Qu'est-ce que la "température extérieure calculée": définition, caractéristiques de calcul et faits intéressants

Lors de la conception de systèmes de chauffage et de ventilation dans des immeubles de plusieurs appartements et de banlieue de faible hauteur, un indicateur tel que la température extérieure calculée est obligatoire. À condition que ce paramètre soit correctement déterminé, les systèmes de génie domestique fonctionnent ensuite efficacement même les jours les plus glaciaux ou, au contraire, les jours chauds et, de plus, sont assez économiques.

Définition

Comme le climat en Russie est froid, nous sommes particulièrement prudents dans notre pays en ce qui concerne la conception des systèmes de chauffage. Par conséquent, selon le concept de "température extérieure calculée", le plus souvent en Russie tombe la moyenne des jours les plus froids de cinq jours dans cette région particulière au cours des 8 hivers les plus glaciaux des 50 dernières années. C'est ce paramètre qui est pris en compte lors de la conception des systèmes de chauffage et de ventilation. On peut considérer comme intéressant que cet indicateur soit toujours bien supérieur au t ° minimum absolu pour la même région.

Par exemple, pour Moscou, la température extérieure calculée est de -26 ° C. La t ° minimale absolue d'hiver pour la capitale est déjà de -41 ° C. Pour Saint-Pétersbourg, ces indicateurs sont respectivement de -24 et -36 ° C.

Malgré le fait que la température extérieure calculée est toujours au-dessus du minimum absolu, les systèmes de chauffage conçus avec cela à l'esprit sont assez efficaces. Le fait est que dans la plupart des cas, les enveloppes de bâtiments de différents types de bâtiments se distinguent par une inertie thermique suffisamment importante. Par conséquent, une baisse à court terme de la température extérieure, par exemple dans la capitale, même à un minimum de -41 ° C, n'entraînera pas de refroidissement significatif de l'air dans les locaux des maisons.

L'utilisation de l'indicateur de conception de la température extérieure calculée permet ainsi d'économiser considérablement sur l'installation de systèmes de chauffage. Cela est particulièrement visible dans les bâtiments de masse.

Fait intéressant

Divers types de normes régissant la conception de systèmes d'ingénierie ont été élaborés dans notre pays à l'époque soviétique. Et bien sûr, à l'heure actuelle, bon nombre de ces documents peuvent même être considérés comme obsolètes. Aujourd'hui, les entreprises de construction développées à l'époque soviétique ne respectent souvent pas les règles sur certains points. Cependant, dans la plupart des cas, cela n'affecte pas le confort de vie et de travail dans les bâtiments des personnes.

Par exemple, à notre époque, les entreprises de conception prennent généralement les jours les plus froids de cinq jours pour les 8 hivers les plus froids des 50 derniers, mais pas plus de 20 ans, pour la température extérieure calculée. De plus, ces entreprises peuvent faire appel à des projets d'automatisation de différents types, en allumant / éteignant l'équipement si nécessaire. Par exemple, la ventilation dans les bâtiments modernes ne peut fonctionner que lorsque des personnes s'y trouvent.

Méthodes de détermination des systèmes de chauffage

Ainsi, nous avons découvert quelle est la température hivernale calculée de l'air extérieur. Dans la plupart des cas en Russie, lors de la conception des systèmes de chauffage, il est pris en compte avec précision la t ° des cinq jours les plus froids de 8 hivers. Cependant, cet indicateur peut parfois être calculé différemment. Lors de la conception des réseaux de chaleur, les ingénieurs prennent en compte, entre autres, le degré de massivité de l'enveloppe du bâtiment.

La température de calcul pour les structures de bâtiment très épaisses (par exemple, les murs en rondins) est exactement de 5 jours pendant 8 ans. Si l'enveloppe du bâtiment est légère, la conception des systèmes de chauffage prend en compte la température moyenne des jours les plus froids de l'année (c'est-à-dire pour Moscou, par exemple, elle peut être de -46 ° C). Pour les maisons aux murs pas trop épais et pas particulièrement fins, la moyenne arithmétique entre ces deux indicateurs est calculée.

Comment déterminer le degré de massivité des enveloppes de bâtiment

Cet indicateur pour les murs et les sols est déterminé principalement par la valeur de leur inertie thermique. Ce dernier est calculé par la formule:

D = R1S1 + R2S2 + R3S3 + … + RnSn.

Ici R1, R2, R3, Rn - résistance thermique des couches de la clôture en m ² * h * deg / kcal. S1, S2, S3, Sn dans la formule est le coefficient d'absorption de chaleur des matériaux pendant la période de fluctuations de température sur 24 heures en kcal / m ³ * h * deg.

Le paramètre S est calculé pour chaque couche selon la formule suivante:

S = √0, 51λcy.

Dans cette formule, λ est le coefficient de conductivité thermique du matériau en kcal / m * h * deg, s est sa capacité thermique spécifique kcal / kg * deg, y est le poids en vrac en kg / m ³.

La température extérieure calculée pour le chauffage, en fonction de la massivité des murs (indicateur D), est déterminée par le tableau.

Normes de température résidentielles

La conception du système de chauffage, y compris en tenant compte de la température extérieure, doit être telle que dans les locaux à des fins diverses de la maison ou de l'appartement, un microclimat soit créé par la suite conformément à la législation en vigueur. Pour les bâtiments résidentiels dans notre pays à cet égard, les normes suivantes sont fournies:

salons - température d'hiver non inférieure à +18 ° С;
salons d'angle - +20 ° С;
Salles de bain - +25 ° С.

De plus, si la température extérieure estimée dans cette zone particulière est inférieure à -31 ° C, pour les pièces résidentielles ordinaires et d'angle, les indicateurs augmentent respectivement à +20 et +22 ° C.

Normes pour les bâtiments publics

Bien entendu, des normes de température de l'air sont également prévues pour divers locaux publics.

Selon la réglementation, dans les bâtiments où les gens sont toujours en tenue de ville, la température de l'air ne doit pas descendre en dessous de 14 ° C. La température maximale autorisée dans les locaux administratifs et de bureaux en été est de 30 ° C. De plus, la température minimale en hiver dans ces bâtiments est considérée comme -13 ° C.

Température de conception pour la ventilation

De tels systèmes d'ingénierie dans les immeubles d'habitation sont montés à coup sûr. Fournir des réseaux de ventilation dans de nombreux bâtiments résidentiels suburbains. Dans la conception de tels systèmes, comme déjà mentionné, la température extérieure d'hiver calculée est prise en compte. À l'aide de cet indicateur, la puissance optimale des équipements de ventilation est ensuite calculée.

Dans ce cas, la conception est réalisée en utilisant approximativement les mêmes règles que pour les systèmes de chauffage. Soit, le plus souvent:

pour les clôtures légères, la température minimale du mois le plus froid est prise en compte;
pour les murs de faible masse - la température extérieure moyenne des jours les plus froids;
pour les clôtures de taille moyenne - la moyenne arithmétique entre les relevés t ° du jour le plus froid et le jour le plus froid de cinq jours;
pour les murs massifs - la température de cinq jours.

Température et échange d'air estimés

En termes de puissance, les équipements de ventilation pour les bâtiments résidentiels et tous les types de bâtiments publics sont sélectionnés de manière à assurer le plus grand confort aux personnes qui s'y trouvent. Autrement dit, ces systèmes devraient être conçus de manière à fournir le taux de renouvellement d'air souhaité. Cet indicateur, à son tour, dépend de la température extérieure calculée à l'extérieur.

Pour les chambres à des fins diverses, un taux de change d'air inégal est également fourni.

Température de calcul pour les unités de réfrigération

Lors de la conception de ces équipements, les ingénieurs prennent principalement en compte des indicateurs tels que le temps de traitement et le facteur de sécurité. De plus, lors du calcul des unités de réfrigération, ainsi que des systèmes de chauffage, la température extérieure calculée est prise en compte. Cependant, dans ce cas, bien sûr, pas les t ° les plus bas de l'année, mais les plus élevés sont pris en compte.

Malheureusement, dans notre pays à l'heure actuelle, il n'y a pratiquement aucune littérature de référence qui indiquerait les indicateurs des températures externes calculées pour les unités de réfrigération dans une zone particulière. Cependant, des programmes avec des bases de la t ° la plus élevée pour différentes villes peuvent être trouvés sur Internet. La seule chose est qu'un ingénieur qui a besoin de telles informations a peu de chances de pouvoir vérifier les sources primaires et la fiabilité des informations contenues dans ces listes.

Formules pour les unités de réfrigération

Il est donc assez difficile de trouver aujourd'hui des tableaux et des listes de villes fiables à cent pour cent avec une indication des températures extérieures calculées pour un tel équipement. Mais en Russie, heureusement, depuis l'époque soviétique, des documents contenant des formules de calcul de tels indicateurs ont été conservés. S'il n'est pas possible de trouver les informations nécessaires sur la température extérieure dans cette zone particulière, le calcul peut être effectué, par exemple, en utilisant la formule suivante:

tH = tCP MEC + 0, 25 × tAM (4, 3).

Ici, tCP MES est la température moyenne du mois le plus chaud de la région, tAM est la température du maximum absolu.

En outre, la sélection de la température extérieure estimée lors de la conception des unités de réfrigération peut être effectuée, par exemple, en utilisant la formule suivante:

Tnar = 0, 4Ta.m. + 0, 6Ts.m.

Ici Ts.m est la température moyenne à 13 heures du mois le plus chaud, Ta.m est le maximum selon les données climatiques.

Entre autres, selon les normes, le coefficient de transfert de chaleur des clôtures du groupe frigorifique est déterminé en tenant compte de la zone climatique, dont il existe trois en Russie:

sud - avec une température annuelle moyenne de 9 ° C;
moyen - avec une température de 1-8 ° C;
nord - avec une température extérieure de 0 ° C ou moins.

Parfois, en hiver, les chambres du réfrigérateur doivent être chauffées à l'aide d'appareils spéciaux. Le calcul de la puissance de ce dernier est bien entendu également effectué en tenant compte de la température extérieure. Mais dans ce cas, les tarifs d'hiver sont pris en compte.

Sélection de paramètres extérieurs normalisés

La conception de systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation dans les bâtiments à diverses fins devrait donc tenir compte des changements météorologiques dans la rue. Dans notre pays, il régule les valeurs numériques des paramètres d'air extérieur SNiP 23-01-99.

Selon ce document, lors de la conception de systèmes d'ingénierie responsables du climat intérieur, les éléments suivants peuvent être pris en compte:

paramètres du groupe A - pour la saison chaude;
Groupe B - pour le froid.

Dans ce cas, les paramètres des périodes de transition (printemps / automne) sont pris comme suit:

pour la température - 10 ° С;
pour l'enthalpie - 26, 5 kJ / kg.

Selon SNiP 23-01-99, lors de la conception de structures et de bâtiments, il est permis de prendre en compte des paramètres d'air extérieur plus bas en hiver et plus élevés en été.

Lors des calculs d'ingénierie thermique, de la détermination du régime d'humidité et de la perméabilité à l'air des enveloppes des bâtiments, les paramètres de conception de base suivants de l'air extérieur peuvent être pris en compte, entre autres:

pour les objets de construction de masse - la t ° moyenne de la sécurité de cinq jours la plus froide de 0, 92 pour les structures en béton et de 0, 98 pour l'acier;
température extérieure moyenne du mois le plus froid;
température moyenne et durée de la période de chauffage avec une température extérieure moyenne journalière stable t ° de 8 et 10 ° C (nécessaire pour déterminer les conditions de fonctionnement des murs et plafonds des bâtiments);
Vitesse du vent estimée (égale au maximum de la moyenne de janvier dans les losanges avec une répétabilité de 16% à une hauteur de 10 m de la surface de la terre).

De plus, lors de la conception d'enveloppes de bâtiments et de structures, la zone d'humidité de la zone de conception est également prise en compte.