Co to jest "projektowa temperatura zewnętrzna": definicja, szczegóły obliczeń i ciekawostki

Przy projektowaniu instalacji grzewczych i wentylacyjnych w budynkach mieszkalnych i niskich domach wiejskich należy uwzględnić wartość obliczeniową temperatury powietrza zewnętrznego. Przy prawidłowym określeniu tego parametru, domowe systemy inżynieryjne pracują wydajnie nawet w najzimniejsze i najgorętsze dni, a ponadto okazują się dość ekonomiczne.

Definicja

Ponieważ Rosja ma zimny klimat, projektowanie systemów grzewczych w naszym kraju jest szczególnie wrażliwe. W związku z tym, w ramach koncepcji "Projektowa temperatura powietrza zewnętrznego" w RF najczęściej spada poniżej średniej t° najzimniejszych okresów pięciodniowych w tym konkretnym obszarze w ciągu 8 najbardziej mroźnych zim ostatnich 50 lat. To właśnie ten parametr jest brany pod uwagę przy projektowaniu systemów grzewczych i wentylacyjnych. Interesujące jest to, że parametr ten jest zawsze znacznie wyższy od absolutnego minimum t° dla tego samego obszaru.

Na przykład, dla Moskwy obliczona temperatura zewnętrzna wynosi -26 °C. Absolutne minimum zimowe t° dla stolicy wynosi już -41°C. Dla Petersburga wartości te wynoszą odpowiednio -24 i -36 °C.

Pomimo tego, że obliczeniowa temperatura zewnętrzna jest zawsze wyższa niż absolutne minimum, systemy grzewcze zaprojektowane z myślą o tym są dość wydajne. Faktem jest, że w większości przypadków przegrody budowlane różnego rodzaju budynków mają dość dużą bezwładność cieplną. W efekcie krótkotrwały spadek temperatury zewnętrznej np. w stolicy nawet do minimum -41°C nie spowoduje znaczącego schłodzenia powietrza wewnętrznego w domach.

Zastosowanie w projekt przegród zewnętrznych budynku może być właśnie taki - kilka przykładów Dzięki projektowanej temperaturze powietrza zewnętrznego można znacznie zaoszczędzić na instalacji systemów grzewczych. Jest to szczególnie widoczne w przypadku budowania masy.

ciekawy fakt

Jeszcze w czasach radzieckich opracowano w naszym kraju różne normy dotyczące projektowania systemów inżynierskich. I oczywiście wiele takich dokumentów można obecnie uznać za wręcz nieaktualne. Dziś firmy budowlane często nie przestrzegają w niektórych punktach zasad wypracowanych w czasach sowieckich. W większości przypadków nie ma to jednak wpływu na komfort życia i pracy ludzi w budynku.

Obecnie, na przykład, firmy projektowe zwykle przyjmują najzimniejszy pięciodniowy okres podczas 8 najzimniejszych zim w ciągu ostatnich 50-20 lat jako projektowaną temperaturę zewnętrzną. Ponadto firmy takie mogą uwzględniać w projektach komunikacyjnych różnego rodzaju automatykę, która włącza i wyłącza urządzenia w zależności od potrzeb. Na przykład wentylacja w nowoczesnych budynkach może działać tylko wtedy, gdy w budynku są ludzie.

Metody oznaczania systemów grzewczych

Ustaliliśmy więc, jaka jest projektowa zimowa temperatura zewnętrzna. W większości przypadków w Rosji systemy grzewcze są projektowane według t° najzimniejszego okresu pięciodniowego podczas 8 zim. Czasami jednak można ją obliczyć w inny sposób. Projektując systemy grzewcze, inżynierowie biorą pod uwagę m.in. masę przegród zewnętrznych budynku.

Temperatura obliczeniowa dla bardzo grubych konstrukcji budowlanych (np. ścian drewnianych) to dokładnie temperatura pięciodniowego okresu w ciągu 8 lat. Jeśli przegrody zewnętrzne budynku są lekkie, projekt systemu grzewczego uwzględnia średnią temperaturę najzimniejszego dnia w roku (czyli np. -46 °C dla Moskwy). Dla domów, w których nie ma ani zbyt grubych, ani zbyt cienkich ścian, oblicza się średnią arytmetyczną tych dwóch wartości.

Jak określa się stopień masywności przegród budowlanych

W przypadku ścian i płyt wartość ta zależy głównie od wartości ich bezwładności cieplnej. Ten ostatni oblicza się za pomocą wzoru:

• D = R1S1 + R2S2 + R3S3 + ... + RnSn.

Tutaj R1, R2, R3, Rn - opór cieplny warstw fenestracji w m²w mieszkaniach S = √0 *h*hrad/kg/Kcal. S1, S2, S3, Sn we wzorze - współczynnik absorpcji ciepła przez materiały w okresie wahań temperatury przez 24 godziny w kcal/m³*h*grad.

S oblicza się dla każdej warstwy według następującego wzoru:

• S = √0.51λcy.

We wzorze tym λ jest przewodnością cieplną materiału w kcal/m*h*grad, s jest jego pojemnością cieplną właściwą kcal/kg*grad, y jest ciężarem objętościowym w kg/m³.

Projektową temperaturę zewnętrzną dla ogrzewania, w zależności od masywności ścian (wymiar D), określa się według tabeli.

Normy temperatury dla pomieszczeń mieszkalnych

System grzewczy powinien być tak zaprojektowany, aby poszczególne pomieszczenia domu lub mieszkania tworzyły następnie mikroklimat zgodny z prawem. Dla budynków mieszkalnych w naszym kraju obowiązują następujące normy

• Pomieszczenia mieszkalne - temperatura zimą nie niższa niż +18 °C;

• Salony narożne - +20 °C;

• łazienki - +25 °C.

Jeżeli obliczona temperatura zewnętrzna na danym obszarze jest niższa niż -31 °C, wartości dla normalnych i narożnych pomieszczeń mieszkalnych należy zwiększyć odpowiednio do +20 °C i +22 °C.

Przepisy dotyczące budynków publicznych

Oczywiście, istnieją przepisy temperatury powietrza Oczywiście w przypadku różnego rodzaju budynków użyteczności publicznej.

W budynkach, w których ludzie stale przebywają na zewnątrz, temperatura nie powinna spadać poniżej 14°C, zgodnie z przepisami. Maksymalna dopuszczalna temperatura w budynkach administracyjnych i biurowych w okresie letnim wynosi 30 °C. Minimalna temperatura zimą w takich budynkach wynosi -13°C.

Temperatura obliczeniowa dla wentylacji

Takie systemy inżynieryjne w blokach mieszkalnych muszą być zainstalowane. Dla wielu mieszkań pozamiejskich przewidziano również sieci wentylacyjne. Jak już wcześniej wspomniano, przy projektowaniu takich systemów uwzględnia się również spodziewane zimowe temperatury zewnętrzne. Na podstawie tego odczytu obliczana jest następnie optymalna wydajność urządzeń wentylacyjnych.

W tym przypadku projektowanie odbywa się z zastosowaniem mniej więcej takich samych zasad jak w przypadku systemów grzewczych. To znaczy, przez większość czasu:

• W przypadku okładzin lekkich uwzględnia się minimalną temperaturę najzimniejszego miesiąca;

• dla ścian lekkich - średnia temperatura zewnętrzna w najzimniejszych dniach

• W przypadku pomieszczeń średniej wielkości, średnia arytmetyczna pomiędzy odczytami t° z najzimniejszego dnia i najzimniejszego okresu pięciodniowego;

• Dla ścian pełnych - średnia temperatura z pięciu dni.

Obliczanie temperatury powietrza i współczynnika wymiany powietrza

Moc urządzeń wentylacyjnych dla pomieszczeń mieszkalnych i użyteczności publicznej dobiera się tak, aby zapewnić największy komfort mieszkańcom. Innymi słowy, systemy takie muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić wymagany współczynnik wymiany powietrza. To z kolei zależy od obliczeniowej temperatury zewnętrznej.

Współczynnik wymiany powietrza jest różny dla różnych zastosowań pomieszczenia.

Temperatura obliczeniowa dla urządzeń chłodniczych

Przy projektowaniu takich urządzeń inżynierowie biorą pod uwagę przede wszystkim czas chłodzenia oraz współczynnik bezpieczeństwa. Podobnie jak w przypadku systemu grzewczego, podstawa projektowania systemów chłodzenia musi również uwzględniać obliczeniową temperaturę powietrza zewnętrznego. Jednak oczywiście nie będzie brany pod uwagę najniższy t° roku, ale najwyższy t° roku.

Niestety, w naszym kraju w chwili obecnej nie ma prawie żadnej literatury źródłowej wskazującej obliczeniowe temperatury zewnętrzne dla instalacji chłodniczych w danym obszarze. W Internecie można jednak znaleźć programy z bazami danych o najwyższych t° dla różnych miast. Jedyną rzeczą jest to, że inżynier, który potrzebuje takich informacji, nie będzie mógł sprawdzić pochodzenia i wiarygodności informacji w takich listach.

Formuły dla instalacji chłodniczych

Stąd dzisiaj trudno jest znaleźć stuprocentowo wiarygodne tabele i wykazy miast z wyliczonymi temperaturami zewnętrznymi dla takich urządzeń. Ale w Rosji, na szczęście, od czasów sowieckich zachowały się dokumenty z wzorami do obliczania takich liczb. Jeśli nie można znaleźć niezbędnych informacji o temperaturze zewnętrznej w tym konkretnym miejscu, obliczenia można wykonać na przykład za pomocą tego wzoru:

• tH = tCP MES + 0,25 × tAM (4.3).

Tutaj tCP MES jest średnią temperaturą najgorętszego miesiąca w regionie, tAM jest absolutną maksymalną temperaturą.

Poniższy wzór może być również wykorzystany np. do doboru obliczeniowej temperatury zewnętrznej przy projektowaniu instalacji chłodniczych:

• tnar = 0,4Ta.м.+ 0,6Tc.м.

Tutaj Tc.m to średnia temperatura w 13 godzinie najgorętszego miesiąca, Ta.m - maksimum klimatyczne.

Ponadto, zgodnie z przepisami, współczynnik przenikania ciepła koperty instalacji chłodniczej jest określany z uwzględnieniem stref klimatycznych, których w Rosji jest trzy:

• Południe - średnia roczna temperatura od 9°C;

• medium - o temperaturze 1-8 °C;

• północna - przy temperaturze zewnętrznej od 0 ^оC i poniżej.

Czasami, w zimie, komory chłodni muszą być ogrzewane specjalnymi urządzeniami. Obliczenie wydajności tego ostatniego oczywiście uwzględnia również temperaturę zewnętrzną. Ale w tym przypadku brane są pod uwagę wartości zimowe.

Wybór znormalizowanych parametrów powietrza zewnętrznego

Dlatego systemy ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji w budynkach o różnym przeznaczeniu powinny być projektowane z uwzględnieniem zmian zewnętrznych warunków pogodowych. W naszym kraju wartości liczbowe parametrów powietrza zewnętrznego reguluje SNiP 23-01-99.

Zgodnie z tym dokumentem projekt systemów inżynierskich odpowiedzialnych za klimat wewnętrzny może uwzględniać:

• Parametry grupy A przeznaczone są na cieplejsze pory roku;

• grupa B - na zimno.

Parametry dla okresów przejściowych (wiosna/jesień) przyjmuje się następująco

• dla temperatury - 10 ° C;

• Dla entalpii - 26,5 kJ/kg.

Zgodnie z SNiP 23-01-99 w projektowaniu budowli i budynków dopuszcza się uwzględnienie niższych parametrów powietrza zewnętrznego w zimie i wyższych w lecie.

Przy wykonywaniu obliczeń cieplnych, określaniu warunków wilgotnościowych i odporności na przenikanie powietrza przegród budowlanych można uwzględnić m.in. następujące podstawowe parametry projektowe na zewnątrz:

• W przypadku projektów budynków masowych, średnia t° najzimniejszego okresu pięciodniowego z prawdopodobieństwem 0.92 dla konstrukcji betonowych i 0.98 - dla budynków stalowych;

• to średnia temperatura zewnętrzna w najzimniejszym miesiącu;

• średnia temperatura i czas trwania okresu grzewczego przy stałej średniej dziennej temperaturze powietrza zewnętrznego wynoszącej 8 i 10 °C (jest konieczny dla w celu określenia warunków eksploatacji ścian i płyt budynków);

• projektowa prędkość wiatru (równa maksymalnej styczniowej średniej powtarzalności rkm wynoszącej 16% na wysokości 10 m nad ziemią).

Oczywiście przy projektowaniu przegród budowlanych należy uwzględnić również strefę wilgotnościową rejonu planowania.

Czym jest bezpieczeństwo

Obecnie często zdarza się, że firmy projektując przegrody budowlane dobierają temperaturę obliczeniową w zależności od prawdopodobieństwa. Termin ten opisuje prawdopodobieństwo, że temperatura nie przekroczy danej wartości w późniejszym czasie. Na przykład prawdopodobieństwo 0 stopni wynosi 0.92 oznacza, że temperatura zewnętrzna nie przekroczy określonych limitów przez 92% czasu. Przez resztę czasu system niestety nie może wystarczająco spełniać swojej funkcji.

Jak już wspomniano, przy projektowaniu betonowych mediów budowlanych w naszym kraju, zgodnie z przepisami, przyjmuje się projektową temperaturę zewnętrzną z prawdopodobieństwem 0 stopni.92. W praktyce jednak firmy instalują media w budynkach o różnym przeznaczeniu w większości przypadków z 0.95. W niektórych przypadkach przy projektowaniu usługi można zastosować większe wartości, po uzgodnieniu z klientem i w przypadku podwyższenia opłaty. Zapewnia to najlepsze możliwe warunki dla mieszkańców do życia lub pracy w budynku.