Учебник для вузов

Отопление

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Помещения в здании изолированы от внешней среды, что позволяет создать в них определенный микроклимат. Наружные ограждения защищают от непосредственных климатических воздействий, специальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (собирательно их можно называть системами кондиционирования микроклимата) поддерживают в помещениях в течение всего года определенные параметры внутренней среды.

Тепловым режимом здания называется совокупность всех факторов и процессов, определяющих тепловую обстановку в его помещениях.

В холодный период года под влиянием низкой температуры и ветра через наружные ограждения происходит потеря тепла, и их внутренние поверхности, обращенные в помещение, оказываются относительно холодными. В то же время через поверхности отопительных устройств в помещение непрерывно подается тепло, вследствие чего они имеют повышенную температуру.

Таким образом, определенное постоянство температурной обстановки в помещении должно быть выдержано при наличии в нем холодных внутренних поверхностей наружных ограждений и нагретых поверхностей приборов системы отопления.

При наличии холодных и нагретых поверхностей в помещении возникают конвективные потоки воздуха, которые тем интенсивнее, чем больше температура поверхностей отличается от температуры внутреннего воздуха. Ниспадающие холодные потоки от наружных ограждений могут заметно переохладить нижнюю зону помещения, а восходящие потоки нагретого у горячих поверхностей воздуха создают тепловую подушку под потолком помещения.

Инфильтрация наружного воздуха через ограждения и действие нагретых или охлажденных струй воздуха, подаваемых в помещение вентиляционными системами, также вызывают определенную подвижность воздуха в помещении. Нагретые и холодные поверхности являются источниками радиационного нагревания и охлаждения в помещении.

Остальные поверхности внутренних ограждений, оборудования и мебели, а также основная масса воздуха являются пассивными участниками процессов теплообмена и образования конвективных потоков.

Интенсивные потоки холодного воздуха и потеря тепла излучением, а также чрезмерное количество излучаемого тепла создают у людей, находящихся в помещении, ощущение неприятного переохлаждения или перегревания. При определенных условиях такая обстановка может привести к простудным и другим заболеваниям.

Температура наружного воздуха непрерывно изменяется, в связи с чем изменяются температура поверхностей ограждений и нагревательных приборов, интенсивность конвективных токов. Наибольшие разности температуры в помещении наблюдаются в суровые периоды зимы. Если защита наружных ограждений и тепловая мощность системы отопления обеспечат удовлетворительные внутренние условия в этот отрезок времени, то они смогут при соответствующем регулировании поддержать необходимые условия в помещении и в течение всего остального холодного периода года.

Поэтому, решая задачу отопления здания, необходимо рассчитать ограждения и обогревающие устройства так, чтобы они обеспечили требуемые тепловые условия в обслуживаемой зоне помещений, прежде всего в наиболее суровый период зимы, который в связи с этим считается расчетным.

При изложении данного материала имеется в виду, что читатель знаком с основами теплопередачи и строительной теплофизики (в учебном плане специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» предусмотрена именно такая последовательность изучения дисциплин), ему известны частные вопросы теплопередачи через ограждения, теплообмена и комфортности тепловой обстановки в помещении, нестационарной теплопередачи, выбора расчетных условий и т. д. Поэтому в данной главе материал расположен в логической последовательности, отвечающей необходимости лаконичного освещения всей совокупности вопросов теплового режима здания в холодный период года, которая является теплофизи-ческой основой техники отопления и которую необходимо знать, приступая к изучению отдельных элементов, выбору схем, методов проектирования и расчета систем отопления.