МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР

ГЛАВСЕЛЬСТРОЙПРОЕКТ

ГИПРОНИСЕЛЬХОЗ

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ ЗДАНИЙ С НЕНОРМИРУЕМЫМИ ПАРАМЕТРАМИ МИКРОКЛИМАТА ДЛЯ СОДЕРЖАНИЯ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

МОСКВА-1983

Министерство сельского хозяйства СССР Главоедьстройпровкт Гидронасельхоз

РЕКОМЕНДАЦИЙ

по теплотехническому расчету зданий о ненормируемши параметрами микроклимата для содержания крупного рогатого окота

Утверждены Гяавсельстройпроектом Минсельхоза СССР 10 июня 1983 г.

Москва - 1983

5* расчет гешшх. тт?ичзсш сопротивлений

стшы и покрыта

5*1. Для определения значений требуемых термических сопротивлений стены и покрытия, исключающих конденсацию влаги на их заутренних поверхностях, уравнение (26) решается методом последовательных приближений при постоянном значении Z в. Стартовое (начальное) значение t ?? можно определить по уравнению:

£ f . U ₊Ю^^{89 +}^^Е + ⁰-⁰²    (27)

5.2* В процессе поиска решения уравнения (26) значение термических сопротивлений для стены и покрытия, входящие в Roi формулы (25), для каждого значения t в определяются по (16) я (17), а значения    ' , входящие б (IS) а (17), определяются

по (10) и (II).

При определении требуемых термических сопротивлений стены и покрытия уравнение (26) можно считать выполненным, если абсолютное значение BAL яе превышает 500 кка-ч/ч я если в процессе поиска решения величина BAL изменяла слой знак таким образом,что большему значению Г в соответствовало меньшее значение BAL .

5.3. Вели в процессе поиска решения уравнения (26) значение BAL проходит максимум, оставаясь отрицательным, например:

ii,' ^zi,•> ti_s    (2в)

ВйЦи,)< SAL(tt_J)>8/U(U₁)

ВЯ1(П,)<0; BM(UJ<0; M(ti,)<0,

го реализация помещения с нанорашруеыыма параметрами микроклимата без выпадения конденсата на внутренних поверхностях стен при выбранном значении в невозможна. Следует увеличить значение У⁵ а и повторить расчет.

Вела при У⁷в в 0,995 в- процессе расчета реализуются соотношения (28), то для дсклэчзяия выпадения конденсата на внутренних поверхностях стен на обходам подогрев приточного воздуха.

-10-

6. расчет требуемого тзгрьтзското сжроягатешя покрытия

ПРИ ЗАДАННОМ ЮТМЯЗСКОМ СОПРОТИВЛЕНИИ стш

р

6*1. Если термическое сопротивление стены А от задано и необходимо определить термическое сопротивление покрытия из условия невыпадпния конденсата на внутренней поверхности стены,то оаачала необходимо определить значения о( ^ я £в из уравнения (9), которое для этого случая принимает вид:

(29)

где <х ^ вычисляется по в

Уравнение (2Э) режется методом последовательных приближений при постоянном значении У^в, стартовое (начальное) значение £ от можно при этом определить по уравнению:

£ “* -    *    Х0^°>⁸⁹⁺^^е    +    0_t0Ztn)    (20)

Уравнение (£9) можно считать выполненным, если абсолютное значение его лавой части, умноженное на площадь наружных стен в м², fie превышает 500 ккал/ч,

6.2.    После решения уравнения (29) определяется сопротивление теплопередаче стены:

» Ron + о,о5 + i/cL^    (si)

и для найденного значениями определяется по (26) значение ВАЛ , при этоед вычисление 0 огр по (25) проводится без учзта ^потерь тепла через покрытие (на этом этапе расчета принимаотсяГ¹¹⁰^^).

6.3.    Бели вычисленное ВАЛ>> 0, то требуемое сопротивление теплопередаче покрытия определяется по уравнению:

(.JLl.zJ.v)    (32)

а требуеглое термическое сопротивление покрытия по уравнению:

^пок“АГ-°>⁰⁵-    (33)

Белл вычисленное ВАЛ ^ 0 ила аелл Л определенное по (33), невозможно реализовать, то избежать в помепенял о ьвнор-мирувмыю параметрами микроклимата выпадения конденсата ьа заутренних поверхностях стен при выбранном значения    нельзя.

-II

Следует увеличить значение ъ я повторять расчет.

Зелл при f ь в 0,985 вычисленное указанным выше методом BkL $ 0 или еелл/?^ , определенное по (33), невозможно реализовать, то для исключения выпадения конденсата >аа внутренних поверхностях стен необходимо либо увеличить термическое сопротивление стены /ч ст (л для определения $ повторить расчет), либо перечтя к подогреву прл^Ьчного воздуха.

Приложение I.

Примеры расчета.

В помещении содержатся 200 коров с У*ш500 кг я уровнем лактация 10 д/сут; место строительства - г.Яйтомир ( ta • -21 °С, /а ш 0,86). Ширина помете для 18 м, площадл в м^: пола - 1360, окон - 100, ворот - 32,4, стан - 560, покрытия - 1420, смоченной поверхности - 280, открытой водной поверхности - 4. Сопротивления теплопередаче в м*.ч.°С/1жал: пбла - 6, окон - 0,37,ворот - 0,5.

а) Определить требуемые термические сопротивления для стены и покрытия.

Благое одержание наружного воздуха по (2) и (I):

В - (178,5 - 10,3 * 21) : (270-21) = -0,1518

10^В « кг⁰»¹⁵¹³ ₌ 0,705

d я = 622,1»0,86*0,705:(745-0,86*0,705) - 0,507 г/кг Принимая значение V⁷b = 0,95, определяем стартовое значение t з^Т по (27):

t в» I0^^{0,6S+    +}    °>⁰²^^н)₊/-_н    „    jq(0,88+0,95-0,42) ^ _ж

= Ю^’⁴² - 21 - 26,3 - 21 - 5,3 °С.

По (6):

А = (156 + 8,12 • 5,3) : (236 + 5,3) * 0,8248,

У⁹ в *I6^A -    •    ю⁰'⁸²⁴⁸    =    0,95-6,6804    =    6,346    >    4,579.

По (5):

рг- (-0,0223+0,8248)д233-156):(8,12-0,8248+0,0223)- 4,563 °С.

£ля определения коэ^цкеитов теплоотдачи находйм по (12): t ж * 24,6 - 0,43 * 5,3 *JK,9 °С, до (IS): Гж а 0,105 \^С/5О0^ЙЧ 6,61 м², no (14): Кп » 1,012 - 0,22 х 0,95 « 0,813,

по (15): V' ^пок - 0,36, У'⁰* - 0,14, по (4):Т“°п. ^ш °'^{2 х 5}‘^{3 +} °«^{8 х 4}»⁵⁶³ - ⁴’⁷¹ °^с*

Для стены:

Kr/F⁰*^ 200x6,61x0.75x0.14x0.813/560 »

« 0.201b ,

Для покрытая:

N'F* К?*Y"*-Knit™ 200x6,61x0,7x0,36x0,813/1420 -- 0,1907

По (10):

об®*- 1,43х/5,3-4,563/^0,333 + 4,32 х i⁶.u⁹-.Z ii.§§§ x/o,8I +

5,3-4,563

+0,005/26,9+4,563/ /хО.гОК- - Z,847 + 20,320 - 22,15 .

По (II):

J “^QK - 1,86x(0,8x(5,3-4,563)J⁰»³³³ ₊ 3,2    -4»?.I-*

²    0,8/5,3-4,563/

x/0,8I+0,005x/26,9+4,7I/ /xO,1907-1,56+22,23 - 23,79.

По (9) для стены;

^°* - 22,I5x/5,3-4,563/ - 16,32 ккал/м².* ;

yp ®* - Цу-■ - Ь³ + Q _m i,6I2 и² ч °С/ккал .

^{Л 0}    cjct    j^_|32    '

По (9) для покрытая:

^И0К шсЛ™ X 0,8 tt г ~tp/ ш 23,79х0,8х/5,3 - 4,563/ -* 14.03 ккал/м*. ч •

R Г - tfmh - ⁵Й“ -    »²    ^°о/».ш..

Для проверки выполнения (26) вычисляем компоненты балансового уравнения.

По табл.18 ОШП 1-77 с учетом примечания 5 к ней:

Q - 682 х 200 х / - + а 127300 кхал/ч •

3    3

WlO * ^{455x200 х}    »    84933 г/ч .

3    3

По табл.19 ОНТП 1-77:

К, /5,3/ . 1,12 - 0,12 х 0,3/5 « 1,12 - 0,0072 » 1,113 •

-13-

tf ~t_H

£cm ~ 0,05

* 1,43 /t_B- tp/^H.SZ/tx- tp/x

1,44+0,05

х/0,81+0,0Сб(£ж+£р)/ x 0,2015 .

Уравнение (29a) решается методом последовательных приближений* Так как заданное термическое сопротивление стены (1,44) меньше требуемого (1,516), то при£в = 5,3 °С температура внутренней поверхности стены будет ниже температуры точки рооы.слв-довательяо, корень уравнения (29а) больше 5,3 °С. Примам £в * - 8,1 °С по (12);

t ж * 24,3+0,43 * 8,1 *= 28,08 °С .

По (5): А * /156+8,12 * 8,1/ : /236 + 8,1/ - 0,9085

По (5):£р    gfeI5§ . 7,346 °С

*    8,12-0,9085+0,0223

Значение левой части (29а):

JL« 19,024 ккал/м^*ч.

^от+0,05    1,44+0,05

Значение правой части (6а):

1,43*0,754^4/3 +4,32 /28,08-7,346/ /0,81+0,005/ 28,06 + +7,346/ /0,2015 = 0,686+17,816 * 18,502 ккал/м²*ч. Погрешность в спред8ленйи t в дает иклад в баланс тепла, равный;

/19,024-18,502//“ст * 0,552*560 * 309 ккал/ч, и меныш 500 ккал/ч; считаем, что корень (29а) найден.Значение

Ж °^т . 19,024 : /£в -£р/ . 19,024/0,754 = 25,2, а сопротивление теплопередаче стены равно:

R °^т = 1,44-Л,05+1/25,23 = 1,53 ьЛч °С/ккап.

Определяем по (26) значение Ва£ без учета теплопотерь через покрытие;

Кт /8,1/ = I + 0,12 /10-8,1/:5 - 1,0456.

Кв /8,1/ = 1-0,14 /10-8,1/: 5 « 0,9468.

-15 -

Q fg Kt /8,1/ . 127300 *-1,0456 * I33I05 ккал/ч ;

Wot + UWp * /30+2,2*8,1/*280+4*I0^/'²*^I27f0«⁰²⁶⁹*⁸'¹/ -» 14275 r/4 •

A » /156+8,12*8,1/:/236+8,I/ „ 0,9085 )

a a=S22,I*O,95*IO^O'^9O05:/745-O,95*IO°‘^9O85A6,493 г/кг

Q „    .    IS553    кг/ч    ■

^w    6,493    - 0,507    '

Q-в « 0,24*I3353*/8,I+2I/ * 94654 ккая/ч;

$ „ 0,6 /1-0,95/*14275 = 428 ккал/ч .

Теплопотери через вое наружный ограждения, за исключением покрытая:

£^= /⁸^^^I/-/I360tS+I00;0,37+3a64:0,5₊560:I_>53/*26998 ккая/ч.

По (26) значение без потерь тепла через покрытие разно:

Ml + F яок /3,1+21/: R °^DK=* 133105-94554-428-26998 -« II025 кал/ч.

При т8шэратурно-здшшост*юм равновесия BAi. «О я из уравнения (32) определяем требуемое сопротивление теплопередача покры

тия:

R ”^ок - ((8,1+21)*1420))*11025 - 3,748 (Лч^С/ккал.

Термическое сопротявлеаяе покрытия, начиная с 1,25, можно увеличивать о шагом 0,35.    Принимаем    термическое сопро

тивление покрытия равным:

R ^пож = 1,25 + 7 • 0,35 » 3,7 м^-ч.Ос/ккал.

Такое покрытие с учетом I/Ц я » Г/20 * 0,05 обладает сопротивлением теплопередаче, превышающем требуемое.

Приложение 2. Программа расчета ва ЭШ.

2.1. функциональное назначение.

Программа предназначена для теплотехнического раочета зданий о ненормируемыми параметрами микроклимата для содержания крупного рогатого скота*

Целью расчета является либо определение требуемых термических сопротивлении наружных стен и покрытия, либо определение требуемого сопротивления покрытая при заданном термическом сопротивлении стен • Одновременно рассчитываются и выводятся на пе-

-16-

чать показателя внешних климатических воздействий я показателя микроклимата помещения.

Программой предусмотрена остановка вычислений в случае достижения относительной влажности? воздуха помете нал значения единицы (образования тумана).

Выполнение программы возможно на ЭВМ ЗС ОС.

Z.Z. Описание логики

Программа содержит одну подпрограмму - функцию с именем bi4p, пять подпрограмм-процедур с именами: $LF_f tfiNf, BfiLflNS, RSNTP, MCLlM % подпрограмму ввода исходных данных расчета о именем BLOCK ДАТА и главную программу с именем MAL*/,

Подпрограммной функцией ЗШР осуществляется вычисление давления (мм рт.ст.) насыщенного пара водн для температуры Z °С ~ единственного входного параметра подпрограммы} выходное значение - имя подпрограшы-фупкцця*

Подпрограммой-Процедурой Alp осуществляется вычисление коэффициента теплоотдача внутренней поверхности ограждения*если для последней неизвестно значение температуры. Входными параметрами процедуры яздиются:

ТВ - температура воздуха помещения» °С;

7 - расчетная температура наиболее холодной пятидневки *°С; сопротивление теплоотдаче ограждения за вычетом сопротивления теплопередаче внутреннего пограничного слоя, м^.ч -°С/ккал.

Rj я R + I/л# * R + о»05| где R - термическое сопротивление ограждения;

о(н - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждения (с4* 20 ккал/м^.ч*°С);

PS~ произведение постоянных величин дучастэй составляющей коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности ограждения;

С - постоянный коэффициент в конвективной составляющей коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности ограждений.

Выходными параметрами процедур! являются:

ALF_T - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, ккал/м^*ч*°С;

-17-

тщ - температура внутренней поверхности ограждения, °С.

Подпрограммой-процедурой VENT для двух входных параметров ТВ а Г (значения имен те же, что я в А) вычисляется 16 выходных параметров, размещенных в одномерном массиве с именем5; содержание выходных параметров приведено в табл*1.

Необходимые для расчета исходные данные передаются через именованные общие области памяти, описание которых приведено нижа*

Вычисления в процедуре не выполняются в двух случаях:

1)    если относительная влажность воздуха помещения равна единица, т.е. если в воздухе помещения образуется туман;

2)    если влагооодержание воздуха помещения меньше влагооо-держания наружного воздуха.

Боли значение логического параметра RL *TRVE , то значения коэффициентов теплоотдачи и температур внутренней поверхности ограждений вычисляются вызовом процедуры ALF ; если же RL ш FALSE , то значения температур внутренней поверхности ограждений вычисляются через ТВ а исходные данные, а значения коэффициентов теплоотдачи - непосредственно по уравнениям (10) и (II) раздела 3,

Подпрограммой-процедурой BAIANS для двух входных параметров ТВ и 7 вычисляется алгебраичеокая оумма теплопэступлений и теплопотерь, размещаемая в выходном параметре о именем BAL, и 25 выходных параметров, размещенных в одномерном массиве с именем Z I яз них первые 16 имеют то же содержание, что и 16 выходных параметров процедуры VENT % содержание выходных параметров приведено в табл.1*

Необходимые для расчета исходные данные передаются через именованные общие области памяти*

Подпрограммой-процедурой RSN'fP для одного входного параметра Т вычисляются требуемые значения сопротивления теплопередаче для стены и покрытия* Кроме того, вычисляются выходные значения 78 - равновесной температуры воздуха помещения и 28 выходных параметров, размешенных в одномерном массиве о именем X, из них первые 25 имеют то же содержание, что и 25 выходных параметров процедуры BALfiNS; содержание маосива X (28) выходных параметров приведено в табл.1.

Необходимые для расчета исходные данные передастся через именованные общие области памяти, в одной из которых размешены и выходные значения требуемых сопротивлений тэплопередсче для отены и покрытия*

Процедура вырабатывает выходной логический параметр RLG , значение которого равно . TRVE*% если удается определить требуемые значения сопротивления теплопередаче для стены и покрытия, или равно . FALSE *, если для заданных исходных данных не удается выполнить требования норм проектирования*

Подпрограммой-процедурой МС£Ш для двух входных параметров Т и VAR осуществляется теплотехнический расчет здания о ненормируемыми параметрами микроклимата для содержания крупного рогатого окота и выход на печать результатов расчета*

Бели значение логического примера ДО#» »TRVE •• то Расчитываются требуемые значения сопротивления теплопередаче стены и покрытия; если VAR * *FALSE • • то для заданного термичео-кого сопротивления отены'рассчитываются требуемые сопротивлений температуре и термическое сопротивление покрытия*

Таблица I Содержание выходных параметров процедур

Рекомендации по теплотехническому раочету зданий

с ненормяруемыми параметрами микроклимата для содержания крупного рогатого окота.

М., Гипронисельхоз, 1983.

Рекомендации содержат методику расчета теплоотдачи внутренних поверхностей ограждений, термического сопротивления отен а покрытий, тепловлажноотного баланса неотапливаемого животноводческого помещения.

Рекомендации предназначены для научно-исследовательских и проектных организаций, занимающихся вопросами микроклимата в животноводческих помещениях.

Рекомендации разработали инженеры Антонов П.П. и Еремеев Г.Г. (Гипронисельхоз).

I. ОБШИВ ПОЛОЖЕНИЯ

I.I. Настоящие рекомендации распространяются на следующие категории аданйй и помещений (в соответствии о табл.20 ОШП 1-77 "Общесоюзных норм технологического проектирования предприятий крупного рогатого скота"):

-    коровники в здания для молодняка молочных пород (в районах о расчетной зимней температурой выше -25°С) при беспривязном содержании на глубокой подстилке (п.З табл.20);

-    помещения для содержания мясных коров с телятами в воз-раоте от 20 дней до 2 месяцев при беспривязном содержании на глубокой подстилка (п.7 табл.20).

Г.2. Теплотехническим расчетом определяют требуемые термические сопротивления наружных стан и покрытий из условия не-выпадения конденсата на их внутренних поверхностях* В процесое выполнения расчета определяют также равновесную температуру и точку росы воздуха помещения» коэффициенты теплоотдачи внутренних поверхностей стен и покрытия» количество приточного воздуха.

1*3* Расчет требуемых термических сопротивлений стен и покрытий проводится в соответствии о п.2.2. СНаП'П-3-79 "Строи -тельная теплотехника* Нормы проектирования" для температуры наиболее холодной пятидневки. При этом значение коэффициента теплоотдачи внутренней поверхности стен и покрытий определяют расчетом, а не по п.2.17 СНиП П-99-77 "Животноводческие, птицеводческие и звероводческие здания и сооружения. Нормы проектирования".

2. ИСХОДНЫЙ ДАННЫЙ

2*1. Расчетная температура наружного воздуха Ь _Н°С принимается по табл.1 СНиП П-А.6-72 "Строительная климатология и геофизика. Нормы проектирования" как температура наиболее холодной пятидневки в районе отроительства (независимо от тепловой инерции наружных стен я покрытия помещения).

2.2* Расчетное влагооодаржание наружного воздуха d _а г/кг определяется с использованием таблиц I и 4 СНиП П-А.6-72. По табдЛ определяется мзояц о минимальной оредаемеоячной темле-

-3—

ратурэй, оо табл,4 - средняя относительная влажнооть наружного воздуха (а долях единицы), соответствующая такому месяцу. При этом

({    -    Р??    1    ‘    ^^в_    /т\

TITF"    ⁽¹⁾

где р . (178,5+10,8* £„) / (270,2 + t _в);    (2)

р - барометрическое давление, которое рекомендуется принимать равным 745 мм рт.от;

]Q^a ~ парциальное давление насыщенного пара воды при отрицательной температуре, мм рт.от.

Пример. Для г.Москвы наиболее холодным месяцем являетоя январь, для которого ^гр _п « 0,84; расчетная температура наиболее холодной пятидневки дл4 г.Москвы t _н* -25°С.

При Р-745 мм рт.от.:

В «(I78_f5+I0_#3*t_a)/(270+4) - (178,5-10,3*25)/(270-25). -0,322 Ю^в - ХО”⁰*³²² - 0,476 мм рт.от.;

d _н - 622,1 Р’.?.⁴ .•„.„Qt.ff.L- » 0,334 г/кг.

745-0,84*0,476

2.3,    При рагновэсяой температуре Еоздуха помещения t_B °С ■ термических сопротивлениях стен а покрытия, равных требуемым, температура внутренней поверхности стен

cm    .    _    ^

l_Sn = t/C ;    (з)

температура внутренней поверхности покрытия

~пак    i

С_£п ш (0,2 • £_в + 0,8 Ср) °С,    (4)

где - температура точки росы воздуха помещения.

2.4.    Температура точки росы воздуха помещения t р°С определяется через (р в - относительную влажяооть воздуха помещения (в долях единицы) и температуру воздуха помещения

если £ _в ^ 0°С и f_B • 10* > 4,579 мм рт.от., то

•••4^м*

^40,8 ^ ^p)) Т^Ш h^am ^^noK V    <n)

где t x - температура поверхности тела животных, определяемая по формуле:

t ж т 24,6 + 0,43 t в ;    (12)

поверхность в тела животного маосой ^кг, определяемая по формула:    ^

F К ш 0,105 и² ;    (13)

N - количество животных в помещении;

F_cm FnoH - площадь отен и покрытий, м^;

К™_% К™*- коэффициент затенения наружных стен и по

крытий;

у/с/п    коэффидаент^/облученности    стен и покрытий;

К а - коэффициент поглощения.

Коэффициенты затенения К°^т8 * 0,75, К₈^ок * 0,7. Коэффцци-ент поглощения зависит от маосы животных и относительной влаж

ности воздуха помещения:

М< 80 кг    Кп    »    1,024-0,33    У?в

80 кг ^ М < 130 кг    Кп    »    1,012-0,28    Р в    (14)

М > 130 кг    Кп    »    1,012-0,22    У? в

Коэффициент облученности завиоит от ширины помещения 0;

О, м    У'    пок    У'ст

18    0,36    0,14

21    0,37    0,13

24    0,38    0,11    ⁽¹⁵>

42    0,38    0,10

3.3. Из (9) термическое сопротивление стен должно быть не менее требуемогом^*°С/ккал (м^ °С/Вт):

U х

- 0,05.

Необходимо помвять, что в (16) и (17)    -    равновесная    тем

пература воздуха .животноводческого помещения, которая неизвестна и подлежит определению из уравнения тепловлажностного баланса помещения.

4. ТТШОВЛА^НОСТШЙ БАЛАНС НВОТАПЛИВАШСГО

жзотководаского покидания

4*1. Единственным лоточником тепла в неотапливаемом животноводческом помещении является тепло животных:

Q?=Q?o-k? ,    <¹⁸>

где Q jq ккал/ч (Вт) - мощность свободных тепловыделений всех

животных при t в » 10 °С;

К^с® - безразмерный коэффициент, учитывающий изменение свободных тепловыделений о температурой, определяемый по табл. 19 ОНТП 1-77.

4.2.    Потери тепла образуются за счет тепла, расходуемого на подогрев приточного воздуха, на испарение влаги с открытой водной и смоченной поверхности, теплопотерь через наружные ограждения*

4.3.    Количество приточного воздуха G -кг/ч определяется из условия влажностного баланса помещения:

G И/'g * Kt +(h fg}( Wcm)

где W Ю г/ч количество влага, выделяемой всеми животными

при t в « 10 °С;

Кв    -    безразмерный    коэффициент,    учитывающий    зависи

мость влаговыделений от температуры,определяется по табл.19 ОНТП 1-77;

И/откр, И/см г/ч - количество влага, испаряющейся соответственно с откоытой водной и омоченной поверхно-сти прл в а 0:

-а-