Тепловий режим приміщень
Тепловий режим приміщень
Підтримка теплового режиму приміщень відноситься до основних вимог, які пред'являються будинку. Знаходження можливостей зменшення тепловтрат та витрати енергії на опалення має супроводжуватися контролем параметрів, що характеризують необхідний тепловий режим:
Температура внутрішнього повітря
Оцінюючи теплового комфорту температура внутрішнього повітря безпосередньо залежить від температури внутрішньої поверхні конструкцій. Температура поверхонь виражається середньою температурою внутрішніх поверхонь у приміщенні. Спільно із температурою внутрішнього повітря вона визначає сумарну температуру приміщення.
Для житлових будинків сумарна температура складатиме 38°C (температура повітря 20°C та середня температура внутрішніх поверхонь 18°C). Однак сумарна температура приміщення може бути забезпечена іншою комбінацією температури повітря і середньої температури поверхонь. Виникає питання про найбільш сприятливе поєднання температур з погляду тепловтрат. Відомо, що втрати втрати збільшуються зі збільшенням температури внутрішнього повітря. Отже, найбільш вигідним є таке поєднання, у якому температура внутрішнього повітря буде найменшою. Відомо, що в будинках з прямим сонячним обігрівом після нагрівання величезної термічної маси конструкцій, що захищають сонячним теплом, тепловий комфорт зберігається при зниженні температури до 18°C (іноді і нижче).
Іноді у будинках виникають додаткові теплові втрати за рахунок надлишкового опалення, під яким мається на увазі подача більшої кількості теплоти, ніжнеобхідне забезпечення теплового режиму. При надмірному опаленні підвищується температура внутрішнього повітря і зростають відповідно тепловтрати.
Для попередження надлишкового опалення необхідно:
Іноді для економії енергоресурсів вдаються до зниження температури внутрішнього повітря нижче за необхідне значення. Теплові втрати при цьому зменшуються, але тепловий дискомфорт, що виникає, змушує використовувати електричні нагрівачі, що призводить лише до додаткових нераціональних витрат, т.к. ККД у разі (з урахуванням перетворення теплової енергії на електростанції в електричну) становить трохи більше 30%.
Середня температура внутрішніх поверхонь приміщень
Зниження температури внутрішнього повітря без порушення теплового комфорту допустиме лише тоді, коли є можливість підвищити середню температуру внутрішніх поверхонь приміщення.
Якщо, наприклад, середню температуру внутрішніх поверхонь приміщення підвищити до 19°C, то температуру внутрішнього повітря можна знизити до 19°C. Підвищення температури на внутрішніх поверхнях будівельних конструкцій бажано з погляду зменшення тепловтрат, а також теплового комфорту, що виражається вимогою: «Теплі стіни, холодне повітря».
Температура на внутрішніх поверхнях будівельних конструкцій може підвищуватись за рахунок покращення їх теплотехнічних властивостей.
Різниця температур внутрішнього повітря та поверхніконструкції
Між повітрям та поверхнями окремих будівельних конструкцій у приміщенні відбувається теплообмін випромінюванням та конвекцією. При природному русі повітря у приміщенні, найважливішою величиною, що визначає процес теплообміну, є різниця температур внутрішнього повітря та внутрішньої поверхні конструкцій. Що ця різниця, то більший коефіцієнт конвективного теплообміну. Зменшення коефіцієнта теплообміну, а значить і різниці температур повітря та внутрішньої поверхні будівельних конструкцій, призводить до зменшення коефіцієнта теплопередачі, що, у свою чергу, сприяє підвищенню температури на внутрішній поверхні огорожі.
Теплообмін випромінюванням характеризується коефіцієнтом променистого теплообміну. Найбільш важливою величиною, від якої залежить коефіцієнт променистого теплообміну, є коефіцієнт поглинання випромінювання. При зміні цього коефіцієнта від 02 до 09 коефіцієнт теплообміну змінюється в межах 02. 4,6 Вт/(м2*К). Найменший коефіцієнт променистого теплообміну буде у приміщенні з блискучими металевими поверхнями. Тому в опалюваних приміщеннях рідко застосовують темні поверхні.
За нормальних умов швидкість повітря в приміщенні має бути меншою за 0,1 м/с. Ця швидкість не погіршує тепловий комфорт. У разі зростання швидкості з'являється відчуття дискомфорту. Для збереження теплового комфорту необхідно компенсувати підвищену швидкість повітря за рахунок підвищення температури. Однак підвищення температури повітря з енергетичного погляду невигідне. Збільшення швидкості повітря спричиняє, крім того, збільшення коефіцієнта конвективного теплообміну.
Наприклад, при швидкості повітря 0,4 м/с коефіцієнт теплообміну дорівнює 5,8 Вт/(м2*K), що перевищує значення,відповідне найбільшої допустимої різниці температур повітря та поверхні будівельних конструкцій. Збільшення коефіцієнта теплообміну веде до підвищення тепловтрат, тому доцільно обмежити швидкість повітря у приміщенні.
Збільшення швидкості повітря можна попередити ущільненням стиків вікон та дверей на зовнішній стороні конструкцій, що захищають.
Відносна вологість внутрішнього повітря впливає тепловтрати будинків, тобто. на величину питомої теплоємності повітря, яка тим більша, чим вища його вологість. При високій відносній вологості тепловтрати можуть збільшуватися до 1%. Однак у житлових будинках відносна вологість не повинна бути більше 60%, у цьому випадку збільшення тепловтрат незначне.
Висока відносна вологість внутрішнього повітря несприятлива з погляду конденсації водяної пари на внутрішній поверхні і всередині конструкції, т.к. сприяє збільшенню вологості матеріалу конструкції. При підвищенні вологості конструкції збільшується її теплопровідність та, відповідно, тепловтрати приміщення.
Якщо в приміщенні є джерело підвищення вологості повітря, необхідно інтенсивно вентилювати це приміщення, що сприяє також значним втратам теплоти. Кількість джерел вологості у приміщеннях слід скорочувати. Якщо виникає необхідність вентиляції, її слід проектувати з мінімальним повітрообміном.