Сегодня, 23 января
- (Нет мероприятий)
Ближайшие мероприятия
-
03 февраля - 06 февраля
-
03 февраля - 06 февраля
-
10 февраля - 13 февраляНовосибирскСибирская строительная неделя
-
16 февраля - 19 февраля
-
10 марта - 12 марта
-
20 марта - 22 мартаСанкт-ПетербургВыставка «Строим загородный дом»
Влияние теплопоступлений от искусственного освещения на тепловой режим помещений в торговом центре
М. А. Разаков, ФГБОУ ВО НИУ «Московский государственный строительный университет»
Исследованы тепловые поступления от различных источников света от осветительного оборудования в помещении, а в частности: от люминесцентных ламп и от совместно использующихся ламп накаливания и галогенных светильников. Произведен расчет теплового баланса помещения торгового зала в холодный и теплый периоды года. С точки зрения поддержания требуемого теплового режима помещения изучено применение наименее затратного типа светильников. Изложены основные формулы, позволяющие определить тепловые избытки в помещении при одинаковом общем уровне освещенности. Показано, что увеличение тепловых поступлений от освещения положительно влияет на системы поддержания требуемого микроклимата в холодный период года, но при этом имеет отрицательное воздействие на энергопотребление здания в теплый период года. Представленные результаты интересны для управления тепловой напряженностью помещений общественных зданий и реализации задачи регулирования теплового потребления.
Ключевые слова: освещение помещения, тепловые поступления в помещения.
Актуальность
В нашей стране существенное распространение получило малоэтажное строительство, а именно строительство небольших торговых центров. Не секрет, что для привлечения покупателей магазины и торговые центры часто используют разнообразные современные возможности, связанные с красотой и уникальностью товара, которые хорошо реализуются на практике, а в частности, при формировании освещения отдельных зон помещения и конкретных товаров, что концентрирует внимание будущих покупателей на определенных предметах. Но часто не берется в расчет то, что для обеспечения требуемых параметров микроклимата в помещении нужно учитывать аспекты не только световой обстановки, но и в совокупности получить заданный температурный режим помещения.
Проанализированы теплопоступления от двух вариантов организации искусственного освещения в помещении торгового зала, когда оно обеспечивается: 1 — только люминесцентными лампами, 2 — галогенными и лампами накаливания (рис. 1). В данной работе не исследуются светодиодные приборы [1, 2].
Предмет исследования: Работа направлена на сравнение тепловых избытков от источников искусственного освещения при равных нормах освещенности в помещении. Также в данном исследовании прогнозируется влияние теплопоступлений от искусственного освещения на суммарное энергопотребление помещения в различные периоды года.
Цель: Исследование тепловых поступлений от различных видов осветительного оборудования и их влияние на тепловой микроклимат в помещении.
Материалы и методы: Для выявления влияния различных типов осветительных приборов на тепловую обстановку в помещение составлена математическая модель теплового баланса помещения торгового зала для теплого и холодного периодов года (табл. 2). Расчет различных видов теплопоступлений представлен в работах [3, 4, 5]. По аналогии с локальными тепловыми избытками в горячих цехах [6] осветительное оборудование тоже является локальным источником теплового избытка.
Теплопоступления от освещения в холодный период года рассчитывались с учетом отсутствия посетителей в магазине, в котором работают постоянно пять его работников, а теплопоступления от солнечной радиации практически отсутствуют, что актуально в период с 20:00 вечера до 8:00 утра. Тепловые потери через ограждающие конструкции помещения торгового зала рассматриваемого торгового центра для параметров климата г. Владимира рассчитывались с учетом инфильтрации, их суммарная величина равна 16 340 Вт.
Теплопоступления от источников искусственного освещения определяются по формуле 1:
где E — общая освещенность помещения, лк; Апол — площадь пола помещения, м2; qосв — удельные тепловые выделения от светильников, Вт/(м2·х·лк); hосв — коэффициент расположения осветительных приборов.
Таблица 1. Теплопоступления от освещения
|
Тип освещения |
Средние удельные тепловыделения от светильников, Вт/(м2·х·лк) |
Нормируемое значение уровня общего освещения помещения, лк |
Коэффициент расположения источников искусственного освещения |
Площадь пола помещения, м2 |
Теплопоступления от освещения, Вт |
Разница, Вт |
|
1 |
0,056 |
400 |
0,45 |
300 |
3025 |
5290 |
|
2 |
0,154 |
8315 |
Теплопоступления в теплый период рассчитывались при пребывании в магазине 25 человек покупателей одновременно с учетом постоянно работающего персонала в количестве пяти работников. Основную нагрузку в теплый период года воспринимают системы вентиляции и кондиционирования воздуха.
Переходный период года в данном исследовании не учитывался ввиду того, что тепловая нагрузка на жизнеобеспечивающие системы, формирующие параметры микроклимата в помещениях исследуемого торгового центра, меньше, чем в теплый и холодный периоды года.
Расчетное выражение теплопоступления от людей имеет следующий вид:
где k — расчетное количество людей в помещении, чел.;
q1 — удельные тепловые выделения от людей, Вт/чел.;
h — понижающий коэффициент.
Теплопоступления от солнечной радиации через светопрозрачные ограждения определяются по выражению (3):
где qпр/qнт — теплопоступления от солнечной радиации / за счет теплопередачи, Вт/м2;
Fн — площадь поверхности, м2.
Таблица 2. Сводная таблица теплового баланса для торгового зала ТЦ в холодный и теплый периоды года
|
Период года |
Температура воздуха, оС |
Тип освещения |
Тепловые потери, Вт |
|
|
Х.П.
|
16 |
1 |
16 340 |
|
|
2 |
16 340 |
|||
|
Т.П. |
23 |
1 |
— |
|
|
2 |
— |
Продолжение таблицы 2
|
Тепловые поступления |
Избыточная теплота, Вт |
||||
|
дополнительные от системы отопления |
от людей, Вт |
от освещения, Вт |
от солнечной радиации, Вт |
сумма, Вт |
|
|
— |
595 |
3025 |
— |
3620 |
12 720 |
|
— |
595 |
8315 |
— |
8910 |
7430 |
|
— |
640 |
3025 |
15 910 |
19 575 |
19 575 |
|
— |
640 |
8315 |
15 910 |
24 865 |
24 865 |
Результаты расчетов приведены на диаграмме на рис. 2, где видно, как отличаются тепловые поступления от разных типов осветительных приборов в холодный и теплый периоды года. На рис. 3 показаны тепловые поступления от освещения от различных типов светильников и тепловые потери в помещении в холодный период года. Из графиков видно, что в холодный период года тепловые потери сопоставимы с тепловыми поступлениями, что позволяет экономить тепловую энергию, идущую на отопление помещения.
Результаты: В данной работе представлены результаты сравнения тепловых избытков от двух типов осветительного оборудования: 1 — люминесцентных ламп; 2 — ламп накаливания.
Выводы
- Изменение освещенности в помещении с данными осветительными приборами оказывает влияние на температуру внутреннего воздуха, что определено для помещения торгового зала площадью более 200 м2 и требует учета при проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
- Из результатов видно, что с точки зрения энергетических затрат использовать круглый год люминесцентные лампы в данном городе (тип 1) выгоднее, т. к. на производство холода затрачивается больше энергии, чем на теплоту.
ЛИТЕРАТУРА
- Чеботнягин Л. М., Юхимович Д. Л., Кичкильдеев К. Е. Исследование электрических и светотехнических параметров светодиодных светильников // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21 № 1 (120). С. 165–177.
- Мурзак Н. А., Брыль С. В., Мурзак И. А., Копырина В. В., Зайцева Т. А. Оценка эффективности светодиодного освещения с позиции экологии и энергосбережения // Экология и строительство. 2016. № 4. С. 36–42.
- Самарин О. Д. Основы обеспечения микроклимата зданий // Учебник для вузов. — М.: Издательство АСВ, 2014. 208 с.
- Полосин И. И., Новосельцев Б. П., Шершнев В. Н. Теоретические основы создания микроклимата в помещении // Учебник. Воронеж, 2005. 143 с.
- Справочник проектировщика под ред. Н. Н. Павлова и Ю. И. Шиллера. Часть 3 Вентиляция и кондиционирование воздуха // Стройиздат, 1992.
- Лаптев В. Ю., Харьков Н. С. Локализация избытков теплоты и опасных факторов в горячих цехах // Аллея науки, 2017. Т. 1. № 12. С. 208–219.
Скачать PDF-версию журнала «Влияние теплопоступлений от искусственного освещения на тепловой режим помещений в торговом центре»


