Характеристики наружного климата холодного периода года

При выборе расчетных наружных характеристик для холодного периода года необходимо исходить из следующих предпосылок. Расчетные параметры климата должны быть общими для расчета всех составляющих теплового режима (теплозащиты ограждений, потерь тепла и пр.), так как они отражают единый процесс обмена тепла в помещении. Они должны определяться с учетом коэффициента обеспеченности и быть достаточными для расчета нестационарной теплопередачи через ограждения, характерной для расчетных условий.

Характеристики наружного климата холодного периода года

Основным показателем холодного периода года является изменение tн. Как известно, зимы заметно отличаются в разных районах и в отдельные годы. Но в видимой хаотичности есть довольно устойчивая закономерность в постоянном понижении температуры по мере приближения к наиболее холодному периоду. В это время четко обозначается (на фоне устойчивых зимних температур) период резкого похолодания.

Для ряда климатических пунктов с учетом различных коэффициентов обеспеченности построены расчетные кривые изменения температуры наружного воздуха в период резкого похолодания. Эти кривые для разных районов имеют характерную и близкую по очертанию форму: сравнительно медленное равномерное понижение температуры до начала периода резкого похолодания, затем резкой понижение температуры с последующим повышением.

При медленном понижении температуры, как это наблюдается на начальном участке кривой, распределение температуры в сечении ограждения в каждый момент времени практически соответствует стационарному. При быстром похолодании процесс теплопередачи через ограждение становится нестационарным и для его расчета нужно иметь полную характеристику изменения температуры.

В период резкого похолодания расчетные кривые для разных географических пунктов и при разных коэффициентах обеспеченности могут быть определены тремя параметрами: температурой начала периода резкого похолодания tно, амплитудой Atн изменения температуры в этот период от tно до минимальной температуры tн.мин: Atн=tн.o—tн.мин и продолжительностью периода резкого похолодания ΔZр:п (время понижения температуры от tн.o до tн.мин). Эти показатели, как пример для Москвы, при разных Коб n приведены в таблице.

Коэффициент обеспеченности Коб nРасчетные характеристики климата
tн.o оСA оСΔZр:п  сутокVн м/с
0,98-26,415,832,6
0,9-21,514,933
0,7-17,214,633,4
0,5-13,915,833,8

Данные для Москвы характерны тем, что ΔZр:п и Atн практически не зависят от коэффициента обеспеченности и могут быть приняты постоянными ΔZр:п =3 суток, Atн= 15° С.

Для получения расчетных скоростей ветра необходимо иметь наиболее невыгодные сочетания tn и Vn, так как эта зависимость определяет наибольшие скорости, которые наблюдались при различных температурах. Зависимость Vn =f(tн) для Москвы на высоте h от поверхности земли имеет вид:

image004

В пределах города, как показывают измерения, скорость ветра, начиная с 2 м от поверхности земли, возрастает с высотой практически по линейному закону. В частности, для Москвы на каждый метр высоты скорость увеличивается в среднем на 0,03 м/с. Значения Vn для Москвы на высоте 2 м от поверхности земли, определенные для средней температуры периода резкого похолодание и разных коэффициентов обеспеченности, приведены в таблице. Эти значения скоростей являются расчетными.

image005

Расчетная кривая изменения температуры наружного воздуха в период резкого похолодания

1—период резкого похолодания, 2 — период устойчивых зимних температур

В СНиП приняты два значения расчетной наружной температуры для каждого географического пункта: средняя температура наиболее холодных суток tн1 и средняя температура наиболее холодной пятидневки tн5. Эти температуры определены по восьми суровым зимам за последние пятьдесят лет, т. е. в нормативной методике с учетом принятого ряда метеорологических данных заложен коэффициент обеспеченности 0,92.

Выбор расчетной температуры для теплотехнического расчета ограждений по нормам зависит от степени тепловой массивности ограждения

В качестве показателя тепловой массивности ограждения принята величина D, рассчитанная для колебаний с периодом T=24 ч. Расчетная наружная температура принимается в зависимости от D:

image006

Теплопотери помещений для определения тепловой мощности системы отопления рассчитывают независимо от массивности ограждений при tн5.

Расчетная скорость ветра по СНиП принимается равной максимальной скорости из средних скоростей ветра по румбам (по разным направлениям) за январь, повторяемость которых составляет 16% и более, с корректировкой на высоту здания.

Отопление в течение всего холодного периода года должно обеспечивать расчетные внутренние условия. Продолжительность отопительного сезона зависит от географического месторасположения и от соотношения составляющих теплового баланса здания. Начало и конец работы системы отопления связаны с дефицитом (недостатком) тепла в тепловом балансе помещений. Годовые затраты тепла на отопление зависят от продолжительности ΔZо:с и средней температуры to.c отопительного сезона, т. е. определяются градусоднями периода, когда наружная температура устойчиво становится ниже температуры начала и конца отопительного сезона.

На рисунке приведена схема определения параметров отопительного сезона.

image007

Схема определения параметров отопительного сезона

  1. — теплопотери через ограждения;
  2. — технологические и вентиляционные теплопоступления;
  3. — дефицит тепла;
  4. — затраты тепла на отопление.

Продолжительность стояния дней с определенной температурой неодинакова. Особенно устойчивыми оказываются погодные условия, когда наружная температура поднимается к нулю. Дней с низкой температурой, близкой к расчетной, сравнительно мало.

На тепловой баланс помещений, а следовательно на режим работы системы отопления, существенное влияние оказывает солнечная радиация, что необходимо учитывать при выборе схем и режима регулирования отопления. Особенно важно учитывать влияние солнечной радиации в весенний период в средних и южных районах страны, а также при режиме пофасадного регулирования систем.

Наружный воздух в результате инфильтрации через проемы и неплотности ограждений попадает в здание, поэтому изменение его энтальпии и влажности следует принимать во внимание при проектировании систем обеспечения заданного теплового режима здания.

В то же время для многих зданий, особенно жилых и общественных, составляющие теплового баланса оказываются близкими, поэтому в нормах начало отопительного сезона для всех зданий принято одинаковым, соответствующим +80C. Значения to.c и ΔZо:с для разных географических пунктов приведены в таблицах расчетных характеристик наружного климата СНиП.


Похожие материалы:
Новые материалы:
Предыдущие материалы:

 

Вы можете добавить комментарий:


Поиск по сайту:
Чаще всего читают статьи:
Полезная информация:
Популярные статьи: