CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT TẢI CHO KHễNG GIAN ĐIỀU HềA
3.1 Tính cân bằng nhiệt cho hành lang
3.1.2 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11
Tất cả các kính cửa sổ đều ở dạng thẳng đứng v à ở các phía của tường bao. Mặt trời mọc ở hướng đông và lặn ở hướng tây. Bức xạ mặt trời tác động v ào một bề mặt tường là liên tục thay đổi. Cửa sổ hướng đông sẽ nhận bức xạ cực đại v ào 8 đến 9 giờ sáng và kết thúc lúc 12 giờ trưa. Cửa sổ hướng Tây sẽ nhận bức xạ cực đại lúc 4 đến 5 giờ chiều và nếu cửa sổ nằm ngang trên mái tum thì nhận bức xạ cực đại vào 12 giờ trưa. Cửa sổ quay về hướng bắc ở 20o vĩ bắc thì hầu như không nhận bức xạ trực tiếp mặt trời, quay về hướng nam thì bức xạ cũng rất hạn chế….. Biểu thức tính theo kinh nghiệm gần đúng nhiệt bức xạ qua kính:
Q11 = nt. Q11’.
Trong đó:
nt– hệ số tác dụng tức thời.
11,
Q -lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính v ào phòng.
11,
Q được tính như sau:
W R
F
Q11, . K. c. ds. mm. kh. m. r ,
K K m m K m k m N
K R
R 0 , 4 . . 0 , 4 . . 88
, 0 T
N R
R
F – diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, m2 RN– Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính;
RT– nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính v ào trong phòng, W/m2. Giá trị phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng cửa kính cửa sổ.
m m m K K
K
; ; ; ; ; ;. hệ số hấp phụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che. Tra bảng 4.3 trang 152 [3] với kính trong d ày 6mm có.
15 , 0
K
,K 0,77 , K 0,08, m 0,94,m 1, m 1, m 1
c -hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức : 023
, 0 1000.
1 H
c
Thành phố HCM cao hơn mực nước biển 5m nhưng nền nhà kho cao hơn mặt đất 2m. vì vậy mặt bằng nhà máy cao hơn mực nước biển khoảng 2 + 5 = 7 m.
0002 , 1 023 , 0 1000.
1 7
c
ds- hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt nước biển là 20oC, xác định theo công thức.
.0,13
10 1 20
s
ds t
. 0 , 13 0 , 89
10 20 3 ,
1 28
ds
mm-Hệ số kể đến ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mâymm 1,khi trời có mây mm 0,85;khi xét bức xạ lớn nhất có nghĩa là không có mây mù mm 1
kh-Hệ số ảnh hưởng của khung kính, khung kim loại n ên chọn kh ,117
m-hệ số kính, phụ thuộc vào màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản. Kính cơ bản là loại kính trong suốt, dầy 3mm có hệ số hấp thụ 6%, hệ số phản xạ
% 8
ứng với góc tới tia phản xạ là 300 .
r- hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính, khi không có màn che thì = 1.
Các cửa sổ của tòa nhà là màu trắng không có màn che, khung kính làm bằng kim loại.
Tra bảng 4.3 trang152 [3] ta có : m 0,94
TP HCM nằm ở bán cầu bắc vĩ độ 10. Theo phụ lục 5 trang 464 [3] ở TP HCM tháng nóng nhất là tháng 11 với 39,9oC tra bảng 4.1 trang146 [3] ta có
Bảng 3.2Lượng bức xạ mặt trời qua kính vào phòng R, W/m2.
Hướng Đông Nam Đông Bắc Tây Bắc Tây Nam
Giờ 8 8 16 15
RTmax 486 483 467 514
RN 552 549 530 584
RK 938 933 901 993
A, Nhiệt bức xạ qua kính theo hướng Đông Nam:
Phía đông nam chỉ có cửa sổ và tường bao và một cửa thoát hiểm (xem như là không mở), cửa sổ lắp bằng kính một lớp khung sắt lắp thẳng đứng. Do đó nhiệt bức xạ qua cửa ra vào là bằng không. Một cửa sổ với kích th ước là:
Chiều cao cửa sổ 1 m , tổng chiều d ài 3 m.
Diện tích cửa kính: Fkính = 1 . 3 = 3 m2.
Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính v ào phòng theo hướng đông nam là.
Q’11đông nam = 3 . 938 . 1,0002 . 0,88 . 1 . 1, 17 . 0, 94 . 1= 2724 W.
B, Nhiệt bức xạ qua kính theo hướng còn lại:
Các hướng còn lại cửa kính chỉ tiếp với không gian đ ã được điều hòa. Vì vậy, xem như lượng bức xạ qua kính tại các hướng này bằng 0.
Xác định mật độ trung bình:
Theo bảng trên ta thấy các cửa sổ hướng đông nam nhận bức xạ mặt trờ i lớn nhất vào lúc 8 giờ, còn hướng đông bắc là 8 giờ, hướng tây bắc là 16 giờ, tây nam là 15 giờ. Nhiệt bức xạ mặt trời không tác dụng đồng thời c ùng thời điểm lên các cửa sổ do đó ta tìm hệ số tác dụng đồng thời theo bảng 4.6 trang156 [3].
Theo bảng 4.11 trang166 [3] ta có mật độ của sàn bằng bê tông cốt thép là 2400kg/m3, theo bản vẽ bề dày của sàn là 0,18 m vậy khối lượng sàn là.
2400 . 0,18 = 432 kg/m2.
Khối lượng của tường sây bằng gạch nhiều lỗ và vữa xi măng là:
1800 + 1300 = 3100 kg / m3. vậy khối lượng tường là 331 kg/ m2
s
s F
G g G' 0 , 5 . ''
Fs– Diện tích sàn Fs = 56,5 m2.
Khối lượng tường có cửa sổ tiếp xúc với bức xạ mặt trời:
G’= 331 . (Ft-ĐN + Ft-TN)= 331 . (24,75+9) = 11171 kg
Khối lượng tường không tiếp xúc với bức xạ mặt trời v à của sàn không nằm trên mặt đất:
G’’= 331 . (Ft-TB + Ft-TN) + 432 . Fs
G’’= 331 ( 10,55 + 25,5) + 2 . 432 . 56,5 G’’ = 60749 kg
5 735 , 56
30375
11171
s g
Tra bảng 4.6 với gs= 735 kg/m2 sàn, cửa sổ quay về hướng Đông Nam được nt = 0,22
Vậy Q11 = 0,22 . 2724 = 599 W.