Проветриваемое подполье закрытого типа
Когда мы выполняем расчёт открытого проветриваемого подполья мы предполагаем, что оно хорошо продувается и температура воздуха в подполье не отличается от температуры наружного воздуха. Если подполье будет продуваться не недостаточно или в подполье будет значительное поступление тепла от перекрытия здания или коммуникаций, находящихся в подполье, то это предположение может не выполняться. В связи с чем, для закрытых подпольев, в ряде случаев, необходимо выполнить расчёт температура воздуха внутри подполья.
Примечание: Мы предполагаем, что несмотря на то, что подполье закрытого типа, подполье остаётся продуваемым (проветриваемым) и воздух может свободно ходить от наружной стороны здания через подполье. Если речь идёт не о подполье, а о холодных первых этажах здания, то необходимо выполнить обоснование движения воздуха на холодном этаже здания.
Расчёт температуры в подполье осуществляется в соответствии с той же методикой теплового баланса, что была рассмотрена нами в другой заметке (ссылка).
В общем случае нам нужно решить систему из уравнений теплового баланса и уравнений теплопередачи.
Расчёт тепловых потоков от перекрытия здания, грунта и инженерных коммуникаций аналогичен рассмотренному ранее (ссылка).
Тепловой поток от проходящего через подполье воздуха будет равен
Здесь — массовый расход воздуха, кг/с;
=1,005 кДж/(кг*К) — теплоёмкость воздуха;
— температура воздуха на входе, °С;
— температура воздуха на выходе, °С.
Здесь V — скорость воздуха, м/с;
ρ=1.293 кг/м³ – плотность воздуха;
F – проходное сечение подполья, м².
В итоге получается система трансцендентных уравнений. Задавшись температурой воздуха на выходе , можно определить среднюю температуру воздуха и тепловые потоки от перекрытия, грунта и коммуникаций. Определив тепловые потоки, можно рассчитать температуру воздуха на выходе. Проведя несколько итераций и уточняя температуру в воздухе на выходе, мы придём к тому, что она перестанет изменяться в значительных пределах. Т.е. мы решим систему из уравнений теплового баланса теплопередачи итерационным способом.
Если тепловые потоки от перекрытия, грунта и коммуникаций к воздуху невелики, то среднюю температуру можно определить как среднюю арифметическую. Это не внесёт большие погрешности в нашу оценку. Если тепловые потоки значительные или скорость ветра небольшая, то в таком случае среднюю температуру следует определять как средний логарифмический температурный напор. В нашем случае, т.к. как тепловые потоки в помещение и в грунт могут быть разнонаправленные, то найти средний температурный напор проблематично. В таком случае мы можем разбить путь прохождения воздуха подполье на участки. На каждом из участков мы будем считать среднюю температуру равную входной температуре воздуха на участке. Последовательно применяя данную методику для каждого участка, мы можем построить график изменения температуры воздуха в подполье и найти температуру на выходе и среднюю температуру воздуха в подполье.
Реализация данной методики оценки температуры внутри проветриваемого подполья закрытого типа приведена в файле XLS (ссылка).