При проектуванні систем опалення та вентиляції в багатоквартирних та малоповерхових заміських будинках в обов’язковому порядку береться до уваги такий показник, як розрахункова температура зовнішнього повітря. За умови правильного визначення цього параметра домашні інженерні системи у подальшому працюють ефективно навіть у самі морозні або, навпаки, спекотні дні і до того ж виходять досить економічними.
Визначення
Оскільки клімат в Росії холодний, особливо уважно у нас в країні ставляться до проектування систем опалення. Тому під поняття “розрахункова температура зовнішнього повітря” найчастіше в РФ потрапляє усереднена t° найбільш холодних п’ятиденок в даній конкретній місцевості за 8 найбільш морозних зим останніх 50 років. Саме цей параметр і приймається до уваги при проектуванні систем опалення та вентиляції. Цікавим можна вважати той факт, що цей показник завжди набагато вище, ніж абсолютна мінімальна t° для того ж району.
Наприклад, для Москви розрахункова температура зовнішнього повітря дорівнює -26 °С. Абсолютна ж мінімальна зимова t° для столиці становить вже -41 °С. Для Санкт-Петербурга ці показники дорівнюють -24 та -36 °С відповідно.
Незважаючи на те, що розрахункова зовнішня температура завжди вище абсолютної мінімальної, системи опалення, спроектовані з урахуванням її, виходять досить ефективними. Справа в тому, що в більшості випадків огороджувальні будівельні конструкції різного роду будівель відрізняються досить великою тепловою інерцією. В результаті короткочасне зниження зовнішньої температури, наприклад, в столиці навіть до мінімальних -41 °С не призведе до скільки-небудь значного охолодження повітря в приміщеннях будинків.
Використання при проектуванні саме показника розрахункової температури зовнішнього повітря, таким чином, дозволяє значно економити на монтажі опалювальних систем. Особливо це буває помітним при масових забудовах.
Цікавий факт
Різного роду нормативи, що регулюють проектування інженерних систем, розроблялися у нас в країні ще в радянські часи. І звичайно ж, на даний момент багато такі документи можуть вважатися вже навіть і застарілими. Сьогодні будівельні компанії, розроблені в радянські часи, правила часто по деяких пунктах не дотримуються. Однак у більшості випадків це ніяк не позначається на комфорті проживання і роботи в будівлях людей.
Наприклад, в наш час за розрахункову зовнішню температуру проектні компанії приймають зазвичай найбільш холодну п’ятиденку за 8 найбільш морозних зим останніх не 50, а не більш 20 років. Додатково такі фірми можуть закладати в проекти комунікацій різного роду автоматику, що включає/вимикати обладнання по мірі необхідності. Приміром, вентиляція в сучасних будівлях може функціонувати тільки тоді, коли в них знаходяться люди.
Методи визначення для систем опалення
Таким чином, ми з’ясували, що таке розрахункова зимова температура зовнішнього повітря. У більшості випадків у Росії при проектуванні систем опалення приймається в увагу саме t° самих холодних п’ятиденок 8 зим. Однак іноді цей показник може розраховуватися і по-іншому. При проектуванні опалювальних мереж інженери враховують, крім усього іншого, і ступінь масивності огороджувальних конструкцій будівель.
Розрахункова температура для будівельних конструкцій дуже товстих (наприклад, рублених стін) дорівнює саме t° п’ятиденки за 8 років. Якщо ж огороджувальні конструкції будівлі відносяться до легких, при проектуванні систем опалення береться до уваги середня температура найбільш холодних діб року (тобто для Москви, наприклад, це може бути -46 °С). Для будинків з не дуже товстими і не особливо тонкими стінами обчислюється при цьому середнє арифметичне між двома цими показниками.
Як визначають ступінь масивності огороджувальних конструкцій
Цей показник для стін і перекриттів визначається передусім величиною їх теплової інерції. Остання при цьому обчислюється за формулою:
D = R1S1 + R2S2 + R3S3 + … + RnSn.
Тут R1, R2, R3, Rn — термічний опір шарів огородження в м2*год*град/ккал. S1, S2, S3, Sn у формулі — коефіцієнт теплозасвоєння матеріалів в період коливань температур за 24 години в ккал/м3*год*град.
Параметр S вираховується для кожного шару за формулою:
S = √0.51 λcy.
У цій формулі λ — коефіцієнт теплопровідності матеріалу в ккал/м*год*град, с — його питома теплоємність ккал/кг*град, y — об’ємна вага в кг/м3.
Розрахункова температура зовнішнього повітря для опалення, в залежності від масивності стін (показника D), визначається по таблиці.
Нормативи температур для житлових приміщень
Проектувати систему опалення, в тому числі і з урахуванням зовнішньої температури, слід таким чином, щоб в приміщеннях різного призначення в будинку або квартирі в подальшому створювався мікроклімат, що відповідає чинному законодавству. Для житлових будівель у нас в країні в цьому плані передбачаються такі нормативи:
житлові кімнати — температура взимку не нижче +18 °С;
кутові житлові кімнати — +20 °С;
ванні кімнати — +25 °С.
При цьому якщо розрахункова зовнішня температура повітря в даній конкретній місцевості нижче -31 °С, для звичайних житлових і кутових приміщень показники збільшуються до +20 +22 °С відповідно.
Нормативи для громадських будівель
Зрозуміло, передбачаються нормативи температури повітря та для різного роду приміщень громадського призначення.
Згідно з нормативами, в тих будинках, в яких люди завжди перебувають у вуличному одязі, температура повітря не повинна опускатися нижче 14 °С. дозволеною максимальною температурою в адміністративних і офісних приміщеннях в літній час року є 30 °С. При цьому мінімальної t° взимку в таких будівлях вважається -13 °С.
Розрахункова температура для вентиляції
Такі інженерні системи в багатоквартирних будинках монтуються в обов’язковому порядку. Передбачають вентиляційні мережі і в багатьох заміських житлових будівлях. При проектуванні таких систем також, як уже згадувалося, приймається до уваги розрахункова зимова температура зовнішнього повітря. З використанням цього показника в подальшому обчислюється оптимальна потужність вентиляційного обладнання.
В даному випадку проектування виконується із застосуванням приблизно тих же правил, що і для систем опалення. Тобто найчастіше:
для легких огорож приймається до уваги мінімальна температура самого холодного місяця;
для стін малої масивності — середня зовнішня температура найбільш холодних днів;
для огорож середньої масивності — середнє арифметичне між показаннями t° найбільш холодних діб і самої морозної п’ятиденки;
для масивних стін — температура п’ятиденки.
Розрахункова температура повітря і повітрообмін
По потужності вентиляційне обладнання для житлових і різного роду громадських приміщень підбирається таким чином, щоб забезпечити найбільший комфорт знаходяться в них людей. Тобто проектуватися подібні системи повинні таким чином, щоб забезпечити потрібну кратність повітрообміну. Цей показник, у свою чергу, залежить від розрахункової зовнішньої температури на вулиці.
Для приміщень різного призначення передбачається неоднакова і кратність повітрообміну.
Розрахункова температура для холодильних установок
При проектуванні такого обладнання інженери беруть до уваги в першу чергу такі показники, як час обробки і коефіцієнт запасу. Також при розрахунку холодильних установок, як та систем опалення, враховується розрахункова температура зовнішнього повітря. Проте в даному разі до уваги не беруться, звичайно ж, показники не найнижчих t° в році, а самих високих.
На жаль, у нас в країні на даний момент практично немає довідкової літератури, в якій були б вказані показники розрахункових зовнішніх температур для холодильних установок в тій чи іншій місцевості. Однак програми з базами найвищих t° для різних міст можна зустріти в інтернеті. Єдине — інженер, якому знадобилися такі відомості, навряд чи вдасться перевірити першоджерела і достовірність інформації в таких списках.
Формули для холодильних установок
Знайти стовідсотково достовірні таблиці та списки міст із зазначенням розрахункових зовнішніх температур для такого обладнання сьогодні, таким чином, досить складно. Але в Росії, на щастя, ще з радянських часів збереглися документи з формулами для обчислення таких показників. Якщо знайти необхідну інформацію про зовнішній температурі в даному конкретному районі не вдасться, розрахунок можна здійснити, наприклад, за такою формулою:
tH = tCP МІС + 0,25 × tAM (4.3).
Тут tCP МІС — середня температура самого жаркого місяця в регіоні, tAM — температура абсолютного максимуму.
Також вибір розрахункової зовнішньої температури повітря при проектуванні холодильних установок може здійснюватися, наприклад, з використанням наступної формули:
Тнар = 0,4 Та.м.+ 0,6 Мс.м.
Тут Тз.м – усереднена температура в 13 годин самого жаркого місяця, Та.м — максимальна за кліматичними даними.
Крім усього іншого, згідно з нормативами, коефіцієнт теплопередачі огороджень холодильної установки визначається з урахуванням кліматичної зони, яких у Росії є три:
південна — із середньорічною температурою від + 9 °С;
середня — з температурою 1-8 °С;
північна — з температурою зовнішнього повітря від 0 ° с і нижче.
Іноді в зимовий час року камери холодильників доводиться обігрівати з використанням спеціальних пристроїв. Розрахунок потужності останніх, звичайно ж, також проводиться з урахуванням зовнішньої температури. Але в даному випадку в розрахунок приймаються зимові показники.
Вибір нормованих параметрів зовнішнього повітря
Проектуватися системи опалення, вентиляції і кондиціонування в будівлях різного призначення, таким чином, повинні з урахуванням змін погоди на вулиці. Регулює у нас в країні чисельні значення параметрів зовнішнього повітря СНиП 23-01-99.
Згідно з цим документом, при проектуванні інженерних систем, що відповідають за мікроклімат в приміщеннях, можуть враховуватися:
параметри групи А — для теплої пори року;
групи В — для холодного.
При цьому параметри для перехідних періодів (весна/осінь) приймаються такі:
для температури – 10 °С;
для ентальпії – 26,5 кДж/кг.
Згідно СНиП 23-01-99, при цьому при проектуванні споруд і будівель допускається приймати до уваги більш низькі параметри зовнішнього повітря взимку і більш високі влітку.
При виконанні теплотехнічних розрахунків, визначення вологісного режиму і опору повітропроникності огороджувальних конструкцій можуть, крім усього іншого, враховуватися наступні основні розрахункові параметри зовнішнього повітря:
для об’єктів масового будівництва — середня t° найбільш холодної п’ятиденки забезпеченістю 0.92 для бетонних конструкцій і 0.98 — для сталевих;
середня температура зовнішнього повітря найбільш холодного місяця;
середня температура та тривалість опалювального періоду з стійкою середньодобовою t° зовнішнього повітря 8 і 10 °С (необхідно для визначення умов експлуатації стін і перекриттів будівель);
розрахункова швидкість вітру (дорівнює максимальній із середніх за січень по румбам повторюваністю від 16% на висоті 10 м від поверхні землі).
Також при проектуванні огороджувальних конструкцій будівель і споруд враховується, звичайно ж, і зона вологості району проектування.
Що таке забезпеченість
При проектуванні інженерних систем розрахункову температуру в наш час компанії часто вибирають з урахуванням з забезпеченості. Під цим терміном при цьому розуміють ймовірність того, що температура не перевищить в подальшому заданого значення. Наприклад, забезпеченість 0.92 означає те, що зовнішня t° не вийде за певні рамки протягом 92% часу. У період, що залишився інженерна система може виконувати свої функції, на жаль, недостатньо ефективно.
Як вже згадувалося, при проектуванні комунікацій бетонних будівель за нормативами у нас в країні враховується розрахункова зовнішня температура з забезпеченістю в 0.92. Однак при цьому на практиці компанії виробляють монтаж інженерних систем в будівлях різного призначення в більшості випадків з забезпеченістю в 0.95. Іноді за домовленістю з замовникам при підвищенні оплати послуги при проектуванні комунікацій можуть використовуватися і великі показники цього параметра. Такий підхід гарантує створення найбільш комфортних умов проживання або роботи людей у приміщеннях будівлі.
