roccmil ссс?
Государственный проектный институт CAKTZXIP02CT
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНОЙ ФИЗИКИ
РЕКОМЕНДАЦИИ
по определению теплопоступлешй от солнечной радиации в тропическом поясе земного шара
АЗ - 959
Москва 1987
"Рекомендации по определению теплопоступлений от солнечной радиации в тропическом поясе земного пара" содержат методику расчета топлопоступлений в каргой период года в здания, строящиеся за рубежом при техническом содействии Советского Союза.
Рекомендации разработаны ПШ Сантехпроект (инк. В.В.Невский) и Научно-исследовательским институтом строительной физики Госстроя СССР (кандидаты техн. наук М.А.Гуревич, Ф.З.Клшников, инженеры Л.В.Кряиина, И.И.Мареева).
Данная работа утверждена как обязательная в объединении "Союзсантехпроект" и рекомендуется для применения в других организациях.
&L - угол наклона остекления к горизонтальная поверхности, град.(см. рис.2).
Примечание. Если при вычислении по форелям (5) и (7) величина ап окажется отрицательная, то следует считать Цп -О, так как в этом случае остекление находится в тени.
3.5. Коэффициент инсоляции К^с равный отновению освещенной солнцем площади вертикального светового проема (окна, вертикальной стенки светоаэрационного фонаря ■ т.д.) ко всей его площади, при 0° А с 90° и 270° ■< Ас^0 < 360° определяется по формулам:
при наличии горизонтального элемонта затенения
К - I--1— ( —_ - а); (9)
инс Н COS Лсд
при наличии вертикального элемента затенения
цвер „ I __!> и | t лед\.в) (10)
иво В /
высота светового проема, м; скрина светового проема, м;
сирина выступающих (от плоскости внутренней поверхности стекла) соответственно горизонтальных и вертикальных элементов затенения, и;
- высота солнца (угол между направлен:!ем солнечного луча и его проекцией на горизонтальную плоскость), град.,принимаемая по приложению 3;
Ас 0 - солнечный азимут остекления, град., определяемый в соответствии с требованиями п.3.3;
а,в- расстояние соответственно от верха светового проема до горизонтального элемонта затенения и от вертикального края светового
II
проема до вертикального элемента затенения, м.
Геометрические паралютры Lr,La , а,в,Н, В проиллюстрированы на рис. 3.
При 90° Ас#0 « 270° Кинс = 0.
Коэффициент инсоляции при наличия горизонтальных и вертикальных элементов затенения следует определять по формуле
Примечания: I. При отсутствии солнцезащитных устройств в формулах (9) и (10) следует принимать а «= в * 0«
Если при вычислениях по формулам (9). (107.
а) К гор « 0 или К вер .л
инс инс ^ и» 70
следует принять Кинс = 0
(полное затенение светового проема); б) к гор > I или К вер > I, то инс инс
следует принять К1*0** » I или инс
= I (тень от солнцезащитного
устройства не доходит до светового проема).
Лля наклонного и горизонтального остекления, кото-роо, как правило, не имеет солнцезащитных устройств, коэффициент инсоляции следует принять Кинс = I.
При наличии солнцезащитных устройств у горизонтального ила наклонного остекления, а также при юс сложной конфигурации площадь затенения остекления для расчета коэффициента инсоляции определяется путем графических построений.
12
|
Рис. 3. Геометрические параметры окна для определения коэффициентов инсоляции г облученности |
3.6. Коэффициент ассимиляции теплопоступлений от оолнечно* радиации Q р, проникающей через заполнения световых проемов, в различные часы суток, отсчитанных от времени начала инсоляции 2 и. принимается по приложению б в зависимости от продолжительности инсоляции
и величины Y пом , в которой Я К
Тпом - показатель теалоусвоения помещения, Вт/°С [ккал/(ч*°С)] , рассчитываемый по п.3.7;
Як - показатель интенсивности конвективного теплообмена в помещении, Вт/°С [кхад/(ч »°С)] . определяемый по п. 3.II.
Время начала инсоляции 2 и (начала проникновения в помещение прямой солнечной рздаации) и ее продолжительность &Z и определяется по приложению 5 в зависимости от ориентации остекления и географической шроты местности с учетом коэффициента инсоляции КИНс (при его положительных значениях).
3.7. Показатель теплоусвоения помещения Y пом, Вт/°С [ккал/(ч .°С>]. определяется по формуле
Тпом « Yorp ♦ Yo6, (12)
где Y огр , Y об - показатели теплоусвоения соответственно внутренних поверхностей ограждений и поверхностей оборудования, Вт/°С [ккал/(ч -0С)]. рассчитываемые в соответствии с требованиями п.п.3.8 - 3.10.
3.8. Показатель теплоусвоения внутренних поверхностей ограждающих конструкций Yогр определяется по формуле
(13)
где Yet ~ коэффициент теплоусвоекия внутренней поверхности L -го ограждения, Вт/(м2»°С) [ккад/См^ч -°С)] , определяемый по п.3,9;
71 - площадь I -го ограждения, м2; а/ - количество ограждащих конструкций в помещении.
3.9. Коэффициент теплоусзоения внутренней поверхности ограждения вычисляют в завис;;мостл от тепло
вой инерции А слоев ограждения, определяемой по п. 2.4 СНиП П-3-79**:
а) если первый слой ограждения имеет тепловую инерцию Дj ^ I, то величина Yв принимается равной коэффициенту теплоусвоения материала первого слоя ограждения S т;
б) если первый слой ограждения имеет тепловую инерцию Aj -<• I* а тепловая инерция первых двух слоев
Aj ♦ Ag * It т° величина YB вычисляется по формуле
Я, • 3,г * 5г ,
в) если первые П слоев ограждения (П > 2) имеют сушсарную тепловую инерцию
Aj + Д2 + • • • • ♦ Ад ^ ^» а тепловая инерция П + I слоев
то коэффициент теплоусвоения внутренних слоев вычисляется последовательно, начиная с П-го слоя до первого следующим образом:
для П-го слоя по формуле
w Rn • SЛп
*п * -'
для L -го слоя (£ » п - I, п - 2,... I)
Rj *Sl » Yl»i i + Ri'Yl+i
ас;
Яри этом величина У0 принимается равной коэффициенту теплоусаоения внутренней поверхности первого слоя
Ув= Yl !
г) если все слои ограждения, состоящего из Ксловв’ имеют суммарную тепловую инергвпо
% + ^2 + ••• + *к ^
то расчет ^ в ведется так же, как в случае "в" и начинается с вычисления коэффициента теплоусвоекая внутренней поверхности наружного К-го по формуле
Я* ' ' <£ц . (17)
*' i * с(м '
д) если ограждение подвержено с обеих сторон воздействию периодических температурных колебаний (внутренние перегородки, перекрытия), то его делят плоскостью
на две части с одинаковой тепловой инерцией. Расчет ув ведется по вышеуказанной методике для соответствующей части ограждения, наружная поверхность которой совпадает с данной плоскостью раздела. При этом в формуле (17) следует принять аСЕ= 0;
е) коэффициент теплоусвоенкя внутренней поверхности окна вычисляется по формуле
оСв__
«Се - RT- 1 ’ ’
В формулах (14) - (18)
R<, Rn, Rl ,R* ~ термическое сопротивление, ь? • °С/Зт [&г* ч ^С/ккал ] , первого, п-го,
С-го, кт-го слоев ограждения, вычисляв мое по п.2.5 СНиП П-З-791®;
■SoSi,S„- расчетные коэффициенты теплоусвоения материала соответственно первого,
16
СОДЕРЖАНИЕ
1. Общие указания ................................. 4
2. Максимальные теплопоступления в помещение за счет
солнечной радиации ............................. 4
3. Теплопоступления в помещение за счет солнечной
радиации через светопрозрачные ограждающие конструкции .................................... 5
4. Теплопоступления в помещение через массивные
(непрозрачные) ограждающие конструкции ......... 18
5. Теплопоступления в помещение через светопрозрач
ные ограждающие конструкции, обусловленные теплопередачей ................... 21
Приложения
1. Коэффициент облученности ....................... 22
2. Сопротивления теплопередаче и коэффициенты тепло-
пропускания заполнений световых проемов ........ 23
3. Высота и азимут солнца на различных широтах в
июле (для северного полушария) и в январе (для южного полушария) ......... 24
4. Пример расчета теплопоотуллений от солнечной
радиации ....................................... 25
5. Плотность теплового потока, поступающего от прямой и рассеянной солнечной радиации через вертикальное и горизонтальное одинарное остекление световых проемов в июле (для северного полушария)
и в январе (для южного полушария) ............ 39
6. Коэффициент ассимиляции теплопоступлений от солнечной радиации ................................ 44
7. Коэффициент Ф для каждого часа суток........ 47
8. Солнечная радиация, поступающая на поверхности
ограждающих конструкций здания ................. 48 1
I. ОБЩЕ УКАЗАНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации составлены в дополнение к "Единым техническим условиям (ЕТУ) на проектирование промпреддрияткй и других объектов, строящихся в зарубежных странах3' при техническом содействии СССР".
1.2. Рекомендации предназначены для определения теплопоступлений в помещения при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий и сооружений, размещаемых в тропической зоне земного шара
(от 3-1° северной до 34° южной широты).
2. МАКСИМАЛЬНЫЕ ТШЛОПОСТУПЛЕНИЯ В ПОМЕЦЕНИЕ ЗА СЧЕТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ
2.1. Максимальные теолопоступления в помещение за счет солнечной радиации через светопрозрачные и массивные ограждающие конструкции для наиболее жаркого месяца года (шаля - для северного полушария, января - для южного полушария) 0 определяются путем выбора
максимального значения из суммарных теплопоступлений О рад, Вт Сккад/ч], для данного часа суток, рассчитанных по формуле
(I)
тепловой поток, поступающий в помещение в данный час суток за счет солнечной радиации через световые проемы L - той ориентации с учетом акхумуляцин теплоты ограждениями и оборудованием, рассчитываемый в соответствии с требованиями раздела 3. Вт [ккал/ч] ;
тепловой поток в данный час оуток через L - тое массивное ограждение, определяемый в соответствии с требованиями раздела 4, Вт (ккал/ч] ;
тепловой поток для данного часа суток, обусловленный теплопередачей через заполнение t-того светового проема, определяемый по разделу 5, Вт [ккал/ч ];
количество соответственно массивных и светопрозрачных ограждений;
fl/g - количество различных ориентаций светопрозрачных ограждений, через которые проникает солнечная радиация.
2.2. Цаксшильное значение о*икс выбирается за те часы, в течение которых предусматривается занятость помещения людьми иди продолжается производственный процесс.
2.3. При проектировании вентиляции, в тем числе с испарительным (адиабатическим) охлаждением воздуха, величина ZQ.Atl в Ф°Р**УЛ0 (I) Н0 учитывается.
i* 1 _ _
3. ТЕШОПОС ТУШЕНИЯ В ПСЫЕСЕНИЕ ЗА СЧЕТ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ ЧЕРЕЗ СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ
отдащш конструкции
3.1. Тепловой поток , Вт [ккал/ч], посту
пающий в данный час суток в помещение за счет солнечной
радиация через заполнение световых проемов I - той ориентация, с учетом аккумуляции теплоты ограждающими конструкциями и оборудованием следует определять по формуле
(2)
HQ К Г
где 0L. - максимальное значение теплового пото-
Рс
ка, поступащего в помещение за счет солнечной радиации через светопрозрачные ограждения I -той ориентации,
Вт [кхад/ч] . Указанное максимальное значение выбирается из почасовых значений теплового потока, определяемых по п.3.2;
Яр- коэффициент ассимиляции тепл ©поступлений от солнечной радиации, принимаемый для различных часов оуток в соответствии с требованиями п.3.6.
3.2. Тепловой поток, поступающий в помещение за счет солнечной радиации через светопрозрачные ограждения I -той ориентации в данный чао суток dpi ,
Вт [ккал/ч], следует определять по формуле
^)13 (% * Кинс* Ур * Kofy )'Рсъ Кэлп ^0 > (3)
где (LmQp~ плотность теплового потока,поступащего ' через одинарное остекление в июле для
северного полушария и в январе - для южного полушария в данный час суток соответственно от прямой и рассеянной солнечной радиации, принимаемая для вертикального и горизонтального остекления по приложению 5 и для наклонного остекления - в соответствии с требованиями п.3.4, Вт/м2 [ккад/(м2»ч)3;
6
К инс |
коэффициент инсоляции, определяемый по п. 3.5; |
К обл |
коэффициент облученности для вертикальных и горизонтальных элементов солнцезащитных устройств, принимаемый по приложению Г; |
у^сз |
коэффициент теплопроцускания солнцезащитного устройства, принимаемый по приложению 8 главы СНиП П-3-79**; |
Кэап |
коэффициент теплопроцускания заполнения световых проемов, принимаемый по приложению 2; |
% - |
площадь светового проема, определяемая по его наименьшим размерах, м^. |
3.3. Плотность теплового потока, поступающего через |
одинарное наклонное остекление, и коэффициент инсоляции определяются в зависимости от солнечного азимута оотек-ления Ас 0 (угла между горизонтальной проекцией солнечного луча и нормалью к поверхности остекления).
Солнечный азимут изменяется от 0 до 360° и в соответствии с рис. I и 2 рассчитывается по формуле
Ас.о = 1Ас - Ао1 • (4>
где А0 - азимут остекления светового проема (угол между горизонтальной проекцией нормали к плоскости остекления и южным направлением), град;
Ас - азимут солнца (угол между юиыым направлением и горизонтальной проекцией солнечного луча), град., определяемый по приложению 3.
Азимуты Aq и Ас изменяются от - 180° до ♦ 180°, при этом западные азимуты считаются положительными, а восточные отрицательными.
7
|
Рис. 2. К расчет; солнечного азимута наклонного остекления |
I - горизонтальная плоскость; 2,3 - плоскость остекления; 4 - солнечный луч;
5 - горизонтальная проекция солнечного луча; 6 - нормаль к поверхности остекления; ? - проекция нормали к поверхности остекления на горизонтальную плоскость
3.4. Плотность теплового потока, поступающего через одинарное наклонное остекление в данный час суток от подмой и рассеянной солнечной радиации. <^п, ар,
Bt/iг [ккадЛм2* ч)] , следует рассчитывать по формулам: при 0° А 90° ш 270° ^А, . ^ 360°
о .и («•U
(см. рио. 2, плоскость остекления 2)
typ я с^р -ШсС ♦ fyp • Since;
(б)
при 90° ^ Ас#0 270°
(см. рис.2, плоскость остекления 3)
фл = • CW*< - 9* • 5ZrtoC; (7)
fys ж, 9р • COScC ~ у ■ Sind,, (8)
- плотности тепловых потоков. Вт/м2 [ккадЛм2* 4)J . поступающих от прямой и рассеянной солнечной радиации соответственно через горизонтальное и вертикальное одинарное остекление той же ориентации, что и наклонное, принимаемые по приложению 5;
Р rfi - плотности тепловых потоков, Вт/м2
' [ккад/См2* 4)J , поступапцих соответственно от прямой и рассеянней солнечно? радиации через вертикальное одинарное остекление, ориентация которого противоположна ориентации наклонного остекления, принимаемые по приложению 5;
1