CHƯƠNG 2: TÍNH NHIỆT THỪA, ẨM THỪA CỦA CÁC PHềNG
2.2 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa
2.2.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che
2.2.2.1 Nhiệt truyền qua mái do bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ Q21
Mái bằng của phòng điều hòa có 3 dạng:
+ Trường hợp 1: Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa khi đó ∆t = 0 => Q21 = 0.
+ Trường hợp 2: Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa khi đó ∆t = 0.5 (tN - tT), k lấy theo bảng 4.15 (Trang 145, TL[1]).
+ Trường hợp 3: Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời (tầng kĩ thuật) thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần: do bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà.
Đối với tòa nhà này gồm 7 tầng, nhưng tầng 7 là phòng máy và kho nên không sử dụng hệ thống điều hoà, một phần của tầng 4 thì có trần mái tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nên ta tính theo trường hợp 3. Vì thế từ tầng 1 đến tầng 5 sẽ thuộc trường hợp 1 ngoại trừ phòng làm việc 4 và 5 tại tầng 4 thì thuộc trường hợp 3, còn lại các phòng ở tầng 6 sẽ thuộc trường hợp 2.
● Tính nhiệt truyền qua mái cho tầng 6 theo trường hợp 2:
Các phòng tại tầng 6 có diện tích khác nhau nên nhiệt truyền qua mái của các phòng điều hoà này cũng khác nhau:
- Phòng Server có diện tích 16 . 10 = 160 (m2) Nhiệt truyền qua mái:
Q21 = k . F .∆ t Trong đó:
F: là diện tích trần (m2)
k: hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu xây dựng của mái.
Chọn k = 2,78 tra bảng 4.15 (Trang 145,TL[1]).
∆t: hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trong: ∆t = 0,5(tN - tT) Vậy Q21= k . F .∆ t= 2,78 . 160 . 0,5 (34,6 - 24) = 2357,44 (W)
● Tính nhiệt truyền qua mái phòng làm việc 4 tại tầng 4 theo trường hợp 3:
Q21 = k . F .∆td, (W) *
Trong đó:
F: là diện tích trần, có F = 84 (m2)
∆td: hiệu nhiệt độ tương đương. Xác định theo biểu thức
tN: nhiệt độ không khí ngoài trời t = 34.6 ℃
tT: Nhiệt độ không khí bên trong không gian điều hòa, t = 24 0C
εs: Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời. Trần của khu vực này được đổ bằng bê tông sơn trắng nên tra bảng 4.10 (Trang 141, TL[1]), εs = 0,6.
N: Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài không khí, N = 20 (W/m2K) RN: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính
RN = 0,88 RT
=
0,88126 = 143,18 (W/m2)
=> td = (34.6 – 24) +0,6.143,1820 = 14,9℃
K: hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu xây dựng của mái.
1-Lớp sơn cách ẩm. 1 2-Lớp cách nhiệt.
3-Lớp vữa.
4-Lớp bê tông 100 mm.
5-Không khí.
6-Trần giả thạch cao. Hình 2.2: Kết cấu xây dựng mái Tra bảng 4.9 (Trang 140,TL[1]) ta có k = 1,67 (W/m2K)
Thay các thông số tìm được vào biểu thức (*) ta có:
Q21 = 1,67 . 84 . 14,9 = 2090,2 (W) 2.2.2.2 Nhiệt truyền qua vách Q22
Nhiệt truyền qua vách Q22 bao gồm 2 thành phần:
+ Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà ∆t = tN - tT
2
3 4
5 6
+ Do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên ta coi lượng nhiệt này là không đáng kể. Nên nhiệt truyền qua vách chủ yếu là do chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài nhà.
Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức sau:
Q22 = ∑Qi = ki . Fi . ∆t = Q22t + Q22c + Q22k (W) Trong đó:
ki: Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính, W/m2K.
Fi: Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m2. a) Nhiệt truyền qua tường Q22t
Do kết cấu của công trình nên một số vách của một số không gian sẽ chịu 2 thành phần nhiệt:
+ Do chênh lệch nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời + Do bức xạ mặt trời vào tường
Khi tường tiếp xúc với không gian đệm (hành lang) Q22t = k . F . 0,5. Δt , W
Khi tường tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời Q22t = k . F.Δt, W.
Khi tường tiếp xúc với không gian có điều hòa Q22t = 0.
Trong đó:
k: hệ số truyền nhiệt của tường, cửa.
F: diện tích tường, cửa.
∆t: hiệu nhiệt độ trong phòng và ngoài trời. Hệ số truyền nhiệt qua tường được xác định như sau:
i
N i T
k= 1 + 1δ + 1 α λ α
, W/m2K ( Trích trang 122, TL[1])
αN = 20 W/m2K là hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài.
αT = 10 W/m2K là hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà và khi tường tiếp xúc với không gian đệm.
i là độ dày của lớp vật liệu thứ i.(m)
i là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, (W/m.K)
Hình 2.3: Hình vẽ kết cấu của tường
Bảng 2.4: Thông số vật liệu xây tường
Vật liệu Bề dày (δmm) Hệ số dẫn nhiệt λ W/m.K
2 lớp vữa xi măng 20 0,93
Lớp gạch xây nhiều lỗ 200 0,52
Ta có 2 hệ số truyền nhiệt:
+ k1: hệ số truyền nhiệt của tường do chênh lệch nhiệt độ trong phòng và ngoài trời, W/m2K.
1 1
k = 1 0,01 0,2 1+2. + +
20 0,93 0,52 10= 1,8 (W/m2K)
+ k2: hệ số truyền nhiệt do sự chênh lệch nhiệt độ trong phòng và không gian đệm, W/m2K.
2 1
k = 1 0,01 0,2 1+2. + +
10 0,93 0,52 10= 1,64 (W/m2K) - Diện tích tường tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:
F = 7.3= 21(m2)
=> Q’22t = k1 . F .∆t = 1,8 . 21. (34,6 – 24) = 400,7 (W) - Diện tích tường tiếp xúc với không gian đệm:
F = 3,5 . 3 + 8 . 3 = 34,5 (m2)
=> Q’’22t = k2 . F . 0,5 .∆t = 1,64 . 34,5 . 0,5 . (34,6 – 24) = 300 (W) => Q22t = 400,7 + 300 = 700,7 (W)
b) Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c
Tất cả các phòng từ tầng 1 đến tầng kĩ thuật có 1 cửa ra vào được làm bằng gỗ dày 40 mm rộng 900 mm, cao 2200 mm. Cửa thiết kế theo kiểu bản lề dạng tấm, hướng cửa mở ra ngoài phòng.
Nhiệt truyền qua cửa ra vào được tính:
Q22c = k . F. ∆t , (W) Trong đó:
F: diện tích cửa, F= 1,98 (m2)
k: hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K.
k = 2,23 (W/m2k). Tra bảng 4.12 [1, tr144]
∆t = tN−tT=¿ 34,6 – 24= 10,6℃ => Q22c = 2,23 . 1,98 . 10,6 = 46,8 W c) Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q22k
Phòng làm việc 4 có cửa sổ làm bằng kính có diện tích kính 24m2 ở phía Bắc nên ta đã tính lượng nhiệt bức xạ qua kính này rồi.
2.2.2.3 Nhiệt truyền qua nền Q23
Nền có lớp bê tông dầy 150 mm, lớp vữa dầy 25 mm và phía trên có lát gạch vinyl dầy 3mm).
Nhiệt truyền qua sàn cũng xãy ra 3 trường hợp:
+ Sàn đặt trên mặt đất thì Δt= (tN – tT)
+ Sàn đặt trên tầng hầm hoặc phòng không điều hòa, lấy Δt = 0,5.(tN – tT), nghĩa là tầng hầm hoặc phòng không điều hòa có nhiệt độ bằng nhiệt độ trung bình giữa bên trong và bên ngoài.
+ Sàn giữa hai phòng điều hòa Q23 = 0.
Với toàn nhà này thì các sàn từ tầng 2 trở đi đều nằm giữa không gian điều hoà nên Q23 = 0.
- Đối với các phòng ở tầng 1 thì phía dưới sàn là tầng hầm có Δt = 0,5.(tN – tT).
- Đối với phòng làm việc 4 tại lầu 4 phía dưới là 1 phòng có không gian điều hoà nên Q23 = 0.