Підхід до визначення граничних умов на зовнішніх поверхнях висотного корпусу адміністративного будинку

Abstract

UK: Постановка проблеми. Вплив зовнішнього клімату на тепловий режим огорож приміщень і будівель комплексний. Розрахункові значення і поєднання параметрів обчислюють, як правило, з урахуванням коефіцієнта забезпеченості розрахункових умов. Основні показники холодного періоду року – це температура зовнішнього повітря і швидкість вітру. Як відомо, збільшення швидкості вітру за незмінної температури зовнішнього повітря викликає збільшення тиску на навітряному фасаді будівлі, в результаті чого збільшуються тепловтрати приміщення, пов'язані з нагріванням повітря, що надходить. Швидкість і напрямок вітру чинять сильніший вплив на розподіл повітряних потоків у системі вентиляції і на витрати інфільтрації, ніж температура зовнішнього повітря. Зміна температури зовнішнього повітря від −15 до −30 ˚С викликає таке саме збільшення повітрообміну у квартирі, як і збільшення швидкості вітру від 3 до 6 м/с. Мета статті  визначення коефіцієнтів тепловіддачі на зовнішній стороні адміністративної будівлі. Результати. Наведено основні принципи розрахунку коефіцієнтів тепловіддачі. Пропонується зонування приміщень інституту з урахуванням їх теплового режиму і граничних умов на зовнішніх поверхнях. Наукова новизна і практична значимість. З’ясовано оригінальні значення коефіцієнтів тепловіддачі, які розглядаються на прикладі кліматичних умов м. Харків для комплексу ІПмаш НАН України. На підставі наведеної методики визначення коефіцієнтів тепловіддачі (КТВ) планується в подальшому представити цю будівлю як єдину енергетичну систему з трьома основними енергетично взаємопов'язаними підсистемами: енергетичним впливом зовнішнього клімату на оболонку будівлі; енергією, що міститься в оболонці будівлі, тобто в зовнішніх огороджувальних конструкціях будівлі; енергією, що міститься всередині обсягу будівлі, тобто у внутрішньому повітрі, внутрішньому обладнанні, внутрішніх конструкціях і т. д. Тоді математична модель будівлі як єдиної енергетичної системи буде складатися із трьох підмоделей: математичної моделі впливу зовнішнього клімату на огороджувальні конструкції будівлі; математичної моделі теплопередачі через оболонку будівлі; математичної моделі променистого і конвективного теплообміну в приміщеннях будівлі.

EN: Problem statement. The influence of the external climate on the thermal regime of the enclosures of premises and buildings is complex. The calculated values and combinations of parameters are determined, as a rule, taking into account the security factor of the calculated conditions. The main indicators of the cold season are the outdoor temperature and wind speed. As you know, an increase in wind speed with a constant outside air temperature causes an increase in pressure on the windward facade of the building, as a result of which the heat loss of the room, associated with heating of the incoming air, increases. Wind speed and direction have a stronger influence on the distribution of air flows in the ventilation system and on the infiltration costs than the outside temperature. A change in the outside air temperature from −15 to −30 С leads to the same increase in air exchange in the apartment as an increase in wind speed from 3 to 6 m/s. The purpose of the article is to determine the heat transfer coefficients on the outside of an office building. Results. The basic principles of calculating heat transfer coefficients are presented. The zoning of the premises of the Institute is proposed, taking into account their thermal regime and boundary conditions on external surfaces. Scientific novelty and practical significance. The original values of the heat transfer coefficients, which are considered on the example of the climatic conditions of the city of Kharkov for the IP Mash complex of the NAS of Ukraine. On the basis of the presented methodology for determining the heat transfer coefficients, it is planned to present this building as a single energy system with three main energetically interconnected subsystems: the energy effect of the external climate on the building envelope; energy that is contained in the building envelope, that is, in the external building envelope; energy, which is contained within the volume of the building, that is, in the internal air, internal equipment, internal structures, etc. Then the mathematical model of the building as a unified energy system will consist of three submodels: the mathematical model of the influence of the external climate on the building envelope; mathematical model of heat transfer through the building envelope; mathematical model of radiant and convective heat transfer in the premises of the building.