воздуха, то последняя не может быть ис­ пользована для определения летней расчетной разности тем­ ператур.

Исследования показали, что в этом случае целесообразно в качестве таковой принимать разность осредненной темпера­ туры внутренних поверхностей ограждающих конструкций Тст.ср и внутреннего воздуха помещения.

Температуру внутренней поверхности любого стенового ограждения (стены и покрытия) можно определить по фор­ муле [Л. 98]

где, кроме уже принятых обозначений (§ 3—3),

23S

Осредненная температура внутренних поверхностей хог.ср которая учитывает совместное влияние температуры наружно­ го воздуха и солнечной радиации на наружные ограждения различных ориентаций, определяется по формуле

+ 2 (т]р.ф + l\) хок] + л(Ьх„

(3 -46)

- температура внутренней поверхности покрытия здания°С;

^ок - температура окон (остекленных поверхностей), °С, принимается обычно равной температуре наружного воздуха.

Исследования, выполненные в ЕрПИ 3. А. Меликяном [Л. 98], дали также возможность получить расчетную форму­ лу для определения охладительной характеристики

Таким образом, при укрупненных расчетах нагрузку холодопотребления, равную теплоизбыткам в помещениях, мож-

239

-м г

но определить (с учетом внутренних тепловыделений qBH) по формуле

Для расчета годовых нагрузок холодопотребления, а так­ же управления работой системы холодоснабжения, необходи­ мо определить также начало и конец, а значит и длительность охладительного периода.

Начало и конец работы систем холодоснабжения факти­ чески совпадают с календарными днями, которые характери­ зуются нулевыми значениями теплоизбытков в здании Q ИЗб =

240

Рис. 3—16. Номограмма для определения охладительной характеристики.

Последнее выражение фактически характеризует усло­ вие н у л е в о г о х о л о д о п о т р е б л е н и я. Пользуясь фор­ мулами (3—45) и (3—48), легко определить значения наруж­ ных температур воздуха, при которых теплоизбыток в поме­ щениях равняется нулю.

Последние выражения показывают, что нагрузки и режи­ мы холодоснабжения здания зависят как от климатических факторов, так и от строительных и теплотехнических характе­ ристик, наиболее распространенных в данном районе типов зданий.

На рис. 3—17 представлены прямые 1 и 2, выражающие взаимосвязь температуры наружного воздуха и интенсивно­ сти солнечной радиации в соответствии с условием нулевого холодопотребления (3—50). При этом принято, что темпера­ тура внутреннего воздуха согласно требованиям комфорта равна 25-г26°С, а значение охладительной характеристики уох

колеблется в пределах 2,5~г2,7 кка.г/м3. град . ч [Л. 98].

241

16— 917