1.6.5.4.2. Методика расчета потерь теплоты через ограждающие конструкции
(Q_огр, Q_вент, Q_исп)

Теплопроводность строительных материалов зависит от вида, влажности и структуры материала. Она оказывает большое влияние на тепловой баланс здания.

Теплопроводность λ равна количеству теплового потока, проходящего через стену толщиной 1 м за 1 ч при разности температур на двух противоположных поверхностях в 1К или в 1 °С [кДж/(ч·м·°С)]. При увеличении объемной массы и влажности материала возрастает его теплопроводность (см. Справочник: таблица 3.1.6.7).

Тепловой поток, проходя через ограждение, встречает сопротивление теплопередаче (тепловое сопротивление). Чем толще конструкция и меньше теплопроводность материала, тем выше тепловое сопротивление, т. е. тепловое сопротивление материального слоя прямо пропорционально его теплопроводности.

Тепловое сопротивление отдельного материального слоя выражают отношением его толщины к теплопроводности.

,      (22)

где R — тепловое сопротивление материального слоя;
δ – теплопроводность материального слоя;
h – толщина слоя.

Если ограждение состоит из нескольких плоских слоев, расположенных перпендикулярно к направлению теплового потока, тепловое сопротивление будет равно их сумме

      (23)

При наличии в многослойном ограждении замкнутых воздушных пустот их также учитывают при расчете теплового сопротивления. Сумму тепловых сопротивлений, преодолеваемых тепловым потоком через ограждение, называют общим тепловым сопротивлением. Общее тепловое сопротивление [R_o,(ч·м²·°С)/кДж] рассчитывают по формуле:

,      (24)

где R_e — тепловое сопротивление тепловому восприятию внутренней поверхности ограждения;
R — сумма тепловых сопротивлений;
R_n — тепловое сопротивление теплоотдаче наружной поверхности ограждения.

При расчетах теплопотерь через плоские стены вместо общего теплового сопротивления принимают обратную ему величину, называемую коэффициентом теплопередачи ограждений [К, Вт/(м²·К) или кДж/(м²·°С)]:

      (25)

Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество теплоты проходит через 1 м² поверхности ограждения за 1 ч при разности температур между внутренним и наружным воздухом в 1К или 1°С (см. Справочник: таблица 3.1.6.8).

Теплопотери через ограждающие конструкции (Q_огр) состоят из потерь основных (Q_осн) и потерь дополнительных (Q_доп).
Величина Q_осн представляет потери теплоты непосредственно через ограждающие конструкции (стены, крышу), тогда как Q_доп – это потери за счет обдувания конструкций потоками воздуха, инфильтрации через окна, двери и др.

Таким образом, потери теплоты через ограждающие конструкции рассчитывают по следующей формуле:

      (26)

,      (27)

где К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²•К);
S – площадь каждого элемента ограждающих конструкций, м²;
– температура внутреннего воздуха расчетная, °С*;
– температура наружного воздуха расчетная, °С.

Примечание – *по размерам градус Цельсия равен кельвину (см. Справочник: таблица 3.1.6.10).

,      (28)

где Q_доп – количество теплоты (кДж/ч или Вт/ч), теряемой ограждающими конструкциями за счет охлаждения господствующими ветрами, а также инфильтрации через щели окон, дверей. В среднем величина Q_доп составляет 13 % от величины Q_осн.

Методика расчета потерь теплоты на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего воздуха (Q_вент)

Этот расчет осуществляют используя следующую формулу:

,      (29)

где Q_вент – потери теплоты на обогрев поступающего в процессе вентиляции свежего воздуха (кДж/ч или Вт/ч);
G – количество воздуха, удаляемое из помещения или поступающее в него в течение 1 часа (кг/ч), рассчитываемое умножением результата вычисления часового объема вентилируемого воздуха ( или ) на величину объемной массы воздуха (м³/кг) при соответствующих показателях температуры и давления (см. Справочник: таблица 3.1.6.5 );
С – удельная теплоемкость воздуха, т.е. количество теплоты, расходуемое на нагрев 1 кг воздуха на 1 К*, равная 1,01 кДж/(кг • К), 0,28 – коэффициент для пересчета кДж в Вт;
– температура внутреннего воздуха расчетная, °С;
– температура наружного воздуха расчетная, °С.

Примечание – * по размерам градус Цельсия равен кельвину (см. Справочник: таблица 3.1.6.10).

Методика расчета потерь теплоты на испарение влаги с мокрых поверхностей (Q_исп)

,      (30)

где Q_исп - потери теплоты на испарение влаги с мокрых поверхностей (кДж/ч или Вт/ч);
2,5 – коэффициент теплопотерь на испарение 1 г влаги с поверхности, кДж/кг;
0,28 – коэффициент для пересчета кДж в Вт;
W_исп – количество водяных паров (г/ч), поступающих в воздух вследствие испарения с мокрых поверхностей. Величина W_исп зависит от вида животных, технологии содержания, а также санитарного состояния помещений. Этот показатель определяется с использованием процентных надбавок на испарение воды со стен, пола, кормушек и др.

,      (14)

где – величина процентных надбавок к количеству влаги, выделяемой всем поголовьем (W_в), содержащимся в помещениях, рассчитываемая по формулам 10 или 11 (см. Справочник: таблица 3.1.6.6).

При расчете баланса в помещении важно определить, какая же температура воздуха будет внутри помещения и при какой самой низкой температуре наружного воздуха можно осуществлять беспрерывную вентиляцию данного помещения, не опасаясь понижения температуры внутри его ниже допустимой нормы.

Чтобы рассчитать указанные показатели, нужно определить разницу между температурой воздуха в помещении и температурой наружного воздуха, при которой приход тепла в помещении будет равен его расходу, т.е определить ∆t нулевого баланса.

1.6.5.4.2. Методика расчета потерь теплоты через ограждающие конструкции (Q_огр)