Теплоту, выделяемую всеми животными Qж, (Вт), рассчитывают по формуле:
Qж = qж • n • z ,
где qж — количество свободной теплоты, выделяемой одним животным (см. приложения 1—3);
z - поправочный коэффициент на температуру воздуха в помещении (приложение 17)
n — количество животных, гол.
Если в помещении содержатся разновозрастные группы животных, то формула расчета примет следующий вид:
Qж = q1 • п1 • z1 + q2 • п2 • z2 +… + q i • п ii • z i
Тепловыделение животных зависит от вида, возраста, продуктивности и температуры окружающей среды. Расчет ведут с учетом поправочного коэффициента на температуру (z), при которой находятся животные в помещении. Теплоту, выделяемую птицей Qn, (Вт), определяют по формуле:
Qn = т • q • п • z ,
где т — масса одной птицы, кг;
q — норма выделения теплоты на 1 кг массы птицы, Вт(см. приложение 2 );
п — поголовье птицы.
z - поправочный коэффициент на температуру воздуха в помещении (приложение 17).
В справочных таблицах учебного пособия нормы тепловыделения животными приведены в Вт и кДж/ч.
6.2 Расчет теплопотерь здания (Qorp)
Теплопотери здания складываются из основных теплопотерь через все его наружные ограждения и дополнительных. Основные теплопотери Qorp, (Вт) через ограждающие конструкции вычисляют по формуле:
Qorp = Σ [K • F (Tв –Tн) • n],
где Σ — показатель, указывающий на то, что нужно учесть и сложить теплопотери через каждую ограждающую конструкцию (стены, перекрытия, пол, двери, ворота);
К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2•К) (приложение 5 или расчетные показатели);
F— площадь каждого ограждения, м2;
Tвн. — температура внутреннего воздуха (расчетная), °С, (приложение 13);
Tн — температура наружного воздуха (расчетная), °С, (приложение 10 );
n — поправочный коэффициент, учитывает расположение ограждения по отношению к наружному воздуху (см. приложение 7).
6.2.1 Расчет площадей ограждающих конструкции здания
При расчете теплопотерь через стены сначала рассчитывают площади стен с учетом окон, ворот, дверей по формуле:
F продольных стен = b • h1• 2
F торцовых стен = (a • h1• 2) + [(a • (h2 – h1)]
- в зданиях с совмещенными перекрытиями;
F торцовых стен = a • h1• 2
– в зданиях с чердачными помещениями;
где a – ширина здания, м;
b – длина здания, м;
h1 - высота здания от пола до наиболее низкой части перекрытия;
h2 - высота здания от пола до наиболее высокой части перекрытия (в коньке);
F стен общая = F продольных стен + F торцовых стен
Площадь стен без учета окон, дверей и ворот:
F стен общая - F окон – Fдверей – Fворот
Площадь пола рассчитывается по формуле:
F пола= a • b
где a – ширина здания, м;
b – длина здания, м;
Площадь пола по зонам рассчитывается следующим образом:
1 зона = (a • 2 м • 2) +( b • 2 м • 2)
2 зона = [(a - 4 м) • 2 м • 2)] + [( b - 8 м) • 2 м • 2)]
3 зона = [(a - 8 м) • 2м •2)] + [( b – 12 м) • 2 м • 2]
Площадь перекрытия рассчитывается по формуле:
F перекрытия= a • b (для чердачных перекрытии)
F перекрытия= a • b • 1,1 ( для совмещенных перекрытий)
где a – ширина здания, м;
b – длина здания, м;
6.2.2 Расчет коэффициента теплопередачи K
Коэффициент теплопередачи однослойного ограждения рассчитывают по формуле;
К = 1 : (1 : αn + δ : λв + 1 : βн)
многослойного ограждения по формуле:
К = 1 : ( 1: αn + Σ δ :λв + 1 : βн)
где K - коэффициент теплопередачи ограждающего элемента здания;
αn - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности конструкции - для поверхности потолка и стен равен 8,7 для полов – 5,8 Вт / (м2• 0C ),
βн - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающих конструкций к окружающей среде, для стен и крыш равен 23, полов – 8,1 Вт / (м2• 0C ),
s - толщина каждого из слоев, составляющих ограждения, м;
λ - коэффициент теплопроводности материала каждого из слоев, Вт / (м • 0C ), (Справочные данные: см. приложение 4).
В целом формула принимает вид:
К = 1: (0,115 + S s : l + 0,043)
где 1, 115 и 0,043 постоянные коэффициенты,
s - толщина материала в м;
l - теплопроводность материала (см. приложение 4 ).
6.2.3 Расчета теплопотерь через ограждающие конструкции
Формула для расчета теплопотерь через ограждающие конструкции:
Qorp = K • F • Δ t • n
где К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2•К) (приложение 5 или расчетные показатели);
F— площадь каждого ограждения, м2;
n — поправочный коэффициент, учитывает расположение ограждения по отношению к наружному воздуху. Для чердачных помещений c асбестоцементной кровлей n=0,8; с кровлей из рулонных материалов n=0,9; для стен и перекрытия, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых, не сообщающихся с наружным воздухом (приложение 7).
Δ t = tвн. - tнар.
tвн. — температура внутреннего воздуха (расчетная), °С, (приложение 13 );
tнар — температура наружного воздуха (расчетная), °С, (приложение 10 );
Теплопотери через полы определяют по условным коэффициентам теплопотерь (К полов). Так, теплопотери через неутепленные полы, расположенные на грунте, определяют по зонам шириной 2 м, считая зоны от наружных стен. По углам 1 зоны ( 4 квадрата сечением 2 м × 2 м) расчет ведется полностью, а по остальным зонам с минусом 2 м по поперечным и продольным направлениям.
Теплопотери через полы на лагах определяют по методике неутепленных полов, но условный коэффициент теплопотерь (К полов). умножают на 0,8 (80 % теплопотерь от неутепленных полов). Для остальных конструкций коэффициенты теплопередачи находят расчетным путем, как указано выше.
Расчет теплопотерь через ограждающие конструктивные элементы здания оформить в виде таблицы (см. приложение 12).
Дополнительные потери теплоты зависят от ориентации ограждений по отношению к сторонам света, обдувания ветром, продуваемости, поступления холодного воздуха через наружные двери ворота при их открывании, инфильтрации воздуха.
Для упрощения расчетов дополнительные теплопотери принимают в размере 10 - 13 % основных теплопотерь через вертикальные ограждающие конструктивные элементы здания ( стены, окна, двери и ворота). Коэффициенты теплопередачи окон и дверей приведены в приложении 5.
Qдоп. = 0,10 …0,13 • (Qстен + Qокон + Qдверей + Qворот )
6.2.4 Расчет теплопотерь на нагрев вентиляционного воздуха
Теплопотери на вентиляцию Qвент. ( Вт) определяют по формуле
Qвент. = 0,278 • Lmax. • ρ • c • Δ t ,
где L max. — часовой объем вентиляции, рассчитанный на удаление влажности или углекислоты в зимний период, м3/ч;
ρ — плотность наружного воздуха при расчетной температуре, кг/м3;
с — удельная теплоемкость воздуха, равна 1,01 кДж/(кг • 0К);
0,278 - коэффициент для перевода кДж в Вт.
Для упрощения расчетов используем коэффициент объемной теплоемкости воздуха [1, 01 кДж/(кг • 0К)] • 1,250 кг/м3 = 1,25 кДж • ( м3• 0К). Тогда формула примет следующий вид:
Qвент. = = 0,278 • Lmax. • 1,25 • Δ t
6.2.5 Расчет теплопотерь на испарение влаги
Теплопотери на испарение влаги с влажных ограждающих поверхностей Qисп. определяют по формуле:
Qисп. = 0,278 • 2,3 • Wисп.
где 2,3 — коэффициент, показывающий расход теплоты на испарение 1 г воды с поверхности, кДж/г;
Wисп. — поступление влаги влажных ограждающих поверхностей (для упрощения расчетов ее берут в размере 10—25 % от влаги, выделяемой животными при дыхании и испарении (см. приложение 9).
0,278 - коэффициент для перевода кДж в Вт.
6.2.5 Расчет теплового баланса здания
Тепловой баланс Δ Q рассчитывается по формуле
Δ Q = Qж. - Qогр. - Qвент. - Qисп. – Qдоп.
где: Qж. – свободное тепло, выделяемое всеми животными, содержащимися в помещении, Вт;