В этих условиях актуальна методика, позволяющая достаточно объективно оценить правомерность применяемого нормирования расчетной отопительной температуры для помещений здания, имеющих повышенный процент остекления фасада, особенно для угловых помещений при заданной величине допустимого понижения температуры воздуха в них. Дифференцированный подход (рис. 1) должен учитывать особенности теплопотерь через светопроемы (называемые быстрыми) и через массивные непрозрачные ограждения (называемые медленными).Особое внимание этому вопросу уделено в работах С.А. Чистовича и его коллег [16, 17, 18], где специально рекомендуют «…предусматривать дифференцированный учет медленных и быстрых тепловых потерь…».Как пример, укажем на предложение В.Д. Коркина [13] об учете массивности стен. Он представил в качестве примера, что для молельного зала Казанского собора в Санкт-Петербурге при толщине стен ? = 2,8 м расчетная температура должна быть tнрх = –15 °C, а не как принято tнрх = –26 °C. В пределе для здания без окон ее нужно определять с учетом только инерционности стен, а также кровли. Продолжая эту мысль, подчеркнем, что в другом предельном случае для здания из сплошного остекления (кроме кровли) наружная расчетная температура должна быть принята близкой к абсолютно минимальной. Можно предложить два варианта методики поверочного расчета наружной температуры для определения расчетных теплопотерь помещения и здания. Вариант 1: расчет на основе усреднения воздействий на помещение через окна и стеныВ общем случае для реального здания с одинаковой относительной площадью остекления f_ост ? [0; 1] всех помещений, кроме угловых, расчетная температура для каждого здания индивидуальна: где f_ок — относительная площадь остекления в долях от общей площади вертикальных ограждений. Расчетные теплопотери через наружные ограждения помещения и здания при такой методике определяют по формуле:Qтп.расч = ?kокFок(tв – tн.абс.min) + (2)+ ?kн.огр.iFн.огр.i[tв – tн.расч(Dст, Tст)],где tн.расч(Dст, Тст) — расчетная температура наружного воздуха для определения теплопотерь, выбираемая в зависимости от массивности наружного ограждения при периоде суточных колебаний Dст = ?RiS24i и основной теплоинерционной характеристики наружной стены — ее постоянной времени: Вариант 2: упрощенный метод выбора НРТ для расчета теплопотерь Такую методику можно получить на основе уравнения, описывающего снижение внутренней температуры при увеличении некомпенсируемых быстрых теплопотерь через окна (рис. 1), следующей зависимостью: где ,относительная температура поверхности ограждения, как соотношение соответствующих приращений температур поверхности и скачкообразного изменения температуры воздуха в помещении, безразмерно; комплексный теплофизический критерий гомохронности, предложенный А.В. Лыковым [14] для полуограниченного массива; ?tв.доп — допустимое понижение температуры воздуха в отапливаемом помещении данного назначения от ее расчетной величины при понижении наружной температуры от ее расчетного значения [°C] (отрицательно), определяемое по [1]; Fок — площадь окон данного помещения, м2; ?Fогр — площадь всех непрозрачных (внутренних и наружных) ограждений и оборудования (мебели), обращенных в помещение, м2; ?к — средний коэффициент конвективного теплообмена на непрозрачных поверхностях ограждений помещения, Вт/(м2?°C), зависящий от условий движения воздуха у поверхностей, типа струй (настильных, отрывных), кратности воздухообмена; Vпом — объем помещения, м3; kок — коэффициент теплопередачи окна, Вт/(м2?°C); kкр — кратность воздухообмена в помещении с воздушным отоплением (при наличии нагревательных приборов kкр = 0).Если предположить, что известны значения ?к = 2 Вт/(м2?°C), kок = 2 Вт/(м2?°C), принять допустимое понижение температуры ?tв.доп = –3 °C и пренебречь незначительной аккумуляцией поступающего через окна холода воздухом помещения Vпомcв?в(3600?)–1 по прошествии десятков часов переходного температурного режима в помещении с «обычным» отоплением и принимая, что 1 – qпов = 0,43M–0,37 [14] при M > 1 после ряда преобразований формулы (3) получим следующее выражение:где характерный размер помещения, как отношение его объема к площади всех ограждений и оборудования, м; cм, ?м, ?м — усредненные теплофизические характеристики материалов внутренних слоев ограждений помещения; ? — наибольшая непрерывная продолжительность наблюдения температуры наружного воздуха в данном пункте ниже некоторого значения tнi, определяемая по данным [2–12]. Такие данные для разных городов России нанесены в виде точек на сводный график рис. 2. По (4) выполнены расчеты зависимости ?tнрх в функции от времени ? или необеспеченности 1 – р при разной относительной площади остекления:эти линии нанесены на тот же график. При воздушном отоплении дополнительно учитывают кратность воздухообмена и на рис. 2 расчеты ведут при известном комплексе: Для сравнения с быстрыми теплопотерями через окна инерционность процесса охлаждения внутренних поверхностей наружных ограждений можно оценить по уравнению:где ?tн(?) — максимальная непрерывная продолжительность понижения наружной температуры от любого расчетного значения в данном пункте (рис. 2), эта зависимость приближенно описывается соотношением: ?tн(?) = ?tн.0(1 – p)–m,где m — показатель степени, определяемый по рис. 2; ?tн.0 — значение разности температур, определяемое при данной необеспеченности 1 – p;постоянная времени экспоненциального переходного процесса изменения температуры внутренней поверхности наружной стены, ч. Поясним данную методику характерным примером. Пример Определить расчетную температуру наружного воздуха по предлагаемой методике для определения расчетных теплопотерь типового (не углового) жилого помещения на промежуточном этаже в Санкт-Петербурге, если допустимое понижение температуры согласно [1] составляет ?tв.доп = –3 °C. Геометрические характеристики помещения таковы:Fпл = 6 ? 3 = 18 м2,Fок = Fпл/7 = 18/7 = 2,6 м2,h = 3 м, Vпом = Fплh = 18 ? 3 = 54 м3,?Fогр = 2 ? (3 ? 6 + 3 ? 3 + 3 ? 6) = 90 м2(площадью мебели и аккумуляцией теплоты ею пренебрегаем — в запас), характерный размер помещения тогда равен:lпом = Vпом/?Fогр = 54/90 = 0,6 м.Вычисляем относительную площадь окон данного помещения:По рис. 2 для Санкт-Петербурга этому значению соответствует ?tнрх = 21 °C, чему соответствует расчетная наружная температура для определения теплопотерь и расчета системы отопления в таком типовом жилом помещении при tн.абс.min = –36 °C [15] в Санкт-Петербурге tнрх = –36 + 21 = –15 °C, а максимальная непрерывная продолжительность более низких температур по данным [2] составляет ?(tн 3Тст = 174 ч ? 7 сут процесс изменения температуры внутренней поверхности можно считать установившимся, а снижение температуры по формуле (5) составит [°C]:тогда как по условию снижение температуры воздуха в помещении при таком расчете будет равно ?tв = –3 °C, а сама температура в помещении снизится до tв = 21 – 3 = 18 °C, что допустимо для жилых помещений [1].Повторим расчет для случая, когда рассматриваемое помещение угловое и имеет сплошное остекление, тогда:По рис. 2 для случая ?tнрх = 8 °C, чему соответствует tнрх = –36 + 8 = –28 °C, т.е. несколько ниже расчетной. Данный расчет содержит запас по нескольким причинам. Первая — это неучет аккумуляции теплоты оборудованием (мебелью) помещения. Вторая причина — это возможность повышения теплоотдачи нагревательных приборов в интервале температур от tн = –15 °C до общепринятой наружной расчетной температуры для отопления в Санкт-Петербурге tнрх = –26 °C в силу повышения температуры теплоносителя — горячей воды — по графику. Третья — в предложенной методике имеются и другие запасы, например за счет учета наибольшей из наблюдаемых за многие годы продолжительности снижения tн(?), а не другой, например средней. Вывод В каждом помещении, исходя из его назначения, относительной площади остекления и допустимого понижения температуры может быть вычислена «своя» расчетная температура для определения теплопотерь этого помещения, однако даже при сплошном остеклении снижение от нормируемой температуры может составить несколько градусов. ? 1. ГОСТ 30494–96. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях // М.: Госстрой России, 1999. 2. Климат Ленинграда / Под ред. Ц.А. Швер, Е.В. Алтыкиса, Л.С. Евтеевой. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 3. Климат Кирова / Под ред. М.О. Френкель, Ц.А. Швер. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 4. Климат Архангельска / Под ред. Ц.А. Швер, А.С. Егорова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 5. Климат Читы / Под ред. Ц.А. Швер, И.А. Зильберштейна. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 6. Климат Чебоксар / Под ред. В.Н. Бабиченко, С.В. Рязанова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 7. Климат Сыктывкара / Под ред. Ц.А. Швер. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 8. Климат Пскова / Под ред. Ц.А. Швер, Л.С. Евтеевой. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 9. Климат Куйбышева / Под ред. Ц.А. Швер. — Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 10. Климат Калинина / Под ред. Ц.А. Швер, Л.С. Евтеевой, Е.В. Алтыкиса. — Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 11. Климат Ижевска / Под ред. Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат, 1979. 12. Климат Ашхабада / Под ред. Ц.А. Швер, А.Б. Рыхловой. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 13. Коркин В.Д. Особенности кондиционирования воздуха старинных зданий / В кн.: Проблемы и перспективы развития систем кондиционирования. — СПб.: СПб ГАХиПТ, 1997. 14. Лыков А.В. Теория теплопроводности. — М.: Высшая школа, 1967. 15. СНиП 2301–99*. Строительная климатология. — М.: Госстрой России, 2003. 16. Чистович С.А. Тепловой режим отапливаемых зданий и основные характеристики САР отпуска тепла в отопительных котельных / В кн.: Автоматизация отопительных котельных. — Л.: Гостопиздат, 1961. 17. Чистович С.А., Быков С.И., Лебедев П.И. Метод учета влияния инерционности наружных ограждений зданий на режим отпуска теплоты в условиях АСУ ТП / В кн.: Индустриальные отопительно-вентиляционные и санитарно-технические системы и технология их монтажа. — Л.: ВНИИГС, 1983. 18. Чистович С.А., Харитонов В.Б. Автоматизированные системы теплофикации, теплоснабжения и отопления // АВОК-Северо-Запад, СПб: 2008.