Тепловые потери отапливаемых помещений зависят от температуры наружного воздуха, которая меняется в широких пределах. Высшим значением наружной температуры, при котором необходимо отопление, считают 80С. За расчетную наружную температуру для проектирования отопления принимают среднюю температуру самой холодной пятидневки в данной местности по многолетним значениям. Такая температура в зависимости от климатических условий, согласно СНиП 11-А.6 «Строительная климатология и геофизика» для Сочи, Москвы и Якутска равна соответственно: 2, 26 и 56° С мороза. В тех редких случаях, когда наружная температура в течении длительного времени будет ниже расчетной, допускается внутренняя температура отапливаемых помещений ниже заданной нормами.
    Основные теплопотери помещений возникают через наружные ограждающие конструкции: стены, окна, двери, полы нижнего и перекрытия верхнего этажей. Принимая, условно, что теплопередача через эти ограждения установилась на постоянном уроне (чего в действительности не бывает из-за колебаний наружной температуры), теплопотери каждого ограждения определяют в кДж/ч. по формуле

Q= k F(t_в – t_н) a                     (1)

где к—коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции (количество тепла, передаваемое через ограждение площадью 1 м² в течение 1 ч при разности температур внутреннего и наружного воздуха 1°С), кДж1ч • м² • град,
    F— площадь ограждающей конструкции, м²;
    t_в—внутренняя температура;
    t_н — температура наружного воздуха, при проектировании отопления принимаемая равной расчетной наружной температуре для отопления t _р.о;
    а - поправочный коэффициент, учитывающий ряд факторов, увеличивающих или уменьшающих расчетные теплопотери: ветер, ориентировка на страны света, высоту помещения, уменьшение потерь тепла при отделении ограждения от наружного воздуха кровлей или подпольем и т д.
    Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции - величина, обратная общему сопротивлению теплопередачи ограждающей конструкции, которое выражают в м₂ *ч*град/кДж

R_общ=1/k.                      (2)

    Определяют эту величину для многослойной конструкции по формуле

R_общ= 1/а _в + l₁/ λ₁ + ... +l _n/λ _n+ 1/а₀                     (3)

где а_в—коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения (для стен а_в=31,4 кДж/м² ч град
    l₁.. l_n—толщина слоев материалов, из которых состоит ограждение, м;
    λ₁... λ_n — соответствующие коэффициенты теплопроводности материалов, из которых выполнены эти слои кДж/м ч град;
    а₀—коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения (для наружных стен а_о =20 кДж/ м² ч град).
    Важно, чтобы общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, в частности, наружных стег. обеспечивало достаточно высокую температуру на внутренней поверхности, чтобы исключить чрезмерное охлаждение и конденсацию влаги из воздуха на этой поверхности. Оно должно быть не менее минимального сопротивления теплопередаче (R min), которое для кирпичных, бетонных и других массивных конструкций наружных ограждении? определяют по формуле:

R_min = R_в (t _в – t _{р о})/ Δ t ^н                      (4)

где R_в—сопротивление теплообмену па внутренней поверхности ограждения (R_в=1/а_в);
    Δt ^н — нормируемая разность между температурой воздуха в помещении t_в и температурой внутренней поверхности ограждения τв.п, для наружных стен производственных помещений с относительной влажностью воздуха от 50 до 60% эта величина должна быть не менее 8°, для пола—2,5°.
    В помещениях с повышенной влажностью (более 60%). в которых недопустима конденсация влаги па внутренней поверхности стен, проверяют температуру этой поверхности (τ в.п,) по формулам (5—6), чтобы она была выше температуры точки росы воздуха помещений (t _т.р)

τв.п. = t _в -((t _в – t _{р о})/ R_обща_в                     (5)

τ в.п.≥ t _{т р} +1                     (6)

    Температуру точки росы определяют по температуре и влажности воздуха помещения с помощью i—d -диаграммы или таблиц влажного воздуха. С увеличением общего сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций уменьшается расход топлива на отопление, но одновременно повышается стоимость здания.
    Поэтому оптимальное значение общего сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (большее R_общ) находят с помощью экономических расчетов. Оно зависит от климатических условий местности, где строится здание, стоимости топлива, строитель-ных материалов и т.п.
    Пример. Определить минимальное общее сопротивление теплопередаче и минимальную толщину керамзитобетонной панели наружной стены в производственном помещении, если известно, что температура внутреннего воздуха t _в = 16⁰. относительная влажность воздуха от 50 до 60%, расчетная наружная температура для отопления t _р.о = -26 ⁰С; коэффициент теплопроводности керамзитобетона = 1,68 кДж/м ч град. Решение. 1. Сопротивление теплообмену на внутренней поверхности стен

R_в=1/31.5 = 0,032 м² ч град/кДж.

Нормируемую разность температур t_н принимаем равной 8°.     Минимальное общее сопротивление теплопередаче определим по формуле (4)

R_общ = R _min =0,032 [16—(— 26)] /8=0,167 м² ч град/кДж

    Минимальную толщину керамзитобетонной панели находим из формулы(3), имея в виду, что панель состоит из одного слоя и что а_о=83,8 кДж/м² ч град

    Теплопотери для каждого помещения определяют путем суммирования теплопотерь через все наружные ограждения, которые имеет данное помещение. В тех случаях, когда отапливаемое помещение граничит с неотапливаемым или другим помещением с пониженной температурой (более чем на 50), к теплопотерям помещения добавляют количество тепла, теряемое им через внутренние ограждения. Эти суммарные теплопотери при расчетной наружной температуре являются расчетными теплопотерями данного помещения, которые должны быть возмещены системой отопления.
    В ряде случаев (в районах с сильными ветрами, в нижних этажах многоэтажных зданий) к теплопотерям, возникающим вследствие теплопроводности ограждающих конструкций, добавляют теплопотери, вносимые инфильтрующимся наружным воздухом. Этот воздух поступает в основном через щели окон и дверей под действием ветра, а также в нижние этажи зданий под действием разности температур внутреннего и наружного воздуха.
    Для некоторых помещений, куда въезжают с улицы холодные машины (например, склады) или поступает холодный материал (например, холодная вода на мойку, гидротермическую обработку зерна), необходимо учитывать охлаждения, вносимые машинами и материалами.
    Во многих производственных помещениях технологическое оборудование, наоборот, выделяет тепло. В этих случаях отопление рассчитывают па разность между суммарными теплопотерями помещения и тепловыделениями от оборудования.
    Общие расчетные потери зданием (Qобщ) получают суммированием теплопотсрь, подсчитанных для каждого помещения.
    Зная общие расчетные теплопотери здания и его объем V (по наружному обмеру), определяют удельную тепловую характеристику q в кДж/ч м³ град по формуле

q = Q_общ/ V (t_в - t_ро)                      (7)

    За внутреннюю температуру /и в этой формуле принимают такую, которая характерна для большинства находящихся в данном здании помещений.
    Как видно из этой формулы, удельная тепловая характеристика здания—это количество тепла. которое теряется в среднем 1 м³ этого здания за 1 ч при разности температур внутреннего и наружного воздуха 1°С.
    При оптимальном теплотехническом решении здания его удельная тепловая характеристика в зависимости от объема находится, как правило, в пределах, указанных в табл. 2.2.

Удельные тепловые характеристики производственного здания

Таблица 2.2

Объем, тыс. м3	q кДж/ч м3 град	Объем, тыс. м3	q кДж/ч м3 град
До 1	2,1	От 10 до 15	1,47
От 1,0 до 3	1,89	От 15 до 20 ..	1,34
От 3 до 5 . .	1,72	От 20 до 30 ..	1.22
От 5 до 10	1,59

    Приближенные расчеты расхода тепла можно вести, пользуясь приведенными выше значениями удельной тепловой характеристики.
    Так, расчетный расход тепла за 1 ч (кДж/ч) определяют по формуле

Q _расч. = q V (t_в - t_р.о).                      (8)

    При наличии в здании нескольких помещений с разными температурами, за внутреннюю температуру tв принимают, как и в формуле (7), характерную для большинства помещений.

Содержание