4 ВИБІР ПАРАМЕТРІВ ЕКСО ТА

4.1 Теплотехнічний розрахунок приміщень, будинків і споруд з ЕКСО ТА слід здійснювати відповідно до СНІП ІІ-3, СНІП 2.04.05 та цих Норм.

4.2 Вихідними даними для вибору параметрів ЕКСО ТА є:

- розрахункові температури зовнішнього повітря за СНІП 2.01.01;

- санітарно-гігієнічні умови, зазначені у 2.3-2.8, та контрольні показники питомих потоків теплоти, зазначені у додатку 25 до СНІП 2.04.05;

- розрахункові втрати теплоти в приміщенні Q^ν_ht;

- показники теплостійкості елементів огороджувальних будівельних конструкцій споруд.

4.3 Детальні розрахунки параметрів ЕКСО ТА рекомендується здійснювати за комп'ютерними прикладними пакетами з урахуванням впливу всіх огороджувальних конструкцій, інженерного обладнання та інших архітектурно-планувальних і режимно-експлуатаційних факторів на процес теплообміну в приміщенні.

4.4 Параметри ЕКСО ТА допускається вибирати за спрощеною методикою, яка базується на теорії теплостійкості огороджувальних конструкцій і містить такі розрахунки:

- теплової потужності нагрівальних кабельних секцій, які укладають в акумуляційний шар

Q^reg_htb;

- амплітуди коливання температури повітря в приміщенніA_ht;

- товщини акумуляційного шару підлоги m_b;

- потужності догрівачів Q^reg_htc;

- електричної потужності нагрівальних кабельних секцій акумуляційного шару P^reg_htb та до­грівачів P^reg_htc.

4.5 Теплову потужність ЕКСО ТА слід визначати після архітектурно-планувального вирішення будинку, споруди та приміщення у такій послідовності.

4.5.1  Показники питомого потоку теплоти g^ν_h будинку слід визначати за розрахунковими теп­ловтратами будинку Q^ν_ht, віднесеними до 1 м² загальної площі житлових будинків F_l, або до 1 м² корисної площі громадських будинків F_f;

4.5.2 Розрахунковий питомий потік теплоти q^reg_h, Вт/м² , від ЕКСО ТА слід відносити до 1 м²площі гріючої підлоги

q^reg_h=Q^ν_ht / F_ht;                                                    (4.1)

4.5.3 Для будинків з ЕКСО ТА значення контрольного показника питомого теплового потоку q_hn , Вт/м², наведеного у додатку 25 до СНІП 2.04.05, слід перераховувати на одиницю площі гріючоїпідлоги

q*_hn= q_hn ·F_l , _f   /  F_ht                                                                          (4.2)

4.5.4 Умови неперевищення контрольних показників, зазначених у додатку 25 до СНІП 2.04.05, відносно площі гріючої підлоги

q*_hn  ≥    q^reg_h                            (4.3)

4.5.5 Якщо q*_hn ≥ q^reg_h, то слід визначити допустимий питомий потік теплоти, Вт/м² ,

q^max_h  = α _si · ( τ^ν - τ^ν)                                            (4.4)

де α _si- коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної будівельної конструкції, Вт/(м²·°С).

4.5.6 Якщо q^reg_h≤ q^max_h, то середню теплову потужність, Вт, акумуляційного шару ЕКСО ТА слід визначати за формулою

Q^reg_htb= k_z·q^reg_h·F_ht                                                 (4.5)

4.5.7 Якщо q^reg_h > q^max_h, то в складі ЕКСО ТА слід передбачати догрівачі. Питомий тепловий потік догрівачів, Вт/м², слід визначати за формулою

q_hc  =  q^reg_h -  q^max_h                                         (4.6)

4.5.8 Потужність догрівачів, Вт, згідно з контрольними показниками, зазначеними у додатку 25 до СНІП 2.04.05, слід визначати за формулою

Q^reg_htc= k_z·q_{h c}·F_hf                                                                   (4.7)

Незалежно від розрахунків за формулою (4.7) необхідно дотримуватись співвідношення, яке вказане у 1.4:

0,5Q^ν_ht ≥ Q^reg_htc ≥ 0,25 Q^ν_ht .

4.5.9 Якщо q*_hn < q^reg_h, тобто умова (4.3) не виконується, то слід перейти до іншого архітектур­но-планувального вирішення (наприклад, зменшити коефіцієнт скління) або вжити інших енерго­зберігаючих заходів (наприклад, зменшити трансмісійні втрати шляхом використання більш доско­налої теплоізоляції зовнішніх огороджувальних конструкцій, теплоутилізаторів тощо), які забез­печать виконання вимог додатка 25 до СНІП 2.04.05 і повторити розрахунок.

4.6 Розрахункова, амплітуда коливань температури внутрішнього повітря приміщення з ЕКСО ТА, °С, повинна відповідати вимогам СНІП ІІ-3 та 2.4 цих Норм

A^reg_ht  =(0,7·M·Q^reg_htb)/(ΣF_i·B_i),               (4.8)

де Μ - коефіцієнт нерівномірності віддачі теплоти гріючою підлогою, який слід визначати за кривими M = f(m_b, k_b) на рисунку 4.1, при прийнятих значеннях товщини підлоги m_b і коефіцієнта циклічності k_b= Ζ_b  / T_b;

Ζ_b- період накопичення теплоти в акумуляційному шарі (тривалість зарядження), год;

T_b - період циклічного виділення теплоти, який визначається відрізком часу між двома послі­довно повторюваними включеннями нагрівального кабелю до електричної мережі, год;

Q^reg_htb- визначають за формулою (4.5);

Fі - площа і-ї огороджувальної будівельної конструкції, яку визначають за внутрішніми роз­мірами приміщення, м²;

Bі- коефіцієнт теплопоглинання поверхні і-ϊ огороджувальної будівельної конструкції, який визначають за формулою, наведеною у СНІП ІІ-3.

Примітка. При розрахунках за формулою (4.8) нумерацію шарів огороджувальної будівельної конструкції слід приймати у напрямку від внутрішньої до зовнішньої поверхні цієї конструкції.

Рисунок 4.1 - Залежність коефіцієнта нерівномірності М від товщини акумуляційного шару підлоги m_bдля різних коефіцієнтів циклічності k_b

4.7 Для визначення коефіцієнтів теплозасвоєния поверхні окремих шарів огороджувальної будівельної конструкції слід попередньо обчислити теплову інерцію Dкожного шару за формулою, що наведена у СНІП ІІ-3,

D = R₁ s₁ +  R₂ s₂  + ...+R_ns_n                                                       (4.9)

де s₁,s₂, ..., s_i, ..., s_n, - коефіцієнти теплозасвоєння матеріалу окремих шарів, Вт/(м²·°С),

які приймають за додатком 3* до СНІП ІІ-3;

R₁ ,  R₂ , ..., R_i ,... , R_n  - термічні опори окремих шарів огороджувальних будівельних конструкцій, (м²·°С)/Вт, які обчислюють за формулою

R_i=δ_і/λ_і                                                            (4.10)

де δ_і- товщина і-го шару, м;

λ_і- коефіцієнт теплопровідності матеріалу і-го шару, Вт/(м ·°С), який приймають за додатком 3* до СНІП ІІ-3.

Примітка. У будинках і спорудах, де використовуються ЕКСО ТА, внутрішні перегородки при­міщень рекомендується виконувати з цегли або іншого матеріалу з великим коефіцієнтом тепло­засвоєння.

4.8 Коефіцієнти теплозасвоєння внутрішньої поверхні огороджувальної будівельної конст­рукції Y_ini, Вт/(м² ·°С), слід визначати покроково.

4.8.1 Якщо перший (внутрішній) шар огороджувальної будівельної конструкції має теплову інерцію D>1, то

Y_ini =  s_i                                                               (4.11)

4.8.2 Якщо D₁+D₂+...+D_n-1 <1 , але D₁+D₂+...+D_n>1 , то коефіцієнт Y_ini слід визначати послі­довно з розрахунками коефіцієнтів теплозасвоєння внутрішньої поверхні шарів огороджувальної будівельної конструкції, починаючи з (n-1)-го шару до першого, такими кроками:

- для (n-1)-го шару - за формулою

Y_n-1   = (R_n-1 ·s² _n-1 +s_n  )/ (1+ R_n-1 ·s _n-1);                                           (4.12)

- для і-го шару (i= n-2, n-3, ..., 1) - за формулою

Y_i =(R_i ·s² _i +Y_n+1)/ (1+ R _i  ·Y_n+1 );        (4.13)

Коефіцієнт Y_ini приймають рівним коефіцієнту теплозасвоєння поверхні і-го шару Y_i.

4.8.3 Якщо для огороджувальної будівельної конструкції, що складається з nшарів, D₁+D₂+...+D _n-1 < l, то коефіцієнт Y_iniслід визначати послідовно з розрахунком коефіцієнтів Y_n , Y_n+1 , ... , Y_i

- для n-го шару - за формулою

Y_n = (R_n ·s² _n +α_se  )/ (1+ R_n ·α_se);                                         (4.14)

- для і-го шару (i = n-2, n-3,..., 1) - за формулою (4.13). У співвідношеннях (4.11) - (4.14) позначається:

D₁,D₂,...,D_n- теплова інерція відповідно 1-го, 2-го, ..., n-го шарів будівельної конструкції, яку визначають за формулою (4.9);

R₁ , ..., R_n-1 , R_n - термічні опори, (м² ·°С)/Вт, відповідно і-го, ..., (n-1)-го і n-го шарів будівельної конструкції, які визначають за формулою (4.10);

s₁, ..., s₂, ..., s_n-1, s_n,  - коефіцієнти теппозасвоєння матeріалів і-го, ..., (n-1)-го, n-го шарів будівельної конструкції, Вт/(м²·°С), які визначають за додатком 3* до СНІП ІІ-3;

Y_{n +1} - коефіцієнт теплозасвоєння внутрішньої поверхні (і+1)-го шару будівельної конструкції, Вт/(м²·°С);

α_se- коефіцієнт тепловіддачі зовнішньої поверхні будівельної конструкції, Вт/(м²·°С), який визначають за таблицею 6* СНІП ІІ-3.

Примітка. Коефіцієнт теплозасвоєння повітряного шару приймають рівним нулю (s = 0). Шари огороджувальної будівельної конструкції, які розміщені між повітряним шаром, що вентилюється зовнішнім повітрям і зовнішньою поверхнею огороджувальної будівельної конструкції, як правило, не враховують.

4.8.4 Для внутрішніх огороджувальних будівельних конструкцій значення Y_ini визначають так, як і для зовнішніх, але приймають, що в середині огороджувальної конструкції s = 0; для неси­метричних огороджувальних конструкцій їх середину слід визначати на половині величини ΣD всієї огороджувальної конструкції.

4.9 Якщо A^reg_ht≤  A_ht , то приміщення з ЕКСО ТА, у якому акумуляційний шар підлоги має тов­щину m_b і теплову потужність Q^reg_htb відповідає 2.3 і 2.4.

4.10 Якщо A^reg_ht>  A_ht , то слід змінити одне або декілька прийнятих технічних рішень, а саме:

- підвищити теплову потужність нагрівальних кабельних секцій, які укладають в акумуля­ційний шар підлоги (до 150 Вт/м² );

- збільшити товщину акумуляційного шару підлоги;

- підвищити теплову потужність догрівачів.

4.11 За необхідності застосування догрівачів у приміщенні з ЕКСО ТА, як правило, приймають одне із таких технічних рішень:

- встановлюють електричні конвектори;

- влаштовують окрему нагрівальну секцію з підвищеним питомим потоком теплоти (до 200 Вт/м²) в зоні найбільшого охолодження приміщення; на ділянках зони найбільшого охолодження не слід розташовувати нагрівальні кабелі акумуляційного шару;

- влаштовують в приміщенні "теплу підлогу" (як додаткову до ЕКСО ТА).

4.12  Житлові, дитячі та спальні приміщення слід обладнувати догрівачами навіть у тих ви­падках, коли за розрахунками вони не потрібні (див. 1.4).

4.13 Електричні параметри ЕКСО ТА визначаються так.

4.13.1 Розрахункову електричну потужність, Вт, кабельних секцій, які укладаються в акуму­ляційний шар ЕКСО ТА, визначають за формулою

де 24 - період віддачі теплоти на опалення приміщення, год.;

z_b- період накопичення теплоти в акумуляційному шарі (споживання електроенергії), год.

4.13.2 Розрахункову електричну потужність, Вт, догрівачів визначають за формулою

де z_c - період роботи догрівачів, год.

4.14 Крок укладання секцій нагрівального кабелю слід визначати аналогічно формулі (3.4).