Ф. А. МИССЕНАР
ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ
И ОХЛАЖДЕНИЕ
Перевод с французского
инж. И, С. УТЕВСКОГО
Под редакцией канд.. техн, наук
доц. А. П. ПРОТОПОПОВА
вгдскановано 26.05.2011
та викладено на
www.janko.front.ru
огромная благодарность
г. VadimirTT из Forum.Ru-board.com
любезно предоставившего
сканы графического приложения.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ, АРХИТЕКТУРЕ
И СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ
Москва — 1961
COLLECTION DU COMITt DU CHAUFFA6E ET DE LA VENTILATION
LE CHAUFFAGE
ET LE RAFRAICHISSEMENT
PAR RAYONNEMENT
РАЯ
F. ANDRE MISSENA.RD
Editions Eyrolles
1959
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
В течение последних нескольких лет во вопросам лучистого
отопления за рубежом было опубликовано довольно много ли-
тературы, из которой нельзя не отметить три капитальные моно-
графии: Н. Адлама — Лучистое отопление, охлаждение и тая-
ние снега (США, 1954), А. Кольмара и В. Лизе — Лучистое
отопление (ФРГ, 1957) и А. Миссенара — Лучистое отопление
и охлаждение (Франция, 1959).
Автор последней монографии, проф. А. Миссенар, Президент
Научно-технического комитета по отоплению и вентиляции
Франции, является известным специалистом и общепризнанным
авторитетом в области отопительно-вентиляционной техники, его
перу принадлежат многие оригинальные работы, а также учеб-
ники по этой специальности.
Переведенная на русский язык (с весьма незначительными
отклонениями от оригинала) книга проф. Миссенара по лучи-
стому отоплению и охлаждению представляет собой наиболее
полную из изданных за рубежом и посвященных данному воп-
росу монографий.
Характерным для монографии является комплексность сооб-
щаемых по каждому рассматриваемому вопросу сведений, охва-
тывающих как конструктивное описание, так и необходимые для
пр актирования расчетные данные, пользование которыми иллю-
стрировано многочисленными примерами. Вместе с тем моно-
графия содержит теоретические основы лучистого отопления,
касающиеся как теплотехнических, так и физиологических воп-
росов.	4 . ’
Следует ожидать поэтому, что книга может представить ин-
терес не только для инженеров, занимающихся вопросами отоп-
ления, но также для инженеров-строителей, архитекторов и соот-
ветствующего профиля научных работников.
Отсутствие в книге общих сведений из области отопления
(теплотехнический расчет ограждений, гидравлический расчет
трубопроводов и пр.) нисколько не снижает ее ценность, а на-
оборот, делает целеустремленной и направленной.
Анализируя материал монографии с точки зрения возможно-
сти использования его в наших условиях, можно констатировать,
что в нем имеются интересные сведения по ряду частных вопро-
сов;
Так, в области устройства лучистого отопления с трубами,
заделанными в междуэтажные перекрытия, показательно, что
трубчатые нагревательные элементы в этих системах делают в
большинстве случаев в виде змеевиков до 100 м. Для лучшего
удаления воздуха и спуска воды из змеевиков стараются про-
кладывать их горизонтально. Автор утверждает при этом, что
скорость воды в змеевике v > 0,3 м/сек обеспечивает свободное
движение пузырьков воздуха вместе с водой подобно движению
двухфазной жидкости. Следует думать, что указанную критиче-
скую скорость движения воды можно считать достоверной, по-
скольку исследования, проводившиеся по этому вопросу в СССР
(например, канд. техн, наук И. П. Свешниковым в Московском
институте инженеров городского строительства Мосгорисполко-
ма), показывали примерно тот же результат. Однако для обес-
печения удаления всей воды из змеевиков при спуске системы,
как указывает автор, приходится их продувать сжатым воз-
духом от компрессора, что необходимо учитывать при устрой-
стве и эксплуатации систем.
Для снижения единовременных затрат на устройство этой
системы в жилых домах змеевики устанавливают на целые
квартиры, а не на отдельные комнаты, допуская, таким обра-
зом, отсутствие покомнатной монтажной и эксплуатационной
регулировки.
В этих же целях имеется тенденция к повышению темпера-
туры горячей воды, поступающей в змеевики; для предотвраще-
ния местного перегрева пола над трубами в перекрытиях укла-
дывают полосы из термоизоляционного материала.
Для получения более комфортных условий на всей площади
отапливаемого помещения нагревательные трубы в перекрытиях
у наружных стен укладывают на более близком расстоянии
друг от друга, чем у внутренних стен.
Д' Трубы для лучистого отопления при заделке в бетон приме-
няют преимущественно диаметром 15/21 мм, стальные (не обя-
зательно бесшовные); однако после гнутья в змеевики их опрес-
совывают гидравлическим давлением на 30—40 ат.
Применяются тайже медные трубы меньшего диаметра с за-
делкой в плиты, основным компонентом в составе которых яв-
ляется гипс с добавками против его гидратации.
При изготовлении бетона для плит с нагревательными змее-
виками не допускается применение морского песка, так как на-
ходящиеся в нем соли приводят к быстрой коррозии трубопро-
водов.
Вследствие повышенной теплоаккумуляции бетонных отопи-
тельных панелей в перекрытиях мощность генераторов тепла,
обслуживающих системы лучистого отопления, увеличивают на
10—20% против расчетной.
Особенный интерес представляет использование лучистого
отопления с заделанными в бетон перекрытия трубами для лет-
него радиационного охлаждения помещений путем пропуска по
трубам холодной воды. Действительно, использование для этой
цели поверхности потолка является наиболее выгодным, так как
коэффициент тепловосприятия холодного потолка оказывается
большим, чем у пола, и развитая охлаждающая поверхность в
потолке может дать определенный эффект даже при сравнитель-
но высоких температурах охлаждающей воды, как указывает
автор, порядка 16°.
Натурные исследования, проведенные в СССР по данному
вопросу (А. Е. Малышева, Г. В. Колпаков, 3. П. Ламотатидзе),
также подтвердили как сравнительную эффективность этого спи-,
соба охлаждения, так и правильность выбора в качестве охлаж-
дающей поверхности потолка; они показали, в частности, что
указанный метод охлаждения может применяться и при откры-
тых окнах в охлаждаемом помещении. Особенно, эффективен
способ радиационного охлаждения в районах с сухим жарким
летом (например, в Средней Азии).
Большие перспективы для охлаждения помещений с помощью
холодной воды, пропускаемой по трубам, заделанным в пере-
крытии, имеются в населенных пунктах, снабжаемых водопро-
водной водой из горных рек и родников, ввиду сравнительно
низкой температуры воды в этих источниках.
Указанные возможности радиационного охлаждения поме-
щений должны обязательно учитываться при решении дости-
жения комфорта во вновь строящихся зданиях, так как полное
кондиционирование воздуха с помощью совершенных кондицио-
неров применяется пока весьма ограниченно. К тому же эксплуа-
тация 'кондиционеров, обеспечивающих полное кондиционирова-
ние, несравненно дороже, чем эксплуатация систем радиацион-
ного охлаждения.
Рассматривая вопрос отопления и охлаждения помещений с
помощью труб, заложенных в перекрытия, нельзя не упомянуть
о весьма удачном сочетании этой системы с тепловым насосом
внедрение 'которого вследствие роста производства электроэнер-
гии является у нас делом ближайших лет.
В 1958—1960 гг. харьковские проектные и монтажные орга-
низации («Укргорстройпроект», Трест «Сантехмонтаж-60» и др.)
совместно с Научно-исследовательским институтом санитарной
техники Академии строительства и архитектуры СССР провели
работу, закончившуюся сооружением в г. Харькове двух опыт-
ных зданий с лучисто-воздушной системой отопления, в которой
междуэтажные перекрытия обогреваются циркулирующим (в
1 Более подробно см., например, книгу И. Ф. Л и в ч а к а. Изобретения и
усовершенствования в области центрального отопления, Госстрой изд ат, 1952.
замкнутой системе) горячим воздухом, нагретым в центральной
калориферной камере.
Большой интерес эта система представляет потому, что ее
применение, вместо системы с радиаторами, позволяет в 4—
5 раз уменьшить расход металла, идущего на устройство отопле-
ния зданий. Испытания опытных систем в эксплуатационных ус-
ловиях зимой 1959—1960 гг. показали вполне удовлетворитель-
ные результаты ее работы, в связи с чем можно утверждать,
что дальнейшее применение этих систем является вполне пер-
спективным.
Поэтому 'приводимые в монографии сведения по системе лу-
чисто-воздушного отопления (которая названа в книге системой
с централизованным нагревом воздуха) являются для наших
читателей также практически интересными.
Следует сожалеть, однако, что описанию этой системы и ее
расчету, как описанию и расчету радиационного охлаждения,
уделено сравнительно мало места В частности, в монографии
совершенно не рассматриваются вопросы теплового расчета раз-
водящих каналов, а также монтажной и эксплуатационной ре-
гулировки воздушно-лучистого отопления, которые являются
для этой системы специфичными и весьма существенными.
Определенный интерес, как характеристика имеющейся за
рубежом тенденции дальнейшего развития лучистого отопления,
представляет описание мало известных нашему читателю раз-
новидностей этой системы. К ним относится предложенная
проф. А. Мачкаши (Венгрия) периметральная схема1 2, в которой
обогрев потолка производится лишь в узкой полосе по перимет-
ру комнаты. Эта схема дает возможность получить при более
высоких температурах теплоотдающих поверхностей меньшее
радиационное напряжение на поверхности головы находящегося
в помещении человека, чем при сплошь обогреваемой поверхно-
сти потолка, имеющей соответственно меньшую температуру.
Указанное обстоятельство позволяет в периметральной схеме
применять более высокую температуру теплоносителя и вслед-
ствие этого уменьшить расход металла и стоимость устройства
системы.
Весьма близка по принципу своего действия система с на-
клонным обогревательным карнизом, прокладываемым под по-
толком по периметру отапливаемого помещения. Карниз делает-
ся из металла, ввиду чего тепловая инерция системы значитель-
но меньше, чем при заделке нагревательных труб в перекрытии.
1 Более подробно вопросы расчета лучисто-воздушного отопления см. в
книге Л. А. Тилина, Лучистое отопление нагретым воздухом, Госстройиздат,
1-952.
' * А. Мачкаши, Лучистое отопление периметральными зонами потолка,
«Водоснабжение и санитарная техника» № 8, 1959.
6
Несколько большей тепловой инерцией обладает приведе) -
ная в монографии система с расположением нагревательного
элемента в 'виде конвектора под потолком помещения по пери-
метру стен. Увеличение тепловой инерции в этом случае объяс-
няется тем, что нагретый в конвекторе воздух расстилается под
потолком и нагревает его массив.
Кроме легких отопительных приборов, располагаемых под
потолком по периметру отапливаемого помещения, в моногра-
фии рассмотрены различные конструкции подвесных обогревае-
мых потолков. Они выполняются из алюминия, гипса и других
материалов в виде плит, навешиваемых на греющие трубы, рас-
положенные под потолком. Иногда эти плиты из акустических
соображений делаются перфорированными. Интерес такого ре-
шения состоит не только в уменьшении тепловой инерции систе-
мы, но и в том, что трубы доступны для осмотра и ремонта, са-
ми же съемные греющие плиты выполняют одновременно роль
отделочной фактуры потолка, заменяя штукатурку. Следует за-
метить, что такой конструктивный прием сейчас широко приме-
няется в строительстве в странах Западной Европы и США так-
же и в том случае, когда здания оборудуются системой отопле-
ния, конструктивно никак не связанной с междуэтажными по-
крытиями. Недостатком подобных систем лучистого отоплен я
является увеличенный расход металла на их устройство. Э о
может быть экономически оправдано лишь в том случае, ког а
пространство над обогревающими плитами используется к к
приточный воздуховод, а сами перфорированные плиты -
как распределительное устройство для притока вентиляционно-
го воздуха в помещение. Все данные для расчета теплоотдачи
подобных легких отопительных приборов, как указывает автор,
даются фирмами, которые определяют их экспериментальным
путем.
Отмеченные выше отопительные устройства рассчитаны в
основном для применения в общественных и жилых зданиях, но
в книге приводятся также сведения о лучистом отоплении, ко-
торое предназначено преимущественно для промышленных зда-
ний. Нагревательные приборы этих систем отопления распола-
гаются в верхней зоне; при наличии мостового крана их прихо-
дится располагать выше него под перекрытием цеха. Сами при-
боры представляют собой источник тепла, перекрываемый свер-
ху отражательным щитом (рефлектором), предназначенным для
направления лучистого теплового потока в нижнюю зону поме-
щения.
При использовании для отопления горячей воды или пара
источником тепла являются трубы, по которым циркулирует
этот теплоноситель. При электрическом отоплении под рефлек-
тором устанавливают электронагреватели, а при использо! а-
нии для отопления тепла, получающегося от сжигания га а,
под рефлектором устанавливают инфракрасный газовый из^ у-
чатель, представляющий собой дырчатую керамическую насад-
ку, на которой беспламенно (с максимальной полнотой горе-
ния) сжигается подводимая к ней газовоздушная смесь.
Указанные приборы лучистого отопления не имеют у нас
широкого применения, но тем не менее представляют опреде-
ленный интерес, особенно сейчас в связи с наметившейся тен-
денцией строительства нескольких цехов, объединенных под од-
ной бесфонарной крышей. Преимущество этих приборов лучи-
стого отопления состоит в том, что они, будучи установленны-
ми под потолком, не занимают полезной площади и имеют не-
большую тепловую инерцию. Кроме того, их применение, по(
сравнению с другими видами отопления, из-за повышения теп-
ловой радиации на людей, находящихся в рабочей зоне, и воз-
можности снижения вследствие этого температуры воздуха по
сухому термометру может дать определенную экономию тепла.
Автор, рассматривая этот вопрос применительно к приборам
с трубами, обогреваемыми горячей водой или паром, отмечает,
что по Сравнению с воздушным отоплением этот вид отопления
может дать экономию в тепле до 40%. Мы полагаем, что эта циф-
ра является сильно завышенной, в чем, видимо, будет нетрудно
убедиться при проведении сравнительных испытаний в • реаль-
ных эксплуатационных условиях.
Мы не можем также согласиться с автором, когда он, рас-
сматривая инфракрасные газовые излучатели, вводит понятие
коэффициента полезного действия этих приборов, считая, что
он значительно ниже 100%. Одним из положительных качеств
систем отопления с этими приборами является почти 100%-ный
к. п. ц., так как продукты сгорания газа от них не уводятся в
дымовую трубу, что имеет место в котельных, которые необхо-
димы для всех других отопительных систем. Видимо, автор, вво-
дя понятие к. п. д. этих приборов, имеет в виду часть тепла,
которая направляется от них в рабочую зону; однако до этого
он рассматривает приборы, например конвекторы под потол-
ком, которые все 100% выделяемого ими тепла направляют
вверх, и тем не менее не вводит для них понятия к. п. д.
Мы считаем, что из всех рассмотренных приборов для лучи-
стого отопления производственных зданий наибольший интерес
представляют инфракрасные газовые излучатели, не только по-
тому, что они могут работать с наибольшим к. п. д., но также
и потому, что они наиболее дешевы в изготовлении и устройстве
и наименее металлоемки. Преимущество этих приборов со-
стоит также в том, что для них не опасно замерзание, и поэтому
они ,могут работать на улице, в частности, при сильном ветре
(до данным Венгерского института по строительству, где широ-
ко изучалась эта система отопления, до 10 мксек). Поэтому
их можно применять, например, для обогрева тротуаров (для
таяния снега) и открыто расположенного (вне здания) обору-
дования. Использование этого приема в сочетании с применени-
8
ем снего- и ветрозащитных щитов позволит значительно расши-
рить ассортимент открыто располагаемого оборудования и этим
существенно снизить стоимость промышленного строительства.
Как показывает зарубежный опыт (Австрия, Венгрия, Бель-
гия и другие страны), инфракрасные газовые излучатели могут
применяться не только для отопления промышленных, но и об-
щественных зданий, например таких, как кафе, физкультурные
залы и пр.
Сказанное выше, а также значительное увеличение добычи
и производства газа в СССР, намеченное по семилетнему пла-
ну развития народного хозяйства на 1959—1965 гг„ дают осно-
вание утверждать, что инфракрасные газовые излучатели най-
дут у нас вскоре широкое применение. Так, Киевский совнархоз
уже в текущем году освоил производство необходимых для этих
излучателей керамических насадак, которые изготовляются им
пока для ресторанных газовых плит.
Применение приборов лучистого отопления с электронагре-
вателями по техническим соображениям также представляется
очень заманчивым. Однако, несмотря на огромный рост произ-
водства электроэнергии в нашей стране, она, как и в других
странах, будет применяться для отопления, видимо, в течение
еще долгого времени в весьма ограниченных количествах. Более
целесообразно остающуюся после удовлетворения промышлен-
ности, силовых и осветительных нагрузок электроэнергию ис-
пользовать для приготовления пищи и других бытовых нужд.
Вместе с тем нельзя не отметить, что применение обогревае-
мых электроэнергией массивных междуэтажных перекрытии,
имеющих большую теплоаккумуляционную способность, позво-
ляет использовать электричество для -отопления в периоды, ког-
да отсутствует большая потребность в нем на другие нужды.
Приведенные в книге решения систем лучистого отопления
рассматриваются в основном применительно к монолитным же-
лезобетонным конструкциям, которые вытесняются у нас сбор-
ным железобетоном.
Однако строительство зданий из сборного железобетона сов-
сем не исключает применение лучистого отопления, подтверж
дением чему является практика работы французских домостроя
тельных комбинатов фирмы «Андре Камю». Заводы этой фирм!
изготавливают крупнопанельные здания со сплошными железе
бетонными панелями перекрытий (размером на комнату), в кс
торые на заводе же при их изготовлении закладываются вмесп *
с арматурным каркасом змеевики лучистого отопления из стал! -
ных труб диаметром 15/21 мм.
Применение располагаемых в верхней зоне легких приборов
лучистого отопления, не составляющих одно целое со строитель-
ными конструкциями, видимо, также не будет противоречить
методам развивающегося у нас крупнопанельного домострое-
ния.
9
Значительная часть монографии посвящена общим вопросам
теплотехнического и физиологического характера, из которых
определенный интерес представляют данные о предельно допу-
стимых температурах на поверхности греющих панелей лучи-
стого отопления в зависимости от типа панелей и высоты их рас-
положения. Интересны также исследования влияния обогревае-
мого пола на самочувствие людей в зависимости от их обуви
и другие физиологические наблюдения над людьми при лучи-
стом отоплении.
Вполне своевременным является горячо отстаиваемая авто-
ром необходимость нормирования климатических условий в по-
мещении не то температуре сухого термометра, как это делается
до сего времени, а по сухой результирующей температуре, кото-
рая должна отражать влияние лучистого теплообмена между
человеком и окружающими его холодными и греющими поверх-
ностями в отапливаемом помещении. Следует иметь в виду,
однако, что этот теплообмен в разных местах одного и того же
помещения может быть весьма различным.
Весьма удобными для теплотехнических расчетов различного
рода отопительных панелей являются приведенные в книге гра-
фики и таблицы, с помощью которых можно сравнительно быст-
ро решить задачи, возникающие при проектировании лучистого
отопления.
Однако разработанная у нас методика теплотехнического рас
чета бетонных отопительных панелей с трубчатыми нагреватель
ными элементами * по своей универсальности и точности ни
сколько не уступает приведенной в монографии, поскольку пер-
вая более точно учитывает влияние граничных условий тепло-
отдачи труб. В частности, по приведенным в книге данным не
следует рассчитывать применяющиеся у нас вертикальные па-
нели, так как эти данные определены для небольшой разности
температур теплоносителя и помещения и бетона с заниженным
коэффициентом теплопроводности (Х=0,8-г 0,9 ккал/м час град).
Интересны сообщаемые автором сведения экономического
характера о' том, что стоимость уборки снега с тротуаров и дру-
гих площадей путем их обогрева составляет всего лишь 10% от
стоимости уборки другими способами.
Естественно, что не все приведенные в монографии сведения
являются бесспорными. Так, например, автор, рассматривая ис-
торию развития лучистого отопления, связывает его возникнове-
ние (начало двадцатого столетия) с именем английского про-
фессора Баркера, тогда как известно, что первая система тако-
го/ типа была удачно осуществлена инж. В. А. Яхимовичем в *•
*• См. брошюру Научно-исследовательского института санитап”<'>® -ем-....
A'CftA ХХУТ	М М	Ч -ч	.-•........
ЩДДчд обойных отопительных панелей, Госстройиздат, 1959.
10
1907 г. в больнице на ст. Ртищево. Эту систему он назвал паро-
бетонным отоплением. В короткий период с 1907 по 1911 гг. им
было выполнено свыше двадцати систем, теплоносителем в кото
рых служили как пар, так и вода L
Нельзя считать доказанным утверждение автора, что пр
применении лучистого отопления по сравнению с радиаторны
можно получить экономию тепла на 5—15%', так как теплопот<
ри помещений зависят от температуры поверхности наружны ;
ограждений, которые при лучистом отоплении в ряде случаез
могут оказаться более высокими, чем при конвективном отог-
лении. Вызывает также сомнение, что при отоплении с радиа-
торами устанавливается разница температуры воздуха в зоне
головы и -ног стоящего человека до 3,5°. По наблюдениям, про-
водившимся в СССР, такая разница при подоконном размеще-
нии радиаторов может быть лишь в температуре воздуха у пола
и потолка и то при очень сильных морозах (30—35° ниже нуля)
в нижних этажах при усиленной инфильтрации в них холодного
воздуха.
Наличие в книге указанных и некоторых других, не отмечен-
ных здесь, спорных положений нисколько не снижает ее полез-
ности и интереса, который она представляет для наших чита-
телей.
1 См. А. И. Орлов, Русская отопительно-вентиляционная техника, Строй
издат, 1950.
И. ЛИВЧАК
ЧЛ ЕН-КОРРЕСПОНДЕН Т
АКАДЕМИИ С 7/ О//7±.ЛЬС ТВА
И АРХИТЕКТУРЫ СССР,
ДОКТОР ТЕ \Hlf4/ СК/.'л НАУК
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА
Несмотря на настойчивые просьбы написать труд о лучистом
отоплении и дополнить последним составленный автором «Выс-
ший курс отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха»,
автор, считая эту область недостаточно изученной, ограничивал-
ся до сих пор лишь изложением результатов своих исследова-
ний в различных технических журналах.
За последнее время вопросы лучистого отопления обсужда-
лись французскими и иностранными учеными и инженерами на
международных конференциях по отоплению, вентиляции и кон-
диционированию воздуха, происходящих через каждые два года
в Париже, а также на Международном конгрессе в Брюсселе в
1958 г.
Председатели конгресса Марк и Бюрней (Marcq et Burnay)
обратились к автору с предложением написать настоящий труд.
. В связи с развитием в последние годы и в особенности во
Франции лучистого отопления стала очевидной необходимость
ознакомления архитекторов, инженеров и практиков с основны-
ми принципами действия и наиболее рациональными способа-
ми расчета различных систем этого вида отопления.
Отбрасывая ложную национальную скромность, автор скло-
нен полагать, что в области лучистого отопления наибольший
прогресс достигнут за последние пятнадцать лет именно во
Франции, что и оправдывает своевременность издания настоя-
щего труда.
Опыт показал, что при лучистом отоплении с применением
сплошных бетонных плит в сочетании с теплофикацией снижа-
ются на 30—40% капитальные затраты на устройство отопле-
ния и. улучшаются санитарно-гигиенические условия в жилых
зданиях. Такими системами отопления оборудуется большин-
ство строящихся жилых домов типа Н. L. М.
Эти системы отопления являются прогрессивными также и
в бытовом отношении.
Подробное ознакомление с техникой лучистого отопления
сможет еще больше ускорить прогресс в. этой области.
Автор считает необходимым уточнить, что настоящая книга
является в основном плодом его собственных исследований и
1 H.LJV1. — сокращенное название строящихся муниципалитетом г. Пари-
жа жилых домов с дешевыми квартирами. (Прим, перев.)
12
экспериментальных работ. Он сопоставлял из предосторожно-
сти результаты своих измерений с данными, полученными дру-
гими авторами и исследователями. Обнаруживая существенное
расхождение, автор повторно производил свои расчеты и опыты
для устранения противоречий или подтверждения своих соб-
ственных выводов.
В настоящей книге ппименяются термины «результирующая
температура» и в особенности «результирующая сухая темпера-
тура», необходимые как для понимания самого принципа лучи-
стого отопления, так и для его осуществления. Приходится по-
жалеть, что вследствие недостаточного распространения фран-
цузских трудов и исследований эти термины еще не приняты
всеми учеными и инженерами за пределами стран, в которых
говорят на французском языке, и, в частности, в англосаксон-
ских странах L
Очень жаль, что иностранные авторы вынуждены иногда не-
ясно высказываться о воздействии на человеческий организм
конвекции и излучения, между тем как понятие «результирую-
1 В последних некоторые исследователи (Яглоу, Хоутон и др.) теплое >
мена человека пытались найти универсальный показатель — «эффективна о
температуру», отражающий комплексное влияние факторов воздушной сред i:
температуры, влажности и скорости движения воздуха на тепловые ощуи •
ния человека.
Одному и тому же значению э. т. соответствуют различные комбинан и
указанных показателей воздушной среды. Шкала э. т. получена американс; i-
ми авторами эмпирическим путем на основе субъективных ощущений опу >
шенных людей, находившихся в различных метеорологических условиях. По-
этому, а также вследствие того, что упомянутые факторы воздушной среды
резко отличаются по своей физической сущности, их суммарное действие
нельзя свести к одному показателю. Т. Бедфорд предложил шкалу исправ-
ленных или «корригированных» температур.
В силу указанных причин учение об э. т. не нашло широкого признания
как у гигиенистов, так и у инженеров отопительно-вентиляционной техники.
Критерием для оценки роли отдельных факторов воздушной среды в теп-
лообмене человека может служить количество отдаваемого или получаемого
организмом тепла, обусловленного данным фактором.
И. П. Павлов указывал, чт • «... постоянство собствен пой температуры те-
ла достигается согласованием, регулированием выработки тепла с ег » поте-
рей, прихода с расходом» (И. П. Павлов, т. I, изд. 1951 г., стр. 494 и 495).
Постоянство же температуры тела, как известно, обусловливается термо-
регуляцией организма, благодаря которой последний приспосабливается к
внешним условиям.
Вводя понятие «результирующая температура», автор настоящего труда
исходит из роли каждого из указанных выше факторов в теплообмене че-
ловека.
Так как в нормальном жилище факторы воздушной среды являются
более или менее постоянными (например, температура), причем скорость
движения воздуха и его относительная влажность незначительны, надо счи-
тать, что при этих условиях у нормально одетого человека, находящегося в
покое, потери тепла испарением невелики Поэтому и влажность воздх ка
в отмеченных выше условиях не имеет решающего значения. Практиче ки
теплообмен обусловливается температурой ограждений и воздуха.
Учет температуры ограждений является обоснованным (см. раздел «Т ;п-
ловые ощущения и понятие результирующая температура» (Прим, редактор i).
13
щая сухая температура» позволяет не только уточнить эти воз-
действия, но и оценить их, а следовательно, и установить реаль-
ные преимущества излучения. Эти замечания относятся в рав-
ной мере и к автоматическому регулированию отопления. Разве
не является непоследовательным восхваление преимуществ лу-
чистого тепла и применение при этом регулирующих приборов,
на действие которых оказывает влияние только температура
воздуха, а следовательно, практически не реагирующих на дей-
ствие лучистого тепла.
Преимущества отопления посредством подвесных панелей
остались бы, в частности, полностью незамеченными, если бы не
было возможности установить в цифрах повышение результи-
рующей сухой температуры, иначе говоря, повышение комфорт-
ных условий, создаваемых излучением таких подвесных панелей.
В связи с этим автор особенно подробно остановился на изуче-
нии этой системы отопления. Применение ее , конечно, менее
распространено, чем потолочное отопление или отопление с обо-
гревом пола. Однако в последние годы эта система отопления
приобрела более широкое признание и должна, по-видимому,
вытеснить воздушное отопление в больших помещениях.
Хотя эта система отопления, повторяем, наглядно показы-
вает преимущество нисходящего излучения, ей посвящено до
сих пор очень мало литературы. Изложение этого вопроса в
главе З.ХП может показаться сложным. Необходимые для этого
расчеты являются, действительно, несколько громоздкими, ио
они не представляют особых трудностей.
Октябрь 1958 г.
А. МИССЕНАР
К ЧИТАТЕЛЮ
Настоящая книга не является учебником по отоплению. Она
предназначена для инженеров, обладающих знаниями в области
техники обычных систем отопления, и имеет целью ознакомить
их с техникой так называемого лучистого отопления и в какой-
то мере повысить уровень их знаний. По этим соображениям
автор счел излишним вновь рассматривать основы отопления.
Читатель, не знакомый еще с этими вопросами, может изу-
чить их, пользуясь обычными трудами по отоплению и вентиля-
ции и, в частности, трудом автора «Высший курс отопления,
вентиляции и кондиционирования воздуха», т. I, II и III [2].
Автор точно так же не уделил много места расчету лучисто-
го теплообмена между поверхностями, так как необходимость
в таком расчете возникает только в особых случаях. Когда такие
расчеты все же необходимы, читатель может обратиться либо
к трудам Рибо и Брюна [3, 4] и Верона [5], либо к немецкому
груду Кольмара и Лизе [6], в которых этих вопросы подробно
рассмотрены *.
Не исключено, что одновременное применение, с одной сто-
роны, обычных способов расчета потребности в тепле и, с дру-
гой, — графиков теплоотдачи, приведенных в настоящем труде,
может привести к устройствам с излишним запасом мощности.
1 Вопросам лучистого теплообмена в указанных условиях посвящены так-
же труды советских авторов С. Н. Шорина, М. И. Киссина, Г. И. Дарчия.
(Прим, редактора).
15
Классические коэффициенты теплопотерь соответствуют в
действительности наиболее неблагоприятным условиям в отно-
шении материалов и конструкций ограждений зданий, которые
могут быть в большей или меньшей мере сухими или влажны-
ми, в зависимости от условий эксплуатации и срока службы, а
также от местных условий. Коэффициенты теплоотдачи, указан-
ные в наших графиках, также соответствуют наиболее неблаго-
приятным условиям в предположении, в частности, что конвек-
ция нагревательных поверхностей является естественной.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ПРИНЦИПЫ ДЕЙСТВИЯ и ОПИСАНИЕ СИСТЕЛ4
ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ
Глава 1.1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ТЕРМИНОЛОГИЯ
Применяемая в теплотехнике терминология в некоторых слу-
чаях не является строго научной. Так, например, нагреватель-
ные приборы водяного или парового отопления называются ра-
диаторами, между тем они являются в основном конвекторами,
так как теплоотдача их излучением составляет лишь незначи-
тельную долю их общей теплоотдачи. Абсолютно черным телом
называется всякое тело, обладающее значительным коэффициен-
том теплоотдачи излучением, в то время ка»к цвет такого тела мо-
жет быть как темным, так и светлым. Исходя из этого, мы и пред-
ложили изменить этот термин и называть абсолютно черные тела
«телами полного излучения», а серые тола — «телами частичного
излучения» !.
Термин «лучистое отопление» также подлежит уточнению.
Этот термин, относившийся ранее к системам потолочного отоп-
ления, в которых теплоотдача происходит в большей мере путем
излучения, применяется и к вертикальным ограждениям1 2 * ч и по-
лам, теплоотдача которых происходит приблизительно в равной
мере как конвекцией, так и излучением.
. Как бы то ни было, мы подчиняемся обычаю и будем назы-
вать «лучистым отоплением» всякую систему отопления, в кото-
рой элементы, отдающие тепло и имеющие большей частью зна-
1 Абсолютно черное тело поглотает полностью все падающие па него лучи
любой длины волны. Оно также излучает больше всякого другого тела, нахо-
дящегося при той же температуре.
Термины, предлагаемые автором, не отражают полностью свойств а. ч. т.
2 В отечественной литературе и практике отопления и вентиляции система
отопления вертикальными панелями называется «панельной» [см. И. Ф. Л и в-
ч а к, Системы отопления с бетонными отопительными панелями, Госстройиз-
дат, 1956; А. 3. Ивя некий, Разработка и исследование новых малометаль-
ных нагревательных приборов (стеклобетонных отопительных панелей), М.,
I960. (Прим, редактора).
2 Зак. 335
17
чительную «видимую» поверхность, являются примерно плоски-
ми, причем теплоотдача их происходит излучением н.е в мень-
шей мере, чем конвекцией.
В системах лучистого отопления жилых домов в качестве наг-
ревательных поверхностей используются главным образом по-
толки или полы. Отметим при этом, что всякий обогреваемый по-
толок всегда отдает большее или меньшее количество тепла че-
рез пол вышележащего этажа. Точно так же и при системе отоп-
ления с обогревом пола через потолок обогревается в большей
или меньшей мере нижележащее помещение.
В некоторых случаях нагревательные поверхности проектиру-
ются так, чтобы они отдавали приблизительно одинаковое коли-
чество тепла как через пол, так и через потолок нижележащего
этажа.
В больших помещениях лучистое отопление осуществляется
либо путем обогрева пола, либо посредством подвесных, боль-
шей частью металлических, панелей. Последняя система отоп-
ления существенно отличается от систем, в которых в качестве
нагревательных поверхностей используются ограждения.
В наибольшей мере название «лучистой» присуще системе
отопления с подвесными панелями при высокой температуре их
излучающих поверхностей и незначительной теплоотдаче конвек-
цией.
ТЕПЛОВЫЕ ОЩУЩЕНИЯ И .ПОНЯТИЕ
«РЕЗУЛЬТИРУЮЩАЯ ТЕМПЕРАТУРА»
Стремление увеличить долю лучистого тепла, отдаваемого
отопительными поверхностями, можно понять (не принимая во
внимание субъективных ощущений), лишь отказавшись от ус-
таревшего упрощенного представления о том, что тепловые ощу-
щения зависят только от температуры воздуха, измеряемой обык-
новенным термометром.
Следует помнить, что теплообмен между телом человека и
окружающей его средой происходит одновременно излучением,
конвекцией и испарением и поэтому зависит не только от тем-
пературы воздуха.
Эти вопросы являлись, начиная с 1925 г., предметом подроб-
ных исследований-в США, Англии и Германии и в особенности
во Франции *. Изучение в этой стране явлений теплообмена при-
вело к понятию о результирующей температуре, служащей кри-
терием теплрвых ощущений в окружающей среде, с учетом всех
переменных условий, характеризующих среду, физиологическое
состояние человека и защитные свойства его одежды.
1 Следует отметить значительный вклад Р. Дюпюи во внесение ясности
в эти вопросы.
18	I wmMIO лм."
Однако даже краткое изложение всех этих теории вышло бы
за рамки настоящего труда, предназначенного главным образом
для инженеров, а не для физиологов.
Понятие о результирующей температуре изложено в I и IV
томах составленного автором «Высшего- курса отопления, венти-
ляции и кондиционирования воздуха»1. Мы ограничимся здесь
лишь кратким напоминанием, что теплоотдача телом человека
зависит при определенном характере его деятельности и одежды
от следующих факторов:
I)	от температуры ограждения /?;
2)	от температуры воздуха Тс;
3)	от степени влажности воздуха е\
4)	от скорости движения воздуха v.
Критерием ’ тепловых ощущений является результирующая
температура Тр, равная, согласно определению, одинаковым по-
казаниям сухого и смоченного термометров в эквивалентной среде
(т. е. в среде, создающей такое же тепловое ощущение), в кото-
рой температура ограждений равна температуре воздуха, а воз-
дух неподвижен и обладает 100%-ной относительной влажно-
стью.
Результирующую температуру можно выразить формулой
Гр = /(/?. Л, е, v).
В среде, имеющей указанные выше характеристики,
R = T с, е=100%; 0 = 0; Tp=R = Tc.
Эти сравнительно сложные вопросы значительно упрощаются
если средой является обычное жилое помещение, в котором ско
рость движения воздуха настолько незначительна, что ею можно
пренебречь. Кроме того, в условиях комфорта для человека, на-
ходящегося, в покое и нормально одетого, т. е. при температуре
около 18—20°, потеря тепла испарением представляет собой лишь
незначительную долю общей теплопотери организмом человека,
и поэтому его тепловые ощущения мало зависят от степени влаж-
ности воздуха. Отсюда следует, что в этих условиях тепловые
□тушения практически зависят только от температуры ограж-
дений и воздуха.
Функция общего вида Tp=f(7?, Tct е, 0), характеризующая
тепловые ощущения в какой-либо окружающей среде, представ-
ляет собой в этом случае так называемую результирующую су-
хую температуру 7Р.С, являющуюся функцией только двух пере-
менных величин R и Тс, т. е. 7'р.с = ? (R, Тс).
1 Автор настоящего труда является одним из первых ученых во Франции,
занимавшихся исследованием теплообмена человека при различных условиях
воздушной среды См. его работы: A. Missenard, Etude phfysiologique et
technique de la ventilation, Paris, 1933; Andre Missenard. L'honune <
le climat, Paris, 19.'7. (Прим, редактора.)
2*

Различные исследования, выполненные путем наблюдения
над большим числом людей, показали, что тепловые ощущения
зависят для нормального человека в одинаковой мере как от
средневзвешенной температуры ограждений, «видимых» из цен-
тра его тела, так и от температуры воздуха. Иначе говоря, ре-
зультирующая сухая температура
г _ R+Тс
---------2	’
где R — средневзвешенная температура «ограждений, «видимых»
из центра тела, а Гс —температура воздуха по сухому термомет-
ру. Это означает, что в помещении с температурой ограждений,
равной /?, и температурой воздуха Т с возникают такие же тепло-
вые ощущения, как и в помещении, где температура ограждений
и воздуха одинакова и равна Тр.с*. Так, например (рис. 1), в поме-
R=20°	‘	Rs18°
Рис. 1. Помещения, в которых тепловые ощущения, определяемые
Л Я+Гс
величиной 7р.с=—~ • одинаковы
щении, температура ограждений которого равна 20°, а температу-
ра воздуха 16°, тепловые ощущения будут такими же, как и в по-
мещении, где температура ограждений 21°, а температура возду-
ха 15°, поскольку сумма /? + Тс в обоих случаях равна 36°. Оче-
видно, такие тепловые ощущения будут в помещении, в котором
и температура ограждений, и температура воздуха равны 18°.
При конвективном отоплении, например посредством радиа-
торов, средневзвешенная температура ограждений всегда ниже
температуры воздуха, так как ограждения обогреваются в основ-
ном этим же воздухом. Из этого следует, что для достижения
результирующей сухой температуры, равной, капример, 18° М,
необходимо, чтобы температура воздуха была немного более вы-
сокой, порядка 19, 20, 21° и даже выше, в зависимости от тем-
пературы наружного воздуха и от отношения площади остек-
ленных поверхностей к общей площади ограждений.
* Мы примем для этой «физико-физиологической» величины терминологию
и обозначение, применяемые авторами французского Справочника промыш-
ленной теплотехники, а именно °М (см. ч. V, «Основные определения и обо-
значения»).
Знак ° без других указаний означает градусы по стоградусной шкале.
20
При лучистом же отоплении, наоборот, стремятся обогревать
некоторые ограждения помещения. При этом средневзвешенная
температура ограждений, «видимых» с определенной точки по-
мещения, может быть либо выше, либо ниже температуры возду-
ха, в зависимости от положения этой точки и от площади и тем-
пературы излучающих поверхностей. Из этого следует, что при
одинаковой результирующей сухой температуре, т. е. при оди-
наковых комфортных условиях, человек может дышать при лу-
чистом отоплении более холодным воздухом, чем при конвектив-
ном. Это является одним из основных преимуществ лучистого
отопления. Исследования английских и французских гигиенистов,
в частности Бедфорда, Кренко и Джилквина (Gilquin),показали,
что следует стремиться к тому, чтобы при одинаковых тепловы?
ощущениях человек дышал воздухом, температура которого не
сколько выше 10°, что облегчает экзотермические реакции лег
ких.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ ИЗЛУЧАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕ1
Нашей целью является создание плоской нагревательной по
верхности большого видимого размера; эта цель может быть
достигнута различными способами.
Одним из наиболее простых способов является применение
в качестве поверхностей нагрева параллельных металлических
пластин в виде плоских радиаторов, внутри которых циркулирует
пар или горячая вода. Система отопления такими радиаторами
стенового типа (рис. 2), обогреваемыми горячей водой, пред-
Рис. 2. Стеновой радиатор
Рис. 3. Классическая система
лучистого отопления посред-
ством труб, заделанных и бетон

ставляет собой промежуточную систему между системами koi -
вективното и лучистого отопления. Одна сторона таких радиатс-
ров излучает тепло в сторону помещения, в то время как другая,
находящаяся около стены, отдает тепло в основном путем кон-
векции или путем непосредственного обогрева стены.
. . Некоторые конструкторы, следуя этому принципу, устраива-
ли нагревательные панели, встроенные либо в стену, либо в по-
толок таким образом, что тепло отдавала одна только видимая
их поверхность. Если эти поверхности плоские, они могут не вы-
ступать из плоскости ограждения и при одинаковой с последним
окраске практически незаметны.
Следует отметить, что этот вполне рациональный способ
отопления не нашел, по-вндимому, достаточно широкого приме-
нения, хотя он часто рекламируется конструкторами радиаторов.
Одним из наиболее распространенных способов, называемым
часто системой «Критол» (Crittall) по наименованию английской
фирмы, первой применившей его в Англии в начале настоящего
столетия, является заделка нагревательных труб в кладку
(рис. 3).
Другой способ заключается в обогреве ограждения нагрева-
тельными трубами, помещаемыми в полостях ограждения и пере-
дающими ему тепло либо непосредственным соприкосновением
с ним, либо посредством ребер, соприкасающихся с огражде-
нием, либо, наконец, излучением или конвекцией (рис. 4). По-
следний способ применяется для устройства нагревательных па-
нелей в производственных помещениях (рис. 5, а и б).
5) ? ?
Рис. 4. Лучистое отопление посредством труб
а — расположенных в полостях; б — приваренных к листовому металлу;
1 двойной настил пола; 2 — трубы; 3 теплоизоляционный материал;
г 4 — несущее перекрытие; 5 — полость; 6 листовой металл; 7 « приварен*
ные к металлу трубы
Рис. 5. Нагревательные панели в производственных помещениях
£=____
7
6	5
22
Если нагревательной поверхностью служит потолок или плос-
кая поверхность, расположенная на некотором расстоянии от
потолка, ее можно обогревать гладкими или ребристыми труба-
ми. Такой способ применяется в некоторых системах потолочно-
го отопления (система «Ренталь») или при отоплении произ-
водственных помещений посредством подвесных панелей, если
поверхности нагрева — гладкие или ребристые трубы — не со-
прикасаются с излучающей поверхностью (рис. 5, б). В этом слу-
чае последняя нагревается за счет конвекции и излучает тепло
книзу.
Можно легко представить себе и такой способ лучистого
отопления, хотя он, кажется, нигде не применялся, при кото-
ром обогрев поверхности больших размеров до сравнительно
невысокой температуры производится от источника малых раз-
меров и очень высокой температуры (рис. 6), подобного осве-
тительному прожектору.
Следует упомянуть также и нагревательные приборы, дово-
димые до высокой температуры непосредственным сжиганием
Рис. 7. Отопление посредством излуча-
ющих панелей высокой температуры с
непосредственным сжиганием в них топ-
лива

Рис. 6. Отопление отра-
женным теплом, излуча-
емым на потолок источ-
ником высокой темпера-
туры
в них газа, хотя они и не соответствуют данному нами опреде-
лению лучистого отопления. Принцип действия таких излучаю-
щих панелей, нагреваемых светильным газом, бутаном или про-
паном, иногда применяется для отопления отдельных зон в боль-
ших помещениях (рис. 7). В некоторых случаях такие излучаю-
щие панели нагреваются электрическим током за счет сопротив-
лении, открытых или заделанных в теплоизоляционный матери-
ал. Опп устраиваются часто по такому же принципу, как и элек-
трические параболические радиаторы, при этом источник излу-
чения высокой температуры, находится в фокусе параболы.
СРАВНЕНИЕ ЛУЧИСТОГО (ОТОПЛЕНИЯ € СОГРЕВАНИЕМ
>	ЗЕМЛИ (СОЛНЦЕМ
Сторонники лучистого отопления часто уподобляют его со-
греванию земли солнечным излучением.
Такое сравнение вызывает необходимость сделать следую-
щие замечания.
. Если и верно, что земля согревается нисходящим излуче-
нием, то природа этой лучистой энергии весьма отлична от
лучистой энергии, отдаваемой в помещения поверхностями на-
грева, так как она исходит от источника температурой порядка
6000°К. Энергия солнечного излучения состоит из электромагнит-
ных волн, физические и биологические свойства которых суще-
ственно отличаются от свойств электромагнитных волн, исходя-
щих от обычных нагревательных приборов. В частности, бакте-
рицидные свойства солнечного излучения полностью отсутствуют
у источников излучения с низкой температурой.
Тепловые ощущения человека являются результатом совме-
стного действия солнечного излучения, воспринимаемого им
непосредственно, лучистого теплообмена с окружающей средой,
конвективного теплообмена с воздухом и испарения.
Основное отличие этого естественного обогрева от лучистого
отопления помещения, осуществляемого через потолок, заклю-
чается в том, что на открытом воздухе результирующая темпе-
ратура практически одинакова на всех уровнях тела, поскольку
источник тепла — солнце — виден под одинаковым телесным
углом как в уровне головы, так и в уровне стопы, в то время как
в отапливаемых помещениях, в особенности в помещениях ма-
лой высоты, результирующая температура на высоте головы и
стопы может быть весьма различной, так как излучающая по-
верхность, находящаяся на потолке, видна с этих уровней под
существенно отличными друг от друга телесными углами. Это
является весьма важным обстоятельством, к которому мы ешс
вернемся в связи с предельной температурой излучающих по-
верхностей и, в частности, потолков.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ
Преимущества
1.	Если и нельзя сравнивать лучистое отопление с обогревом
земли солнцем, поскольку длина волн, исходящих от солнца и
от греющих поверхностей, весьма различна, то несомненно, что
лучистое отопление позволяет обеспечивать людям, находящим-
ся в помещении, комфортные условия при температуре воздуха
даже значительно ниже Г8°. Помимо того, что физиологи призна-
ют теперь, что полезнее дышать сравнительно холодным воздухом
для того, чтобы облегчить экзотермические реакции легких, ды-
шать прохладным воздухом всегда приятнее, чем теплым. То,
что иногда называют «тяжелым воздухом», является неприяг-
24
ним ощущением, вызываемым повышенной температурой возд -
ха в среде с холодными ограждениями, хотя результирующс я
сухая температура может при этом соответствовать тепловому
безразличию.
2.	Вследствие того что излучающие поверхности имеют боль-
шие размеры и сравнительно низкую температуру, конвекция
уменьшается до возможного минимума, в особенности если грею-
щая поверхность находится на потолке. В тех случаях, когда она
расположена в полу, конвекционные токи воздуха обладают ма-
лой скоростью, а температура их ниже 30е. Вследствие этого
пыль не может подниматься (с пола) токами воздуха, что имеет
место при радиаторах, нагретых до сравнительно высокой тем-
пературы. Пыль, являющаяся в большей или меньшей мере но-
сительницей патогенных микробов, поднимается в последнем
случае токами воздуха и находится во взвешенном состоянии
в зоне дыхания людей.
Твердые частицы пыли, проходя мимо радиаторов, нагретых
до температуры выше 60°, кроме того, пригорают и оседают на
обоях, на картинах и на коврах, загрязняя их. От такой приго-
ревшей пыли часто чернеют потолки, и в итоге для содержания
в чистоте помещений, отапливаемых радиаторами, приходится
чаще возобновлять окраску стен и потолков и чистить мебель и
ковры, чем в помещениях с лучистым отоплением.
Некоторые американские авторы также упоминают в чпс. е
преимуществ лучистого отопления облегчение домашнего х >-
зяйства в связи с уменьшением количества пыли, оседающей i а
стенах и на мебели.
3.	Распределение нагревательных поверхностей по всей пло-
щади пола или потолка позволяет переставлять перегородки
в административных зданиях, не переделывая системы отопле-
ния.
4.	Работы по устройству лучистого отопления в противопо-
ложность радиаторному производятся в начале строительства
здания. Это уменьшает риск повреждения внутренней отделки
здания при устройстве отопления.
5.	Одно из существенных преимуществ лучистого отопления,
быстро привлекшее к нему архитекторов, заключается в воз-
можности полностью скрыть поверхность нагрева. При этом в
помещениях не только отсутствуют открытые нагревательные
приборы и трубы, но и создается равномерная температура, а
также освобождается площадь, обычно предназначавшаяся для
радиаторов, чем также нельзя пренебрегать.
Если для устройства лучистого отопления применяются под-
весные потолки, они могут быть образованы перфорированны-
ми плитами, служащими одновременно и для звукопоглощени л.
Такие двойные потолки позволяют скрыть в них все трубопро-
воды и равномерно распределять в случае надобности воздук,
поступающий из системы механической вентиляции.
6.	Эксплуатационные расходы при лучистом отоплении мень-
ше, чем при радиаторном. Защитники лучистого отопления ука-
зывают, часто недостаточно обоснованно, на достигаемую при
этом большую экономию в затрате тепла. Несомненно, в связи
с уменьшением разности температур наружного и внутреннего
воздуха и сокращением его расхода затраты тепла уменьшают-
ся. Однако было бы неправильно предполагать, что в связи с
понижением температуры воздуха настолько же уменьшаются
и теплопотери через ограждения, так как стены также обогре-
ваются путем излучения.
Существенная экономия тепла все же, несомненно, дости-
гается по следующим причинам.
Во-первых, благодаря понижению результирующей темпера-
туры в верхних зонах помещения, что особенно заметно при сис-
теме отопления с обогревом пола, при которой результирующая
сухая температура и температура воздуха достигают максималь-
ной величины у пола
Во-вторых, при обычном размещении радиаторов вдоль хо-
лодных ограждений и, в частности, под окнами восходящие кон-
векционные токи воздуха в связи с его температурой и скоро-
стью движения увеличивают теплопотери через окна. Как бы то
ни было, при настоящем состоянии этого вопроса принимается,
что при отоплении с обогревом пола эксплуатационные расходы
уменьшаются по сравнению с радиаторным отоплением на 10 —
15%, а при потолочном отоплении — на 5—10%.
В практике не рекомендуется до получения более полных
данных рассчитывать на экономию более 10% при отоплении
с обогревом пола и более 5% — при потолочном отоплении.
Недостатки
1.	Скрытые поверхности нагрева обладают преимуществами
в эстетическом отношении; однако недостатком является то, что
возможное место течи труб в них нельзя сразу обнаружить; кро-
ме того, ремонт их требует значительно больше работы по срав-
нению с ремонтом открытых труб и нагревательных прибороз.
1 Согласно работе Винслова, Герингтона и Гейджа [7], наиболее приятная
температура для ступни соответствует температуре ее кожи 33°, в то время
как для кожи на голове эта температура составляет 34,75°. Эти температуры,
полученные при опытах над американцами, безусловно слишком высоки для
европейцев. Тем не менее можно считать, что указанная разница в 1,76° меж-
ду температурой кожи на ступнях и на голове приемлема для всех жителей
всех стран. Согласно работе Гарди и Буа [8], это привело ($ы к результирую-
щей сухой температуре в уровне стопы, превышающей на 2—3° ту же темпе-
ратуру в уровне головы. По этой причине система лучистого отопления с обо-
гревом пола лучше с физиологической точки зрения, чем потолочное отопле-
ние, при условии, что указанная разница температуры не будет превышена.
Мы пришли почти к таким же результатам, производя опыты другим путем
(см. главу 2.1 D.
26
Следует признать, что этот довод преувеличивается против-
никами лучистого отопления, так как поврежденную трубу, за-
деланную в бетон, обычно легко обнажить на небольшом протя-
жении и исправить при помощи сварки. Тем не менее это являет-
ся одним из недостатков, в течение длительного- времени задер-
живавших распространение лучистого отопления.
2.	Одним из недостатков лучистого- отопления является и бо-
лее значительная тепловая инерция его по сравнению с радиа-
торным отоплением, в особенности если излучение тепла осуще-
ствляется трубами, заделанными в кладку. Приходится, дейст-
вительно, каждый раз при пуске системы начинать с разогрева
кладки вокруг труб, и поэтому такая система отопления наи-
более подходит для постоянно обитаемых жилых домов и для
зданий, в которых площадь остекленных поверхностей, обра-
щенных к югу, не слишком велика. В противном случае прихо-
дилось бы опасаться, что при внезапном повышении инсоляции
быстро поднялась бы температура воздуха в помещениях, в то
время как поверхности нагрева продолжали бы излучать тепло
вследствие медленного их остывания.
3.	Трубы в излучающих панелях находятся почти всегда в го-
ризонтальном положении, в связи с чем имеется опасность не-
полного удаления из них 'воздуха в противоположность тому, что
имеет место в радиаторах. Потеря напора теплоносителя в тру-
бах, заложенных в нагревательных панелях, может оказаться
по этой причине настолько значительной, что может даже потре-
боваться принудительная циркуляция воды в системе при помо-
щи насоса. Этот недостаток системы усугубляется зависимо-
стью ее от наличия электрической энергии, что, впрочем, отно-
сится -и к системам, в которых в качестве топлива применяется
мазут или угольная мелочь.
Горизонтальное положение труб осложняет также освобож-
дение отопительной системы от воды; после спуска последней
приходится иногда прибегать к продувке системы сжатым воз-
духом. Исходя из этого, такие системы отопления, как мы ука-
зывали выше, наиболее применимы в жилых домах, которые
отапливаются непрерывно, и опорожнение системы требуется
только- при ее ремонте.
4.	Как на один из недостатков лучистого отопления указы-
вают также и на невозможность вследствие низкой температу-
ры теплоносителя (35—40°) получать из системы отопления го-
рячую воду с температурой, требуемой для хозяйственных нужд.
Этот довод нельзя считать существенным, так как при прину-
дительной циркуляции, необходимой в таких системах отопле-
ния, имеется возможность регулировать температуру воды пу-
тем подмешивания обратной воды к горячей, между выходом
ее из котла и возвращением в него. Котел может давать воду
с температурой 90°, питая непосредственно бак горячей воды.
В циркуляционной сети, питающей излучающие панели, темпе-
27
ратура воды понижается до 35—40° путем подмешивания обрат-
ной воды.
Этот недостаток имеет большое значение, если в одном и
том же здании хотят установить и радиаторы,.и излучающие
поверхности Можно, конечно, иметь при выходе из котельной
две сети труб с водой различной температуры, но тогда прихо-
дится питать радиатор*»! и излучающие поверхности нагрева от
различных сетей. Тем не менее за последние несколько лет раз-
работаны новые системы отопления, в которых используется
специальная заделка труб, благодаря чему можно осуществлять
лучистое отопление посредством воды с температурой 85—90° и
питать, таким образом, от одной сети труб как радиаторы, так
и излучающие панели.
КРАТКАЯ 1ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Всегда трудно с уверенностью установить происхождение
какой-нибудь системы. Излучение использовалось человеком,
несомненно, раньше, чем конвекция. Огонь от костра на откры-
том воздухе не дает фактически тепла путем конвекции, посколь-
ку нагреваемый воздух увлекается вместе с дымом и не может
быть использован. Люди могут греться, лишь располагаясь
вокруг костра и получая излучаемое им тепло. То же происхо-
дит и в помещении, когда огонь горит в открытом камине. Хотя
искусственно можно нагревать конвекцией воздух по сторонам
камина, все же тепло, поступающее в помещение, является в
основном лучистым, чем и объясняется разница в тепловых ощу-
щениях в зависимости от расстояния от камина. Англичане всег-
да любили такое тепло, излучаемое огнем при сжигании дерева
или газа. Поэтому, вероятно, и считают, что лучистое отопление
происходит из Англии. Действительно, в начале XX столетня
проф. Баркеру пришла мысль осуществить лучистое отопление,
заделав нагревательные трубы в слой бетона, образующий по-
толок помещения. Этот способ вначале не получил широкого
распространения в связи с боязнью течи труб и отсутствия дан-
ных о их состоянии и долговечности. Было, конечно, известно
по опыту с железобетоном, что определенные сорта цемента не
воздействуют агрессивно на сталь, по крайней мере когда тем-
пература стали и бетона одинакова. Известно было также, что
коэффициенты линейного расширения бетона и стали практиче-
ски одинаковы; однако было трудно экстраполировать эти по-
ложения, относящиеся к железобетону, и сделать из них априори
вывод, что нагревательные трубы не вызовут в# бетонной плите
никаких разрушений и сохранятся в хорошем состоянии.
1 В этом случае можно применить последовательное прохождение тепло-
носителя Сначала через радиаторы, а затем через змеевики или регистры ото-
пительных панелей. (Прим, редактора.)
28
За несколько лет до 1930 г. этот способ отопления начал
распространяться во Франции в связи с тем, что, как показал
опыт, трубы, заделанные в бетон соответствующего составе,
прекрасно сохранялись в течение 25 лет. Тем не менее обще;
мнение во Франции было сначала сдержанным в связи с оп; •
сениями течи труб, и архитекторы не без страха решались на
глухо заделывать нагревательные трубы в капитальные koi
струкции. Некоторые нарушения устройства, вызванные неиг
бежными ошибками, использовались противниками лучистог >
отопления для опорочения этой системы. Разрушения во многи <
странах и, в частности, в Англии в результате войны 1939—
1945 гг. показали, что трубы, остававшиеся заделанными в бе-
тон около 40 лет, сохранились лучше, чем открытые трубы в тех
же'помещениях (рис. 8). Эти наблюдения .положили конец сом-
Рис. 8. Фотоснимок трубы, извлеченной из бетона,
в котором она находилась заделанной около 40 лет
нениям строителей и архитекторов. Тем не менее аварии, вызва! -
ные главным образом неправильным составом бетона или недост -
точностью слоя заделки труб, давали еще повод к соответствуй'
щей пропаганде некоторым фабрикантам радиаторов, наблю-
давшим не без тревоги за развитием системы отопления, в ко-'
торой применялись только трубы. Как бы то ни было, эта систе-
ма приобрела, начиная с 1945 г., широкое развитие во всех стра-
нах, и американцы, долгое время от нее воздерживавшиеся,
также начали систематически ее применять.
Возражения против этой системы отопления были не только
материального порядка; плохо выполненные системы вызывали
жалобы и физиологического характера. Так, при потолочном
отоплении жаловались на чрезмерно высокую температуру в
уровне головы и слишком низкую в уроипс ступени и, наоборот,
при отоплении с обогревом пола — на неприятное ощущение
жары в ступнях и ногах при чрезмерном нагревании пола.
Исследования, как теплотехнические, так и физиологические,
проведенные за период с 1945 по 1955 гг., позволили разрабо-
тать удовлетворительную теорию этой системы отопления, яв-
ляющейся в настоящее время вполне рациональной, если она
правильно осуществлена. Тем не менее следует отметить, что
при современном состоянии техники идеального решения систе-
мы лучистого отопления с подвесными потолками еще не най-
дено, поскольку на рынке существуют различные, конкурирую-
щие между собой системы и ни одна из них не обладает опре-
деленно выраженными неоспоримыми преимуществами.
Одной из трудностей, и по существу самой главной из встре-
тившихся в начале применения лучистого отопления, было из-
мерение теплового ощущения. По обыкновенным термометрам,
на которые воздействует только температура воздуха, нельзя
установить разницу в тепловых ощущениях, вызванных излуче-
нием поголка на уровне головы и в ступнях. До 1930 г. не суще-
ствовало даже простого
аппарата, позволяющего
измерять среднюю радиа-
ционную температуру в
какой-либо точке окру-
жающей среды. Этот про-
бел был восполнен в
1933 г. одновременным и
независимым друг от дру-
га появлением двух аппа-
ратов. Один из них —
«шаровой термометр»,
созданный в Англии, со-
стоит из черного полого
шара диаметром 15 см,
внутри которого поме-
щается ПО 'ВОЗМОЖНОСТИ
ближе к центру обыкно-
венный термометр. Срав-
нивая показания этого
шарового термометра с
показаниями помещенно-
го рядом с ним термомет-
ра, свободно омываемого
воздухом, можно путем
простого расчета опреде-
лить величину теплового
излучения, воспринятого
шаровым термометром.
Второй из указанных
приборов — «результнру-
Рис. 9. Результирующие сухие термометры
слева — цилиндрический, размеры которого видны
из сопоставления с помещенным рядом с ним мет*
ром. (Термометр на этом снимке защищен метал-
лическим каркасом, не имеющим никакого тер*
мического значения); справа — шаровой, размеры
которого видны из сопоставления с помещенным
рядом с ним метром. (Конусная подставка тер-
мометра не имеет никакого термического значе-
ния. Она изолирована от шара стержнем из
материала низкой теплопроводности. Подставка
служит лишь для установки термометра на ка-
кой-нибудь предмет мебели или на пол, не на-
рушая существенно теплообмен между шаром
и полом)
30
ющий сухой термометр», созданный во Франции автором «насто: -
щей книги, состоит либо из-полого шара диаметром 9 см, окра-
шенного в черный цвет (рис. 9), либо из цилиндра диаметром
7 см и высотой 20 см, также окрашенного в черный цвет
или покрытого тканью с ворсом. Внутри каждой из таких
оболочек помещается обыкновенный термометр. Как и шаровой
термометр,.этот аппарат позволяет путем сравнения его показа-
ний с показаниями термометра, свободно омываемого воздухом,
определять среднюю радиационную температуру в данной точке.
Размерь; результирующего сухого термометра подбираются
так, чтобы показания его были в точном соответствии с выра-
жением
следовательно, он непосредственно измеряет, не требуя
никаких дополнительных расчетов, результирующую сухую
температуру, или, иными словами, определяет тепловые ощуще-
ния, испытываемые людьми, находящимися в состоянии покоя
в неподвижной среде\
Цилиндрическим результирующим сухим термометром мож-
но, изменяя направления его оси, учитывать в случае надобн >-
сти положение тела человека (стоящего или лежащего). Э и
1	1. Принципы действия шарового и результирующего сухого термометр
различны. Первый из них был создан англичанами для измерения средней । а-
диационной температуры в определенной точке, поэтому размеры его не ил е-
ют значения. Было бы даже целесообразнее, чтобы диаметр шара был боль-
ше, чтобы излучение сильнее воздействовало на прибор. С другой стороны,
однако, увеличение размеров шара представляет то неудобство, что при этом
несколько увеличивается тепловая инерция прибора, а следовательно, удли-
няется время, необходимое для приведения его к установившемуся режиму.
Результирующий сухой термометр был в отличие от этого задуман с са-
мого начала таким образом, чтобы показания его соответствовали при непод-
вижном воздухе полусумме температуры воздуха по сухому термометру и
средней радиационной температуры. Поэтому он должен состоять из тела,
коэффициент конвекции которого в неподвижном воздухе был бы равен коэф-
фициенту излучения. Само собой разумеется, что показания этого прибор.i,
так же как и показания шарового термометра, позволяют определять сред-
нюю радиационную температуру. Однако он дает точную результирующую
сухую температуру (преимущество его, которое мы особенно ценим), явля-
ющуюся показателем тепловых ощущений человека, находящегося в состоя-
нии покоя или спокойно работающего в неподвижной среде.
Таким образом, шаровой термометр позволяет определять тепловые ощу-
щения посредством двух простых расчетов (расчет средней радиационной тем-
пературы и определение полусуммы этой температуры и температуры воздуха
по сухому термометру), в то время как результирующий сухой термометр
дает эту величину непосредственно без всяких расчетов.
2.	Цилиндрический результирующий сухой термометр позволяет учитывать
в известной мере положение тела человека (стоит ли он или лежит), в то
время как шаровой результирующий сухой термометр применим в условиях,
когда человек ендит.
3.	Очень простое и ясное изложение вопросов термической эквивалент! о-
сти среды можно найти в небольшом труде Каднергюса |9].
31
приборы не только контролируют результирующую сухую тем-
пературу, иначе говоря, тепловые ощущения в помещении, отап-
ливаемом излучением, но могут служить также и для регулиро-
вания этой температуры, если заменить находящийся внутри них
термометр термостатом.
Другой трудностью, встречавшейся в первое время примене-
ния лучистого отопления, было измерение температуры ограж-
дений. Если приложить измерительный прибор к поверхности
обогреваемого ограждения, то, строго говоря, теплоотдача в
этом месте нарушается и замеренная величина получается, та-
ким образом, неточной. Однако в данном случае можно изме-
рять температуру плоской поверхности с точностью приблизи-
тельно до половины или до одного
градуса, применяя термометр, 1
шарик которого погружен в не-> I
большой сосуд, наполненный
жидкостью, например маслом
(рис. 10).
Эти недорогие приборы обла-
гают тем неудобством, что каж-
дый замер температуры продол-
жается в связи с их значитель-
ной тепловой инерцией около
10 мин. Более точным является
Рис. 11. Электронный термо-
метр для практического изме-
рения поверхностной темпера-
туры
Рис. 10. Термометр, опускаемый в ванноч-
ку с маслом,' уложенную на поверхность
тела
1 — масло; 2 ~ ванночка; 3 — термометр; 4 —
резина
радиационный метод измерения температуры. Тем не менее, учи-
тывая необходимую точность измерения, можно во многих слу-
чаях удовлетвориться контактными приборами; в настоящее
время имеется целый ряд таких приборов, позволяющих быст-
ро измерять температуру с достаточной точностью в любой точ-
ке. Один из таких приборов показан на рис. 11.
Глава 1.11
ПАНЕЛИ С ТРУБАМИ, ЗАДЕЛАННЫМИ В БЕТОН i
СПЕЦИАЛЬНЫЕ И НЕСУЩИЕ ПЛИТЫ
Специальные плиты
В обычной практике трубы заделываются в специальные
плиты, бетонируемые после устройства несущей плиты между-
этажного перекрытия, если они образуют подготовку пола
(рис. 12), или одновременно с бетонированием междуэтажнь х
перекрытий, если они образуют потолок1 2 3.
Эти плиты должны, конечно, иметь наименьшую возможна о
толщину, чтобы не вызывать излишних затрат и не увеличива ь
вес несущего перекрытия.
Толщина этих специаль-
ных плит должна быть
тем не менее достаточной
для того, чтобы трубы
были надлежащим обра-
зом заделаны в бетон; но-
вый французский строи-
тельный кодекс требует,
чтобы тол щи и а слоя бе-
тона с обеих сторон ту-
бы была не меньше 1,5—
2 см, считая от нижней и
верхней образующих тру-
бы. При трубах диамет-
ром 15/21 мм толщина
специальной плиты долж-
на быть не меньше 6 см.
При обычно применяе-
мых температурах тепло-
носителя не имеет значе-
ния в отношении линейно-
Рис. 12. Панель, собранная из труб и под-
готовленная для заделки в специальную
плиту, бетонируемую поверх несущей плиты
перекрытия
го расширения,связана ли
дополнительная плита пола с несущей или нет. Многие кон г-
рукторы предпочитают, однако, устраивать эти плиты незави и-
мыми одна от другой, исходя не из температурного расширен in,
а из соображений звукоизоляции, так как отсутствие связи ме ж-
ду плитами уменьшает звукопередачу из одного этажа в друг >й.
1 Состав бетона и разные способы заделки рассматриваются также в гла-
ве их.
2 К сожалению, автор не затрагивает вопросов, относящихся к сборным
отопительным железобетонным конструкциям. (Прим, редактора.)
3 Зак. 335
33
Несущие плиты
К укладке нагревательных труб в несущие плиты нет пре-
пятствий при условии, что температура теплоносителя поддер-
живается на невысоком уровне, т. е. около 55°. Очень заманчиво
учитывать трубы как арматуру железобетонной конструкции, и
' на такие решения выдано немало патентов. Правила, действую-
> щие во Франции, как и в ряде других стран, не допускают этого.
Тем не менее этим нельзя пренебрегать.
СИСТЕМА СО ОПЛОШНЫМИ ПЛИТАМИ
Общие соображения
Обычные междуэтажные перекрытия включают сборные пу-
стотелые бетонные или керамические элементы. Основной за-
. дачей этих элементов является тепло- и звукоизоляция помеще-
ний, находящихся в разных этажах.
Если нагревательная панель уложена в верхней или в ниж-
ней части такого перекрытия, то теплопередача в направлении
соответственно нижележащего потолка или вышележащего по
ла незначительна, и поэтому теплоотдача нагревающих труб
полностью не используется. Наличие теплоизоляции под нагре-
вающей панелью несколько увеличивает, конечно, теплоотдачу
этой панели кверху, однако этот излишек тепла значительно
меньше того количества его, которое было бы отдано в нижеле-
жащий этаж, если бы междуэтажное перекрытие было устрое-
но . из материалов высокой теплопроводности.
Отсюда возникла идея устраивать междуэтажные перекры-
тия из сплошных железобетонных плит толщиной 12—15 см с за-
ложенными в них нагревающими трубами. Звукоизоляция поме-
. щений при таких перекрытиях несомненно хуже, чем при обыч-
ных, тем не менее опыт показал, что шум передается при таком
перекрытии хуже, чем при обычном, в то время как удары по
полу слышны в нижележащем помещении лучше.
Этот недостаток можно уменьшить укладкой на пол более или
менее упругого покрытия: резинового ковра, линолеума и т. п.
Меньшая стоимость сплошных железобетонных плит позволяет
произвести дополнительный расход на такое покрытие пола.
Поскольку сплошные плиты применяются главным образом
в более дешевых зданиях, штукатурку потолка иногда не дела-
ют.. В таких случаях опалубку нижней поверхности плиты вы-
полняют из фанеры, благодаря чему поверхность бетона полу-
чается ровной и гладкой; ее можно затем окрасить белой крас-
кой и придать потолку вид оштукатуренного.
31
Температура теплоносителя
По соображениям температурного расширения бетона и его
сохранности температуру теплоносителя допускают обычно не
выше 60°, хотя и наблюдается тенденция повысить этот предел
до 70° [10].
При существующем положении отопительной техники следует
считать тем не менее целесообразным ограничение температуры
теплоносителя 60° и из осторожности вести расчеты, исходя из
того, что нагревательные панели могут питаться водой с темпе-
ратурой 55°, считая, что перепад температуры в таких панелях
составляет около 10°.
Размещение и теплоотдача труб, заделанных в бетон
Расчеты, приведенные в главе 3.VIII, показывают, что для
достижения максимальной теплоотдачи труб нужно, чтобы оси
их находились на расстоянии 3/5 толщины плиты от ее верхней
поверхности. Это правило подтверждается и практикой, так как
большинство монтажников по-
мещают трубы на расстоянии
около 2/3 толщины плиты от ее
верхней поверхности (рис. 13).
При этих условиях теплоот-
дача через пол и потолок оди-
накова, что с физиологической
точки зрения благоприятно,
ибо при этом уменьшается опа-
сность перегрева ног, так же
как и чрезмерного повышения
температуры потдлка.
Такое расположение труб,
кроме того, особенно целесо-
образно, как указано в главе
1.VIII, для охлаждения поме-
щений в летнее время.
Распределение тепла
Рис. 13, Нагревательные панели в
сплошной плите перекрытия перед
укладкой бетона
Системы отопления посред-
ством сплошных плит приме-
няются главным образом в жи-
лых домах с дешевыми кварти-
рами, так как стоимость уст-
ройства таких систем отопле-
ния значительно ниже, чем стоимость обычных систем водяного
отопления с радиаторами.
В таких домах может быть достигнута еще и дополнитель-
ная экономия благодаря устранению запорных вентилей. Таким
3*
' 35
образом, все помещения в здании отапливаются одновременно
при установленной температуре внутреннего воздуха в продол-
жение всего отопительного сезона.
Невозможность выключать отопление отдельных помещений
является, конечно, неудобством, поскольку жильцам, для кото-
рых условием комфорта является температура ниже 18° М, не ос-
тается ничего другого, как открывать окна или изолировать мес-
та расположения труб. Это неудобство, однако, практически не-
существенно, так как во Франции температура 18° М никогда не
считается слишком высокой.
Для того чтобы уменьшить число стояков в распределитель-
ной системе и таким путем еще более удешевить устройство отоп-
ления, необходимо объединять для питания <в группы как можно
больше змеевиков. Чтобы в связи с этим не слишком повышать
напор насосов, обычные трубы диаметром 15/21 мм заменяют
часто трубами диаметром 20/27 и даже 26/34 мм.
Во всех случаях следует избегать того, чтобы нагревательные
панели пересекали швы расширения между отдельными частями
здания. Поэтому в каждой части здания, длина которой состав-
ляет обычно 30—40 м, должны быть расположены прямой и об-
ратный стояки.
Предохранительные приспособления
Нагрев панелей до температуры, превышающей 60°, может
вызвать серьезные повреждения частей здания, поэтому должны
быть приняты эффективные меры к тому, чтобы температура теп-
лоносителя не превышала указанный предел.
- . Применяемые для этого устройства должны, очевидно, вклю-
ЧЯТь . Приборы — аквастаты1, либо воздействующие непосред-
ственно на котел, либо регулирующие задвижки, приводимые в
действие электродвигателями и прекращающие циркуляцию теп-
лоносителя, когда температура его достигает предельной вели-
чины. Однако всякий механический аппарат может выйти из
строя, поэтому автором разработано гидравлическое устройство
'[14], основанное на принципе нейтральных точек
[11].
Для того чтобы предотвратить -существенное превы-
шение предельной температуры панелей, обычно принимаемой
равной 55°* *, предохранительное устройство должно включат!»
следующие приспособления (рис. 14).
1 Жидкостные термостаты. (Прим, перев.)
• В настоящее время при устройстве лучистого отопления во Франции
рриентируются на более высокую предельную температуру в сплошных пли-
тах, порядка 60° и даже 70°. Последняя величина, по нашему мнению, не-
сколько преувеличена.
Предохранительные устройства, описанные ниже, остаются во всех слу-
чаях такими же и устанавливаются лишь на другую предельную температуру.
36
Рис. 14. Предохранительные приборы в системе со сплошным и
плитами
а — принципиальная схема устройства для ограничения температуры в си-
стеме отопления с обогревом пола; б — случай, когда насосы расположены
на более высоко.л уровне, чем котлы; I — развитие системы в будущем:
2 — регулирующий прибор; 3 — предохранительный термостат (выключение
насосов при максимальной температуре; условное выключение форсунки);
4 — ограничительный -регулятор; 5 — задвижка автоматического регулирова-
ния; 6 —в канализацию; 7 — пол котельной; 8 — обводная труба; 9 — цир-
куляционный насос
1.	Гидравлическая защита, осуществляемая обвод-
поп линией между обратной магистралью п всасывающей тру-
бой насоса; при этом:
а)	если циркуляционный насос находится в денс'1 вин, обвод-
ная линия обеспечивает постоянную минимальную температуру
смеси 55° при температуре воды в котле 95°; даже в случае заки-
пания воды в котле температура теплоносителя в панелях не мо-
жет превысить 60°;
б)	если насос бездействует, температура воды в котлах может
повыситься, даже «несмотря на прекращение работы форсунки,
из-за тепла, выделяемого топливом и дымовыми газами. При
этом за счет разности объемных весов горячей и охлажденной
воды в нагревательные панели могла бы попасть вода слишком
высокой температуры. Для предотвращения этого обводная ли-
ния должна быть расположена, исходя из упомянутой теории
нейтральных точек, как можно ниже.
37
Необходимо, чтобы гидравлический напор, обеспечивающий
циркуляцию теплоносителя в нагревательных панелях, создавал
в обводной линии значительно больший расход воды по сравне-
нию с расходом, вызываемым в подающей линии гидравличес-
ким напором, создаваемым котлами.
2. Электрическая защита, которая является допол-
нительной к ограничительному аквастату, установленному на 55°
и регулирующему задвижку, приводимую в действие электро-
двигателем. Электрическая защита включается только при отка-
зе этого ограничителя, причем могут быть два случая:
а)	если котлы питают только трубы, заделанные в бетон,
электрическая защита, отрегулированная на 60°, одновременно
выключает как циркуляционные насосы, так ,и форсунки;
б)	если котлы питают при помощи других насосов или за счет
разности объемных весов воды и другие устройства (горячее во-
доснабжение, подогрев топлива, радиаторы и т. п.), то электри-
ческая защита регулирует только работу насосов, обеспечиваю-
щих циркуляцию воды в нагревательных панелях; такое приспо-
собление может также вызывать принудительное закрытие зад-
вижки (с электродвигателем), регулирующей питание нагрева-
тельных панелей; •
В качестве дополнительной меры предосторожности устанав-
ливают предохранительное реле, которое действует при выключе-
нии тока и может останавливать работу всех устройств, обеспе-
чивающих циркуляцию воды в нагревательных панелях; зад-
вижки оборудуются при этом (Приспособлением, автоматически
закрывающим их при выключении тока.
Это защитное реле не должно автоматически включаться
обратно; последнее выполняется вручную и производится лишь
после проверки и исправления в случае надобности всех
устройств в котельной с тем, чтобы была исключена всякая опас-
ность перегрева нагревательных панелей.
Звуковые и световые сигналы должны немедленно извещать
истопника о возникших неисправностях приборов и о возможно-
сти а'варии.
ПЛИТЫ С ТРУБАМИ, ЗАДЕЛАННЫМИ В НЕОДНОРОДНЫЙ
МАТЕРИАЛ, НОРМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ
Отопление с обогревом пола, осуществляемое трубами, заде-
ланными в специальной нагревающей плите, обладает рядом
неудобств.
В тех случаях, когда в соответствии с потребностью помещения
в тепле средняя температура поверхности пола должна поддер-
живаться на уровне 28°, что с физиологической точки зрения яв-
ляется допустимым пределом, трубы должны быть расположены
очень близко друг к другу, примерно на расстоянии по центрам
38
i5 см, и,следовательно, общая длина труб должна быть очень
значительной.
Такая предельная температура 28° на поверхности пола в ме-
стах расположения труб может быть достигнута при температу-
ре теплоносителя всего лишь около 40°. В связи с этим было
очень важно найти способ, позволяющий повысить температу-
ру теплоносителя и, следовательно, увеличить теплоотдачу труб,
не превышая в то же время в какой-либо точке поверхности по-
ла предельную температуру 28°.
Такое положение может быть достигнуто путем неоднород-
ной заделки труб.
Предположим, что поверх труб, надлежащим образом заде-
ланных в бетон,- уложен материал, являющийся плохим провод-
ником тепла (рис. 15); толщина слоя этого материала прини-
мается переменной с та-
ким расчетом, чтобы по
каждой линии теплового
потока термическое со-
противление было одина-
ковым. Тогда температу-
ра пола также будет вез-
де приблизительно одина-
ковой.
2
Рис. 15. Лучистое отопление посредством
труб, заделанных в бетон, с термоизо-
ляционной прокладкой
1 — теплоизоляционный материал; 2 — труба;
3 — бетон
Толщина слоя тепло-
изоляционного материала
в местах расположения
труб должна быть подо-
брана таким образом,
чтобы можно было повы-
сить температуру теплоносителя, а следовательно, увели-
чить теплоотдачу труб, не превышая предельной темпе-
ратуры пола 28°. Различные опыты показали, что благода-
ря одинаковому коэффициенту линейного расширения бетона и
стали температуру труб можно доводить без всякой опасности
до 85 и даже до 90°. Таким образом, ничто не препятствует осу-
ществлять специальные обогреваемые плиты пола, заделывая
в них трубы, питаемые водой со средней температурой 85°. Теп-
лоотдача труб с учетом теплоизоляционных полос позволяет
расположить их с расстоянием между центрами не меньше 50 см.
благодаря чему в значительной мере сокращаются затраты ма-
териалов и труда (рис. 16 и 17).
Пренебрегать температурным расширением таких плит, ко-
нечно, нельзя, и поэтому целесообразнее устраивать их незави-
симыми от несущих плит перекрытия, прокладывая между ними
какой-либо материал (крафт-бумагу, битуминизированную бу-
магу и т. п.), препятствующий сцеплению бетона обеих плит.
Следует, кроме того, предусматривать вокруг каждой нагрева-
тельной плиты зазоры, заполняемые обычно упругим материа-
39
Рис. 16 Расположение нагревательных
панелей нор альной температуры 85° до
их заделки в бетон. Над трубами, рас-
положенными с расстоянием между цен-
трами 50 см, укладываются теплоизоля-
ционные полосы с целью равномерного
распределения тепла
Рис. 17. Нагревательные пане-
ли, рассчитанные на нормаль-
ную температуру воды (85°);
разнородная заделка
Рис. 18. Нагревательные панели, рассчи-
танные на нормальную температуру во-
ды (85°), после заделки их с укладкой
полос теплоизоляционного материала,
обеспечивающих равномерность темпера-
туры пола
лом, например «фибрагло» !, позволяющим свободное перемеще-
ние плит при 'их температурной деформации. Опыт показал так-
же, что в тех случаях, когда не требуется строгого соблюдения
устандвленной температуры пола, теплоизоляционный материал
может представлять собой полосы уплотненны^ древесно-волок-
нистых плит при условии, конечно, что они должны быть ней-
тральными по отношению
к стали; этому условию
большинство таких ма-
териалов удовлетворяет
(рис. 18).
Расчет стоимости пока-
зывает, что, данные кон-
струкции оказываются де-
шевле ’ таковых с одно-
родной заделкой труб,
так как затраты на изго-
товление. изоляционных
полос и их укладку ком-
пеней р у юте я э кон о м и е й
на трубах и на рабочей
силе.
Эта конструкция обла-
дает, кроме того, следую-
 . •	,	щими преимуществами:
‘.Материал из длинного древесного .волокна.
40
отсутствие связи между нагревательными и несущими пли-
тами повышает звукоизолирующие свойства перекрытия;
использование тепла через нижележащий потолок выше, .чем
при трубах, питаемых водой с температурой 40°;
один и тот же поток воды с температурой 85—90° может од-
новременно, питать как обычные нагревательные приборы (ра-
диаторы, конвекторы), так и нагревательные панели.
Благодаря этому имеется возможность устраивать без спе-
циальной разводящей сети лучистое отопление в отдельных по^
мещепиях, в которых желательно улучшить внешнее оформление
и повысить комфорт. Наличие в отопительной системе нагрева-
тельных панелей требует, как правило, установки циркуляцион-
ного насоса. Однако при распределении панелей в достаточно
малые группы с таким расчетом, чтобы потеря давления в каж-
дой .из них не превышала приблизительно 10 мм вод. ст., воз-
можно удовлетвориться напором за счет разности объемных ве-
сов воды. Такой результат может быть достигнут, в частности,
путем придания нагревательным панелям формы решетки. Об-
щий уклон их/позволяет обеспечить спуск воздуха из панелей
и надлежащее их опорожнение.
Такие панели могут поэтому питаться и паром низкого дав-
ления: в этом случае толщина теплоизоляционного слоя должна
быть, конечно, рассчитана, исходя из температуры теплоносите-
ля 100°, а трубы могут быть расположены на еще большем рас-
стоянии друг от друга. Но в то же время меры предосторожно-
сти, обеспечивающие свободное расширение панелей, становятся
настоятельно необходимыми.
Система отопления посредством излучающих панелей, заде-
ланных в неоднородный материал, называемая также систе-
мой с водой нормальной температуры, обладает,
кроме того, следующими особенностями.
В связи с повышением температуры нагревательных щшт
возрастает и тепловая инерция системы; поэтому она не подхо-
дит для периодически действующего отопления и особенно при-
годна для непрерывного отопления таких зданий, как, например,
жилые дома, больницы и т. п. Тепловая инерция системы яв-
ляется в,этих случаях преимуществом, так как запас тепла
предотвращает резкое понижение температуры внутреннего воз-
духа, когда наружная температура быстро -понижается на не-
сколько градусов в особенно суровые зимы.
Такая система отопления особенно пригодна для помещений,
резко охлаждаемых при открывании дверей или окон, как, на:
пример, классные помещения, в которых во время перемен ши-
роко открываются окна. Благодаря накопленному в полах теплу
температура воздуха в, помещениях после прекращения такого
интенсивного проветривания быстро поднимается до требуемой.
41
СТЕНОВОЕ ОТОПЛЕНИЕ
Излучающие панели могут быть, очевидно, помещены в сте-
нах с таким же успехом, как в потолках или в полах. Посколь-
ку стены обычно оштукатуриваются, стеновые нагревательные
панели более похожи по устройству на потолочные, чем на под-
польные. Они большей частью состоят из медных труб, заделан-
ных в слой штукатурки (см. главу 1 .III), или из стальных труб,
заделанных в бетон, покрытый затем слоем штукатурки (рис. 19).
В связи с одинаковой кон-
струкцией (потолочных и вер-
тикальных нагревательных
панелей допускаемая пре-
^дельная’ температура их
практически также одина-
кова.
В тех случаях, когда на-
гревательные панели заде-
лываются в наружные сте-
ны и в особенности в под-
оконные стенки, их следует
во избежание значительных
Рис. 19. Излучающие стены с труба-
ми, заделанными в бетон
1 •— теплоизоляционный материал; 2
бетон; 3 — цельнорешетчатый металл;
4 — штукатурка; Б — труба
теплотготерь наиболее эф-
фективно изолировать с
внешней стороны. Если же
панели размещаются во вну-
тренних стенах или в пере-
городках, этот недостаток
устраняется в связи с теплоотдачей другой стороны панели
в смежное помещение. При таком расположении панелей
становится, однако, невозможной перестановка перегородок, что
является неудобством для зданий, в которых может возникать
необходимость изменения назначения и оборудования отдель-
ных- помещений.
Во Франции такие вертикальные панели применяют редко,
только в случаях, когд^ требуется противодействовать холодно-
му излучению окон обогревом подоконных стенок. Предпочти-
тельнее все же помещать для этой цели нагревательные панели
по возможности перед окнами, либо в потолке, либо в полу,
с тем чтобы избежать потерь тепла теплопроводностью наруж-
ных'стен. Такие вертикальные нагревательные поверхности при-
меняют также и в тех случаях, когда поверхность потолка или
пола недостаточна для обеспечения нормального отопления осо-
бенно холодных помещений в связи с ограничени,ем температу-
ры нагревательнйх поверхностей по физиологическим соображе-
ниям, изложенным в главе 2.П.
42
Теплоотдача вертикальных панелей
Коэффициент теплоотдачи излучением вертикальных пане-
лей, очевидно-, такой же, как и панелей, расположенных в полу
или в потолке. С другой стороны, коэффициент теплоотдачи кон-
векцией вертикальных панелей меньше, чем панелей, располо-
женных в полу, и больше, чем потолочных (см. главу 3.1 II).
Строго говоря, следовало бы принимать во внимание и разме-
ры вертикальных панелей, так как коэффициент теплопередачи
конвекцией вертикальной поверхности, отнесенный к разности
температур теплоносителя и воздуха, уменьшается пропорцио-
нально корню четвертой степени из высоты поверхности.
Однако из соображений упрощения примем (см. часть III)
общий коэффициент теплоотдачи равным 8,3 ккал/м2 час град
при разности температур 0 порядка 10°.
ПОКРЫТИЯ ПОЛА ПРИ ПАНЕЛЯХ С ТРУПАМИ, ЗАДЕЛАННЫМИ
В БЕТОН
(Заделка в однородном или неоднородном материале)
Поскольку температура пола не должна нормально превы
шать 30°, применимы покрытия обычного типа (керамические
или цементные плитки, выстилка каменными плитами, мозаика,
металлические покрытия), уложенные или наклеенные на це-
ментном растворе. При этом, должно быть принято во внимание
температурное расширение покрытия пола, которое вообще не
намного больше расширения в жаркий летний день, если тем-
пература воды не превышает величины, требуемой для макси-
мальной мощности системы.
Подстилающий слой не
теплоизоляционным, ши
агрессивным в отношении
труб. По этой причине
шлак и песок как мате-
риал для устройства та-
кого слоя исключаются.
Соединение плиток с це-
ментным раствором долж-
но быть очень плотным,
для того чтобы предот-
вратить опасность обра-
зования под ними воз-
душных прослоек, обла-
дающих теплоизоляцион-
ными свойствами.
должен во всяком случае быть ни
Рис. 20. Система отопления с обогревом
пола. Покрытие пола — наборный паркет
Применяется наборный
паркет (рис. 20), выпол-
ненный из высушенного
43
леса и наклеенный непосредственно по цементной подготов-
ке. Клей (толщина слоя около 0,5 мм) должен обладать
при трубах в однородной заделке теплостойкостью до 50° и вы-
держивать напряжения при температурном расширении. От при-
менения магнезиальных клеев для укладки наборного паркета
следует, по-видимому, воздерживаться, если не запрещать их
применение. .
В качестве покрытий пола, наклеиваемых непосредственно
по цементной подготовке, иногда применяют также и линолеум,
резину и плитки из термопластов. При покрытиях подобного рода
следует избегать значительного давления ножек мебели, которые
могут оставлять следы, поэтому рекомендуется снабжать ножки
резиновыми наконечниками..
Опасность повреждения полов при неоднородной заделке
труб меньше, чем при однородной, так как в первом случае тем-
пература поверхности пола не превышает 30°, даже при кипении
воды в котле; при однородной заделке труб неисправность огра-
ничителя температуры воды может вызвать повышение темпера-
туры поверхности пола до 50е. Поэтому должны приниматься
все меры предосторожности во избежание возможного повреж-
дения покрытия пола как вследствие его пластичности, так и в
результате смещений, вызванных температурным расширением.
ТЕЧЬ ТРУБ. КОРРОЗИЯ*. ЗАСОРЕНИЯ. НЕОБХОДИМЫЕ
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
Течь труб
Течь труб при открытой прокладке их в обычных системах
отопления представляет минимальную опасность; в системах же
с заделанными в бетон трубами она может иметь очень серьез-
ные последствия. Течь сказывается более или менее быстро. Не-
большая утечка воды через бетон может вызвать распростране-
ние в' перекрытии корродирующих веществ, хотя бы вследствие
капиллярности, настолько, что трещина в одном месте трубы
может явиться часто причиной коррозии в другом месте.
В связи с этим необходимо особо тщательно выбирать трубы
и обеспечивать плотность их соединений при сборке.
Если место течи точно установлено, то исправление выпол-
няется-'без больших трудностей и .может не повлечь за собой
большого ущерба..Длял’этой цели необходимо освободить от бе-
тона поврежденную трубу на’ участке достаточной длины для
возможности произвести надлежащим образом #заварку отвер-
стия.
1 Читатели могут найти интересные сведения по этим вопросам в сооб-
щениях, представленных на третий съезд Брюссельского конгресса (сентябрь
1958,г;),( и в особенности в сообщениях проф. Пурбэ и Леклерка.
44
Как мы уже указывали, во Франции наиболее широко при-
меняются стальные трубы. «Свод минимальных требований по
устройству обогреваемых поло-в с трубами, заделанными в неза-
висимые плиты» [10], содержит по этому вопросу следующие ука-
зания.
Трубопроводы должны выполняться из труб, сваренных в
стык, испытанных на заводе на давление 40 кг!см2 и имеющих
заводскую марку для отличия их от труб обычного качесп а.
Применение цельнотянутых бесшовных труб не дает особ] ix
преимуществ.
Во всех случаях трубы должны быть изготовлены из мягк Hi
стали обычного качества, поддающейся сварке.
Трубы должны быть в хорошем состоянии и не иметь следзв
коррозии, заметно уменьшающей толщину стенок. Не должны
допускаться трубы, хранившиеся рядом с агрессивными веще-
ствами, которые могут вызвать в дальнейшем коррозию труб.
Трубы, бывшие в употреблении, не допускаются к примене-
нию.
Перед заделкой трубы должны быть подвергнуты внутрен-
нему осмотру, чтобы убедиться, что в них не попали посторонние
предметы.
Сварку труб должны производить квалифицированные рабо-
чие. Сварка в изгибах не допускается.
После центрирования и сварки труб уложенные на место
змеевики должны быть испытаны на давление 30 кг/см2 в про-
должение не менее 4 час.
Такое же испытание должно быть произведено повторно
перед заделкой змеевиков в течение более короткого пррмежут-
ка времени, достаточного, однако, для того, чтобы убедиться,
что ни один из змеевиков не поврежден.
Коррозия труб
Внешняя коррозия. Помимо течи труб, вызванной пло?он
их сборкой, значительная опасность для лучистого отопления а-
ключается в коррозии труб после заделки их в бетон. Имевн не
место аварии, которые противники лучистого отопления предали
широкой огласке, в значительной мере задержали развитие этс го
вида отопления.
Опыт с железобетоном показывает, что бетон не оказывает
вредного воздействия на сталь. Это доказательство не является
однако решающим, так как диаметр стержней арматуры всегда
больше толщины стенок труб, и возможное воздействие, бетона
на стержни арматуры может не повлечь разрушения конструк-
ции благодаря запасу прочности. Иначе обстоит дело с трубами.
Если воздействие бетона вызовет трещину глубиной 3 мм на
трубе диаметром 15/21 мм, то течь образуется немедленно. Как
было уже указано, во время войны 1939—1945 гг. оказалось воз-
45
можным в домах, разрушенных бомбардировкой, извлечь трубы,
заделанные в бетон около 40 лет назад. Трубы эти, как это вид-
но из рис. 8, оказались в прекрасном состоянии, и, следователь-
но, сохранность их при правильной укладке вполне возможна.
Обнаруженная коррозия являлась результатом воздействия
на трубу кислот, либо содержащихся в самом бетоне, либо про-
никших в него извне.
Опыт показал преждевсего, что почти во всех случаях, когда
была обнаружена коррозия труб, имела место неправильная за-
делка их в бетон, т. е; они не были защищены бетоном по всей
их поверхности. Однако даже и при правильной заделке труб
возможна инфильтрация в бетон жидкостей, содержащих кис-
лоты, вследствие неизбежных трещин в бетоне.
Рассмотрим оба эти возможные случаи.
1. Вещества, содержащие кислоту, находятся
в самом бетоне. Если вещества, содержащие кислоту, на-
ходятся в самом бетоне (например, если он содержит морской
песок), коррозия возникает очень быстро. В одной очень круп-
. ной установке в Северной Африке трубопроводы были разру-
шены менее чем за шесть месяцев вследствие воздействия на
них хлористого натрия, содержавшегося в песке.
Следует также опасаться и хлористого кальция, иногда до-
бавляемого в бетон, в особенности в холодное время для уско-
рения его схватывания. Этот вопрос обсуждался продолжитель-
ное впемя и при настоящем его состоянии можно полагать, что
добавка хлористого кальция в количестве 1%, обычно применяе-
мая бетонными заводами, может не вызвать разрушений. Однако
вопрос этот спорный, и некоторые технические условия полно-
стью запрещают применение хлористого кальция.
Как бы то ни было, упомянутый выше «Свод требований»
содержит следующие указания в отношении бетона для устрой-
ства плит.
а)	Цемент должен применяться исключительно портланд-
ский, марки 160—250 или 250—315.
б)	Песок и гравий, используемые для приготовления бетона,
должны быть хорошего качества, без загрязнений.
Применение инертных материалов, добытых на морском по-
бережье или из солоноватой воды, должно быть запрещено.
Гранулометрический состав гравия должен позволить пол-
ное обволакивание труб принятого диаметра; зерна гравия не
должны быть крупнее 15 мм.
в)	Применяемая для затворения бетона вода не должна
обладать никакими агрессивными или корродирующими свой-
ствами; она должна соответствовать техническим условиям, со-
держащимся в нормах NFP 18-303. Указывается для сведения,
что вода, пригодная для питья, в большинстве случаев удовлет-
воряет этим требованиям.
46
г)	Содержание цемента в 1 м$ бетона, уложенного в дело
не должно быть меньше 300 кг.
д)	В результате перемешивания бетон должен быть пластич-
ным, но не жидким.
е)	Полное обволакивание труб бетоном является непремен-
ным условием для обеспечения должного теплового режима и
коррозиестойкости труб.
Для выполнения этого условия под змеевики необходимо
укладывать подкладки из затвердевшего цементного раствора
в количестве, достаточном для того, чтобы соблюсти расстояние
в 15 мм от нижней образующей труб до нижней поверхности
нагревательной панели. Можно применять также куски круглой
стали диаметром 16 мм-, применение же кирпичного щебня или
обрезков дерева запрещается.
Бетон должен укладываться таким образом, чтобы он пол-
ностью заполнял пространство no/i трубами; для этой цели ре-
комендуется слегка приподнимать трубы.
Минимальная фактическая толщина нагревательной панели,
включающей трубы диаметром 15/21 мм, должна составлять
5,5 см, из которых не менее 1,5 см тд трубами и 2 см над тру-
бами.
Большая толщина панелей принимается в тех случаях, когда
предполагают, что из-за неровности поверхности, по которой
укладывается бетон, или вследствие неправильной его укладки
толщина нагревательной панели может оказаться, хотя бы в от-
дельных местах, меньше 5,5 см.
Укладка бетона должна производиться, как правило, за один
прием на всю толщину панели. В исключительных случаях она
может быть выполнена в два слоя, причем первый слой должен
быть толщиной не менее 4,5 см, а общая толщина должна быть
во всяком случае не менее 5,5 см, не считая толщины слоя це
ментного раствора, укладываемого под покрытие пола.
ж)	Размеры панелей по контуру должны быть тщательно
проверены с учетом возможности свободного их теплового рас-
ширения без повреждения других элементов конструкции. В не-
которых особых случаях, при крупных размерах панелей, может
потребоваться укладка в них арматуры.
з)	Применение даже в малом количестве всякого рода доба-
вок, предназначенных для ускорения схватывания бетона или
предохранения его от замерзания и, в частности, применение
хлористого кальция запрещается.
и)	Циркуляция теплоносителя может быть начата только
после полною схватывания бетона. Температура теплоносителя
должна быть вначале не выше 25° с постепенным повышением
приблизительно на Г в день в течение примерно десяти дней.
2. Вещества, содержащие кислоту, попадают
извне из элементов перекрытия или пола, а) Ве-
вхества, попадающие извне и проникающие через верхнюю часть
•17
перекрытия. Это происходит в тех случаях, когда на пол проли-
вается корродирующее вещество, в частности при мытье плиточ-
• ных полов жавелевой водой или соляной кислотой, которые попа-
дают в швы между плитками и проходят через бетон до труб.
Необходимо поэтому строго запрещать применение корродирую-
щих составов для очистки полов над нагревательными пане-
лями.
б)	Вещества, попадающие из верхней части перекрытия.
Этот случай имеет место, когда покрытие пола выполнено не из
нейтральных материалов. В связи с этим должно быть строго
запрещено устройство магнезиальных полов, а также примене-
ние клеящих материалов, содержащих магнезиальный цемент
или гудрон.
в)	Вещества, попадающие из нижних частей перекрытия.
Различного рода разрушения труб вызываются нижними изо-
ляционными слоями или пустотелыми элементами перекрытия.
Эти материалы не должны содержать, даже в самом малом ко-
личестве, никаких веществ, могущих вызвать коррозию труб
под комбинированным действием влаги и блуждающих токов.
Должно быть, в частности, запрещено применение любых мате-
риалов, содержащих электролиты (хлориды и иодиды).
Составить перечень всех нежелательных материалов нет воз-
можности, так как на рынке появляются все новые и новые.
Во4 всяком случае не должны допускаться материалы, состоя-
щие из волокон, обработанных хлористым кальцием, а также
плиты из материалов морского происхождения, недостаточно
промытых при их изготовлении. Все материалы морского про-
исхождейия должны систематически исключаться из примене-
ния или* по крайней мере подвергаться предварительно тщатель-
ному исследованию. Иногда в качестве предохранительной ме-
ры между нагревательной панелью и покрытием пола уклады-
вают водонепроницаемую бумагу, чтобы обеспечить изоляцию
бетона и предотвратить инфильтрацию в него влаги.
г)	Вещества, попадающие из грунта. Укладка плит непо-
средственно ,ла грунт требует особого внимания, так как влага,
могущая попасть из грунта вследствие инфильтрации или ка-
пиллярности, может содержать вещества, соприкасание которых
с трубами недопустимо.
В упомянутом-выше «Своде требований» содержатся следу-
ющие указания по этому вопросу.
а) Грунт должен быть очищен и освобожден от всякой ра-
стительности, затем выровнен и уплотнен укаткой или трамбо-
ванием.
/б) Перед устройством подстилающего слоя форма должна
быть надлежащим образом увлажнена. Бетон для устройства
подстилающего слоя должен быть жирным, минимальный со-
став его.должен включать: 250 кг шлакопортландцемента марки
43
100—160, 950 л гравия и 350 л песка. Толщина слоя должна
быть не менее 5 см.
в) Нагревательная плита должна быть забетонирована пос-
ле начала схватывания бетона подстилающего слоя.
Устройство нагревательной плиты должно соответствовать
указанным выше требованиям.
Внутренняя коррозия труб. Трубопроводы в системах отоп-
ления редко подвергаются коррозии с внутренней стороны. Как
и во всех отопительных системах, опорожнение труб должно про-
из)водиться как можно реже, и система должна быть всегда за-
полнена водой даже в периоды, когда отопление не действует.
Вода для заполнения системы должна быть, разумеется, строго
нейтральной.
Засорение труб
Трубы засоряются в большинстве случаев в результате не-
правильной сборки или недостаточной проверки труб перед
укладкой. Часто бывает трудно найти место закупорки трубы.
Если закупорка только частичная, то место ее нахождения иног-
да можно обнаружить по легкому свисту, уловимому либо ухом,
либо специальным аппаратом, усиливающим звук.
Засорение может быть также вызвано мелкими кусками раз-
личных материалов, увлекаемых водой при заполнении системы;
поэтому очень важно подвергать эту воду фильтрованию и уста-
навливать легко очищаемый фильтр вблизи насоса, с тем чтобы
улавливать посторонние предметы.
Устранение засорения производится большей частью путем
освобождения поверхности трубы в этом месте от бетона и за-
мены ее на длине, достаточной, чтобы быть уверенным в том,
что трубы очищены.
Глава 1 .III
ОБОГРЕВАЮЩИЕ ПОТОЛКИ
В теплотехническом отношении проблема заключается в пе-
редаче тепла от теплоносителя материалу, образующему пото-
лок. Для этой цели могут быть применены различные способы,
в зависимости от которых применяемые в настоящее время сис-
темы могут быть разбиты по аналогии на следующие группы.*
1.	Панели с трубами, заделанными в бетон.
Такие панели могут либо состоять из специальной плиты, поме-
щаемой под пустотелыми элементами перекрытия п забетониро-
ванной вместе с последним., либо могут быть образованы несу-
щей плитой перекрытия, в которую укладывают нагреватель-
ные трубы, как и в «системе со сплошными плитами». В некото-
4 Зак. 335
49
рых случаях плиты эти .не имеют, по соображениям экономии,
отделочного слоя, и поверхность их, которая при бетонировании
получается достаточно' гладкой, подвергают только окраске.
В других случаях их отделывают обычным штукатурным слоем.
Такие потолки были рассмотрены в главе 1.II.
2.	Панели с трубами, заделанными в слой шту-
катурки или в материал аналогичного вида.
В этом случае змеевики подвешивают к несущему перекрытию
и выполняют из стальных или медных труб, в зависимости от
характера материала, в который они заделываются.
3.	Воздушные каналы, устроенные в перекрытии или
в свободном пространстве, предусмотренном между несущим
перекрытием и подвесным потолком. Эта система описана ниже,
в разделе «Излучение посредством теплого воздуха».
4.	Трубы, свободно уложенные в воздушных
каналах перекрытия. Эта система является разновидно-
стью предыдущей, поскольку воздух нагревается непосредствен-
но на месте независимо от тепла, излучаемого трубами на стен-
ки каналу.
5.	Обогреваемые карнизы, ребристые поверх-
ности и трубы, расположенные под потолком,
для обогрева его конвекцией и излучением.
Обогрев потолка трубами, расположенными непосредственно
под ним, практически, по эстетическим соображениям, не при-
меняют. Тем не менее иногда используют обогреваемые карни-
зы, отдающие тепло излучением и нагревающие одновременно
(в большей или меньшей мере) потолок, главным образом пу-
тем конвекции. В системе Ренталя в отличие от этого потолок
обогревается при помощи расположенных в карнизах поверхно-
стей с незначительно выступающими ребрами.
6.	Так называемые подвесные обогреваемые
потолки, преследующие в известных случаях четыре цели:
а)	отопление и охлаждение помещений;
б)	звукоизоляцию помещений;
в)	создание между несущим перекрытием и подвесным потол-
ком доступного пространства, в котором могут быть скрыты все
распределительные трубопроводы и помещены светильники, не
выступающие из плоскости потолка;
г)	распределение и рассеяние воздуха, поступающего в это
.пространство из системы вентиляции или кондиционирования
воздуха и оттуда — в помещение через перфорированные пло-
щади потолка. Следует заметить, что циркуляция воздуха, со-
прикасающегося с верхней частью теплого подвесного потолка,
Ке покрытого теплоизоляционным материалом, увеличивает его
общую теплоотдачу.
В зависимости от устройства такие обогреваемые потолки
выполняют все или часть этих задач.
£0
Тепло передается от труб к потолку различными средства-
ми, а именно:
а)	при помощи металлических плит особой формы, в перфо-
рацию которых проникает штукатурный раствор; такие плиты
прикрепляются к трубам более или менее жестко при помощи
специальных приспособлений; этот принцип положен в основу
систем «Страмакс», «Ибис», «Термакс» и т. д.;
б)	при помощи плоских металлических^ребер — диффузоров,
укрепленных на трубе и опирающихся на потолок; этот способ
обладает тем преимуществом, что сам потолок вследствие упру-
гости ребер механически независим от системы распределепи i
тепла и ребра осуществляют лишь термическую связь труб ?
потолком. На этом принципе основаны системы «Саундекс ,
«Шо-Рэй», «Дериаз» и «Дестра» и т. п.
Короче говоря, так называемые подвесные нагревательны з
потолки состоят, в основном, из легкого потолка, выполненногэ
из металла, штукатурного слоя или аналогичного материала
и отделенного от несущего перекрытия воздушным пространст-
вом.
В результате этого такие системы отопления или охлажде;
ния обладают значительно меньшей тепловой инерцией, чем
системы с трубами, заделанными в бетон. Это является очень
существенным преимуществом в помещениях, отапливаемых не-
регулярно или подвергаемых инсоляции, требующей немедлен*
ного уменьшения или полного прекращения поступления тепла
в помещение.
7.	Цельнометаллические потолки. Такие потолки
состоят из стальных или алюминиевых нагревательных плит,
прикрепленных непосредственно к трубам распределительной
сети. Сюда относятся системы с трубами, приваренными к по-
толку, а также система Френжера.
Примечания, i. Теплотехнические данные о патентован-
ных системах потолков (в особенности подвесных), не испы-
танных нами, не приводятся. Следует с осторожностью при-
нимать пределы допустимых поверхностных температур, укг -
зываемых в рекламных проспектах.
2. Во всех этих системах, по-видимому, стараются сохр; -
нить обычный вид потолка. Допускают только из акустичс -
ских соображений перфорацию их и разбивку на клетки, npi -
дающую им вид шахматной доски.
Возможно, что в ближайшем будущем эстетические взгляды
изменятся, и в новых системах не будут стремиться сохранить
таким потолкам вид плоской, более или менее однородной по-
верхности. Нужно было бы по существу пересмотреть функции
потолков. Может быть, им следовало бы придать иной вид, бо-
лее отвечающий отоплению сверху.
Опыт показывает, кроме того, что технический прогресс сле-
дует вначале привычным формам. Так, например, первые авго:
4*
51
мобили старались сделать похожими на коляски с конной тя-
гой, и лишь постепенно форма автомобилей изменилась, в осо-
бенности после того, как были учтены требования аэродинамики.
Точно так же и на железных дорогах ширина колеи была вна-
чале принята равной расстоянию между колесами дилижансов,
что препятствовало повышению скорости поездов. Первым на-
гревательным приборам центрального отопления также не ре-
шались придать форму, слишком отличную от обычной формы
комнатных печей.
Возможно, что необходимость более рациональной конст-
рукции потолков заставит в дальнейшем придать им иной вид.
Однако такая эволюция может быть только длительной в связи
с естественным сопротивлением изменению привычек и в осо-
бенности изменению обычного внешнего вида.
А, ПОТОЛКИ С ТРУБАМИ. ЗАДЕЛАННЫМИ В ШТУКАТУРКУ
ИЛИ В МАТЕРИАЛ АНАЛОГИЧНОГО ВИДА
’ Такие потолки применяются главным образом в англосаксон-
ских странах, др,ичем змеевики устраиваются там из медных
труб. Обычно различают английский и американский способы
устройства этих погодков,-
. Английский способ. Сначала до подвески змеевиков к бал-
дам. прикрепляется цельнорешетчатый металл (рис. 21). Над
Рис. 21. Потолочные1 панели из медных труб, заделанных в
штукатурку (английский способ)
1 балка; 2 « паркет; 3 — теплоизоляция; 4 — прокладка; Б —« ма-
териал заделку труб; в ,— два слоя штукатурки; 7 — трубы, заделан-
ные .в штукатурку; 8 — цельнорешетчатый металл; 9 — штукатурка
пола
ним во многих случаях укладывают теплоизоляционный мате-
риал — пробку, минеральную вату или аналогичный материал,
чтобы уменьшить4 теплоотдачу в направлении пола вышележа-
щего помещения. После выверки положения в плоскости змееви-
ков приступают К’штукатурке потолка, выполняемой в три слоя
дбщей толщиной 3 см, так, чтобы трубы были хорошо задела-
ны. Штукатурный раствор обычно состоит из песка, извести и
портландцемента с прибавлением в большей или меньшей про-
Щфцйи бЧебов.Слой штукатурки наносятся последовательно
Достаточного .схватывания предыдущего слоя. После этого
й
по нижней поверхности последнего слоя накладывается еще один
ряд цельнорешетчатого металла, прикрепляемый к трубам пр »
помощи проволок, заранее вокруг них обвернутых. Затем прг-
ступают к нанесению еще одного слоя штукатурки толщин о i
5—6 мм, который должен наноситься с усилием, достаточны i
для того, чтобы раствор протек в отверстия цельнорешетчатог)
металла й схватился с нижней поверхностью предыдущего ело i
штукатурки. Поверхность последнего слоя штукатурки делаю г
шероховатой и после сушки в течение нескольких дней присту-
пают к нанесению так называемого «плавающего» слоя штука-
турки толщиной порядка 1 .см. Этот слой штукатурки выполняет-
ся из смеси песка, извести, очесов и гипса. Затем до полного
высыхания «плавающего» слоя на него .наносится отделочный
слой толщиной 5 мм, содержащий известь в большей пропорции
и усиливаемый джутовой тканью с клетками размером около-
3 мм.
Такой способ дает в Англии вполне удовлетворрительные ре-
зультаты. Средняя температура теплоносителя должна быть нс
выше 55°.
Американский способ. Он является упрощенным английским1
способом, описанным выше; упрощение заключается в том, что
в потолок включается только один ряд цельнорешетчатого ме-
талла, расположенный под трубами таким образом, чтобы рас-
ширение их не отражалось на штукатурке потолка. Штукатур-’
ный слой должен быть, конечно, достаточной толщины для того,1
чтобы трубы были полностью в него заделаны. Отделочный
слой наносится обычным способом, принятым для отделки пэ-'
толков, и в отдельных случаях усиление его джутовой тканью
не применяется.
Некоторые конструкторы помещают этот единственный род
цельнорешетчатого металла над трубами, однако такая коне г-
рукция кажется нам менее удачной, во-первых, потому что лег-
кие медные трубы при недостаточном их раскреплении мог/т
опуститься при нанесении штукатурки, а это повлечет недоста-1
точную обделку труб, и, во-вторых, потому, что тепловое рас-
ширение труб может отразиться на отделочном слое штукатур-
ки и вызвать в нем трещины. Кроме того, при нахождении труб
слишком близко к наружной поверхности потолка и при неко-
тором перегреве их может измениться цвет потолка и даже про-
изойти распад штукатурного слоя
Подробности оштукатуривания потолков здесь, конечно, не
могут быть рассмотрены: оно выполняется обычно специалиста-
ми этого дела, а не организациями, устраивающими отопление.
Трудно указать также и предельную допустимую температуру
воды в трубах, так как она зависит от характера штукатурного
слоя: некоторые специалисты стараются осуществить шукатур-
ку, выдерживающую температуру выше 60°, и получить таким
путем экономию на устройстве отопительной системы.
53
Б. ОБОГРЕВАЕМЫЕ .КАРНИЗЫ И НАГРЕВАНИЕ ПОТОЛКА ПУТЕМ
КОНВЕКЦИИ
Обогреваемые карнизы
|?ис.. 22. Металлический обогреваемый
;	карниз
Для отопления производственных зданий применяются из-
лучающие панели, расположенные на потолке помещения, ана-
логичные описанным в главе 1.V,
Для того чтобы они были
менее заметны, их располага-
ют в карнизах и предельно
уменьшают их размеры (рис.
22).
Поскольку панели распола-
гаются в наклонной плоскости
и свободно омываются возду-
хом, теплоотдача их конвек-
цией значительна, что способ-
ствует обогреву потолка. Та-
ким образом, получается в не-
котором роде сочетание систе-
мы подвесных излучающих па-
нелей с системой излучающего потолка, обогреваемого конвек-
цией, как в описанной ниже системе Ренталя.
Во всяком случае открытые трубы, расположенные в карнизе,
даже если они .приварены к металлическим пластинкам, не деко-
ративны1, и поэтому некоторые конструкторы, побуждаемые к
тому архитекторами, разработали более декоративные металли-
ческие карнизы, скрывающие трубы, которые к ним прикреплены
сваркой. Такие карнизы отдают тепло излучением и нагревают
потолок путем конвекции. Так как форма карнизов должна в
известной мере соответствовать общему оформлению помещения,
их нельзя, как правило, изготовлять в серийном порядке, вслед-
ствие чего они имеют ограниченное применение.
Потолки Ренталя
В этой системе для нагревания потолков применяют конвекто-
ры небольшого габарита, образованные из стальных труб пря-
моугольного сечения, по которым циркулирует теплоноситель,
большей частью вода. Трубы эти высотой в большинстве случаев
140 мм снабжены прямоугольными ребрами, прикрепленными
1 Хотя они и не более безобразны после окраски, чем рефлекторы с лю-
минесцентными трубками.
54
к трубам электросваркой; ребра имеют высоту также 140 мм и
ширину 7 см.
Такие ребристые трубы помещают под потолком, на расстоя-
нии нескольких сантиметров от него. Они могут быть расположе-
ны в нишах или просто прикреплены к верхней части стены. В
последнем случае нижняя часть конвекторов прикрывается кар-
низом, если только они не снабжаются изогнутым маскировоч-
ным экраном (рис. 23 и 24).
Рис. 23. Конвекторы си-
стемы Ренталя
а — установленный в нише;
б — снабженный экраном
Рис. 24. Обогреваемый
потолок системы Рента-
ля с открытыми конвек-
торами
Если окружающая среда неподвижна, -эти поверхности нагре-
ва поддерживают циркуляцию теплого воздуха под потолком в
ограниченной зоне высотой несколько сантиметров. Нагревае-
мый таким способом потолок
излучает тепло в нижнюю
часть помещен ня. Согл асно*
произведенным опытам, в по-
мещении достигаются темпе-
ратуры, указанные па рис. 25.
Такие потолки в общем
преобразуют конвективное
тепло в лучистое, так же
как и излучающие подвес-
ные панели с не приварен-
ными к ним трубами.
Как и всякие поверхности
нагрева, отдающие тепло
конвекцией, так, очевидно,
Рис. 25. Распределение температуры
по данным конструктора потолков
системы Ренталя
и конвекторы Ренталя обла-
дают свойством образовывать скопления пыли вдоль огражде
ний, хотя плотность пыли в верхней зоне помещения меньше
55
чем у пола. Для того чтобы избежать этих отложений, рекомен-
дуется покрывать потолки рассеивающей матовой краской.
В. ТРУБЫ С ДИФФУЗОРАМИ (ПЛАСТИНКАМИ) ИЛИ РЕБРИСТЫЕ,
СОЕДИНЕННЫЕ С ПОТОЛКОМ
Потолки системы «Страмакс»
Потолки системы «Страмакс» состоят в основном из листов
алюминия размерами 50 x 50 см, присоединенных к трубам. Под
этими листами находятся элементы, несущие штукатурку, по
которым устраивается потолок обычного вида (рис. 26). Такие
Рис. 26. Потолок системы «Страмакс», прикрепленный к деревянному осно-
ванию
1 — плита перекрытия или существующий потолок; 2 — теплоизоляция (не обяза-
тельна); 3 — пробка для крепления; 4 — рейка; 5—штукатурка; 6 - скобы чля
подвески; 7 — слой штукатурки; 8 — нагревательная труба; 9 —диффузор систе-
мы «Страмакс»; 10 — направляющая планка
потолки прикрепляют либо к выступающим книзу из перекры-
тия элементам из дерева или металла, либо непосредственно
к бетонным плитам перекрытия. Листы алюминия укладывают
почти вплотную друг к другу и соединяют небольшими направ-
ляющими планками. Потолки этой системы могут быть устроены
также и из готовых сборных панелей, перфорированных или
сплошных, придающих потолку вид шахматной доски. Такие
готовые сборные панели особенно удобны для быстрого устрой-
ства потолков, поскольку они не требуют времени для сушки.
Фирма, применяющая эту систему, иногда устраивает нагре-
вательные карнизы по периметру потолка; можно размещать их
и по существующим потолкам.
Нормальное расстояние между низом несущего перекрытия
и нужней поверхностью отделочного слоя штукатурки состав-
ляет 70 мм.
z	Потолки системы '(«Ибис» >
z Нагревательные потолки системы «Ибис» выполняют из плит
размерами 625x625 или 525x525 мм двух видов: с нагреватель-
ными трубами и так называемых «дополнительных», т. е. без
нагревательных труб. Потолок этой системы имеет вид шахмат-
56
ной доски с расположенными в одну линию швами. Небольшие
зазоры между плитами допускают тепловое расширение их
(рис. 27).
Рис. 27.. Общий вид потолка системы «Ибис»
Плиты с трубами включают профилированный алюминиевый
диффузор, соприкасающийся с гипсовым штукатурным слоем.
Контакт между ними обеспечивается выступами, образованны-
ми на алюминиевых листах (рис. 28).
Алюминиевому диффу-
зору придан в верхней
части профиль в виде
желоба, •предназначенного
для укладки нагреватель-
ной трубы. Крепление
труб осуществляется при
помощи крышек с загну-
тыми краями также из
алюминия. Теплоизоля-
ция потолка сверху до-
стигается воздушной про-
слойкой, закрытой алю-
миниевой фольгой, при-
клеенной к выступаю-
щим гипсовым бортам
плиты и отражающей теп-
ловые лучи. Для умень-
шения теплоотдачи по-
толка кверху трубы вмес-
Рис. 28. Схематический разрез потолка си-
стемы «Ибис»	।
1 — несущее перекрытие; 2 — алюминиевый диф-
фузор толщиной 10 мм; 3----труба диаметром
15/21 мм; 4 — гипс толщиной 12 мм; 6 — деталь
крышки; 6 — алюминиевая фольга, образующая
теплоизоляционную воздушную прослойку; 7 —
деталь желоба; значение Н — переменное, ми-
нимум 120 мм
57
а)^—w-—►
> °'7	4
5)~— ifOO--
> gg	4
6) -*—320—-
L.te, .<!
ъ
те с крышками могут быть покрыты теплоизоляционным мате-
риалом,
«Дополнительные» плиты без труб не имеют нагревательных
устройств и получают тепло путем теплопроводности в местах
соприкосновения с плитами, снабженными трубами, а также пу-
тем конвекции. Потолок крепится при помощи подвесок, заделы-
ваемых в пазы, предусмотренные в профиле краев плит. Высота
воздушного пространства над плитами составляет нормально
12—15 см\ для доступа в это пространство некоторые из допол-
нительных плит делают съемными.
Потолок может включать также и некоторое количество пер-
форированных или акустических плит, предназначенных для
поглощения шума.
Потолки системы «Термакс»
Потолки этой системы подвешиваются при помощи круглой
стали, на которой крепятся и трубы. Подвешенная конструкция
в целом обладает подвижностью, даю-
щей 'возможность ее теплового расшире-
ния.
Эти потолки состоят в основном из
диффузоров, соприкасающихся с труба-
ми посредством полукруглых желобков,
имеющихся по краям диффузоров. Алю-
миниевые диффузоры укладывают с за-
зорами таким образом, что гипс, попа-
дающий в промежутки между ними, обес-
печивает надлежащую теплоотдачу. Ме-
талл передает таким путем тепло от труб
к гипсу. Диффузоры, длина которых в
направлении труб всегда равна 500 мм,
имеют ширину либо 400 мм при толщине
0,7—0,8 мм, либо 320 мм при толщине
0,8 мм.
Между диффузорами можно уклады-
вать промежуточные полосы такого же
типа шириной 100 мм (рис. 29).
Часть потолка, не используемая для
отопления, образуется из целыюрешетча-
того металла, прикрепленного при помо-
щи так называемых бортовых планок к
металлу, служащему для нагрева.
Подготовленный таким образом пото-
лок представляет собой ажурную метал-
лическую поверхность, готовую для нане-
сения на нее гипсовой штукатурки
(рис. 30).
58
Рис. 29. Диффузоры с
желобками по краям;
промежуточные полосы
и бортовые диффузоры
потолка системы «Тер-
макс»
& — расстояние между цент,
рами труб 400 мм, толщина
диффузора 0.7 мм; б — рас-
стояние между центрами
труб 400 мм, толщина диф-
фузора 0,8 мм; в  рас-
стояние между центрами
труб 320' мм, толщина диф-
фузора 0,8 мм; г — борто-
вой диффузор шириной око-
ло 90 мм; д — промежуточ-
ная полоса шириной 100 мм
Рис. 30. Потолок системы «Термакс» до оштукатуривания
После окончания устройства такой потолок имеет вид обыч-
ного потолка с акустическими дополнительными панелями или
без них.
Г. ТРУБЫ С ДИФФУЗОРАМИ (ПЛАСТИНКАМИ) И РЕБРИСТЫЕ
НЕЗАВИСИМЫЕ ОТ ПОТОЛКА
Общие сведения
Устройство потолков с присоединенными к ним трубами тре
бует очень тщательной и кропотливой работы, для того чтоб)
поверхность потолка получилась вполне ровной, а все элементь
конструкции были хорошо пригнаны друг к др_угу. Эти работь
могут выполняться рабочими двух специальностей — слесаря-
ми-монтажниками и штукатурами. Целесообразнее, как правило,
чтобы все эти работы выполняла одна организация. Еще боль-
шее неудобство представляет в большинстве случаев неразбор-
иость таких потолков, вследствие чего теряется вся выгода от
свободного пространства над ними, которое может быть исполь-
зовано при этом только в целях теплоизоляции и повышения
акустических свойств помещения. Такие потолки, наконец, в ред-
ких случаях способствуют звукоизоляции перекрытия.
В связи с этим все чаще появляются новые типы потолков,
нагревательные устройства которых (состоящие в большинстве
случаев из труб с продольными ребрами в виде более или ме-
нее упругих алюминиевых пластинок) совершенно независимы
от самого потолка; последний может быть устроен любой орга-
низацией после прокладки труб с ребрами-диффузорами.
59
Теплопередача от труб к потолку обеспечивается этими реб-
рами-диффузорами, благодаря упругости алюминия плотно при-
касающимися к потолку. Площадь соприкосновения должна
быть как можно больше, и теплопередача происходит тем луч-
ше, чем толще ребра-диффузоры. Для повышения теплопереда-
чи излучением от ребер к потолку нижнюю поверхность ребер
надлежащим образом обрабатывают или окрашивают, чтобы
повысить их коэффициент излучения.
Первые акустические потолки осуществлялись из изоляцион-
ных материалов на основе уплотненного древесного волокна.
Такие потолки, очевидно, непригодны для обогрева их путем
теплопроводности. Поэтому поглощение звука обогреваемыми
потолками, образованными из материалов, обладающих срав-
нительно высокой теплопроводностью, достигается перфорацией
с перекрытием отверстий материалом, хорошо поглощающим
звук, как, например, стекловолокно. В связи с этим нагрева-
тельные ребра-диффузоры часто делают ажурными, для того
чтобы они не закрывали отверстия в плитах потолка.
Такие потолки обычно собирают из металлических, гипсовых
или из других элементов (размерами 0,5x0,5 м).
Можно считать, что впервые трубы с ребрами-диффузорами
были применены в системе «Дериаз», хотя она была задумана
для полов или для неразборных Потолков. Потолки системы
«Саундекс» (Soundex) или подобные им в сочетании с системой
«Шо-Рэй» (Chau-Ray) или аналогичной ей являются образцом
современных обогреваемых . потолков, полностью независимых
от отопительной системы в собственном смысле слова; поэтому
описание таких потолков приводится вначале.
Потолки системы «Саундекс» и аналогичные им
Потолки этого типа являются в основном звукопоглощающи-
ми и, как дополнение, нагревательными. Они образуются из
акустических панелей размером обычно 600X600 мм и в систе-
ме «Саундекс» высотой 29 мм. Панели эти имеют перфорацию
и включают слой звукопоглощающего и теплоизоляционного
материала (рис. 31). Кроме их основного назначения — заглу-
шать звук, они могут служить также (как и все подвесные пли
подшивные перфорированные потолки) для целей вентиляции,
обеспечивая равномерное распределение воздуха сверху вниз
по всему помещению.
Такие потолки могут быть использованы и в качестве излу-
чающих, если поместить нагревательные трубы в пространстве
между несущим перекрытием и фальшивым потолком (рис. 32).
flpH этих условиях теплоизоляционный слой помещается не на
звукопоглощающей плите, а прикрепляется непосредственно к
несущему перекрытию. Если вышележащий этаж также отапли-
вается, то теплоизоляционный слой можно и не применять в
60
Рис. 31. Потолок системы «Саундекс». Аку-
стические панели размерами 600 X 600 X
X 29 мм. Сборка по деревянной обрешетке
1 — брусок 25 x 50 мм; 2 — брусок 25x75 мм
t
Рис. 32. Потолок системы
«Саундекс», обогреваемый сво-
бодно расширяющимися труба-
ми, помещенными в воздушном
пространстве над потолком
1 — железобетонная плита; 2 —
нагревательная труба; 3 — звуко-
поглощающая плита
ущерб, однако, звукопоглощающим свойствам потолка- Эг;
система, таким образом, подобна описанной выше системе отоп
ления посредством труб, заключенных в полости перекрытия.
Передача тепла от труб к потолку может быть повышена
путем применения упругих продольных ребер-диффузоров, под-
держиваемых в соприкосновении с трубами самим фальшивым
потолком (рис. 33), в сочетании, например, с системой «Шо-
Рэй», описанной ниже.
Рис. 33. Акустический обогревающий потолок системы «Рэй-акустик»
с плитами типа «Саундекс»
1 — профильная сталь; 2 — теплоизоляционные маты; 3 — плита «Саундекс»;
4 — излучающая труба диаметром 15x21 мм; 5 — клиновидная прокладка;
6 — подвеска; 7 — алюминиевый диффузор
Во всех случаях потолок совершенно независим от отоп! -
тельной системы. Он может быть собран по деревянной или ме-
таллической обрешетке, поддерживаемой несущим перекрытиех .
(1
Система «Шо-Рэй»
Потолки системы «Шо-Рэй» (рис. 34) состоят из плит раз-
личного вида, причем могут быть использованы и стандартные
плиты, имеющиеся в продаже. Конструкторы этих (потолков
Рис. 34. Потолок системы «Шо-Рэй». На
снимке показаны трубы с диффузорами, со-
прикасающимися с плитами после помеще-
ния последних на место
‘ Рис. 35. Отопление с обогревом пола си-
стемы «Дериаз» с алюминиевыми диф-
фузорами, уложенными по свободно рас-
ширяющимся трубам
1 — подстилающий слой и покрытие пола;
2 — специальные пустотелые элементы; 3 —
нагревательная труба; 4~— диффузор
указывают, в частности,
на 'возможность приме-
нять при их нагревателъ-
•ной системе металличе-
ские плиты размерами от
610X305 до 720X720 мм
ИЛ1И гипсовые размерами
от 400x400 до 960 X
Х960 мм.
Трубы, обычно диамет-
ром 15/21 мм, снабжен-
ные ребрами-диффузора-
ми, помещаются на 2 см
выше потолочных плит.
Расстояние между цент-
рами труб, колеблющееся
в пределах от 30 до 60 см,
зависит, конечно, от раз-
меров плит и от требуе-
мой теплоотдачи потол-
ка.
Система «Дериаз»
Система потолков «Де-
риаз» — одна из самых
старых, примененных для
лучистого отопления, бы-
ла первоначально задума-
на для отопления с обо-
гревом пола. Свободно
расширяющиеся трубы
помещались в полостях
с уложенными в них пу-
стотелыми элементами
специальной формы. Теп-
лоперередача от труб к
полу увеличивалась по-
средством упругих алю-
миниевых ' диффузоров,
также свободно расши-
ряющихся (рис. 35).
Такая же система может быть применена и для потолочно-
го отопления; в этом случае диффузоры укладываются выпук-
62
лостью в обратную сторону. Потолок при этом совершенно неза-
висим от системы отопления и может быть выполнен из различу
ных материалов: металлических плит, готовых перфорированных
панелей, гипса, штукатурного раствора с примесью волокнистых
Рис. 36. Применение системы
«Дериаз» к обогревающему по-
толку
1 •-» потолок; 2 теплоизоляцион-
ный слой; 3 — диффузор; 4 —
цельнорешетчатый металл; 5 —
штукатурка
материалов и т. п. (рис. 36).


Потолки системы «Дестра*
Потолки этой системы обычно состоят из перфорированных
плит размерами 60X60 см (рис. 37). Потолок прикрепляется
к угловой стали, подвешенной посредством стержней с нарезкой
Рис. 37. Перфорированная плита типа «Дестра» с нагревательной
трубой, диффузорами и теплоизоляцией
к несущему перекрытию. Трубы, снабженные упругими диффу-
зорами, укладываются на угловую сталь вдоль оси плит. Сталь-
ные уголки поддерживают деревянные брускч, к которым плиты
прикрепляются углами при помощи шурупов (рис. 38).
В некоторых случаях неперфорированные плиты укладыва-
ются с зазорами между ними, заполняемыми соединительными
полосами и расшиваемыми гипсом так, чтобы потолок имел
обычный вид без швов.
63
Д. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОТОЛКИ
Потолки .с приваренными к «им трубами
Наиболее простым решением обогреваемого потолка являет-
ся, очевидно, приварка труб к стальным листам, из которых
затем собирается потолок.
1акая система (рис. 39), успешно применяемая различными
конструкторами, требует тщательности выполнения во избежа-
ние деформации потолка при тепловом расширении труб. Это,
по-видимому, является основной причиной ограниченного при-
менения подобных систем отопления.
Рис. 39. Потолок из листо-
вой стали или листового
алюминия с приваренными
трубами
1 — несушее перекрытие; 2 —
воздушное пространство; 3 —
листовой металл; 4 — прива-
ренные трубы
Рис. 38. Вид потолка системы «Дестра» во
время сборки. Видны перфорированные пли-
ты и диффузоры
На графике № 12* показана (для потолка, состоящего из
листовой стали толщиной 1,2 мм с приваренными к ней трубами
диаметром 15/21 мм при расстоянии между их центрами от 0,1
до 1 м) теплоотдача (или отдача холода) в зависимости от раз-
ности температур теплоносителя (илихл а доносителя) и окружа-
ющей среды. График составлен в предположении, что между
металлическим потолкЬм и несущи^ перекрытием имеется воз-
душное пространство высотой порядка 5 см и что коэффициент
теплопередачи k несущего перекрытия обычного типа с тепло-
изоляцией или железобетонного равен приблизительно еди-
нице. 
При определении теплоотдачи пола вышележащего этажа
'воздушное пространство над металлическим потолком рассмат-
ривается как канал с теплым воздухом. Применяется график
№ 8, причем избыточной температурой Т в этом случае является
* Расчетные графики приложены в конце книги.
64
разница 'между средней температурой металлического потолка
и температурой среды в вышележащем помещении (можно до-
пустить в качестве первого 'приближения, что температура воз-
духа в пространстве над 'потолком такая же, как и температура
потолка).
Потолки системы «Френжер»
В этой системе потолок (состоящий из листового алюминия
толщиной 0,8 мм и представляющий собой снизу плоскую по-
верхность) не приваривается к трубам, а находится лишь в
соприкосновении с ними. Панели потолка, обычно квадратной
формы, размерами 60 X 60 см поддерживаются трубами, по ко-
торым циркулирует теплоноситель. Каждая панель имеет по бо-
кам полужелюб, в который укладывается нагревательная труба
(рис. 40). Плотное соприкосновение труб с желобами обеспечи-
Рис. 40. Детали конструкции потолка системы «Френжер»
а — деталь крепления панели; б — деталь подвески труб; 1 - теплоизоляция из
минеральной шерсти; 2 — крюк, заделанный в плиту; 3 —зажимы, закрепляющие
панели; 4 — регулировка пысоты; 5 — хомуты для крепления; 6 — бортовой элемент;
7 — труба диаметром 15/21 мм; 8 — панель системы «Френжер»
вается при помощи пружинящих зажимав. Вся -конструкция по-
толка 'подвешивается посредством труб и крепится к несущему
перекрытию при -помощи .подвесок регулируемой длины. Ме-
таллические листы имеют .перфорацию и 1перекрываются поверх
труб ’стекловолокном для поглощения шума и теплоизоляции
потолка сверху.
Панели, расположенные вдоль степ, сопрягаются с ними по-
средством металлических или деревянных элементов, в которых
они зажимаются.
5 Зак. 335
65
Потолок в законченном виде имеет вид шахматной доски
с .правильными клетками размерами 60X60 см (рис. 41) или
30x30 см в зависимости от того, применены ли нормальные па-
Рис. 41л Подвеска металлических перфорированных плит потолка си-
стемы «Френжер»
нели размерами 60X60 см или специальные размерами 30x30 см,
позволяющие располагать трубы с расстоянием между их цент-
рами 60 или 30 см.
Устройство потолка требует тщательности работы, которую
следует доверять только специализированным организациям.
Поглощение звука таким потолком весьма эффективно, посколь-
ку все панели в нем перфорированные.
В тех случаях, когда такие потолки используются для охлаж-
дения помещений, автор этого патента рекомендует применять
сушку воздуха в районах с влажным климатом, а также при
нахождении в помещении большого числа людей. Опасность
конденсации паров воды на трубах распределительной сети в
этой системе, очевидно, не больше чем в системах, в которых
применяются гипсовые панели. Однако капли воды, падающие
с труб на панели, не могут поглощаться металлом, как это про-
исходит при панелях из гипса; образование конденсата является
во всех случаях нежелательным.
Глава 1. IV
ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ТЕПЛОВОЙ
ВОЗДУХА ИЛИ ПРИ ПОМОЩИ ТРУБ, НАХОДЯЩИХСЯ
В ПОЛОСТЯХ ПЕРЕКРЫТИЯ
ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ НЕПОСРЕДСТВЕННО ТЕПЛЫМ ВОЗДУХОМ
В первых системах лучистого отопления в качестве теплоно-
сителя использовался, по-видимому, теплый воздух. По сообще-
ниям различных авторов, еще римляне отапливали свои жилища
циркулирующим под полом теплым воздухом. Одной из первых
подпольных систем, осуществленных во Франции, является сис-
тема отопления собора в Реймсе, устроенная в 1930 г. Система
эта состояла в основном из калорифера и подпольных каналов,
по которым циркулировал воздух.
.Лучистое отопление непосредственно теплым воздухом осо-
бенно уместно в помещениях, занятых нерегулярно. Отсутствие
теплоносителя, подверженного замерзанию, позволяет прекра-
щать отопление на несколько дней и снова вводить его в действие
без всяких ограничений при любых внешних условиях. Эта сис-
тема отопления, по-видимому, не 'получила в Европе такого рас-
пространения, как в Америке, где созданные специально для это-
го типы перекрытий особенно удобны для циркуляции в них теп-
лого- воздуха.
В некоторых системах такое лучистое отопление сочетается
с вентиляцией. Поскольку температура поступающего возд/ха
обязательно выще температуры воздуха в помещении, та ше
системы представляют собой нечто среднее между лучистым
и конвективным воздушным
Осуществление таких
систем отопления не пред-
ставляет особых трудно-
стей (рис. 42). Если воз-
дух в системе замкнут и
не попадает в помещения,
обычные 'недостатки отоп-
ления п е п оср едстве и н о
теплым воздухом, а имен-
но возможность проника-
ния углекислоты или оки-
си углерода в циркуля-
ционный воздух, в значи-
тельной мере уменьшают-
ся. Однако этой опасно-
стью нельзя полностью
отоплением.
Рис. 42. Перекрытие с каналами для теп-
лого воздуха. Отопление с обогревом по-
ла и потолка
пренебрегать, так как в
распределительных каналах могут образоваться трещины, в ре-
зультате чего каналы могут сообщаться с помещениями.
5*
67
СИСТЕМЫ С ТРУБАМИ, РАСПОЛОЖЕННЫМИ В ПОЛОСТЯХ
ПЕРЕКРЫТИИ
Вместо централизованного нагрева воздуха калориферами
применяются трубы, по которым циркулирует горячая вода или
пар, уложенные в воздушных каналах перекрытия (рис. 43).
Воздух, заключенный под настилом пола, обогревает последний,
в
Рис. 43. Отопление с обогре-
вом пола свободно расширя-
ющимися трубами, располо-
женными в полостях перекры-
тия
1 — труба; 2 — двойной дощатый
пол; 3 — теплоизоляция
а также нижележащий потолок. Температура воздуха в каналах
тем выше, чем больше термическое сопротивление пола. Тепло-
отдача труб при этом ниже, чем в том случае, когда они нахо-
дятся на открытом воздухе. Устройство таких систем обходит-
ся поэтому дороже обычных, даже если учесть экономию на ок-
раске поверхностей нагрева; окраска труб служит в этом случае
лишь для защиты их от коррозии.
Для того чтобы уменьшить первоначальные затраты па
устройство отопления, можно повысить теплоотдачу труб, заме-
няя гладкие трубы ребристыми. Экономия, достигаемая при этом,
не всегда реальна, так как ребра особенно выгодны три большой
скорости движения воздуха, что в этом случае не имеет места.
Только теплотехнический расчет, основанный на точных коэф-
фициентах теплоотдачи таких поверхностей нагрева с ребрами,
позволит установить в цифрах выгодность замены ими гладких
труб.
Исходя из этих же соображений, несколько лет назад широ-
ко-применяли, в особенности в Швейцарии, описанную выше сис-
тему «Дериаз», в которой увеличение теплоотдачи труб дости-
гается благодаря специальным алюминиевым ребрам-диффузо-
рам, плотно зажимающим трубы и расположенным в плоскос-
ти, параллельной оси труб. Ребра эти предназначены, кроме того,
и для более равномерного распределения тепла по площади
пола.
Можно было бы, очевидно, представить себе и другие приспо-
собления в этом роде. Однако только точный расчет позволит
выявить в цифрах их экономическую целесообразность незави-
68
симо, конечно, от выгоды большей равномерности температуры
пола. Последняя особенно важна, если пол плохо изолирован и
нагревательные трубы находятся близко от его поверхности.
Такие устройства обладают по сравнению с системами, в ко-
торых трубы заделаны в какой-либо материал, следующими
преимуществами и недостатками.
Преимущества. Рассматриваемые системы могут быть уст-
роены в существующих зданиях при условии, конечно, что по-
крытия полов могут выдерживать достаточную для этого темпе-
ратуру. В частности, необходимо, чтобы деревянные полы были
устроены из достаточно сухого материала.
Такие системы не вызывают дополнительной нагрузки на пе-
рекрытия, поскольку в них не имеется плит для заделки труб.
Они допускают в большей или меньшей мере доступ к трубам.
Долговечность нагревательных труб в этих системах, оче-
видно, такая же, как н открытых трубопроводов, в го время ка
при плохой заделке труб возможна их коррозия.
Хотя такие системы по сравнению с обычными системами р;
диаторного отопления обладают большей тепловой инерцие! ,
однако она может быть меньше, чем в системах с заделанным i
трубами, в особенности при малой толщине стенок между ка-
налами.
Если высота каналов достаточна, трубы могут быть уложены
с уклоном, необходимым для естественного удаления из них
воздуха, а также для освобождения их от воды без помощи сжа-
того воздуха.
Циркуляция воды в таких системах может даже быть в не-
которых случаях естественной.
Недостатки. Если покрытие пола выполнено из дерева, по-
следнее должно быть предварительно высушено, в противном
случае пол при такой системе отопления может рассохнуться.
Эта система, обладающая всеми преимуществами лучистого
отопления, отличается, однако, тем крупным недостатком, что
опа дороже систем с заделанными трубами или обычных систем
отопления. Во Франции она распространена меньше, чем в Аме-
рике, хотя некоторые французские инженеры систематически и
с успехом ее применяют.
Глава 1.V
ОТОПЛЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ПОДВЕСНЫХ
ИЗЛУЧАЮЩИХ ПАНЕЛЕЙ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
В системах потолочного отопления поверхность нагрева на-
ходится в верхней части помещения; поэтому конвекционные
69
Токи воздуха очень незначительны и вызываются только случай-
ным движением воздуха, возникающим либо в результате дея-
тельности людей, либо вследствие конвекции вдоль неравномер-
но нагреваемых вертикальных ограждений.
: В системе отопления посредством подвесных излучающих па-
нелей поверхность нагрева находится, наоборот, на промежуточ-
ном уровне между полом и потолком или покрытием. Возникаю-
щая вследствие этого конвекция может быть уменьшена искус-
ственными мерами.
В общем случае допустим вначале, что панель S производит
обогрев обеими своими сторонами. Она отдает тепло как кон-
Рис. 44. Подвесная поверхность
нагрева
векцией, так и излучением книзу и
кверху нижней и верхней сторона-
ми (рис. 44).
В результате этого при обычных
поверхностях нагрева в виде глад-
ких или ребристых труб верхняя
часть помещения оказывается в
большинстве случаев перегретой, в
то время как задача состоит в томц
чтобы достигнуть определенной ре-
зультирующей температуры в рабо-
чей зоне при возможно более низ-
кой результирующей температуре в
верхней зоне. Было бы, разумеется,
неправильно думатр, что тепло, отдаваемое кверху, является
полностью потерянным для рабочей зоны. Между этой зоной и
верхней частью помещения происходит лучистый теплообмен,
так что результирующая температура в рабочей зоне зависит
от температуры потолка или покрытия.
Во всяком случае перегрев верхней части помещения являет
ся напрасной затратой средств, и поэтому его следует по воз-
можности уменьшать или совсем не допускать, несмотря па
указанное•> частичное его использование. В связи с этим, есте-
ственно, возникает мысль уменьшить по возможности как излу-
чение верхней стороны панели, так и конвекцию обеих ее сто-
рон. Этого можно достигнуть тепло-
изоляцией верха панели и устройст-
вом по краям отогнутых книзу бортов
(рис. 45), предназначенных для пред-
отвращения конвекционных токов у
нижней стороны панели ,или хотя бы

Рис.' 45. Подвесная по-
верхность нагрева с те-
плоизоляцией на верхней
стороне, и. с отогнутыми
^книзу краями для умень-
шения конвекции
для ограничения их движения в опре-
деленных пределах.
Более глубокое исследование этого
явления, приведенное ниже, показы-
вает, что температура воздуха в верх-
М
ней зоне А (рис. 44) будет не выше, чем в нижней зоне Б, если
поверхность нагрева будет помещена на уровне возможно близ-
ком к уровню на высоте' Я, который делит помещение на две
части таким образом, чтобы потребности каждой из них в тепле
(включая и потребности на вентиляцию) с учетом взаимного
облучения ограждений (и в особенности излучения пола на по-
толок) находились в таком же «между собой соотношении, как
•и теплоотдачи поверхности нагрева книзу и кверху.
Из этого следует, что нагревательные поверхности должны
излучать в нижнюю часть помещения тепло в количестве, по
крайней мере равном теплотютерям в этой нижней части, к ко-
торым нужно добавить еще теплопотери, вызванные естествен-
ной вентиляцией, и количество тепла, излучаемого более теплым
полом на более холодный потолок.
Повторяем, что поверхность нагрева может отдавать тепло
книзу только излучением, и поэтому, если соблюдается указан-
ное выше правило о соотношении теплоотдач, температура воз-
духа будет одинаковой по всей высоте помещения. Однако
вследствие значительного излучения тепла нижней стороной на-
гревательной панели и уменьшенного теплоизоляцией излучения
верхней ее стороны результирующая температура будет в ниж-
ней зоне более высокой, чем в верхней.
Тепло, излучаемое книзу, будет физиологически восприни-
маться человеком двояко:
1) одна часть его будет восприниматься непосредственно те-
лом человека, прежде чем опа достигнет пола;
2) другая часть будет нагревать пол, который в свою очередь
будет излучать тепло на тело человека.
Если каким-нибудь образом верхняя сторона поверхности
нагрева будет очень хорошо изолирована от потери тепла и если
конвекция от нижней стороны панелей будет полностью устра-
нена, то такая система отопления может рассматриваться (в
той мере, в которой протяженность помещения практически не
ограничена) как измененная
система отопления с обогре-)
вом пола в том смысле, что
излучающая поверхность в
этом случае отдает все ко-
личество тепла в направле-
нии пола, который, таким
образом, обогревается, как
и в системе отопления с обо-
гревом пола (рис. 46).
Но так как тело человека
воспринимает, кроме того,
часть этого тепла непосред-
ственно, то результирую-
Рис. 46. Косвенный обогрев пола по-
средством подвесных поверхностей
нагрева, отдающих тепло только из-
лучением книзу
71
щая температура будет в связи с этим еще выше.
Можно, таким образом, сделать вывод, что эффективность
теплоотдачи в помещение будет тем выше (иначе говоря, ре
зультирующая температура в рабочей зоне будет тем выше при
одинаковом расходе тепла), чем больше будет доля тепла, от-
даваемая поверхностью нагрева излучением книзу.
Эффективность эта будет максимальной в идеальном случае,
когда теплоотдача поверхностью нагрева будет происходить
только излучением книзу.
ТИПЫ ИЗЛУЧАЮЩИХ панелей, замечания по их конструкции
Применяемые излучающие панели можно разделить на две
основные группы.
1. Панели из листового металла с «прикрепленными (при-
варенными) к нему трубами», называемые панелями анг-
лийского типа (рис. 47). Листовой металл служит в извест-
ной мере в качестве диффузора и на-
О " гревается путем теплопроводности. Ре-
'	v/’ v v \ зультаты ряда опытов показывают,
что при незакрытом сверху листовом
Рис. 47. Панель англий-
ского типа с приварен-
ными к ней трубами
металле доля тепла, отдаваемая книзу,
составляет около 35—40%. Если ме-
талл покрыт сверху теплоизоляцион-
ным материалом, эта доля повышает-
ся до 55%. Такие панели, (применяемые в Англии с 1940 г, обла-
дают, по-видимому, тем недостатком, что они не всегда пригод-
ны при температуре теплоносителя, превышающей 120°, так как
вследствие разницы теплового расширения листового металла
и труб контакт между ними может нарушиться и теплоотдача
листового металла может оказаться меньше расчетной.
Существенным недостатком таких панелей является и то.
что по самому своему характеру они отдают слишком большую
долю тепла кверху.
Исследования, изложенные в третьей части книги, показы
вают, что доля тепла, отдаваемая книзу, должна составлять не
меньше 60% общих теплопотерь, включая и потери на вентиля-
цию; в противном случае этой системе будут присущи, хотя и в
меньшей мере, те же недостатки, что и подвесным ребристым
трубам. Теоретически, вероятно, и возможно путем теплоизоля-
ции увеличить долю тепла,
Рис. 48. Панель француз-
ского типа с теплоизоляци-
ей и со свободно расширя-
ющимися трубами
отдаваемого книзу, однако такое ре-
шение было бы слишком дорого-
стоящим.
2. Панели так называемого
французского тиРа ((Выпол-
ненные из теплоизоляционных ма-
териалов), прикрывающие трубы без
соприкосновения с ними (рис. 48).
Расстояние по вертикали между та-
12
ким «колпаком» и трубами составляет около 4—5 см. Эта кон-
струкция преследует следующие цели:
1)	уменьшение теплоотдачи кверху путем применения мате-
риала малой теплопроводности;
2)	обеспечёние свободного теплового расширения труб;
3)	повышение теплоотдачи труб конвекцией благодаря сво-
бодному пространству между трубами и панелью.
При таких условиях доля теплоотдачи книзу может повы-
ситься до 75%.
Такая конструкция позволяет, кроме того, осуществлять
прозрачные панели, выполняемые, например, из двух слоев
«(витрекса» 1 с теплоизоляцио.Н1ной воздушной прослойкой между
ними. Доля теплоотдачи книзу таких панелей достигает 70%.
В панелях обоих указанных типов боковые борта должны
быть, разумеется, опущены ниже нижнего уровня поверхности
нагрева, для того чтобы устранить восходящие конвекционные
токи. Конвекция оказывается, таким образом, ограниченной в'
пределах колпака и служит только для обогрева нижней сторо-
ны этого излучающего экрана.
Очень важно отметить, что эти устройства принципиально
отличаются от отражателей, помещаемых над источниками све-
та. Они являются по существу преобразователями тепла, полу-
ченного путем конвекции, в рассеянное лучистое тепло. Они
обогреваются фактически теплом, отдаваемым трубами кверху
конвекцией и излучением, и охлаждаются, излучая это тепло
книзу (за исключением теплопотерь вследствие теплопроводно-
сти кверху, которые необходимо по возможности уменьшать).
Из этого следует, что в противоположность отражателям света
нижняя поверхность такого колпака долж.на обладать возможно
малой отражательной способностью в отношении тепловых лу-
чей. Она должна обладать значительной излучающей и, следо-
вательно, очень большой поглощающей способностью. Верхняя
сторона панели должна, наоборот, обладать низким коэффи-
циентом излучения, для того чтобы уменьшать количество теп-
ла, отдаваемого в верхнюю часть помещения.
Предположим, что нижняя сторона колпака полностью отра-
жает все излучаемое на нее тепло; тогда тепло, излучаемое тру-
бами и (падающее на эту сторону колпака, отразится обратно
согласно законам оптики. Тепло, отдаваемое трубами путем кон-
векции, наоборот, повысит температуру колпака до близкой
к температуре поверхности нагрева, поскольку его теплоотдача
излучением книзу будет очень незначительной. В результате
этого намного уменьшится количество тепла, отдаваемого по-
’ Прозрачная пластмасса на базе полиэфирных смол. (Прим, перев.)
73
верхност'ью нагрева путем конвекции, а следовательно, и излу-
чением книзу.
. Если же, наоборот, нижняя сторона колпака обладает значи-
тельной способностью излучения (почти полностью излучающее
тело), то она очень интенсивно охлаждается, и разница между
температурой этой нижней стороны колпака и температурой по-
верхности нагрева достигает максимума, следовательно, конвек-
ция в этом случае значительна и теплоотдача системы дости-
гает максимума.
Именно с целью поддержания значительной величины тепло-
обмена конвекцией увеличивают насколько возможно расстоя-
ние между трубами и излучающим колпаком, так как тепло-
отдача конвекцией зависит от величины свободного пространства
над поверхностью нагрева.
Наиболее подходящим для таких панелей теплоносителем
является перегретая или иеперегретая вода, поскольку допу-
скаемая предельная температура панелей, зависящая от высо-
ты, их расположения, как правило, очень высока. Так,.напри-
мер, в случае расположения панелей над мостовыми кранами
в очень высоких заводских помещениях температура воды может
достигать, не вызывая никаких неудобств, 180°.
Пар высокого давления может также быть использован для
этой цели, однако регулировка температуры при этом возмож-
на только при помощи редукционных клапанов, с тем чтобы не
создавать неравномерности результирующей температуры в ра-
бочей зоне в зависимости от расстояния от панелей до источни-
ка их- питания (можно прибегать также и к выключению опре-
деленного числа панелей, если они расположены достаточно
близко друг от друга или находятся на большой высоте). При
всех условиях регулировка температуры при питании панелей
паром менее гибка, чем при питании их перегретой водой, яв-
ляющейся'наиболее подходящим теплоносителем еще и потому,
что при всех прочих равных условиях она снижает эксплуата-
ционные расходы по сравнению с паром в среднем на 15—20%.
Замечания. 1. Само собой разумеется, что панели должны
быть расположены так, чтобы излучение их падало непосред-
ственно на пол, а не ма холодные ограждения, ибо это привело
бы к увеличению теплопотерь. Во избежание этого необходимо
снабжать панели, находящиеся рядом со стенами, отопнутыми
книзу бортами, достаточно широкими для преграждения пути
излучению, которое могло бы попасть на стены (рис. 49). Борта
эти'должны быть тем уже, чем ниже расположены 'панели. Стро-
го-говоря, панели должны были бы иметь форму, показанную
на, рис. 49,а, однако, поскольку излучение внутреннего борта /
сравнительно незначительно, панель может иметь форму, пока-
занную на рис. 49,6.
74
Рис. 49. Крайняя панель р с бортом, опущенным достаточно низко для того,
чтобы предотвратить, падение излучения на наружную стену

2. В некоторых случаях (рис. 50) панели, прикрепленные
вплотную к потолку, не могут быть, по различным соображе-
ниям, расположены в горизонтальном положении. При таких
условиях панелям нельзя
придать симметричную фор-
му, так как необходимо,
чтобы их борта были опу-
щены достаточно низко, для
того чтобы предотвратить
выход за пределы колпака
конвекционных токов возду-
ха. Некоторые системы вне
пределов Франции были,
правда, осуществлены с из-
Рис. 50. Наклонная панель с неоди-
наковыми бортами для противодей-
ствия конвекции
думающими панелями, рас-
положенными под углом к
горизонту, и без принятия
каких-либо мер для устра-
нения конвекции. Это ре-
шение следует считать нарушающим принцип таких панелей,
так, как, хотя их излучение воспринимается в основном полом,
часть его все же попадает на стены. Более того, конвекция изл/-
чающей стороны панели значительно увеличивает долю тепла,
отдаваемого кверху, что во всех случаях является нежелатель-
ным.
ВЫВОДЫ ,В ОТНОШЕНИИ ОТОПЛЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ПОДВЕСНЫХ
ИЗЛУЧАЮЩИХ ПАНЕЛЕЙ ПО ОПЫТУ ФРАНЦИИ И ДРУГИХ СТРАН
Преимущества этой системы, теоретически оправданные из-
ложенным в третьей части книги (см. главу 3.XI1), подтвержда-
ются тйкже и опытом отопления посредством таких панелей в
Италии, Швеции и Франции. Хотя установки в Италии и Шве-
ции не подвергались, насколько нам известно, точным исследо-
75
ваниям, замечательно, однако, то, что, по мнению техников этих
стран, тепловые ощущения, испытываемые в рабочей зоне, поз-
воляют расходовать в помещении значительно меньшее количе-
ство тепла по сравнению с обычно требуемым при воздушном
или радиаторном отоплении. Во Франции мы имели возмож-
ность произвести измерения на установках с панелями из листо-
вого металла и из прозрачных материалов. Некоторые из этих
.измерений выявили результирующую температуру 2ГМ при
температуре воздуха в помещении 11° и наружного воздуха —5°,
т.' е. разницу более чём в 10° между температурой воздуха по
сухому термометру и результирующей температурой. Кроме то-
то, тепловые ощущения людей, работающих в помещениях, отап-
ливаемых таким способом, полностью подтверждают эту раз-
ницу.
. На рис. 51—55 показаны заводские цехи, отапливаемые излу-
чающими. панелями французского типа. Некоторые из этих па-
Рис. 52. Подвесные панели фран-
цузского типа со свободно рас
ширяющимися трубами
Рис. 51. Подвесные панели фран-
цузского типа из прозрачного «ви-
трекса» со свободно расширяющи-
мися трубами
Рис. 53. Подвесные нагревательные
панели французского типа из несго-
раемого теплоизоляционного матери-
ала «изорель» со свободно расширя-
ющимися трубами
Рис. 54. Подвесные панели
французского типа со сво-
бодно расширяющимися тру-
бами
76
нелей выполнены из листового металла с теплоизоляцией, дру-
гие — из теплоизоляционных материалов типа «изорель» или,
наконец, из прозрачного материала «витрекс». Эти заводы рас-
Рис. <55. Заводское здание, отапливаемое панеля-
ми французского типа из листовой стали, с тепло-
изоляцией и из двух слоев «витрекса»
положены в одном из самых холодных районов Франции и по
характеру производства требуют достаточно высокой результи-
рующей температуры, чем и объясняется густое расположение
панелей.
Было установлено, что в среднем результирующая темпера-
тура на 6—7° выше температуры внутреннего воздуха по сухо-
му термометру, когда температура наружного воздуха достигает
минимальной расчетной величины.
РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ
Излучающие панели могут «быть приведены к установивше-
муся режиму скорее, чем система воздушного отопления, при
условии, что котел и трубопроводы обладают малой тепловой
инерцией. Действительно, как только температура панелей до-
стигает нормальной величины (на что в связи с их малой тепло-
вой инерцией может потребоваться не больше нескольких минут
после поступления в них теплоносителя), излучающее действие
их в рабочей зоне оказывается настолько эффективным, что
результирующая температура в этой зоне сразу повышается на
5—7°-.
Такая система отопления напоминает по быстроте ввода в
действие освещение электрическими лампами. В отличие от того,
что происходит при воздушном отоплении, тепло сначала обо-
гревает предметы, находящиеся в рабочей зоне, и только потом
поднимается к потолку. Кроме того, потолок нагревается лишь
др. сравнительно низкой температуры, поскольку в заводском
здании с .хорошей теплоизоляцией температура нижней поверх-
ности потолка при отоплении излучающими панелями, составля-
ет 9—10° против 14—15° при воздушном отоплении.
Наиболее рациональным способом управления периодически
действующей системой отопления такого рода .является автома-
тическое включение ее в действие утром в установленное в зави-
симости от температуры наружного воздуха время. В часы ра-
. боты температура' внутреннего воздуха может регулироваться
результирующим термостатом, обеспечивающим ритм колеба-
. ний температуры, требуемый для максимальной производитель-
ности труда.
НЕДОСТАТКИ ОТОПЛЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ ПОДВЕСНЫХ ПАНЕЛЕЙ
Отопление посредством излучающих панелей встречает два
^принципиальных возражения.
1. Первое" возражение относится к замерзанию системы. Бес-
спорно, конечно, что отопление непосредственно теплым возду-
хом обладает преимуществом отсутствия всякой опасности за-
мерзания системы. Практически, однако, существует сравни-
тельно мало таких помещений, в которых можно было бы допу-
стить во время перерывов работы на ночь и в конце недели па-
дение температуры ниже 0°, так как в производственных поме-
щениях почти всегда имеются водопроводные трубы, могущие
замерзнуть. Поэтому температура в помещениях должна под-
держиваться на уровне не ниже Г. В исключительных случаях,
когда есть опасность замерзания воды в самих излучающих па-
нелях, в них нетрудно поддерживать слабую циркуляцию воды
с температурой 10°.
2. Одним из наиболее существенных недостатков таких па-
нелей является то, что при слишком близком расположении их
друг к другу они загораживают свет. Расчеты, приведенные в
третьей части настоящей книги, показывают, что при теплоно-
сителе достаточно высокой температуры, как, например, перегре-
тая вода под большим давлением, площадь панелей составляет
лишь небольшую часть площади потолка. Кроме того, панели
могут быть отлично выполнены из прозрачных материалов; при
таких условиях уменьшение освещенности оказывается незначи-
тельным, если, конечно, панели регулярно очищаются.
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ЛУЧИСТОГО ТЕПЛА
Отопление посредством излучающих панелей выдвигает
очень важные, с физиологической точки зрения, вопросы.
Г.' Известно, что результирующая температура для каждого
человека зависит от его деятельности. Это объясняется тем, что
всякое перемещение человека изменяет относительную скорость
движения тела и воздуха; например, для человека, переходяще-
78
го из состояния покоя к хождению с нормальной скоростью
5 км/час, или 1,4 м/сек, коэффициент конвекции .повышается с
3,5 до 11.
При таких условиях в воздушной среде температурой 10° и
при излучении, создающем для человека, находящегося в состо-
янии покоя, результирующую сухую температуру 16°М, для того
же человека при передвижении , его результирующая сухая тем-
пература понижается приблизительно до 12°М, что бгыло под-
тверждено опытами в натуре. Этот результат ни в коей мере^не
является порочащим эту систему отопления и, наоборот, исклю-
чительно благоприятен для нее. так как рабочий, о котором
идет речь, находится в условиях комфорта. Поскольку макси-
мальная эффективность всякой деятельности достигается, ког-
да тело находится в условиях теплового равновесия, эта сис-
тема отопления обладает тем большим преимуществом, что
каждый человек, находящийся в помещении, поставлен в нан4
более благоприятные для него температурные условия. В го
время как служащий, спокойно работающий за письменным
столом, в среде, нагреваемой воздухом до 16°, будет испытывать
ощущение холода, рабочему, занятому тяжелым физическим
трудом, будет в той же среде слишком жарко. В помещении же,
отапливаемом излучающими панелями указанной выше харак-
теристики, все люди будут находиться в оптимальных, с физио-
логической точки зрения, условиях и, следовательно, в наилуч-
ших условиях в отношении производительности труда.
2. Многочисленные опыты, проведенные в Англии, показали,
кроме того, что наилучшие гигиенические и наиболее благопри-
ятные для работы условия были тогда, когда люди в зоне ком-
форта дышали воздухом температурой около 10° *.
3. Современный опыт, подтверждаемый американской стати-
стикой, показывает, что производительность труда повышается,
когда условия внешней среды претерпевают изменения в уме-
ренных пределах. Этим объясняется эффективность музыкаль-
ных передач в американских заводах в определенные часы или
даже разбрызгивание ароматических веществ [12, 13] Ч
Однако наиболее важным фактором в этой области являет-
ся тепловое ощущение. Среда слишком постоянной температу-
ры, с физиологической точки зрения, нежелательна, так как не
позволяет достигнуть максимальной производительности труда.
Оптимальной амплитудой колебаний температуры является, .по-
видимому, 3°М. Это значит, что в помещении, где рабочие заня-
ты не слишком тяжелым физических трудом, полезные колеба-
* Физиологически установлено, что дыхание глубже при понижении тем-
пературы и влажности вдыхаемого воздуха. (Прим, редактора.)
1 Автор не упоминает о благотворном влиянии гимнастических упражне-
ний, широко применяемых в СССР на предприятиях и в учреждениях для
лиц физического и умственного труда в определенные промежутки рабочего
времени. (Прим, редактора.)
79
ния результирующей температуры должны лежать в пределах
от 14° до 17°М (что соответствует при воздушном или радиа-
торном отоплении температуре воздухе от 16 до 19°).
К сожалению, при обычных системах отопления, в особен-
ности при системах водяного отопления с радиаторами, нельзя
добиться достаточно быстрого изменения температуры воздуха.
Вследствие тепловой инерции здания и самой отопительной
системы изменения температуры воздуха происходят медленно,
ц поэтому их стимулирующее действие в значительной степени
ослабляется. Поэтому уже на протяжении 15 лет делались по-
пытки добиться изменения результирующей температуры не
столько изменением температуры воздуха, сколько изменением
скорости его движения. Нагнетание воздуха в помещение поз-
воляет довольно быстро изменять тепловые ощущения либо пу-
тем изменения температуры поступающего снаружи воздуха,
либо путем прекращения действия отопления.
Струя поступающего холодного воздуха опускается и, имея
значительную скорость движения в рабочей зоне, вызывает
быстрое и эффективное изменение тепловых ощущений. Извест-
но, какое большое значение придают американцы такой под-
вижности воздуха и как они боятся неподвижного воздуха, ко-
торый они считают удушливым Среднему французу и особенно
среднему французскому рабочему свойственна боязнь сквозня-
ков, которым он приписывает все беды, в то время как доказа-
но, что при нормальной температуре слабое движение воздуха
не только не является причиной простудных заболеваний, но,
наоборот, является отличной закалкой, стимулируя защитные
реакции организма1 2.
Во всяком случае нам не удастся за несколько лет преодо-
леть предрассудки французов, а боязнь сквозняков глубоко уко-
ренилась. Одним из преимуществ излучающих панелей является
возможность почти моментально приспосабливать их к измене-
ниям тепловых ощущений, не создавая токов воздуха.
Благодаря малой тепловой инерции труб и панелей, в осо-
бенности когда последние выполнены из теплоизоляционных ма-
териалов, они могут остывать за 10 или 15 мин. после прекраще-
ния. циркуляции теплоносителя. В этих условиях при уменьше-
1 Возможно, что это частично вызвано гибельной тенденцией американцев
систематически повышать температуру воздуха в рабочих помещениях. В та-
ких условиях воздух становится удушающим вследствие его слишком высо-
кой температуры, если результирующая температура не понижается благодаря
надлежащей скорости воздуха.
2 Согласно основному закону физиологии, все, что опасно,в большой дозе,
является стимулирующим в очень малой дозе,. Основой укрепляющих средств
являются ядовитые вещества. Мы пытались анализировать причину такого
предубеждения французов в отношении даже незначительного движения воз-
духа и, в конце концов, этому нашлось одно лишь объяснение: токи воздуха
нарушают покой людей благодаря их побудительному действию и вызывают
реакцию противодействия.
8Q
нии излучающего действия панелей тепловые ощущения рёзко
изменяются на 4—5°М.
Таким образом, возможно осуществить ритм изменения тем-
пературы, значительно более быстрый, чем это требуется для
повышения производительности труда.
Отопление посредством подвесных излучающих панелей при
очень значительной доле тепла, отдаваемого книзу, является
наиболее типичной системой лучистого отопления.
Приведенные выше соображения, подтверждаемые теорети-
чески в третьей части книги, показывают «механизм» повышения
результирующей сухой температуры при понижении температу-
ры воздуха.
В жилых помещениях с (потолочным отоплением разница меж-
ду результирующей сухой температурой и температурой возду-
ха менее ощутима, так как тепловой поток, отнесенный к 1 м2
пола, в этом случае значительно меньше и составляет около
50—60 ккал/м2 час.
Попятно во всяком случае, насколько нецелесообразно тре-
бовать в технических условиях определенную температуру воз-
духа по сухому термометру и в особенности производить прием-
ку системы лучистого отопления при помощи обыкновенного
термометра, с вентилятором или без него.
При отсутствии результирующего термометра лучше оце-
нить тепловые условия по тепловым ощущениям нескольких че-
ловек. Хотя такая оценка кажется в некоторой степени субъек-
тивной, однако, она, несомненно, теоретически более правильна,
чем оценка на основе одного только измерения температуры
воздуха сухим термометром.
Короче говоря, если результирующий термометр не всегда
нужен при приемке системы лучистого отопления с обогревом
иола, то он абсолютно необходим для проверки правильности
устройства отопительных систем с подвесными панелями.
Поступать иначе — значит, совершать ошибки как в физио-
логическом, так и в техническом отношении.
ПЕРЕДЕЛКА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ С ГЛАДКИМИ
ИЛИ РЕБРИСТЫМИ ТРУБАМИ, РАСПОЛОЖЕННЫМИ ПОД ПОТОЛКОМ,
В СИСТЕМУ ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ
Одним из особенно интересных применений принципа излу-
чающих панелей является переделка в систему лучистого отоп-
ления старых отопительных устройств с ребристыми или глад-
кими трубами, расположенными под потолком.
Старые системы отопления такого рода всегда обладают ис-
ключительно низким к. п. д., так как поверхности нагрева, рас-
положенные выше /ра-'бочей зоны, отдают последней очень мало
тепла излучением.
6 Зак. 335
81
.ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ
Колпаки из листовой стали без теплоизоляции
1. Рассмотрим производственное помещение, теплопотери
которого, рассчитанные при температуре воздуха 15е, компен-
сируются теплоотдачей ребристых труб, расположенных на вы-
соте 2—3 м над полом и обогреваемых паром низкого давле-
ния (рис. 56). Теплоотдача 1 пог. м ребристой трубы составляет
около 1 000 ккал/час. Количество
< Ряс. 56. Заводское здание,
отапливаемое подвешенны-
ми гладкими или ребристы-
ми трубами
тепла, излучаемого книзу, равно
приблизительно 70 ккал/час, или
<У
7%’ общей теплоотдачи. Если пе-
рекрыть такие трубы «колпаком»
надлежащей формы из тонкой
листовой стали (рис. 57, а и б),
то общая теплоотдача трубы
уменьшится вследствие сокраще-
ния конвекции на 50% и система
будет отдавать с 1 пог. м только
500 ккал/час. В результате этою
края ребер окажутся несколько
более нагретыми и теплоотдача
труб непосредственным излучением книзу составит 90 ккал/час.
Поскольку поверхность стали, даже окрашенная масляной
краской, ие поглощает тепло подобно черному телу, еще
Рис. 57. Устройство над реб-
ристыми трубами колпака
а — из тонкой листовой стали
с теплоизоляцией или без та-
ковой; б — из теплоизоляцион-
ного материала; 1 — отражаю-
щая окраска малой излучающей
способности; 2 — ребристая тру.
ба; 3 — окраска большой из-
лучающей способности
12 ккал/чал отдаются непосредственным отражением па эк-
ран. Остальное количество тепла, или 398 ккал/час, нагре-
вает этот экран, излучающий тепло книзу своей нижней сторо-
ной, отдавая одновременно тепло кверху конвекцией и излуче-
нием верхней стороны. Расчет и опыт показывают, что из этих
398 ккал/час теплоотдачи экрана около 98 ккал/час направлены
книзу и около 300 ккал/час — кверху. Таким образом, тепло-
отдача книзу такой системы составляет около 200 ккал!час и
кверху —около 300 ккал/час. Следовательно, в результате пе-
ределки отопительной системы; теплоотдача в рабочую зону уве-
личится ву1. т. ё. в 2,8 раза.
82
2. Подобная переделка менее выгодна, если отопление осу-
ществляется гладкими трубами, так как поверхности в этом слу-
чае отдают кбйвекцией сравнительно меньше тепла, чем ребри#,
стые трубы; например, при трубах диаметром 154/168 мм, на-
греваемых также паром низкого давления, при температуре
воздуха 15е теплоотдача 1 пог, м составляет 450 ккал!час, из
которых 90 ккал! час, или 20%, отдается излучением книзу.
Если покрыть трубу колпаком из тонкой листовой стали, то
общая теплоотдача трубы уменьшится на 25% и будет состав-
лять 340 ккал/час, распределяющихся следующим образом :
книзу: 90 ккал]час — непосредственным излучением трубы;
12 ккал!час — непосредственным отражением от экрана;
58 ккал!час — излучением нижней стороны отражателя; всего
160 ккал/час,.
кверху: 180 ккал]час конвекцией и излучением верхней сто-
роны отражателя.
Таким образом, теплоотдача книзу составляет благодаря та-
кой переделке системы 47%, и количество тепла, отдаваемого в
рабочую зону, возрастет приблизительно в -gg- -1,8 раза.
Колпаки из тонкой листовой стали с теплоизоляцией х
или из 'Теплоизоляционного материала	д.
Результаты переделки системы в значительной мере Улуч-
шаются, если она обладает достаточной мощностью длятого,
чтобы.можно было описанные выше" колпаки покрывать тепло-
изоляционным матери-
алом либо в виде стек-
лянного волокна, либо
в виде теплоизоляцион-
ных древесно-волокни-
стых плит толщиной от
12 до 15 мм (что тре-
бует устройства колпа-
ков в соответствии с
рис. 58). Такие колпа-
ки могут быть устрое-
ны и из одного толь-
ко теплоизоляционного
материала при усло-
вии, чтобы они были
достаточно жесткими.
Рис. 58. Подвешенные ребристые трубы По-
крытые колпаками с целью превращения
старой системы отопления в систему лучи-
стого отопления с подвесными панелями
При этом доля тепло-
отдачи книзу достиг-
нет 60—65%' при реб-
ристых трубах и до
70% —- при гладких
6*
83
трубах. Общая теплоотдача с 1 пог. м трубы становится, конеч-
но)! еще меньше.
Шри мер. На рис. 59 показаны результаты, достигнутые пу-
тем устройства колпаков с теплоизоляцией над трубами, распо-
Рис. 59. Результаты опытов
Кривая А —с открытыми трубами; температура воздуха очень быстро
повышается с увеличением высоты расположения труб: с 4° при вы-
соте 0,75 м до 28° при высоте 3,5 м; кривая Б — с трубами, снабжен-
ными -отражателем с теплоизоляцией Типа, показанного на рис. 57;
температура воздуха значительно повышается при увеличении высоты
подвески труб от 0,75 до 1,5 м ( с 13,5 до 17,5°) и затем при высоте
от 1,5 до 3,5 м остается практически постоянной. На высоте от пола
,1м температура воздуха по сухому термометру и результирующая
' сухая, температура имеют следующие значения: при открытых трубах
температура воздуха по сухому термометру 5°, результирующая сухая
температура 5,5°М; при трубах с отражателями температура воздуха
по сухому термометру 14,5®, результирующая сухая температура 18,5° М
ложенными,на высоте .2,5 м над полом в помещении небольшой
площади, высотой 3,5 м. В эти металлические трубы диаметром
190 мм были .заложены электрические сопротивления.
Температура внутреннего воздуха по сухому термометру при
одинаковом расходе электроэнергий нанесена по оси абсцисс,
а; Й^Фж^РДИнат — высота расположения труб; за начало коор-
дий^т•;(^рийлта температура наружного воздуха. Рассмотрим
два^учйя! '	„
11' Трубы без колпаков (кривая Д). С. увеличением высоты
расположения труб температура воздуха быстро повышается
с 4° на высоте 0,75 м до 28° на высоте 3,5 м.
2. Трубы снабжены отражателем, покрытым теплоизоляцион-
ным материалом (кривая Б). При увеличении высоты располо-
жения труб с 0,75 до 1,5 м температура воздуха значительно
повышается (с 13,5 до 17,5°), а затем при высоте от 1,5 до 3,5 м
остается практически постоянной.
.Температура воздуха по сухому термометру и результирую-
щая сухая' температура имеют на высоте от пола 1 .и следую-
щие значейия.
84
При открытых трубах:
температура воздуха по сухому термометру 5°С;
результирующая сухая температура 5,5°М;
При трубах с отражателем:
температура воздуха по сухому термометру 14,5°С;
результирующая сухая температура 18,5°М.
(Следует заметить, что при этом теплоотдача в обоих слу-
чаях одинаков^ независимо от того, открыты ли трубы или снаб-
жены сверху отражателя-ми. При обыч1ном, например паровом,
отоплении результирующая температура повышалась бы мень-
ше вследствие того, что покрытие труб колпаками уменьшает
их теплоотдачу).
Глава 1 .VI
ОТОПЛЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ПАНЕЛЕЙ
ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ, ТАК НАЗЫВАЕМЫХ
«ИНФРАКРАСНЫХ»
Как будет изложено в третьей части книги, инфракрасное
излучение является электромагнитным излучением такой же
природы, как и свет, Х-лучи или радиоволны. Такое излучение,
падая на твердое тело, поглощается им в большей или меньшей
мере, с тем чтобы перейти в тепловую энергию. Таким образом,
все происходит так, как если бы имела место теплопередача
посредством такого излучения. Этим и объясняется общеприня-
тое выражение «лучистое тепло», к сожалению, неправильное
и бессмысленное, ибо в действительности в тепло переходит лу-
чистая энергия в результате ее поглощения.
Теплопередача посредством такого излучения отличается от
теплопередачи теплопроводностью или конвекцией следующими
своими существенными особенностями:
а)	излучение может быть направленным, поскольку оно под
чиняется законам, аналогичным законам оптики;
б)	излучение может проникать в материю, поглощаться ею
и таким образом переходить в‘ тепловую энергию. Это важное
для применения в промышленности свойство объясняет интерес,
проявляемый к сушке инфракрасными лучами, проникающими
непосредственно внутрь тела, что особенно ценно, когда мате-
риал, подвергаемый сушке или подогреву, обладает высокими
теплоизоляционными, свойствами. При этом отсутствует тепло-
передача путем теплопроводности.
По этим причинам инфракрасные лучи используются с оди-
наковым успехом как для сушки, так и для отопления. Посколь-
ку настоящий труд посвящен не вопросам сушки, мы остановим-
85
ся почти исключительно на обогреве инфракрасными лучами
.людей, находящихся как в помещении, так и на открытом воз-
духе.
ПРИНЦИП панелей инфракрасного излучения
Такие приборы состоят в основном из плиты малых разме-
ров (несколько квадратных дециметров, обычно меньше 0,5 м2),
'нагретой до температуры в несколько сот градусов по стоградус-
ной шкале либо непосредственным соприкосновением с пламе-
йем (обычно с пламенем газа), либо электрическим током. Та-
кйё панели' располагаются на высоте нескольких метров над
чтолом (обычно 2—4 м), и плита излучает тепло на находящихся
в помещении людей.
Для того чтобы понять преимущества такого излучения вы-
сокой температуры, следует вспомнить (см. часть третью), что
коэффициенты конвекции и излучения возрастают не прямо про-
порционально повышению температуры нагревательной поверх-
ности. В то время как при обычной температуре эти коэффици-
енты почти * одинаковы, закон Стефана показывает, что тепло-
отдача Излучением возрастает значительно скорее, чем перепад
температуры.
Так, например, плита размерами 0,6X0,6 м при ее темпера-
-туре 100° отдает излучением почти такое же количество тепла,
/как и .конвекцией, между тем как при повышении ее темпера-
дуры до 400 или 500° теплоотдача излучением приблизительно
в 4 раза больше, чем конвекцией.
♦ Общим к. п. д. излучающей панели называют отношение
.фактически излученной ею энергии к энергии, полученной ею от
.используемого источника тепла — газа или электричества,
л Первые такие приборы, так называемые «приборы с внутри-
пористым сжиганием горючего», устраивались таким образом,
йтобы газовоздушная смесь протекала под давлением через по-
ристую стенку, и, воспламеняясь
Рис' 60. Излучающая панель, состо-
ящая из огнеупорного диска R с ко-
нусом С, нагреваемая непосредствен-
но пламенем от горелки В
1 —• воздух; 2 ** газ
на поверхности, повышала
температуру стенки прибли-
зительно до 500°. Помимо
того, что такие приборы тре-
буют аппарата для созда-
ния избыточного давления,
они легко засоряются
пылью, увлекаемой газом,
и, по-видимому, имеется тен-
денция отказаться от них.
Другой способ заключает-
ся в том, что воспламенен-
ный газ обтекает плиту ли-
бо по ее излучающей сторо-
не, либо по обратной. Так,
86
например (рис. 60), панель может состоять из цилиндриче-
ской горелки В (с высверленными по бокам ее отверстия-
ми), питаемой фрсункой; пламя горелки омывает круглый ог-
неупорный диск R, к которому присоединена коническая поверх-
ность. Для того чтобы предохранить диск и конус от охлажде-
ния, они покрыты с обратной стороны теплоизоляционным мате
риалом. Коэффициент полезного действия такого прибора со-
ставляет около 45%. Такая сравнительно низкая отдача объяс-
няется плохим теплообменом между горячими газами и поверх-
ностью диска и конуса. Для повьишения этого теплообмена было
предложено снабдить наружную поверхность излучающей плиты
прямолинейными или синусоидальными ребрами, увеличив этим
время прохождения пламени вдоль плиты. Однако повышение
к. п. д., достигаемое при помощи таких ребер, незначительно и
составляет лишь несколько процентов.
С таким способом нагревания излучающей плиты нельзя
согласиться, так как воздух, соприкасаясь с пламенем, пони-
жает его температуру. Помимо этого, плита охлаждается вслед-
ствие значительной естественной конвекции, усиленной тягой
воздуха, вызываемой восходящим движением сгораемых газов.
В связи с этим Рибо предложил повернуть излучающую плиту
таким образом, чтобы гладкая сторона ее была обращена в сто-
рону излучения, а обратная сторона с ребрами омывалась горя-
чими газами (рис. 61).
&/	Рис. 62. Панель, показанная на
>4^	рис. 61 и снабженная рекупе-
/	ратором Р для вторичного ис-
пользования тепла
Рис. 61. Горелка с излучающей плитой, поверну-
той так, чтобы гладкая излучающая поверхность
была обращена в сторону помещения, а поверх-
ность с волнообразными ребрами омывалась пла-
менем
В то время как к. п. д. излучающей плиты, без ребер остает-
ся на уровне 45%, добавление прямолинейных ребер на задней
стороне, где происходит сгорание, повышает отдачу примерно
до 55%, а при волнистых ребрах, удлиняющих время соприкосно-
вения пламени с плитой, к. п. д. достигает даже 65—67%.
Можно, конечно, повысить к. п. д. еще на 5—6,%, заставив
горячие газы повторно циркулировать в аналогичной панели,
87
используемой в качестве рекуператора, что по сути дела ран
ноценно применению поверхности теплообмена больших разме-
нов. Рекуператор может быть в крайнем случае образован до-
полнительной плитой, нагреваемой отходящими газами и также
излучающей тепло книзу (рис. 62).
Конвекция при этом остается все же значительной, и можно
считать, что она отнимает около 15% тепла, поглощенного пли-
той. Для того чтобы уменьшить потери от конвекции, Рибо и
Донческо предложили применить решетку, плоские стержни ко-
торой перпендикулярны плоскости плиты (рис. 63). Проведеи-
Рис. 63. Панель с ребрами и с ре*
шеткой, противодействующей кон-
встли.я
1 — огнеупорная теплоизоляция; 2 —
литая чугунная ребристая панель; 3 —
рама; 4 — решетка, предотвращающая
конвекцию
ные ими исследования показали, что эта мера повышает к. п. д.
на 4—5%.
Ориентация пучка тепловых лучей. Плоские панели, описан-
ные выше, отдают тепло во всех направлениях. Для того чтобы
сосредоточить их излучение, можно присоединить к ним отража-
тели надлежащей формы (рис. 64), ограничивающие конус их
Рис, 64. Отражатель, огра-
ничивающий конус излуче-
ния панели
1 — вертикаль; 2 отражатель
Рис. 65. Двойная пиноль
Л -образной формы
излучения. Поскольку такие отражатели выполняют совсем не
ту функцию, что колпаки (применяемые в излучающих панелях
гнизИой температуры), описанные в предыдущей главе, они дол-
жны состоять из поверхности, обладающей максимально воз-
88
можной отражающей способностью, точно так же как рефлек-
торы в электрических светильниках.
Для того чтобы ограничить рассеяние излучения, иногда
применяют спаренные излучающие панели Л -образной формы
(рис. 65) с обращенными друг к другу излучающими поверхно-
стями. Такое расположение панелей уменьшает также и конвек-
цию, однако, к сожалению, к. п. д. при этом понижается в связи
с тем, что такие менее излучающие плиты доводятся до более
высокой температуры, вследствие чего уменьшается поглощение
ими тепла от пламени.
Это устройство может быть усовершенствовано путем рас-
положения по бокам его отражающих плит, которые по указан-
ным выше причинам должны иметь по возможности малый ко-
эффициент поглощения, с тем чтобы не нагреваться и не умень-
шать еще больше охлаждение излучающих плит.
Оптимальная температура излучающей плиты. Эта опти-
мальная температура зависит от многих факторов:
а)	чем выше температура плиты, тем значительнее доля теп-
. . .> г. г • г. 'с.'. j, 7 > <•. < > с gt Чл"; игр, ч и < у ч л у' ? е и и я к кон в екни и воз-
растает с повышением температуры (указанные выше устрой-
ства позволяют,. правда, уменьшить конвекцию);
б)	чем ниже температура плиты, тем больше ее к. п. д., по-
скольку при этом повышается теплообмен между пламенем н
плитой;
в)	если панель служит для сушки, то максимальную отдачу
энергии следует искать в длине волны X, соответствующей наш
лучшему прониканию излучения в материал. Длина волны мак-
симальной интенсивности излучения определяется (как это
указано в третьей части книги) на основании закона Вина, со-
гласно которому X Т = 2 886, где Т — абсолютная температура
плиты, предполагаемая равномерной. Кроме того, 95% энергии
излучается волнами длиной в диапазоне от 0,5 до 4,3 X вслед-
ствие рассеяния спектра излучения.
ТИПЫ (ПРИБОРОВ
Существуют различные приборы, называемые «излучающие
панели» или «'прожекторы инфракрасного света». Некоторые
из них доводятся только до температуры излучения видимого
красного света. Газовые приборы имеют обычно размеры 0,6Х
Х(),(> м. Они питаются либо бытовым или естественным газом,
либо смешанным газом, либо, наконец, пропаном. Потребление
их составляет около 0,5 ма’ бытового газа в 1 час. Если приборы
присоединены к баллону с пропаном, они могут служить пере-
движной отопительной установкой.
Приборы, действующие посредством электричества, напоми-
нают по форме либо большие электрические светильники, либо
прожекторы. Потребление энергии такими приборами колеблет-
89
Рис. 66. Электрический ото-
пительный отражатель
ся в пределах 1 —10 квт-ч (рис. 66). Отражатели имеют обычно
размеры: длину от 0,5 до 2 м и ширину от 0,25 до 0,4 м.
ТЕХНИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Трудно, конечно, указать правила применения таких панелей,
учитывая все их разнообразие. Число их и расположение опре*
Являются в основном при помощи графика освещенности, даю-
щего распределение излучаемой энергии на уровне пола. Кон-
структоры должны указывать потребителям характеристику их
приборов и обеспечивать их «графиками освещености на уровне
,;прл.а», составленными либо в обычных единицах измерения, ли-
бо в калориях на единицу площади (рис. 67).
Рис. 67. График, освещен-
ности на уровне пола для
инфракрасного газового из-
лучателя системы «Термо-
химия». Характеристика при-
бора: расход тепла от сжи-
гания светильного газа
2 645 ккал/час; максималь-
ное давление 50 мм вод. ст,;
расход газа при максималь-
ной производительности
(светильный газ теплотвор-
ной способностью 4 200
ккал/м?) 700 л/час; энергия,
излучаемая вперед на 1 cai2
плиты, 1000 ккал/час; общий
коэффициент полезного ин-
фракрасного излучения 56%:
диапазон спектра 1 — 14 у.,
максимальная часть спект-
ра 3—5 р . Цифры в ок-
ружностях означают коли-
чество излучаемого тепла в
ккал/м2 час
Эти приборы особенно удобны для местного отопления, дей-
ствующего с частыми перерывами, так как излучение ими энер-
гии происходит через .несколько минут после их включения.
В/принципе такие панели должны обогревать тело человека
только непосредственным излучением. Очевидно, в этом случае
пучки лучей от нескольких приборов должны сходиться у тела,
для. того чтобы избежать чрезмерной разницы в тепловых ощу-
90
щениях вследствие неравномерного обогрева отдельных его ча-
стей. Практически же, когда такие излучающие панели приме-
няются в закрытых помещениях (церкви, заводы, гаражи, вы-
ставочные павильоны и т. п.) или на открытом воздухе, но в
зонах, защищенных от ветра (террасы кафе и т. п.), происходит
быстрое нагревание пола и мебели, которые путем конвекции
поднимают температуру воздуха, так же как и среднюю радиа-
ционную температуру тела человека со стороны, противополож-
ной источнику излучения.
Гигиенисты относятся отрицательно к приборам, питаемым
газом, в связи с тем, что они выделяют продукты сгорания не-
посредственно в атмосферу, как, впрочем, и некоторые кухон-
ные приборы или приборы для отопления жилых помещений.
На открытом воздухе или в помещениях, не плотно закрытых,
со значительной естественной вентиляцией этот недостаток не
имеет большого значения. С другой стороны, экономисты счита-
ют слишком большой стоимость потребляемой этими приборами
энергии — электрической или газа; однако повышенная стои-
мость эксплуатации компенсируется более или менее полностью
быстротой ввода их в действие и прерывностью их работы.
Отопление панелями температурой 300 п 400° являетеоче-
видно наиболее «лучистым» из всех систем лучистого отопления,
в особенности если оно действует с частыми перерывами, т. е.
когда среда не успевает чрезмерно нагреться. В этом случае
разница между средней радиационной температурой и темпера-
турой воздуха должна достигать большой величины, точно так
же, следовательно, как и разница между результирующей сухой
тем-пературой и температурой воздуха.
Нам не пришлось провести исследование в этой области,
слишком выходящей за пределы наших обычных задач в обла-
сти промышленности. Насколько нам известно, конструкторы,
к сожалению, не изучали систематически соответственные ве-
личины результирующей сухой температуры и температуры воз-
духа в различных условиях применения таких панелей, как это
было памл сделано в отношении подвесных панелей низкой
температуры, описанных в предыдущей главе.
Глава 1.VII
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ СНЕГА
Устройства для термического удаления снега не являются,
собственно говоря, устройствами лучистого отопления, но, по-
скольку они представляют собой развитие системы лучистого
отопления с обогревом пола, они должны быть рассмотрены в
рамках настоящего труда.
91
Когда снег нарушает движение, в особенности в городах, он
обычно убирается вручную или при помощи механизмов. Эта
операция является дорогостоящей и несовершенной, так как
опасность скольжения и буксования остается даже при очень
тонком слое снега. Удаление снега должно производиться осо-
бенно тщательно на взлетно-посадочных дорожках аэродромов.
В последние годы уделялось поэтому большое внимание уда-
лению снега таянием его путем нагревания дорожного покры-
тия. Этот способ пользуется большим успехом в США и в Ита-
лии, что объясняется как его удобством, так и низкой эксплуа-
тационной стоимостью, в особенности на аэродромах и тротуа-
рах, главным образом перед магазинами.
Специалисты считают, что затраты на термическое удаление
снега составляют около 10% стоимости механического удале-
ния, не считая амортизации оборудования. Кроме того, при тер-
мическом удалении снега, действующем немедленно не нару-
шается движение, что очень важно для аэродромов.
Обогрев покрытия производится при помощи устройств, дей-
ствующих посредством электричества, но чаще при помощи за-
деланных й бетон труб, по которым циркулирует горячая вода.
Теплопотери книзу плиты, в которую заделаны трубы, должны
быть, разумеется, по мере возможности уменьшены посредством
эффективной теплоизоляции.
Тепловой баланс работы устройства для термического уда-
ления снега оценивается обычно следующим образом: таяние
снега — 70%; потери в атмосферу — 10%; потери в грунт вслед-
ствие теплопроводности — 20%.
Устройства должны приводиться в действие автоматически,
как только начинает выпадать снег, с тем чтобы предотвратить
его скопление. Действие устройства должно продолжаться еще
некоторое время после того, как снег растаял, чтобы избежать
обледенения, но оно должно, конечно, прекращаться как толь-
ко эта опасность миновала.
Такие устройства управляются главным образом автомати-
ческим пускателем, действующим по одному из следующих
принципов: либо под действием силы тяжести; включение систе-
мы вызывается весом выпавшего снега (должны быть, конечно,
приняты меры предосторожности, чтобы дождь не мог вызвать
такое же действие, как и снег, за исключением тех случаев, ког-
да имеется опасность образования гололедицы); либо, что еще
лучше, посредством фотоэлемента, действующего в зависимости
от оптических свойств снега.
Теплоноситель (вода) должен, конечно, содержать достаточ-
ное/количёство вещества, предохраняющего его от замерзания;
если для этой цели применяется этиленгликоль, то нужно
соблюдать следующие пропорции добавки его к теплоносите-
лю — воде:
92
0,25 кг на 1 л воды при температуре до
0,3	»	» 1 »	»	»	»	»
0,4	»	» 1 »	»	»	»	»
— 10°
—15°
—25е
Следовало бы, конечно, учитывать при этом, что температу-
ра на глубине в несколько сантиметров от поверхности земли
«иже пиковой тем1пер1атуры наружного воздуха, но для этого не-
обходимо было бы знать продолжительность пиковой температу-
ры, чтобы учесть теплоемкость грунта.
Осуществление устройств для термического удаления снега
и потребная для этого мощность. Нагревательные трубы заделы-
ваются в бетон на глубине порядка 5—10 см от поверхности,
в зависимости от условий в каждом отдельном случае.
Расстояние между трубами, составляющее от 20 до 60 см,
принимают, исходя из того, что при средней температуре теп-
лоносителя 77—80° теплоотдача у поверхности покрытия долж-
на соответствовать таянию максимального количества снега,
выпадающего за 1 час, согласно метеорологическим данным.
Можно принимать, как и при расчетах отопительных уст-
ройств, не наивысший максимум выпадения снега, а такой мак-
симум, который может быть превышен 4—5 раз в нормальную
зиму. Это значит, что с целью уменьшения первоначальных
затрат допускают, что 4—5 раз в течение нормальной зимы снег
не будет удаляться моментально. Это может быть, конечно, до-
пущено, если не требуется, как, например, на некоторых аэро-
дромах, чтобы онег удалялся немедленно, чего бы это пи стоило.
Если расчеты основываются
на высоте снежного покрова,
следует еще учитывать, что ко-
личество тепла, необходимое
для таяния снежного покрова
определенной высоты, зависит
при всех прочих одинаковых
условиях также и от темпера-
туры воздуха.
Чем эта температура ниже,
тем меньше плотность слоя
снега и тем меньше, следова-
тельно, требуется калорий при
одинаковой высоте слоя. На
рис. 68, 69 и 70, заимствован-
ных у Кадиергюса [14], показа- -
/ ны соответственно:
а) плотность снега в зависи-
мости от температуры воздуха;
jk б) количество тепла, необхо-
димое для растаивания снега
Температура воздуха 6 град.
Рис. 68. Кажущаяся плотность снега
в зависимости от температуры возду-
ха
Кривая А — по опытам бюро погоды
США: кривая В — по бельгийским опы-
там; кривая С — по германским опытам
93
Рис 69. Количество тепла, не-
обходимое для растаивания
«слоя снега толщиной 1 см на
площади 1 м2, в зависимости
от температуры наружного
воздуха
Рис, 70. Тепловой поток, необходи-
мый для удаления снега, в зависи-
мости от климата (снежными назы-
ваются дни, в которые выпавший снег
при таянии его образует слой воды
толщиной больше 0,1 мм)
1 — Аббевиль; 2 — Париж; 3 — Орлеян;
4 — Лион; Б — Метц; 6 — Страсбург;
7 — Нанси: 8 — Безансон: 9 — Ле-Пюи
слоем толщиной 1 см на 1. мг, в зависимости от температуры
воздуха;
в)' тепловой поток, необходимый для удаления снега с 1 м2,
в зависимости от климата.
Глава 1.VIII
ОХЛАЖДЕНИЕ ВОЗДУХА ПОСРЕДСТВОМ
ИЗЛУЧАЮЩИХ ПАНЕЛЕЙ
Системы лучистого отопления могут быть использованы при
известных условиях и для охлаждения воздуха в помещении.
С этой точки зрения, потолочные панели наиболее рацио-
нальны, поскольку они отдают холод излучением, а опускаю-
щейся книзу холодный воздух интенсивно перемешивает бла-
годаря конвекции воздух в помещении. В общем это явление
противоположно явлению,' происходящему лри лучистом отопле-
нии с обогревом пола.
Панели с обогревом пола, по-видимому, менее благоприят;
ны для использования их в целях охлаждения воздуха. Тем не
менее они могут понизить результирующую температуру в по-
мещении как путем холодного излучения, так и .путем неизбеж-
ной конвекции, в особенности если потолок также охлаждается
или если люди в помещении находятся в движении. К сожале-
нию, часть выделенного холода уходит наружу через неплотно-
сти в нижней части помещения, так как в летнее время циркуля-,
ция воздуха, создаваемая естественной вентиляцией, происходит
94
в обратном направлении, т. е. теплый наружный воздух посту-
пает в верхнюю часть помещения, в то время как одинаковый
объем более холодного внутреннего воздуха удаляется из ниж-
ней части помещения.
Физиологические соображения
Отдача холода полом, несомненно, нерациональна с физиоло-
гической точки зрения, так как при этом результирующая сухая
температура ступни ниже, чем головы. Некоторые авторы опа-
саются поэтому, что охлаждение воздуха через пол будет вызы-
вать жалобы на ощущение холода в ногах. Принимая во внима-
ние действительное значение этой опасности, ее следует макси-
мально предотвращать.
В самом деле, поверхностная температура пола не отстает
больше чем па 3° или в крайнем случае на 1° or температуры
воздуха. Таким образом, если температура воздуха в помещении
равна 24е. то температура пола будет в среднем 20°. Расчеты,
приведенные в третьей части книги и основанные на физиоло-
гических соображениях, изложенных во второй части, показы-
вают, что при таких условиях разница между результирующей
сухой температурой ступни и головы составляет около 1°М.
Следует, конечно, учитывать при этом, как и при потолочном
отоплениц. повышение температуры воздуха в направлении от
пола к потолку.
Из изложенного в третьей части книги следует, что эти ком-
фортные условия такие же, как и при потолочном отоплении,
устроенном в соответствии с физиологическими требованиями,
изложенными во второй части книги. Если помещение, кроме
того, охлаждается еще и через потолок, то фактические усло-
вия еще значительно более благоприятны.
В частности, в многоэтажных жилых домах, оборудован-
ных отопительными сплошными плитами междуэтажных пере-
крытий, потолок отдает больше холода, чем пол. Трубы распо-
ложены в плите большей частью таким образом, что теплоот-
дача через потолок и через пол одинакова, поэтому отношение'
отдачи холода потолком к отдаче его полом будет равно отно-
шению квадратов соответственных коэффициентов поверхности,
т. q’Y')2» И71И приблизительно 2; иначе говоря, 2/3 холода
будет отдаваться «потолком, а 1/3 — полом. Системы отопления
посредством сплошных плит перекрытий поэтому наиболее под-
ходят для лучистого охлаждения.
Опасность конденсации паров влаги
Наибольшей опастностыо при охлаждении воздуха посред-
ством излучающих панелей является конденсация на холодных
поверхностях паров влаги, содержащихся в воздухе. Эта опас-
95
ность уменьшается, конечно, если панели состоят из труб, за-
деланных в бетон или в другой материал, при определенной
толщине слоя заделки, так как поверхностная температура такой
панели значительно выше температуры хладоносителя. Все же
следует, конечно, принимать во внимание не среднюю темпера-
туру охлаждающей поверхности, а самую низкую ее температу-
ру, т. е. температуру на поверхности по линиям, проходящим
под осями труб- Опасность конденсации особенно велика, если
воздух может соприкасаться непосредственно с трубами, что
имеет место, например, при подвесных потолках с расположен-
ными над ними открытыми трубами.
Физиологические требования, принимаемые в технике искус-
ственного климата, ограничивают, как известно, разницу между
результирующей температурой внутри и снаружи помещений ве-
личиной, не превышающей 7 или 8eM. С целью упрощения обыч-
но рассматривают только температуру воздуха по сухому тер-
мометру. В районе Парижа, где системы отопления рассчиты-
ваются на обеспечение температуры внутреннего воздуха 18°
при наружной температуре —5е или —7е, необходимая мощность
системы при работе ее как охлаждающей равна приблизитель-
но ’/з мощности, .необходимой для отопления, если только поме-
щение не подвергается солнечной радиации. Однако при расче-
те потребности в холоде необходимо, конечно, учитывать воз-
можное поступление солнечного тепла, которое может быть
очень значительным для зданий с фасадами, обращенными на
, юг и юго-запад.
Некоторые авторы весьма приближенно принимают отноше-
ние потребности в холоде к потребности в тепле таким же, как
и соотношение соответственных разностей температуры.
Если дело касается обогреваемого потолка, следует учиты-
вать, как мы уже указывали, тот факт, что коэффициент отда-
чи холода потолком равен при одинаковой разности темпера-
тур коэффициенту теплоотдачи обогреваемого пола. Если, на-
пример, теплоотдача потолка с 1 л<2 составляет 75 ккал/час.
то средняя поверхностная температура при использовании его
для отопления на 10° выше температуры воздуха. Если толщина
слоя бетона над трубами незначительна, температура теплоно-
сителя приблизительно на 20° выше температуры воздуха. Если-
требуется, чтобы температура воздуха в помещении была равна
24е при температуре наружного воздуха 30°, то охлаждающая
мощность системы должна составлять при отсутствии поступле-
30------------------------------------24 A, А£	АП 0/
ния в помещение солнечного тепла —-—_ =0,26, -или 26% мощ-
/	18+5
ности системы при отоплении. Иначе говоря, отдача холода по-
толком с 1 м2 должна составлять 75 • 0,26 — 20 ккал/час.
Расчеты, приведенные, в третьей части книги, показывают,
что температура потолка должна быть при этом на 2—3° ниже
96
температуры воздуха, или равняться 2Г, а температура хладо-
носителя должна быть при этих условиях приблизительно на 6°
ниже температуры воздуха, т. е. составлять 24 — 6=18°.
Если перепад температуры теплоносителя в панелях равен
10е, то перепад температуры хладоносителя составит 2,6°; иначе
говоря, температура воды, питающей панели, должна быть
18—1,3= 16,7°.
Если температура наружного воздуха равна +38° и жела-
тельно Получить внутреннюю температуру 30°, то без учета сол-
нечной инсоляции мощность системы при использовании ее для
охлаждения должна составлять ------- = 0,35, или 35% мощно-
18-г5
сти систем^ при работе ее как отопительной. Это означает, что
отдача холода с 1 м2 потолка должна составлять 26 ккал/час,
а температура потолка должна быть ниже температуры окру-
жающей среды на 3—3,5°, или составлять 26,5°.
Средняя температура хладоносителя должна быть на Т ни-
же температуры окружающей среды, или составлять 23°. Пере-
пад температуры в панелях составит при этом 3,5° и, следова-
тельно, тем1пература хладоносителя при поступлении его в зме-
евик должна быть 23— 1,7 —2 Г.
Таким образом, температура, потолка в этих двух случаях
должна быть соответственно 21 и 26,5°. Система может быть
осуществлена в таком виде лишь при условии, что точка росы
будет ниже наиболее низкой температуры потолка, т. е. темпе-
ратуры на поверхности потолка по линиям, проводящим под
осями труб, иначе говоря, если точка росы будет 19° при темпе-
ратуре среды 24° и 24° при температуре среды 30°. Это условие
требует, чтобы относительная влажность наружного воздуха
была ниже соответственно 50 и 45%, что в большинстве городов
Франции, где воздух летом сух, вполне осуществимо.
Хладоноситель
Приведенные выше расчеты, имеющие лишь общий характер
и более подробно развитые -в третьей части книги, показывают,
что в климатических условиях Франции для охлаждения возду-
ха в помещениях посредством панелей можно использовать ио-
ду из городского водопровода, а также колодезную с темпера-
турой 15—21°.
1. Если таких, наиболее простых и удобных, источников хо-
лодной воды не имеется, то- воду, циркулирующую в змеевиках,
можно охлаждать путем испарения. В этих случаях можно ис-
пользовать теплообменный воздухо-водяной аппарат, аналогич-
ный применяемым для промывки воздуха, в котором вода доста-
точно охлаждается при условии не слишком высокой точки росы
воздуха. Если удлинить время соприкосновения воды с возду-
хом, то вода достигнет температуры воздуха по смоченному тер-
7 31 к. 335	47
, мометру. Такой же результат может быть достигнут и при помо-
щи башенного-гохладителя,-аналогичного применяемым для ох-
лаждения воды при установках с паровыми машинами* Для более
(^интенсивного-испарения при уменьшенных габаритах такого ба-
^шенного охладителя можно применять принудительную цирку-
ляцию воздуха при помощи вентилятора. Этот охлажденный, но
'одновременно и увлажненный воздух может быть использован
для небольшого охлаждения некоторых помещений. Однако при
этом из-за опасения конденсации влаги необходимо принимать
все меры предосторожности для того, чтобы увлажненный воз-
:дух не проникал в помещения, охлаждаемые излучением.
Температура воды, охлажденной путем испарения при сопри-
?гкосновении с воздухом, по меньшей мере равна температуре ок-
ружающего воздуха по смоченному термометру. Она, таким об'
раэрм, выше .точки росы наружного воздуха, а следовательно,
и воздуха в помещении. В этом случае можно быть уверенным,
.-что температура наиболее холодной поверхности не ниже точки
росы воздуха. Поэтому нет необходимости принимать какие-
либо специальные меры предосторожности для того, чтобы пред-
отвратить конденсацию влаги, если внутри помещения не про-
исходит сколько-нибудь существенного выделения водяных
.паров.
2. Воду можно охлаждать* либо при помощи льда, либо при
помощи холодильных машин, как это делается в системах кон-
диционирования воздуха.
Циркуляция рсладоносителя
1. Жидкий хладоноситель может циркулировать непосредст-
венно в системе подобно тому, как было принято в предыдущих
примерах. Циркуляция может осуществляться, например, при
помощи циркуляционного насоса, нагнетающего хладоноситель
в систему. Для предотвращения опорожнения системы необхо-
димо, чтобы она находилась всегда под давлением, т. е. чтобы
/•удаление воды производилось на уровне, по крайней мере рав-
ном уровню расширительного сосуда. Само собой разумеется,
.выше насоса должен быть установлен обратный клапан, пред-
отвращающий в случае приостановки, поступления хладоноси-
теля попадание его из системы в питающий трубопровод.
Такое .простое решение обладает, однако, тем недостатком,
что воду из системы нельзя возвращать в городскую распреде-
лительную сеть, поскольку она может быть загрязнена посто-
ронними примесями и ржавчиной. Во всяком случае для повтор-
ного использования веды необходимо предварительно очистить
,£ист€?му путем, циркуляции в ней \чистой воды в течение доста-
точно продолжительного времени. •
2. При соответственно нивкой температуре хл а доносителя
(если имеется, например, колодезная вода температурой 12° или>
98
если холод обеспечивается при помощи льда или холодильной
машины) 1МЮЖ1НО применить теплообменник, передающий холод
от первичного холодильного агента воде, циркулирующей в, сис-
теме и остающейся в ней без замены в течение всего года.
В тех случаях, когда охлаждающая вода поступает из есте-
ственного источника, она может быть возвращена в городскую
сеть, поскольку она не загпязняется при прохождении через
теплообменник, легко поддерживаемый в надлежащей чистоте.
Глава 1.IX
ТРУБЫ И ИХ РАСПОЛОЖЕНИЕ. УСТРОЙСТВО
НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. НЕОБХОДИМЫЕ
МЕРЫ ПРЕДОСТОРОЖНОСТИ
За исключением случаев, когда нагревательные трубы заде-
лываются в материал (гипс), агрессивный в отношении стали,
нагревательные трубопроводы устраиваются из стальных неощш-
ковамньгх труб для нагревательных панелей.
Медные трубы применяются во Франции значительно реже,
чем в Америке. В СССР для этой цели применяются в некото-
рых случаях стеклянные трубы. В настоящее время изучается
вопрос о применении труб из пластмасс. К сожалению, неизвест-
но, каков будет срок службы таких труб при заделке их, меж-
ду тем, как опыт показал, что стальные трубы, заделанные в
бетон надлежащего состава, сохраняются в течение многих де-
сятилетий.
Требования в отношении долговечности труб в значительной
мере ограничивают внедрение новых материалов, ибо техника
настолько быстро идет вперед, что материал, заделанный в бе-
тон с целью опыта, может оказаться уже устаревшим, ко'гДа
после 30-летнего нахождения его в бетоне будет доказана его
долговечность.
Напомним, что, поскольку трубопроводы находятся главным
образом в горизонтальном положении, выпуск воздуха из них
возможен только путем принудительной циркуляции воды. Для
того чтобы удалить воздух из изгибов трубопровода, скорость
циркуляции воды должна быть не меньше 0,3 м1сек. Следует
избегать пониженных точек в трубопроводах, так как при опо-
рожнении их в этих местах может оставаться вода и зимой за-
мерзать. Правда, какие бы меры предосторожности ни были
приняты, для полного освобождения трубопроводу от воды поч-
ти всегда приходится прибегать к продувке его сжатым воз-
духом.
99
: Стальные трубы
Во Франции, применяются почти исключительно стальные
трубы диаметром 15/21 мм указанного выше специального сор-
та. Некоторые. специалисты применяют трубы диаметром 20/27
. и. даже 26/34 мм; трубы диаметром 33/42 мм используются для
.оборудования зданий лишь в исключительных случаях. Попытки
применять трубы диаметром 12/17 мм встречают возражения
из-за боязни их засорения. Правда, применение таких труб ме-
нее экономично, чем это кажется с первого взгляда, так как
расход рабочей силы для изгиба их в змеевики практически та-
кой же, как м при трубах большого диаметра.
Считается, что имеющиеся в продаже трубы можно изгибать
в холодном состоянии под углом 180° при условии, что радиус
изгиба должен составлять не меньше пятикратного внутреннего
. 'диаметра трубдо.- Гнутье труб диаметром 15/21 мм производится
большей частью ;в холодном состоянии. Прием, показанный на
рис. 71 и заключающийся в том, что трубы располагается не
'	 РЯС./71? Форма Змеевика, •
-* .позволяющая увеличить
 : 'его длину .на,,-определен:..
ной плоэдад^ /и! произво-
дить изгиб труб’ в хо-
лодном состоянии
• • -I ' -У 
Рис. 72. Вставка футорки с
кольцом в расширенные кон-
цы труб перед сваркой сты-
ков
1 — кольцо; 2 — труба; 3 — сварка
/>..	.1	.....
параллельно друр* Другу, позволяет разместить на определенном
площади большую поверхность нагрева, изгибая п*ри этом трубы
в холодном состоянии.
Сборка таких трубопроводов производится на сварке, так
как всякие соединительные части при .заделке труб в какой-ни-
будь материал, конечно, не допускаются. Само собой разумеет-
ся, ,что сварка1 в этих случаях должна производиться особенно
тщательно. При сварке труб просто впритык Имеется опасность,
что* шов может не выдержать. Некоторые германские и швей-
царские фирмы применяют для этой цели небольшие кольца
шириной 12 ;мм, вводимые в тщательно расширенные для этого
концы стыкуемых труб (рис. 72). Таким способом получаются
отличные сварные соединения. Некоторые строители довольст-
вуются с целью экономии введением одной трубы в другую,
устраивая на последней небольшой раструб; этот способ следует
Н00
считать разумным, однако такое сварное соединение, несомнен-
но, хуже предыдущего.
После изготовления поверхности нагрева, она должна быть
правильно уложена на место для последующей заделки. Под-
клинивание и выравнивание труб является очень-важной опера-
цией, во всяком случае при устройстве подвесных плит с соблю-
дением правила нового французского кодекса, согласно которо-
му трубы должны иметь повсюду защитный слой бетона толщи-
ной не менее 2 см за иключением, может быть, мест под ниж-
ними образующими трубы, где может быть допущена толщина
Рис.- 73. Насос для ис-
пытания на давление
нагревательных панелей
до их заделки в бетон
слоя 1,5 см. Подклинивание может быть иногда сопряжено с
трудностями, так как плиты, в которые заделываются трубы,
далеко не всегда имеют вполне ровную и гладкую поверхность.
Подкладки (необходимой высоты) под трубы рекомендуется де-
лать из бетона такого же состава, как и бетона для заделки
труб. Закрепленные подкладки предохраняют трубы от опуска-
ния при укладке бетона. Нелишне напомнить, что 99% случаев
коррозии труб вызваны неправильностями их заделки.
До укладки бетона панели должны быть подвергнуты испы-
танию давлением, принимаемым обычно равным 30 ат. При ис-
пытании панелей полезно обстукивать молотком сварные сое-
динения, так как возможно, что сварка, выдержавшая давление
45 ат в течение нескольких часов, нарушится при простом про-
стукивании молотком. Такая проверка позволяет, кроме того-,
сократить продолжительность испытания.
Строители, заинтересованные в высокой производительности
груда, должны располагать механизмом для испытания трубо-.
проводов, быстро и легко присоединяемым к испытываемым па-
нелям и даже позволяющим одновременное испытание несколь-
ких панелей. Наиболее удобным механизмом для испытания па-
нелей является, по-видимому, поршневой насос, укрепленный на
бачке для воды (рис. 73).
101
Медные трубы
Медные трубы обладают тем преимуществом, что они по-
ставляются в бухтах большой длины, благодаря чему значи-
тельно сокращается работа по сварке стыков. С другой стороны,
они-Значительно менее прочны, чем стальные, и легко могут
быть повреждены при работе с ними.
Перед заделкой медных труб целесообразно проверить; не
смяты ли они при хождении по ним рабочих на строительстве и
не повреждены ли они при укладке. Нужно устранять всякие
вмятины, которые могут уменьшить на половину или даже на
2/з сечение трубы.
(Дробительные рабочие, имеющие привычку ходить без вся-
ких ^предосторожностей по змеевикам из стальных труб, очень
часто сминают медные змеевики, уложенные на полу; это яв-
ляемсярД1гой из причин, ограничивающих применение медных
труб $а Некоторых строительствах. Целесообразной мерой п-ре-
достброжности является поддержание внутри змеевиков гидро-
статического давления, однако оно недостаточно для того, что-
бы сопротивляться слишком большому давлению извне.
Укладка и особенно крепление к потолку медных труб ма
лого диаметра производятся крайне просто. В американской
практике'слесарь приносит бухту трубы, которую он разматы-
вает, не особенно заботясь о возможности обратного уклона.
Единственно, о чем он беспокоится, это об укладке трубы таким
образом, чтобы она была правильно заделана.
Само собой понятно, что все присоединения должны быть
устроены по мере возможности вне заделки труб. Американцы
рекомендуют производить сварку с мягким присадочным ме-
таллом в виде сплава из 95% олова и 5% антимония. Они пред-
почитают такой сплав обычнему припою из сплава свинца с
оловом. Сварка с мягким припоем из серебра также применяет-
ся для швов между трубами и медными соединительными ча-
стями; Такую сварку следует применять всегда, когда стыки
медных труб заделываются в бетон.
Надзор за заделкой труб
Поскольку заделка труб в бетон лежит на обязанности бе-
тонщиков, инженеры по отоплению слишком часто не уделяют
этой работе никакого внимания, так как они за нее не отвечают.
Однако, испытав на опыте все неприятности, с которыми монтаж-
ники встречаются при обнаружении рано или поздно течи труб,
большинство отопительных фирм осознали, что в их интересах
тщательно наблюдать за работой по заделке труб и давать
строителям необходимые указания, в особенности если они не
имеют в этом деле опыта.
102
ФОРМА ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА
Решетки.
, Змеевики
В начальной стадии развития лучистого отопления инжене-
ры спорили по вопросу о том, как располагать трубы, в виде
решеток или в виде змеевиков, иначе говоря, >в виде параллель-
ных отрезков или в виде непрерывных линий (рис. 74).
Опыт показал, что в решетках
трудно добиться равномерности по-
тери напора и что шоэтому равно-
мерное распределение тепла в зна-
чительно большей мере обеспечи-
вается при расположении труб в ви-
де змеевиков.
Тем не менее, если раополагае-
мый'напор незначителен либо-вслед-
ствие н е д о ста то ч н ого м аном етр и ч е -
ского напора насоса ,либо потому, ‘
ч го циркуляция воды осуществляет-
ся за счет разиюстп ее объемных ве-
сов. панели следует устраивать© ви-
де решеток, стараясь, -конечно, уравновесить пути 'прохождения
воды, а следовательно, и потери напора. Само собой понятно,
что в системах с естественной циркуляцией необходимо, чтобы
трубы имели достаточный уклон, обеспечивающий освобожде-
ние их от воды; это требование вызывает увеличение толщины
плит, в которые заделываются трубы, и ограничивает размеры
решеток.
Змеевики могут иметь самые разнообразные формы (рис. 75,
а—в). Иногда витки их располагаются более тесно около ограж-
дений, с тем ч^обы компенсировать холодное излучение послед-
Рис. 74, Решетки и зме-
евики
а)
'^////////////////7
Рис. 75. Простые и двойные змеевики
них (рис. 76, а и б); иногда трубы укладывают, как показано
на рис. 77, так, чтобы средняя температура двух смежных труб
была , повсюду одинаковой. Такое расположение, целью которо-
го является равномерность температуры поверхности пола, обя-
зательно в тех случаях, когда один змеевик одновременно отап-
юз
Рис. 76. Сближенные витки змеевиков у хо
лодных ограждений
Ил
Рис. 77. Способ
устройства змееви-
ков, позволяющий
получить одинако-
вую среднюю тем-
пературу между
двумя смежными
трубами
ливает несколько помещений. Чтобы обеспечить. более равно-
мерную температуру пола, некоторые инженеры устраивают пе-
рекрестные панели, т. е. панели, включающие два расположен-
ных один над другим змеевика, трубы которых образуют между
собой почти прямой угол. Недостаток этого способа заключает-
ся в том, что увеличивается толщина плиты заделки, если она
является специально нагревательной.
Длина змеевиков определяется диаметром труб, допускае-
мым перепадом температуры и манометрическим напором насо-
са. В большинстве -случаев дли-
на змеевиков не превышает 50 м;
однако иногда ее доводят до
100 м.
Еслц распределительные стоя-
ки имеют значительную длину,
то,змеевики целесообразно при-
Рис. 79. Непосредственное при-
соединение панелей и сосредо-
точение в одном месте венти-
лей, регулирующих несколько
панелей
РЙС/ 78. Присоединение панелей, поз-
воляющее свободное расширение труб
101
соединять лирообразно
для компенсации теп-
лового расширения
труб.
Тиловое пр исоеди -
пение змеевиков, при-
меняемое во Франции,
показано на рис. 78.
Краны для регулирова-
ния отопительных уст-
ройств помещаются
обычно не в самих
отапливаемых помеще-<
ниях, а централизован-
Рис. 80. Пример присоединения панелей,
позволяющего свободное расширение труб
1 — 4 — номера помещений
по, большей частью в вестибюле или в подсобном помещении.
Краны снабжаются надписями, указывающими помещения, уст-
ройства в которых ими регулируются (рис. 79 и 80).
Глава 1.Х
АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ
ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ
А. РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
Следует учитывать два существенных фактора.
1. С о б ст в е н'н у ю тепловую инерцию системы
отопления. Некоторые из отопительных систем обладают не-
значительной тепловой инерцией; это относится, например, к
паровому радиаторному или воздушному отоплению. Другие
системы, наоборот, обладают очень большой тепловой инерцией.
В частности, наибольшей тепловой инерцией обладают, по-види-
мому, системы отопления с обогревом пола и сплошных плит
перекрытий. Тепловая инерция систем с обогревающими подвес-
ными потолками значительно меньше, хотя она, по-видимому,
все же больше тепловой инерции водяного отопления с радиа-
торами. Во всяком случае, как только панель нагревается, она
немедленно начинает отдавать излучением тепло телу человека,
в то время как конвективное отопление должно постепенно по-
вышать температуру воздуха, что является существенным фак-
тором тепловых ощущений при такой системе.
2. Тепловую инерцию здания. Одно и то же коли-
чество тепла, выделяемого внутри здания, может обогреть зда-
ние изнутри быстрее или медленнее, в зависимости от его харак-
тера и конструкции. Так, например, старые здания с каменными
105
стенами толщиной 0,5 м обладают настолько значительной теп-
ловой инерцией, что быстрое увеличение теплоотдачи в поме-
щениях повышает-в/Них результирующую температуру медлен-
но; при внезапном уменьшении теплоотдачи температура в по-
мещениях понижается также медленно.
Воздушные термостаты. Наиболее старый способ регулирова-
ния, температуры воздуха внутри помещений заключается в уп-
равлении отопительным прибором посредством так называемо-
го воздушного термостата, регулирующего теплоотдачу в зави-
симости от температуры внутреннего воздуха. Такие термостаты
могут быть пропорционально действующими либо в заданных
пределах, либо по принципу «открыть—закрыть». Термостат
последнего типа, отрегулированный на 18е, полностью выклю-
чает поступление теплоносителя, как только температура во?-
духа в помещении превысит 18,5°, и, наоборот, восстанавлвдает
циркуляцию теплоносителя, как только эта температура опус-
тится ниже 17,5°.
Такое вмешательство, однако, запаздывает, поскольку по-
верхность' нагрева будет продолжать отдавать тепло и после то-
го, как циркуляция теплоносителя будет приостановлена и, с
другой стороны, потребуется некоторое время для того, чтобы
вновь разогреть остывшую уже поверхность нагрева.
Таким образом, температура внутреннего воздуха будет про-
должать соответственно повышаться или понижаться тем доль-
ше, чем больше тепловая инерция отопительного устройства.
Если, например, термостат помещения полностью прекратит
циркуляцию теплоносителя в панели пола, то отдача тепла, ак-
кумулированного в полу, будет в течение более или менее дли-
тельного времени продолжаться.
Из изложенного следует, что регулирование температуры
при помощи воздушных термостатов непригодно для лучистого
отопления за исключением, может быть, систем отопления с
обогревом очень легких потолков.
Регуляторы наружного действия (рис. 81). В связи с изло-
женными выше соображениями стали прибегать к прибору, на-
зываемому либо «регулятором наружного действия», либо «на-
ружным термостатом». Прибор этот автоматически устанавли-
вает надлежащее соответствие между температурами теплоно-
сителя и наружного (воздуха.
Температура внутреннего воздуха поддерживается прибором
на требуемом уровне при данной температуре наружного воз
духа. Следовательно, если, например, температура наружного
воздуха понижается, то температура панелей постепенно повы-
шается/ в то время как теплопотери через ограждения здания
увеличйваются. Отсюда следует, что для обеспечения эффектив-
ного и относительно точного регулирования температуры долж-
но быть соблюдено определенное соответствие тепловой инер-
ции самой системы отопления и здания.
106
Рис. 81. Схема регулировки системы лучистого отопления в зависимости
от температуры наружного воздуха
I — расширитель; 2 — Наружный зонд; 3 — регулятор наружного действия; 4 — тер-
мостат, ограничивающий температуру 55°; б —• зонд горячей воды; 6 — предвари-
тельная регулировка; 7 — аквастат; 8 — результирующий зонд среды
Нели тепловая инерция отопительной системы значительно
меньше тепловой инерции здания, следует предусматривать за-
медляющие реле, задерживающие повышение температуры по-
верхностей (нагрева так, чтобы их теплоотдача начала возрас-
тать лишь после того, как увеличатся теплопотери помещения.
По-видимому, это не относится к системам лучистого отопления
с обогревом пола посредством труб, заделанных в бетон. В этом
случае можно, наоборот, опасаться слишком большой тепловой
инерции системы отопления по сравнению с тепловой инерцией
здания. Поэтому отопление с обогревом пола и в особенности
с обогревом посредством сплошных плит перекрытия не подхо-
дит для такого автоматического регулирования за исключением
случаев, когда и само здание обладает известной тепловой
инерцией.
Во всяком случае удовлетворительное регулирование систем
лучистого отопления может быть осуществлено, по-видимому,
только регуляторами, управляемыми внешними метеорологиче-
скими условиями.
Такие регуляторы могут действовать под влиянием одной
только* температуры наружного воздуха, если действие датчика
зависит только от конвекции. Однако датчики могут быть вы-
полнены чувствительными также и к солнечному излучению.
Необходимо при этом, чтобы отношение между коэффициентами
107
излучения й конвекции было приблизительно таким же, как и
для рассматриваемого здания.
; Такие приборы большей частью не чувствительны к ветру,
однако можно осуществить приспособление, обогреваемое элек-
тричеством и реагирующее, как и само здание, на термические
воздействия температуры и скорости движения наружного воз-
духа, а также и на солнечное излучение.
Дополнительный воздушный термостат. Какие бы ни были
приняты меры для управления системой отопления, даже с уче-
том тепловой инерции как самой системы, так и здания, часто
бывает нужным снабдить установку воздушным термостатом,
корректирующим в случае надобности действие регулятора на-
ружного действия.
Такой воздушный термостат может, например, выключить
отопление или по крайней мере понизить температуру теплоно;
сителя, если по какой-либо причине (выделение тепла внутри
здания, солнечная инсоляция и т. п.) температура будет иметь
тенденции* необычно повышаться. И, наоборот, он повысит тем-
пературу теплоносителя, если температура внутреннего возду-
ха будет иметь тенденцию понижаться.
Места расположения этих воздушных термостатов не должны
подвергаться особым воздействиям инсоляции или ветров. Вен-
тиляция этого помещения должна быть такой же, как и в дру-
гих помещениях здания, т. е. окна его не должны открываться
в неположенное время. Для того чтобы иметь уверенность, что
температура во всех помещениях будет во всяком случае не ни-
же заданной, необходимо поместить этот воздушный термостат
в помещенйи с наиболее неблагоприятными условиями.
На такие воздушные термостаты должна, конечно, воздейст-
вовать не только температура воздуха, как это, к сожалению,
обычно имеет место. Они должны реагировать на результирую-
щую сухую температуру; следовательно, их следует помещать
внутри оболочки (шаровой или цилиндрической) результирую-
щего термометра.
Регулирование температуры по зонам и распределительным
сетям. Если здание имеет различно ориентированные фасады,
иногда необходимо предусматривать отдельные распределитель-
ные сети для каждого из этих фасадов. По существу это две
отдельные системы, которые могут иметь общий источник тепла,
но должны иметь отдельные независимые регулирующие уст-
ройства, например наружный регулятор, чувствительный к сол-
нечному излучению, и воздушные термостаты.
РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
; Регулирование путем подмешивания холодной воды. В систе-
мы лучистого отопления почти всегда включен циркуляционный
насос; поэтому возможно, имея воду, доведенную в котле до
максимальной температуры, получать теплоноситель более низ-
108.
кой температуры, подмешивая обратную воду к этой слишком
горячей воде. Регуляторы температуры действуют в этом слу-
чае на смесительный вентиль, регулирующий поступление об-
ратной воды в надлежащей пропорции. Если система разделена
на отдельные зоны, то целесообразно иметь отдельный цирку-
ляционный насос для каждой из сетей, обслуживающих эти
зоны.
Такое регулирование температуры путем подмешивания об-
ратной воды неизбежно и в тех случаях, когда котел отопитель-
ной системы должен обеспечивать горячей водой также и сани-
тарные или бытовые нужды. Котел работает в этих случаях при
постоянной температуре, например 90°, и регулирование отоп-
ления осуществляется в каждой из распределительных сетей пу-
тем понижения температуры теплоносителя подмешиванием
надлежащего количества обратной воды.
Регулирование непосредственным воздействием на котел.
В особо простых случаях, когда котел питает только отопитель-
ную сеть, регулятор наружного действия может управлять непо-
средственно механической угольной тонкой или нефтяной фор-
сункой.
Регулирование непосредственным воздействием на циркуля-
ционный насос. В связи с тепловой инерцией излучающих пане-
лей регулировка температуры теплоносителя может также осу-
ществляться посредством термостата, действующего по принци-
пу «открыть — закрыть» и управляющего работой циркуляцион-
ного насоса. Иначе говоря, термостат в зависимости от надобно-
сти может остановить насос или вновь привести его в действие.
Этот принцип сравнительно мало применяется во Франции,
так как при значительной тепловой инерции поверхностей на-
грева, таких, как нагревательные плиты, для их разогрева мо-
жет потребоваться довольно продолжительное время, в течение
которого отапливаемые помещения будут продолжать охлаж-
даться.
Такое регулирование путем воздействия на насос достигает-
ся в некоторых случаях прерывной работой насоса. Это значит,
что насос работает в Течение определенного времени, затем на
определенное время останавливается в соответствии с ритмо?л,
диктуемым потребностью в тепле. Такой способ обладает тем
недостатком, что в плитах около труб возникают резкие коле-
бания температуры.
Примечание. Некоторые американские авторы, в частности
Хайнс [20], считает необходимым обеспечивать непрерывное
распределение тепла во избежание колебаний температуры
поверхностей нагрева. Такая предосторожность необходи-
ма лишь в случаях, когда на результирующую сухую
температуру воздействует в значительной мере непосредст-
венное излучение поверхности нагрева. Это имеет место, в
частности, когда при системе с подвесными излучающими па-
109
нелями результирующая сухая температура на несколько
градусов выше температуры воздуха по сухому термометру.
Если же эта результирующая температура повышается от
излучения поверхности нагрева (в особенности пола) лишь
на половину градуса, такая предосторожность излишня.
Она позволяет, однако, добиться более точного регулирова-
ния результирующей сухой температуры внутри помещений.
Напомним, что такие колебания результирующей -сухой
температуры, вызванные колебаниями температуры поверх-
ностей нагрева, используются иногда для создания перемен-
ных тепловых ощущений, поднимающих в ряде случаев то-
нус деятельности человека.
Б. РЕГУЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА
Регулирование таких систем имеет целью:
1) поддержание постоянной заданной разницы между тем-
пературой наружного и внутреннего воздуха, например 6, 7 или
8?;
2) предотвращение падения температуры охлаждающих по-
верхностей (если это заделанные в бетон трубы) или самих
трубопроводов (если дело касается потолка с открытыми, неза-
деланными трубами) ниже точки росы.
Исходя из этого, регулирование часто устраивают следую-
щим образом.
Датчик, находящийся внутри помещения, связан с другим
датчиком, реагирующим как на температуру наружного возду-
ха, так и на солнечное излучение. Функцией этой аппаратуры
является регулирование на требуемом уровне температуры хла-
доносителя. Регулирование может осуществляться в отдельных
случаях путем смешивания хл а доносителей разной температуры,
подобно тому как это делается в системах отопления.
Если существует опасность понижения температуры охлаж-
дающих поверхностей ниже точки росы, то такое регулирование
должно быть дополнено прибором, следящим, с одной стороны,
за температурой наиболее холодной части наиболее охлаждае-
мой поверхности и, с другой стороны, за температурой, при ко-
торой наступает конденсация водяных паров. Температура хл:ь
доносителя должна поддерживаться на таком уровне, чтобы
температура наиболее холодной поверхности была по крайней
мере на 3* выше точки росы.
Последняя должна, конечно, определяться в помещениях с
наиболее высокой относительной влажностью воздуха, возни-
кающей как вследствие большой плотности' населения в поме-
щении, так и вследствие возможного выделения в помещении
паров из других источников.
Если датчик определяет точку росы в другом помещении,
нужно предусматривать больший коэффициент запаса.
110
Однако, такая система часто подвергается критике. Как ; о-
казал опыт, воздушные термостаты нежелательны в системах
лучистого отопления в связи со значительной тепловой инерцией
панелей за исключением систем с подвесными обогревающими
потолками.
Некоторые конструкторы удовлетворяются работой системы
с постоянной производительностью холода, которую все же
можно регулировать вручную в течение летнего сезона. При та-
ких условиях поддерживаемая разность температуры наружного
и В11утрепнего воздуха является постоянной, т. е. внутренняя
температура повышается одновременно с наружной.
Если в системе не имеется отдельных распределительных
сетей для каждого фасада здания, то в комнатах, обращенных
на солнечную сторону, понижение температуры будет значи-
тельно меньшим, чем в комнатах, выходящих на теневую сторо-
ну. Это тем более досадно, так как комнаты дневного пребыва-
ния часто выходят на солнечную сторону здания.
Поскольку охлаждающие устройства функционируют обычно
лишь несколько дней в году, можно примириться с тем, что в
наиболее жаркие дни обитатели дома будут находиться преи-
мущественно в затененных комнатах, чтобы воспользоваты я
прохладой, так же как и зимой в квартирах, не имеющих цен-
трального отопления, жильцы находятся преимущественно в
единственной отапливаемой в квартире комнате.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ, ОТНОСЯЩИЕСЯ
К СИСТЕМАМ ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ
I
Глава 2.1
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ПО ПОВЕРХНОСТИ
НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПАНЕЛИ
До рассмотрения физиологических проблем, возникающих в
связи с тепловыми ощущениями при лучистом отоплении, сле-
дует в общих чертах рассмотреть, как распределяется темпера-
тура на потолочных панелях и в особенности на панелях пола.
Если нанести в виде ординат поверхностную температуру
в различных точках панели, приняв за начало абсцисс верти-
каль, проходящую через ось одной из труб, а за ось абсцисс пер-
пендикуляр к осям этих труб, то полученные кривые имеют фор-
му синусоиды (рис. 82). Максимальные температуры 0Mai(v бу-
дут, очевидно, иметь место на вертикалях, проходящих через
центры труб, а минимальные —в середине промежутков
< ! ।
Рис. 82. Распределение температуры по по-
верхности нагревательной панели
между трубами. При прочих равных условиях амплитуда коле-
баний температуры, или разница между максимальной и мини-
Ш1льнрй температурой, зависит от расстояния между трубами1,
от толщины слоя й теплотехнических свойств материала задел-
1 Под расстоянием между трубами следует понимать здесь и далее рас-
стояние между центрами труб. (Прим, перев.)
112
ки над их верхними образующими. Чем меньше расстояние меж-
ду трубами или чем больше толщина слоя материала заделки,
тем слабее выражена волнообразная форма кривой, стремя-
щейся в пределе к прямой линии при соприкасающихся между
собой трубах и при очень толстых плитах (рис. 83), и, наоборот,
чем больше расстояние между трубами или чем тоньше слой
материала заделки, тем амплитуда колебаний температуры
больше.
Кривая изменения температуры отдельной трубы имеет фор-
му, показанную на рис. 84.
Расстояние между трупами. d в см
Рис. 83. Температура поверхности панели
(толщина слоя бетона е равна приблизи-
тельно 2 см). Сплошные кривые относятся
к температуре потолка, пунктирные — к
температуре пола (кривые были получены
при нагревании либо всех труб, либо через
одну, через две или через три)
Рис. 84. Распределение тем-
пературы для изолирован-
ной трубы, заделанной в
толстую плиту (сплошную)
а — температура у пола; б —
температура у потолка; 1 — ли*
нолеум; 2 — труба диаметром
15/21 мм
Кроме того, при прочих равных условиях разница между
максимальной и минимальной температурой значительно боль-
ше для потолка, чем для пола, так как конвекция оказывает
меньшее влияние на потолок.
Цифровое выражение. Для того чтобы рассчитать
теплоотдачу шанели, необходимо определить, исходя из этих
кривых, ее среднюю температуру 0ср. Поскольку синусоиды не
очень правильны, эта температура не является средней арифме-
тической максимальной и минимальной температуры, она бли-
8 Зак. 335
113
же к минимальной, чем к максимальной. В частности, для по-
толка среднюю температуру принимают
Е;	9ср = 0,349иакс + 0,669^.
Синусоида для пола более правильна. При точных расчетах
для пола принимают 9ср = 0,45 9макс-J-0,55 0d/2, хотя в практике
•Часто считают
а ___ 9макс ~Ь 9^/2
СР ~ о
С физиологической точки зрения, важна только средняя тем-
пература потолка; иначе говоря, разница между максимальной
и минимальной температурой потолка не имеет значения.
Для пола, наоборот, необходимо принимать во внимание
величину максимальной температуры. 9накс, поскольку ступня
йюжет оказаться и оставаться длительное время.над осью трубы.
Если нанести для данной панели, т. е. для определенной тем-
пературы теплоносителя и для установленной толщины слоя
материала заделки над трубами, колебания средней и макси-
мальной температуры в функции расстояния между трубами,
то получатся кривые, показанные на рис. 85.
Рис. 85.. Колебания температуры поверхно-
сти плиты пола в функции расстояния меж-
,	' ду центрами труб d в см
Кривая а — средняя температура тонкой плиты
д	(e3S2-r 3 см); кривая б — средняя температура
толстой плиты (е=10 см); кривая в — приблизи-
тельная; максимальная температура^ таких двух
плит
; - Величина 90 при d=D соответствует ’равномерной темпера-
туре, .которая имела бы место на поверхности панели, если бы
трубц' были заменены металлической плитой, равномерно нагре-
ваемой и проходящей через средние верхние образующие труб.
Колебания 6ср в функции d являются мерилом колебаний теп-
лоотдачи панели в зависимости от расстояния между трубами.
Эта теплоотдача, согласно соображениям, изложенным в треть-
114
ей части книги, выражается величиной Q- а Оср ккал/м* час,
где
для пола .	.	.	« =8
>	потолка « .	.а =5,7
>	стен . . .	„ \ а =6,6
причем а выражается в ккал/мг час, а 6ср — в градусах сто-
градусной шкалы.
Разница между максимальной и минимальной температурой
зависит при одинаковом расстоянии между трубами от толщи-
ны слоя материала заделки над трубами. Нагревательные бе-
тонные плиты пола выполняются большей частью двух следую-
щих типов
1. Отдельные плиты, уложенные поверх перекрытия и имею-
щие поэтому минимальную толщину. В таких плитах над тру-
бами диаметром 15/21 мм имеется слой бетона толщиной 2—3 см
и покрытие толщиной от 0,5 до 1 см, состоящее либо из плиток,
либо из линолеума или резинового ковра, либо из наборного
паркета. Общая толщина этих слоев над труб’ами составляет от
3 до 4 см.
2. Сплошные плиты, в которых над трубами диаметром
15/21 мм имеется слой бетона толщиной 8—10 см и такое же,
как указано выше, покрытие.
Для обоих типов плит достаточно знать колебания макси-
мальной температуры в зависимости от расстояния между тру-
бами.
Как показывает опыт (вопрос о влиянии расстояния между
трубами мы рассмотрим ниже более подробно), кривая зна-
чений 0ср можег быть выражена с достаточным приближением
уравнением
0cp = O.41^W(l,8-d)]	(2.1)
(где d в л), причем Ь — 1 для отдельных плит (е=2-5-3 см) и
Ь = 0,8 для сплошных плит (е=8-5-1О с.и).
Значения максимальной температуры 0манс могут быть так-
же выражены с достаточной точностью уравнением
<Uc = Ml-«*(1.8-<*)].
где с=0,65 как для .отдельных ллит (е=2-гЗ см), так и для
сплошных плит (е=8-И0 см).
1 В приведенном ниже изложении мы предполагаем, что трубы, образую-
щие панели, стальные диаметром 16/21 мм. Если применяются трубы другого
диаметра, можно производить расчет по более общей формуле главы З.П.
Это относится и к случаю плиты другой толщины; однако если применяются
трубы диаметром 15/21 мм, то можно удовлетвориться интерполяцией ука-
занных ниже величин.
8*
115
Следовательно, для всех обычно применяемых плит
вмакс = 00 [1 - 0,55^ (1,8 - d)] .	(2.2)
В качестве приближенного среднего значения, действитель-
ного для всех плит, можно принять
бмакс = V0О + 4 °с₽-	'	(2-3)
4	4
Как будет изложено в главе 2.II, при разработке проекта мо-
жет потребоваться определение максимальной температуры на
поверхности пола над осями труб,- заделанных в плиту пола,
для того чтобы установить, допустима ли эта температура с фи-
зиологической точки зрения.
Зная геометрические характеристики плиты, т. е. end, так
же как и теплотехнические характеристики 7’ и Л, можно:
1	) • определить путем расчета или при помощи графиков
№ 1—3 поверхностную температуру 0о, соответствующую рас-
стоянию между трубами, равному нулю, и среднюю температу-
ру Ар пРн расстоянии между трубами d;
2	) затем рассчитать при помощи приведенных выше формул
максимальную температуру вМ11(е по линиям над осями труб.
Эти сведения позволяют судить, допустима ли эта темпера-
тура Омаке. с физиологической точки зрения, в соответствии с
соображениями, изложенными в главе 2.II. В противном случае
она может быть понижена либо путем понижения температуры
теплоносителя, либо путем увеличения расстояния между тру-
бами при условии, что теплоотдача панели останется достаточ-
-ной *,
Глава 2.II
ПРЕДЕЛЬНАЯ ДОПУСКАЕМАЯ ТЕМПЕРАТУРА
ИЗЛУЧАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Как все новые системы, системы лучистого огопления, по-
толочная или с обогревом пола, подвергаются иногда критике
со стороны обитателей помещений, отапливаемых таким спосо-
бом. При потолочном отоплении некоторые лица жалуются на
чрезмерно высокую температуру на уровне головы; отмечены
также случае «теплового удара».
При отоплении же с обогревом пола многие, наоборот, ука-
'зываЮт на слишком высокую температуру ступни и по «стечении
1:	В главе 2.II приведена формула, позволяющая судить, допустима ли,
'с физиологической точки зрения, температура пола, пользуясь для этого ис-
ключительно величинами вср и 60 и не производя расчета значения 0макс.
116
некоторого 'времени на неприятное чувство усталости в ногах.
Некоторые женщины, в частности, жалуются на то, что отопле-
ние с обогревом пола вызывает у них расширение вен на ногах,
хотя этот факт, по-видимому недостаточно изучен.
Некоторые жалобы были, несомненно, справедливыми, так
как системы лучистого отопления плохо выполнялись и пол или
потолок доводились либо в отдельных точках, либо по всей их
поверхности до слишком высокой температуры.
Однако следует учитывать, что при одних и тех же условиях
для некоторых людей ощущения будут нейтральными или даже
приятными, в то время как другие будут находить их неприят-
ными. Очевидно при крайних условиях мнения будут практиче-
ски единодушными, однако при средних условиях, приблизи-
тельно соответствующих ощущению комфорта, мнения могут
расходиться.
Таким образом, не существует таких условий, которые удов-
летворяли бы всех, и можно лишь установить процент лиц, удов-
летворяемых каждым из различных осуществленных условий.
Более того, тепловые ощущения зависят от общего физиоло-
гического состояния человека; на них, в частности, оказывает
влияние пищеварение. Оценка условий может быть поэтому раз-
личной не только со стороны различных людей, но даже со сто-
роны одного и того же человека в различные часы дня.
Такие физиологические показатели могут быть, очевидно,
определены только путем наблюдений в натуре за достаточно
большим числом людей. Если число лиц, подвергаемых испыта-
нию, недостаточно велико, надо тщательно оценивать суждение
каждого субъекта с учетом объективных условий. До сих пор
обычно удовлетворялись тем. что придавали одинаковое значе-
ние суждению всех наблюдаемых лиц, что является, может быть,
ошибочным, поскольку при этом суждению старого человека или
человека особенно зябкого придается такое же значение, как
и суждению молодого нормального человека, который ближе
к среднему человеку1.
Следует отметить, что предельные температуры нагреватель-
ных поверхностей, устанавливаемые по физиологическим сооб-
ражениям, которые будут нами изложены ниже, имеют место
в течение года лишь в исключительных случаях. Они соответ-
ствуют максимальному предельному режиму системы, следова-
тельно, наиболее суровым внешним условиям. Поэтому при ус-
ловиях среднего режима работы системы отопления процент не-
довольных будет меньше, чем при работе ее на максимальную
мощность, так как в первом случае температура поверхности
нагрева — пола или потолка — будет значительно ниже допу-
скаемых пределов.
1 Все зависит от подбора группы лиц, подвергаемых испытанию.
117
А. ПОТОЛОЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ
Выбор критерия. Прежде всего необходимо было отыскать
и исследовать причину неприятного ощущения, вызываемого
иногда -чрезмерным излучением потолка на голову.
По этому вопросу были проведены многочисленные исследо-
вания как теоретические, в частности немцами — путем опреде-
ления количества тепла, воспринимаемого плоской поверхностью
на уровне головы, так и экспериментальные, например выпол-
ненные Кренко путем наблюдений над 150 лицами.
4-..} Мы тщательно изучили как исследования, выполненные нем-
цами, так и английские опыты; мы также провели эксперимен-
тальные исследования над ограниченным числом людей и, нако-
нец, мы пытались исследовать некомфортные условия, вызывае-
мые конвективным отоплением, когда температура воздуха по
всей высоте помещения различна.
В итоге после тщательного обсуждения всех этих результа-
тов мы пришли к заключению, что лучшим критерием тепловых
ощущений является разность результирующей температуры в
уровнях головы и ступни (независимо от того, относится ли
это к конвективному или к лучистому отоплению) при условии,
конечно, что температура в уровне ступни соответствует благо-
приятному тепловому ощущению.
Исследование различных статистических данных привело нас
к выводу, что 90% обитателей жилых домов удовлетворены, ког-
да разница между результирующей температурой в уровнях
головы и ступни меньше Г для сидящих и меньше 2° для стоя-
щих, если, разумеется, сухая результирующая температура в
уровне ступни равна приблизительно 18’М.
Исходя из изложенных соображений и из того положения,
что при лучистом отоплении температура воздуха в уровнях го-
ловы и ступни почти одинакова, мы пришли к заключению, что
разница между результирующей сухой температурой в уровнях
голойы' и ступни должна составлять 0,5° для лиц, находящихся
в сидячем положении, и ГМ — для лиц стоящих. (Такой же ре-
зультат получается и при конвективном'отоплении, если разница
между температурой воздуха в уровнях головы и ступни состав-
ляет Г для сидящих людей и 2’ для стоящих. Разница между
результирующей температурой в уровнях головы и ступни со-
ставляет при этом также 0,5вМ для сидящих людей и ГМ для
стоящих, поскольку в этом случае средняя радиационная тем-
пература почти одинакова на обоих этих уровнях.
В итоге мы примем в качестве критерия разницу между сред-
. ней радиационной температурой в уровнях головы и ног в 1’
для сидящих людей и в 2* для стоящих.
118
Можно задать вопрос, почему 2° для людей стоящих и толь-
ко Г для сидящих. Во-первых, потому, что наблюдения в нату-
ре показывают, что при таких условиях процент лиц, удовлетво-
ренных и недовольных почти одинаков, а этот факт уже сам по
себе вполне достаточен. Однако следует попытаться дать объяс-
нение принятой разнице. Она вызывается, вероятно, тем обстоя-
тельством, что люди в сидячем положении неподвижны, а стоя-
щие люди находятся более, или менее в движении. Для людей
стоящих (см. главу 1.V) радиационная температура меньше
влияет на результирующую сухую температуру, а следователь-
но, и на их тепловые ощущения. Кроме того (практическое
соображение, которым нельзя пренебрегать), оба критерия при-
водят к почти одинаковым пределам температуры потолка.
Этот критерий, основанный в конечном счете на разнице
между результирующей сухой температурой в уровнях головы и
ступни, обладает тем преимуществом, что он дает возможность
сравнивать комфортные условия при лучистом и при конвектив-
ном отоплении.
Наблюдения над многочисленными системами отопления с
радиаторами и конвекторами, которые легко произвести, в до-
полнение и в подтверждение наблюдений над системами лучи-
стого отопления позволяют статистически установить процент
недовольных лиц в зависимости от разницы между результирую-
Рис. 86. Кривая, построенная частич-
но по данным Крепко и показыва-
ющая процент недовольных в зависи-
мости от разности средней радиа-
ционной температуры в уровнях го-
ловы и ступни (для лиц в сидячем
положении, жалующихся после пре-
бывания в течение получаса на ощу-
щение чрезмерного тепла <в голове и
не испытывающих неприятного ощу-
щения в остальных частях тела)
щей сухой температурой в уровнях головы и ступни. (Предпола-
гая, конечно, что результирующая сухая температура в уровне
ступни составляет от 18 до 19°М).
Построив диаграмму (рис. 86) (в соответствии с непосред-
ственными опытами Крепко), можно предвидеть вероятное ко-
личество недовольных при каких-либо потолочных панелях, если
119
рассчитать (например, методом, приведенным в конце настоя-
щего раздела) разницу между средней радиационной темпера-
турой в уровнях головы и ступни. Такая диаграмма позволяет
также, измеряя эту разницу при помощи результирующего сухо-
го термометра при испытании системы, предвидеть приблизи-
тельное количество недовольных.
Определение допустимых пределов температуры панелей.
Приняв изложенные выше физиологические основы, можно оп-
ределить путем расчета, насколько максимальная температура
поверхности нагрева, находящейся на_ потолке, должна превы-
шать температуру окружающей среды, для того чтобы вызвать
предельную радиационную температуру в уровнях головы и
ступни человека, находящегося под центром излучающей по-
верхности.
 Разница между температурой в обоих этих уровнях (головы
и стулнц) зависит, очевидно, при всех прочих равных условиях
от следующих факторов (рис. 87): от формы и площади пане-
ли; от высоты помещения; от температуры панели.

Рис. 87. Зависимость ра-
диационной температу-
ры на уровнях головы и
ступни от телесных уг-
лов а и 3» под кото-
рыми из этих двух точек
видна поверхность нагре-
ва
t Поскольку радиационная температура зависит при одной и
той} же температуре панели от телесного угла, под которым от
^суйни и!от! головы видна поверхность нагрева, допустимая тем-
'^рратура'последней будет тем выше, чем больше высота поме-
Й’ения,
......-/Эта допустимая температура (очень .высокая для поверхно-
сти, напрева, видимой под очень малым углом и находящейся
на большой высоте, что представляет собой случай солнца) по-
нижается при малых высотах по мере увеличения площади па-
нели. Она проходит через минимум, затем с увеличением пло-
щади панели начинает, снова повышаться. ,
Ь' ' В.'результате, всех наших исследований и опытов мы соста-
вили графики (рис. 88 и 89). График на рис. 88 дает в зависи-
мости от- высоты помещения и от размеров панели превышение
температуры панели над температурой окружающей среды, при
котором разница между средней радиационной температурой
120
в уровнях головы и ступни составляет для сидящего человека Г.
.График на рис. 89 показывает в зависимости от тех же показа-
телей превышение температуры панелей над температурой окру-
жающей среды, при котором разница между средней радиацион-
ной температурой в уровнях головы и ступни составляет для
стоящего человека 2е.
Приведенные графики соответствуют простому случаю круг-
лой панели. Если панель имеет другую геометрическую форму:
квадрата, прямоугольника, кольца или замкнутой прямоуголь-
ной рамы, то следует определить радиус круглой панели, имею-
щей тот же центр и физиологически эквивалентной. Он находится
из следующих формул [14].
Рис. 88. Физиологические пределы температуры потолочных панелей (для
сидящего человека). Температура панелей, дающая разницу в 1° между
средней радиационной температурой на уровнях головы и ступни, при раз-
личных размерах панелей (для сидящего человека). Высота помещения
показана на соответствующих кривых
121
Рис. 89. Физиологические пределы температуры потолочных панелей (для
стоящего человека). Температура панелей, дающая разницу в 2° между
средней радиационной температурой на уровнях головы и ступни, при
различной высоте помещения и при различных размерах панелей (для
стоящего человека). Высота помещения показана на соответствующих
кривых
: 1., Дугя квадратной панели со сторонами а. Ра-
диус эквивалентной круглой панели равен
/? = 0,56а.
2. Для прямоугольной панели со сторонами
а и Ь. Такая панель эквивалентна круглой панели, радиус кото-
рой равен
3. Для поверхности в виде кольца или замк-
нутой рамы. В некоторых случаях (обогревающие карнизы)
нагревательная поверхность состоит из замкнутой полосы рав-
122
номерной ширины, опоясывающей по-
толок (рис. 90). Рассматривая эту по-,
верх1ность как разность двух прямо-
угольников, имеющих общий центр, на-
зовем через А*, и /?2 радиусы круглых
панелей, эквивалентных прямоуголь-
никам.
Рис. 90. Панель в виде
замкнутой рамы
Примем следующие обозначения:
Ti — температура, которую должна
была бы иметь круглая панель радиу-
сом для того чтобы разница между
радиационной температурой в уровнях головы и ступни стоя-
щего человека составляла 2° (рис. 89); Т2 — температура, ко-
торую должна была бы иметь круглая панель радиусом /?2, на-
греваемая по всей площади, для того чтобы разница между ра-
диационной температурой в уровнях головы и ступни стоящего
человека составляла 2° (рис. 89). Т — температура, которую;
должна иметь прямоугольная полоса, эквивалентная кольцу с
iinvi'peiiiiiiM hi наружным радиусами и /?_>, для того
чтобы разница между температурой в уровнях головы и ступни
сидящего человека составляла 1°; ft, f2 и f — соответствующие
температурные факторы.
Тогда искомая температура Т определяется из зависимости:
/г г/
Л Л
Пример. Предположим, что прямоугольники ABCD и
A'B'C'D' эквиваленты круглым панелям радиусами соответствен-
но /?1 = 1 м и 7?2=2 м\ высоту помещения примем равной 3 лг, лю-
ди в помещении стоят. Согласно графику на рис. 89, имеем
7\ = 23°; Л Л = 25°; Т2 = 13°; /2 Т2 = 13°, откуда
fT =----— = 27
.	13
и 7'=25°.
Та-ким образом, хотя кольцо имеет площадь, в 3 раза боль-
шую, оно может иметь температуру на 2° выше, чем круглая
центральная панель. Этот расчет показывает всю выгоду кольце-
вых поверхностей, обладающих, кроме того, и преимуществом
более равномерного распределения тепла в помещении.
Если температура Т ниже 20°, можно в порядке первого
приближения пренебречь влиянием температурных факторов и
принять
? = Т\Г2
123
Сравнение с нормами, принятыми разными авторами. Ввиду
важного значения этих пределов температуры интересно срав-
нить результаты, к которым пришли отдельные исследователи,
идя различными путями.
. Результаты, полученные Кренко, имеют то преимущество,
что они основаны на теоретических исследованиях и на опытах
приблизительно над 150 лицами. Нормы, принятые в Германии
в результате наблюдений и подробных исследований Кольмара
и Лизе, основаны главным образом на теоретических соображе-
ниях и частично на опытах Кренко. Наши выводы, вначале
теоретические, основанные на опытах Кренко, были затем про-
верены на небольшом числе людей.
. . указывается прежде всего, что результаты, полученные
$ОЛьмаром и Лизе, совпадают в отношении влияния формы
Поверхностей с нашими выводами. Наш метод эквивалентных
кругов является, по-видимому, более общим и применим к коль-
цеобразным поверхностям, в то время как «факторы формы»
. Кольмара—Лизе действительны только в отношении прямо-
угольников.
В табл. 1 приведены пределы температуры (по стоградусной
шкале), указываемые разными авторами для определенного
числа примеров. (В нормах Кольмара—Лизе и Миссенара пер-
вые цифры относятся к человеку в сидячем положении, а вто-
рые — к человеку стоящему).
Довольно значительные расхождения имеют место для сидя-
чего человека. Это объясняется различием исходных положе-
Ж	„ л
-ц.	Таблица 1
^Сравнение предельной температуры потолочных панелей по данным Кренко
, . и, Кольмара — Лизе, а также по графикам Миссенара
Квадрат со стороной в м	Радиус эк- вивалент* ней круг- лой пане- ли в ж	Автор	Высота расположения панели Н в см			
			250	300	350	400
		Кренко	42,6	57	73,5	
1.3	0,725	Кольмар—Лизе	31 40	44 54		
		Миссенар	40 34	57 49	71 65	
		Кренко	36,6	46,6	58,6	.71,8
1,8	/ *	Кольмар—Лизе	28 34	34 43	44 54	54
		Миссенар	32 30,5	43 41	58 56	71 69
124 ...
Продолжение
Квадрат со стороной в м	Ы ' • • о О» О. Я X 3 * в в 5а«« " я X о о х Q, Йв ч ч	Автор	Высота расположения панели Н в см			
			250	300	350	400
		Кренко	29,4	33,9	39,5	46
2,85	1,6	Кольмар—Лизе	24 28	28 34	32 40	38 48
		Миссенар	28 27,5	32 32,5	39 41	47 50,5
		Кренко	27,6	30,6	34,5	38,9
3,6	2	Кольмар—Лизе	23 25	25 32	29 36	33 42
		Миссенар	27 27	30 31	34,5 36,5	40 43,5
		Кренко	26	29	31,5	
4	2,2	Кольмар -Лизе	22	25	25 30	28 34	
		Миссенар	26,5 27	29,530,5	33 35	
ний. С другой стороны, имеется очень хорошая согласованность
данных четырех авторов в отношении стоящего человека. Этот
случай является, впрочем, наиболее общим, поскольку редко
может случиться, чтобы все люди, находящиеся .в помещении,
все время сидели. Поэтому мы считаем возможным рекомендо-
вать применение графика, относящегося к стоящим людям
(рис/ 89).
Случай излучающих панелей, расположенных
в производственных помещениях на некоторой высоте
над полом
Приведенные результаты применимы и к излучающим пане-
лям, расположенным на некоторой высоте в помещениях боль-
ших размеров в плане, при условии определения средней тем-
пературы «фиктивной термической плоскости», находящейся на
уровне этих панелей.
Фиктивная термическая плоскость образуется частично са-
мими панелями, а частично реальным потолком или покрытием,
температура которых тем ниже, чем меньше их теплоизоля-
ционная способность и чем ниже температура наружного воз-
духа.
125

Рис. 91. Подвесные нагрева-
тельные панели в производст-
венном помещении
Рассматривая человека, на-
ходящегося на вертикали, про-
ходящей через одну из панелей
(рис. 91), примем следующие
обозначения:
а — ширина панели;
па — расстояние между
осями панелей (шири-
на а обычно ривна
1 м\ при этом величи-
на п представляет со-
бой расстояние между осями панелей в ле);
Т — температура нижней, излучающей стороны панелей;
— температура внутренней поверхности покрытия здания,
•й: ^Расчет показываем, что средняя температура т этой фиктив-
ной: термической плоскости приблизительно равна
Т 4- ns
т =--------
п + 1
откуда
Т = т(п + 1) — ns.
График на рис. 89 дает в зависимости от п, от высоты рас-
положения панелей Я и от размеров помещения величину лопу-
скаемой предельной температуры т этой фиктивной термиче-
ской плоскости, исходя из которой, можно определить допусти-
мую температуру панелей.
Пример. п=4; Н = 5 м; s=10°, т. е. на 6° ниже температу-
ры среды (предположено, что она равна 16°), принятой зп ис-
ходную.
Согласно графику на рис. 89, допустимая температура т
фиктивной термической плоскости предполагаемым размером
20X16 м, т. е. практически при радиусе эквивалентной круглой
панели 10, лс, составляет 23°, откуда
•’	23-5+ 24 <139°.
к •'..-Это показывает, что панели можно, питать паром высокого
Сдавления или перегретой водой высокого давления так, чтобы
температура их не превышала 139+16=155°.
Чем больше размеры помещения, тем выше, разумеется, мо-
жет быть допустимая предельная температура панелей при ус-
ловии их небольшой ширины, чтобы не вызвать неприятных
ощущений у людей, находящихся непосредственно под центром
'панелей.
Случай панелей высокой температуры, называемых «инфра-
красными». Приведенные выше рассуждения применимы и к па-
нелям высокой температуры, но при условии расположения их
126
в фиктивном термическом потолке на достаточном расстоянии
друг от друга.
Если дело касается только одной панели, то вопрос о расче-
те температуры фиктивного термического потолка не может воз-
никать, однако путем простого рассуждения можно определить
разницу мржду результирующей сухой температурой в уровнях
головы и ступни.
Рис. 92. Расчет разницы
между результирующей
сухой температурой на
уровнях головы и ступ-
ни при панелях высокой
температуры
Рис. 93. Совместное действие
двух боковых панелей для
уравновешивания радиацион-
ной температуры на уровнях
головы и ступни
Пусть (рис. 92) горизонтальная панель малой площади с
температурой на Т° (несколько сот градусов) выше температу-
ры окружающей среды помещена на высоте И (порядка 4—
5 ж от пола).
Примем, что в окружающей среде температурой 5° панель
вызывает в точке А на уровне головы h (1,6 м над полом) ре-
зультирующую сухую температуру 15°, или на 10° выше темпе-
ратуры «воздуха1. Тот же результирующий термометр, «поме-
щенный в точке В (рис. 93) в уровне пола, воспримет от излу-
чения количество тепла, меньшее приблизительно на величину
[Н — h\2	.
отношения -------- (закон квадратов расстоянии, см. главу
\ Н )
3.1).
1 Понятие о результирующей сухой температуре несколько расширено
в связи со значительной разницей между температурой воздуха по сухому
термометру и средней радиационной температурой, поскольку излучение про-
исходит от источника малой видимой поверхности, если не точечного. Несом-
ненно, что результатом этого является существенная разница между тепло-
вым ощущением в частях тела, подвергаемых облучению, и в других его час-
тях, не подвергаемых таковому. Систематические исследования допустимой
разницы между температурой воздуха и средней радиационной температурой
в этих условиях, или, точнее, определение процента неудовлетворенных лиц,
в зависимости от этой разницы еще не проведены.
127
i Поэтому результирующий сухой термометр покажет темпе-
ратуру, равную 5°+(15—5) [——, и разница между ре-
зультирующей сухой температурой в уровнях головы и ступни
составит приблизительно
д = 10[1-
Пример. //=4,5 ж; Л=1,6 м\
Д = Юр - /—V] = 5,89.
L \4.5/ J
Такая разница безусловно недопустима, если от системы
отопления требуется нечто большее, чем смягчение ощущения
холода.
Если требуется создание некоторого комфорта для длитель-
ного пребывания в помещении, необходимо установить две боко-
вые панели (рис. 93), оси которых должны быть направлены на
тело человека так, чтобы углы АРС и СРВ были почти одина-
ковы, или, еще лучше, чтобы угол АРС был несколько больше
угла СРВ для компенсации разницы между расстояниями АР и
ВР.
Эти выводы являются теоретическими, поскольку, как указа-
но выше, мы не имели возможности провести систематические
исследования таких панелей, применяемых в основном в исклю-
чительных условиях.
Замечания и выводы
1.	Все эти результаты получены в предположении, что пол
не обогревается. Температура пола была принята в этих расче-
тах атакой же, как и температура необогреваемых ограждений.
.Само собой понятно, что указанные пределы могли бы быть зна-
чительно повышены, если бы пол также обогревался или если
бы при незначительных теплопотерях его книзу он нагревался
непосредственным излучением потолка того же помещения. Сле-
довательно, принятые выше предельные температуры являются
заниженными, так как учитывают неблагоприятные обстоятель-
ства, которые могут случайно возникнуть.
2.	Указанные выше исследования выполнены, кроме того,
в предположении, что температура воздуха почти одинакова по
всей высоте помещения. Если же по какой-либо причине она
повышается в направлении от пола к потолку, то такое повы-
шение температуры добавлялось бы к повышению, вызванному
излучением потолка, и ухудшило бы, следовательно, условия
комфорта, увеличив таким образом процент недовольных лиц.
3.	Из графиков на рис. 88 и 89 видно, как мы это уже отме-
тили; что температура панели, которая может быть очень
128
высокой при малых ее размерах, должна понижаться с увели-
чением ее площади и, пройдя через минимум, может затем вновь
подниматься, достигая какого угодно большого- значения, если
размеры панели станут бесконечно большими, при условии, ко-
нечно, что при этом не произойдет общего перегрева воздуха в
помещении. Это, в частности, и происходит в больших произ-
водственных зданиях, в которых можно помещать высоко над
полом излучающие панели высокой температуры, питаемые
соответствующим теплоносителем.
На рис. 94 показана в функции двух принятых выше крите-
риев предельная температура панели при наиболее неблагопри-
ятных ее размерах.
Рис. 94. Минимальное приемлемое
превышение средней температуры па-
нели над средней температурой вну-
тренней .стороны необогреваемых ог-
раждений в функции высоты обогре-
вающего потолка и соответствующее
наиболее неблагоприятным размерам
напели
Кривая 1 — для сидящего человека (раз.
ница между «средней радиационной, тем-
пературой» в уровнях головы и ступ-
ней 1°); кривая 2 — для человека на но-
гах (разница между «средней радиацион-
ной температурой» в уровнях головы и
ступней 2°). По оси абсцисс отложены
высоты помещения в м, по оси ординат —
превышение в градусах стоградусной шка-
лы средней температуры панели над сред-
ней температурой внутренней стороны не-
обогреваемых ограждений
Предположим, например, -что дело касается стоящих людей.
Можно быть уверенным, что при температуре панели, не превы-
шающей показанной на кривой 2, указанные, выше условия ком-
форта будут соблюдены при любых размерах панели. Поэтому
в практике при расчете панельного отопления можно начинать
с выяснения, является ли температура панели, необходимая по
расчету, >ниже этого предела. В случае положительного резуль-
тата она, несомненно, будет приемлемой. В случае же отрица-
тельного результата необходимо вопрос рассмотреть более под-
робно при помощи графиков на рис. 88 и 89, т. е. с учетом раз-
меров панели.
4.	Для того чтобы уточнить пределы применения этих графи-
ков, напомним, что принятым нами критерием является макси-
мальная разница между результирующей температурой в уров-
нях головы и < гуппи для людей, находящихся как в сидячем,
так и в стоячек положении. Напомним, что этот критерий отли-
чается от предложенного в Германии и в Англии. Он представ-
ляется нам особенно рациональным потому, что в большинстве
9 Зак. 335
129
случаев люди в помещениях, обогреваемых посредством потол-
,'ка, жалуются на чрезмерно высокую температуру для головы и
недостаточную для ног.
Этот критерий, кроме того, весьма удобен для статистиче-
ских обследований в широком диапазоне любых систем отопле-
ния, например с обычными радиаторами, для определения про-
цента недовольных лиц в зависимости от разницы результирую-
щей сухой температуры в уровнях головы и ступни. Как это ни
странно, хотя мы выбрали критерий, отличный от критерия
Крепко, мы пришли различными путями к почти одинаковым
с ним результатам.
Разница между предельной температурой панели, найденной
этим английским ученым и нами, при всех прочих равных усло-
виях незначительна. Наши результаты хорошо согласовываются
также с результатами, полученными Кольмаром и Лизе.
Следует, кроме того, отметить, что оба графика, относящиеся
соответственно к разнице в Г между радиационной температу-
рой в уровнях головы и ступни (или разнице результирующей
сухой температуры в 0,5°М) для людей в сидячем положении
и в 2* (или 1вМ результирующей сухой температуры) для лю-
дей стоящих, мало отличаются один от другого, если высота по-
мещения р‘авна приблизительно 3—4 м.
5.	Не следует, разумеется, ожидать слишком большой прак-
тической точности этих правил. Прежде всего, как мы это под-
черкивали выше, трудно с уверенностью предсказать поверхно-<
стную температуру обогревающего потолка, поскольку она за-
висит от физических свойств материала, в который заделаны
трубы. Кроме того, эти физиологические правила имеют цен-
ность только как статистические, поэтому их следует применять,
с некоторыми допускаемыми отклонениями, окажем, порядка 2°.
6.	Поскольку число находящихся в помещении людей всегда
ограничено, правило больших чисел может оказаться недейст-
вительным.
Так, Например, может случиться, что в помещении, где, логи-
чески рассуждая, должно быть только 10% недовольных темпе-
ратурными условиями, все три или четыре находящихся в нем
человека, окажутся удовлетворенными, если они все относятся
к группе людей, не очень чувствительных, или же они могут все
оказаться недовольными, если они в маловероятном неблаго-
приятном случае все принадлежат к 10% лиц, особенно чувст-
вительных и трудно удовлетворяемых.
Поэтому хотя при соблюдении приведенных выше правил
должно быть очень мало жалоб, целесообразно выбирать по
возможности самые низкие температуры, даже <1иж& предель-
ных, получаемых при применении указанных графиков.
Разница между температурой в уровнях головы и ступни,
вызванная панелью любой температуры, помещенной на потол-
:кё помещения. Приведенные графики позволяют определить раз-
•130
ницу между средней радиационной температурой в уровнях го-
ловы и ступни, вызванную излучающей потолочной панелью с
какой-либо температурой Г, предполагая по-прежнему, что-
средняя температура остальных ограждений, включая пол, оди-
накова.
Пусть 7? — радиус эквивалентной круглой панели. Для того1
чтобы эта панель вызывала разницу в 2° ^ежду радиационной
температурой в уровнях головы и ступни стоящего человека',
она должна иметь, согласно графику на рис. 89, температуру Т}.
Следовательно, реальная панель вызовет разницу температуры
д = 2^
Л Г.
Пример. Прямоугольная панель размерами Зх-1,5 и/, тем-
пературой 40° находится в помещении высоюй 3 м, в котором ре-
зультирующая сухая температура равна 17°. Какова будет раз-
ница между результирующей сухой температурой
головы и ступни для стоящего человека?
Радиус эквивалентной панели равен: 1,14
з . «1.5
3+4.5
па уровнях
или прибли-
зительно 2 ж; температура вертикальных ограждений должна
быть, вероятно, около 18°, откуда Т' = 22°; //Г/ = 24°.
Из графика на рис. 89 получаем Tj = 13°; ЛГ1='13,5О.
Средняя разница между радиационной температурой ;на
уровнях головы и ступни составляет тогда
или разница результирующей сухой температуры на уровнях Го-
ловы и ступни 1,75°М.
Можно, таким образом, сказать, что при такой системе отоп-
ления недовольных будет столько же, сколько и при радиатор-
ном отоплении, при котором разница между температурой воз-
духа в уровнях головы и ступни составляет 3,5°.
На основании некоторых опросов можно считать, что во»
Франции, Англии и Германии при таких условиях будет прибли-
зительно 25% недовольных.
Б. ОТОПЛЕНИЕ С ОБОГРЕВОМ |ПОЛА
Как мы уже ранее отметили, отопление с обогревом пола под-
вергается иногда критике, причем самым важным возражением1,
против него является неприятное ощущение тепла ,в ступнях, а
иногда и в ногах. В тех случаях, когда пол чрезмерно, нагревает-
ся, в особенности в помещениях, в которых люди по роду своей
работы вынуждены стоять или все время передвигаться, крити-
ка эта вполне справедлива. Поэтому необходимо установить до-
пустимый верхний предел поверхностной температуры пола с
9*
131
-учетом условий деятельности обитателей помещения, а еслг
„есть возможность, то и с учетом характера их обуви.
г Недостаточно, разумеется, принимать во внимание одну толь-
ко, среднюю температуру пола; необходимо учитывать и макси-
мальную температуру его в любой точке, на которой может на-
ходиться ступня.
Мы уже указывали выше, что в отношении этой проблемы,
•поскольку она в основном физиологическая (учитывая также
различие восприятия людей), могут быть сделаны только вы-
воды, основанные на данных статистики.
На тепловые ощущения в ступнях влияют различные фак-
торы, не зависящие от отопления. Известно, что при ходьбе ступ-
ня разогревается и становится менее терпимой в отношении
TenJta, поэтому целесообразно рассматривать отдельно случаи,
- когда люди неподвижны и сидят и когда они находятся в дви-
• жении.
Первое экспериментальное исследование причин ощущения
в ступнях холода или тепла показало, что отдельные части ступ-
ни .находятся в существенно отличных тепловых условиях, т. е.
можно одновременно испытывать ощущение «холодно» в подош-
/ве* И '«слишком тепло» в верхней части ступни, и наоборот. Эти
ощущения, может быть, даже усиливаются вследствие их кон-
трастности; -во всяком /случае компенсация имеет место только
при не-*слишком значительной разнице между температурой
отдельных частей ступни.
Каждодневные наблюдения показывают, кроме того, что чув-
ствительность ступней к холоду или к теплу очень различна у
разных людей. В то время как одни носят зимой и даже летом
.шерстяные носки и ботинки из толстой кожи на каучуковой или
резиновой подошве, другие, наоборот, довольствуются во все
•рремеца грда тонкими бумажными или нейлоновыми носками
^одинаковой легкой обувью. Женщины носят преимущественно
ка£ ^имой, так ,и летом тонкие, как паутина, чулки и обувь из
тонкой кожи, мало защищающие их от холода. Подобное разно-
образие мржцо наблюдать и в отношении одежды.
Jj^^lPgiCyigecTBy фврря, одежда мужчин более однообразна в от-
ношении защиты от холода, чем их обувь. Большое значение
имеет во всяком случае приспособляемость человека. При-
мерно в 1925. г.; мужчины во Франции носили зимой суконные
гетры, казавшиеся необходимыми как дополнение к низкой обу-
теперь , ж^ эти гетры исчезли. С другой стороны, некоторые
г/жешцннн не могли выносить каучуковой подошвы, а потом прек-
равно. в ней свыклись,.	Q t
'i ,;Сущестду1рту/таким образом, явления, связанные с привыч-
гкфй. Поэтому проблема заключается не в том, чтобы знать, бу-
;Дф’ЛИ,один и трт/же человек ощущать в ступнях холод или теп-
!;3§РНСИМО.СЭД(’ рт трго^ носит ли он легкую или тяжелую
^.'^;тр^’дт.обы зддт’ь, будет ли человеку, который носит
Ш32
в обычных условиях легкую обувь, слишком тепло в ступнях при
отоплении с обогревом пола, или будет ли другой человек, при-
выкший к теплой обуви, испытывать неприятное ощущение, ког-
да он будет находиться на обогреваемом полу.
Влияние характера обуви. Исследования и опыты, которые
мы провели по этому вопросу, позволили уточнить важное зна-
чение обуви. Ощущение тепла в ступнях связано со следующими
видами теплообмена:
а)	путем теплопроводности через подошву;
б)	путем конвекции и излучения между верхней поверх-
ностью ступни, с одной стороны, и ограждениями помещения
(включая пол и воздушную среду), — с другой.
Опыт показывает, что из этих видов теплообмена последние
являются наиболее важными и менее зависящими, чем первый,
от типа обуви. И, действительно, обувь из тонкой кожи на тонкой
подошве и уличная обувь на резиновой подошве больше отли-
чаются одна от другой теплопередачей через подошву, чем через
верхнюю се часть.
Тяжелая обувь является, конечно, в целом более теплой и
больше защищает ступню от внешнего холода, но она ослабляет
согревающее действие пола, в особенности если температура еро
ниже температуры кожи ступни. Из этого следует, что отоп. ie-’
нис с обогревом пола может причинить меньше неприятных ощу-1
щений людям, привыкшим к теплой тяжелой обуви, т. е. охотно
пользующимся ею при наружной температуре порядка 20°, чем
людям, привыкшим носить при температуре 20° легкую обувь на
тонкой подошве.
Результирующая температура ступни. Разница между тем-
пературой воздуха и пола, соприкасающегося с обувью, а также
компенсация в известных пределах теплопотерь приводят к необ-
ходимости учитывать «результирующую температуру ступни»,
определяемую, например, по температуре среды, в которой воз-
дух н все ограждения, включая и пол, имеют одинаковую темпе-
ратуру и вызывают одинаковые теплопотери ступни.
В жилых помещениях обычно нет заметного движения возду-
ха. Кроме того, при температуре около 20° теплопотери путем
испарения не имеют существенного значения, и фактором «влаж-
ность воздуха» можно также пренебречь. Поэтому практически
реальным является понятие результирующей сухой температуры,
суть которой определена уже выше, но применяемой в отноше-
нии одной только ступни.	1
Повторяем, что это понятие имеет значение только в той мере,
в которой компенсируются тепловые воздействия, испытываемые
различными частями ступни, иначе говоря, в пределах, в крто-
рых не слишком велико значение отношения между тсплоотдаг,.
чей пола путем теплопроводности через подошву, с одной .сторол
ны, и теплообменом, излучением и .конвекцией с воздухом и с
ограждениями помещений верхней части ступни, — с другой.
1Й
Результирующую сухую температуру ступни г'р.с.с можно
просто измерять при помощи приспособления, называемого «ре-
зультирующая ступня». Оно состоит из ступни, выполненной из
кровельной стали и сверху закрытой, внутри которой обыкновен-
Цым сузим термометром измеряется температура воздуха
(рис. 95), Помещая такую ступню в обувь различного вида,
йожноизучать оказываемое последней влияние.
F

Рис. 95. Результирующая ступня из кровель-
ной стали (слева — мужская, справа —
женская)
И
Теоретическое и экспериментальное физическое исследование
показывает, что результирующая температура ступни является
, что
линейной функцией температуры пола 6 (предполагается,
она равномерна) и температуры воздуха Тс.
Мы определили экспериментальным путем приведенные
же коэффициенты этой линейной функции в зависимости от
рактера обуви, а именно:
< ’
к.
нн-
ха-

для совершенно голой ступни
при мужской обуви из легкой кожи на
тонкой кожаной подошве (типа тапо-
чек) и хлопчатобумажных носках
при мужской обуви для улицы
тивной из ,толстой кожи с
из кожи и пористой резины
тобуг^ажных носках
при женской- открытой обуви
замши на высоком каблуке
вых чулках
или спор-
подошвой
и хлопча-
из легкой
и шелко-
^р.с.с
=0.5 Гс + 0,5 О
^р.с.с
^р.с.с
^р.с.с
=0,62 Гс + О,380
=0,7Тс + 0,3 О
=0,66ТсЧ-0»340
. МИ’ f
кЖ^\йтоге:'Мы приняли в качестве среднего значения результи-
Сухой температуры ступни выражение, соответствующее
мужской обуви из легкой кожи на кожаной подошве, а именно:
^е.с = 0,62Гс4- 0,386.	(2.4)
?’Есди температура пола под ногой 6, отличается от средней
температуры этого пола 62, то это выражение становится не-
сколько более сложным, а именно:
fp.c.c = 0,62Гс + 0,2262 + 0,166,.
(2.5)
134
Влияние типа пола. Верхняя поверхность обогреваемого пола
может быть образована либо из материала, обладающего высо-
кой теплопроводностью, как, например, ничем непокрытый бетон
или керамические плитки, либо из материала, обладающего
большой теплоизоляционной способностью, как-то: линолеум,
резиновые или шерстяные ковры, паркет и т. п.
Теоретическое исследование, подтвержденное текущим опы-
том, показало, что характер поверхности пола мало влияет на
тепловые ощущения ступни.
Мунцей и Хутсон [1.5] на основании своих исследований при-
шли к заключению, что в помещениях с конвективным отопле-
нием замена «холодного» бетонного пола без покрытия «теплым»
полом, покрытым пробкой или ковром, равноценна в отношении
теплового ощущения в ступнях повышению приблизительно па
Г температуры в помещении в целом. Само собой понятно, что
эта равноценность тесно связана с характером обуви, вследствие
чего это указание определяет лишь порядок величин.
Статистическое исследование и физиологические выводы. Не-
которые физиологи намеревались использовать в качестве кри-
терия теплового ощущения в ступне температуру кожи различ-
ных ее частей: подошвы, лодыжки, подъема и т. д. Однако очень
скоро оказалось, что эти температуры весьма различны для каж-
дого человека. К счастью, субъективные ощущения тепла обна-
руживают значительно более тесную связь с тепловыми условия-
ми среды, если только они правильно уравновешены, т. е. точно
в такой мере, в какой они участвуют в теплопотерях ступни1 * * * * * * В.
Таким именно путем мы и пришли к принятию в. качестве
критерия тепловых ощущений в ступне результирующей сухой
температуры ступни при обуви среднего типа [16].
Мы установили экспериментальным путем зависимость меж-
ду тепловыми ощущениями в ступне и результирующей темпера-
турой ступни. Наши исследования проводились не только в нор-
1 Необходимо отметить, что для получения более точного представления
о терморегуляции организма нельзя ограничиться измерением температуры
тела только в подмышечной впадине, так как значительную роль в теплооб-
мене играют конечности. Так, при пребывании человека в комнате с темпе-
ратурой воздуха 18° в нормальной «комнатной» одежде температура рук и
ног снижается на 4—5°, в то время как ректальная и аксиллярная темпера-
туры не изменяются.
При нахождении человека в комнате с температурой воздуха 10° наблю-
дается падение температуры стопы на 10—15°, в то время как аксиллярная
температура в некоторых случаях даже поднималась на 0,1—0,2°.
В условиях температуры воздуха около 40° ректальная и аксиллярная
температуры изменяются весьма незначительно, а температура конечностей —
на 10—15°. Например, в начале пребывания человека при температуре возду-
ха 35° температура стопы равнялась 22°, за 40—60 мин. эта температура повы-
силась до 35—37°.
Таким образом, участие конечностей в теплообмене организма особенно
рельефно проявляется в первые минуты пребывания человека в условиях вы-
сокой или пониженной температуры воздуха. (Прим, редактора.).
135
мально отапливаемых помещениях, до также и в помещениях
больших размеров, в которых температура пола колебалась от
20 до 40°, в то время как температура воздуха оставалась в пре-
делах от 2 до 8°.
Эти опыты позволили построить кривые, дающие вероятный
процент недовольных своими тепловыми ощущениями в ступнях,
в зависимости от результирующей сухой температуры ступни,
от температуры пола и от температуры воздуха.
Так, например, если сухая результирующая температура
ступни находится в пределах между 18,5 и 2ГМ, число недо-
вольных составляет около 5%. Если же она находится в преде-
лах от 18 до 18,5°М или от 21 до 21,5°М, число недовольных воз-
растает до 10%.
Этн исследования показали также, что, вопреки существовав-
шему долгое время и существующему и сейчас мнению, человек
может, не испытывая неприятного ощущения в ступне, выдержи-
вать тем,более высокую температуру пола, чем ниже температу-
ра воздуха. Поэтому понятие предельной температуры пола име-
ет смысл лишь в сочетании с температурой воздуха.
Для того чтобы можно было считать удовлетворенными 90%
наблюдаемых лиц, нужно, следовательно, чтобы результирую-
щая сухая температура ступни была ниже 21,2°М, что при тем-
пературе воздуха 17° дает допустимую температуру пола поряд-
ка 28°, являющуюся обычно пределом, допустимым для жилых
помещений.
Если же температура воздуха понижается и, в частности,
если она достигает 10°, температура пола может быть доведена,
не вызывая неприятных ощущений, до 37 или 38°. Насколько
нам известно, такой результат не мог быть выявлен до наших
наблюдений в базилике св. Квентина над сотнями человек, пре-
бывавших на обогреваемой таким способом плите во время
. службы, т. е. примерно в течение часа (17].
Влияние деятельности людей. Приведенные выводы относят-
ся'к людям, , находящимся в сидячем положении.
Если же они находятся на ногах, тем более в движении, рас-
ход: энергии мускулами ступней и ног понижает комфортную
результирующую температуру ступни. Поэтому указанные вы-
ше предельные температуры должны быть понижены. Этим
объясняется, почему большинство жалоб, высказанных в про-
изводственных помещениях, в которых температура пола дово-
дится до 30°, исходят главным образом от лиц (в особенности
от женщин), которые должны работать стоя и часто переходить
с места на место.
Поскольку при. повышении активности человека комфортная
результирующая температура для его тела в целом понижается,
понижаются также некомфортная температура внутреннего воз-
духа,' а следовательно, и теплопОтери помещения. При этом!
должна понизиться и температура пола. Однако это чисто физн-
136
ческое понижение недостаточно с физиологической точки зре-
ния.
При современном состоянии этого вопроса на основании ре-
зультатов, хотя и ограниченных по числу исследований, мы счи-
таем возможным рекомендовать следующие температуры:
в помещениях, в которых люди нахсэдятся стоя и перемеща-
ются очень медленно (со скоростью меньше 1 км/час) или ред-
ко, — температуру воздуха от 15 до 16° и температуру пола 25°;
в помещениях, в которых люди находятся стоя и перемеща-
ются со скоростью порядка 2—3 км/час, — температуру возду-
ха от 14 до 15° и температуру пола 24°.
С другой -стороны, обычно принято допускать в местах прохо-
да людей ( коридорах) более высокую температуру пола, поряд-
ка 30 или 31°. Очевидно, ступня не успевает воспринять темпе-
ратурный режим пола. Такая -практика допусти-
ма при условии, что в этих помещениях не пред- | [
полагается зимой длительного пребывания лю- ।
дей. При этих условиях целесообразно также по- /П\
низить температуру воздуха на 2—3° против	/ {	I	)
температуры в помещениях, предназначенных	[ |	I	/
для длительного пребывания людей.	\ I	'	I
Замечание относительно физиологически Н|1
допустимой предельной температуры пола по ли-
ниям над осями труб в зависимости от расстоя-	। ।
ния между трубами .Если температура пола не	| |
совсем равномерна, т. е. если расстояние между
центрами труб превышает 5 см, следует рассмат- Рис. 96. Нанбэ-
ривать различные возможные положения ступни, лес нсблагопрн-
ятпое положе-
Наиболее неблагоприятным, с физиологиче- Ние ступни над
ской точки зрения, положением ступни я.вляется осью одной из
такое, при котором ее ось находится над осью
трубы (рис. 96). Средняя температура пола 0С значительном
под ступней может быть определена при помощи расстоянии од-
полученных экспериментальным путем кривых на от другои
температуры пола между двумя трубами (см.
главу 2.1). Она зависит от средней температуры пола 0ср меж-
ду двумя трубами и от температуры пола 0макс над осью
трубы и может быть выражена для труб диаметром 15/21 мм и
для особенно неблагоприятного случая (при женской обуви)
следующей зависимостью:
0е 0,29ер + О,86м:н(с,
или, согласно выражению (2.3) главы 2.1:
^макс — ”7" 0О Н Т" ®ср
4	4
O0 —• температура пола при расстоянии между осями труб,
равном их наружному диаметру), или
6с = О,89ср + О,290.
Отсюда в соответствии с общей формулой результирующей
сухой температуры ступни /р.с.с, выведенной выше:
/р ,с ,с = 0,62/с + 0,226ср + 0,166ср
получаем, округляя, следующее выражение результирующей су-
хой температуры ступни, ось которой совпадает с осью трубы:
^р.с.с = 0,62fc + 0,349ср + О,О49о,
где 9®* — определяется по графику № 1 в зависимости от Т и
Sy- при d=D, а 0ер — в зависимости от тех же показателей по
графикам № 1 и 3 для данного значения d.
Несомненно, что только у некоторой части лиц, находящихся
в помещении, ступня может оказаться в таком неблагоприят-
ном положении, т. е. над осью трубы. Можно было бы при жела-
нии усложнить вопрос, определяя процент людей, находящихся
в помещении, у которых ступня находится в таком положении,
а также возможный процент недовольных из них. Произведение
этих двух процентов дало бы процент недовольных от всего чис-
ла людей, находящихся в помещении.
Однако в практике все упрощается, потому что люди, нахо-
дящиеся в помещении, редко остаются в одном положении, по
крайней мере ступни их обычно' не остаются неподвижными на
одном месте.
Из этого анализа вытекает, что следует соблюдать неравен-
ство
fp.cc = 0,62fc + 0,349cp + О,О49о <21,2°.	(2.6)
Это является практическим следствием правила о макси-
мальной температуре пола 28° при расстоянии
между трубами,- равном их наружному диамет-
ру, и при температуре воздуха 17° — правила, яв-
ляющегося главной физиологической основой системы отопле-
ния с обогревом пола.
Из этого следует, что максимально допустимая температу-
ра пола над осями труб повышается с увеличением расстояния
между трубами, так как при этом средняя температура пола 0ср
понижается. Приемлемая максимальная температура теплоно-
сителя Т повышается, следовательно, с увеличением расстояния
между трубами.
Первый пример. fc=18°; £^-=-0,05; 7=20° (теплоноси-
тель — вода с температурой 38°); d-=30 см.
138
Согласно графикам № 1 и 3, 6Ср = 8+18 = 26о ; 0о =13+18s3
= 31°, откуда
ip.c.c = 1L2 + 8,8 + 1,24 = 21,24°.
Эти условия в исключительных случаях приемлемы, особен-
но учитывая то обстоятельство, что, когда ступня находится над
промежутком между трубами, результирующая сухая темпера-
тура ступни будет равна 21,1°.
Второй пример. Zc = 14°; £—=0,1; 7=50° (теплоноситель ""
вода с температурой '64°);d=20 см,
Согласно графикам № 1 и 3, 0ср =18+14 = 32°; 60=24+14 =
“=38°, откуда
^рсс == 8J+11,7+ 1,5 = 21,9°.
Эти условия являются неприемлемыми, и требуется пониже-
ние температуры воды или увеличение расстояния между тру-
бами или даже размещение дополнительных поверхностей на-
грева.
Примечание. Эти строгие условия будут, возможно, с те-
чением времени смягчены. Система отопления с обогревом
пола, вероятно, постепенно получит широкое распростране-
ние, и обитатели домов, отапливаемых таким способом, пе-
рестанут задумываться о своих тепловых ощущениях, по-
добно тому как это происходит при обычных ситемах отоп-
ления, и станут, не сознавая этого, более терпимыми. Но
может быть также (что кажется менее вероятным, но не
невозможным), что выяснятся некоторые не замеченные еще
недостатки этой системы, которые, наоборот, заставят .пони-
зить предельную допустимую температуру пола.
Во всяком случае до более полного изучения этого воп-
роса следует строго соблюдать приведенные правила и ис-
пользовать всякий надлежащим образом проверенный опыт
для того, чтобы это дело по возможности прогрессировало.
Результирующий термометр для ступни. Система отопления е
обогревом пола должна, таким образом, удовлетворять двум сле-
дующим условиям:
при самой низкой заданной температуре наружного воздуха
должна поддерживаться обычно принятая результирующая су-
хая температура на высоте 0,5—0,6 м от пола;
при тех же условиях не должна превышаться результирую-
щая сухая температура ступни в соответствии с изложенными
выше соображениями.
Такими условиями являются, например, для людей, находя-
щихся нормально в сидячем положении и занятых конторским
трудом: результирующая сухая температура на высоте 0,6 м
139
от пола 18°М и результирующая сухая температура ступни
21,2°М.
Следует, по-видимому, допускать при проверке результирую-
щей сухой температуры ступни некоторые колебания в связи
прежде всего с возможной неточностью измерительных прибо-
ров, а также вследствие разницы во времени установления теп-
лового режима обогреваемого пола и самого помещения. Коле-
бания можно принять в пределах 0,75°М; это означает, что в
f самое холодное, предусмотренное проектом время верхний пре-
дел температуры по показаниям результирующего термометра
•ступни (описанного ниже) может составлять 22°М при резуль-
тирующей сухой температуре в центре комнаты на высоте 0,5 м
от пола 18,5°М.	.
Результирующая температура среды легко измеряется обык-
новенным результирующим термометром, покрытым тканью с
ворсом. Эту температуру обычно принято измерять на расстоя-
нии не менее 0,75 м от наружных ограждений.
Результирующую температуру ступни можно измерять либо
прй‘ помощи результирующей ступни, как указано выше
(рис. 95), либо еще проще, помещая обыкновенный результиру-
ющий термометр,, обернутый тканью с ворсом, в такие условия,
при которых его показания одинаковы с полученными при помо-
щи результирующей ступни, но тепловая инерция меньше. Для
этой цели, как показывает опыт, достаточно поместить резуль-
тирующий термометр на широкую подставку так, чтобы он был
изолирован от пола, например куском кожи толщиной 6 мм, по-
добно тому как ступня изолирована от пола тонкой подошвой
легкой обуви (рис. 97 и 98). Изоляция термометра может быть
Рис. 97. Обыкновенный результи-
рующий сукой термометр, исполь-
зованный как результирующий су-
кой термометр ступни путем при-
менения надлежащей изолиру-
ющей подставки
1 —: теплоизоляционный йаТерййл
«изорель» толщиной 8 мм; 2 — твер-
дый «изорель» толщиной 4 мм; 3—пол
Рис. 98. Обыкновенный результи-
рующий сухой термометр, исполь-
зованный как ’ результирующий.,
термометр ступни
Слева — результирующий термометр с
подставкой; справа — термометр, уло-
женный в положение для измерения
температуры
140
более эффективной при замене кожи пластинкой теплоизоля-
ционного материала «изорель» толщиной 8 мм, соответствую-
щей случаю обуви на толстой каучуковой подошве.
Крайний предел температуры 22° должен соблюдаться во
всех точках, где может оказаться ступня. В результате опросов,
произведенных во Франции, принимают, что такими местами
являются цсе площади, свободные от мебели и находящиеся не
ближе 0,35—0,4 м от вертикальных ограждений. Это условие
позволяет повысить температуру пола на этой окаймляющей
полосе и таким путем либо понизить температуру центральной
части пола и повысить там комфорт, либо в случае надобности
увеличить общую теплоотдачу пола. Следует во всяком случае
убедиться в том, что более высокая температура пола не при-
несет вреда мебели, не имеющей ножек и расположенной непо-
средственно на полу, и не вызовет ненормального теплового
расширения конструкций.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ЛУЧИСТОМ ОТОПЛЕНИИ
Глава 3.1
ТЕПЛОПЕРЕДАЧА. ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН
Хотя глубокое исследование физики тепла не входит в наши
намерения,. необходимо все же напомнить основные законы пе-
реноса тепла.
Поверхность отдает тепло излучением и конвекцией, если
она соприкасается с какой-либо жидкой или газообразной сре-
дой; последняя, например воздух, нагреваясь путем теплопро-
водности, приходит вследствие уменьшения плотности в восхо-
дящее движение, называемое «свободной конвекцией», резуль-
татом которой является охлаждение поверхности, отдающей
тепло. Это охлаждение происходит значительно интенсивнее при
вынужденной конвекции, когда жидкая или газообразная среда
движется с большей скоростью.
ИЗЛУЧЕНИЕ
Все тела, в каком бы они не были состоянии, излучают энер-
гию в виде электромагнитных волн. Эта энергия проявляется
различным образом в зависимости от длины волны. Волны дли-
ной приблизительно от 0,4 до 0,8 мк соответствуют видимому
излучению. Ниуке по спектру длин волн мы встречаем последо-
вательно ультрафиолетовое излучение, затем рентгеновские лу-
чи и гамма-лучи. Выше находятся инфракрасное излучение (теп-
ловое излучение с длиной волны до 400 мк), а затем радиоэлек-
трические волны.
Когда излучаемая энергия падает на тело и поглощается
им, она превращается частично (или полностью) в тепловую
энергию. В нагретом теле часть тепловой энергии переходит в
лучистую энергию. Однако это не является единственной причи-
ной излучения, которое может быть вызвано также и преобра-
зованием энергии другого вида, например электрической или
химической. В последующем изложении мы будет рассматри-
вать только тепловое излучение, вызванное преобразованием
тепловой энергии. Эта оговорка очень «важна, так как большин-
142
ство законов, которые будут изложены ниже, применимы толь-
ко к тепловому излучению.
В пределах обычных температур «большая часть излучаемой
энергии состоит из инфракрасных лучей, которые поэтому часто
называют тепловыми лучами. От этой терминологии следовало
бы отказаться, так как, с одной стороны, всякое излучение неза-
висимо от длины волны способно переходить в тепловую энер-
гию, а с другой стороны, инфракрасные лучи проявляются не
только своими тепловыми свойствами; они могут, например,
вызывать фотоэлектрический эффект и воздействовать на неко-
торые фотографические эмульсии.
Электромагнитное излучение, какова бы ни была длина его
волны, подчиняется тем же законам, которые управляют и рас-
пространением светового излучения. Оно распространяется в од-
нородной среде по прямой линии; скорость его распространения
в вакууме равна универсальной константе С==3-1010 см]сек.
Электромагнитное излучение отражается и преломляется так
же, как и световое. Следует, однако, отметить, что с изменением
длины волны изменяются не только показатель преломления, по
и соотношения между отражательной, пропускательной и погло-
щательной способностями данного тела. Достаточно привести
здесь в качестве примера остекленные рамы парников: стекло
практически пропускает большую часть солнечного излучения ’,
а с другой стороны, разогретая земля излучает волны большой
длины (порядка 10 мк), в отношении которых стекло ведет се-
бя как непрозрачное тело. Благодаря этому внутри парников
длительное время поддерживается температура, значительно
более высокая, чем температура наружного воздуха, даже после
того, как солнечное излучение прекращается.
Определение
Интенсивность энергии излучения. Элемент поверхности dS
какого-либо тела (рис. 99) испускает в определенном направле-
нии MX лучистый поток, состоящий из волн различной длины.
Рис. 99,. Излучение тела
в направлении MX, пог-
лощение — в направле-
нии ХМ
Количество энергии, излучаемой в конус телесного угла d&
в единицу времени, составляет для длины волны в пределах от
к до k-J-dk
dW\ = th cosadS da) dk,	(3.1)
1 Оконное стекло прозрачно только для световых лучей, а для ультрафио-
летовых и тепловых оно почти не прозрачно. (Прим, редактора.)
143
; где ct угол, образуемый нормалью к элементарной площад-
ке с направлением MX;
b\ — согласно определению, интенсивность энергии излу-
чения элементарной площадки dS в направлении MX
для длины волны X.
Поглощательная способность. Предположим, что на элемен-
тарную площадку dS падает излучение такого же рода, как и
рассмотренное выше (рис. 99). Энергия Е, падающая па пло-
.щадку dS, делится на три части: энергию D, проходящую сквозь
тело; энергию /?, отражаемую телом или рассеиваемую им, и
энергию Л, поглощаемую телом; следовательно:
Е - D + R + Д.
Отношение поглощаемой энергии к падающей а} =- яв-
ляется, согласно определению, поглощательной способностью
тела в точке М в направлении MX для длины волны X . Инте-
ресным в этом определении является то, что величина не за-
висит от количества падающей на тело энергии; она является
характеристикой тела L
D
А

1 Этд величина, так же как
изменяется в пределах от 0 до 1.
Если Л — 1, то и £)=0; это означает, что вся падающая лучистая
.энергия полностью поглощается телом. Такие тела называются абсолютно чер-
ными или просто черными.
• Если /?=1, то Л=0 и /)=0; это означает, что вся падающая лучистая
энергия полностью отражается. Тела, отражающие падающее на них излуче-
ние по законам геометрической оптики, называются зеркальными, а отражаю-
щие диффузно — абсолютно белыми.
Если D—1, то -4=0 и Тела, полностью пропускающие падающее па
них излучение, называются прозрачными или диатермичными.
Значения A, К и D зависят от природы тела, его температуры и длины
волны излучения.
Чистый воздух, например, прозрачен для тепловых лучей, но при нали-
чии в нем водяных паров или углекислоты он становится только частично
- прозрачным.
Твердые Тела и жидкости для тепловых лучей непрозрачны, т. е. D=0;
для них Л+Я—1, откуда следует, что тела, хорошо отражающие лучистую
энергию, плохо ее поглощают, и наоборот. Есть тела, прозрачные лишь для
лучей определённых длин волн (кварц, камерная соль, оконное стекло и др.).
Белая поверхность хорошо отражает лишь видимые лучи, тепловые же лучи
поглощаются ею так же, как и черной.
Для поглощения и отражения тепловых лучей большее значение имеет не
цвет, а состояние поверхности, Независимо от цвета отражательная способ-
ность гладких и полированных поверхностей во много раз выше, чем шерохо-
ватых.
У Напомним, что собственное излучение тёла полностью опре-
деляется его температурой и физическими свойствами. Собственное излучение
тела в сумме с отраженным называется эффективным излучением тела.
Последнее мы ощущаем или измеряем приборами; оно больше собственного
йа величину-(Г—	Е2, где падающее излучение, А\Е2 — поглощенное
излучение. (Прим, редактора.).
144
Законы излучения абсолютно черного тела
Абсолютно черное тело является идеальным хелом, полно-
стью поглощающим излучение для всех длин волн; это означает,
что для такого тела ах=1 независимо от направления и длины
волны падающего излучения. Эта общепринятая терминология,
к сожалению, приводит к путанице; такое тело, как сажа, пол-
ностью поглощает видимые излучения, однако оно обладает за-
метной отражательной способностью для воли большой длины,
следовательно, это не абсолютно черное тело в указанном смыс-
ле слова. И, наоборот, абсолютно черное тело, в понимании фи-
зиков, доведенное до определенной температуры, становится
видимым в темноте; следовательно, это не черное тело в обще-
принятом понимании.
По этим соображениям мы предложили называть это абсо-
лютно черное тело «телом полного излучения». Поскольку, одна-
ко, этот термин еще не принят большинством техников, мы бу-
дем, конечно, во избежание путаницы продолжать применение
хотя и досадной, по обычной терминологии.
Закон Ламберта. Интенсивность излучения абсолютно чер-
ного тела не зависит от направления излучения. В формуле
(3.1), примененной к абсолютно черному телу, интенсивность
энергии излучения Ь\ не зависит от угла а. Как видно из этой
формулы, количество энергии, излучаемой в конусе d& вокруг
направления MX, пропорционально косинусу угла а, образа*
ваному направлением MX с нормалью к площадке dS. Эта про-
порциональность количества излучаемой энергии косинусу угла а
и составляет закон Ламберта. Абсолютно черное тело, подчиня-
ющееся закону Ламберта, называют также матовым телом.
Благодаря независимости интенсивности излучения от его
направления легко подсчитать количество энергии, излучаемой
элементом поверхности dS в пределах полусферы, ограниченной
плоскостью, в которой лежит эта элементарная площадка, т. е.
в .пределах телесного угла величиной 2л.
На полусфере, центр которой совпадает с центром элемен-
та поверхности dS, а радиус равен единице (рис. 100), телес-
ный угол d о) вырезает элемент поверхности площадью dS\, от-
куда в соответствии с определением телесного угла d®
10 Зак. 335	145
dW\ — b\ dS cos ad<n d\ = b°dS dSt cos a dX.
Количестве^ энергии, излучаемой в пределах всей полусферы,
выражается через
dWx =b°dS </Х J COS adSx.
Поскольку cos a dSi равен площади круга радиусом, равным
единице, т. е. равен к, получаем
dWx = «fidS dk.
Таким образом, вместо интенсивности излучения в опреде-
ленном направлении Ь\ можно ввести плотность энергии излу-
чения во всех направлениях, или плотность излучения
гх.= откуда
dWx^rldSd'K.
Интенсивность излучения абсолютно черного тела почти оди-
накова' как в воздухе, так и в вакууме.
rf. 'Г.	’
Распределение энергии в излучении абсолютно черного тела
Закон Планка. Немецкий физик Планк в поисках путей рас?
чета энергии излучения абсолютно черного тела впервые сфор-
мулировал в 1900 г. гипотезу кванта энергии, являющуюся ос-
новой современной физики. Эта гипотеза предполагает, что ча-
стицы, образующие материю, излучают и поглощают энергию
прерывистым образом, одинаковыми элементарными неделимы-
ми порциями, называемыми «квантами».
Планк выразил плотность излучения	следующим образом:
г° = -4—.	(3.2)
где а и b — две константы.
В системе CGS (см-г-сек) и для излучения в вакууме:
а=3,703-10-6;
6=1,432;
X — выражается в см;
Т — в абсолютных градусах К;
Гх — в эрг)см* сек.
Если выразить X в микронах, Т — в абсолютных градусах
К, гх.—в кал/м9 час, to а=32-107, 6= 1,432-104.,
На рис. 101 показан пучок кривых r\=f ( X ) для различных
значений Т.
. В этом распределении энергии представлены все длины волн
от нуля до бесконечности. Это именно и есть то, что выражают,
146
говоря, что спектр абсо-
лютно черного тела непре-
рывен В противополож-
ность полосатым спект-
рам, в которых длины
волн находятся только в
определенных интервалах,
и линейчатым спектрам,
представляющим собой
лишь прерывистый ряд
длин волны. Спектры двух
последних видов встреча-
ются у газов и паров.
Формула Планка поз-
Рис. 101. Интенсивность излучения абсо-
лютно черного тела в зависимости от дли-
ны волны и при различной температуре
1-Т=1500° абс.; 2- Т=1250°К; 3-Т=1000° К;
4—Т==750°К; от 0 до 2,5 р. — световое излучение
2.5 р. и более — инфракрасное излучение
воляет рассчитать коорди-
наты вершины кривой, т. е.
максимальную плотность
излучения ("при заданной
температуре), и соответ-
СТВуЮЩуЮ ДЛИНУ 'ВОЛНЫ.
Полученные формулы известны под именем закона Вина. Мож-
но рассчитать также общее количество излучаемой энергии для
всех длин волны-в функции Т; таким образом приходим к зако-
ну Стефана.
Эти два закона были установлены путем теоретических рас-
суждений до открытия Планка. Они. составляют частные случаи
функции
Т),
которые Планк полностью выявил.
Закон Вина. Максимальная плотность излучения гмаКС и со-
ответствующая ей длина волны ХМ1КС определяются из выра-
жений
Хм»кс7’ = Л;	(3.3)
макс ~ ^макс,	(3.4)
где А и В — константы. В частности, в системе CGS (К в см,
7' в абсолютных градусах) А = 0,2886.
Численный пример. При температуре 100° по стоградусной
шкале или при Т=373°
^макс 5^70	0,77 • 10 СМ — 7,7(1.
О/О
Максимальное излучение энергии соответствует,, таким обра-
зом, инфракрасным лучам с длиной волны 7,7 р.
Формула (3.3), так же как и рис. 101, показывают, что при
повышении температуры длина -волны максимального излучё-
10*
~147
ния уменьшается. Поэтому тела, нагретые до высокой темпера-
туры, 'начинают светиться.
Закон Стефана, или закон полного излучения. Если рассчи-
тать по формуле Планка интеграл
ооО
R = J rx dl,
' ох
ТО -получается, выражение вида R = KT, где К=4,96-10“8
в ккал]м абс. град час.
Можно также написать
(3.5)
Коэффициент 4,96 называется к оэ ф ф иц ие н тем излуче-
ния абсолютно черного тела.
Излучение не абсолютно черных тел
Обычные тела не следуют закону излучения, представлен-
ному на рис. 101. В частности, газы и пары излучают лучи лишь
некоторых длин волны. Однако для других тел спектр может
быть непрерывным, и кривая распределения излучения сохра-
няет вид, показанный на рис. 101.
Закон Кирхгофа. Любое тело, обладающее поглощательной
.способностью а\ в отношении лучей длиной волны X и поме-
щённое в определенную среду, излучает в единицу времени в
конус телесного угла du при длине волны в пределах между X
л К т Л лучистую энергию в количестве
dW\ = fo.cos arfS du dl.
Отношение b\ /а\ интенсивности излучения к поглощатель-
ной способности равно интенсивности излучения Ь\ абсолютно
чёрного тела, находящегося в такой же среде, для той же дли-
ны волны и при той же температуре. Закон Кирхгофа выражает-
ся равенством
а\
Отношение Ь\ /а\ не зависит, следовательно, от природы
тела.
Серые тела, или тела частичного излучения.
Особенно простым является случай, когда в спектре длин волны
рассматриваемого тела ординаты по отношению к ординатам
.дЛя абсолютно черного тела, показанным на рис. 101, лишь пс-
СХОлько уменьшены в постоянном соотношении. Иначе говоря,
«^лучение такого тела при всех длинах волны пропорционально
-|рлучению абсолютно черного тела. Согласно закону Кирхгофа,
448
это равносильно тому, что поглощательная способность такого"4
тела не зависит от длины волны. Тела, обладающие этой осо-
бенностью, называются «серыми телами», или «телами частич-
ного излучения». Уголь является приблизительно серым телом.,
обладающим поглощательной способностью, близкой к таковой
абсолютно черного тела.
Общее количество излучаемой энергии таких тел может быть,
следовательно, выражено через
где С' — константа, величина которой меньше соответственной
константы С=4,96 для абсолютно черного тела.
Большинство обычных тел практически является серыми те-
лами; иначе говоря, их коэффициент поглощательной способно-
сти равен лишь доле его для абсолютно черного тела. Точнее*
это серые тела в отношении только больших длин волн, напри-
мер в отношении лучен, излучаемых при температуре ниже 100°,
К таким телам относятся, в частности, строительные материа?
лы — стекло, гипс и бетон, поглощающие энергию, излучаемую
поверхностью нагрева, темпе-
ратура которой ниже 100°, в
количестве от 70 до 90% по
отношению к абсолютно чер-
ному телу. Полированные ме-
таллы обладают в противопо-
ложность этому низкой погло-
щательной способностью. По-
лированный алюминий (рис.
102) отражает около 75%
падающей на него лучистой
энергии большой длины вол-
ны. Золото обладает еще мень-
шей поглощательной способно-
стью, так как оно отражает
90% падающего на него излу-
чения. Коэффициент поглоще-
ния (или, согласно закону Кир-
хгофа, коэффициент излучения),
зависит, таким образом, от
состояния поверхности тела.
Полированный материал отра-
Рис. 102. Поглощение и отражение
излучения различными поверхностя-
ми (по Зиберту и Кольмару)
1 — полированный алюминий; 2 — оксиди-
рованный алюминий; 3 — бетон; 4 — бе-
лые керамические плитки; 5 — отдело1*-
ный штукатурный слой
жает тепло значительно луч-
ше, чем тот же материал не полированный.
Коэффициент поглощения зависит, очевидно, от длины вол-
ны. Если цвет излучения не играет заметной роли при волнах
большой длины, соответствующих энергии, излучаемой при низ-
кой температуре, то для видимых лучей, т. е. при длине волны
149
менее Ips он приобретает очень важное значение. В лучистом
о!оплении это имеет место лишь как исключение, не считая слу-
чаев, когда излучение исходит от такого источника очень высо-
кой Температуры, как солнце.
* Примечание. Излучение газов. Все предшествующие
соображения относятся к излучению твердых тел. Излучение га-
зов отличается от него следующими двумя особенностями:
а)	твердые тела поглощают энергию только своей поверхно-
стью; поглощение же излучения газами требует прохождения
его по всей газообразной массе;
б)	спектры поглощения газов полосатые, распространяющие-
ся только на длины волн в ограниченных интервалах. Из этого
следует, согласно закону Кирхгофа, что излучение газами огра-
ничивается теми же длинами волны.
: Единственным газом, с которым приходится иметь дело в
практике лучистого отопления, являются пары воды. Посколь-
ку, однако, при обычных температурах количество их в воздухе
незначительно, поглощением излучения парами воды, находящи-
мися в воздухе помещения, можно пренебречь.
ЛУЧИСТЫЙ ТЕПЛООБМЕН ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОВЕРХНОСТИ ТЕЛ,
РАССМАТРИВАЕМЫХ КАК СЕРЫЕ ТЕЛА
Рассмотрим (рис. 103) два элемента поверхности dS{ и dSz,
абсолютная температура которых соответственно равна 7\ и Т2.
Углы, образованные нормалями к этим элементам с прямой, сое-
диняющей, их между собой, равны и р2; расстояние между
этими элементами равно d.
Рис. 103. Взаимное излу-
чение двух элементарных
площадок
Количество энергии, излучаемой элементом dS( и падающей
на элемент dSz, равно .
z	dW\ = BidSi cos Pjrfw,,
• i’.'.. .1 1 • 1.
№
и, следовательно,
dWx = Bl COS ?! COS ?2-^*1
Точно тай» же количество энергии, излучаемой элементом dS^
и падающей на элемент dSit равно	,
dW2 = В2 cos ?! cos ?2 dS'dS>..
d2
Пусть поглощательная способность поверхностей составляет
соответственно At и Аг. Часть излучаемой энергии dWi, равная
поглощается элементом dSt, остальная часть (1—Лг)
dWi отражается им во всех направлениях; некоторая доля этой
последней части падает обратно на элемент dSi. Из этой доли
часть Л1 поглощается, а остальная часть отражается и т. д. То
же имеет место и при рассмотрении количества энергии dWt,
падающей на элемент dSi.
Предположим, что температура Тг выше температуры 7\,
тогда обмен энергии выразится для элемента dSi как увеличе-
ние количества поглощенной энергии, проявляющейся в виде
тепла, равное разнице между количествами поглощенной и из-
лученной этой поверхностью dS\ энергии.
Коэффициенты Bt и В2, входящие в формулы для и
могут быть выражены в функции коэффициентов излучения обе-
их поверхностей Ct и Сг следующими формулами:
в с* (Т' У- в с* |Лт~г У
1 я \100/ ’	2 Я \100/ 
Кроме того, согласно закону Кирхгофа:
Cj == Л1С; С2 = Л2С,
где С коэффициент излучения абсолютно черного тела.
Увеличение количества тепла в элементе dSi может быть лег-
ко рассчитано, если поглощательные способности Л! и Аг близки
к единице. В этом случае, как показал Нуссельт, можно принять
в порядке первого приближения, что энергия при возвращении
ее на излучающую поверхность полностью поглощается. Он .при-
шел таким путем к следующему выражению для приращения
тепловой энергии в элементе dSf.
Г,С,Г/ Т, у _ /Л\4] dS, dSt
пС, |Д1оо/ UOJ/ J cP
cos ?iCOS?2.
Это выражение представляет одновременно и убыль тепло-
вой энергии в элементе dSг.
При помощи этой формулы можно рассчи+ать лучистый теп-
лообмен между двумя поверхностями, произведя интегрирова-
ние только по геометрическим параметрам. Расчет сводится к
вычислению интеграла
151
т- j; ' ds.as,.
Рис. 104. Взаимное
излучение двух
концентрических
сфер
распространенного на обе рассматриваемые поверхности и на-
зываемого «фактором формы».
В случае двух любых поверхностей при-
ходим к сложному выражению, которое,
однако, в большинстве обычных случаев, в
частности в нижеуказанных, упрощается.
Случай двух концентрических сфер или
двух цилиндров с общей осью. Сферы.
Исследуем снова механизм передачи тепла
излучением в случае двух концентрических
сфер (рис. 104).
Первая сфера площадью Л излучает
всей своей поверхностью тепловую энергию
общим количеством
Qi
Эта энергия поглощается сферой 2 в пропорции а осталь-
/; Г ‘	°
ная часть ее 1 — 
\ ' >.
на излучающую сферу 1 в количестве
1 1 *400/ \	С,)
с2 \
-7-) отражается и частично падает обратно
с0 /
где a <1.
Эта доля лучистой энергии частично поглощается сферой /
в пропорции а остальная часть отражается, как и прежде,
т. е. на сферу 2 падает энергия в количестве
1

Часть (Г—а) вновь встречает сферу 2 и отражается частич-
но на сферу 1 в пропорции
- '	\	с.1
Поскольку сферы концентричны, из симметрии следует сц =
и остаток этой части, или
(1 — a^FjCj p-V (1 - <2- V ,
z	V ' 1 ЦЮО/ \	С,)
вновь встречает поверхность сферы 2, и т. д.
Продолжая таким же образом расчет, получаем следующее
выражение для количества тепла, утраченного сферой 1 и, сле-
довательно, воспринятого сферой 2:
152
Q = F1
г, у _ /_7^у|
100/ \юо/ J
С1.2
где С1.2 —коэффициент взаимного излучения, определяемый из
следующего уравнения:
1 = 1 .	______Ц
4	Q.2 Ci F^ \ Сг Ct /
Изложенные выше рассуждения (а следовательно, и коэф-
фициент взаимного излучения) строго справедливы только для
концентрических сфер.
Если разница между радиусами обеих сфер очень велика,
например, если радиус одной из них в 10 раз больше радиуса
другой и если величина Сг не очень мала, то последнее выраже-
ние упрощается и Сьг становится равным С(.
Иначе говоря, лучистый теплообмен тела с другим телом, в
полости которого оно находится, происходит так, как если бы
последнее было абсолютно черным.
В отопительной практике, особенно при радиаторах, наиболее
частым является случай, когда теплое тело находится в поме-
щении, размеры которого по сравнению с размерами этого тела
очень велики. Из этого следует, что если теплое тело нахо-
дится приблизительно в центре полости другого тела, то коэф-
фициент взаимного излучения может быть принят равным С|.
I-’cjih же, наоборот, теплое тело находится достаточно близ-
ко к стейкам полости, то следует ввести коэффициент излуче-
ния меньший Сь исходя из того, что сторона теплого тела, смеж-
ная со стенкой полости, излучает меньшее количество энергии,
чем тело, находящееся в центре полости (вследствие отраже-
ния на стенку полости).
В итоге для С следует принять выражение
I	1 . / 1	1 \
-- = —н------------->
с	с,	с.
где е — коэффициент, зависящий от взаимного положения
обоих тел и от отношения Значение е колеблется в пре-
делах от 1 до 0.
Случай двух цилиндров. Такими же рассуждениями приходим
к такому же выражению. В этом случае Fi и Fz означают по-
верхности цилиндров.
Случай двух паралельных между собой плоскостей. Предпо-
лагая, что радиусы сфер или цилиндров в приведенных выше
случаях возрастают до бесконечности, в то время как разность
их остается конечной, поверхности эти превращаются в две па-
гх	Fi
раллельные плоскости. Отношение стремится к единице..
* 2
Коэффициент взаимного излучения двух бесконечно больших
плоскостей получается, таким образом, из выражения
153
1 = 1	/J_____ц
С Ci	\ С2	Cq /
Это выражение можно было бы вывести и непосредственно
путем таких же рассуждений, как и в отношении концентриче-
ских сфер.
Особо простой случай плоских поверхностей. Как мы видели
выше, теплообмен излучением между двумя поверхностями, ко-
эффициенты поглощения которых достаточно велики для того,
чтобы можно было в порядке первого приближения пренебречь
многократным отражением излучения, выражается двойным ин-
тегралом
q = адг/А? _ /AV] Cf -c.os Р» cos.fa. ds. dS2.
пС„ L\100/ uoo/ J J J d2 1
Вводя в интеграл фактор Sb получаем выражение, значи-
тельно более удобное для применения. Обозначая соответствен-
ен Со
ночерез ех и е2 отношения, и gA, получаем
Q - ЗДЛ’р ъХЯ ~ Т'Ь Т ($р ^)-
Функция f имеет, например, для двух параллельных между
собой бесконечно больших плоскостей значение
а функция <р равна единице. В некоторых простых случаях плос-
ких поверхностей функция Q может иметь вид
е z-> Г ( Т? / 7\ I
Q = d.C0eie2 — I — —	<р,
1012L\ioo2 \юо/ ]
где значение <р определяется при помощи графиков.
Примеры
^1. Круглые диски или коаксиальные квадра-
ты с параллельными сторонами. Фактор <р для та-
ких поверхностей представляет собой функцию одного только из
характеризующих их параметров (рис. 105) или —
Рис. 105. Взаимное излуче-
ние двух квадратов, двух
дисков или двух прямо-
угольников, имеющих общую
ось, соответственные сторо-
ны которых параллельны
154
Кривая 1 — для параллельных между собой поверхностей, показан-
ных на рис. 105, без учета излучения, отраженного обратно боковыми
ограждениями; кривая 2 — для квадратов и кругов, показанных на
рис. 105, с учетом излучения, отраженного обратно боковыми огр а ж _
дениями; кривая 3 — для прямоугольников, показанных на рис. 105,
с учетом излучения, отраженного обратно боковыми ограждениями
Кривая 1 на рис. 106 дает величину <р для различных значе-
ний этих параметров в .пределах от 0 до 6. Само собой разумеет-
ся, если эти параметры возрастают до Сэескопеч'пос'гп, то стре-
мится к единице.
2.	Коаксиальные прямоугольники. Если рассмат-
ривать не два параллельных между собой квадрата, а два пря-
моугольника, имеющих общую ось, большие и малые стороны
которых соответственно параллельны между собой, то из рис. 106
можно получить достаточно приближенное значение , если
принимать в качестве такового среднее геометрическое значений,
Л| т« ^2
соответствующих параметрам -у и
155

щr—.-iTk
ду потолком и полом
Численный пример. Рас-
смотрим помещение прямо-
угольного сечения (рис. 107)
размерами в плане 3,6X4,2 м,
высотой 3 м. Требуется рас-
считать теплообмен между
оштукатуренным потолком,
коэффициент излучения ко-
торого равен 4,5, и полом,
покрытым линолеумом, для
которого коэффициент из-
лучения равен 4,4. Обрат-
ное отражение излучения от
стен не принимается во вни-
мание.
Указанные выше параметры равны в этом случае
£1. „ ’U = 1 2
л 3
_ 4д2 = j 4
h 3
, Функция ср имеет соответственно значения 0,24 и 0,28; сред-
нее геометрическое их равно 0,25. Теплообмен составляет при
этом
0,25 ккал[час.
Q = 3,6-42-^ 5-4,4
4,96
3.	Плоские пр.ямоугол ь н ы е взаимно перпен-
дикулярные поверхности с общей гранью. Рас-
смотрим две прямоугольные плоскости, имеющие общую сторо-
ну длиной /, другие стороны
которых (рис. 108) равны а й Ъ.
Двумя параметрами, опре-
деляющими значение фактора
<р, являются all и Ь/1. Если,
кроме того, предположить, что
излучающей является поверх-
Рис. 109. Факторы формы для двух
прямоугольников, имеющих общую
сторону (рис. 108)
Рис. 108. Излучение прямо-
угольника 1 на перпендику-
лярный ему прямоуголь-
ник 2t имеющий с ним об-
щую сторону
156
ность со стороной Ь, то фактор ф определяется по графику на
рис- 109.
4.	Излучение, отражаемое боковыми огражде-
ниями. В предыдущих примерах предполагалось, что рассмат-
риваемые поверхности изолированы одна от другой. В (прак-
тике, в особенности когда дело касается помещений, следует
принимать во внимание и тепло, излучаемое обратно находящи-
мися между этими поверхностями боковыми ограждениями, при-
чем последние нагреваются. Расчет, который мы здесь не приво-
дим, позволяет определить это количество излучаемого обратно
тепла, предполагая, что боковое ограждение излучает полностью
всю получаемую им энергию и что коэффициенты излучения
ьсех у; их ограждений приблизительно одииа/.онм. Фз//;иче/ zz
это имеет место в обычных случаях для ограждений отапливае-
мых помещений. Значения определяются в этих условиях по
кривым 2 и 3 на рис. 106.
Таким образом, кривая / на рис. 106 позволяет определить
значение <р (не принимая во внимание обратного излучения бо-
ковыми ограждениями) как для кругов, так и для квадратов и
прямоугольников. Кривая 2 на том же рисунке учитывает тепло,
излучаемое обратно вертикальными ограждениями в случаях
коаксиальных кругов или квадратов.
Кривая 3 на том же рисунке дает те же значения для слу-
чая продолговатых прямоугольников, большей стороной которых
является а2.
В практике следует, конечно, принимать значения ? по ин-
терполяции между кривыми 2 и 3 в зависимости от вытянуто-
сти прямоугольника1.
ФАКТОР ТЕМПЕРАТУРЫ
Если разность абсолютных температур —Т2 не слишком
велика, то часто удобнее выражать излучение в функции про-
стой разности температур
где Zi и — емп-ература по стоградусной шкале.
В этой и он но форме и выражается обычно теплопередача
теплопроводп >стью и конвекцией.
Фактором температуры называют отношение
\100/	1100'
^2
В табл. 2 приведены значения этого фактора, или, иначе го-
воря, поправочного коэффициента. Таблица позволяет приме-
1 Подробное исследование такого теплообмена можно найти в статье
Кадьергюса [18].
157
нять обычную форму законов теплопередачи для выражения лу-
чистого теплообмена.
Таблица 2
Фактор температуры
/AV—/А?
^ иоо/. \,юо/
А — 6
°C /		-10	-б	0 .	+5	4-ю	• +15	+20
h	/ t2							
	- 10	0,727				I	1	
	- 5	0,748	0,769					
	0	0,770	0,791	0,813				
+ 5		0,792 .	0,814	0,836	0,860			
+ 10		0,813	0,837	0,860	0,883	0,905		
+ 15		0,838	0,861	0,884	0,907	0,930	0,955	
- + 20		0,862	0,885	0,908	0,932	0,956	. 0,981	1,006
4- 30		0,911	0,934	0,958	0,983	1,008	1,033	1,058
+ 40		0,962	0,986	1,011	1,036	1,061	1,087	1,114
	1- 60	1,073	1,098	1,124	1,150	1,176	1,204	1,231
+ 80		1,193	1,220	1,246	1,275	1,302	1,331	1,359
-4-100		1,325	1,352	1,380	1,409	1,438	1,468	1,498
	1-120	1,466	1,496	1,525	1,555	1,585	1,616	1,645
	1-140	1,621	1,651	1,681	1,712	1,744	1,778	1,81'6
		+30	+40	+60	+80	+ 100	+ 120	+ 140
	- 10							
	5							
	0							
	1- 5							
+ 10								
	И 15							
	Н 20							
	К зо	 1,109						
	и 40	1,169	1,218					
	к 60	1,289	1,349	1,476				
4- 80		1,419	1,482	1,615	1,759			
4-100		1,561	1,627	1,765	1,915	2,078		
+120		1,714	1,782	1,926	2,082	2,249	2,427	
+140		1,878	1,950	2,200	2,261	2,434	2,620	2,810
Примечание. Выражения, применявшиеся ранее для излуче-
ния. Иногда в сочинениях по отоплению, составленных на осно-
ве старых трудов, .встречаются другие выражения излучения.
158
100/ Ьоо/ 
Так, например, Пекле и Сэр (Peclet et Ser) выражали излуче-
ние тела, находящегося в полости другого тела, формулой
/? = Smr($x — 02),
где т зависит от формы и размеров излучающего тела, аг —от
природы этого тела.
Численные выражения были даны Пекле с учетом влияния
(01 — М в следующем виде:
/? = Sr (Sj - 02)[1 + 0,0056 (0! - 02)]
или
/? = Sr(7\ - Л)[1 + 0,0056 (Г, - Г2)].
Эти выражения могут быть присоединены к предыдущим о( -
щим уравнениям с учетом следующих упрощений.
1. 0J и 02 мало отличаются от среднего, вполне определен-
ного значения.
В той мере, в какой коэффициенты излучения одинаковы в
обеих формулах, должно быть
(Л - Г2)[ 1 + 0,0056(7;- Г2)] =
Поскольку переменной величиной является разность
о1 - о2у; - у; е,
правая часть уравнения может быть написана в виде
10"8 (47*2 + 6 TlE	4ТгЕ* + Е'л) Е.
Сразу видно, что выражение Пекле может быть справедли-
вым только при малом значении Е и при большом значении 7\,
а также при условии, что приблизительно соблюдены равенства
10-8-47'|= 1 п 10-8-67*2 = 0,0056,
т. е. если значение Т2 близко к 300°К, а следовательно, близк<
к 20°С..
2. Тело помещено в достаточно обширной полости и доста
точно далеко от ее стенок, так чтобы коэффициент излученш
стенок полости не оказывал никакого влияния, иначе говоря,
чтобы полость можно было уподобить абсолютно черному телу.
Эти условия согласуются, кроме того, достаточно хорошо с
условиями, в которых Дюлонг и Пти проводили свои опыты.
Глава З.П
ПЕРЕДАЧА ТЕПЛА ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ
Определения
Рассмотрим сначала простой случай твердого тела, через ко-
торое проходит тепловой поток при установившемся тепловом
режиме. Это означает, что температура в определенной точке
тела не зависит от времени. Место точек тела одинаковой тем-
пературы представляет собой поверхность, называемую изо-
термической (рис. ПО).
Вследствие различия температур двух
___________ смежных частиц, находящихся на раз-/
JAi"'"'' личных изотермических поверхностях,
___________ происходит перенос тепла, интенсивность
которого зависит, с одной стороны, от
___________t-природы тела, а с другой, — от соответ-
ственной температуры этих частиц и от
расстояния между ними.
Рис. ПО. Изотермиче- Гипотеза Фурье, являющаяся основой
окне кривые
н	теории теплопроводности, заключается в
допущении, что тепловой поток
пропорционален температурному градиенту,
иначе говоря, отношению разности температур dt к расстоянию
dn между двумя изотермическими поверхностями, измеренному
по нормали, т. е.
dq == — \—ds,
дп
где X — коэффициент теплопроводности, зависящий не только
от состояния и природы тела, но и от его температуры t.
' В тех случаях, когда рассматриваемая температура тела не
очень отличается от среднего ее значения, можно для мно-
гих тел принимать величину X п о с тоян ной, р а в-
ной ее значению при средней температуре. Од-
нако не следует забывать, что X является функцией t и что ука-
занное выше упрощение применимо не ко всем телам.
При неустановившемся режиме уравнение теплового потока,
проходящего через элемент поверхности ds за время dx, прини-
мает вид
dq = — X —ds dx,
дп
где t является уже функцией времени х.
Гипотеза Фурье проверена экспериментально в том смысле,
что выводы из нее, полученные путем расчета и интегрирования,
подтверждены опытом.
160
Уравнение Фурье. Если рассматривать бесконечно малый
параллелепипед со сторонами dx, dy, dz (рис. Il), то можно до-
казать, что между температурой t, функцией времени и перемен-
ными величинами х, у, z существует зависимость, называемая
«уравнением Фурье», а именно
dt I !дЧ .	. дЧ\
— = — I----------------= алч.
дх СЪ \дх2 dy2 dz2/
Обозначая через а и выражение в скобках в правой части
уравнения, представляющее собой оператор Лапласа, через Д2,
получаем
— = аМ.
dt
Это, обычно сложное, уравнение в проблемах отопления боль-
шей частью упрощается, ибо, с одной стороны, теплопередача
обычно рассматривается в предположении установившегося теп-
лового режима, т. е. при
— = 0,
дч.
и, с другой -стороны, t является функцией только одной пере-
менной в связи с формой рассматриваемых тел, которые можно
приравнять либо к 'пластинкам с параллельными сторонами, ли-
бо к цилиндрам.
Теплопередача через стенку. Поскольку в этом случае изо-
термические поверхности представляют собой плоскости
(рис. 112), уравнение упрощается и принимает вид
11 Зак. 335
161
Рис. 112. Однород-
ная стенка
откуда
- = 0,
.4*
dx\
dt u
h
Отсюда
и
t *=hx_-\- const.
Граничными условиями являются:
<i = const и t2 — he-\~tx, |где e — толщина
стенки.
Л=
е
И
dn е
Vi
Рис. 113. Много-
слойная стенка
Многослойные стенки. Стенки обычно
состоят из нескольких слоев различных ма-
териалов: камня или кирпича, цементного
раствора, штукатурки и т. п. (рис. 113).
Точно так же и нагревательные панели вы-
полняются не только из одного материала—
бетона или гипса, в который заделаны тру-
бы, но включают также и поверхностный
слой из других материалов (гипс для по-
толков, плитки, паркет или другое покрытие
для полов)'. Если отдельные слои соприка-
саются между собой достаточно плотно,
так что температура соприкасающихся по-
верхностей одинакова, то количество тепла,
передаваемого стенкой при установившемся
тепловом режиме, может быть записана
так:
? =—(Л - = -(4- Q= — (*3 - ы = -
е,	et	е,
Общий коэффициент теплопередачи стены k в уравнении, вы-
раженном в виде
можно определить, из выражения
А Лд Aq Л*
162
Цилиндры. Случай цилиндра представляет особый интерес в
лучистом отоплении, так как нагревательные поверхности: обыч-
но состоят из труб, заделанных в какой-либо материал, и -поэто-
му изотермические (поверхности около труб очень близки к ци-
линдрическим, имеющим общую -с трубой ось. В главе о тепло-
отдаче нагревательных панелей нам придется часто иметь дели
с расчетом теплопередачи тепла от трубы к смежным изотерми-
ческим поверхностям.
Вывод уравнения теплопередачи в этом случае аналогичен
приведенному в отношении стенки (рис. 114). При установив-
шемся тепловом режиме тепловой поток через стенку цилиндра
радиусом г и высотой, равной единице, составляет в единицу
времени
Рис. 114. Полый
цилиндр с одно-
родной стенкой
Рис. 115. Полый
цилиндр с неод-
нородной стенкой
Q =-- 2кгк—,
dr
Откуда
— = — — dt.
Г Q
Интегрируя, получаем
Г1	V
откуда

Если сечение трубы (рис. 115) представляет несколько кон-
центрических окружностей, то, не учитывая непрерывность сло-
ев, можем написать подобно тому, как в случае стенки:
ZTCAj	г j
11*
163
; Общий коэффициент теплопередачи через стенку цилиндра k
в уравнении
Определяется из зависимости
In--	in—	in—rjL—
1	_ rl |	I _|______гя—1
k x, x, т ••• т Xn •
•'/'Ж* • Глава З.Ш
КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН
Напомним, что 'конвекция является сочетанием двух явлений,
происходящиходновременно: передачи тепла путем теплопро-
водности от тела к соприкасающимся с ним слоям подвижной
среды и движения этих слоев среды, вызванного либо различием
их плотности (свободная конвекция), либо действием внешней
силы (вынужденная конвекция).
Как и прежде, мы будем в последующем изложении исходить
из предположения установившегося режима, т. е. считать, что
в каждой точке скорость движения и температура не зависят от
времени.
Исследование конвекции является одним из наиболее важ-
ных и наиболее сложных разделов теплопередачи. Свободная
конвекция происходит практически лишь при лучистом отопле-
нии, при котором излучающие поверхности обычно находятся в
помещениях, так что и воздух перемещается только вследствие
различия его плотности. В действительности, однако, явление
это не такое простое.
В отношении панелей,/находящихся в полу, движение воздуха
при его соприкосновении с их нагретой поверхностью происхо-
дит, действительно^ вследствие одной только конвекции, если по-
мещение совершенно закрыто и необитаемо. Однако деятель-
ность обитателей помещения, особенно их хождение, вызывает
вблизи пола движение воздуха, присоединяющееся к его движе-
нию вследствие конвекции, и усиливает таким образом конвек-
тивный теплообмен. Кроме того, помещения никогда не бывают
герметически закрытыми, вследствие чего в зимнее время всегда
происходит инфильтрация в помещение холодного воздуха через
щели в нижней зоне, повышающая конвекцию у поверхности
пола.
164
Вопрос этот несколько более сложен в отношении потолков.
Если бы помещение было никем не занято, герметически закры-
тым и образовано одинаковыми ограждениями с одинаковыми
теплопотерями, то вследствие симметрии температура этих ог-
раждений понижалась бы, вероятно, сверху вниз и воздух рас-
полагался бы в помещении горизонтальными слоями. Поэтому
трудно даже себе представить, каким образом происходила бы
при этом естественная конвекция. Однако в действительности
помещение никогда не бывает герметически закрытым, а тепло-
потери ограждений неодинаковы. В связи с этим температура
ограждений различна, и вдоль стен происходит неизбежное дви-
жение воздуха, вызванное конвекцией, независимо от движения
воздуха, создаваемого обитателями помещений.
Конвекция при соприкосновении воздуха с полом и в осо-
бенности с потолком различна в каждом помещении, так как опа
связана с целым рядом, факторов, иногда даже непредвиденных.
Это в некоторой мере такое же явление, как и естественная вен-
тиляция в отапливаемых помещениях.
Влияние некоторых факторов может быть оценено прибли-
женно. Так, например, в угловом помещении, имеющем неплот-
ности и остекление, двух наружных стен на большой части их
площади, конвективное движение воздуха, вызванное разницей
температуры наружных и внутренних стен, так же как и есте-
ственной вентиляцией, создало бы усиленную циркуляцию воз-
духа у потолка, что привело бы к увеличению теплообмена. И,
наоборот, во внутреннем не занятом никем помещении, в кото-
ром все ограждения имеют одинаковую температуру, движение
воздуха у потолка было бы незначительным.
Эта неопределенность, однако, менее важна, чем это кажется
с первого взгляда, и прежде всего потому, как это видно из при-
веденных примеров, что теплоотдача может в особенности по-
вышаться в холодных помещениях и уменьшаться в помещениях,
с малыми теплопотерями. Следствием уменьшения конвекции
является также повышение температуры поверхности панели, а
следовательно, и усиление ее излучения. Правда, это усиление
не компенсирует полностью уменьшения конвекции, но несколь-
ко его смягчает.
Независимо от всех этих соображений опыт показывает, и это.
легко объяснимо, что коэффициент конвекции зависит от разме-
ров поверхности нагрева. В частности, коэффициент конвекции
значительно выше у краев поверхности нагрева, чем на основ-
ной ее площади.
Из изложенного вытекает во всяком случае, что коэффициен-
ты конвекции для излучающих панелей приходится принимать,
если не произвольно, то на основании статистических данных,’
с некоторой поправкой, в каждом отдельном случае зависящей
от опытности проектировщика. По этой именно причине столь
различны коэффициенты конвекции, принимаемые разными ав-
.торами'как для пола, так и в особенности для пОголка. К этому
вопросу мы еще вернемся ниже.
:: В общем уравнении естественной конвекции
Q =
'(где в — превышение температуры поверхности нагрева над
температурой окружающей среды) коэффициент конвекции a
определяется, согласно всем авторам, выражением
a = a0°.25.
Однако значения а, по указаниям различных физиков, сущест-
венно отличаются друг от друга, а именно:
для пола Нуссельт — Хенки дают а=2,8; Грифите и Девис —
«==2,3;:
• для потолка Дюлонг и Пти нашли в помещении, в котором
ойи старались предотвратить всякое искусственно вызванное
движение воздуха, величину a=0,55. Если движение воздуха
в результате естественной вентиляции незначительно, а прини-
мают раврым 0,75,
И, наконец, в помещении, в котором воздух находится в дви-
жении, например под действием механической вентиляции, Гри-
фите и Девис нашли а=1,1.
Для стен при низких панелях высотой меньше. 1 м по Нус-
сельту a=2,2; при более высоких панелях Грифите и Девис ре-
комендуют принимать a =1,7.
Новейшие американские исследования, выполненные Вильк-
сом и Петерсоном, как будто показывают, что значения, приня-
тие Грифитсом и Девисом, несколько занижены. Хотингер (Het-
tinger) в Швейцарии допускает для потолков a =1,3.
;  Эти коэффициенты, как видно, не только существенно между
собой различаются, но даже и несколько противоречивы. Дей-
ствительно, выражение а = «00-25 предполагает строго естест-
венную конвекцию, т. е. движение воздуха, вызываемое исклю-
чительно .разностью его плотностей; поэтому разность температур
входит в нёго в степени 0,25 *. Если конвекция вызвана други-
ми причинами, коэффициент конвекции не может быть пропор-
циональным корню четвертой степени из разности температур.
Выражение коэффициента конвекции приводят часто для раз-
ности в 10° температур поверхности нагрева и окружающей сре-
ды, не вводя в него множитель О0,25. В этом случае получаются
следующие его значения:
* Подробное теоретическое и экспериментальное исследование этого воп-
роса можно, найти в. статье А. Миссенара [19].
166
для пола а колеблется приблизительно от 4 до 5; для потол-
ка — от 1 до 2,3; для стен — от 3 до 4 *.
Мы будем допускать на основе нашего опыта следующие
коэффициенты конвекции, действительные при разнице в 10°
между температурой поверхности нагрева и окружающей сре-
ды: для пола а = 6 ккал/м2 час град; для потолка а = 3,15 ккал).*2
час град; для панелей на стенах а= 4,3 ккал/м2 час град, пола-
гая, конечно, что эти цифры могут быть подвергнуты критике.
Они могут оказаться несколько завышенными для некоторых по-
мещений, не проницаемых для воздуха, в которых движение по-
следнего незначительно, и могут быть, наоборот, заниженными
для помещений, в которых температура ограждения очень раз-
лична или очень интенсивна естественная вентиляция. Посколь-
ку последняя может быть недооценена, целесообразно компенси-
ровать эту недооценку более осторожным назначением коэффи-
циента конвекции.
При лучистом отоплении вынужденной конвекции практиче-
ски нет. Она может быть лишь в системах лучистого отопления,
в котррых в качестве теплоносителя применяется теплый воздух,
нагнетаемый вентилятором и циркулирующий по каналам, на-
ходящимся в ограждениях. То же самое происходит и в случаях,
когда воздух, служащий для вентиляции, поступает в простран-
ство между подвесным потолком и несущим перекрытием, хотя
такая система не является уже по существу системой лучистого
отопления и скорость движения воздуха при этом настолько не-
значительна, что можно ограничиться обычными коэффициента-
ми конвекции.
Вынужденная конвекция происходит также и внутри труб, в
которых теплоноситель циркулирует с определенной скоростью
под действием насоса. Однако перепад температуры между теп-
лоносителем и стенкой трубы столь незначителен, что обычнб
принимают температуру стенки и теплоносителя одинаковой,
иначе говоря, допускают, что коэффициент теплопередачи бес-
конечно велик, какова бы ни была скорость движения воды. Эта
вынужденная конвекция поэтому также не создает никаких
проблем.
РБЩАЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ПАНЕЛИ 
Рассмотрим панель, образованную, трубами, заделанными,
например, в бетон. Тепло переходит от труб на поверхность па-
нели через бетон вследствие его теплопроводности. Мы рассмот-
♦ Инженеры, осуществлявшие в прежнее время первые системы лучистого
отопления с теплоносителем низкой температуры, допускали обычно значи-
тельно более высокие коэффициенты конвекции по сравнению с указанными
здесь. К сожалению, их опыт нельзя использовать ни в отношении коэффи-
циента конвекции поверхностей нагрева, ни в отношении общего коэффициен-
та теплопередачи панелей, так как температура теплоносителя воды (около
40°) не контролировалась.
167
рим более подробно эту передачу тепла теплопроводностью ни-
же в связи с теплоотдачей панелей.
ч Тепло переходит от поверхности панели в окружающую сре-
ду посредством излучения и конвекции.
..;; Теплообмен излучением зависит:
от фактора формы <р, рассмотренного выше;
от коэффициента излучения р0, зависящего от характера
поверхности панели;
от температуры панели и окружающей среды (фактор темпе-
ратуры).
, Если температура и панели и окружающей среды равна 20°,
то фактор температуры равен единице. При температуре окру-
жающей среды 20’ и температуре панели 30° фактор температу-
ры равен 1,058. При температуре окружающей среды и панели
соответственно 20 и 40’ фактор температуры равен 1,114. Таким
образом, при повышении разности температур с 10 до 20’ коэф-
фициент излучения воврастает на 5—6%, а при уменьшении раз-
ности температур с 10 до 0°—понижается на 5%.
- -Коэффициент конвекции, если принимать, что он является
функцией О0,26, возрастает приблизительно на 20% при повы-
шении температуры панели с 20 до 40° и при температуре окру-
жающей .среды 20’ и понижается на 70%, когда разность темпе-
ратур уменьшается с 10 до 1°. Однако мы отмечали, что ошибоч-
но считать конвективный теплообмен происходящим только
вследствие разности температур.
. В результате анализа теоретических данных, сопоставленных
с опытными наблюдениями, мы приняли для коэффициента k
общей теплопередачи панели, определяемого из зависимости
Q=£6, выражение А=д6 х. Иначе говоря, этот коэффициент
.возрастает приблизительно на 25% при повышении 8 с 1 до 10°
д на 8% при повышении. Ос 10 до 20°.
j. >Мы примем в итоге следующие выражения теплоотдачи па-
нелей в функции разности температур панели и среды:
j; для панелей в полу .	, Q=	1.1 ккал/м9час
для потолочных панелей	. Q = 5,761.1	,
для вертикальных панелей .	« • «	=.	€0 i.i
Это равносильно принятию следующих коэффициентов при
разности температур 10’:
для пола
a -f- р = Ю/ или —= 0,1;
.'/		“4*р
дли потолка
а + р ==7,15, или*— = 0,14;
168
для вертикальных панелей
а + р == 8,3, или —-— = 0,12.
“ + р
Мы примем также коэффициент лучистого теплообмена меж-
ду греющей панелью и окружающими предметами (при разно-
сти температур 10°) равным 4 ккал/м2 час град.
Глава 3. IV
РАСЧЕТ ПОТРЕБНОСТИ ТЕПЛА И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О ТЕПЛООТДАЧЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
НАГРЕВА
Обозначения
Тс — температура внутреннего воздуха по сухому термо-
метру;
Q, — температура внутренней поверхности ограждения;
гв — средняя температура внутренних ограждений;
t„ — температура наружного воздуха по сухому термомет-
ру;
г„ — средняя радиационная температура наружной среды;
ав — коэффициент конвекции .внутренних ограждений;
ан — коэффициент конвекции наружных ограждений;
а — коэффициент коцвекции поверхности нагрева;
рв — коэффициент излучения внутренних ограждений;
рн —' коэффициент излучения наружных ограждений;
р — коэффициент излучения поверхности нагрева;
Е — толщина ограждения.
Расчет теплопотерь
Вспомним, что выражение
теплопередачи любого плос-
кого ограждения (степы) вы-
водится из трех следующих
элементарных уравнений теп-
лопередачи от одной стороны
ограждения к другой (рис.
116).
1.	Уравнение теплообмена
между внутренней стороной
ограждения и воздухом поме-
щения:
Рис. 116. Теплопотери через
ограждение
169
^“[«вСТ’с-^Рв^в-бв)!^.
. Первый член в этом выражении относится к конвекции, а
второй — к излучению; гв является средней температурой
внутренних ограждений, за Исключением рассматриваемой, при-
чем температура их уравновешивается в зависимости от телес-
ных углов, под которыми они видны из этого элемента огражде-
ния.
2.	Уравнение теплопередачи теплопроводностью между обе-
ими сторонами ограждения:
dQ-±(9,-WdS.
3.	Уравнение теплообмена между наружной стороной ограж-
дения и наружной средой:
dQ = [ан (0н ~~ ^н) Н- Рн (®н rH)] dS,
где t№ — температура наружного воздуха, г„ — средняя
радиационная температура наружной среды, в которую может
быть включена и солнечная радиация.
Для упрощения расчета теплопотерь обычно принимают, что
.средняя радиационная температура среды такая же, как и сред-
няя температура воздуха, т. е. гв== Гс и гн= Ти.
Эти допущения приемлемы в одних случаях и совершенно
недопустимы в других. Так,‘например, как будет показано
ниже, радиационная температура в некоторых помещениях мо-
жет значительно отличаться от tc. Точно так же и снаружи,
если солнце излучает тепло на ограждения, то температура г
может быть значительно выше t„; она может быть и ниже t
в отдельно стоящем здании, стены и крыша которого излучают
ночью тепло в окружающее пространство. Если допустить эти
упрощения, то приведенные выше дифференциальные уравнения
могут быть непосредственно проинтегрированы и приведены к
обычной зависимости
Q = A(4-fH),
причем
-I------U- + A + _!_.
А »в Рв	“н + Ри
Отопление радиаторами
При таком отоплении ограждения главным образом обогре-
ваются воздухом; следовательно, температура ограждений ни-
же температуры воздуха. В общепринятом расчете теплопотерь
принимают rB = Tt. При этих условиях, а также учитывая
излучение радиаторов малой видимой поверхности, расчеты при-
водят к преувеличенным результатам. Тем не менее, как общее
правило, гв ниже Тс не больше чем на 2 или 3°. Для боль-
176
шинства строительных материалов рв =4 и ' ав =5. Если тем-
пература внутреннего воздуха равна 18°, а температура наруж-
ного воздуха 7° ниже нуля, то разность температур составляет
25°. Приняв гв = Гс, получим преувеличение рв на или
на 12%, что в соответствии со значениями k увеличивает тепло-
потери >на Ь%, если это касается стены, и на 3%, если это касает-
ся тонкого остекления. Таким образом, допущенной ошибкой
можно пренебречь.
С другой стороны, если бы большая часть ограждений поме-
щения или даже, как крайний случай, все ограждения, за исклю-
чением пола, были остеклены, то значение гв было бы только
порядка 6°; так что в этом случае обычный расчет, при котором
исходят из положения, что гв= Гс, привел бы к преувеличению
действительных теплоп'отерь на 25%. Это означает, что в поме-
щении, в котором теплоотдача поверхностей нагрева равнялась
бы теплопотерям, рассчитанным общепринятым способом при
температуре воздуха 18°, фактическая температура внутренне-
го воздуха при температуре наружного воздуха —7° была бы по-
рядка 25°. Однако результирующая сухая температура равня-
лась бы только —5 ” '=15,5°М, и можно поэтому считать,
что фактически перегрева помещения не было бы. Таким обра-
зом, общепринятый расчет приводит, несмотря на эти ошибоч-
ные гипотезы, к удовлетворительным результатам, если только
тепловые условия в помещении измеряются не обыкновенным
термометром, а результирующим сухим термометром, что еще
раз подчеркивает значение результирующей сухой температуры.
Лучистое отопление
Излучение, в особенности потолка, нагревает ограждения,
которые© свою очередь нагревают воздух. В этом случае расчет
при допущении rR = Гс приводит к занижению теплопотерь
излучением. Если Fc ниже г0 на 3°, то получается занижение
температуры на !.% для стены средней толщины и на 3% для
тонкого остекления.
Результирующая сухая температура в таком помещении рав-
р _±_ f
па ----g, ГДС R — средняя радиационная температура,
измеренная в месте нахождения человека1. Итак, R отличается
от ru только влиянием, оказываемым рассматриваемым на-
ружным ограждением. В среднем
р = ^гв 4~ ев
1 В дальнейшем мы будем указывать просто «средняя радиационная тем-
пература для человека».
171
,и Таким образом, расчет теплопотерь будет точнее, если при-
.нимать в качестве внутренней температуры результирующую
сухую температуру. Во всяком случае не может быть и речи о
расчете теплопотерь, исходя из температуры воздуха, так как
это привело бы к определенно заниженному результату. Защит-
ники, лучистого отопления, которые иногда еще доказывают, как
и ^прежде, преимущество этой системы, основывая свои расчеты
теплопотерь только на температуре воздуха, допускают боль-
шую принципиальную ошибку.
Однако одним из существенных преимуществ лучистого ото-
пления и в особенности отопления с обогревом пола является
достигаемое при нем однообразие температуры пола и потолка
(рис. 117), благодаря чему теплопотери конвекцией при одина-
Рис. 117. Колебания температуры воздуха в за-
висимости от высоты над полом в м при раз-
личных системах отопления
а при печном отоплении; б — при воздушном ото*
плении; в —• при отоплении посредством радиаторов,
расположенных под окнами; г —' при потолочном
отоплении; , , д	при . отоплении посредством обогрева
пола
новой температуре воздуха на высоте 0,6 м от пола при этой
системе [фактически ^наименьшие. Кроме того, конвективные то-
ки. ^врздуха,, соприкасающегося с ограждениями, имеют при лу-
чистой отоплений определенно меньшую скорость, чем при кон-
вективной. Это особенно сказывается при конвективном отопле-
нии, когда с целью противодействия холодному излучению ос-
текления радиаторы, размещенные под окнами, омываются то-
ками тёплого воздуха большой скорости. По этим причинам,
как показывает опыт, при одинаковой результирующей сухой
температуре на высоте 0,6 м от пола расход тепла при отопле-
ний с ббогревбм пола оказывается часто на 10—15% меньше,
172
чем при конвективном отоплении. Точно так же и при потолоч-
ном отоплении расход тепла может оказаться на 5—10% мень-
ше, чем при конвективном.
При точном расчете отопления нельзя, конечно, обойтись без
определения температуры ограждений. В тех случаях, когда счи-
тают возможным ограничиться приближенным расчетом тепло-
потерь, пользуясь обычным способом, применяемым при конвек-
тивном отоплении, хотя и очень грубым даже для этой системы
отопления, рекомендуется при расчете лучистого отопления ли-
бо принимать результат подсчета без поправок, либо ограничи-
ваться максимальной скидкой в 5% при потолочном отоплении
и в 10% при отоплении с обогревом пола.
Разумеется, при расчете правильно устроенного лучистого
отопления любого вида — с обогревом пола, потолочного или
посредством подвесных излучающих панелей — не следует при-
менять надбавку в зависимости от высоты помещения, посколь-
ку при этих системах температура воздуха почти одинакова на
всех уровнях и результирующая сухая температура учитывает
температуру ограждений по всей их высоте.
Расчет теплоотдачи поверхностей нагрева
Некоторые авторы, как это ни странно, пренебрегая, с одной
стороны, влиянием на теплопотери теплообмена излучением,
стремятся, с другой стороны, точно определить теплоотдачу из-
лучающих поверхностей нагрева. Это приводит их к многочис-
ленным и сложным уравнениям, хотя и линейным.
В большинстве случаев можно удовлетвориться более про-
стыми приближенными выражениями. При прежних обозначени-
ях теплоотдача излучающей панели с поверхностной темпера-
турой 0 определяется по выражению
Q==a(9-rc) + p(0-r),
где г — средняя температура ограждений, «видимых» с
этой поверхности нагрева.
Температура г большей частью мало отличается от Тс; ес-
ли .внутренние стены теплее воздуха в помещении, то внутренняя
сторона наружных ограждений обычно- холоднее воздуха. Кро-
ме того, R — средняя радиационная температура среды, окружа-
ющей тело человека, приблизительно равна
/?=5г±0
О
Поскольку 0 может превышать г па 10—20°, R может
быть выше г на 2—3°. Поэтому результирующая сухая темпера-
тура Грс может превышать г и Тс на 1 —1,5°.
Таким образом, рассчитывая теплоотдачу поверхности на-
грева при помощи выражения (а р) (0 — Гре), в мно-
жителе-(ft — 7^.) • допускают ошибку порядка 5% и в исключи-
тельных'случаях — порядка 10%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Теплопотери могут быть, таким образом, исчислены класси-
ческим способом, применяемым для расчета конвективного отоп-
ления, при условии принятия в качестве внутренней температу-
ры помещения результирующей сухой температуры и пренебре-
жения так назидаемой надбавкой на высоту.
Теплоотдачу поверхностей нагрева можно также опреде-
лить, принимая общий коэффициент (a-f-p), как и для по-
верхностей нагрева при конвективном отоплении, и в качестве
внутренней температуры помещения — результирующую су-
хую температуру.
В тех случаях, когда состояние и свойства строительных ма-
териалов, Так же как и степень герметичности помещения, точ-
но; известны, можно уменьшать рассчитанные таким образом
потребности тепла, вводя поправку до 10% при отоплении с обо-
гревом пола и до 5% — при потолочном отоплении. Однако в
случае сомнения не следует снижать расчетных теплопотерь, в
результате чего увеличится мощность системы, которая позво-
лит облегчить ее регулировку.
Глава 3. V
ТЕПЛООТДАЧА .НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПАНЕЛЕЙ. ВЛИЯНИЕ
ЗАДЕЛКИ ТРУБ НА ИХ ТЕПЛООТДАЧУ
Для того чтобы понять основное преимущество лучистого
отопления посредством заделанных труб, нужно уяснить себе,
что материал заделки, которым обычно является бетон, заменя-
ет в известной мере ребра на трубах, и трубы отдают при этом
при всех прочих равных условиях боль-
д i ше тепла, чем если бы они находились
\ открытыми ма воздухе.
Рассмотрим с целью упрощения тру-
бу, окруженную слоем материала одина-
ковой толщины (рис. 118). Обозначим че-
рез Ri — радиус трубы, через Rz — ра-
Рис. 11й. Нагрева-
тельная труба, за-
деланная в слой
мерно? ™ о зшшны*
174
диус цилиндра, образованного обделкой
трубы, и через и А2 — коэффициенты
поверхностной теплоотдачи («+р) ооот-
векявеяяо <лк^по& туубы. и. nw-iiWipa.
образованного заделкой. Тогда количество
тепла, отдаваемого в единицу, времени единицей длины цилинд-
ра, выражается через
Q = (Г — 0)-^-,
1П^
а также и через
Q = 2тс/?2А29.
Сопоставляя эти уравнения, получим для определения Q зави-
симость
2кГ== Qf—1п-^ +
U Л.
Теплоотдача Q' открытой трубы
вестного выражения
2к7 = -^-
Оба эти количества тепла Q и Q
так как
1 \
А2/?2 /
определялась бы из из-
как правило, различны,
Л|„ + _1_ < _J_.
X R, Л2Я2 Л,Р,
(3.6)
Рассчитаем, в какой пропорции возрастает теплоотдача тру-
бы при заделке ее в материал, обладающий относительно высо-
кой теплопроводностью, как, например, бетон, для которого ко-
эффициент теплопроводности примем равным 0,8 ккал]м2час град.
Необходимо, следовательно, сравнить для этого две величины
Т|п§- + Т7“	(3'7)
1
Рассмотрим в качестве примера случай, когда 7=40° и на-
ружный радиус трубы равен 1 см. В последующих расчетах ве-
личина д может быть принята равной
---------- 5,9.
170,01
1-й случай. /?г=2 см. Подсчет дает значение 0, близкое к
30°, откуда Л2 =16.
Выражение (3.7) равно при этом
Л In 2 +------!----- 3,95,
0.8	160,02
(3-8)
17 5
Таким образом, теплоотдача заделанной трубы в 1,5 раза
больше открытой.
2-й случай, /?2=4 см. Подсчет дает значение 0, близкое к
20е, откуда Иг—15. Такой же, как и предыдущий, расчет показы-
вает, что теплоотдача заделанной трубы в этом случае в 1,75
раза больше теплоотдачи открытой.
3-й случай. /?2=10 см; 6 % 8°, откуда Лг₽12 и теплоотдача
заделанной трубы в 1,58 раза больше теплоотдачи открытой.
,4-й случай. #2=20 см. При этом теплоотдача трубы в задел-
ке в 1,4 раза больше теплоотдачи открытой.
Из изложенного следует, что1 в случае обделки трубы диа-
метром 15/21 мм бетоном в виде цилиндра наибольшая эффек-
тивность теплоотдачи получается при толщине слоя бетона по-
рядка 7 см. Однако чрезмерная толщина заделки увеличивает
тепловую инерцию системы отопления.
Толщина заделки, соответствующая максимальной эффектив-
ности, может быть определена и непосредственно для всех обыч-
ных значений R\. Для этого нужно, чтобы выражение (3.7) при-
няло минимальное значение, т. е. чтобы его производная по Rz
равнялась нулю, или
J_._L.J_	= 0/
X Rt
откуда
Поскольку К =0,8, a hz близко к 12, оптимальная толщина слоя
заделки в зависимости от Ri имеет следующие значения:
при 7?! = 1,05 см	(труба	диаметром	15/21 лмс).	.	. R3 ж 7 см
, 7?! = 0,85 ,	( .	*	12/17, ).	.	. Rt ~ 5,5 ,
, 7?! = 1,35 .	( ,	20/27 » ).	.	.7?, ж 9	,
.Максимальная эффективность обычных труб достигается в
среднем при толщине слоя'бетонной заделки 7—8 см.
, Нагревательные панели имеют в практике форму плиты с па-
раллельными поверхностями, а не цилиндров, в которые заде-
ланы трубы*.
Увеличение теплоотдачи зависит при всех прочих равных ус-
ловиях от толщины такой плиты с параллельными поверхностя-
ми и от положения в ней труб.
1 В некоторых странах осуществляются, однако, поверхности нагрева,
подобные обычным радиаторам, с заделкой трубы в материал, хорошо прово-
дящий тепло.
176
Трудно сказать заранее, насколько возрастает общая тепло-
отдача трубы благодаря заделке ее в сплошную бетонную нагре-
вательную плиту, отдающую тепло обеими своими сторонами
(рис. 119, а), так как приравнивать такую плиту цилиндру бы-
Рис. Ы9. Труба, находящаяся в сплошной плите
ло бы ошибочным. В плите, в которой труба заделана на оди-
наковом расстоянии от обеих ее поверхностей (рис. 119, б), (вы-
режем параллелепипед, стороны которого равны толщине пли-
ты, и примем приближенно, что этот параллелепипед отдает та-
кое же количество тепла, как и вписанный в него или описан-
ный вокруг него цилиндр, или примем, что при толщине плиты
от 12 до 15 см теплоотдача трубы приблизительно в 1,6 раза
больше теплоотдачи открытой трубы.
Если к боковым сторонам этого параллелепипеда присоеди-
нить две полосы бесконечной длины а и б, то теплоотдача обе-
их горизонтальных поверхностей плиты, очевидно, повысится,
но определить насколько, конечно, очень трудно. Опыт показы-
вает, что б этих условиях теплоотдача трубы возрастает прибли-
зительно в 2 раза.
Все эти выводы особенно интересны в том отношении, что
они показывают влияние наружного радиуса трубы на увеличе-
ние ее теплоотдачи через бетон. Вернемся к предыдущему при-
меру и рассмотрим трубы трех диаметров:
а)	/?1 = 0,85 см (труба диаметром 12/17 мм);
б)	/?1 = 1,05сл1 (труба диаметром 15/21 мм);
в)	/?j = l,5 см (труба промежуточного диаметра между
20/27 и 26/34 мм).
Примем во всех трех случаях Т = 40° и /?г = 5 см; тогда по-
лучим:
a)	/?j=0,85 см, X =0,8; Лг = /4.
Из выражения (3.7) получаем
2/24+ 1,43-3,67.
Выражение (3.8) дает
180,0085
12 Зак. 335
177
, Следовательно, заделка трубы повышает ее теплоотдачу
приблизительно в 1,8 раза.
б)	7?1'=1,05 см.
Выражение (3.7) дает
— 1 57 _|----!-----1 97 + 1 43 = 3 4
0,8	14-0,05	“
а выражение (3.8).
17-0,0105
Следовательно, теплоотдача возрастает приблизительно в
1,64 раза.
в)	/?t = 1,5 см.
Предыдущие выражения дают соответственно
— 1,22 + 1,43 = 1,525 + 1,43 = 2,96
0,8
И
16-0,015	’ ‘
Следовательно, теплоотдача возрастает приблизительно- в
1,4 раза.
Теплоотдача одного и того же цилиндра радиусом 5 см, в
который заделана труба одинаковой температуры, изменяется
при увеличении диаметра трубы и при всех прочих равных ус-
ловиях в указанных ниже соотношениях.
Если за 100 принять теплоотдачу цилиндра при трубе диа-
метром 12/17 мм, то соответствующее значение теплоотдачи его
при трубе диаметром 15/21 мм будет 106, а при трубе наружным
диаметром 30 мм — 115, между тем как наружный диаметр тру-
бы увеличился соответственно на 23 и 76%.
Для того чтобы теплоотдача трубы диаметром 12/17 мм была
такой же, как и трубы диаметром 15/21 мм при температуре теп-
лоносителя в ней, превышающей температуру окружающей сре-
ды на 40°, необходимо, чтобы труба диаметром 12/17 мм пита-
лась водой, температура которой превышает температуру окру-
жающей среды на 40° • 1,06, или на 42,4°. Можно, таким образом,
сказать, что теплоотдача этих труб может быть приблизитель-
но одинаковой, если имеется возможность повысить на 6% раз-
ность температур воды и воздушной среды. <
В более общей форме можно указать, что если за 100% при-
нять .теплоотдачу трубы диаметром 15/21 мм, заделанной в бе-
тонный цилиндр радиусом 5 см, то теплоотдача труб обычных
диаметров, находящихся в одинаковых условиях, и при тепло-
носителе одинаковой температуры (порядка 40°) будет иметь
значения, указанные в табл. 3.
178
Таблица 3
Соотношение в процентах теплоотдачи труб обычно применяемых диаметров
(в мм), заделанных в бетонный цилиндр радиусом 5 см, имеющий общую
юсь с трубой
12/17	15/21	20/27	26/34	33/42	40/49
94	100	ПО	122	134	146
85	91	100	111	122	132
Мы еще будем возвращаться к этому вопросу в последую-
щих главах, но перед рассмотрением основного вопроса тепло-
отдачи панелей необходимо понять, что заделка труб повышает
их теплоотдачу по крайней мере в тех случаях, когда плита не
защищена ни с одной из ее сторон и трубы расположены на до-
статочном расстоянии одна от другой.
Глава 3.VI
ВЛИЯНИЕ РАССТОЯНИЯ МЕЖДУ ТРУБАМИ
НА ТЕПЛООТДАЧУ ПАНЕЛЕЙ
ОБОЗНАЧЕНИЯ
X — коэффициент теплопроводности материала заделки
труб;
аир—коэффициенты конвекции и излучения поверхности!
плиты;
D — наружный диаметр трубы;
d — расстояние между центрами труб;
е — толщина слоя бетона между трубой и поверхность^'
плиты;
е' — условная толщина слоя материала, эквивалентная
внешнему термическому сопротивлению и определяе-
мая из зависимости
е' =	1
х « + р’
откуда
е' = —
“ + р
(или практически е' приблизительно равна 9 см для бетонной
панели пола при X == 0,9 и е' = 5,6 см для потолочной гип-
совой панели при X ==0,4);
12»	179
• Г превышение температуры теплоносителя над темпера-
турой среды;
Q — теплоотдача панели в ккал/м3час‘,
___0 — превышение температуры поверхности панели над тем-
пературой окружающей среды.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Большинство применяемых в лучистом отоплении нагрева-
тельных поверхностей состоит из змеевиков, либо заделанных в
строительный материал, либо закрепленных, например, при по-
мощи сварки, на материале, обладающем высокой теплопровод-
ностью, Чаще всего применяется панели, состоящие из труб,
заделанных в бетон или в гипс.
Для выражения теплоотдачи панели были предложены раз-
личные теории1. Одной из наиболее старых и наиболее известных
является теория, предложенная Калюсом (Kalous) ₽ 1937 г.
Поскольку ни одна из этих теорий нас не удовлетворяет, мы
рассмотрим этот вопрос подробно.
Основными физическими факторами при определенном ма-
териале заделки труб являются только толщина слоя этого ма-
териала над трубами и расстояние между трубами, поскольку
трубы применяются большей частью диаметром 15/21 мм. Тем
не менее важно знать и как изменяется теплоотдача панели в
зависимости от диаметра труб D. Во всяком случае известные
нам экспериментальные исследования относились главным об-
разом к влиянию на теплоотдачу панелей расстояния между
трубами. Итак, в отличие от обычной практики мы начнем до
разработки теории с изложения результатов опытов.
А. ПАНЕЛИ С ЗАДЕЛАННЫМИ ТРУБАМИ
1. Бетонные панели пола'
Многие авторы принимают, что теплоотдача панели пропор-
циональна. величине е + е~ независимо от расстояния меж-
ду трубами. Эта гипотеза справедлива лищь при условии, что
Трубы находятся близко одна к другой; однако она строго точ-
на лишь тогда, когда трубы -между собой соприкасаются (рис.
120). В этом случае теплоотдача ряда труб практически такая
же, как теплоотдача плоской пластины, расположенной несколь-
ко ниже плоскости, в которой находятся верхние образующие
труб. В дальнейшем мы увидим, какую ошибку влечет за со-
бой эта гипотеза, если расстояние между трубами становится
значительным. Применим следующий метод расчета.
*'• 1’ Полное изложение этих трудов, а также и оригинальную теорию можно
найтц -в чрезвычайно интересном сообщении Кадьергюса (Cadiergues) на меж-
дународном конгрессе в Брюсселе в 1958 г.
180
V
d’
'//////^

Рис. 120. Теоретическая пли-
та с соприкасающимися
между собой трубами
Рис. 121. Реальная плита
Рассмотрим панель (рис. 12) толщиной е над трубами с диа-
метром труб D и расстоянием между трубами d. Определим теп-
лоотдачу этой панели в зависимости от ее же теплоотдачи для
случая, когда трубы в ней соприкасаются друг с другом, как
показано на рис. 120. Теплоотдача панели с уложенными вплот-
ную трубами, очевидно, равна
Q = —— Т.
е-\-е'
Теплоотдача Q' рассматриваемой панели будет характери-
зоваться фактором понижения р.= -~, зависящим от
расстояния между трубами и от их диаметра, так же как, стро-
го говоря, и от толщины е:
е -\-е'
где
|i =f(d, D, е, е').
Опыт должен впоследствии показать, в какой мерс* дей-
ствительно зависит от е и е'.
Авторы указывали различные значения р-, не оговаривая,
однако, с достаточной точностью, в какой мере принятые ими
величины получены экспериментальным или теоретическим пу-
тем.
Сравнивая длину линий теплового потока, выраженную в
функции расстояния между центрами труб, Адлам (Adlam) ука-
зал в своем труде колебания теплоотдачи, которые нам кажут-
ся слишком большими и основанными на спорных теоретических
соображениях. Жирарден (Girardin) дает другую зависимость
Q от d.
Кольмар приводит в «рабочих листах» в конце своего труда
различные графики, из которых можно сделать вывод о влия-
нии, оказываемом на теплоотдачу расстоянием между трубами.
Эти указания являются, по-видимому, в основном результатом
расчета.
Кадьергюс и Тирель [21] во Франции оперировали экспери-
ментальным методом электрических аналогий в сотрудничестве
с Бзсрнеи в л его зссисгентсм BllZSZteM.
181
• Кайян [22] этим же методом аналогий пришел к результатам,
которые нам кажутся правильными и совпадающими с резуль-
татами Кадьергюса.
; Из замеров, опубликованных Ноттэджем в Америке [23], мож-
но’' вывести различные значения, которые в целом довольно хо-
рошо согласуются со значениями, данными Кайяном и Кадь-
ергюсом.. :
В табл. 4 приводятся вкратце результаты различных иссле-
дований. За единицу принята теплоотдача, соответствующая
расстоянию между центрами труб 20 см, с тем чтобы можно
.было, использовать результаты, полученные возможно большим
.рислом. авторов’.
Таблица 4
.Относительная теплоотдача единицы поверхности в зависимости
Расстояние между
центрами труб в см
от расстояний между трубами
(диаметр труб 15/21 лис) -
20	25 зо
35	40	50	60
тКальмдр—Лизе,
при е *= 3 см —
Адлам	—
Жирарден, при
£ = 3-4-4 см 1,24*
Кайян***, при
.. е = 2 см	—
•над .;
Ноттэдж***	—
; Кадьергдес,и Тирель . •..
при V=?24-3 см .
1,5 1,22
- 1,08**
1,21 —
1,22 -
1	1,87 0,76 0,670,58 — -
1	о,66	— .0,49 0,4 -
1 0,93” 0,89**
1	0,9
0,82	— 0,67 0,57	0,48
0,8	— 0,67 -	-
0,81	-0,65 —	0,47
1
1
Рассчитано нам^' по ; формуле Q = —;
•!	!'	<'”< j >•’	• е+е '	'
Источник не указан, ролыпор расхождение величины н теплоотдачи с
. вёдичйнами,^ найденными’ экспериментаторами,, дает основание, предполагать,
(что эти цифры не яцЛяются результатом опытов в обычных условиях.
f -:	См. [21—23].  '	'
><.-л .: ?.: ;	;
•г 1 Поскольку мы могли судить на основании сообщений авторов, условия
4всех этих опытов* были между собой сравнимы.. Это значит, что теплоизоля-
, цня.,обратной, стрроны панелей Цыл^г. достаточной для того, чтобы теплоотдача
передней СТороны бы л а приблизительно такой же, как если бы эта,..сторона
была термически эффективно изолирована. Во всяком .случае, даже* сущест-
венная теплоотдача задней  стбрбндй повлекла бы в таблице небольшое уве-
сличение: цифр;.(порядка. 5—10%),(относящихся к трубам, практически со-
прикасающимся между co(CjoA<;	; ।
|1»2
Опыты автора. Если результаты, полученные Кайяном,
Ноттэджем, Кадьергюсом и Тирелем, в известной мере и совпа-
дают между собой, то они существенно отличаются от резуль-
татов, полученных Кольмаром, и от результатов Адлама и Кри-
таля. В связи с этим мы провели целую серию исследований
плит с обычными покрытиями пола (различного -вида плитки, ли-
нолеум, теплоизоляционные покрытия и т. п.) и со слоем бето-
на над трубами толщиной от 2 до 3 см.
Эти опыты были достаточно продолжительными для того,
чтобы режим плит мог установиться даже при расстоянии меж-
ду центрами труб порядка 50—60 см.
Влияние, оказываемое расстоянием между трубами на тепло-
отдачу панели кверху, мало зависит от теплоотдачи книзу, если
она составляет от 5 до 20% от теплоотдачи кверху.
В результате большого числа опытов были получены данные,
приведенные в табл. 5.
Таблица 5
Ллиты с трубами, заделанными в бетон
е=2~3 слс, трубы диаметром 15/21 мм
(опыты Миссенара)
Расстояние между труба- ми диаметром 15/-1 мм в см	2,1	5	’ 10	15	20	25	30	35	40	50	60
Относительная теп- лоотдача с 1 м2 панели	1,48 1	1,38 1,25 0,93 0,84		1,11 0,75	1	0,89 0,68 0,6		0,8 0,54	0,720,650,550,47 0,5 0,440,370,31			
Эти результаты удовлетворительно согласуются с результа-
тами, полученными Кайяном, Ноттэджем, Кадьергюсом и Тире-
лем.
Табл. 6 позволяет рассчитывать относительную теплоотдачу
труб одинаковой общей длины в зависимости от расстояния
между ними.
Таблица G
Плиты с трубами диаметром 15/21 мм, заделанными в бетон е = 2-?-3 см
Расстояние между центрами труб d в см	2,1	10 1	20 |	30 |	40 | 50	1 60
Относительная теплоотдача единицы длины трубы	0,16	0,62	1	1,2	1 ,з|1,37	1,42
При расстоянии между трубами, превышающем 0,8—1 м, они
не взаимодействуют между собой, и теплоотдача единицы дли-
ны трубы приблизительно в 1,5 раза больше соответствующей
теплоотдачи при d=20 см.
Исходя из этих результатов, справедливых при толщине слоя
бетона над трубами 2—3 см, мы и будем развивать теорию в по-
183
'дисках математического выражения, позволяющего обобщить ее.
Предполагаем для упрощения:
' 1) тепловой режим установившимся;
f ' 2) коэффициент теплопроводности не зависит от температу-
ры.
Таким образом, в качестве переменных величин остаются:
К, Л, имеющие размерность теплового потока;
D, d, е, е', имеющие размерность длины.
.	-В итоге мы имеем шесть параметров К, \ D, d, е, е’,
Относящихся к двум независимым размерностям. При этом
должно существовать отношение между четырьмя независимы-
ми инвариантами, которыми могут быть
Kd е er D
~d ’ ~d ’ ~d
или
Kd_	е' D_\
X "-г ( 4 ' d ’ df
Наиболее общим выражением теплоотдачи является, таким
образом;
Q = —Y	(3.9)
d J ( d d d )
В какой мере позволяет истолковать эту функцию f опыт?
Прежде всего примем раз навсегда, что термическое со-
противление е' может быть выражено толщи-
ной слоя бетона. Как было отмечено, существует при-
вычка считать, что Q обратно пропорционально величине
4?+^)- Следует выяснить, в какой мере эта гипотез; согласует-
ся с опытом и может быть принята в зависимости от требуемой
рэдчнретв?
Итак, какова практически эта требуемая точност ь? Прежде
Bjcero изложенные выше физиологические соображе; ия, так же
И|к и- необходимость предохранения материалов от разрушения,
т^риводят к тому, что очень часто не допускается i ревышение
температуры теплоносителя в панелях пола больше чем на 25°
1)3д температурой окружающей среды.
XX. Таким образом, Ошибка на 1° в температуре теп юносителя
влечет за собой ошибку в величине теплоотдачи на 4°/>. Но мож-
но’ди. регулировать с точностью до Г среднюю температуру теп-
лоносителя при неточности приборов, регулирующих । аботу кот-
ла, и при возможных колебаниях напора в трубопров; дах и про-
изводительности насоса? Таким образом, ошибка в 2Г или в 8%
почти неизбежна.
Тем не менее это весьма неблагоприятный случай и в неко-
торых системах отопления температуру теплоносителя более вы-
сокую можно регулировать с большей относительной очностью.
184
Кроме того, в системах лучистого отопления существенную роль
играет тепловая инерция. Панели тем медленнее достигают
установившегося режима, чем больше расстояние между тру-
бами.
Опыт показывает, что в системе лучистого отопления основ-
ные трудности вытекают из неуравновешенности между собой
отдельных ее элементов. Если бы все панели в здании были оди-
наковыми, то ошибка на 10% в величине теплоотдачи не имела
бы большого значения, так как она отразилась бы только на об-
щей мощности системы, в то время как относительная ошибка
причиняет более крупные неприятности. Поэтому благоразум-
нее несколько занижать, относительную теплоотдачу при уста-
новившемся режиме панелей с большим расстоянием между
трубами, для того чтобы компенсировать медленное достижение
ими требуемой температуры. При понижении температуры теп-
лоносителя они будут продолжать отдавать сравнительно боль-
шее количество тепла, чем панели с малым расстоянием между
трубами, однако этот недостаток не столь велик.
По этим соображениям и во всяком случае для панелей с
расстоянием между центрами труб меньше 25 см можно принять,
что практически Q обратно пропорционально величине
При этих условиях уравнение, выведенное на стр. 181, может
принять вид
Это очень простое выражение позволяет непосредственно опре-
делить влияние на теплоотдачу не только расстояния между
трубами, но и их диаметра.
Однако эти данные не точны, и потому мы будем искать бо-
лее точное выражение.
Поскольку при соприкасающихся между собой трубах теп-
лоотдача панели эквивалентна теплоотдаче пластины и умень-
шается по мере увеличения расстояния между трубами, мы мо-
жем придать выражению теплоотдачи вид
Это выражение является точным в той мере, в какой внеш-
нее сопротивление е' может быть действительно заменено толщи-
ной слоя бетона.
Разъясним при помощи нескольких опытов, функцию +
или любую другую из числа безразмерных:
в е' . е -|- ez . d
d ’ ~D ’ D
185
’ ’КрЙ^ичёский анализ результатов опытов, известных до на-
'стойщегЬ' времени, включая и наши собственные эксперимен-
тальйыё йсслёдования, которые излагать здесь было бы неинте-
ресно, показывает, что при изменении величин (е+е') и d в ука-
,3:а?ннйх|<нйя^е пределах результаты опытов могут быть правиль-
но'йре^ставЯены зависимостью
• г.ч	JX_[i х. 0,035 (-5— Y/s— х
-	z». 1 z»/	*	I	J n
'	v. X C1 * *'8 - °-02 -у)]ккал!мЧас. (3.10)
1 ЭткУ: безразмерное выражение1 полностью учитывает извест-
'Ныё'нам’ЪЯыты над обычными бетонными плитами и гипсовыми
гГотолочйЫ'мй Панелями с точностью до 5% в следующих пре-
делахих'	j-
,Л‘0,5,<*±4< Ю; 0 <—<30.
,	Я	D
|ЭтаГ|т9чнорть и указанные пределы значительно превосходят
технические нужды, поскольку трубы диаметром 15/21 мм ред-
ко находятся на расстоянии от поверхности панели, превышаю-
щем ГО см. При расстоянии между трубами больи е d=30D по-
нятие гШели отпадает, так как при этом почти отсутствует вза-
имодействие труб. В таком случае достаточно рассматривать
трубы как изолированные, причем теплоотдача их приблизитель-
но на 5% превышает теплоотдачу труб, расположенных с рас-
стоянием между центрами d—30£) (или 60 см при трубах диа-
M:eiPpoMiiJ5/21jJ«Ai)> рассчитанную по приведенной выше формуле.
;:B< частности,, в рассмотренных выше случаях тонкой бетон-
ной плиты при е=2 см, е'=?9 см и D = 2,l см формула (3.10) дает
следующие соотношения теплоотдачи:
г d !••	у Ы 1 '	) J ‘Ю	20	зо	40	| 1	50 -	60
 м 11 • .пи Ф	0,165	0,31	0,44	0.545	0,64-	0,71
1-ф	0,84	0,69	0,56	0,45	0,36	0,29
• Эти: соотношения отличаютсяшриблизительно на15% от ука-
эа'ййых^табл. 5.	'
Выразив функцию ф в виде	1
'-'a''7"" 0.03S(-
1 Более многочисленные и особенно более точные опыты приведут, веро-
ятно, впоследствии к некоторым изменениям коэффициентов и степеней в этой
формуле.	'
186
можно выявить фактор , связывающий диаметр труб D
с расстоянием между центрами труб d. Другой фактор в скоб-
ках также имеет значение, особенно при значительных
расстояниях между трубами.
ял '	rf1»45
Мы нашли другим путем величину отношения -g- , свя-
зывающего диаметр труб с расстоянием между ними, и приня-
ла его в приведенных ниже расчетах.' Это означает, что если в
выражении теплоотдачи какой-либо панели умножить диаметр
труб -на п, а расстояние между центрами труб на ли, то тепло-
772 Ь 45
отдача не изменится, если --= 1.
♦	п
Способ последовательного приближения.
Тот факт, что теплоотдача панели не изменяется, если величина
rfl.45
—р— остается постоянной, позволяет рассчитать спосо-
бом последовательного приближения влияние расстояния ‘ меж-
ду трубами и их диаметра на теплоотдачу данной панели, если
известна теплоотдача такой панели при одном каком-нибудь
расстоянии между трубами.
Таким образом, достаточно произвести одно испытание для
того, чтобы вывести из его результатов все характеристику|ана-
логичных панелей.
Рассмотрим, например, панель, у которой толщина слоя бе-
тона е = 2 см при X =0,9. Предположим, что нам известна
теплоотдача этой панели при расстоянии между центрами труб
d = 40 см й при их диаметре 15/21 мм.
Если Мы увеличим вдвое наружный диаметр труб, т. е., если
он будет райен 42 мм, мы сможем путем расчета определить
влияние, оказываемое этим удвоением диаметра, труб на тепло-
отдачу пацели. Предположим далее, что изотермические поверх-
ности вблизи труб являются цилиндрическими, оси которых сов-
падают с осями труб (рис. 122)Если температура поверхно-
сти панели равна Т при диаметре труб D, то та же температура
при диаметре труб Z?j будет меньше Т на величину
Испытание показало, что теплоотдача такой панели при 7’=
=30° составляет 100 ккал[м2 час, или для каждой трубы 100Х
X 0,4=40 к^ал/м час.
Если бы панель была симметричной в отношении Горизон-
тальной оси (так, чтобы изотермическая поверхность могла бы
быть полностью использована), то теплоотдача трубы удвоилась
бы и составляла бы 80 ккал!мчас.	1 ! ) \	'
1 Как видно из рассмотрения изотермических кривых (рис. 122), опубли-
кованных американскими лабораториями, эта гипотеза подтверждается [22].
187
Рис. 122. Изотермические кривые для труб, расположенных в тонкой
плите, с расстоянием между их центрами 20 см
4
Таким образом, увеличивая вдвое диаметр трубы, получим
Д = 80 —— In 2 = 80-0,122 = 9,7°.
2яХ
Теплоотдача возросла в 7 * 1,47 раза.
Г При этой операции трубы остались концентричными; следо-
вательно, толщина слоя бетона над трубами диаметром 42 мм
составляет лишь 2 —	=0,95 см.
Если мы восстановим толщину слоя бетона до ее прежней
величины, т. е. 2 см, то теплоотдача уменьшится, согласно пре-
дыдущему выражению, несколько меньше, чем в обратном от-
2-4-9
ношении к величине (е+е'). т'. е. на 095+ 9, или приблизитель-
но на 10%. Точный расчет дает уменьшение на 7%, так что теп-
-^доотдача в итоге возрастает в “роу = 1.37 раза и становится
Вакой ’как ёслй бы расстояние между трубами (без измене
'Ния их диаметров) стало 40*2,/1*46=-j^j-== 25 см.
Теплоотдача измененной таким образом панели с расстоя-
нием между центрами труб d=25 см равна, следовательно:
К-	100• 1,37 = 137 ккал1м.гча.с,
.а теплоотдача каждого метра трубы 137*0,25 = 34 кк.а.л]м2час,
или с обеих сторон панели 68 кк.ал!м3час.
Такая же операция по увеличению вдвое диаметра труб дает
следующие результаты:
А = 68-0,122 = 8,3°; — =1,38.
’М	21,7
188
При «восстановлении толщины слоя бетона до прежней вво-
дится множитель , и в итоге теплоотдача возрастает в
-! с85	=1,27 раза. Это теплоотдача панели, в которой расстоя-
ние между центрами труб равно
= 15,5 см.
При увеличении вдвое диаметра труб теплоотдача панели
составит 137’1,27=176 ккал!м3час, или на 1 пог. м трубы
176*0,155=27,3 ккал/м2час, а с обеих сторон панели 55 ккал]м2
час. При этом
Д = 55-0,122 = 6,7°; —= 1,29.
23,3
При восстановлении толщины слоя бетона вводится коэф-
фициент 1,09.
1,29
Теплоотдача возрастает в t =1,18 раза и соответствует
теплоотдаче панели с трубами диаметром 15/21 мм и с рассто-
15.5 пс
янием между ними по центрам 61 =9,6 см.
Повторяя еще раз те же операции, получаем
176-1,18 = 207 ккал]м?час\ 207-0,096 = 20 ккал!м2час\
Д = 40-0,122 = 4,88°; -29-= 1,19; ^=1,09
25,12	1,09
Таким образом, теплоотдача панели с трубами диаметром
У 0
15/21 мм и при расстоянии между ними —~	=6 см состав-
ляет 207-1,09= 226 ккал!м2час.
Повторяя снова те же операции, получаем:
226-0,06=13,5 ккал!м2час\
Д = 27-0,122 = 3,3°; — = 1,12;	= 1,03.
26,7	1,09
Расстояние между трубами равно -	=3,7 см.
Последняя такая же операция дает
226-1 ,СЗ = 234 ккал] м2 час \ 234-0,037 = 8,75;
Д = 8,75-0,122 = 1,07°; -?9_ = 1,04;	= 0,95.
28,93	1,09
Дальнейшее уточнение не имеет смысла, так как результат
оказался бы лишь незначительно больше единицы, в связи с
тем, что принята теплоотдача панели (при d=40 см)
100 ккал]** час, полученная при испытании. В действительности
же она несколько больше, приблизительно на 2—3%.
189
Кроме:того, в конце расчета мы должны были бы найти
(ЗОХ \ .
'J (где е соответствует средней верхней образующей труб),
или,® данном случае —=237 ккал1мачас, мы же получили
234 ккал/м2час при расстоянии между центрами труб d—3,7 см.
Полученные цифры являются достаточно точными и дают
следующий изменения теплоотдачи в зависимости от расстоя-
ния между трубами:
' d = 40 см . . . Q'
d = 25 . ... Q' • 1,37
d=	15,5.	.	.	. Q'’	•	1,37 •	1,27=	Q' . 1,74
d =	9,6.	.	.	. Q'	•	1,37 •	1,27 •	1,IR = Q' •	2,05
d =	6 .	.	. Q'	•	1,37 •	1,27 •	1J8 • 1,09	= Q'	•	2,23
d =	3,7.	.	.	. Q'	•	1,37 •	1,27 •	1,18 -1,09	• 1,05	• = Q' • 2,34
Построив по этим точкам кривую, мы можем определить от-
носительную величину теплоотдачи при расстоянии между тру-
бами 10; 20; 30 и 40 см, а именно:
d в см	2,1	10	20	30	40
Относительная	1	. 0,83	0.65	0,51	0,42
теплоотдача	1,52 ।	1,28	1	0,78	0,65
Таким образом, результаты испытаний. приведенные
(В табл. 5, удовлетворительно согласуются с расчетными данны-
ши. Эти данные показывают также для рассматриваемой панели
, (е=2 см) влияние на теплоотдачу, оказываемое увеличением
;диаметра труб с 15/21 до 33/42 мм, при всех прочих равных ус-
ловиях.
. Влияние это, как видно из следующей таблицы, возрастает
тс увеличением расстояния между трубами:
ли  d в см	ю.	20	30	.40
Относительная теплоотдача	1,09	1,22	1,3	1,37
Таким образом, увеличение вдвое диаметра труб увеличива-
ет теплоотдачу панели тем больше, чем больше расстояние меж-
ду трубами. Мы должны будем еще вернуться к этому вопросу
и сравнить эти данные, полученные теоретическим путем, с ре-
зультатом экспериментов.
190
СЛУЧАЙ ПЛИТ БОЛЬШОЙ ТОЛЩИНЫ ИЛИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
ЧЕРЕЗ НЕСУЩЕЕ ПЕРЕКРЫТИЕ
При новой системе отопления, так называемой «со сплош-
ными плитами», несущее перекрытие образуется из сплошных
железобетонных плит без включения в них пустотелых элемен-
тов. Трубы помещаются обычно ib нижней трети толщины плиты
так, что толщина слоя бетона над трубами составляет около
10 см. Приведенные выше результаты опытов, соответствующие
слою бетона над трубами толщиной 2—3 см, для этих условий
непригодны.
Точно так же и при устройстве в полу или под потолком спе-
циальной плиты для заделки труб неизбежно происходит пере-
дача тепла через несущее перекрытие. Вопрос еще более ослож-
няется, если в перекрытие включены пустотелые элементы. Оце-
нить термическое сопротивление такой составной конструкции,
очевидно, очень трудно, так как оно изменяется в зависимости
от того, измеряют ли его по балке или по* пустотелому элемен-
ту. Однако ошибки, которые могут быть совершены при этом,
незначительны, так как тепловой ноток, проходящий через пе-
рекрытие, сравнительно невелик.
Необходимо во всяком случае знать, какое влияние на теп-
лоотдачу однородных плит большой толщины, например бетон-
ных, оказывает расстояние между трубами.
В связи с этим мы произвели одновременно опыты над пли-
тами из бетона высокой теплопроводности ( X от 0,8 до 0,9), в
которых толщина слоя над трубами е составляла 6; 9 и 12 см.
Измерения в этих условиях еще более трудны, чем при обычных
плитах, вследствие медленности установления стационарного
теплового режима таких толстых плит и необходимости поддер-
живать в течение 24 час. постоянную температуру как теплоно-
сителя, так и окружающей среды. В итоге после установления в
течение одного дня стационарного режима мы получили следу-
ющие отношения между величинами теплоотдачи.
е в см	d в см				
	10	1	[	20	1 30	1 40	|	50
6	1,21	1	0,82	0,7	0,61
9	1,15	1	0,86	0,77	0,69
12	1,1	1	0,9	0,83	0,76
Мы испытали также плиту, обладающую очень большим тер-
мическим сопротивлением, состоящую из слоя бетона над тру-
бами толщиной 5 см, с теплоизоляцией на поверхности плиты в
виде наклеенного на нее слоя «изореля» толщиной 1,8 см.
191
При этом еще раз подтвердилось, что плиты с большим рас-
стоянием между трубами следуют со значительно большим от-
ставанием (порядка 5—6 час.) за изменениями температуры
окружающей среды.
♦ В итоге мы получили для плит со слоем бетона над трубами
толщиной 5 см и слоем наклеенного на его поверхность «изоре-
ля» толщиной 1,8 см следующие значения относительной тепло-
отдачи в зависимости от расстояния между трубами:
d в см	10	20	30	40	-50	60
Относительная теплоотдача с 1 ж3	1,16	1	0,85	0,73	0,65	0,55
Кайян в упомянутом выше исследовании, а также и Шуме-
кер указывают для плит со слоем бетона над трубами толщиной
7,5 см следующие величины относительной теплоотдачи и зави-
симости от расстояния между трубами:
Расстояние между трубами d в см	10	20	30	40	60
Кайян 		1,14	1	—	0,73	0,55
Шумекер		1,17	1	0,85	0,68	—
Эти данные подтверждают результаты, полученные Кадьер-
гюсом и Тирелем; они могут быть также найдены и путем при-
менения указанного выше способа последовательного прибли-
жения, выведенного из анализа размерностей. Они сводятся к
следующему положению: увеличение расстояния между труба
ми влечет за собой относительно меньшее понижение теплоот-
дачи с I мг панели, так как в начале действия системы теплоот-
дача панелей нарастает постепенно. Поправочный фактор, ха-
рактеризующий толщину слоя, также не оказывает решающе-
го влияния на теплоотдачу; однако в целом увеличение вдвое
диаметра труб (или при одинаковом диаметре труб уменьше-
ние в 1,61 раза расстояния между ними) вызывает увеличение
теплоотдачи меньше чем вдвое.
В итоге применение формулы (3.10) дает для пола величи-
ны относительной теплоотдачи сплошных плит со слоем бетона
толщиной в среднем 7—9 см над трубами диаметром 15/21 мм
(табл. 7).
192
Т а б л и ц а
d В СМ	2,1		20	30	40	5° 1	60 1	
Относительная теплоотдача	1 1,42	6,86 1,21	?’	; о,б2 1 0,89	0,53 0,76	0,45 0,65	0,39 0,55
2. Бетонные потолочные панели
Бетонные потолочные панели по своей конструкции анало-
гичны панелям пола, т. е. в них под трубами имеется слой бе-
тона небольшой толщины. Современные строительные правила
предусматривают минимальную толщину этого слоя 1,5 см для
создания эффективной защиты труб, поскольку всякое сопри-
косновение их с гипсом штукатурного слоя при плохой обделке
бетоном влечет за собой опасность быстрого их разрушения. Ука-
занный выше метод расчета применим и в этом случае, с той
только разницей, что при е = 2 см и коэффициенте теплопро-
водности бетона 0,9 величина условного термического сопротив-
ления равна 0,9-0,14 ==0,126, т. е. эквивалентна термическому
сопротивлению слоя бетона толщиной 12,6 см.
В общем эти коэффициенты приблизительно такие же, ка-
кие получились бы для плиты пола несколько большей толщи-
ны, чем первая рассмотренная плита, поскольку величина
(е+е') вместо 11 см стала равной 14,6 см. Влияние расстояния
между трубами сравнительно мало отличается от такового для
плит пола. Поэтому большинство авторов принимает для таких
бетонных потолочных плит такие же изменения теплового пото-
ка в зависимости от расстояния между трубами, как и для плит
пола.
3. Потолочные панели с трубами, заделанными в гипс
В тех случаях, когда панели состоят из медных труб, заде-
ланных в гипс, толщина слоя его над трубами составляет иног-
да лишь от 1 до 1,5 см, а коэффициент теплопроводности этого
материала обычно колеблется от 0,3 до 0,4. Кроме того, медные
трубы часто применяются наружным диаметром меньше 15 мм,
в результате чего теплоотдача панелей с увеличением расстоя-
ния между трубами уменьшается скорее, чем при бетонных па-
нелях.
Результаты опытов,. Из расчетных таблиц Кольмара—Лизе
можно найти следующие величины теплоотдачи гипсовых пане-
лей с медными трубами диаметром 10/12 мм, хорошо заделанны-
ми в гипс и поддерживаемыми цельнорешетчатым металлом,
при е= 1,5 см.
13 Зак. 335	193
d в см	10	12,5	15
k в кк ал/м2 час град , 			5,3	4,8	4,2
Относительная теплоотдача ...»	1	0,9	0,78
Через k обозначен коэффициент теплоотдачи, определенный
из соотношения между теплоотдачей и разностью температуры
теплоносителя-и воздуха (Q=&T).
Рабером [24] при опытах с аналогичными панелями получены
следующие результаты:
d в см	ю	12,5	15
k в ккал/м2 час град . .	4,5	3.7	3,15
Относительная теплоотдача ....	1	0,82	0,69
Хэмфрей [25] производил описанные ниже испытания пане-
лей различной конструкции.
1. В первой панели (рис. 123) трубы диаметром около
10/12 мм (3/8"), расположенные над цельнорешетчатым метал-
Рис. 123. Гипсовая панель с частично заделанны-
ми трубами*
1 *-* цельнорешетчатый металл; 2 труба диаметром
10/12 мм; 8 — гипс
лом, были только слегка заделаны в гипс; толщина слоя гипса
под-нижней образующей составляла около 2 см.
Представляя полученные им результаты также в виде Q =
kT, получаем для данного случая -при различных расстояниях
между трубами следующие значения k, принимая, что теряется
15% тепла, отдаваемого кверху:
194
d в см	10	20	30	40
k в ккал/м2 час град		4,1	2,8	’ 2,15	1,7
Относительная теплоотдача ....	1,46	1	0,77	0,61
2. Во второй панели (рис. 124) такие же трубы были помеще-
ны под цельнорешетчатым металлом и были, таким образом,
1 ,10 см I
i
Рис. 124. Гипсовая панель с полностью заде-
ланными трубами
полностью заделаны в гипс, причем толщина слоя его ниже об-
разующей труб была уменьшена до 1 см.
Для этого случая результаты опытов дают следующие вели-
чины относительной теплоотдачи, считая, что кверху отдается
10% тепла, отдаваемого книзу:
d В СМ	10	20	30
k в ккал/м2 час град		5,35	3,65	2,9
Относительная теплоотдача .	1,46	1	0,79
Если качество заделки оказывает существенное влияние на
теплоотдачу панели, то на влиянии, оказываемом расстоянием
между трубами, оно мало отражается.
Эти же опыты показали, кроме того, что более или менее эф-
фективная теплоизоляция пола вышележащего этажа оказывает
лишь незначительное влияние на теплоотдачу потолка.
Таким образом, если потеря тепла кверху колеблется в пре-
делах от 12 до 40% теплоотдачи книзу, то последняя практиче-
ски остается без изменения и только общая теплоотдача панели,
по-видимому, изменяется. Это подтверждает выгоду использо-
вания значительного количества тепла, отдаваемого кверху, без
всякого ущерба теплоотдаче потолка. К этому вопросу мы
должны будем еще вернуться в связи с системой отопления со
сплошными плитами перекрытий.
13*
195
Теоретические соображения. Применим к этим панелям опи-
санцый выше способ, последовательного приближения к действи-
тельным величинам.
1. Будем исходить из гипсовой панели со слоем гипса под
трубами толщиной е=1,5 см при коэффициенте теплопроводно-
.сти гипса А =0,4. Медные трубы диаметром 10/12 мм распо-
•ло'жены с расстоянием между центрами 40 см. Предположим,
испытанием установлено, что теплоотдача такой панели при
температуре теплоносителя, превышающей на 30е температуру
окружающей среды, составляет 47 ккал/м2час. Тогда теплоотда-
ча 1 пог. м трубы равна 47-0,4= 18,8 ккал] час. Если бы она от-
давала столько же тепла и с обратной стороны панели, то общая
теплоотдача; ее составляла бы 38 ккал)м2час. Увеличение диа-
мётра труб ^двое повлекло бы такое же увеличение теплоотда-
чи панели, кйк и уменьшение расстояния между трубами до
25 см'. Удвоение диаметра привело бы поверхность трубы к изо-
термической, температура которой отличается от 30° на величину
Д = In 2 = 38 0,275 = 10,4°.
2к-0,4
Г.	30
Следовательно, теплоотдача повысилась в 30 |0 4 =
= 1,53 раза. Однако при восстановлении толщины слоя гипса
.до 1,5 см возрастает термическое сопротивление, и, как показы-
вает расчет, поправочный коэффициент равен при этом 1,07.
Следовательно, подсчитанный выше коэффициент должен быть
уменьшен на 1,07, и теплоотдача возрастет, таким образом, в
, j	= 1,43 раза, что соответствует теплоотдаче при
? расстоянии между трубами d=25 см.
2. Теплоотдача 1 пог. At трубы составляет тогда 47- 1,43’0,25=
= 16,75 к^ал/час. Увеличение диаметра труб вдвое даст следу-
тощие результаты:
Д = 33,5-0,275 = 9,25°; —---------- 1,44.
30—9,25
Соотношение термических сопротивлений составляет в этом
•случае 1,075, и окончательный коэффициент теплоотдачи ранет,
таким образом, t *075 • =1,34.
-З., Теплоотдача 1 пог. м трубы при расстоянии между труба-
ми ,15,5 см составляет 47-1,43’1.34’0,155= 14 ккал) час.
/" Д = 28 -0,275 = 7,7—---------------= 1,34.
30—7,7
Соотношение термических сопротивлений равно 1,08 и окон-
чатёльны|’ коэффициент теплоотдачи равен =l,f4.
196
4.	При расстоянии между трубами (диаметром 10/12 мм)
9,6 см теплоотдача 1 пог. м трубы составляет 14'1,24 g 
= 10,75 ккал/час.
Увеличим опять диаметр труб вдвое; тогда получим
Д = 21 • 0,275 = 5,9°; —-— = 1,24.
30—5,9
Соотношение термических сопротивлений равно 1,09, и окон-
1 24
чательный коэффициент теплоотдачи равен	=1,14.
5.	Повторяем эти действия, исходя из нового расстояния
между трубами — 6 см. Теплоотдача 1 пог, м трубы составляет
10,75-1,14 ^^“=7,6 ккал/час,
Д = 15-0,275 = 4,1°; —-----= 1,16;	= 1,07.
30-4,1	1,09
6.	Производим те же действия, исходя из расстояния меж-
ду трубами 3,8 см; теплоотдача 1 пог. м трубы составляет
7,6-1,07	= 5,2 ккал!час,
Д = 10,5-0,275= 2,9°; —------= 1,11.
30—2,9
Значение теплоотдачи нужно умножить на ’gg =1,02, и
3 8
мы приходим к расстоянию между трубами j = 2,35 см.
Таким образом, имеем следующие соотношения величин теп-
лоотдачи при различных расстояниях между трубами:
п р и d = 40 см ... .
.	d = 25	.	.	.	.	Q'
. d= 15,5
.	9,6	,	.	.	Q'
.	d=	6	,	.	.	.	Q'
.	d =	3,8	,	.	.	.	Q'
.	2,35 . . . . Q'
...........Q'
.1,43=	Q'- 1,43
. 1,43 .1,34 = Q' -1,92
. 1,92 • 1,24«Q' • 2,38
. 2,38 • 1,14 = Q' • 2,72
• 2,72 • 1,07 = Q' • 2,92
. 2,92 • 1,02= Q' • 2,98
Построенная. по этим цифрам кривая и экстраполяция до
d=l,2 см дают в конечном итоге следующие значения относи-
тельной теплоотдачи:
d в см	1,2.	10	20	30	40
Относительная теплоотдача	3.2 1,94	2,36 1,43	1,66 1	1,26 0,76	1 0,6
197
Если считать результаты исходного испытания правильными,
то теплоотдача панели с трубами, уложенными сплошь, без за-
зоров, составляла бы 47-3,2=150 ккал/м2час.
В действительности же теплоотдача (при среднем значении
е, считая от средней верхней образующей труб: е = 1,5+^=^
==1,8 см) составляет
30
Q ------------= 162 ккал!м.2час.
0,045+0,14
Следовательно, испытание дало несколько1 заниженную ве-
личину теплоотдачи, но рассчитанные таким путем величины от-
носительной теплоотдачи тем не менее справедливы. Следует от-
ветить, что они отличаются приблизительно лишь на 2% о г
указанных в таблице Хэмфрея.
j В итоге можно принять для гипсовых панелей коэффициенты
теплоотдачи в зависимости от расстояния между центрами
труб, приведенные в табл. 8.
Таблица s
Изменение относительной теплоотдачи панелей с трубами {диаметром
'+	10/12 мм, заделанными в гипс, в зависимости от расстояния между
+	центрами труб (е =1,5 см)
d в см	5	10	20	30	40	50
Относительная теплоотдача	1,72	1,45	1	0,76	0,6	0,53
'j Примечание. Формула (3.10) дает в пределах ее применимости сг,-
дующие соотношения' теплоотдачи:
при d- Ю см	1,46
j	» d - 20 »	1
>	» d — 30 »	0,73
Б. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПАНЕЛИ С ПРИВАРЕННЫМИ К НИМ ТРУБАМ,1
В панелях такого типа материал высокой теплопроводное! i
’имеет обычно малую толщину — около 1—2 мм.
$ Влияние расстояния между трубами на теплоотдачу панел i
^удет, очевидно, сказываться тем больше, чем тоньше метал i
11ли Чем выше его теплопроводность. Отсюда вытекает выгод i
применения алюминия, если не считаться с соображениями о мг-
лой долговечности этого металла. \
’j? Для иллюстрации влияния на теплоотдачу потолка толщин: i
металла, из которого он образован, мы составили по результа-
там, полученным Говартом [26], путем интерполяции их и перс
198
счета в другие единицы измерения, следующую таблицу, пока-
зывающую влияние расстояния между трубами, приваренными
к потолку из алюминия, на его теплоотдачу при толщине алю-
миния 3 мм (1/8") и 12 мм (1/2"):
d в см	1,2	20	30	40	50
Потолок из алюминия толщиной 3 мм	1,12	1	0,9	0,82	0,75
Тоже, толщиной 12 мм	1,06	1	0,95	0,91	0,88
Однако применяемые обычно потолки имеют, конечно, зна-
чительно меньшую толщину, и теплоотдача их уменьшается с
увеличением расстояний между трубами значительно резче.
Поскольку потолки с приведенной выше толщиной алюминия
применяются сравнительно редко, во всяком случае во Фран-
ции, мы не провели исследования их, как это было сделано в от-
ношении потолков с заделанными трубами. Исходя из различ-
ных соображений и измерений, мы составили табл. 9, согласую-
щуюся с данными Кольмара и Лизе, приведенными в их труде.
,	Таблица 9
Изменение теплоотдачи потолочных металлических панелей с приваренными
к ним (Трубами /в зависимости от расстояния (между ними
(трубы наружным диаметром около 20 мм)
d в см	2,1	10	20	30	40	50
Соотношение теп - лоотдачи, листо- вой алюминий толщиной 1,2 мм	1,34	1,23	1	0,74	0,54	0,46
То же, толщиной 1 мм	I	1,28	1,21	1	0,81	0,67	0,57
В. ПОДВЕСНЫЕ ПОТОЛКИ С АЛЮМИНИЕВЫМИ ПЛАСТИНКАМИ
(ДИФФУЗОРАМИ)
В наиболее простом случае
(рис. 125) пластинки, плотно
прилегающие к трубам, накла-
дываются на потолок или за-
делываются в гипс.
Такой потолок можно в из-
вестной мере рассматривать
как описанный выше металли-
ческий, но с наложением гипса

Рис. 125. Алюминиевая пластинка,
заделанная в гипс
на металл.
&
199
, ... Относительная теплоотдача потолков с трубами диаметром
15/21 лъи и алюминиевыми пластинками толщиной 1 мм (нало-
женными на слой гипса толщиной от 1,5 до 2,5 см, включающе-
го цельнорешетчатый металл) с соприкасающимися между со-
бой краями (т. е. при ширине их, равной расстоянию между
трубами), выведенная из «Рабочих листов» Кольмара—Лизе,
приведена в табл. 10.
Таблица 10
Теплоотдача потолочных панелей с алюминиевыми пластинками толщиной
1 мм, наложенными на поверхность гипса, в зависимости от расстояния
между трубами
Расстояние между трупами d в* см или i "ширина пластинок	2.5	20 .	25	1»	35	40	45	50	55	60
Относительная теплоотдача на 1 м*	1.22	1	0,92	0,86	0,78	0,73	0,67	0,62	0,58	0,54
Очень часто, однако, алюминиевые пластинки имеют вырезы
для лучшего сцепления их с гипсом, если они в него заложишь
Края пластинок, кроме того, не всегда соприкасаются между
собой. Поэтому приведенные выше соотношения теплоотдачи
могут оказаться недействительными для подвесных потолков
различных типов, перечисленных в главе 1. III. Это вынуждает
авторов патентованных систем панелей производить системати-
ческие их испытания.
Выводы из исследования влияния расстояния между трубами
,	на теплоотдачу панелей
Г •-.! а ,
L Экспериментальные исследования бетонных панелей пока шь
|-вают;что время, необходимое для установившегося режима, за-
£ висит, от'расстояния между трубами. Практически отопление
Iоче^ь редко действует непрерывно, в результате чего теплоэт-
| дача панелей отклоняется в большей, или меньшей мере от ука-
занных выше относительных величин, рассчитанных исходя из
установившегося режима.
Иначе говоря, во время пуска в действие системы отопления
с заделанными трубами или при повышении температуры тепло-
носителя относительная теплоотдача панелей будет тем больше,
по сравнению с указанной в табл. 10, чем меньше расстояние
между трубами. И, наоборот, при остановке работы отопле! ия
-пааели л: Лольшим 1ва£ЕГ13яшг£и .Meaajv фзмйам?’ /гдтт
жать отдавать сравнительно большее количество тепла, чем г i-
нели с трубами, расположенными близко одна к другой, ' .о
200
всех последующих рассуждениях мы будем предполагать' режим
системы установившимся:
Влияние, оказываемое расстоянием между трубами, зависит,
совершенно очевидно, от толщины панели и от теплопроводно-
сти материала заделки труб. Само собой разумеется, что для
панели толщиной около 10 см'с высоким коэффициентом тепло-
проводности, близким, . например, к таковому для алюминия,
расстояние между трубами будет оказывать мало влияния на
теплоотдачу панели.
В противоположность этому для панели, выполненной, на-
пример, из материала в виде уплотненного растительного волок-
на, коэффициент теплопроводности которого очень низок, тру-
бы при расстоянии мёжду ними, превышающем, например, 5 см,
не будут взаимодействовать друг с другом, и теплоотдача 1 лс2
панели будет прямо пропорциональна числу труб. Однако в свя-
зи с конвективными токами воздуха этот вопрос несколько ус-
ложняется и заслуживает более подробного изучения.
Рассмотрим потолоч-
ную панель (рис. 126) из
абсолютно нетеплоп ро-
водного материала, с
трубами квадратного се-
чения, нижняя поверх-
ность которых открыта.
Трубы эти отдают
тепло излучением. книзу
и нагревают одновремен-
Рис. 126. Потолочная панель из абсо-
лютно нетеплопроводного материала с
трубами квадратного профиля, одна сто-
рона которых открыта
но воздух путем конвек-
ции. Нагретый воздух циркулирует более или менее горизон-
тально и нагревает поверхности панели между трубами.
Примем следующие обозначения:
D —сторона квадрата (трубы квадратного сечения);
d — расстояние между трубами;
а — коэффициент конвекции;
Т — температура стенки трубы;
х —средняя температура воздуха, нагреваемого конвек-
цией;
0 — средняя температура панели между трубами, принимая
за исходную температуру окружающей среды.
Тогда
Da(T~ х) = (d-D)a(x- 6).
После достижения равновесия тепло, воспринимаемое путем
'•''’’•т-елцну настану .7'V^JXV'
дается излучением в окружающую среду, следовательно:
(rf - D) а (х - 0) = (d - D) рб,
201
откуда
и-
Количество тепла, отдаваемое каждым промежутком между
осями двух смежных труб, составляет, следовательно:
ПГ(а _|_ р) + (d _ D)p--DT-------------
d
а	a j
5 Из этого видно, что теплоотдача панели вследствие этой
конвекции значительно повышается по сравнению с расчетной,
учитывающей теплоотдачу только одних труб.
Так, например, для труб квадратного сечения со стороной
квадрата D=2 см увеличение теплоотдачи при расстояний меж-
ду трубами d=5 см составляет 19%.
При d=10 см теплоотдача возрастает на 30%
» d=20 »	»	»	» 36%
> d=30 »	»	»	» 38%
Если принять теплоотдачу панели с расстоянием между
трубами 20 см за единицу, то кривой изменения теплоотдачи
1, м2 в зависимости от расстояния между трубами будет кривая
X на рис. 127, отличающаяся от гиперболы, которой она была
бы, если бы не учитывался обогрев путем конвекции промежут-
•ков между трубами.
Таким образом* все кривые изменения теплоотдачи в зависи-
мости от расстояния между трубами заключаются в пределах
между кривой Л*и горизонтальной линией с ординатой 1.
Измерения, выполненные как различными экспериментато-
рами, так и нами, позволяют нанести заштрихованные зоны 1
и С, в пределах которых находятся кривые, относящиеся к
обычным бетонным панелям любой толщины. Кривые, относ;
щиеся к потолочным металлическим панелям или к панелям
^алюминиевыми пластинками, располагаются в пределах за-
штрихованных зон А и D. И, наконец, кривые, относящиеся <
потолочным панелям, в которых медные трубы наружным диа-
метром порядка 12—15 мм либо просто заделаны', либо в о
Дельнкх случаях заделаны с тонкой металлической сеткой, ра
полагаются в эонах В и D.
Таким образом, из кривых рис. 127 видно влияние расстоя-
ния между трубами на теплоотдачу панелей.
202
Рис. 127. Изменение теплоотдачи панелей в зависимости от расстоя-
ния между центрами труб,. За единицу принята теплоотдача панели
с расстоянием между центрами труб 20 см
Кривая X — X' —• теоретический предел; зоны А и С относятся к бетонным
панелям (трубы диаметром 15/21 мм; зоны В и D относятся к гипсовым по-
толкам с заделанными в них трубами с металлической тонкой сеткой или без
нее (медные трубы диаметром от 12 до 16 мм); зоны А и D относятся к ме-
таллическим потолкам со сплошными алюминиевыми пласiпиками, заделан-
ными в гипс или наложенными на его поверхность
Точное определение этого влияния возможно» конечно, толь-
ко экспериментальным путем.
Все приведенные выше исследования справедливы для труб
наружным диаметром порядка 21 мм при бетонных панелях и
12 мм при панелях из гипса. Влияние на теплоотдачу, оказыва-
емое расстоянием между трубами, зависит, очевидно, и от их
диаметра. Зависимость между расстоянием и диаметром труб
видна из основной формулы (3.10), выведенной по способу по-
следовательного приближения. Однако этот весьма важный воп-
рос сравнительно мало изучен, поэтому мы сочли необходимым
посвятить ему ряд экспериментальных исследований.
Г л а в а 3. VII
ВЛИЯНИЕ ДИАМЕТРА ТРУБЫ ЗМЕЕВИКА
НА ТЕПЛООТДАЧУ ПАНЕЛИ
В лучистом отоплении обычно применяются либо медные
трубы диаметром от 10/12 до 18/22 мм и даже до 20/22 мм, либо
203
стальные — диаметром от 12/17,до 26/34 мм и в очень редких
случаях диаметром 33/42 мм. Во Франции редко применяют
трубы внутренним диаметром меньше 15 мм из опасения их за-
сорения, в то время как в Америке часто устраивают гипсовые
панели с трубами диаметром 10/12 мм.
На какой же коэффициент следует умножать величину теп-
лоотдачи в тех случаях, когда изменяется диаметр труб при оди-
наковой толщине слоя материала заделки над верхними образу-
ющими труб, если это панель пола, или под нижними образую-
щими труб, если это потолочная панель.
Напомним наши рассуждения при предыдущих доказатель-
ствах.
Если принять (а на основании опыта это можно1 считать спра-
ведливым), что изотермические поверхности вблизи труб мож-
но приравнять к цилиндрическим, имеющим общую ось с труба-
ми, то возможно рассчитать перепад температуры Д при пер-
воначальной трубе диаметром D и при новой, заменяющей се,
диаметром D\, предполагая обе эти трубы концентричными.
Этот перепад температуры равен
Д-----q— In ,
ЪЬ. D
где q — теплоотдача 1 пог. м первоначальной трубы.
Отношение теплоотдачи трубы диаметром D и D, равно
У _ д в той мере, в какой величина — пренебрежимо
мала по сравнению с е, т. е. если увеличение диаметра труб,
остающихся концентричными, не изменяет существенно терми-
ческого сопротивления слоя материала над трубами. Однако эта
последняя гипотеза в большинстве случаев неприемлема, и не-
обходимо, как мы это делали и раньше, вводить поправку, учи-
тывающую изменение термического сопротивления над труба-
ми.
Из последней формулы, определяющей перепад температур,
видно, что в той мере, в какой пропорциональна Т, влияние
изменения диаметра трубы не зависит от температуры теплоно-
сителя, так как величина А пропорциональна q.
С другой .стороны, при одинаковом значении Т Д тем
больше, чем выше q и чем меньше X . Иначе говоря, при про-
чих равных условиях влияние, оказываемое на теплоотдачу из-
менением диаметра трубы, будет тем больше, чем меньше е,
чем больше расстояние между трубами и чем меньше теплопро-
водность материала заделки труб,
'Все эти теоретические соображения тем более справедливы,
чем меньше разница между D\ и D, так как в непосредственной
близости от трубы изотермические поверхности действительно
являются цилиндрическими.
204
А. ПАНЕЛИ С ТРУБАМИ, ЗАДЕЛАННЫМИ В БЕТОН
Для внесения ясности исследуем этим методом увеличение
теплоотдачи бетонной плиты с е=2 см и X =0,9 в результате
замены труб диаметром 12/17 мм сначала трубами диаметром
15/21 мм, затем трубами диаметром 20/27 мм, 26/34 мм и, нако-
нец, трубами диаметром 33/42 мм, при расстоянии между тру-
бами, равном во всех случаях 20 см. Первоначально было уста-
новлено, что теплоотдача трубы диаметром 12/17 мм составляет
в этих условиях при Тя30° 30 ккал/м час, следовательно, если
бы столько же тепла отдавалось трубой в другую сторону, то
общая теплоотдача ее составляла бы 60 ккал/м час.
Примем в предыдущем выражении <?я60 ккал/мчас^ X =
п л	21	1 ппг 27 -	34 п . 42
«* 0,9 ипоследовательно -уу =1,225; -уу = 1,59; -уу= 2; -уу =
= 2,47. При этом А будет иметь следующие значения:
D в мм	12/17 •	15/21	20/27	26/34	33/42
Ь в град.	0	2,2	4,9	7,5	9,7
Отсюда получаются следующие величины относительной теп-
лоотдачи:
D в мм	12/17	15/21	20/27	26/34	33/42
Относитель- ная тепло- отдача	1	1,09	1,2	1,33	1,48
Однако если толщина слоя заделки составляет лишь 2 см,
что является общим случаем для подвесных плит, то поправ-
кой на изменение толщины слоя бетона над трубами пренебре-
гать уже нельзя. Можно было бы принять в качестве поправоч-
ного коэффициента изменения величины fe+e'); этот способ яв-
ляется слишком приближенным, и лучше принимать изменения
термического сопротивления вдоль линии посередине теплового
потока.
Для данной плиты это даст следующие относительные по-
правки:
D в мм	‘ 12/17	15/21	20,27	26/34	33/42
Поправка	1	1,02	1,05	1,09	1,11
305
Таким образом, окончательными коэффициентами теплоот-
дачи являются соотношения этих двух коэффициентов:
D в мм	12/17-	15/21	20/27	26/34	33/42
Относитель- | ная теп-	1	1,07	1,14	1,22	1,34
•f лОотдача -	0,93	1	1,07	1,14	1,25
/ Если бы расстояние между трубами возросло до 60 см, теп-
лоотдачу 1 пог. м тр^гбы диаметром 12/17 мм следовало бы ум-
ножать на 0,47 -уу = 1,41 и она составляла бы 42 ккал)м час.
Такой же расчет показывает, что при этом расстоянии меж-
ду трубами относительная теплоотдача их, считая теплоотдачу
трубы диаметром 15/21 мм за единицу, будет:
D в мм	12/17	15/21	20/27	26/34	33/42
Относитель- ная теп- лоотдача	0,9	1	1,14	1,31	1,53
Если бы в плите толщина слоя бетона е увеличилась до 8 см,
как в перекрытиях из сплошных бетонных плит, то относитель-
ная теплоотдача при расстоянии между трубами 60 см, обычном
;ррцэтой системе* имела бы следующие значения:
'$  .
Ж : ' D в; мм .	12/17	15/21	20/27	26/34	33/42
.Относитель- ная тепло- отдача	,ь’ 0,94 L ,	1	1,09	1,16	1,25
i- На основании этого можно считать, что увеличение толщи-
ны плиты компенсируется увеличением расстояния между тру-
бами, поскольку для плиты с е=8 см и d=60 см соотношения
теплоотдачи почти такие же, как и для плиты с е = 2 см и
d=20 см.
20S
В заключение, относя все значения теплоотдачи к случаю
стальных труб диаметром 15/21 мм, наиболее часто встречаю-
щихся в бетонных панелях, получаем соотношения теплоотдачи в
трех рассмотренных случаях, приведенные в табл. 11.
Таблица 11
Изменения относительной теплоотдачи бетонных панелей в зависимости
от диаметра труб
Диаметр труб D в мм	12/17	15/21	20/27	26/34	33/42
е = 2 см 4 = 20 .	0,93	1	1,07	1.14	1,25
IIII О оьо а •	0,9	1	1,14	1.31	1,53
е =8 . </ = 60 .	0,94	1	1,09	1,16	; 1,25
Это сравнение позволяет представить себе, как изменяется
влияние диаметра труб в зависимости от толщины е и от рассто-
яния между трубами.
Замечание. Как -мы уже отметили выше, эти результаты тем
ближе к действительности, чем меньше диаметр труб отличается
от 15/21 мм. Они, несомненно, сравнительно точны при трубах
диаметром 12/17 и 20/27 мм и даже 26/34 мм. Такие же резуль-
таты можно было бы получить и из общего выражения (3.10),
приведенного в предыдущей главе. Мы предпочли, однако, по-
вторить все рассуждения для того, чтобы показать, как можно
учесть влияние диаметра труб на теплоотдачу панели.
Опытные данные
Приведенные результаты следовало, конечно, проверить экс-
периментальным путем. Проведение опытов в этом случае ока-
залось особенно трудным, и мы должны были произвести целый
ряд испытаний, так как получаемые цифры были вначале до-
вольно противоречивы. Для проведения испытаний устраивались
бетонные половые панели с хорошей теплоизоляцией с нижней
стороны и с е=2 см. Трубы, расположенные с расстоянием
между центрами 20 см» были диаметром 15/21, 20/27 и 33/42 лш.
Все остальные условия оставались во всех случаях одинаковыми.
Расход воды в змеевиках, расположенных группами, был по-
стоянным. Перепады температуры в одних случаях равнялись
нулю, в других были значительными. Теплоотдача панелей опре-
делялась по соотношению перепада температуры теплоносителя
с поправкой на разность температуры панели и среды.
Полученные результаты показали в итоге довольно сущест-
венные отклонения их от средних величин, особенно для труб
207
диаметром 20/27 мм; тем не менее можно все же принять, что с
точностью до 3% соотношения теплоотдачи были в этих услови-
ях следующими:
D в мм	15/21	20/27	33/42
Относительная теплоотдача > *	1	1,06	1,23
В итоге можно считать, что эти результаты достаточно близ-
ко совпадают с теоретическими, тем более, что теплоотдача па-
нелей зависит в; значительной мере от теплопроводности мате-
риала заделки труб. Никогда, действительно, точно неизвестно,
равен ли коэффйциент теплопроводности бетона, с которым мы
имеем дело, 0,8 или 0,9, а может быть, даже 0,7 или 1. Поэтому
было бы нецелесообразным добиваться в этом вопросе излиш-
ней точности.
Б. ПОТОЛОЧНЫЕ ГИПСОВЫЕ ПАНЕЛИ
Приведенные выше рассуждения справедливы и для потолоч-
ных гипсовых панелей с той лишь существенной разницей, что
трубы либо медные, либо — при специальных видах штукатур-
ного раствора — стальные заделываются в материал малой теп-
лопроводности, для которого можно принять с учетом наличия
в слое материала цельнорещетчатого металла X = 0,4.
В американской практике часто применяют медные трубы
очень малого диаметра, а именно внутренним диаметром 10 мм.
Чтобы получить представление о влиянии на теплоотдачу па-
нелей диаметра труб, возьмем для примера панель из медных
труб наружным диаметром 12 мм, помещенную под слоем гип-
са толщиной 1,5 см при расстоянии между трубами 15 см. Как
•показывает опыт, теплоотдача 1 пог. м трубы при Г=30° состав-
ляет 16 ккал!час, или 32 ккал!час с двух сторон панели. Предпо-
ложим, что эта труба наружным диаметром £>=12 мм заменена
Йрубрй наружным, диаметром Д сначала 16 мм, а затем 20 мм.
Жри этом получаются следующие значения:
2я0,4 D
й коэффициента теплоотдачи
в мм	12	16	20
/ Д в град. Коэффициент тепло-	0	3,6	6,1
отдачи	1	1,135	1.255
208
Поправки на изменение условий теплового потока будут со-
ответственно 1,03 при .Di = I6 мм и 1,06 при О(=20 мм; так что
величины относительной теплоотдачи будут следующими:
&1 В ММ	12	16	20
Относительная теплоотдача	1	1,1	1,19
Влияние, оказываемое диаметром труб, сравнимо с влияни-
ем для обычных бетонных панелей, так как если теплопровод-
ность материала заделки труб ниже, то и теплоотдача 1 пог. м
трубы также меньше. В итоге основным фактором влияния диа-
метра труб на теплоотдачу панели является отношение
И, наконец, для труб, заделанных под слоем гипса толщиной
1,5 см или аналогичного материала, не агрессивного в отношении
стали, мы примем следующие коэффициенты изменения тепло-
отдачи напели в зависимости от диаметра труб, считая за еди-
ницу теплоотдачу такой же панели оо стальными трубами диа-
метром 15/21 мм при расстоянии между ними 10 см (табл. 12).
а б лица 12
Диаметр труб в мм	10/12	14/16	12/17	18/20	15/21	20/22
Относительная теплоотдача с 1 м2 в 1 час	0,86 1	0,92	0,94	0,99	1	1,02
Примечания. 1. Приведенные расчеты и выводы пока-
зывают целесообразность применения труб малого диаметра. К
сожалению, такие трубы засоряются и закупориваются легче,
чем трубы большого диаметра, а в связи с малой толщиной их
стенок, уменьшающейся с уменьшением диаметра, возрастает
опасность разрушения их в результате коррозии.
2. По-видимому, теплоотдача повышается при увеличении
диаметра заделанных в материал труб тем меньше, чем меньше
расстоянияе между трубами (в приведенном выше расчете этот
результат связан с тем, что теплоотдача трубы уменьшилась с
увеличением расстояния между трубами).
В частности, когда трубы расположены достаточно близко
друг к другу (например., если d 3 см при /9 = 21 мм), они,
очевидно, отдают тепло подобно плоской сплошной пластине, и
при таких условиях увеличение диаметра труб не представляет
существенной выгоды.
14 Зак. 335	209
СРАВНЕНИЕ С РЕЗУЛЬТАТАМИ, ПОЛУЧЕННЫМИ ДРУГИМИ
АВТОРАМИ
1.	Некоторые авторы, ограничившись поверхностными рас-
суждениями, указывают, что теплоотдача почти пропорциональ-
на наружной поверхности труб. Это является грубой ошибкой.
2,	Другие авторы (Рабер и Гетчинсон [24]) получили, нао-
борот, значения теплоотдачи меньше указанных выше. Мы не
могли объяснить причину этого расхождения вследствие отсут-
ствия сведений об условиях проведения их опытов.
3.	Кольмар и Лизе дают в результате теоретических сообра-
жений следующую зависимость:
&НГ)-
. Отсюда следует, что при замене панели с трубами диаметром
15/21 мм при расстоянии между ними 20 см такой же панелью,
но с расстоянием между трубами 40 см одинаковая теплоотдача
могла бы быть достигнута при увеличении диаметра труб в 4
раза. Между тем приведенные выше соображения показывают,
что для получения такого результата достаточно увеличить диа-
метр труб в 2,8 раза.
Это почти единственный пункт, по которому у нас имеется с
этими авторами существенное расхождение.
4.	Из исследований Ноттэджа, упомянутых выше, можно сде-
лать вывод, что лри изменении диаметра труб с 16 мм (5/8") до
42 мм (3/8") относительная теплоотдача панели повышается
^при всех прочих равных условиях с 1,21 до 1,25, если при этом
расстояние между трубами изменяется с 10 до 40 см.
Эти результаты почти совпадают с нашими, но они не отра-
жают в достаточной степени влияния расстояния между тру-
бами.
Мы примем в дальнейшем изменения теплоотдачи в зависи-
мости от диаметра труб, приведенные в табл. 11 и 12, при рас-
стоянии между трубами, заделанными в бетон, 20 см и заделан-
ными в гипс —- 10 см. В случае надобности указанный метод по-
зволяет определить влияние диаметра труб и при других рассто-
яниях между ними.
Глава 3.VIII
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ ПАНЕЛЕЙ
Теплоотдача панели может быть легко определена с по-
мощью приведенных выше данных следующим образом.
1. Сначала производится расчет теплоотдачи данной панели
в предпрложений, что трубы уложены в ней сплошь, без зазоров
210
между ними, иначе говоря, так, как если бы в этой панели (рис.
128) находилась толстая пластина температурой Т, проходящая
через средние образующие верхней части труб (при панели по-
ла) или нижней части труб (при потолочной панели).
Теплоотдача равна при этом
Q = kT,
причем
1 = е. ,	1 _
k X а -|-р
или для панелей пола
-L -	+ 0,1
k- X
и для потолочных панелей
— = +о,14.
k X
Рис. 128. Толстая пластина с темпе-
ратурой Т, эквивалентная в отноше-
нии теплоотдачи кверху трубам, уло-
женным вплотную одна к другой
(При трубах диаметром 15/21 мм толщина превышает е
приблизительно на 0.5 см). Затем при помощи таблиц изменения
теплоотдачи в зависимости о г расстояния между трубами
(табл. 5, 6 и 7) определяем теплоотдачу, соответствующую за-
данному расстоянию между трубами, предполагая, что панель
состоит: из труб диаметром 15/21 мм — при пользовании табл.
5 и 6 и из труб диаметром 10/12 мм — при пользовании табл. 8.
Если применяются трубы диаметром, отличным от 15/21 и
10/12 мм, то вводится поправка в зависимости от диаметра труб
и характера панели (табл. 11 и 12).
Для обычных бетонных панелей пола со слоем бетона над
трубами толщиной от 2 до 4 см можно-упростить расчет, поль-
зуясь табл. 13, в которой указан коэффициент понижения р для
труб всех диаметров по отношению к панели с трубами, уло-
женными сплошь, без зазоров, и в зависимости от принятого рас-
стояния между трубами.
Таблица 13
Коэффициент понижения теплоотдачи (бетонной панели по (Отношению к
панели с трубами, уложенными сплошь, <в зависимости ют диаметра труб
(И расстояния между ними
(2 см < е < 4 см)
D в мм	d в см						
	без I зазоров!	1°	20	|	30 I	40	|	50	|	60
15/21	1 \	0,8	0.66	0,54	0,44	0,37	0,32
-20/27	1	0,82	0,7	0,6	0,51	0,43	0.38
26/34	1	0,85	0,73	0,64	0,55	0,48	0.42
33/42	1	0,87	0.76	0,66	0,59	0,53	0,46
14*
211
Пример. Рассмотрим бетонную панель пола с заделанны-
ми в ней трубами диаметром 20/27 мм, уложенными с расстоя-
нием между центрами 25 см и от поверхности бетона до верхней
Образующей труб 3 см. Покрытие пола принято из керамических
плиток. Температура теплоносителя превышает на 20° резуль-
тирующую сухую температуру окружающей среды.
Общее термическое сопротивление бетона и покрытия пола
из плиток на уровне средних верхних образующих труб равно
0,035	।	0,01 _л л., । л <	g,	f.
—g-g----И o 9 = 0,044-[-0,011, или приблизительно 0,06.
Таким образом, при трубах, уложенных без промежутков,
теплоотдача составляла бы
Q = или 125 ккал!м2час.
При расстоянии между трубами 25 см и при диаметре их
15/21 мм теплоотдача панели составляла бы, согласно табл. 5,
°.89 пс	, л
-j 4$  =0,6 от теплоотдачи панели с трубами без промежут-
ков* или 125«0,6=75 ккал!м2час.
 Поскольку трубы приняты диаметром 20/27 мм, полученная
теплоотдача должна быть скорректирована в соответствии с
табл. 11; величина ее получается, таким образом, равной
75’1,08 = 81 ккал] мгчас, а средняя температура пола будет при-
близительно на 8,5° выше температуры окружающей среды.
Этот же результат мог бы быть получен и непосредственно
из табл. 13, поскольку толщина слоя бетона над трубами, вклю-
чая толщину покрытия пола, не превышает 4 см. Пользуясь этой
таблицей, получаем
Q =0,65 = 81 ккал 1м2 час.
0,16
, .Для практических целей можно пользоваться графиками № 1
и 3, относящимися к трубам диаметром 15/21 мм, внося кор-
рективы в соответствии с фактическим диаметром труб, приме-
няя для этого табл. 11. Эти графики составлены в функции е—
толщины слоя материала над верхними образующими труб.
Если бы дело касалось потолочной панели, расчет следова-
ло бы производить таким же образом, но при помощи графиков
№ 2 и 4 и при пользовании ими принимать за е толщину слоя
материала под нижними образующими труб.
Примечания
1. /Графики № 1 и 3, 2 и 4, хотя и построенные для обычных
труб диаметром 15/21 мм, дают непосредственно теплоотдачу
панели, каковы бы ни были значения D и d. Для этого достаточ-
D
но подсчитать отношение , определить условное рассто-
,212
,	d { D \o,7 j /2,l\(V
липе между трубами г/(,пз выражения- — илиа0 = (
и найти по графику теплоотдачу при этом условном расстоя-
нии между трубами dQ для труб диаметром 15/21 мм.
Пример. е = 0,05 м; Т=20°; D = 26/34 мм; rf=40 см. Тепло-
отдача этой панели такая же, как и панели с трубами диамет-
ром 15/21 мм при расстоянии между ними б/0 =	*40,
или около 29 см. Определяя по графику № 3 величину среднего
термического сопротивления для d=29 см интерполяцией между
соответственными значениями для d=20 см и d=30 см, получа-
ем затем из графика № 1 Q = 72 ккал/м2час.
2. Хотя, судя по примечанию 1, нет надобности в специ-
альном графике для гипсовых потолков с трубами диаметром
10/12 мм, теплоотдачу которых можно определять по графикам
№ 2 и 4, мы нашли полезным составить специальные графики
№ 5 и 6.
ОСОБЫЙ СЛУЧАЙ СПЛОШНЫХ ПЛИТ ПЕРЕКРЫТИЯ
Сплошные бетонные плиты, толщина которых обычно равна
12—15 см, отдают теплю обеими сторонами непосредственно в
помещение. В зависимости от того, как расположены трубы —
ближе к-верхней или к нижней поверхности, соответственно уве-
личивается теплоотдача черс: п*ол или
через потолок.
Оптимальное расположение труб.
Целесообразно найти такое положе-
ние труб, при котором общая тепло-
отдача панели через пол и потолок была
бы максимальной. Если обозначить
(рис. 129) толщину плиты через е, на-
ружный диаметр труб — через D и рас-
стояние от верхней образующей труб до
поверхности пола — через х, то расстоя-
ние от нижних образующих труб до по-
верхности 'потолка будет равно е—х—D.
Рис. 129. К определению
максимальной теплоот-
дачи трубы, заделанной
в сплошную плиту
Если температура теплоносителя Т превышает температуру
воздушной среды, предполагаемую одинаковой с обеих сторон
плиты, то теплоотдача через пол равна
qn^akT,
причем
1____х__।	1
k Х	“п 4- Рп
Для потолка получим величину теплоотдачи
9пот =	Т'>
причем
1 __ е — х— D । 1
апот “Ь Рпот
Общая теплоотдача плиты равна
q---------.
х__।1	е — х — D । 1
ап “F Рп	X	апот + Рпот
Она переходит через максимум при
___1_______ат________J___________ьт_________________0
X	1	\2 + X ’ Г/ е — х — Р \_^	1 у ~
\ X ап + Рп /	IA X / апот + Рпот J
, Если трубы малого диаметра находятся не слишком близко
к поверхности ограждения, можно принять а = Ь, и тогда
х = £^ + 2_/_________L___________1__).
2	2 \ апот + рпот ап + Рп /
Поскольку рп и ргот равны приблизительно 4, аПоТ~3,5 и
ап~6 и так как для бетона можно принять X = 0,8, то
х = —- 4-0,0132 м.
2
Если е= 12 см и 0 = 2 см, то х=0,05+0,013=0,063 м, т. е. рас-
стояние от оси трубы до верха плиты равно 61% толщины по-
следней.
Если е= 15 см, D=3 см и ап =8, то
0, 15 — 0,03 . л л А АК А АО
х = —-------1--к 0.4-0,05 = 0.08 м.
2
Следовательно, расстояние от оси трубы до верха плиты рав-
но 60% ее толщины.
Максимальная общая теплоотдача совпадает с равенством
теплопередач через пол и через потолок; это приводит к целе-
сообразности размещения труб приблизительно на высоте
2/б толщины плиты от нижней ее поверхности и крепления их к
арматуре, состоящей обычно из круглых стальных стержней,
уложенных в двух направляющих, на расстоянии около 2—3 см
от нижней поверхности плиты.
Теплоотдача отдельной трубы. Для плит из обыкновенно-
го бетона толщиной 15 см, с обычным покрытием пола из кера-
мических плиток, линолеума или из пластмассовых плиток теп-
214
лоотдача через пол и через потолок отдельной трубы различ-
ного диаметра при разности температур теплоносителя и окру-
жающей среды в среднем 32° имеет следующие значения1:
Теплоотдача в ккал\м,час	Диаметр в мм		
	15/21	20/27	26/34
Через пол 		32	36	40
Через потолок				32	36	| 40
Если покрытие пола обладает меньшей теплопроводностью
(наборный паркет, ковер, наклеенная резина), то теплоотдача
имеет следующие величины:
Теплоотдача п ккал\м*час	Диаметр в мм		
	15/21	20/27	! 26/34
Через пол			30	34	37
Через потолок 		32	34	37
Такая теплоотдача отдельной трубы достаточна для того,
чтобы в зданиях, отопление которых рассчитано, исходя из ми-
нимальной расчетной температуры наружного .воздуха —5 или
—7°, достигалась в большинстве случаев необходимая темпера-
тура внутреннего воздуха. Общая длина труб при этом настоль-
ко мала, что их можно располагать на расстоянии не менее
0,75 м. При таких условиях можно не учитывать влияния сосед-
них труб и теплоотдачу каждого метра отдельной нагреватель-
ной трубы принимать согласно приведенным выше величинам.
Это дает не только экономию на стоимости устройства отопле-
ния, но и упрощает расчеты, поскольку при этом нет надобно-
сти прибегать к графику № 3 и вводить уменьшающие поправки
к величине теплоотдачи в зависимости от расстояния между
трубами.
Тем не менее в помещениях, в которых потребность в тепле
особенно велика и где вследствие этого расстояние между тру-
бами должно быть меньше 0,75 м, необходимо учитывать умень-
шение теплоотдачи, пользуясь графиком № 3, или пересчитать
теплоотдачу при помощи общей формулы (3.10).
1 Согласно замерам Со. S. Т. I. С. (Научно-технический комитет Франции
но отоплению и вентиляции), выполненным аналогичным способом. Наши соб-
ственные исследования приводят к несколько более высоким результатам. Из
осторожности мы приняли данные Со. S. Т. I.C.
Глава 3.IX
РАСЧЕТ ОБОГРЕВАЮЩИХ ПОТОЛКОВ СПЕЦИАЛЬНЫХ
ТИПОВ
А. ОБОГРЕВАЮЩИЕ КАРНИЗЫ И ПОТОЛОЧНОЕ КОНВЕКТИВНОЕ
ОТОПЛЕНИЕ
В такой системе отопления (рис. 130) потолок, являющийся
косвенной поверхностью нагрева, находится в тепловом равно-
весии при равенстве количества тепла, получаемого карнизами
и отдаваемого излучением и конвекцией в помещение, а, воз-
можно, также и через потолок в вышележащее помещение. Ес-
ли такие карнизы имеют большую видимую поверхность, то сле-
дует определить долю теплоотдачи их излучением непосредст-
Рис. 130. Нагревательный кар-
низ
Рис. 131. Принцип расчета нагрева
тельного карниза
венно в окружающую среду (за исключением потолка) и долю,
получаемую потолком. Так, например, карниз, показанный на
рис. 130, отдает 40% лучистого тепла в направлении потолка, а
остальное количество тепла поступает непосредственно в поме-
щение. С другой стороны, почти все тепло, отдаваемое конвек-
цией, служит для обогрева потолка.
Пусть Хрис. 131) температура потолка равна 0, а темпе-
ратура наружной стороны карниза Т. ‘Для написания уравне-
ний теплового равновесия примем следующие обозначения:
р — коэффициент взаимного облучения потолка и окружа-
ющей среды;
pi.2 — коэффициент взаимного облучения карниза и потолка,
а также карниза и помещения;
а ' — коэффициент конвекции потолка;
«1.2 — коэффициент конвекции карниза (при данном его рас-
положении), отнесенный к разности температур кар-
низа и потолка [этот коэффициент меньше, чем для на-
216
гревательного плинтуса, расположенного у пола, так
как конвекции у карниза мешает наличие потолка
(непосредственно над карнизом)];
k — коэффициент теплопередачи потолка в направлении
вышележащего помещения; предполагается, что тем-
пература в нем такая же, как и температура среды
в рассматриваемом помещении;
S — площадь потолка;
s — площадь карниза.
Тогда
$	.2 “F 0,4ри) (Т — 6) = SO (<х -|- р) -f" SkQ,
S6 (а + р) = Q — S’ 0,6р1.2Г,
где Q — потребность в тепле рассматриваемого помещения.
Эти два уравнения с двумя неизвестными 0 и s позволя-
ют определить температуру потолка 0 и требуемую площадь
карниза s.
Нели бы в качестве обогревающего- карниза служила специ-
альная труба типа «Ренталь», рассуждения оставались бы таки-
ми же, но количество тепла, излучаемого поверхностью нагре-
ва, было бы значительно меньше, поскольку карнизы «Рен-
таль» являются в основном конвекторами. Потолок обогревался
бы при этом главным образом посредством конвекции.
Следует затем убедиться, что- средняя температура потолка,
включая и карниз, отвечает физиологическим требованиям, из-
ложенным в главе 2.II.
Б. ТРУБЫ С ПЛАСТИНКАМИ ИЛИ РЕБРАМИ, ВСТРОЕННЫЕ
В ПОТОЛОК
Форма пластинок и вырезы па них бесконечно разнообразны
и оказывают, очевидно, влияние на теплообмен между трубами
и потолками. Пластинки могут быть наложены на верхнюю по-
верхность гипсовой плиты либо заделаны в потолок. В послед-
нем случае за толщину слоя гипса, учитываемого при расчете
термического сопротивления, принимается, конечно, та часть его,
которая находится под пластинками.
Указать коэффициент теплопередачи какого-либо из подоб-
ных потолков не представляется, конечно, возможным в связи
с разнообразием их как в отношении вырезов на пластинках,
предназначенных для лучшего соединения их с гипсом, так и в
отношении толщины пластинок и расстояния между ними, по-
скольку они могут не быть непрерывными на всей длине трубы
и не соприкасаться между собой краями, параллельными тру-
бам.
1см не менее полезно знать пределы возможных колебаний
коэффициентов теплоотдачи таких потолков, а также закон из-
217
менения теплоотдачи в зависимости от расстояния между тру-
бами, несущими пластинки.
Для упрощения вопроса
случая.
а) 1	2

3^
рассмотрим сначала два крайних
1.	Случай, показанный
на рис. 132, а, при котором:
а)	сплошные пластинки вы-
полнены из алюминия толщиной,
например, 1 мм;
б)	они прилегают к верхней
поверхности потолка, состоящего
из слоя гипса толщиной порядка
2 см;
в)	они соприкасаются между
собой всеми своими краями, об-
разуя таким образам нечто вро-
де металлического потолка, к
низу которого прикреплен слой
гипса. Расстояние между труба-
ми равно при этом ширине пла-
стинок в направлении, перпенди-
кулярном трубам.
Рис. 132. Крайние случаи по-
толков с пластинками с вы-
резами (в большем или мень-
шем количестве)
1 4— труба; 2 — алюминий; 3 —гипс
При заданном расстоянии между трубами, одинаковом ме-
талле и одинаковой его толщине коэффициент теплоотдачи та-
кого потолка будет наибольшим из возможных для потолков
этого типа, так как возможные на пластинках вырезы уменьша-
ют в той или иной степени их теплопередачу.
2.	Случай, показанный на рис. 132, б.
В качестве другого крайнего случая рассмотрим потолок,
пластинки которого настолько сильно вырезаны, что они прак-
тически не существуют, т. е. трубы либо просто уложены по
верхней поверхности потолка, либо в большей или в меньшей
мере в него заделаны. При одинаковом расстоянии между тру-
бами и одинаковой толщине слоя гипса коэффициент теплоотда-
чи такого потолка будет при всех прочих равных условиях наи-
меньшим из .возможных для потолков этого типа.
1. Крайний и наиболее благоприятный случай сплошных
примыкающих к потолку пластинок, соприкасающихся между
собой всеми своими краями и плотно прилегающих к трубам.
Предположим, что промежутки между трубами равны нулю, так
что температура алюминия равна повсюду температуре тепло-
носителя Т. Коэффициент теплоотдачи определяется при этих
условиях из формулы Q=^T, где k находится из выражения
J__ = 0±02	1
k 0,4 + <х + р
Поскольку температура поверхности потолка 6 при этом вы-
сокая, то a-j-p = 8 и k = Q.
218
Если трубы не соприкасаются между собой (что является
общим случаем), то 'изменение k в зависимости от расстояния
между трубами d может быть выведено на основе определенно-
го числа опытов; нами получены таким путем его значения, при-
веденные в табл. 14.
Таблица 14
d В СМ	D	10	20	30	40	50
Относительная теплоотдача с 1 м2 в 1 час 		1,2	1,12	1	0,85	0,72	0,61
Коэффициент теплоотдачи . . . .	6	5,35	5	4,25	3,6	3,05
2. Крайний случай, когда тоубы просто заделаны в гипс, при практически несуществующих пластинках. Это — случай, к ко- торому относятся графики № 5 и 6. При толщине слоя гипса 2 см коэффициент теплоотдачи потолка имеет следующие зна- чения:						
d В см	D	10	20	30	40	|	50
Коэффициент теплоотдачи ....	6	4,4	2.95	2 1	1,7	1,37
Две последние таблицы дают, таким образом, предельные
значения коэффициента теплоотдачи потолка с алюминиевыми
пластинками, края которых соприкасаются.
В практике пластинки не соприкасаются, так как, с одной
стороны, края их, параллельные трубам,
другу, а с другой стороны, они нс покры-
вают трубы по всей их длите (рис. 133).
Теплоотдачу потолка при наличии про-
м е ж утк ов м еж ду п л а стн н к а*м и можно
рассчитать* следующим образом.
а)	При 'промежутках между
пластинками в п о и е р е ч -и о м и а-
пip а в л е н и и. Средняя температура ме-
талла вдоль края пластинки АВ при-
близительно равна средней температуре
пластинки. Ее определяют по табл. 14,
считая, что отверстиями на пластинках
можно пренебречь. Обозначим эту сред-
нюю температуру пластинок через /ср,
принимая всегда за исходную темпера-
не примыкают друг к
Рис. 133. К расчету те-
плоотдачи промежутка-
ми между пластинками
219
туру окружающей среды. Средняя температура пластинки нахо-
дится из зависимости /ср • G = kT, где k — коэффициент теп-
лоотдачи, соответствующий расстоянию между трубами d. Отсю-
да
Так, например, при расстоянии между трубами 30 см tcp —
= 0,71 Т, а при расстоянии 50 см /ср=0,51 Т.
Поперечную, не прикрытую пластинками полосу можно затем
рассмотреть как часть потолка с заделанными в нее трубами,
средняя температура теплоносителя в которых равна tcp, а
расстояние между трубами равно ширине промежутков между
пластинками в продольном направлении L.
Пр им ер. Примем: Т=60°; d=30 см, откуда tcp =0,71-60 =
=42,6°. Если £=20 см, то из графиков № 5 и 6 находим, что теп-
лоотдача полосы между пластинками равна приблизительно
120 ккал1м2час.
б)	При промежутках между пластинками в
продольном направлении. В этом случае рассужде-
ния остаются теми же, но за температуру продольного края диф-
фузора принимают температуру £. Ее можно приближенно оп-
ределить, пользуясь результатами экспериментальных измеренчй
температуры алюминиевой пластинки (рис. 134), полученными в
а
£ 101—1——L_I—L-.I 1111
25 20 15 10 5 1 5 10 15 20 25
Расстояние между трудами в см
Рис. 134. Изменение превышения тем-
пературы алюминиевой 'пластинки
над температурой окружающей среды
1 __ температура пластинки; 2—темпе-
ратура нижней поверхности потолка; Т —•
превышение температуры теплоносителя
над температурой окружающей среды;
Т— t—разность температур трубы и пла-
стинки; а -* несущее перекрытие; б •—
алюминиевая пластинка; в — труба;
г — гипс
предположении очень плотного соприкосновения трубы с пла-
стинками. Температуру t' продольного края пластины можно
эмпирически выразить в функции температуры теплоносителя Т
•и средней температуры пластины /ср следующим образом:
220
где d — расстояние между трубами в см.
Теплоотдача этой полосы определяется так же, как и в пре-
дыдущем случае, при помощи графиков № 5 и 6 в зависимости
от расстояния между продольными краями пластинок.
Пример. Вернемся к предыдущему примеру, в котором Т—
= 60°; L=20 см и расстояние между трубами d=30 см, откуда
4р =42,6°. Предположим, что /=40 см. Расчет дает
Г « 42,6 - у (60 - 42,6) = 36,8°.
При расстоянии между трубами .40 см теплоотдача, согласно
графикам № 5 и 6, составляет приблизительно 60 ккал)м2час.
Теплоотдачей заштрихованной площади потолка JpHc- 133)
следует пренебрегать, так как она представляет собой лишь не-
значительную часть общей площади потолка. Расчет теплоот-
дачи этой части потолка был бы сравнительно сложным, и при
принятых приближенных решениях излишняя точность не была
бы оправдана.
Общая теплоотдача потолка получается, таким образом, сум-
мированием следующих величин:
теплоотдачи площади потолка под пластинками, которую
можно определить при помощи указанных выше коэффициентов;
теплоотдачи поперечных и продольных промежутков между
пластинками, которую можно рассчитать при помощи графиков
№ 5 и 6.
Повторяем, что приведенные выше величины справедливы
только в предположении, что перфорацией пластинок можно пре-
небречь или что она по крайней мере не уменьшает теплопере-
дачу пластинок в направлении, нормальном к трубам.
Коэффициент теплоотдачи не выходит во всяком случае за
указанные в табл. 15 пределы, зависящие от расстояния между
трубами.
Т а б л и ц а 15
Коэффициенты теплоотдачи потолков с пластинками, .прилегающими к их
поверхности, в зависимости от расстояния между трубами в
ккал/м^час град
Расстояние d в см	D	10	20	30	40	50	60
^макс	6	5,35	5	4,25	3,6	3,05	2.6
^мин	6	4,4	2,95	2	1,7	1,37	1.1
лопроводности. Они могут иметь оольше или меньше отверстий
и вырезов, но предназначенных в этом случае не для увеличе-
ния оцепления с гипсом, а для того чтобы не закрывать перфо-
рацию звукоизоляционных плит. Пластинки могут в большей
или меньшей мере прилегать к потолку и могут, наконец, либо
соприкасаться между собой краями, либо размещаться с про-
межутками между ними.
По всем этим причинам трудно, так же как и в предыдущем
случае, указать какие-либо коэффициенты теплоотдачи таких-
потолков. Тем не менее можно, так же как и выше, определить
пределы их колебаний, по крайней мере для случая, когда все
пластинки сплошные и соприкасаются между собой всеми свои-
ми краями.
1. Крайний и наиболее благоприятный слу-
чай плотного соприкосновения пластинок с
потолком, точно так же, как в потолках с пластинками, на-
ложенными на поверхность гипсовой плиты (рассмотренных в
предыдущем разделе).
Коэффициенты теплоотдачи для этого случая при толщине
слоя гипса 2 см и при алюминиевых пластинках толщиной 1 мм
даны в табл. 14.
2. Крайний неблагоприятный случай, когда
пластинки вовсе не соприкасаются спотол-
к о м. Теплоотдача пластинками происходит при этом излуче-
нием и теплопроводностью через воздух.
Как мы указывали выше, нижняя поверхность металла долж-
на быть при этом обработана или окрашена таким образом, что-
бы коэффициент излучения был по возможности высоким. При-
мем, например (рис. 136), следующие коэффициенты излучения:
для металла рх =4; для потолка р2 =3,8.
Классический расчет по-
казывает, что коэффициент
взаимного излучения между
металлом и потолком равен
Рис. 136. Нагревательная пластинка,
не соприкасающаяся с потолком
при этом 3,2.
П-римем среднее расстоя-
ние между металлом и по-
толком равным 1 см, так что
теплопередача от пластинок происходит исключительно теплопро-
водностью, а конвекция отсутствует. Коэффициент теплопровод-
ности воздуха равен 0,024; термическое сопротивление его со-
ставляет ~^ Q24 “0,42, а следовательно, коэффициент теплопере-
дачи равен 2,4.
В итоге коэффициент теплопередачи от металла к потолку
путем излучения и теплопроводности равен 3,2+ 2,4 = 5,6, и,
224
1
следовательно, термическое сопротивление составляет
=0,18.
Итак, при d=D, т. е. если .предположить, что температура
сплошной пластины по всей ее площади равна температуре теп-
лоносителя, общее термическое сопротивление потолка равно
0,18 4-	+0,14 = 0,37, или k = 2,7.
0,4
Расстояние между трубами должно оказывать на теплоот-
дачу такое же влияние, как и указанное выше, так что мини-
мальные величины коэффициента теплоотдачи будут следую-
щими:
<1 в см	D	10	20	30	40	50
	2,7	2,5	2,25	1,9	1,6	1,35
Отсюда получаются предельные значения коэффициента теп-
лоотдачи таких панелей, приведенные,в табл. 16.
Таблица 16
Предельные значения коэффициента теплоотдачи (потолков с (Независимыми
от них упругими пластинками в зависимости рт расстояния между трубами
в ккал/м‘2 час град
# в см	D	10	20	30	40	50
^макс	5,7	5,1	4,5	3,9	3,3	2,8
^мин	2,7	2,5	2,25	1,9	1.6	1,35
Так, например, если бельгийский конструктор указываем для
потолка такой системы с пластинками, практически соприкаса-
ющимися между собой всеми своими краями, величину /г 2,4
при d^40 см, то это означает, согласно табл. 16, что пластинки
должны соприкасаться с потолком приблизительно на 7з их
площади.
Из анализа других конструкций можно сделать вывод, что
при расстоянии между трубами 30 см коэффициент теплоотдачи
k=3,3. Согласно табл. 16, для этого необходимо, чтобы сплош-
ные и расположенные без промежутков пластинки плотно сопри-
касались с потолком приблизительно на 2/з их площади. Если
15 Зак. 335
225
этого нет, то указанный коэффициент следует считать преуве-
личенным.
Расчет теплоотдачи частей потолка, которые не покрыты пла-
стинками, может быть произведен в случае надобности так же,
как и потолков с пластинками или ребрами, заделанными в гипс.
Повторяем, что, поскольку эти коэффициенты зависят от
целого ряда факторов, расчет может дать только порядок вели-
чин высшего и низшего их пределов. В заключение заметим, что
при наличии промежутков между пластинками максимальные
значения коэффициента теплоотдачи, очевидно, меньше указан-
ных выше. Во всяком случае, кроме непосредственного теплооб-
мена теплопроводностью между обогреваемыми и необогревае-
мыми частями потолка, происходит еще и передача тепла по-
средством теплого воздуха, заключенного между несущим пере-
крытием и подвесным потолком, а также путем излучения несу-
щего перекрытия на подвесной потолок.
Г. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОТОЛКИ
Металлические потолки можно рассчитывать при помощи
графика № 12 в зависимости от расстояния между трубами.
Этот график составлен для потолка из листовой стали толщи-
ной 1,2 мм, Если потолок устроен из листового алюминия тол-
щиной 1 мм, то коэффициент теплопередачи уменьшается при
увеличении расстояния между трубами медленнее в соответст-
вии с табл. 10.
Таким образом, максимальные и минимальные значения,, ко-
эффициентов теплоотдачи потолка в зависимости от расстояния
между трубами будут следующими (табл. 17).
Таблица 17
Коэффициенты теплоотдачи металлического (потолка в зависимости от рас-
стояния между трубами в ккал/м^часград
d в см	D	10	20	30	40	50	60
Для листовой ста- U ТОЛЩДЗД& 1Д ММ	з.з	7 Л	6.^2	J 1			2 б
£макс ДЛЯ листового алюминия толщиной / I мм	8,3	.7,8	6,5	5,25	4,35	3,7	3,25
Коэффициент теплоотдачи металлических потолков, состоя-
щих из перфорированных панелей, подвешенных к трубам, дол--
226
жен иметь меньшую величину, чем коэффициент теплоотдачи
сплошных неперфорированных потолков из того же металла, тай-
кой же толщины и с приваренными к ним трубами. Это вызы-
вается как уменьшением теплопроводности в связи с перфораци-
ей, так и возможным перепадом температуры в соединениях
между трубами и подвешенными к ним панелями.
Например, для металлического потолка из листового алю-
миния толщиной 0,8 мм с незначительной перфорацией и при
расстоянии между трубами 60 см коэффициент теплоотдачи ра-
вен 2,8, а при расстоянии между трубами 30 см — 4,8. Эти ко-
эффициенты вполне укладываются в указанных выше пределах
при условии, как указано в проспекте, хорошего контакта труб
с панелями.
Глава 3. X
ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ
ПАНЕЛИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Приведенные выше расчеты произведены в предположении
наличия теплоизоляции на обратной стороне панелей.
Действительно, основным назначением панели пола или по-
толка является отопление одного определенного помещения. По-
этому часто принимают меры для того, чтобы, насколько это
возможно, уменьшить теплоотдачу потолочной панели через пол
вышележащего помещения или теплоотдачу панели пола в на-
правлении нижележащего помещения и таким путем сделать
отопление каждого этажа по возможности независимым от отоп-
ления других этажей. Практически такая теплоизоляция не бы-
вает, конечно, никогда совершенной, вследствие чего всегда
происходит обогрев пола посредством нижней потолочной пане-
ли и потолка посредством вышележащей панели пола.
По существу говоря, эта забота о независимости помещений
в отношении отопления совершенно нереальна, так как переда-
ча тепла из одного помещения в другое, смежное, неизбежно
происходит даже при обычных системах отопления, как только
разность температуры воздуха в них становится более или мепее
существенной. В связи с этим при прекращении отопления одно-
го из этажей необходимо дополнительное тепло для смежных
этажей.
Практически же не только- не стараются уменьшить теплоот-
дачу обратной стороны панели, но, наоборот, все больше при-
15*	227
нимают меры к тому,- чтобы добиться максимального использо-
вания нагревательных труб и понизить таким путем стоимость
устройства отопительной системы.
В результате получается тесная взаимозависимость в отно-
шении отопления этажей, создающая невозможность прекратить
циркуляцию теплоносителя в какой-либо панели, не нарушив
отопления смежных этажей. Отказываются также от установки
вентилей, выключающих панели, расположенные группами,
что влечет за собой дополнительную экономию на стоимости
устройства отопления, но требует более тщательного расчета по-
верхностей нагрева в связи с невозможностью регулировать дей-
ствие каждой из них в отдельности.
Теплоотдача обратной стороны панели повышается, конеч-
но, в ущерб теплоотдаче ее передней стороны. Однако в дейст-
вительности это уменьшение намного меньше увеличения тепло-
отдачи обратной стороны панели, так что общая теплоотдача се
значительно возрастает. Это, в частности, объясняет интерес,
проявляемый к отоплению посредством сплошных плит, смысл
которых и заключается в достижении максимальной теплоотда-
чи труб при всех прочих равных условиях.
Как бы то ни было, панели пола или потолочные панели по-
мещаются в большинстве случаев в верхней или нижней части
перекрытий, общий коэффициент теплопередачи (обычно обоз-
начаемый через к) которых колеблется от 0,5 до 2 ккал/м^нас-
В частности, .коэффициент теплопередачи перекрытий, включаю-
щих пустотелые элементы, равен около 1 ккал]м2ч,ас. Прилагае-
мы© в настоящей книге расчетные графики № 1 —12 также со-
ставлены в этом предположении. При повышении общего коэф-
фициента теплопередачи перекрытия k с 0,4 (перекрытие с уси-
ленной теплоизоляцией) до 2 (перекрытие малоизолированное)
происходит уменьшение теплоотдачи порядка 15% как для пото-
лочных панелей, так и для бетонных панелей пола.
1 Это относительное уменьшение теплоотдачи возрастает как
с увеличением расстояния между трубами, так и с увеличением
термического сопротивления материала, находящегося между
трубами и тёплобтдающей поверхностью. В общем оно зависит
при однородном материале заделки труб от относительной дли-
ны средней линии теплового потока в направлении передней и
обратной сторон панели. Так, например, на теплоотдачу перед-
ней стороны панели, трубы которой соприкасаются между собой,
не будет‘ оказывать влияния изменение теплоизоляции обратной
стороны панели. С увеличением расстояния между трубами вли-
яние теплоизоляции обратной стороны панели будет возрастать
Однако в связи с предыдущими допущениями практически бес-
полезно добиваться излишней точности путем подобной коррек-
тировки.
228
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СООБРАЖЕНИЯ
Поскольку влияние теплоизоляции обратной стороны пане-
ли, равное при соприкасающихся между собой трубах нулю,
возрастает по Мере увеличения расстояния между трубами, це-
лесообразно, по-видимому, найти поправочный коэффициент,
входящий в уравнение ($Л0):
0 = —Г1 - 0,035 (-^—V’ —(1,8-0,02 —YI (3.10)
(e-f-e') L	\e + e'J D\	D/J
для члена
0,035 (-^—V'’ —(1,8 - 0,02.—),
U + e'7 D \	D)
отражающего влияние, оказываемое расстоянием между тру-
бами.
Было бы также логично выразить это влияние в функции от-
ношения термических сопротивлений с обеих сторон панели
-----г-. Здесь е2 — эквивалентная толщина слоя бетона, если
^2 + е2
ограждение между трубами и задней его поверхностью состоит
из неоднородного материала.
Аналогичные измерения Кадьергюса—Тиреля и Гэмпфри, а
также «рабочие листы» Кольмара—Лизе и наши непосредствен-
ные измерения привели нас к введению в уравнение (3.10) по-
правочного эмпирического члена
1 + 0,18 ——-,
строго справедливого при расстоянии между трубами диамет-
ром 15/21 мм порядка 30 см или при среднем значении отноше-
ния =15. (Ошибка при других, обычно принятых рассто-
яниях между трубами не превышает 5%) •
Выражение (3.10), дополненное таким образом с целью уче-
та теплоизоляции обратной стороны панели, приобретает рид
-Г 1 - 0,035 (——)	(1,8 - 0,02 —
+ е'	у* +е ] D	D
(е, -к е \
1+0,18 ‘Т ;	.
X
(3.11)
При помощи этого выражения можно легко рассчитать умень-
шение теплоотдачи при таких значениях (^2 + ^2) , когда
поправочным членом нельзя пренебречь.
229
выражение справедливо в следующих пределах:
 С,+* <1; 0,5 < ei + g| <10; 0 < — <30.
j е,4-е'	D	D
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПОПРАВКИ
Повторяем, что, поскольку общий коэффициент теплопереда-
чи обычных несущих перекрытий близок к единице, графики бы-
ли построены, исходя из необходимой для этого теплоизоляции
обратной стороны панели, в предположении, что толщина ех в
бетонной или гипсовой панели составляет величину порядка от
1,5 до 3 см.
Таким образом, в общем случае, когда коэффициент k дей-
ствительно близок к единице, поправкой можно пренебречь. Но
k может понизиться приблизительно до 0,4 или 0,5 либо по-
выситься до 2;. в таких случаях пренебрегать поправкой уже
нельзя.
Действительно, как показывает опыт, при переходе k от 1 к
2 теплоотдача обычной подвесной панели уменьшается на 6%
при d=20 см и на 15% при d=60 см, а в среднем-на 10%' при
а = 35 см. При этих условиях теплоотдача обратной стороны па-
нели изменяется с 15 до 60%' теплоотдачи передней стороны.
Панели из труб, заделанных в бетон
Как мы уже несколько раз указывали, нельзя ожидать точ-
ности этих расчетов, превышающей 5%'. Поэтому достаточно
повысить на величину до 5% цифры, получаемые из различных
графиков (№ 1—2, 3—4), относящихся к трубам, заделанным в
бетон, если коэффициент теплоотдачи перекрытия k понижает-
ся с 1 до 0,4, и уменьшить их на величину до 10%, если коэффи-
циент теплопередачи возрастает с 1 до 2. Эти поправки спра-
ведливы также и в отношении панелей, находящихся во внутрен-
них стенах (графики № 10 и 11).
Металлические или подвесные потолки
Такие же соображения приводят к несколько ббльшим ко-
лебаниям коэффициента k в отношении Легких подвесных по-
толков, как металлических, так и гипсовых, или ив звукопогло-
щающих материалов.
В этом случае удобнее рассматривать не коэффициент теп-
лопередачи k всей конструкции в законченном виде, состоящей
из перекрытия и потолка, но коэффициент теплопередачи толь-
ко одного несущего перекрытия. Высота воздушного простран-
ства между потолком и перекрытием составляет обычно 5—
10 см.
230
Графики № 5, 6 и 12 составлены в предположении, что ко-
эффициент теплопередачи перекрытия равен единице. Если зна-
чение k уменьшается с 1 до 0,4, следует повысить значения теп-
лоотдачи, указанные в графиках, на величину до 5%, а при уве-
личении k с 1 до 2, значения теплоотдачи следует уменьшать
на величину до 15%.
Если по теплотехническим или акустическим соображениям
подвесной потолок покрывается сверху сплошным слоем тепло-
изоляционного материала (стекловолокно, древесно-волокнистые
плиты и т. п.), то теплоотдача, определяемая из графиков, мо-
жет быть увеличена на 5% независимо от применения указан-
ных выше поправок1.
Нагревательные панели на наружных ограждениях
До сих пор мы исходили из предположения, что панели по-
мещаются либо между двумя отапливаемыми этажами, либо на
внутренних стенах.
Если нагревательные панели необходимо поместить на на-
ружных ограждениях (стены, плоские крыши и т. п.), теплоизо-
ляцию их на стороне, обращенной наружу, следует, естествен-
но, устраивать как можно тщательнее, чтобы уменьшить неис-
пользуемые потери тепла.
Расчеты этих панелей можно производить так же, как ука-
зано выше, при помощи формулы (3.11). Однако если разность
температур теплоносителя и среды при температуре последней
с обратной стороны панели порядка 18° составляет от 20 до 25°,
то она почти удваивается, когда температура окружающей сре-
ды у обратной стороны панели близка к —5°. В этом случае до-
статочно в формуле (3.11) заменить величину (е2 + е?' ) ве-
личиной _. Такое увеличение теплоотдачи обратной сто-
роны панели приводит к следующим поправкам к величине теп-
лоотдачи, указываемой графиками.
1. Для бетонных панелей температура должна
быть уменьшена на 5% при изменении k с 0,4 до 1 и на 5—20%
при изменении k с 1 до 2.
2. Д л я под .в е с н ы х пот о л к о в и о д п л о с к и м и
крышами теплоотдачу следует уменьшать на 10—5% при из-
менении /г с 1 до 0,5 и -на 10—25% при изменении k с 1 до 2 -при
отсутствии теплоизоляции на потолке; на 5—10% при изменении
1 Строго говоря, теплоизоляция оказывает тем большее влияние, чем
больше расстояние между трубами. Она играет такую же роль, как увеличе-
ние толщины слоя материала, образующего потолок, или повышение его теп-
лопроводности. Поскольку эти поправки не очень значительны, мы приняли
для упрощения единую поправку.
231
k с 1 до 0,5 и на 5—20%’ при изменении feci до 2 три наличии
на потолке теплоизоляции.
Если помещение подвержено действию очень сильных вет-
ров, эти поправки следует увеличивать.
Примечание. Следует, конечно, всегда учитывать теплопере-
дачу обратной стороны панели как при определении потребно-
сти в тепле смежных помещений, так и при расчете расхода ро-
ды в трубах, в зависимости от желаемого температурного пе-
репада.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В величины теплоотдачи, указанные в различных графиках,
должны .вноситься следующие поправки в зависимости от коэф-
фициента теплопередачи fe несущего перекрытия или стены, на
которой помещена вертикальная панель.
1.	Бетонная панель пола, потолка или вертикальная панель,
расположенная на внутренней стене, отделяющей ее от смежно-
го отапливаемого помещения: при уменьшении fe с 1 до
0,4 ккал!м2час град теплоотдачу следует увеличивать на 0—5%:
при увеличении fe e 1 до 2 ккал!м2час град теплоотдачу следует
уменьшать на величину до 10%'.
2.	Подвесной потолок под внутренним перекрытием:
а)	с очень эффективной теплоизоляцией обратной стороны:
при уменьшении fe с 1,5 до 0,4 ккал/м2час град теплоотдачу сле-
дует увеличивать на величину до 10%'; при увеличении fe с 1,5
до 2 ккал/м^час град теплоотдачу следует уменьшать на величи-
ну до 5%;
б)	без теплоизоляции -обратной стороны: при уменьшении k
с 1 до 0,4 ккал!м2чао град теплоотдачу следует увеличивать на
0,5%’; при увеличении fe с 1 до 2 ккал1м2час град теплоотдачу
следует уменьшать на величину до 15%.
3.	Бетонная панель пола, потолка или вертикальная, распо-
ложенная на наружном ограждении или на ограждении, выхо-
дящем в неотапливаемое помещение. Теплоотдачу следует умень-
шать: на 5% — при увеличении fe с 0,4 до 1 ккал!м2час град и
на 5-т20% — при увеличении fe с 1 до 2 ккал!м2час град.
4.	Потолок, подвешенный под террасой или в перекрытии
под неотапливаемым помещением:
а) с очень эффективной теплоизоляцией обратной стороны
при изменении fe с 0,4 до 2 ккал!м2час град теплоотдачу следу-
ет уменьшать на величину до 20%;
хб) без теплоизоляции обратной стороны:
при изменении fe с 0,4 до 2 к,кал!м2час град теплоотдачу следу-
ет уменьшать на 5—25%.
Все эти поправки сведены в табл. 18.
232
Таблица 18
Поправки к величинам теплоотдачи, указанным в графиках, (учитывающие
теплоотдачу обратной стороны панели, в зависимости от коэффициента
теплопередачи ограждения, несущего панель
Внутреннее ограждение
Величина k ограждения, несущего панель Увеличение или умень- шение теплоотдачи, ука- за иной в графике, в %	0,4	1	1.5	2
Бетонная панель пола, потолка или верти- кальная	+ 5	0	-5	-10
Подвесной потолок под перекрытием:				
с теплоизоляцией без теплоизоляции	+10 + 5	+5 0	0 -7	— 5 -15
Наружное ограждение
Величина k ограждения, несущего панель Увеличение или умень- шение теплоотдачи, ука- занной в графике, в %	0,4	1	1.5	2
Бетонная панель пола, потолка или верти- кальная	—	— 5	-12	-20
Подвесной потолок под перекрытием: с теплоизоляцией	0	— 5	-12	—20
без теплоизоляции	-5	-10	-17	-25
Глава 3.XI
РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ПАНЕЛЕЙ, ОБОГРЕВАЕМЫХ ВОЗДУХОМ ИЛИ ТРУБАМИ,
ПОМЕЩЕННЫМИ В ПОЛОСТЯХ
А. СИСТЕМЫ С ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫМ НАГРЕВОМ ВОЗДУХА
Расчет таких систем является наиболее близким к расчету
обычных отопительных систем. Требуемое количество тепла оп-
ределяет общую теплоотдачу нагревательных поверхностей с
учетом возможного излучения тепла потолком. Отсюда вытека-
ет определенная теплоотдача с 1 м2 обогреваемого пола. Графи-
ки № 7 и 8 «позволяют определить необходимую температуру воз-
духа, циркулирующего по каналам, в зависимости от термиче-
ского сопротивления L— слоя между воздушными кана-
лами и поверхностью пола и с учетом коэффициента конвек-
ции, зависящего от скорости движения воздуха в каналах.
Скорость эта обычно незначительна, однако при некоторых
условиях она может достигнуть нескольких метров в секунду.
Во всяком случае графики составлены в предположении, что
скорость движения воздуха настолько мала, что ею можно пре-
небречь, и что он движется параллельно по всем каналам в пе-
рекрытии. Если бы воздух циркулировал в перекрытии с такой
же скоростью, как в вентиляционных воздуховодах, т. е. со ско-
ростью порядка 4—5 м/сек, следовало бы соответственно увели-
чить коэффициент теплопередачи между циркулирующим воз-
духом -и охлаждающим его стенками каналов.
Общий коэффициент теплопередачи, который можно при-
нять равным 10 при малой скорости движения воздуха, порядка
0,75—1 м/сек, возрастает до 16 при увеличении скорости .возду-
ха до 4—5 м/сек *.
Кроме графиков, для определения температуры воздуха Т в
каналах можно воспользоваться следующими уравнениями,
Рис. 137. Лучистый
теплообмен между ох-
лаждаемой стенкой
канала 1 и более теп-
лыми стенками 2, 3 и 4
* Этот коэффициент зависит фактически от размеров канала и от тепло-
изоляции его сторон, не передающих тепло, так как между более холодной
стороной канала 1 (рис. 137), передающей тепло, и менее охлаждаемыми сто-
ропаки 4 и в особенности 2 и 3 происходит теплообмен излучением.
234
принимая, как и раньше, температуру воздуха в помещении за
исходную:
Q=TK.
причем в случае малой скорости движения воздуха
1 = 1 -|- £-£-4- _1
К	10	X	10
и в случае движения воздуха со скоростью 4—5 м/сек
К	Ю	А	10
Расчет распределительных воздуховодов и циркуляционных
вентиляторов производится, конечно,обычными способами, при-
меняемыми при расчете систем
тиляции.
воздушного отопления или вен-
Б. СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ С
В ПОЛОСТЯХ
ТРУБАМИ, НАХОДЯЩИМИСЯ
ПЕРЕКРЫТИЯ
каналах и в помещении
1
а
в соответствии с харак-
Температура воздуха Т в полостях определяется так же, как
и в предыдущем случае, если принять, конечно, что скорость
движения воздуха почти равна нулю. Таким образом, коэффи-
циент теплопередачи между воздухом в
получается из уравнения
— == _L + £	+
К 10 А
где величина а принимается от 6 до 10
тером канала, согласно предыдущему замечанию.
Необходимая длина труб определяется в зависимости от
принятого диаметра их и с учетом допускаемой температуры Т\
теплоносителя (горячей воды или пара), циркулирующего по
трубам. Расчет теплоотдачи труб производят, считая их находя-
щимися в полости, температура стенок которой и воздуха .в ней
равна Т.
Если обозначить через а коэффициент естественной кон-
векции, соответствующий данной трубе, то при разности темпе-
ратур Т\ — Т теплоотдача каждого квадратного метра по-
верхности трубы составит
(Г, — 7Э(а + Р).
В действительности труба излучает тепло на нижнюю сто-
рону стенки, обращенной к полу, температура которой ниже Т.
Таким образом, теплоотдача излучением больше учитываемой
предыдущим выражением. Дополнительное количество излучае-
мого тепла тем больше, чем ближе к этой стенке расположена
труба. С другой стороны, однако, теплопередача конвекцией при
1'гом уменьшается в связи с малым расстоянием между трубой
и стенкой, так что увеличение количества излучаемого тепла ча-
стично этим компенсируется.
235
Опыт показывает, что при сравнительно высокой теплопро-
водности этой стенки (например, тонкая бетонная плита) до-
полнительное излучение тепла превышает уменьшение теплооб-
мена конвекцией. Этот выигрыш, однако, уменьшается, если
стенка канала состоит из покрытия пола малой теплопроводно-
сти и в особенности если пол покрыт ковром. Эта дополнитель-
ная теплоотдача обычно не учитывается и в тех случаях, когда
покрытие пола обладает высокой теплопроводностью, причем
образуется некоторый запас мощности системы.
График № 9 позволяет определить необходимое расстояние
между трубами d в зависимости от их диаметра и от требуемой
теплоотдачи с 1 м2 пола. Поскольку расстояние между трубами
обычно достаточно велико, нет надобности вносить понижаю-
щую поправку к теплоотдаче, учитывающую расстояние между
трубами.
Графики не учитывают, разумеется, возможные необогрева-
емые участки в местах нахождения опор перекрытия пола, на-
пример лаг. Ширина полостей может потребовать уменьшения
расстояния между трубами по сравнению с указанными в гра-
фике. Важно, чтобы была соблюдена общая длина труб, или,
иначе говоря, чтобы на 1 м2 фактически обогревающего пола
приходилась длина трубы, равная *0°- (где d измеряется в
сантиметрах).
Поверхности нагрева могут быть образованы и ребристыми
трубами. В связи с разнообразием таких труб нет возможности
составить соответствующий график, и поэтому расчет следует
производить непосредственно с учетом коэффициентов теплоот-
дачи принятых труб.
Расчет использования тепла потолком нижележащего этажа
производится обратным порядком, т. е. температура воздуха в
полостях перекрытия диктуется требуемой теплоотдачей пола.
Исходя из этой температуры, определяют при помощи графика
№ 8 теплоотдачу нижележащего потолка. Этот график отли-
чается от графика для пола тем, что коэффициент теплопере-
хода для потолка составляет лишь 7,2 против 10 для пола.
Теплоотдача труб должна, конечно, полностью покрывать
теплопередачу полостей через пол и через потолок.
Глава З.ХП
ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ
С ПОДВЕСНЫМИ ИЗЛУЧАЮЩИМИ ПАНЕЛЯМИ
В главе 1.V мы указывали, что основное преимущество п<д-
весных панелей, дающих наибольший эффект излучения из bi
систем лучистого отопления низкой температуры, заключаем я
236
Рис. 138. К расчету повышения ре-
зультирующей сухой температуры,
вызванного излучающими панелями
в достижении в рабочей зоне результирующей сухой темпера-
туры, значительно превышающей температуру воздуха по сухо-
му термометру.
Повышение результирующей сухой температуры связано,
очевидно, со средней радиационной температурой в рабочей зо-
не, а следовательно, с количеством тепла, излучаемого пане-
лями.
Поэтому до рассмотрения расчетов, определяющих требуе-
мую мощность системы, следует изучить изменение результиру-
ющей сухой температуры в зависимости от увеличения доли
тепла, излучаемого панелями книзу.
ВЛИЯНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ТЕПЛА КНИЗУ НА ПОВЫШЕНИЕ
РЕЗУЛЬТИРУЮЩЕЙ СУХОЙ ТЕМПЕРАТУРЬ! В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ
Для упрощения изложения рассмотрим сначала крайний
случай очень широкого и очень длинного помещения (теорети-
чески помещения бесконечно больших размеров в плане), раз-
рез которого по плоскости,
перпендикулярной осям пане-
лей, показан на рис. 138. При-^
мем следующие обозначения:
q — количество излучае-
мого книзу тепла, от-
несенное к 1 м2 пола
(иначе говоря; общее
количество тепла, из-
лучаемого книзу, раз-
деленное на площадь
пола, выраженную в
квадратных метрах);
Q — общая теплоотдача
панелей, также отне-
сенная к 1 м2 пола;
tH — температура наружного воздуха по сухому термо-
метру;
'Г — радиационная температура панели, т. е. средняя тем-
пература нижней стороны поверхности нагрева;
/ — температура воздуха в помещении по сухому термо-
метру, после того как она стала одинаковой по всей
высоте помещения;
О — средняя температура поверхности пола;
s — средняя температура поверхности потолка;
н — отношение площади пола к общей площади панелей
(если, например, ширина панелей 1 м, то п представля-
ет собой расстояние между осями панелей в метрах);
— коэффициент взаимного излучения панели и окружа-
ющей среды;
237
р2 — коэффициент взаимного излучения пола и окружаю-
щей среды;
/i — температурный фактор при (6—$);
/2 — температурный фактор при (Г—6)*;
— коэффициент конвекции между воздухом и потолком,
отнесенный к 1 м2 видимой поверхности потолка ( т. е.
отнесенный к 1 м2 пола);
а2 — коэффициент конвекции пола.
Примем с целью упрощения, что теплопотери через пол рав-
ны нулю, т. е. что он абсолютно нетеплопроводен. Тепловой по-
ток q, излучаемый 'панелями и воспринимаемый 1 м2 пола, равен
п
Он полностью возвращается в среду посредством излучения и
конвекции пола, поэтому
<7 = — Р2/2<0 —«) + «2(0 — О-
п
Проанализируем несколько глубже изменение температуры
воздуха и ограждений этого помещения по мере увеличе-
ния (начиная от нуля) доли тепла Q, отдаваемого книзу поверх-
ностями нагрева.
Примем следующие обозначе-
ния (рис. 139): tA —темпера-
тура воздуха в зоне А над пане-
лями; ts — температура возду-
ха в зоне Б ниже панелей, пред-
полагая обе эти температуры не-
одинаковыми.
Примем, кроме того, что в
данном помещении происходит
движение воздуха, вызванное
только естественной вентиляцией.
1. Предположим прежде все-
го, что'поверхности нагрева не
отдают книзу тепла, и, следова-
тельно, <7 = 0.
ого, что естественная вентиляция
отсутствует. При таких условиях пол находится в тепловом рав-
новесии с потолком и.
0=з.
Рис. 139. К исследованию колеба-
ний температуры воздуха и ограж-
дений в зависимости от относи-
тельного увеличения излучения
тепла книзу
а) Предположим, кроме
♦ Этот фактор определяется выражением
+ W (г_в) (см гл„у
238
В этом случае
tE = s.
Температура воздуха tA в зоне А должна быть такой, что-
бы
(/д s) 04 = Q.
б) Введем естественную вентиляцию. Примем, что обмен воз-
духа, приходящийся на 1 м2 пола, равен (3 мР/час, При этих
условиях пол охлаждается воздухом, 6 становится ниже s, и
происходит нагревание пола излучением потолка.
Тогда уравнения теплового равновесия будут
(О- ^)a2 + (0-s)p2/2 —= о
п
И
~ 0) а2 = 0,
(/л - з) ах = k (s -/„) - Q - ₽ (tA - /н) 0,3,
где k — коэффициент теплопередачи между нижней стороной
потолка и наружным воздухом, отнесенный к 1 м2 видимой по-
верхности потолка.
Таким образом, имеем четыре уравнения с четырьмя неиз-
вестными: tA , tb, О, s.
2. Предположим теперь, что является общим случаем, что
количеством тепла излучаемым книзу, нельзя больше прене-
бречь, т. е. что Тогда уравнения, позволяющие определить
t-Aytsf Ohs, принимают следующий вид1:
(о - 1Л) а2 + (о - s) р2/2	= <?;
п
(tA —s) ax — Q — (9 — s)	~Мл- Q 0,3;
Отсюда следует, что tA приобретает максимальное значе-
ние, когда q достигает минимума. При увеличении q температу-
ра воздуха в нижней зоне tB повышается, а темнерату-
1 В действительности это явление сложнее, так как Q, q и Т не могут
быть, строго говоря, заданы априори, поскольку излучение при одном и том
же значении Т зависит от неизвестных факторов. Если же задаться величи-
ной Q, то от переменных величин будет зависеть Т. Мы же ищем по всем
указанным выше причинам (неопределенность коэффициентов теплообмена,
величина естественной вентиляции и т. п.) лишь приближенное решение.
239
. ра воздуха tA в зоне А понижается. Наступает такой момент,
когда — tA • При этих условиях поверхность нагрева из-
лучает книзу тепло в количестве q, покрывающем потребности
в тепле нижней зоны, когда £д и ts достигают своего
максимального значения, оставаясь одинаковыми. Когда q про-
должает возрастать выше этого минимального значения, темпе-
ратуры tA и tb остаются одинаковыми, но продолжают по-
нижаться.
Допустим, что q имеет минимальное значение, указанное
выше, т. е. оно только покрывает всю потребность в тепле ниж-
ней зоны Б. Если каким-либо способом увеличить на величину
dq тепловой поток, излучаемый книзу, в ущерб количеству теп-
ла, отдаваемого кверху, то теплопотери останутся такими же, ес-
ли 'Пренебречь изменением их, вызвамным естественной вентиля-
цией помещения. Температура 'поверхности 'потолка s остается
при этом в первом приближении без изменения, а температуры
Т и 0 претерпевают изменения на dT и dti. Пренебрегая из-
менениями fz и ft, получаем
dq = — rf^dT-dty
п
dq = n ~	+ <*2(^6 — dt}.
п
Поскольку теплопотери остаются постоянными
+ a-idt = 0 или dt = dd,
а1
откуда
d$=~dq--------------J;
РаА + —“ (“1 + Ра/з)
п.	ах
dT~dq-^- + ---------------!-------— .
Р1/1 Л — 1 а2
Р2/2	(ai + РаА)
П
Изменение средней радиационной температуры части потол-
ка, видимой с того места, где находится человек, составляет в
первом приближении 	, а изменение средней температу-
ры, пола . Для определения изменения средней радиацион-
ной температуры нужно ввести в соответствующие выражения
изменения температуры dT и df) с их температурными фак-
торами fi и fz в отношении человека. Таким образом, изменение
средней радиационной температуры dR для человека, находя-
щегося в рабочей зоне, составляет в первом приближении
240
f3dR=^-[f,d-^- + f, do),
где fo— температурный фактор, соответствующий средней ра-
диационной температуре 2? и температуре поверхности
кожи и одежды.
Результирующая сухая температура Гр.с для человека в со-
/? . t
стоянии покоя изменяется так же, как и величина	—г“2”^
поэтому
\ Л	/	2 \ в! /
Статистика показывает, что расстояние между осями пане-
лей при ширине их 1 м колеблется в разных производственных
зданиях в пределах от 3 до 7 м при радиационной температуре
панелей порядка 120° (или fr=*f\J = 1,5 и /2=/'=1 ). Ниж-
няя поверхность панели должна быть окрашена краской, облада-
ющей высокой излучающей способностью, т. е. такой, для кото-
рой коэффициент р! близок к 4. Для пола из обычных строи-
тельных материалбв р2 равен 3,5 или 4. Коэффициент конвек-
ции пола, повышающийся в связи с даже незначительным пере-
мещением людей и движением воздуха, вызванным работой ма-
шин и естественной вентиляцией, составляет а2 =7,5*, в то
время как коэффициент конвекции покрытия может быть
принят равным 4 или 7, в зависимости от профиля покрытия. Фи-
зическая величина, фактора /3 должна была бы быть порядка
1,1 (при температуре одежды 24° и средней радиационной тем-
пературе порядка 20—30°), однако физиологические соображе-
ния, на основе которых эмпирически установлена зависимость
/р.с = ---2~ ~ 1 заставляет принять /3 -- 1.
Приведенное выше выражение показывает, что при таких
условиях dTp.c изменяется в пределах от 0,05Л? до 0,07 dq (ес-
ли -бы температура панелей была ниже, результат был бы то-
го же порядка).
* Этот коэффициент, принимаемый обычно в отношении помещении с обо-
гревом пола, кажется нам слишком высоким. Если принять а2 =5, то приве-
денные ниже результаты изменялись бы в пределах 10%.
16 Зак. 335
241
Итак, примем в среднем1 * * * * *
4/Тр.с =<ty-0,06°M.
Остается уточнить в этом элементарном интегрировании на-
чальные условия.
В предыдущих рассуждениях мы исходили из предположе-
ния, что при увеличении q температура воздуха по высоте поме-
щения одинакова. Это условие требует, чтобы q было равно или
превышало количество тепла, необходимого для покрытия по-
требностей в нем нижней зоны, при равномерной температуре
воздуха в помещении.
Интегрирование начинается, таким образом, с этого мини-
мального значения q. Затем следует определить обычными спо-
собами результирующую температуру в помещении при указан-
1 Этот результат можно получить и быстрее — путем простых рассужде-
ний, которым мы, однако, предпочли изложенные выше, глубже анализирую-
dq	dq
т л	т	Рис. 140. К соображениям, позволь-
ИпП’» I	*11)	I rin ПЯ2	юшим определить повышение резуль-
ЛЧWIWv тирующей сухой температуры
щие это явление (рис. 140). Тело человека воспринимает нисходящий тепло-
вой поток dq и восходящий тепловой поток
dq -----—dq - 0,32 dq.
Р2 + “я
Можно грубо приближенно принять, что человек воспринимает одной по-
ловиной поверхности тела тепловой поток dq, а другой — тепловой поток
0,32^7; таким образом, он воспринимает в среднем на единицу поверхности
’тела тепло в количестве
,	1,32 п ,	2 ,
dq —— = 0,66 dq. или — dq.
Коэффициент излучения и поглощения тела человека принимается обычно
равным 3,8. Если человек почти неподвижен (что соответствует приведенной
выше гипотезе), то коэффициент конвекции его также равен 3,8. Таким обра-
зом, воспринимаемое им лучистое тепло эквивалентно изменению температу-
рыу окружающей среды в помещении, в котором температура ограждений и
воздуха одинакова и равна
1	2
-------— dq • —, или 0,087 dq.
3,8 + 3.8 7	3	7
Количество тепла 0,32 dq, возвращаемого излучением в направлении по-
толка, понижает температуру воздуха на dt, так что dt= —Qt32 dq. Если
принять в среднем в связи с профилем покрытия оц =6, то dt= —0,054 dq.
Итак, Тр.с повышается на, а всего на ДГр.с =dq (0,087 — 0,027) =0,06 dq.
242
ном выше минимальном значении d. Начиная с этого момента,
всякое повышение Д<? приводит к повышению результирующей
сухой температуры, равному
ДГр.с = Д?.0,06°М.
Примечание. Повторяем, что последняя формула применима
с того момента, когда температура в помещении становится рав-
номерной, т. е. когда соотношение теплоотдачи панели книзу и
кверху соответствует соотношению потребности в тепле нижней
и верхней зон, когда ts становится равным /л.
Можно, однако, определить значение результирующей сухой
температуры, исходя исключительно из идеальной конвекции,
путем следующих рассуждений.
Допустим, что каким-либо способом достигнута идеальная
конвекция (т. е. равномерность температуры воздуха во всем
помещении)1, соответствующая теплопотерям Q. Пусть темпера-
тура воздуха при этом равна, например, t. Расчет средней ра-
диационной температуры при таких условиях позволяет опре-
делить значение результирующей сухой температуры Гр.с.
Предположим теперь, что отопление осуществляется панеля-
ми, находящимися на высоте Н от пола, общая теплоотдача ко-
торых равна Q, причем количество тепла q, отдаваемого книзу,
не меньше потребности в тепле нижней зоны. При этих условиях
температура воздуха остается еще равномерной, по тело чело-
века использует излучение тепла, направленное книзу и частич-
но возвращенное кверху.
Эта доля теп/ia, возвращенная кверху и равная eq (где
е < I), зависит от коэффициентов излучения и конвекции!
пола р2 и а2, а также от его термоизоляции.
Изменение результирующей сухой температуры равно полу-
сумме изменений радиационной температуры R и температуры
воздуха t. Изменение R приблизительно равно (см. сноску в пре-
дыдущем пункте)
р
'	3.8К 2 ]'
Изменение t приблизительно равно у.
Приняв в среднем at =5, получим
ДГр.с =	(Д£ + ДО *= q (0,066 - О.ОЗе),
Итак, при обычных полах, коэффициент излучения которых
колеблется в пределах от 3 до 4,5, е может колебаться в пре-
делах от 0 (для малоизолированных полов) до 0,35 (для очень
1 Например, при отоплении посредством труб малого диаметра, располо-
женных близко к поверхности пола и действительно осуществляющих идеаль-
ную конвекцию [2].
16
2чЗ
хорошо изолированных полов, обладающих малой излучающей
:способностью). Следовательно, Tf.c изменяется на величину в
пределах от 0,066^ до 0,056ф
Фактор е можно легко рассчитать априори, если извест-
,ды характеристики помещения; может быть приблизительно
определено в зависимости от степени непроницаемости покры-
тия и от его конфигурации.
Температурные условия, осуществленные в данном помеще-
нии при замене идеальной конвекции такими панелями, будут
тогда;
температура воздуха по сухому термометру
i — я —;
а1
результирующая сухая температура в рабочей зоне
Гр.с + я (0,066 - 0,03е).
Пример. Примем для предыдущих условий е =0,3;	=
=5"; <7=40 ккал/лечас- Предположим, что при идеальной конвек-
ции /=15°; Тр.с = 12°М.
. Температурные условия, создаваемые в данном помещении
посредством таких панелей, будут следующие: температура воз-
духа по сухому термометру: 15—2,5=12,5°; результирующая су-
хая температура: 12+2,5“ 14°М.
. Если бы результирующая сухая температура 12°М, достига-
емая.при радиаторном отоплении, была бы достаточной, то пре-
дусмотренная мощность панелей могла бы быть уменьшена на
2
'}А', л яа12%, а по отношению к воздушному отоплению, соз-
Дх-ф-О
, дающему такие же условия, расход тепла сократился бы при-
близительно на 25%, так как при хорошо устроенном воздушном
отоплении расходуется на 10—15% больше тепла, чем при при-
нятом в основу этих рассуждений идеальном конвективном ото-
плении.
Повышение результирующей температуры будет, следова-
тельно, при всех прочих равных условиях тем больше, чем боль-
ше теплопотери помещения и чем больше поглощающая способ-
ность пола (предполагается, конечно, что он хорошо изолиро-
ван, так как обогревать посредством излучающих панелей пол,
имеющий большие теплопотери, было бы бессмысленно).
•Л(5трпление посредством излучающих панелей особенно це-
лесообразно в высоких производственных помещениях, покрытие
которых обладает значительной теплопроводностью, например
при значительном его остеклении, что часто имеет место в по-
^мёгйениях большой площади, освещаемых в силу необходимости
'верКйим свётдм.
г244
Исследование общего случая
Предположим теперь, что рассматриваемое помещение, не
имеет таких размеров в плане, чтобы их можно было практиче-
ски считать бесконечно большими (рис. 141). Предыдущие рас-
суждения остаются при этом в силе со
следующими лишь изменениями.
1.	Само собой разумеется, что па-
нели должны быть размещены таким
образом, чтобы их излучение попадало
только на пол, а не на боковые стены,
которые могут быть термически пло-
хо изолированы.
2.	Доля теплового потока е#, возвра-
щаемая В окружающую среду путем Р,!С- 141- Помещение! копеч-
излучения пола, зависит от коэффицл-
ентов лучистого теплообмена между
полом и вертикальными ограждениями
и между полом и потолком, а также от факторов формы. Вслед-
ствие взаимного облучения стен и пола величина г будет,
очевидно, меньше, чем в случае помещения бесконечно больших!
размеров. Уменьшение величины е вызывается, кроме того, и
конвективными токами около пола в связи с притоком воздуха*
через низко расположенные вентиляционные отверстия.
Поэтому коэффициент г будет в общем случае ближе к
0,2, чем к 0,3 или 0,35 — значениям, принятым для помещен а и
бесконечно больших размеров в плане.
3.	Тепловой поток tq меньше понижает температуру воз-
духа, чем в случае помещения бесконечно больших размеров.
Действительно, если мы назовем через Ап площадь пола, через
Аот — видимую площадь потолка и через Ас — видимую
площадь стен, то уравнение теплового равновесия, принимая
одинаковый коэффициент конвекции 04 для всех этих поверх-
ностей, будет тогда
(Д1ОТ 4" Ас) eqAlt1
откуда
dt = q —----------------------------—-----.
а1 ^ПОТ 4" Ас
Понижение температуры воздуха, следовательно, значитель-
но меньше, чем в случае помещения бесконечно больших разме-
ров. Это вытекает из того, что в связи с наличием стен увеличи-
вается площадь, с которой происходят теплопотери конвекцией.
Соотношения	— имеет, очевидно, в каждом случае дру-
^пот "Г у1с
гое значение. В случае, показанном на рис. 141, соответствую-
щем цеху средних размеров, можно принять это отношение рав-
ным !/2, й тогда
dt = — q — .
Кроме того, результирующую температуру не следует боль-
ше рассчитывать в центре помещения; нужно рассматривать слу-
чай, когда человек находится около стены. Примем, что излуча-
ющие панели расположены на такой высоте, что угол, под кото-
рым человек наблюдает видимую часть потолка на уровне пане-
лей, составляет 3/4 от 180°, так же как и в отношении пола. Из
этого следует, что величина изменения R равна
о!Я = ^_(1 + е) 3
7,6	4
Таким образом, новая величина Гр.с с учетом новых зна-
чений dR и dt, указанных выше, равна
И	Гр С = ?[ 0,05 + ef 0,05 - —) .
L \ /J
Итак, е равно приблизительно 0,2; что же касается вели-
чины , то она может изменяться в пределах от 0,062 до
0,046, в зависимости от того, принято ли «1 равным 4 или 5,5.
Из этого следует, что вторым членом предыдущего выраже-
ния можно пренебречь и, следовательно, принять dTf z =
=0,05/?.
В качестве примера примем снова для этого помещения ко-
нечных размеров такие же, как и раньше, основные показатели.
При идеальной конвекции /=15°; Tv.c =12°М.
При панелях, для которых </=40 ккал1час на 1 м2 пола, тем-
пература воздуха по сухому термометру будет г‘с=15—
(40^д2) и^о и результирующая сухая температура
Гр.с = 12+(40-0,05) = 14°М.
Если бы помещение было особенно узким, могло бы ока-
заться, что (при е=0,15)
Л	.1
Лпот + Лс 2
В этом случае изменения t и R были бы равны
dt = — q —= — е?-0,01;
3»,
,i: '	4//?= А(1 +e)-L = 0,066^(1 4-е)
Й
dTp,c = q [0,033 4- е (0,033 - 0,05)] яг 0,03?,
а в предыдущем примере
Гр.с = 12 4-(40-0,03) = 13,2°М, или около 13°М.
246
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По мере увеличения ширины помещения до бесконечности
происходят следующие изменения: температура воздуха по су-
хому термометру уменьшается с <7-0,01 до <7-0,07; результирую-
щая сухая температура повышается с <7-0,03 до 7*0,06.
Разумеется, по-прежнему эти формулы справедливы только,
если q больше его минимального значения, при котором
q . потребность тепла в нижней зоне
Q потребность тепла во всем помещении
Из этого- следует, что подвесные излучающие панели тем вы-
годнее, чем больше горизонтальные размеры помещения. В этом
случае высота расположения панелей при указанных выше ус-
ловиях не имеет большого значения.
В производственных помещениях больших размеров в плане,
в которых теплопотери происходят главным образом через по-
крытие, отношение соответственных потребностей в тепле ниж-
ней и верхней зон почти не зависит от высоты расположения па-
нелей. Поэтому их можно помещать без какого-либо ущерба
даже выше мостовых кранов.
Практический пример
Мы сочли полезным для лучшего понимания этих -вопросов
привести условия, осуществленные в одном и том же помеще-
нии при одинаковом расходе тепла как системой идеального
конвективного отопления, так и системами отопления с обогре-
вом пола и посредством подвесных излучающих панелей при
различной доле тепла, излучаемого книзу. ,
Воспроизведем для этой цели примеры расчетов Кадьсргюса,
которые он выполнял, принимая температуру наружного возду-
ха —9° и естественную вентиляцию с обменом воздуха 0,5 мР/час.
Предполагается, что рассматриваемое помещение имеет беско-
нечно большие размеры, а теплопотери через пол равны нулю.
Расход тепла, считая по площади пола, равен 132 ккал!м2час.
Температуры округлены до половины градуса, так как расчеты
не претендуют на высокую точность. Температурные условия,
созданные в этом помещении различными системами отопления,
в частности различными панелями, следующие.
1. Обычное радиаторное отопление:
Тс — температура воздуха по сухому термометру 16°С
s — температура нижней стороны потолка 2,4°С
О — температура пола................... 10°С
7р.с — результирующая сухая температура	11°М
2. Отопление с обогревом пола:
Тс — температура воздуха по сухому термометру 11°С
s — температура нижней стороны потолка . . . 3°С
0 — температура пола............................20,5°С
7р.с — результирующая сухая температура . . . 11,5°М
247
3.. Отопление посредством излучающих панелей;
количество тепла, отдаваемого книзу, имеет
минимальную величину, определенную выше, а
именно 60 ккал/час на 1 лс2 пола, или 40% об-
щей их теплоотдачи:
Тс — температура воздуха по сухому термометру 13,5°С
s — температура нижней стороны потолка , . . 3°С
О — температура пола............................14,5°С
Тр.с — результирующая сухая температура . . . 15°М
4. Отопление посредством излучающих панелей,
отдающих книзу 75% общей теплоотдачи, или
99 ккал!час на 1 м2 пола:
Тс — температура воздуха по сухому термометру 12°С
$ — температура нижней стороны потолка , . . 3°С
О — температура пола ..........................18°С
7р.с — результирующая сухая температура . . . 18°М
5. Отопление посредством излучающих панелей,
отдающих книзу все количество тепла, или
132 ккал/час на 1 м2 пола:
Тс — температура воздуха по сухому термометру 1ГС
5 — температура нижней стороны потолка . . . 3°С
.6 — температура пола...........................20,5°С
Тр.с — результирующая сухая температура . . . 20°М
Из этих данных вытекают в отношении расхода тепла следу-
ющие выводы.
Во-первых, при одинаковой результирующей сухой темпера-
туре отопление с обогревом пола почти равноценно- отоплению
посредством радиаторов.
При всех системах воздушного отопления между температу-
рой воздуха у пола и у потолка существует разница, тем боль-
шая, чем меньше расход теплого воздуха и с чем меньшей ско-
ростью он поступает в помещение, иначе говоря, чем медленнее
поступает воздух более высокой температуры. Этот температур-
ный градиент уменьшают в зависимости от высоты помещения,
увеличивая объем и скорость поступающего воздуха (а следо-
вательно, понижая его температуру). В результате этого повы-
шается, кроме того, и конвекция вдоль ограждений.
Расчет и опыт показывают во всяком случае, что разница в
расходе тепла между обычным воздушным отоплением и отоп-
лением посредством радиаторов составляет около 15%.
Такая же почти разница в расходе тепла имеет место и меж-
ду отоплением с обогревом пола жилого помещения и отопле-
нием посредством конвекторов или радиаторов из шести секций,
питаемых паром низкого давления.
Во-вторых, в зависимости от доли тепла, отдаваемого книзу,
отопление посредством излучающих панелей дает по сравнению
с отоплением посредством радиаторов экономию тепла, колеб-
лющуюся от 12 до 40%' или от 25 до 55% по сравнению с обыч-
ным воздушным отоплением.
Экономия'эта целиком зависит от доли тепла, излучаемого
книзу, — основного фактора в системе отопления посредством
248
излучающих панелей. Этот результат подсказывается и здравым
смыслом.
Приходится удивляться тому, что многие техники в разных
странах придают этому обстоятельству так мало значения.
Этим объясняется, что некоторые системы отопления посредст-
вом подвесных излучающих панелей, в особенности когда по-
следние состоят из нагреваемых вертикальных или наклонных
плит, являются по существу плохими системами конвективного
отопления, которые никак не могут обладать указанными вы-
ше преимуществами.
Если, как в предыдущем примере, панель отдает около поло-
вины тепла излучением книзу, то результирующая сухая темпе-
ратура в рабочей зоне равна 15°М против 11°М при отоплении
посредством радиаторов. Отсюда следует, что соотношение экс-
плуатационных расходов этих двух систем составляет (11+9) :
: (15 + 9), или 100: 120. Таким образом, экономия в этом случае
по сравнению с обычной системой воздушного отопления со-
ставляет около 20%. Можно, однако, легко осуществить панели,
отдающие книзу 60—70% всего количества тепла. Поэтому не
будет преувеличением, если мы скажем, что правильно устроен-
ное отопление посредством излучающих панелей дает по срав-
нению с обычным воздушным отоплением экономию эксплуа-
тационных расходов порядка 35%.
Раце раз повторяем, что основной проблемой такой системы
отопления является осуществление панелей, отдающих книзу
значительную долю тепла.
СПОСОБ РАСЧЕТА СИСТЕМ ОТОПЛЕНИЯ С ПОДВЕСНЫМИ
ИЗЛУЧАЮЩИМИ ПАНЕЛЯМИ
Способ расчета таких систем отопления можно установить,
исходя из приведенных выше соображений. Будем при этом раз-
личать два случая в зависимости от того, задается ли температу-
ра воздуха по сухому термометру или результирующая сухая
температура.
Предположим, что технические условия устанавливают ipo-
сто требуемую температуру воздуха, иначе говоря, температу-
ру его по сухому термометру. В таком случае нужно выполнить
следующие расчеты.
Определить сначала обычным способом теплопотери при
этой температуре, но не .вводя надбавок на высоту помещения.
Рассчитать затем, какова приблизительно будет температура
ограждений. Определить, исходя из этого, результирующую су-
хую температуру в случае отопления посредством радиаторов.
Задаться высотой, на которой будут расположены панели. Вы-
сота эта, очевидно, должна быть как можно меньшей при усло-
вии достаточно большого- числа панелей, для того чтобы коли-
чество излучаемого тепла, падающего на различные части пола.
249
были приблизительно одинаковым. Высота расположения пане-
лей часто диктуется оборудованием, находящимся в помещении
(например, транспортерами, мостовыми кранами и т. п.). Оп-
тимальной высотой при ширине панелей 0/75—1 м следует счи-
тать 4—5 м от пола.
После этого следует определить (при отсутствии точных дан-
ных приближенно) соотношение потребности в тепле верхней зо-
ны, т. е. зоны над панелями, и нижней зоны, включая вентиля-
цию, и с учетом теплообмена этих двух зон.
Напоминаем, что при примеиении панелей, теплоотдача ко-
торых книзу превышает потребности в тепле нижней зоны (или
д\ккал!час, отнесенное к 1 м2 пола), температура воздуха ока-
жется пониженной, так как ограждения нижней части помеще-
ния, получающие тепло в количестве qi, отдают обратно непо-
средственным излучением в направлении холодных ограждений
количество тепла sqt (величина s зависит от соотношения
коэффициентов излучения и конвекции пола и от возможных
теплопотерь через пол).
Количество тепла eqt не нагревает, следовательно, воз-
дух, вследствие чего происходит понижение его температуры (по
сравнению со случаем идеальной конвекции) на
dt = — q,
Hai
где «!—средний коэффиицент конвекции поверхностей, за
исключением пола;
Р! — отношение общей площади этих поверхностей к пло-
щади пола.
С другой стороны, излучение книзу повышает среднюю ра-
диационную температуру в рабочей зоне, и в итоге результиру-
ющая сухая температура в этой зоне повышается на величину
dTp.c, колеблющуюся от 0,066g до 0,03g, в зависимости от зна-
чения н-
При сравнении радиаторного отопления с лучистым — из-
лучающими панелями, для которых соотношение теплоотдачи в
напр>авлении нижней и верхней зон помещения не меньше соот-
ношения потребности в тепле этих зон, температура воздуха по
сухому термометру изменяется на величину — q  , а ре-
зультирующая сухая температура — на величину, колеблющу-
юся в пределах от 0,066g до 0,03g, в зависимости от значения
Н-
Примечание. При составлении эскизного проекта можно уп-
ростить расчеты, приняв в порядке первого приближения, что
применение панелей в помещении, отапливаемом посредством
радиаторов, изменяет следующим образом температурные усло-
вия: по мере возрастания в пределах от 1 до 3 отношения pj
температура воздуха по сухому Термометру, понижается с 0,07д°
250
до 0,01*/°; средняя радиационная температура в рабочей зоне
повышается с 0,07*7° до 0,19*7°; результирующая сухая темпера-
тура в рабочей зоне повышается с О,ОЗ*7°М до 0,06*/°М в пред-
положении, конечно, что q равно или превышает потребность в
тепле нижней зоны с учетом излучения пола в окружающую
среду.
Теплоотдача подвесных излучающих панелей
Различают панели английского и французского типов. Пер-
вые состоят из листового металла, к которому прикреплены
большей частью сваркой трубы диаметром 40/49 мм, вторые со-
стоят в основном из колпака, под которым находится поверх-
ность нагрева.
Поскольку такие колпаки могут быть выполнены как из теп-
лоизоляцион:Н'01Го материала, так и из листового металла, а, кро-
ме того, поверхность нагрева может быть образована либо из
(.‘быкновенных труб (диаметр которых в зависимости от их чис-
ла может изменяться от 20/27 до 40/49 мм), либо из труб с реб-
рами самой разнообразной формы, теплоотдача панели такого
типа может, конечно, колебаться при всех прочих равных усло-
виях в самых широких пределах.
Мы ограничимся лишь кратким исследованием подвесных па-
нелей английского типа. Их следует характеризовать двумя ко-
эффициентами: одним, — относящимся к теплоотдаче излучени-
а)
Рис. 142. I loar.rriiue панели
а а и гл иПского типа; б — фрак*
цузского типа со свободно расши-
ряющимися трубами
6)
# о О
ем, и другим—к теплоотдаче'кверху как излучением, так и кон-
векцией верхней стороны панели, к которой в отдельных случа-
ях добавляется -и неустраненная конвекция нижней стороны
(последний коэффициент иногда за-
меняется коэффициентом общей теп-*
лоотдачи).
Теплоотдача книзу. Величина этой
теплоотдачи на единицу площади
панели'зависит от различных фак-
торов и в частности (рис. 142):
а)	толщины и теплопроводности
металла;
6)	диаметра труб и расстояния ।
между ними;	1
в)	плотности соприкосновения ме-
талла с трубами;
г)	состояния поверхности металла
д)	степени теплоизоляции верхней
е) высоты отогнутых книзу бортов;
ж) скорости движения воздуха вблизи панели.
Для достижения максимальной теплоотдачи панели путем
излучения необходимо, очевидно, чтобы температура ее поверх-
или его окраски;
стороны панели;
251
ности была как можно выше и чтобы коэффициент излучающей
способности был настолько велик, насколько это возможно.
С этой целью поверхность панели должна быть по возможно-
сти неполированной и окрашенной матовой краской, обладаю-
щей большой излучающей способностью. Температура нижней
стороны металла будет тем выше, чем эффективнее будет тепло-
передача от теплоносителя к металлической плите, чем меньше
будут теплопотери верхней стороны панели и чем меньше будет
охлаждаться нижняя сторона панели токами воздуха, вызван-
ными естественном или искусственной конвекцией. Независимо
от возможного сближения между собой труб и плотности их со-
единения с металлической плитой следует поэтому помещать
панели в таких местах, где воздух неподвижен, и уменьшать по
возможности естественную конвекцию. Для этой цели служат
отогнутые книзу борта, предназначенные, кроме того, и для
уменьшения излучения панелей на боковые стены в тех случа-
ях, когда панели расположены по краям помещения.
Естественная конвекция происходит, кроме того, около труб,
и вызванное ею движение воздуха должно быть ограничено пре-
делами колпака. В связи с этим должны быть отогнуты книзу не
только продольные, но и поперечные борта (панелей, а при боль-
шой длине последних целесообразно даже устраивать попереч-
ные перегородки в нескольких местах по длине панели (рис.
143).
Для того чтобы конвекция не выходила за пределы колпа-
ка, необходимо, конечно, чтобы панель находилась по возмож-
ности в горизонтальном положении. Расположение панелей на-
клонно, как это, к сожалению, делают некоторые конструкто-
Рис. 143. Отогнутые борта по краям
панелей и поперечные стенки, распо-
ложенные по длине панели с целью
предотвращения конвекции
Рис. 144. Отогнутые бор-
та у под-весных наклон-
ных панелей
ры, является большой ошибкой. Если все же такое положение
панели должно быть принято, следует в достаточной мере опус-
кать книзу отогнутые борта, для того чтобы конвекция не выхо-
дила за пределы колпака (рис. 144).
Если все эти меры предосторожности применяются и рассто-
яние между центрами труб при достаточно большом их диамет-
ре (например, 40/49 мм) не превышает 25—30 см, то средняя
252
температура 0 металлического листа не на много отличается
от температуры труб 7*, считая в обоих случаях за исходную
температуру окружающей среды. В среднем 6 колеблется в
пределах от 0,657* до 0,857*.
Примем, что при таких условиях 0 =0,77*, и если приме-
ненная краска обладает коэффициентом излучающей способно-
сти 3,8, то теплоотдача книзу панели, показанной на рис. 142,
составляет на 1 пог. м ее
q-
где f— температурный фактор;
L — ширина панели в м.
Обычно L представляет собой величину порядка 0,7 м, так
как панели устраиваются из листового металла шириной 1 м;
Т равно приблизительно 85° (пар.низкого давления при темпе-
ратуре воздуха в помещении 15°); f равно- в этом случае 1,3
(табл. 2). Таким образом, теплоотдача книзу 1 пог. м такой па-
нели составляет
q = 0,7-3,8-0,7-85-1,3 = 2,05 ккал1час,
что соответствует приблизительно коэффициенту теплоотдачи
2,4 ккал/м2час град без учета отогнутых краев при определении
площади поверхности нагрева.
Поскольку такие панели часто обогреваются горячей водой
с температурой около 80°, следует уменьшать температурный
фактор и не принимать из осторожности величину коэффициен-
та теплоотдачи больше 2,3 ккал)м2час град.
Общая теплоотдача. Общая теплоотдача панели зависит,
очевидно, от эффективности теплоизоляции верхней ее сторо-
ны и отогнутых краев, а также от внешней конвекции ее нижней
стороны.
Так, -например, для панели а на рис. 142 мы определили, что
коэффициент общей теплоотдачи при температуре теплоносите-
ля 100° равен 6,2 на 1 пог. м, между тем как коэффициент тепло-
отдачи в нижнюю часть помещения равен 2,1. При наличии теп-
лоизоляции панель б такой же формы обладает коэффициентом
общей теплоотдачи 4,5 и коэффициентом теплоотдачи в нижнюю
часть помещения 2,3. Эти цифры следует рассматривать лишь
как определяющие порядок величин, так как на тепло-отдачу па-
нелей оказывают влияние все перечисленные выше факторы.
При выборе типа панели необходимо производить се лабора-
торные испытания для определения этих характеристик.
Следует также учитывать, что случайное движение воздуха,
вызванное либо принудительной вентиляцией, либо работой ма-
шин (в частности, шриводными ремнями), может уменьшить теп-
лоотдачу панели кинзу, увеличивая одновременно ее общую
теплоотдачу. Между тем именно теплоотдача книзу является ос-
новным фактором, который нужно стараться повышать.
253
Примечание относительно температуры теплоносителя
При выборе теплоносителя и температуры излучающих па-
нелей надо помнить, что излучение (увеличивающееся пропор-
ционально разности абсолютных температур в четвертой степе-
ни) возрастает значительно быстрее, чем конвекция, так что
доля тепла, направленного книзу, при повышении температуры
сравнительно быстро увеличивается.
Это и объясняет ценность отопления посредством излучаю-
щих панелей, обогреваемых перегретой водой, средняя темпера-
тура которой равна обычно примерно 140° и могла бы быть, ве-
роятно, доведена до значительно большей величины.
Преимущество панелей французского типа заключается
именно в том, что трубы в них могут свободно расширяться, бла-
годаря чему отпадают все вопросы о поведении сварки при вы-
сокой температуре.
Глава 3.XIII
РАСЧЕТ ОХЛАЖДЕНИЯ ВОЗДУХА ПОСРЕДСТВОМ
ПАНЕЛЕЙ
Возможность охлаждения воздуха помещений в европейском
климате посредством панелей обычно рассматривается лишь как
дополнительное преимущество систем лучистого отопления.
Иначе говоря, излучающие устройства предназначаются в ос-
новном только для отопления и лишь иногда используются для
охлаждения воздуха в помещениях в особо жаркие летние дни
или в исключительных случаях, когда в самом помещении выде-
ляется чрезмерно большое количество тепла. Отсюда следует,
что. такие системы могут служить для охлаждения воздуха в по-
мещениях главным образом в континентальном климате с осо-
бенно резкой разницей температуры в зимнее и летнее время.
С точки зрения охлаждения воздуха, системы с излучающи-
ми потолками являются более рациональными по сравнению с
системами отопления посредством обогрева пола. Потолок отда-
ет холод в одинаковой мере как излучением, так и конвекцией,
и задача заключается в достижении максимальной отдачи холо-
да при данной температуре хладоносителя, в большинстве слу-
чаев естественного, имеющегося в распоряжении. Охлаждение
через пол, очевидно, с физической точки зрения, нерационально,
так как отдача холода его поверхностью уменьшается в связи
с отсутствием конвекции, хотя ее может вызывать движение
людей, находящихся в помещении.
254
С физиологической точки зрения, желательно, конечно, чтобы
температура на поверхности пола (на уровне ступни) была
выше, чем на уровне головы. Поэтому можно опасаться, что
охлаждение через пол будет вызывать жалобы на ощущение хо-
лода в ногах. При таких условиях следует учитывать важность
определения разницы тепловых ощущений в различных частях
тела.
Рассмотрим в качестве примера комнату, в которой темпера-
тура воздуха 24°, а температура пола 20°. Такие условия соот-
ветствуют зоне, в которой люди испытывают чувство чрезмерно-
го тепла в ступнях; по статистическим данным, на это жалуют-
ся от 10 до 20% обитателей помещения. Таким образом, теоре-
тически нет основания опасаться жалоб на холод в ступнях.
Однако вопрос этот, разумеется, более сложен, и неприят-
ное ощущение может вызываться и разностью результирующей
сухой температуры в уровнях головы и ступни.
Определим эту разность в помещении размерами в плане
4X4 м и высотой 3,5 м, в котором температура воздуха 24°, а
температура пола по всей его площади 20°. Начнем с предполо-
жения, что температура воздуха во всем помещении одинакова.
Средняя радиационная температура на уровне головы стояще-
го человека равна 23,3°, а результирующая сухая температура
24 -1- 23 3
——— =23,66°М. Эта же результирующая сухая темлерату-
94 -L 22
ра в уровне ступни равна -г—% =23°М. Разница составля-
ет, таким образом, величину порядка 2/3°М. Однако в действи-
тельности нужно сравнивать результирующую сухую температу-
ру в уровне головы с результирующей сухой температурой ступ-
ни, чтобы учесть теплопередачу через подошву обуви, а именно
/р с с = (0,68 24) + (0,38-20) = ^2,7°М. Таким образом, разни-
ца между этой температурой и результирующей сухой темпера-
турой в уровне головы составляет 1°М, т. е. она такая же, как и
при правильно устроенном потолочном отоплении.
Следует, конечно, учитывать, как и при потолочном отопле-
нии, повышение температуры воздуха по направлению от пола к
потолку. Условия комфорта при охлаждении воздуха через пол,
таким образом, такие же, как и осуществляемые при потолоч-
ном отоплении, правильно устроенном в соответствии с физиоло-
гическими требованиями, указанными в главе 2.II. Воздух в по-
мещении почти всегда охлаждается, кроме того, и через потолок,
так что фактические условия еще более благоприятны.
В первой части книги мы указывали также на отсутствие
опасности конденсации паров воды, по крайней мере при пане-
лях с заделанными трубами, поскольку в наиболее жаркие лет-
ние дни (в особенности в континентальном климате) влажность
воздуха сравнительно* незначительна.
255
КОЭФФИЦИЕНТЫ ТЕПЛООТДАЧИ ОХЛАЖДАЕМЫХ ПАНЕЛЕЙ
В связи с тем что конвекция происходит в обратном направ-
лении, коэффициенты поверхностного теплообмена нагреватель-
ных поверхностей имеют также обратные значения. Иначе гово-
ря, коэффициент теплоперехода 10, принятый для обогреваемо-
го пола, становится коэффициентом охлаждаемого потолка и,
обратно, коэффициент теплоперехода 7,2, принятый для обогре-
ваемого потолка, действителен для охлаждаемого пола Поэто-
му при расчете охлаждения можно применять графики № 1—3
для охлаждаемых потолков и графики № 2—4 для охлаждае-
мых полов.
Примечание. Возможность охлаждения воздуха в помещени-
ях путем излучения, по-видимому, недостаточно используется.
Определим на примере температуру хладоносителя, необхо-
димую для достижения разности температуры наружного и внут-
реннего воздуха 6°. Примем температуру наружного и внутрен-
него воздуха соответственно 32 и 26° и систему отопления по-
средством сплошных плит перекрытий, рассчитанную на темпе-
ратуру внутреннего воздуха 18° при температуре наружного воз-
духа —6° и температуре теплоносителя воды 50°. Для обеспече-
ния посредством этой системы указанной разности температур
6° потребовался бы хладоноситель температурой ниже темпера-
туры среды помещения на 32-^ = 8’, т. е. температурой 26—8 =
= 18°. При перепаде температуры в панелях, если они работают
как нагревательные, равном 10’, перепад температуры при работе
их 'как охлаждающих должен составлять 2,5°. Таким образом, до-
статочно располагать хладоносителем с температурой около 16°,
что вполне достижимо во многих городах, поскольку темпера-
тура на глубине нескольких метров от поверхности земли равна
13—14°.
Кроме того, тепловая инерция системы может рассматривать-
ся в этом случае как некоторое преимущество в том смысле, что
пуск в действие такой системы охлаждения за несколько часов
до наиболее жаркого времени дня позволяет аккумулировать
холод по всей массе панелей и в особенности в сплошных
плитах.
При всех этих рассуждениях не учитывается, конечно, солнеч-
ное излучение; для обеспечения существенного охлаждения воз-
духа в помещении, когда приток солнечного тепла значителен,
потребовался бы хладоноситель, охлаждаемый искусственным
способом. В жилых домах, в которых часть комнат обращена па
солнечную сторону, а другая выходит на теневую сторону, та-
кое охлаждение позволило бы находиться в часы отдыха в ком-
натах, не подверженных инсоляции, в которых результирующая
1 С той лишь разницей, однако, что движение людей, находящихся в по-
мещении, повышает этот теоретический коэффициент,
256
сухая температура значительно ниже температуры наружного
воздуха.
Глава 3.XIV
РАСЧЕТ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО
УДАЛЕНИЯ СНЕГА
В главе 1.VII были указаны:
а)	плотность снега в зависимости от температуры воздуха;
б)	количество тепла, требуемого для того, чтобы растаял
слой снега толщиной 1 см, в зависимости от температуры воз-
духа;
в)	тепловой поток на 1 м2, который необходимо предусматри-
вать в зависимости от климатических условий.
При помощи последней из этих величин можно определить
необходимую мощность системы.
Остается определить характеристики змеевиков в зависимо-
сти от выбранного диаметра труб и глубины, на которой они
укладываются. Этот расчет отличается от классического расче-
та панелей в связи с отсутствием снаружи термического сопро-
тивления. Между снегом и поверхностью панели находится слой
воды, образующийся при таянии снега. Поэтому задача заклю-
чается по существу в расчете теплообмена между заделанными в
плиту трубами и жидкостью температурой 0°, покрывающей по-
верхность плиты. Все сводится, таким образом, к простому рас-
чету, при котором исходят из предположения, что температура
поверхности панели поддерживается на уровне 0° и термическое
сопротивление снаружи отсутствует. Последнее будет при этом
составлять только 13 -у-.
Пример расчета. Рассчитаем устройство для термического
удаления снега перед витриной магазина в г. Страсбурге при 20
снежных днях в году. Трубы диаметром 15/21 мм заделаны на
глубине 4 см от поверхности тротуара, коэффициент теплопро-
водности материала которого равен 0,8. Температура теплоно-
сителя (воды) 80°. Согласно рис. 70, необходимый расход тепла
составляет 500 ккал/час на 1 м2 площади тротуара. Требуемый
тепловой поток с учетом к. п. д., равного 0,7, указанного в пер-
вой части книги, составляет	или около* 710 ккал!м2час.
Поскольку температура поверхности тротуара 0°, а термиче-
v е 0,04 n пг
2 -у- ==—0-g- =0,05, тепловой поток, из-
ское сопротивление
лучаемый па 'лыо с трубами, уложенными без промежутков,
будет	1 600 ккал!м'лчас.
Остается определить расстояние между центрами тр\ -5, при
котором тепловой поток панели будет равен 710 ккал1м2час, или
44% от теплоотдачи панели с трубами, уложенными сплоить.
17 Зак. 335
257
Согласно табл. 5 в главе 3.VI, для обычной панели с такой
относительной теплоотдачей это соответствовало бы расстоянию
между центрами труб 40 см. Однако эта таблица недействитель-
на для даиного случая, так как она составлена в предположении,
что величина (е+е') близка к 11, между тем как фактически в
устройствах для удаления снега (е+е') =4.
Результаты опытов со столь малой величиной общего терми-
ческого сопротивления почти неизвестны. Во всяком случае при
применении общей формулы, приведенной в главе 3.VI, получим
1 - 0,035	— (1,8 - 0,021 —) = 0,44,
\ 0,04 / 0,021 к	0,021/
откуда
1,35</(1,8— </) = 0,56;
d( 1,8—d)=0,45
и
d«0,3 jw.
Принцип этого расчета может вызвать некоторую неуверен-
ность, но ввиду условности исходных данных, принятых для рас-
чета термического удаления снега, нет смысла добиваться боль-
шей точности. В результате такой неточности рассчитанная мощ-
ность устройства может лишь оказаться в отдельные дни зимы
несколько избыточной или несколько недостаточной.
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
РАСЧЕТ СИСТЕМ ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ
Рис. 145. К примеру расчета
Г л а в а 4.1
ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК
НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ1
Как было указано выше, настоящий труд «предназначен для
инженеров и техников, имеющих уже практический опыт в обла-
сти проектирования и эксплуатации обычных отопительных си-
стем. Поэтому в приведенных
примерах мы не будем возвра-
щаться к классическим спосо-
бам расчета теплопотери отап-
ливаемых помещений, так же
как и к расчету трубопрово-
дов.
1-й пример
Расчет лучистого отопления
с обогревом пола. Температура
воздуха в 'помещении (рис. 145)
ление осуществляется трубами диаметром 15/21 мм, заделанны-
ми в специальную плиту. Толщина слоя бетона (Х=0,8) над
трубами равна 2,5 см, а пол покрыт линолеумом толщиной
5 мм (X =0,15).
Значение S равно при этом
v е	0,025 . 0,005 п Пг?с-
L — ------ Н-----= О, U6o.
X	0,8 1 0,15
Предполагается, что потребность помещения в тепле с уче-
том возможного поступления тепла через потолок из вышележа-
щего этажа составляет 2 400 ккал/час.
Площадь пола равна 6X6=36 м\ Допустим,что мебель зани-
мает 6 м2 пола. Можно избежать размещения труб под мебелью,
если расположение ее зафйксировано (например, под шкафами),
принимается равной 18°, отоп-
1 Эти расчеты выполнены в некоторых случаях преднамеренно с из иш-
ней математической точностью в отношении примененных теоретических или1
эмпирических коэффициентов с целью подробнее показать механизм расиста.
Опытные инженеры смогут, конечно, во многих случаях упростить рао ты.
17*	259)
или же укладывать их и под мебелью, снабженной ножками, при-
близительно определяя процент уменьшения теплоотдачи этой
части пола.
Примем, что в итоге общая свободная площадь пола состав-
ляет 30 №. Тогда каждый квадратный метр его должен отдавать
-Tjg— = 80 ккал/час. Предположим, что температура имеющей-
ся в распоряжении воды равна 42°, или 7=42—18=24°. Коэффи-
циент теплопередачи перекрытия k примем равным 1,2. Тогда
величина теплоотдачи, полученная из графиков № 1 и 3, долж-
на быть уменьшена приблизительно на 2%:. Эти же трафики по-
казывают, что необходимое расстояние между трубами должно
составлять в этом случае 30 см.
Остается проверить, не превышает ли температура пола в ме-
стах расположения труб температуру, допустимую с физиологи-
ческой точки зрения, т. е. что неравенство (2.6) в главе 2.П со-
блюдается при следующих значениях согласно графику № 1:
f„ = 18°; 0ср = 8-Ь 18 = 26° и. 60 = 14+ 18 = 32°.
Левая часть неравенства равна при этом 0,62 • 18+0,35 • 26 +
+0,03-32=21,22°.
Эта температура пола несколько превышает 21,2°, однако
практически можно считать, что она соответствует пределу.
Несущее перекрытие предполагается состоящим из бетонной
плиты, стальных балок и пустотелых элементов между ними.
Для такого перекрытия термическое сопротивление 2 — в на-
правлении книзу равно 0,52.
Как показывают графики № 2 и 4, теплоотдача каждого
квадратного метра нижележащего потолка составляет при этих
условиях 25 ккал/час. Из этого следует, что фактические тепло-
потери рассматриваемого помещения при расположении его под
таким же помещением, отапливаемым таким же образом, будут
равны 2400+30-25= 3 150 ккал/час при условии, что нагрева-
тельные трубы в полу вышележащего этажа действительно уло-
жены на площади 30 м2.
2-й пример
Расчет потолочного отопления посредством труб, заделанных
в бетон. Рассмотрим снова предыдущий пример помещения раз-
мерами 6X6 м2, высотой 3,25 м, обогреваемого до температуры
48°; потребности в тепле составляют по-прежнему 2 400 ккал)час.
Нагревательная панель образована из труб-диаметром 15/21 мм
.при слое бетона (X =0,8) под нижними- образующими труб
толщиной 2 см и слое гипса (X =0,4) толщиной также 2 см.
Тогда
Е j_ = 0^02	0»02 = 0 025	0 05 = 0 075
X 0.8	0,4
260
Примем, как и в предыдущем примере, что в распоряжении
имеется вода с температурой 42°, откуда Г=42—18=24°. Воп-
рос о площади, занимаемой мебелью, в этом случае отпадает, но
в связи с наличием карнизов площадь потолка, которую мож-
но использовать для отопления, составляет и на этот раз 30 м?.
Теплоотдача каждого квадратного метра должна и в этом случае
2 400
составлять -gg- =80 ккал/час. Коэффициент k для перекрытия в
целом и здесь равен 1,2, и, следовательно, величина теплоотдачи,
полученная из графиков № 2 и 4, должна быть уменьшена на
2%, При этих условиях расстояние между трубами должно со-
ставлять 25 см. Средняя температура потолка будет 11 + 18 = 29°.
Проверим, допустима ли эта температура с физиологической
точки зрения в соответствии с требованиями, указанными в гла-
2 5*3
ве 2.11. Радиус эквивалентного круга равен /? = 2,24-)-,г> 3 , или
около 3 м. При высоте помещения 3,25 л/ допустимые пределы
температуры, согласно графикам на рис. 88 и 89, составляют
18+10 = 28° для сидящего человека и 18+12 = 30° для стоящего.
Можно все же шолагать, что найденная температура потолка
29° как предел еще допустима.
Предположим, что для части пола, находящейся над труба-
ми, Е-^-=0,51. Графики № 1 и 3 показывают, что теплопередача
через пол вышележащего «помещения составляет 28 ккал!м2час
при температуре пола, 'которая приблизительно на 3° выше
температуры среды, или 21°. Примем, что рассматриваемое по-
мещение расположено над таким же помещением, отапливаемым
таким же образом, через потолок. Теплопотери рассматриваемо-
го помещения будут тогда в действительности 2 400+ (30 28) =
= 3 240 ккал/час.
Благодаря тому, что пол обогревается таким образом, жест-
кость условий, определяемых графиками на рис. 88 и 89, может
быть смягчена, и температура потолка 29° будет вполне допу-
стимой.
Теплопотери этого помещения объемом 36’3,25=117 л3 со-
ставляют околю 28 ккал!мъ час; следовательно, помещение это
холодное, и тем не менее его можно отапливать через пол или
через потолок водой с температурой 42°
3-й пример
Расчет отопления посредством веотикальных панелей. 1ред-
положим, что рассмотренное выше помещение, отапливаем >е до
температуры 18°, те 'Попользует тепло, поступающее через, пол
или через потолок, и что потребности его в тепле составляют
3 300 к,кал!час. Если бы отопление этого помещения осу цест-
влялось посредством одного только пола, теплоотдача его
261
должна была бы составлять ПО ккал/м2час, а средняя его тем-
пература должна была бы превышать на 11° температуру сре-
ды, что является недопустимым.
Точно так же и при отоплении посредством одного только по-
толка теплоотдача его должна была бы составлять НО ккал/м2час,
а его температура должна была бы быть выше температуры сре-
ды приблизительно на 14,5°. Это тем более недопустимо, посколь-
ку пол не обогревается.
Таким образом, при отоплении посредством одного только
пола или одного только потолка физиологические правила, ука-
занные в главе 2.II, не могли бы быть соблюдены.
' В этом случае неизбежно пришлось бы распределить поверх-
ности нагрева между полом и потолком в такой пропорции, что-
бы указанные выше предельные температуры не были превы-
ш*ены.
I Если бы по какой-либо причине оказалось невозможным ис-
пользовать для этой цели потолок, пришлось бы прибегнуть к
отоплению с обогревом пола и изыскать еще дополнительные
возможности размещения поверхностей нагрева.
Как было установлено в 1-м примере, средняя температура
пола оказалась, с точки зрения соблюдения физиологических
требований, излишне высокой, и потому расстояние между тру-
бами должно быть увеличено до 35 см, а это, согласно графику
№ 1, приводит к теплоотдаче пола 71 ккал/м2час. Предположим,
что коэффициент теплопередачи пола k равен, как и прежде, 1,2
и что пол находится над вентилируемым пространством. В связи
с этим теплоотдача должна быть уменьшена на 2+10=12%; в
итоге фактическая теплоотдача 1 м2 будет 62 ккал/час, а тепло-
отдача всего пола 1 860 ккал/час. Можно ли остающееся коли-
чество тепла, а именно 3 300—1 860=1 440 ккал/час, получить
от'панели, расположенной в стене? Предположим (что очень не-
желательно), что такую панель нельзя расположить на внут-
ренней стене, а .потому приходится размещать ее в .подоконной
стенке, и что .площадь, которой можно для этого располагать,
имеет 6 м в длину (ширина помещения по фасаду) и 1 м в высоту.
Прежде всего панель устранит теплопотери помещения на этой
площади. При коэффициенте' теплопередачи'наружной стены k=
=1,2 теплопотери 'помещения будут уменьшены на 6-1,2(184-
+7) = 180 ккал/час, и, следовательно, потребность в тепле за вы-
четом тепла, отдаваемого полом, будет составлять 1 440—180=
= 1 260 ккал/час. Обратная сторона этой панели должна быть,
конечно, изолирована, благодаря чему коэффициент теплопро-
водности стены понизится с 1,2 до 1. Панель будет образована
из труб диаметром 15/21 мм, заделанных в бетон, толщина слоя
которого над трубами будет составлять 2 см. Бетон будет по-
крыт слоем штукатурки толщиной 2 см, и термическое сопротив-
ление будет, таким образом, равно
262
Е — =	+ ^5? = 0,075.
X 0,8	0,4
При температуре Т=24° задача неразрешима, ибо каждый
.	.	1260
квадратный метр подоконной панели должен отдавать —g— =
= 210 ккал/м2час, в то время как теплоотдача панели с сопри-
касающимися между собой трубами составляет, согласно графи-
кам № 10 и 11, всего около 125 ккал/л^час.
Если нет возможности найти другие места для размещения
панелей, то единственным решением является повышение темпе-
ратуры теплоносителя — воды. Примем, например, что расстоя-
ние между трубами вертикальной панели равно 20 см. При
Т=24°, с учетом понижающей поправки в связи с нахождением
панели на наружной стене, теплоотдача 1 м2 панели была бы
93 -0,9=83 ккал/час, 'или всей 'панели 83-6=498 ккал/час.
Таким образом, при Т=24° общая теплоотдача стола и вертикаль-
ной панели будет составлять 1 860 + 498 = 2 358 ккал/час.
Для получения требуемой теплоотдачи	3 300—180 =
= 3 120 ккал/час необходимо, чтобы температура Т повысилась
Т о л 1 ооо
до Т—24 2 358 —•
Иначе говоря, температура воды должна равняться 32+18 =
= 50°. Для такой системы отопления опа является сравшительно
высокой, но в крайнем случае допустимой, так как может
и не повредить отделку стен и покрытие пола.
Следует все же проверить, будет ли приемлема при этом с
физиологической точки зрения температура ограждений. Левая
часть неравенства (2.6) приобретает при этом значение
0,62-18 + 0,35 (10 +18) + 0,03 (19 + 18) = 22,07°.
Эта температура выше21,2°и, таким образом, выходит за пре-
делы допускаемых физиологических норм. Задача, следователь-
но, не может быть решена в такой форме, если только не согла-
ситься с тем, что число недовольных при работе системы на мак-
симальную мощность будет составлять 15—20% и, очевидно, не-
сколько меньше — в другое время.
4-й пример
Расчет лучистого отопления посредством обогрева пола при
неоднородной заделке труб. Заделка труб неоднородными мате-
риалами позволяет применять теплоноситель с температурой в
среднем порядка 80° и даже 85°. При этом температура поверх-
ности панели на расстоянии 25 см от оси трубы не превышает
27—28°. Благодаря же наличию теплоизоляционной прокладки,
являющейся характерной особенностью этого способа, темпера-
тура поверхности'пол а не превышается и непосредственно над ося-
ми труб по вертикали. Минимальное расстояние между трубами
263
принимается при этом равным 50—60 см, причем теплоотдача
панелей в этих условиях будет при нормальной температуре та-
кой же, как и панелей с однородной заделкой труб, уложенных с
расстоянием между ними всего 10 или 15 см, и при температуре
воды, достаточно низкой для того, чтобы поверхность пола не
нагревалась выше 27—28°. Это и является основным преимуще-
ством неоднородной заделки труб. При расстоянии между тру-
бами больше 75 см теплоотдача каждой трубы становится неза-
висимой от расстояния между трубами.
Расчет теплоотдачи в практике упрощается; -поэтому доста-
точно знать лишь теплоотдачу q с 1 пог. м трубы при заданном
расстоянии между трубами.
Так, например, при расстоянии между трубами 50 см тепло-
отдача пола, приходящаяся на 1 пог. м трубы, составляет около
50 ккал/час. Если-потребность помещения в тепле равна Q, то
необходимая длина труб, заделываемых в бетон, с расстояни-
ем между ними 50 см будет —м
Теплоотдача труб при расстоянии между ними 50, 60 и 70 см
должна указываться фирмами в зависимости от термического
сопротивления покрытия пола. В действительности же они дают
толщину нормальных теплоизоляционных полос, необходимую в
зависимости от термического сопротивления покрытия пола (ке-
рамические плитки, паркет, линолеум, пластмассовые плитки,
ковры и т. п.), для того чтобы при работе системы на полную
мощность температура пола была равномерной (порядка 27—
28°). По графику возможно определить количество тепла, ис-
пользуемого через нижележащий потолок, в зависимости от рас-
стояния между трубами и от термического сопротивления слоя
материала между ними и поверхностью потолка.
Дальше расчет производится так же, как и в предыдущих
примерах в отношении труб с однородной заделкой.
5-й пример
Расчет лучистого отопления посредством нагревательных
карнизов. Задача может быть поставлена в этом случае раз-
личным образом.
а)	В распоряжении имеется готовый нагревательный карниз
заводского изготовления, все характеристики которого извест-
ны, и требуется только определить, сколько погонных метров та-
кого карниза необходимо для отопления помещения. Остающая-
ся часть карниза не обогревается и выполняется из гипса или
другого материала.
б)	Обогреваемый карниз специальной формы устраивается по
всему периметру помещения, и требуется рассчитать его разме-
ры.
- Рассмотрим первый случай, встречающийся наиболее часто,
так как фирмы, устанавливающие нагревательные карнизы, при-
264
меняют определенные их типы, характеристики которых, в осо-
бенности коэффициент теплоотдачи в обычных условиях их ис-
пользования, им хорошо известны.
Для того чтобы точнее решить эту задачу, следовало бы со-
ставить уравнения, шриведенные в разделе А главы 3.IX; однако
эти расчеты можно обычно упростить путем следующих рассуж-
дений. Теплоотдача карниза Q должна быть равна потребности
помещения в тепле W, увеличенной в случае надобности на
теплопередачу обогреваемого пола Р в вышележащее помещение,
для расчета которой необходимо знать температуру потолка 0„от.
Количество тепла Р, отдаваемого в вышележащий этаж, не-
з'начттельно по сравнению с W, и его можно поэтому учитывать
лишь в порядке поправочного члена.
Численный пример. Рассмотрим карниз, теплоотдача
с 1 пог- м которого (определенная путем лабораторных испыта-
ний при тех же условиях) при среднем превышении температу-
ры его над температурой окружающей среды 0 составляет:
путем излучения — 0,8 6; путем конвекции — 1,2 6.
Потребность в тепле помещения размерами в плане 4X4,5 м
и высотой 3,25 м составляет 1 200 ккал/час при температуре
внутреннего воздуха 18°.
Предположим, что теплопотерями через потолок в вышеле-
жащее помещение можно пренебречь. Требуемая длина карниза
(при превышении его температуры над температурой окружаю-
щей среды 6 =70—18=52°) получается тогда из равенства
L • 2 • 52= 1 200, откуда L= 1:1,5 м.
Средняя температура t гипсового по-
толка вместе с карнизом [общая видимая
площадь потолка и карниза несколько
больше площади самого потолка вследст-
вие наклона карниза (рис. 1|6) и.равна
примерно 4,1 X 4,6= 19 аив] определяется
из зависимости 19 • t • 7,2= 1 200, откуда
£ = 9°.
Температура 0ПОТ гипсового потолка
размерами 3,9 X 4,4 =-17,2 4t2 может быть
найдена из следующей зависимости,
поскольку температура карниза пло-
щадью 1,8 м2 превышает температуру
окружающей среды на 52°:
Рис. 14G. Видимая пло-
щадь обогревающего
комплекса, состоящего из
карниза и потолка, пре-
вышает площадь потол-
ка
17,26ПОТ+ 1,8-52= 19-9,
откуда
°поТ = Ш ~ 93 = 4,5°.
пт 17,2
265
Предположим теперь, что количеством тепла Р, передавае-
• мым в вышележащий этаж, нельзя пренебречь и что коэффици-
ент теплопередачи между поверхностью потолка и вышележа-
щим помещением равен, например, Лг= 1,1. Теплоотдача гипсово-
го потолка в рассматриваемое помещение (при температуре воз-
духа в нем также 18°) будет, следовательно,
17,2• 1,1 -4,5 = 85 ккал!час.
Это количество тепла, как полученное от карниза, также дол-
жно быть включено в общую его теплоотдачу, в связи с чем дли-
на его должна быть увеличена еще на
Д£=—- = 0,82 м.
2-52
Таким образом, если принять, что количеством тепла Р нель-
зя пренебречь, то длина обогреваемого карниза должна быть
11,5+0,82=12,32 м или из предосторожности 13 м, а длина ui<-
обогреваемой его части 2 (4+4.5)—13=4 м.
Сразу, без подробного расчета, видйо, что средняя темпера-
тура потолка с физиологической точки зрения допустима, и дей-
ствительно, согласно кривой 2 на рис. 94 в главе 2.II, темпера-
тура потолка в помещении высотой 3,25 м независимо от его
размеров может превышать температуру среды на 11°.
Примечание. Тепло, отдаваемое в вышележащее помеще-
ние частью потолка, закрытой карнизом (температура которой
приблизительно на 50° выше температуры среды), будет факти-
чески отдаваться трубами или задней стороной карниза и не
подлежит вычету из теплоотдачи передней его стороны.
Определение средней температуры поверхности металличе-
ского карниза и его теплоотдачи. Если трубы, приваренные к
задней стороне карниза, расположены равномерно и если карниз
горизонтальный или имеет небольшой уклон, то его среднюю тем-
пературу можно определить в порядке первого приближения
при помощи графика № 12 в пределах применимости последне-
го, т. е. в случае, когда средняя температура карниза превыша-
ет температуру окружающей среды не больше чем на 25°.
Температуру металлических карнизов принимают обычно бо-
лее высокой, для того чтобы они были небольших размеров и
не загромождали потолок. Кроме того, трубы не располагаются
всегда равномерно, а коэффициент конвекции карнизов тем вы
ше, чем больше они наклонены. Поэтому температуру таких кар-
низов и теплоотдачу их следует определять путем лабораторных
испытаний в условиях их обычного использования.
6-й пример
Потолочные панели с трубами, заделанными в гипс. Рассмот-
рим в качестве примера то же самое помещение, потребности ко-
торого в тепле при температуре воздуха 18° составляют
266
2 400 ккал]час, не считая теплопотерь через потолок. Нагрева-
тельная панель образована из медных труб диаметром 10/12 мм
и из цельнорешетчатого металла, заделанных вместе в гипс, тол-
щина слоя которого под нижними образующими труб равна 2 см.
Теплоотдача каждого квадратного метра потолка должна, сле-
2 400 ол
довательно, составлять—^ - =80 ккал]час.
Примем, что панель расположена под плоской крышей, для
которой в обычных условиях k =1, но которая подвержена очень
сильным ветрам. Между подвесным потолком и несущим покры-
тием проложен теплоизоляционный слой. Для обычной плоской
крыши поправку к величине теплоотдачи следовало бы принять
равной 5%, но в связи с сильными ветрами нужно из осторож-
ности увеличить ее до 15%. Поэтому необходимая теплоотдача
панели должна быть принята, согласно графику № 5, равной
80 • 1,15 = 92 ккал/м2час.
Предположим, чго все помещения в здании отапливаются
подобными потолочными панелями и что в связи с этим темпе-
ратура теплоносителя принята максимально допустимой для та-
ких панелей, а именно 55°, откуда Т=55—18 = 37°;
Е — =	= 0,05.
X 0,4
Согласно графикам № 5 и 6, расстояние между трубами при
этих условиях должно быть принято 30 см; средняя температура
потолка превышает при этом температуру среды на 12°. При
высоте помещения 3,25 м такая температура может быть допу-
щена как предельная для людей в сидячем пол жении и являет-
ся вполне удовлетворительной для людей стоя! их. В общем ее
можно считать приемлемой, в особенности ес; i пол в той или
иной мере обогревается нижележащим потолке i.
Для определения необходимого расхода в хы» циркулирую-
щей по трубам, в зависимости от допускаемого перепада темпе-
ратуры в панелях необходимо знать теплопот ри последних с
внешней их стороны. Предположим, что легк; i теплоизоляция
создает термическое сопротивление величине £ у- 11
что коэффициент конвекции наружной поверхности с учетом
сильного ветра равен 20; это приводит в итоге к коэффициенту
теплопередачи между потолком и наружным воздухом 6 = 0,9.
Поскольку средняя температура потолка равна 18+12 = 30°, теп-
лю потери его наружу составляют 30*0,9- (30 + 7) =999 ккал/час.
Такие теплопотери следует считать сравнительно большими, что
подтверждает целесообразность более эффективной теплоизоля-
ции, чем намеченная.
7-й пример
Лучистое отопление посредством теплого воздуха. Рассмот-
рим помещение (рис. 147) размерами в плане 4X4 м и высокой
267

Зм
Чм
WJ////////////M
Рис. ,147. Помещение,
отапливаемое посредст-
вом пола, в каналах ко-
торого циркулирует теп*
; г лый воздух
ности число каналов.
3 м, отапливаемое до температуры 18°.
Потребности в тепле этого (помещения
равны 1 250 ккал/час. В полу помещения
устроены воздушные каналы шириной
50 см, образованные из керамических
труб оо стенками толщиной 1 см ( X =
= 0,5). Каналы перекрыты слоем бетона
толщиной 5 см, а пол покрыт линолеу-
мом. Величина Е — равна при этом
£ е = 0,02 . 0,05 . 0,005 = q 133
X 0,5 + 0,8 + 0,16	’
Предположим, что и все здание отап-
ливается таким же способом и что по-
ставлена задача уменьшить по возмож-
Для этого необходимо довести температу-
ру пола до максимально допустимой, согласно физиологическим
требованиям, приведенным в главе 2.11, при —7°, или до 27°. Пре-
вышение температуры пола над температурой среды будет тогда
27—18=9°, и, согласно графику № 7, теплоотдача пола будет
составлять 90 ккал/м2час при условии, что температура теплого
воздуха в каналах будет превышать температуру среды в поме-
щении на 30°. Таким образом, температура воздуха в каналах
должна быть 184-30 = 48°, а теплоотдача 1 пог. м канала будет
90
—-— =45 ккал/час. Поскольку каналы проходят по всей шири-
не помещения, теплоотдача одного канала составит 45-4 =
= 180 ккал/час. Для покрытия потребности помещения в тепле,
т. е. 1 250 ккал/час» требуется, следовательно, -^р= 7 кана-
лов. При принятой ширине каналов и толщине их стенок они
должны занимать почти всю площадь помещения.
Каналы будут обогревать и нижележащее помещение. Для
определения необходимого расхода воздуха и соблюдения сред-
ней температуры его 48° необходимо знать общее количество
тепла, отдаваемого воздухом, в зависимости от допущенного пе-
репада температуры в каналах.
Термическое сопротивление Е у- слря между воздушными
каналами и поверхностью потолка нижележащего помещения
примем равным 0,4. Тогда теплоотдача каждого квадратного
метра канала в нижележащее помещение будет, согласно графику
№ 8, 43 ккал/час, или общая их теплоотдача в нижележащее по-
мещение 43:7 :4 • 0,5=602 ккал/час. Если принять перепад тем-
пературы в нагревательных каналах 10°, то каждый кубический
метр воздуха отдаст 10*0,3=3 ккал. и потребный расход -возду-
ха составит 1 250 ----~620 мъ/час при температуре его при по-
ступлении в каналы 484-5 = 53° и при выходе из них 43°.
268
8-й пример
Потолочное отопление посредством теплого воздуха. Рас-
смотрим снова то же помещение, имеющее на этот раз воздуш-
ные каналы в потолке, непосредственно над слоем гипса толщи-
ной 2 см. Термическое сопротивление стенки, отделяющей теп-
лый воздух от помещения, равно, следовательно:
2— = 0,02 + 21^ = о 115
К 0,5	0,4
Расчет следует начинать с определения допустимой средней
температуры потолка, приняв высоту помещения 3 м. Радиус
термически эквивалентного круга равен 1,12-2=2,24 м. Темпе-
ратура потолка может превышать температуру среды в помеще-
нии на 11° для людей в сидячем положении и на 12° — для лю-
дей стоящих. Максимальная температура потолка должна быть,
таким образом. 29°. При этом теплоотдача его составляет
80 ккал/м2час. а теплоотдача всего потолка t>0 16 =
= 1 280 ккал/час.
Допустим, что потребности помещения в тепле составляют
1 100 ккал!час. Это значит, что, если потолок будет обогревать-
,	, I 100
ся по всей его площади, теплоотдача его должна быть - -jg— =
= 68 ккал/мгчас, а средняя температура его будет на 9,.'? выше
температуры окружающей среды. Если же каналы покрывают
только 2/з площади потолка, то каждый квадратный метр по-
1 100	3 то	,
толка под каналами должен отдавать—jg— • -2-=102 ккал/час.
Согласно графику № 8, для достижения такой теплоотдачи тем-
пература воздуха в каналах должна быть 40+18=58°.
При этом температура полос потолка непосредственно под
каналами будет превышать температуру воздуха в помещении
на 13,5°. Это, однако, ине имеет значения, поскольку средняя тем-
пература потолка в целом будет выше температуры среды лишь
9
па 13,5-у =9°. Температура воздуха в каналах, равная 58°,
вполне допустима и для гипса.
Расчет количества тепла, используемого вышележащим по-
мещением, может быть произведен в случае надобности, так же
как и в предыдущем примере, при помощи графика № 7.
9-й пример
Лучистое отопление с обогревом пола или потолка посредст-
вом свободно расширяющихся труб, находящихся в полостях
междуэтажных перекрытий. Рассмотрим помещение размерами
в .плане 4X4 м, высотой 3 м, отапливаемое до температуры 20°;
теплопотери помещения составляют 1 100 ккал!час. В между-
этажном перекрытии имеются полости, общая площадь которых
за вычетом балок равна 3/4 площади пола или потолка. Рассмот-
рим два случая устройства такой системы отопления.
269
1. Отопление посредством обогрева пола.
Полости в перекрытии отделены от помещения двойным доща-
тым полом толщиной 3,5 см (Х = 0,2). Каждый квадратный
метр обогревающего пола должен отдавать	”5” =
= 92 ккал/час, для чего, согласно графику № 7 и при термиче-
ском сопротивлении 2-^-=-^^=0,075, температура воздуха в
црлрстях должна быть на 33° выше температуры среды в поме-
щении, т. е. равняться 33 + 20 = 53°.
Полости в перекрытии будут обогревать и нижележащее по-
мещение. При термическом сопротивлении части перекрытия, на-
ходящейся ниже полостей, в которых заключены нагреватель-
н£ге трубы, В -у-=0,7, и при температуре воздуха в полостях,
Превышающей на 33° температуру среды в помещении, теплоот-
дача потолка|Книзу будет, согласно графику № 8, 33 ккал/м2 час.
Таким образом, общая теплоотдача труб, заключенных в поло-
стях, должна составлять на каждый квадратный метр перекры-
тия ^(пола и потолка): 92+33=125 ккал!час. Если средняя тем-
пература теплоносителя равна 85°, то она будет выше темпера-
туры’воздуха в полостях на 85—33 = 52°. При применении труб
диаметром 20/27 мм расстояние между ними должно быть, со-
гласно графику № 9, 53 см. Иначе говоря, необходимо располо-
жить по всей ширине помещения 8 труб, разместив их равномер-
но, насколько это позволяют полости. Если это число труб плохо
согласуется с числом полостей, то может оказаться необходимым
выбрать трубы другого диаметра, чтобы их можно было разме-
стить более удобно. Может также оказаться целесообразным
укладывать трубы не по всей длине полостей.
’2. Отопление с обогревом (потолка. Рас-
смотрим для примера потолок системы «Саундекс», включаю-
щий нагревательные трубы в пространстве между подвесным по-
толком и несущим перекрытием. Предположим, что потребность
помещения в тепле, как и в предыдущем примере, составляет
«Теплоотдача 1 м2 потолка должна, следовательно, быть
Аур =69 ккал/час, и, согласно графику № 2, температура по-
т^кк будет превышать температуру среды на 9,5°, что, с физио-
логической точки зрения, допустимо.
Потолок состоит из готовых сборных гипсовых элементов тол-
щиной 1,5 см с В р—	0,0375 ; ’трубы расположены как
можно ближе к потолку.
Температура воздуха в полости над потолком должна быть,
по’ данным графика № 8, на 21° выше температуры воздуха в
помещении.
270
Примем, что термическое сопротивление несущего перекры-
тия S-£- = 0,6.
Теплоотдача 1 м2 пола вышележащего помещения будет при
этом 26 ккал/час. Следовательно, в сумме теплоотдача 1 м2 пола
и потолка составит 69+26=95 ккал/час. Если температура теп-
лоносителя, циркулирующего по трубам, равна 85°, то превыше-
ние ее над температурой воздуха в полости будет 85—38=46°.
При трубах диаметром 15/21 мм расстояние между ними, со-
гласно графику № 9, должно быть 38 см или по всей ширине
помещения должно быть уложено 10,5 ряда труб, равномерно
расположенных, т. е. всего 43 м.
10-й пример
Отопление посредством металлических потолков. Расчет про-
изводится так же, как и в (предыдущих примерах.
Рассмотрим помещение размерами в плане 4X4 м, высотой
3,25 м, отапливаемое до 18°. Потребности помещения в тепле со-
ставляют 1 100 ккал/час. Предположим, что в связи с наличи-
ем карниза площадь части потолка, которую можно использо-.
вать для отопления, равна 3,8X3,8 м, или около 14,5 м2. Тепло-
отдача 1 лса потолка должна быть, следовательно, 76 ккал/час,
и температура его будет превышать температуру среды на 10,5°;
при температуре теплоносителя 60° 7=60—18=42°. Предполо-
жим далее, что несущее перекрытие представляет собой простую
.железобетонную плиту высокой теплопроводности с k=2, что
вышележащее помещение также отапливается и что для макси-
мального «использования тепла теплоизоляция над металличе-
ским потомком не уложена. При таких условиях данные, полу-
ченные из графика, должны быть понижены на 25%; следова-
тельно, расстояние между трубами должно быть определено, ис-
ходя из теплоотдачи 76 • 1,25 = 95 ккал/мячас, т. е. следует при-
нять:
а)	при потолке из стали толщиной 1,2 мм — расстояние меж-
ду труб'ами 55 см;
б)	при потолке из алюминия толщиной 1 мм — расстояние
между трубами 80 см.
Для определения теплопередачи в вышележащий этаж, где
•температура воздуха предполагается также 18°, можно принять
температуру воздуха в пространстве над потолком 18+10,5=
=28,5° Из графика № 7 и при Е -£-=0,26 получаем теплоотдачу
пола около 23 ккал/м2час, и, следовательно, вышележащее по-
мещение получит тепло в количестве 23* 14,5=333 ккал/час, ко-
торое должно быть вычтено из теплопбтерь этого помещения
при расчете потребности его в тепле, а также учтено при опре-
271
Рис. 147. Помещение,
отапливаемое посредст-
вом пола, в каналах ко-
торого циркулирует теп*
г лый воздух
ности число каналов.
3 м, отапливаемое до температуры 18°.
Потребности в тепле этого помещения
равны 1 250 ккал/час. В полу помещения
устроены воздушные каналы шириной
50 см, образованные из керамических
труб со стенками толщиной 1 см ( X =
= 0,5). Каналы перекрыты слоем бетона
толщиной 5 см, а пол покрыт линолеу-
мом. Величина Е-у-равна при этом
2 & __ 0,02 . 0,05 . 0,005 _q
~	"о?8	0,16 ~ ' °’
Предположим, что и все здание отап-
ливается таким же способом и что по-
ставлена задача уменьшить по возмож-
Для этого необходимо довести температу-
ру пола до максимально допустимой, согласно физиологическим
требованиям, приведенным в главе 2.II, при —7°, или до 27°. Пре-
вышение температуры пола над температурой среды будет тогда
27—18=9°, и, согласно графику № 7, теплоотдача пола будет
составлять 90 ккал/м?час при условии, что температура теплого
воздуха в каналах будет превышать температуру среды в поме-
щении на 30°. Таким образом, температура воздуха в каналах
должна быть 18+30=48°, а теплоотдача 1 пог. м канала будет
90
—2— =45 ккал/час. Поскольку каналы проходят по всей шири-
не помещения, теплоотдача одного канала составит 45-4 =
= 180 ккал/час. Для покрытия потребности помещения в тепле,
т. е. 1 250 ккал!/час> требуется, следовательно, ^q0 = 7 кана-
лов.. При принятой ширине каналов и толщине их стенок они
должны занимать почти всю площадь помещения.
Каналы будут обогревать и нижележащее помещение. Для
определения необходимого расхода воздуха и соблюдения сред-
ней температуры его 48° необходимо знать общее количество
тепла, отдаваемого воздухом, в зависимости от допущенного пе-
репада температуры в каналах.
Термическое сопротивление Е -у- слоя между воздушными
каналами и поверхностью потолка нижележащего помещения
примем равным 0.4. Тогда теплоотдача каждого квадратного
метра канала в нижележащее помещение будет, согласно графику
№ 8, 43 ккал/час, или общая их теплоотдача в нижележащее по-
мещение 43:7:4 • 0,5=602 ккал/час. Если принять перепад тем-
пературы в нагревательных каналах 10°, то каждый кубический
метр воздуха отдаст 10-0,3=3 ккал, <и потребный расход возду-
ха составит 1 25°^~6О2-^620 мР/час при температуре его при по-
ступлении в каналы 48+5=53° и при выходе из них 43°.
268
8-й пример
Потолочное отопление посредством теплого воздуха. Рас-
смотрим снова то же помещение, имеющее на этот раз воздуш-
ные каналы в потолке, непосредственно над слоем гипса гелщн-
ной 2 см. Термическое сопротивление стенки, отделяющей теп-
лый воздух от помещения, равно, следовательно:
Е — = 2122 _i_ 2122 = о, 115
X 0,5	0,4
Расчет следует начинать с определения допустимой средней
температуры потолка, приняв высоту помещения 3 м. Радиус
термически эквивалентного круга равен 1,12*2 = 2,24 м. Темпе-
ратура потолка может превышать температуру среды в помеще-
нии на 11° для людей в сидячем положении и на 12° — для лю-
дей стоящих. Максимальная температура потолка должна быть,
таким образом, 29°. При этом теплоотдача его составляет
80 ккал/м2час, а теплоотдача всего потолка 80 ' 16=
= 1 280 к/сад/час.
Допустим, что потребности помещения в тепле составляют
1 100 ккал/час. Это значит, что, если потолок будет обогревать-
к	1 100
ся по всей его площади, теплоотдача его должна быть —jg— =
= 68 ккал/м2час, а средняя температура его будет на 9,5° выше
температуры окружающей среды. Если же каналы покрывают
только 2/з площади потолка, то каждый квадратный метр по-
1ЮО 3	, ло ,
толка под каналами должен отдавать—— • -2~ = 102 ккал/час.
Согласно графику № 8, для достижения такой теплоотдачи тем-
пература воздуха в каналах должна быть 40+18 = 58°.
При этом температура полос потолка непосредственно под
каналами будет превышать температуру воздуха в помещении
на 13,5°. Это, однако, ие имеет значения, поскольку средняя тем-
пература потолка в целом будет выше температуры среды лишь
2
на 13,5-д- =9°. Температура воздуха в каналах» равная 58°,
вполне допустима и для гипса.
Расчет количества тепла, используемого вышележащим по-
мещением, может быть произведен в случае надобности, так же
как и в предыдущем примере, при помощи графика № 7.
9-й пример
Лучистое отопление с обогревом пола или потолка посредст-
вом свободно расширяющихся труб, находящихся в полостях
междуэтажных перекрытий. Рассмотрим помещение размерами
в плане 4x4 м, высотой 3 м, отапливаемое до температуры 20°;
теплопотери помещения составляют 1 100 ккал/час. В между-
этажном. перекрытии имеются полости, общая площадь которых
за вычетом балок равна 3/4 площади пола или потолка. Рассмот-
рим два случая устройства такой системы отопления.
1. Отопление посредством обогрева пола.
Полости в перекрытии отделены от помещения двойным доща-
тым полом толщиной 3>5 см (Х = 0,2). Каждый квадратный
,	1100	4
метр обогревающего пола должен отдавать  16  • — =
= 92 ккал/час, для чего, согласно графику №7 и при термиче-
ском сопротивлении Е-р=-^^=0,075, температура воздуха в
полостях должна быть на 33° выше температуры среды в поме-
щении, т. е. равняться 33+20=53°.
Полости в перекрытии будут обогревать и нижележащее по-
мещение. При термическом сопротивлении части перекрытия, на-
ходящейся ниже полостей, в которых заключены нагреватель-
ные трубы. В -у-=0.7, и при температуре воздуха в полостях,
превышающей на 33° температуру среды в помещении, теплоот-
дача потолка книзу будет, согласно графику № 8, 33 ккал/лР'шс.
Таким образом, общая теплоотдача труб, заключенных в поло-
стях, должна составлять на каждый квадратный метр перекры-
тия (пола и потолка): 92+33=125 ккал!час. Если средняя тем-
пература теплоносителя равна 85°, то она будет выше темпера-
туры воздуха в полостях на 85—33=52°. При применении труб
диаметром 20/27 мм расстояние между ними должно быть, со-
гласно графику № 9. 53 см. Иначе говоря, необходимо располо-
жить по всей ширине помещения 8 труб, разместив их равномер-
но, насколько это позволяют полости. Если это число труб плохо
согласуется с числом полостей, то может оказаться необходимым
выбрать трубы другого диаметра, чтобы их можно было разме-
стить более удобно. Может также оказаться целесообразным
укладывать трубы не по всей длине полостей.
2. Отопление с обогревом (потолка. Рас-
смотрим для примера потолок системы «Саундекс», включаю-
щий нагревательные трубы в пространстве между подвесным по-
толком и несущим перекрытием. Предположим, что потребность
помещения в тепле, как и в предыдущем примере, составляет
1100 ккал/час.	!; ч
Теплоотдача 1 м2 потолка должна, следовательно, быть
—fg— =69 к>кал!час, -и, согласно графику № 2, температура по-
толка будет превышать температуру среды на 9.5°. что. с физио-
логической точки зрения, допустимо.
Потолок состоит из готовых сборных гипсовых элементов тол-
щиной 1,5 см с Е "Т-=~бГГ = 0,0375 ; трубы расположены как
можно ближе к потолку.
Температура воздуха в полости над потолком должна быть,
по данным графика № 8, на 21° выше температуры воздуха в
помещении.
270
Примем, что термическое сопротивление несущего перекры-
тия Е-у- = 0,6.
Теплоотдача 1 л:2 пола вышележащего помещения будет при
этом 26 ккал/час. Следовательно, в сумме теплоотдача 1 м2 пола
и потолка составит 69 + 26=95 ккал/час. Если температура теп-
лоносителя, циркулирующего по трубам, равна 85°, то превыше-
ние ее над температурой воздуха в полости будет 85—38 = 46°.
При трубах диаметром 15/21 мм расстояние между мими, со-
гласно графику № 9, должно быть 38 см или по всей ширине
помещения должно быть уложено 10,5 ряда труб, равномерно
расположенных, т. е. всего 43 м.
10-й пример
Отопление посредством металлических потолков. Расчет про-
изводится так же, как и в предыдущих примерах.
Рассмотрим помещение размерами в плане 4X4 м, высотой
3,25 м, отапливаемое до 18°. Потребности помещения в тепле со-
ставляют 1 100 ккал/час. Предположим, что в связи с наличи-
ем карниза площадь части потолка, которую можно использо-
вать для отопления, равна 3,8X3,8 м, или около 14,5 м2. Тепло-
отдача 1 м* потолка должна быть, следовательно, 76 ккал/час,
и температура его будет превышать температуру среды на 10,5°;
при температуре теплоносителя 60° Т=60—18=42°. Предполо-
жим далее, что несущее перекрытие представляет собой простую
железобетонную плиту высокой теплопроводности с & = 2, что
вышележащее помещение также отапливается и что для макси-
мального использования тепла теплоизоляция над металличе-
ским потолком не уложена. При таких условиях данные, полу-
ченные из графика, должны быть понижены на 25%; следова-
тельно, расстояние между трубами должно быть определено, ис-
ходя из теплоотдачи 76*1,25 = 95 ккал/м*час, т. е. следует при-
нять:
а)	при потолке из стали толщиной 1,2 мм — расстояние меж-
ду трубами 55 см;
б)	при- потолке из алюминия толщиной 1 мм — расстояние
между трубами 80 см.
Для определения теплопередачи в вышележащий этаж, где
температура воздуха предполагается также 18°, можно принять
температуру воздуха в пространстве над потолком 18+10,5 =
= 28,5°- Из графика № 7 и при Е -^-=0,26 получаем теплоотдачу
пола около 23 ккал/м2час, и, следовательно, вышележащее по-
мещение получит тепло в количестве 23*14,5 = 333 ккал/час, ко-
торое должно быть вычтено из теплопотерь этого помещения
при расчете потребности его в тепле, а также учтено при опре-
271
делении необходимого расхода воды в нагревательных трубах в
зависимости от допущенного перепада температуры в них.
11-й пример
Расчет нагревающего потолка с заделанными в него трубами
с пластинками или ребрами. Как мы уже указывали, такие уст-
ройства являются обычно предметом патентов, и для определе-
ния коэффициентов теплоотдачи таких потолков в зависимости
от расстояния между трубами и от температуры теплоносителя
владельцы патентов должны проводить систематические испы-
тания. Расчет теплоотдачи такого потолка производится без
трудностей указанными выше способами в зависимости от этих
коэффициентов. Использование тепла вышележащим этажом
рассчитывается, как и в предыдущих примерах, при помощи
графика № 7 после определения термического сопротивления не-
сущего перекрытия.
График № 2 позволяет определить среднюю температуру по-
толка в зависимости от его теплоотдачи и проверить методом,
указанным в главе 2.П, допустима ли эта температура при дан-
ных размерах потолка и высоте помещения.
Примечание. Целесообразно предварительно проверить по
данным, приведенным в главе 3.VI, правильны ли коэффициен-
ты, указанные владельцами патентов.
Если в отношении теплоотдачи таких потолков пе имеется
никаких сведений, то можно приближенно определить ее, поль-
зуясь способами, указанными в настоящей главе. Точная же ве-
личина теплоотдачи может быть определена только путем тща-
тельных испытаний.
12-й пример
Расчет подвесного потолка с упругими пластинками или реб-
рами, наложенными на него и от него независимыми. Потолки
подобных различных систем являются в большинстве случаев,
как и указанные в предыдущем примере, предметом патентов;
владельцами их указываются коэффициенты теплоотдачи потол-
ков в зависимости от следующих параметров: а) температуры
теплоносителя; б) расстояния между трубами; в) расстояния
между пластинками в продольном направлении.
Расчет таких потолков как в отношении их теплоотдачи и
использования тепла вышележащим этажом, так и в отношении
проверки допустимости температуры потолка с физической точ-
ки зрения производится способами, описанными в предыдущих
примерах.
В этих случаях целесообразно также, учитывая новизну си-
стем таких потолков; проверять правильность их коэффициен-
тов теплоотдачи, указываемых владельцами патентов, пользуясь
для этого данными, приведенными в главе 3.VI. При отсутствии
всяких сведений в отношении потолка данные этой главы позво-
ляют определить с некоторым приближением порядок величины
272
коэффициента теплоотдачи; однако более или менее точно уста-
новить его можно только путем систематических испытаний.
13-й и 14-й примеры
Расчет отопления посредством подвесных излучающих пане-
лей. Прежде всего следует установить с учетом местных условий
высоту Н, на которой будут расположены панели, и приближен-
но определить потребность в тепле q зоны помещения, находя-
щейся ниже этого уровня, с учетом излучения пола в направле-
нии потолка.
Теплоотдача панелей книзу должна составлять q\ > q.
По отношению к системе радиаторного отопления, создающей
в помещении температуру воздуха по сухому термометру t и
результирующую сухую температуру Трл, лучистое отопление
создаст температуру воздуха по сухому термометру
Е
№

результирующую сухую температуру в центре помещения
Гр.с + Чх (0,066 — 0,03s)
и около наружных ограждений
7'р.с I <7,|о,О5-|-е(о,О5	—' -)j.
Здесь е — доля излучаемого тепла q, отражаемая обратно
полом в помещение;
е = (1-а)(—)
X °, + Pi /
(где а — доля q\, передаваемая теплопроводностью книзу че-
рез пол; р2 — коэффициент излучения пола; а2 — коэффи-
циент конвекции пола);
р. — отношение площадей охлаждающих ограждений Л1(ОТ
и Дс, за исключением пола, к площади пола Л„, или
..   Лпот 4"
р,------ .
71 п
После подсчета потребности помещения в тепле при опреде-
ленной температуре t в условиях идеальной конвекции (следо-
вательно, без поправки на высоту) из полученной величины вы-
водится результирующая сухая температура» достигаемая при
помощи таких панелей. В зависимости от того, выше она или ни-
же требуемой результирующей сухой температуры, которая одна
только является обычно решающей, число панелей пропорцио-
нально уменьшают или увеличивают.
П е р в ы й при м е р. Предположим, что технические усло-
вия на строительство заводского здания очень больших разме-
18 Зак. 335
273
ров в плане ( т. е. при р. =1) требуют температуру внутреннего
воздуха 16°. Примем, что температура наружного воздуха рав-
на —8°, что теплопотери помещения, отнесенные к 1 м2 пола,
составляют ПО ккал/час и что результирующая сухая темпера-
тура в условиях идеальной конвекции равна 13°М. Примем да-
лее, что коэффициент конвекции потолка, отнесенный к его ви-
димой площади, т. е. к проекции его на пол, равен =5.
Предположим, кроме того, что коэффициент взаимного излуче-
ния пола и окружающей среды р2 =3,5, а коэффициент кон-
векции пола а2 =5,5. Допустим также, что в связи с неудов-
летворительной теплоизоляцией пола 10% воспринимаемого им
тепла q проходит сквозь него и таким образом теряется. При
таких условиях
3,5
Р-с
е = 0,9 —- 0,35.
3,54-5,5
Примем, что при установленной высоте расположения пане-
лей Н потребность в тепле верхней зоны составляет 50% по-
требности нижней зоны. Тогда панель отдающая кинзу
70 ккал/м2час и кверху 40 ккал/м2час, понизит температуру воз-
духа в помещении на 70 °’^5 = 4,9°, а результирующая сухая
температура в этом очень большом помещении повысится на
ДТр.с = 70 (0,066 - 0,01) = 3,9°М.
Таким образом, при действии этих панелей результирующая
сухая температура будет 134-3,9 ~ 17°М, а температура воз-
духа по сухому термометру — около 1Г*. Отопление посредст-
вом излучающих панелей не удовлетворяет, таким образом, тре-
бованиям технических условий, в то время как в действитель-
ности эта система отопления создает значительно более высо-
кий комфорт, по сравнению с конвективным отоплением, при ко-
тором температура воздуха по сухому термометру была бы
16°С, а результирующая сухая температура 13°М, тогда как при
отоплении посредством излучающих панелей результирующая
сухая температура была бы около1 17°М. Между тем, если бы
приемка отопления производилась по обыкновенному термомет-
ру, система отопления посредством излучающих панелей не
удовлетворяла бы требованиям технических условий, так как
температура воздуха в помещении оказалась бы 11°С вместо
требуемых 16°С.
Из этого примера видно, насколько несовершенна техниче-
ские условия, предъявляющие требования только в отношении
определенной температуры по сухому термометру.
♦ Следует также проверить при полученных в итоге температурах пола
и потолка достаточность отношения-^- с учетом взаимного их излучения.
274
Если бы автор их был осведомлен о том, что в действитель-
ности необходимо обеспечить достаточную результирующую су-
хую температуру, он либо удовлетворился бы 13°М, которую он
мог бы получить при системе радиаторного отопления, и в этом
случае мощность рассчитанной выше системы с излучающими
17_____________________________________
панелями могла бы быть уменьшена на 17 + 8 =16%, либо он
понял бы, что комфорт находящегося в помещении персонала
требует, чтобы результирующая сухая температура была не ме-
нее 15°М. В этом случае мощность предусмотренной системы
17—15
могла бы быть уменьшена только на 8 =8 °/0.
Второй пример. Технические условия разумно требу-
ют, чтобы результирующая сухая температура была равна 15°М
при температуре наружного* воздуха —5°, указывая просто, что
температура внутреннего воздуха должна быть не ниже 11°.
Теплопотери должны быть сначала рассчитаны классиче-
ским способом, без поправки на высоту, при температуре внут-
реннего воздуха 15° и наружного воздуха —5°.
Пусть потребность в тепле верхней зоны будет Q ккал/час
на 1 ;и2 пола. Определим температуру ограждений, при которой
результирующая сухая температура в рабочей зоне будет, на-
пример, Гр.с = 11°М. При выбранной с учетом местных условий
высоте расположения панелей Н расчет показывает, что мини-
мальное соотношение потребности в тепле нижней и верхней зон
должно быть, например, 40%. Примем Q = 90 ккал/час на 1 м2
пола и <?| = 50 ккал/час на 1 м2 пола, т. е. больше требуемой ве-
личины 36 ккалЦчас на 1 м2 пола.
а) Рассмотрим снова помещение из предыдущего примера,
т. е. очень больших размеров в плане. Излучающие панели вы-
зовут повышение результирующей сухой температуры на 50Х
X (0,66—0,03 е ). Если пол полностью изолирован и нет потерь
тепла, то
откуда
ДУ'р.с - <50-0,053	2,65°
Результирующая сухая температура при таких панелях бу-
дет, следовательно, 13,5°М, и требуемая мощность системы, счи-
тая на 1 м2 пола, равна
О 15 + 5 = 0-1,08.
13,5 + 5
Температура воздуха при отоплении радиаторами t' определи-
лась бы из уравнения (/'+5) = (15 + 5) 1.08 или /'=16.5°.
,.s При системе с излучающими панелями она понизилась бы на
*	50-1,08 ^8 = 4,1°
5
и была бы равна 12,4°, т. е. выше требуемых 11°.
Таким образом, задача была бы решена при расположении
на высоте Н панелей с общей теплоотдачей, считая на 1 м2 по-
ла, 90 • 1,07=97 ккал/час, из которых 54 ккалЦчас отдавались
бы книзу и 43 ккал/час — кверху. Если бы теплоотдача каждой
из панелей составляла 400 ккал/час на 1 м по длине здания, то
необходимо было бы расположить один ряд панелей приблизи-
тельно через каждые 4 м,
; б) Предположим теперь, что размеры помещения не беско-
нёчно большие и что
__ -4пот + -4с   п.
0,05 + 2/0,05-—13,5°М.
1 '	20'/]
тогда
__	50*0,38 _	| go
=	2-5	= - ’ ’
Результирующая сухая температура ограждеАий будет равна
Гр.с= 11 +50
Предыдущие выводы остаются при этом справедливыми с
той лишь разницей» что температура воздуха по сухому термо-
метру будет 16,5—1,9* 1,08, т. е. между 14 и 14,5°. Система отоп-
ления будет вполне удовлетворять техническим условиям.
15-й пример
Расчет охлаждения воздуха посредством панелей. Если не
учитывать поступления в помещение солнечного тепла, то расчет
будет такой же, как и расчет лучистого отопления, с той лишь
разницей, что коэффициенты теплоотдачи верхней и нижней
сторон панели поменяются местами и что нужно пользоваться
графиками № 1—3 для потолка и графиками № 2—4 для пола.
Эти расчеты являются обычно проверочными в том смысле,
что для системы, запроектированной как отопительная, прове-
ряется мощность ее при работе как охлаждающей, исходя из
температуры хладоносителя. Необходимо, конечно, убедиться
при этом, что в наиболее холодных точках поверхности темпе-
ратура [которую можно определить из выражения (2.3) главы
2.1] будет всегда на несколько градусов (3—4°) выше точки ро-
сы внутреннего воздуха.
Примеры, приведенные в главе З.ХП, достаточно ясны, что-
бы нужно было вновь рассматривать эти-расчеты.
276
Расчет возможных поступлений солнечного тепла выходит
из рамок настоящего труда. Если температура ограждений ма-
лой толщины становится определенно более высокой, чем темпе-
ратура воздуха, то может оказаться необходимым рассчитать
теплоотдачу панелей с учетом факторов формы, приведенных
в главе 3.1.
16-й пример
Расчет устройства для термического удаления снега. Сведе-
ния, изложенные в главе 1.VII, и пример, приведенный в главе
3.XIV, очень подробно освещают этот вопрос. Тем не менее мы
рассмотрим, чтобы показать применение этих сведений, типич-
ное устройство для удаления снега на взлетно-посадочной до-
рожке аэродрома на юге Франции.
Предположим, что метеорологические данные показывают,
что для надежной работы этого устройства в любой день су-
ровой зимы необходима теплоотдача покрытия, равная
350 ккал/м^час. Особые причины требуют заделки труб диамет-
ром 33/42 мм на глубине 8 см от поверхности бетонной плиты,
коэффициент теплопроводности которой X =0,9. В связи с хо-
рошей теплоизоляцией покрытия к. и. д. устройства принимаем
равным 0,75. Учитывая большую протяженность цнрк\ляцнн
теплоносителя—воды, принимаем его температуру равной 70°
Тогда теплоотдача должна составлять:
= 465 ккал!м2час\
— = 0^08 = о 088;	= 790 ккал!м2час.
X 0,9	0,088	'
Основная формула (3.10) главы 3.VI дает
1 — 0,035 /21212	8_<мт = 125 = 0,59,
0,08 ) 0,042 \	0,042/	790
или
d (18 - 0,5rf) = 0,6,
откуда получается расстояние между трубами d = 37 см. Учиты-
вая приближенный характер расчета, следует принять из осто-
рожности расстояние между трубами равным 35 см.
т:	\	' Глава 4*11 ' ;-
- ПОРЯДОК РАСЧЕТА СИСТЕМ ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ
А. ОТОПЛЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ ОБОГРЕВА ПОЛА
Каждая нагревательная панель, находящаяся в полу, пере-
дает тепло через перекрытие в нижележащее помещение. Верх-
ний этаж здания находится в связи с этим в .сравнительно не-
благоприятных условиях, поскольку ой не получает тепла из на-
ходящегося над нйм помещения; Это обстоятельство имеет тем
более важное значение, что теплопотери верхнего этажа обыч-
но особенно, велики.
По этим двум причинам теплоотдача пола верхнего этажа
должна быть больше по сравнению с полами в нижележащих
этажах. Из изложенного во второй части известно, что макси-
мальная допустимая температура пола не должна превышать
27—28°; поэтому при температуре внутреннего воздуха 18° теп-
лоотдача пола не может быть больше 100 ккал/м2час.
1' Если теплопотери помещения превышают величину, равную
площади пола, умноженной на 100 ккал/час, то задача оказы-
вается неразрешимой, й приходится искать дополнительные
средства для отопления, прибегая, например, к вертикальным
нагревательным панелям.
Предположим, что теплопотери верхнего этажа тре’буют при
температуре внутреннего воздуха по сухому термометру 18°
максимальной температуры пола 26° или теплоотдачи его
80 ккал/м^час- Предположим далее, что термическое сопротив-
ление для панелей в полу Е-у-=0,04.
Решение задачи является в известной мере неопределенным
в том смысле, что имеются две переменные величины: темпера-
тура воды и расстояние между трубами. Так, например, при
этих условиях (графики № 1—3) теплоотдача 80 ккал/м2час
может быть достигнута как при расстоянии между трубами Юсж
и температуре воды 18+14=32°, так и при расстоянии между
трубами 30 см и температуре воды 18 + 20=38°.
Однако эта неопределенность частично устраняется при по-
мощи основного неравенства; приведенного в главе 2.II:
/р.с.с = 0,62/с 4- О,346ср + О,О40о < 21,2°
или при tc= 18° и 0ср = 26° получаем 0,04 0О < 21,2 — 20°,
откуда
0О< —. или 0О< 30°.
,	°	0,04
Следовательно, температура пола над трубами должна пре-
вышать температуру окружающей среды не более чем на
30—18=12°, или, согласно графикам № I—3, температура воды
278
должна превышать температуру среды не больше чем на 17°, и,
таким образом, температура-ее. должна быть не выше 18+17 =
= 35°.
Выгоднее, конечно, принять возможно более высокую темпе-
ратуру воды, и поэтому, согласно графику № 1, расстояние меж-
ду трубами должно быть 20 см.
Расчеты отопления нижних этажей следует вести в соответ-
ствии с примерами, приведенными в предыдущей главе, исходя
из этой, продиктованной условиями, температуры воды 35°. При
такой температуре теплоносителя возможно будет:
а)	покрыть все теплопотери помещений, поскольку любое из
них будет терять меньше тепла, чем помещение верхнего этажа,
и кроме того,, получит ещё некоторое количество тепла через
потолок;
б)	соблюсти физиологические требования, указанные в гла-
ве 2.II, поскольку в приведенном выше неравенстве 6Ср будет,
безусловно, ниже, чем в верхнем этаже.
Данные о конструкции перекрытия под верхним этажом по-
зволяет определить количество тепла, передаваемого через по-
толок этажа, лежащего непосредственно под верхним. Количе-
ство использованного тепла и теплопотери этого помещения по-
зволят определить требуемые.характеристики панели в его по-
лу, что в свою очередь позволит рассчитать теплопередачу вниз
через несущее перекрытие, и т. д.
Неудобство такого способа постепенного расчета заключает-
ся в том, что панели во всех этажах будут в большей или мень-
шей степени отличаться одна от другой. Поэтому для облегче-
ния расчета и для однообразия устройства отопления некото-
рые конструкторы принимают одинаковые панели во всех эта-
жах и компенсируют недостаток тепла в самом верхнем этаже,
устраивая в нем дополнительное отопление в виде, например,
вертикальных панелей.
Б. ПОТОЛОЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ
Наиболее неблагоприятные условия при такой системе отоп-
ления будут, очевидно, в первом этаже здания. Однако эти ус-
ловия* все же будут менее неблагоприятными, чем условия верх-
него этажа в предыдущем примере, так как теплопотери пер-
вого этажа, находящегося над подвалом, обычно меньше тепло-
потерь верхнего этажа, расположенного под чердаком или под
плоской крышей.
Расчет должен все же производиться постепенно, как н в
предыдущем случае, т.. е. его следует начинать с определения то-
го, в какой мере- сможет потолок первого этажа с учетом сво-
бодной его-площади обеспечить необходимое количество тепла
при соблюдении физиологических требований, указанных в гла-
ве 2.II.
279
Предположим, что, согласно расчету, средняя температура
пбтолка должна быть на 12° выше температуры среды, что при
данной высоте помещения допустимо. При этих условиях теп-
лоотдача потолка будет, согласно графику № 2. около
90 ккал/м2 час. Поскольку с физиологической точки зрения
имеет значение только температура потолка, неопределенность
полученного решения не устраняется, так как указанная тепло-
отдача может быть достигнута различными путями, а именно:
а)	если дело касается панели из труб, заделанных в бетон,
для которой S -у- =0,065, то эта теплоотдача может быть до-
стигнута как трубами диаметром 15/21 мм при расстоянии
между ними 10 см и температуре воды на 21° выше температу-
ры среды, так и теми же трубами при. расстоянии между ними
30 см и температуре воды, превышающей на 30° температуру
среды;
б)	если дело касается панели из медных труб диаметром
10/12 мм, заделанных в гипс, для которой Е -у- =0,05, то это
количество тепла может быть получено при расстоянии между
трубами как 10 см, так и 20 см при превышении температуры
воды над температурой окружающей среды в первом случае
22°, а во втором случае 33’.
Неопределенность эта тем не менее в некоторой мер’е устра-
няется в связи с тем, что температура потолка не должна пре-
вышать максимального предела, при котором материал потолка
может еще сохраняться в хорошем состоянии; для гипса, на-
пример, эта предельная температура равна 55°. Поэтому, если
панель заделывается в гипс, температуру воды, поступающей в
панель, ограничивают 55°. При перепаде температуры воды в
панели 10° средняя температура ее будет 50° и, следовательно,
она будет на 50—18=32* выше температуры среды. Таким обра-
зом,, в 'предыдущем примере (можно было бы допустить рас-
стояние между трубами 20 см при температуре воды, превыша-
ющей на 33’ температуру окружающей среды. В случае панели с
трубами, заделанными в бетон, температуру воды можно было
бы принять несколько более высокой в связи с перепадом тем-
ператур между трубой и поверхностью штукатурки.
Во всяком случае, .приняв среднюю температуру теплоноси-
теля, например, 50’ и зная конструкцию перекрытия над первым
этажом, можно определить количество тепла, передаваемого пе-
рекрытием в вышележащий этаж, и найти в зависимости от
его теплопотерь требуемую теплоотдачу шотолка второго этажа.
Расчет производят, переходя постепенно с этажа на этаж. Не-
удобство такого способа расчета заключается, как было указа-
но выше, в том, что потолочные панели будут в каждом этаже
другие. В связи с этим некоторые конструкторы предпочитают
280
устраивать одинаковые потолки во всех этажах и дополнитель*
ное отопление в первом этаже.
В ОТОПЛЕНИЕ ПОСРЕДСТВОМ СПЛОШНЫХ ПЛИТ
ПЕРЕКРЫТИЙ
Предельная допускаемая температура воды в трубах заде-
ланных в сплошные несущие плиты перекрытий, принимается
обычно 55°. При перепаде температуры поды .в 10° средняя мак-
симальная температура теплоносителя получается 50°. Трубы
размещаются юбыч<но на расстоянии 7з толщины плиты от ее
нижней стороны так, чтобы теплоотдача книзу и кверху была
одинаковой.
В зависимости ют потребности в тепле наиболее неблагопри-
ятного в этом отношении помещения следует проверить, удов-,
летворяются ли при температуре 50° физиологические требова-
ния, изложенные в главе 2.II. Если эти требования не удовлет-
воряются, необходимо определить предельно допустимую темпе
ратуру воды подобно тому, как это было сделано в л. А насто-
ящей главы.
Очевидно, что применение сплошных плит в перекрытиях
под первым этажом и над самым верхним этажом нецелесооб-
разно; однако, по соображениям однообразия конструкций, мо-
жет оказаться необходимым применить их во всех перекрыти-
ях; при этом потребуется устроить эффективную теплоизоляцию
потолка в подвале и пола на чердаке или плоской крышке. За
манчиво, конечно', расположить нагревательные трубы ближе к
полу «в плитах перекрытия под 'первым этажом или ближе к по-
толку в плитах перекрытия над верхним этажом, однако этому
-во многих случаях препятствуют условия производства плит и их
армирование.
Г. ДРУГИЕ СИСТЕМЫ ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ
Расчет других систем производится в том же порядке, начи-
ная всегда с наиболее неблагоприятного помещения, которое
обычно определяет температуру теплоносителя, будь это вода
или воздух.
Распределение тепла и мощность генераторов тепла
Установив таким путем характеристики различных панелей,
вопросы питания их теплоносителем (с учетом теплоотдачи обе-
их сторон панелей) решают так же, как и в отношении обычно-
го радиаторного отопления. Поэтому указанные вопросы выхо-
дят за рамки настоящего труда, как было уже сказано в пре-
дисловии.
По сравнению с обычными системами мощность генераторов
тепла должна быть увеличена в связи со значительной тепловой
инерцией систем лучистого отопления, в особенности систем с
281
применением бетонных панелей, и в еще большей мере при при-
менении сплошных бетонных плит. Во время пуска системы теп-
лообмен панелей фактически значительно больше, чем при уста-
новившемся. .теплов.ом/'режиме. Поэтому, если требуется быстрое
достижение максимально допускаемой температуры воды, не-
обходимо, чтобы мощность генератора тепла была в зависимо-
сти от тех или иных условий на 10, 15, а иногда и на 20% выше
требуемой при установившемся режиме. Это обстоятельство име-
ет существенное значение, однако инженеры по отоплению ча-
сто им пренебрегают;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
,'г Лучистое отопление и охлаждение претерпят, вероятно, в бли-
жайшем будущем.более или менее существенные преобразова-
ния.
. Не. исключена прежде вс^го. возможность изменения преде-
лов температуры допустимых с физиологической точки зрения.
Возможно, что по мере внедрения в быт лучистого отопления
потребители будут относиться к нему с большей, терпимостью й
Перестанут анализировать свой тепловые ощущения. С другой
' стороны, профессиональные и общественные организации долж-
ны будут. проводить более бдительный Надзор для того, чтобы
несоблюдение правил не порочило эти новые способы отопления,
представляющие собой после усовершенствования их в послед-
ние годы неоспоримый технический прогресс по сравнению с
обычными системами, конвективного отопления.
Сейчас уже кажется возможным, кроме того, указать на-
правления, в которых следует вести более интенсивную научно-
исследовательскую работу.
Следует продолжать изучение причин и механизма коррозии
металла. Это. представляет интерес .в одинаковой, мере как в
отношении основных строительных конструкций, так и в отно-
шении отопительных устройств, ибо уверенность, Что сталь не
подвергнется коррозии, позволила бы уменьшить коэффициент
запаса Ъ отношении арматуры1'.	„
Следует также разработать способ, позволяющий быстро оп*
ределять-место- закупорки, .труб,,и .устранять ее, не разрушая бе-
тон для обнажения трубы.
" Недопустимость превышения температуры сверх 60° для
большинства содержащих гипс шТукатурйых растворов, в ко-
торые заделываются медные трубы, не дает'возможности полно-
стьюиспользовать теплоноситель,' если им' является вода.
Штукатурный раствор такбго‘ состава, при котором он мог бы
•	I '
с J Конгресс в Брюсселе в 1958‘г. являемся замечательным примером со-
^рудничеётва ‘в этом вопросе ’хиййкой и физиков/ Чрёзвычаййо интересны
^ообще.ния, представленные профессорами; Пурбэ и Леклерков’?.
выдерживать температуру 85*, ‘ позволил бы сократить длину
труб.
До сих пор не найдена также экономичная и простая конст-
рукция нагревательных потолков, которая заменила бы много-
численные типы их, имеющиеся на рынке. Может быть, следова-
ло бы пересмотреть принцип действия таких потолков, отказав-
шись от традиционных концепций.
И, наконец, можно было бы достигнуть экономии на стои-
мости устройства лучистого отопления, если бы согласились учи-
тывать трубы, полностью или частично, как арматуру железобе-
тонных конструкций. Трубы, несомненно, уязвимы, но не являет-
ся ли запрет-официальных контролирующих организаций раз-
ных стран использовать, их как .арматуру результатом.недоразу-
мения? Дело в том, что трубы подвергаются коррозии почти
всегда с наружной стороны, в то время как вода внутри труб
очень редко является причиной их разрушения. Таким образом,
трубы подвержены агрессивному воздействию нс больше, чем
арматура железобетона. Они обладают по сравнению с. армату-
рой тем преимуществом, что разрушение, уменьшающее их проч-
ность, быстро обнаруживается благодаря течи.
Во Франции существует тенденция официальных органов пег
ресмотреть этот вопрос с учетом опыта последних 40 лет. Если
бы трубы, хотя бы частично, учитывались в качестве арматуры с
целью удешевления железобетонных конструкций, то стоимость
отопительных систем была бы значительно ниже.	. :
Когда будет достигнуто рациональное использование геотер-
мической энергии, системы лучистого отопления смогут рабо-
тать с водой температурой 35—40°, полученной на приемлемой
глубине, в особенности в таких странах, как Эльзас, где темпе-
ратура земли очень быстро повышается по мере удаления от по-
верхности. При получении воды на глубине приблизительно 20 м
системы отопления могли бы летом питаться водой с температу-
рой около 12° и осуществлять весьма эффективное охлаждение
воздуха. При этом современные наземные жилища обладали бы
преимуществами пещер первобытных людей, температура в ко-
торых регулировалась тепловой инерцией земли. Если бы такие
установки функционировали посредством теплообменников, эти
воды могли бы быть использованы для городских нужд, если
только не сегодня-завтра производство атомной энергии не бу-
дет давать в виде побочного продукта тепло малого потенциа-
ла по низкой цене.
283
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение /
ЭКОНОМИЯ НА ОКРАСКЕ И СОДЕРЖАНИИ ПОМЕЩЕНИИ
ПРИ ЛУЧИСТОМ ОТОПЛЕНИИ ПО СРАВНЕНИЮ С РАДИАТОРНЫМ
Пыль} поднимаемая конвективными токами воздуха, в большей или мень-
nfeft мере обугливается при соприкосновении с радиаторами и, оседая затем
на стенах или на потолке, загрязняет их.
Потемнение стен и потолков, более заметное при паровом отоплении, про-
исходит намного медленнее и при водяном отоплении, в особенности если си-
стема действует прерывисто и при высокой температуре.
Количество пыли зависит, конечно, от чистоты помещений и ухода за
ними. Во всяком случае, для того чтобы помещения были в безукоризненном
состоянии, необходимо через определенные промежутки времени возобновлять
оклейку и окраску потолков и стен.
При лучистом отоплении с обогревом потолка или пола, наоборот, за-
грязнения ограждений практически не происходит, так как температура на-
грева пола или потолка невысокая, а движение воздуха, вызванное конвек-
цией, практически неощутимо.
Можно приблизительно установить, что в хорошо содержащейся комнате
окраска должна возобновляться при радиаторном отоплении каждые шесть
лет,, а при лучистом, потолочном или с обогревом пола — лишь каждые 12 лет.
.Эти расходы по содержанию помещений настолько значительны, что их
необходимо учитывать при сравнении первоначальных затрат по устройству
лучистого или радиаторного отопления.
. Примем, например, что система отопления должна служить 24 года или
25. лет .и за это время должна быть амортизирована. При радиаторном отоп-
лении окраска помещения должна быть возобновлена за этот период три ра-
за, а при лучистом отоплении достаточно одного раза.
: Приблизительный расчет (с учетом того, что при лучистом отоплении
трубы окрашиваются только один раз при их прокладке) показывает, что
экономия1, получаемая за 26 лет, составляет около половины стоимости уст-
ройства системы отопления, и поэтому может быть оправдана более высокая
стоимость устройства лучистого отопления в пределах от Зв до 50% в зави-
симости от условий в каждом отдельном случае.
1 В условиях Франции (Прим, перев.).
Приложение II
Основные определения и обозначения
Температура воздуха по сухому термометру. Это — температура, показы-
ваемая обыкновенным термометром с сухим шариком. (В принципе такой тер-
мометр следует либо приводить в движение при измерении температуры, либо
снабжать вентилятором, чтобы предотвратить влияние на него, хотя и незна-
чительное, лучистого тепла).
Температура воздуха по смоченному термометру. Это — температура,
показываемая термометром, шарик которого поддерживается во влажном со-
стоянии (o6i»i4iio л|)Ч1 помощи смоченной топкой ткани). Сравнение показа-
ний сухого н смоченного термометров определяет испаряющую способность
воздуха или его влажность. (В принципе такой термометр следует либо при-
водить в движение при измерении температуры, либо снабжать вентилято-
ром, чтобы предотвратить влияние на него, хотя и незначительное, лучистого
тепла).
Точка или температура росы. Так называется температура, при которой
данный воздух достигает при его охлаждении 100% .относительной влажности.
При температуре воздуха ниже точки росы пары влаги, содержащиеся в воз-
духе, конденсируются.
Средняя радиационная температура. Рассмотрим помещение и находяще-
гося в нем человека. Между телом человека и ограждениями, температура
которых предполагается неодинаковой и отличной от температуры тела, про-
исходит теплообмен путем излучения. «Средней ради анионной температурой»*
R называют такую температуру ограждений, одинаковую для всех их, при
которой теплообмен между ограждениями и телом человека был бы таким
же, как и в рассматриваемых условиях. Строго говоря, эту среднюю радиа-
ционную температуру следует определять в одной какой-либо точке, так как
она зависит не только от температуры отдельных ограждений, но и от телес-
ных углов, под которыми ограждения видны из этой точки. Среднюю радиа-
ционную температуру можно измерять либо шаровым термометром Верно-
на, сравнивая его показания с показаниями сухого термометра, приводимого
в движение, либо результирующим сухим термометром.
Результирующая температура. Называемая так температура является ха-
рактеристикой теплового ощущения человека в данной среде. Она зависит от
температуры ограждений помещения, от температуры воздуха по сухому тер-
мометру, от скорости движения воздуха и от его влажности. Результирую-
щая температура существенно отличается от показываемой обыкновенным
термометром, измеряющим лишь температуру воздуха, не отражая его влаж-
ности.
Результирующая сухая температура. Называемая так температура являет-
ся частным случаем результирующей температуры, когда воздух в помещении
неподвижен, а теплообменом тела человека путем испарения можно прене-
бречь. Результирующая сухая температура определяет, п частности. теплооб-
мен тела человека со средой помещения, в котором иол тух iidn',unniu’n1 .1 i»'\i
пература воздуха по сухому термометру, а также средняя радиационная тем-
пература ниже 22°.
19 Зак. 335
285
• применением бетонных панелей. и в еще большей мере при при-
менении сплошных бетонных плит. Во время пуска системы теп-
лообмен панелей фактически значительно больше, чем при уста-
!новившемсяг.тепловрм.-режиме. Поэтому, если требуется быстрое
достижение максимально допускаемой температуры воды, не-
обходимо, чтобы мощность генератора тепла была в зависимо-
сти от тех или иных условий на 10, 15, а иногда и на 20% выше
требуемой при установившемся режиме. Это обстоятельство име-
ет' существенное значение, однако инженеры по отоплению ча-
сто им пренебрегают;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.^ Лучистое отопление и охлаждение претерпят, вероятно, в бли-
жайшем будущем, более или менее существенные преобразова-
ния.	.	..
. . Не исключена прежде вс^о. возможность изменения преде-
лов температуры допустимых с физиологической точки зрения.
Возможно, что по мере внедрения в быт лучистого отопления
потребители будут относиться к нему с большей, терпимостью и
цере^танут анализировать свои тепловые' ощущения. С другой
стороны, профессиональные и общественные организации долж-
ны бу дут. проводить более бдительный надзор для того, чтобы
несоблюдение правил не порочило эти новые способы отопления,
представляющие собой после усовершенствования их в послед-
ние годы неоспоримей технический прогресс по сравнению с
обычными системами конвективного отопления.
...Сейчас уже кажется возможным, кроме того, указать на-
правления, в которых следует ..вести более интенсивную научно-
исследовательскую работу.
•Следует продолжать изучение причин и механизма коррозии
металла. Это представляет интерес .в одинаковой, мере как в
отношении основных строительных конструкций, так и в отно-
шении отопительных устройств, ибо уверенность, что сталь не
подвергнется коррозии, позволила бы уменьшить коэффициент
запаса в отношении арматурыг.
Следует также разработать способ, позволяющий быстро оп-
ределять место закупорки труб.и .устранять ее, не разрушая бе-
тон для обнажения трубы.
' Недопустимость превышения' температуры сверх 60° для
большинства содержащих гипс штукатурйых растворов, в ко-
торые заделываются‘медные-трубы; не дает возможности полно-
стью использовать теплоноситель,' если им' является' вода.
Штукатурный раствор такого'состава, при котором он мог бы
t j .Ч конгресс в Брюсселе в 1958'г. является замечательным примером со-
трудничества'‘в этом вопросе химиков и физиков.' Чрезвычайно интересны
тоо^щедия, представленные профессораМи Пурбэ н Леклерком,':.
выдерживать температуру 85я, “ позволил бы сократить длину
труб.
До сих пор не найдена также экономичная и простая конст-
рукция нагревательных потолков, которая заменила бы много-
численные типы их, имеющиеся на рынке. Может быть, следова-
ло бы пересмотреть принцип действия таких потолков, отказав-
шись от традиционных концепций.
И, наконец, можно было бы достигнуть экономии на стои-
мости устройства лучистого отопления, если бы согласились учи-
тывать трубы, полностью или частично, как арматуру железобе-
тонных конструкций. Трубы, несомненно, уязвимы, но не являет-
ся ли запрет, официальных контролирующих организаций раз-
ных стран использовать, их как арматуру результатом /недоразу-
мения? Дело в том, что трубы подвергаются коррозии почти
всегда с наружной стороны, в то время как вода внутри труб
очень редко является причиной их разрушения- Таким образом,
трубы подвержены агрессивному воздействию не больше, чём
арматура железобетона. Они обладают по сравнению с армату-
рой тем преимуществом, что разрушение, уменьшающее их проч-
ность, быстро обнаруживается благодаря течи.
Во Франции существует тенденция официальных органов пе:г
ресмотрсть этот вопрос с учетом опыта последних 40 лет. Если
бы трубы, хотя бы частично, учитывались в качестве арматуры с
целью удешевления железобетонных конструкций, то стоимость
отопительных систем была бы значительно ниже.
Когда будет достигнуто рациональное использование геотер-
мической энергии, системы лучистого отопления смогут рабо-
тать с водой температурой 35—40°, полученной на приемлемой
глубине, в особенности в таких странах, как Эльзас, где темпе-
ратура земли очень быстро повышается по мере удаления от по-
верхности. При получении воды на глубине приблизительно 20 м
системы отопления могли бы летом питаться водой с температур
рой около 12° и осуществлять весьма эффективное охлаждение,
воздуха. При этом современные наземные жилища обладали бы
преимуществами пещер первобытных людей, температура в ко-
торых регулировалась тепловой инерцией земли. Если бы такие
установки функционировали посредством теплообменников, эти
воды могли бы быть использованы для городских нужд, если
только не сегодня-завтра производство атомной энергии не бу-
дет давать в виде побочного' продукта тепло малого потенциа-
ла по низкой цене.
283
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение I
ЭКОНОМИЯ НА ОКРАСКЕ И СОДЕРЖАНИИ ПОМЕЩЕНИИ
ПРИ ЛУЧИСТОМ ОТОПЛЕНИИ ПО СРАВНЕНИЮ С РАДИАТОРНЫМ
Пыль^ поднимаемая конвективными токами воздуха, в большей или мень-
ufeft мере обугливается при соприкосновении с радиаторами и, оседая затем
на стенах или на потолке, загрязняет их.
Потемнение стен и потолков, более заметное при паровом отоплении, про-
исходит намного медленнее и при водяном отоплении, в особенности если си-
стема действует прерывисто и при высокой температуре.
Количество пыли зависит, конечно, от чистоты помещений и ухода за
ними. Во всяком случае, для того чтобы, помещения были в безукоризненном
состоянии, необходимо через определенные промежутки времени возобновлять
оклейку и окраску потолков и стен.
При лучистом отоплении с обогревом потолка или пола, наоборот, за-
грязнения ограждений практически не происходит, так как температура на-
грева пола или потолка невысокая, а движение воздуха, вызванное конвек-
цией, практически неощутимо.
Можно приблизительно установить, что в хорошо содержащейся комнате
окраска должна возобновляться при радиаторном отоплении каждые шесть
лет,, а при лучистом, потолочном или с обогревом пола — лишь каждые 12 лет.
.Эти расходы по содержанию помещений настолько значительны, что их
необходимо учитывать при сравнении первоначальных затрат по устройству
лучистого или радиаторного отопления.
Примем, например, что система отопления должна служить 24 года или
25, лет . и за это время должна быть амортизирована. При радиаторном отоп-
лении окраска помещения должна быть возобновлена за этот период три ра-
за, а при лучистом отопления достаточно одного раза.
Приблизительный расчет (с учетом того, что при лучистом отоплении
трубы окрашиваются только один раз при их прокладке) показывает, что
экономия*,: получаемая за 25 лет, составляет около половины стоимости уст-
ройства системы отопления, и поэтому может быть оправдана более высокая
стоимость устройства лучистого отопления в пределах от 30 до 50% в зави-
симости -от условий в каждом отдельном случае.
1 В условиях Франции (Прим, перев.).
Приложение ll
ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
Температура воздуха по сухому термометру. Это — температура, показы-
ваемая обыкновенным термометрам с сухим шариком. (В принципе такой тер-
мометр следует либо приводить в движение при измерении температуры, либо
снабжать вентилятором, чтобы предотвратить влияние на него, хотя и незна-
чительное, лучистого тепла).
Температура воздуха по смоченному термометру. Это — темпера гура,
показываемая термометром, шарик которого поддерживается во влажном со-
стоянии (обычно при помощи смоченной тонкой ткани). Сравнение показа-
ний сухого и смоченного термометров определяет испаряющую способность
воздуха или его влажность. (В принципе такой термометр следует либо при-
водить в движение при измерении температуры, либо снабжать вентилято-
ром, чтобы предотвратить влияние на него, хотя и незначительное, лучистого
тепла).
Точка или температура росы. Так называется температура, при которой
данный воздух достигает при его охлаждении 100% .относительной влажности.
При температуре воздуха ниже точки росы пары влаги, содержащиеся в воз-
духе, конденсируются.
Средняя радиационная температура. Рассмотрим помещение и находяще-
гося в нем человека. Между телом человека и ограждениями, температура
которых предполагается неодинаковой и отличной от температуры тела, про-
исходит теплообмен путем излучения. «Средней радиационной температурой»»
R называют такую температуру ограждений, одинаковую для всех их, при
которой теплообмен между ограждениями и телом человека был бы таким
же, как и в рассматриваемых условиях. Строго говоря, эту среднюю радиа-
ционную температуру следует определять в одной какой-либо точке, так как
она зависит не только от температуры отдельных ограждений, но и от телес-
ных углов, под которыми ограждения видны из этой точки. Среднюю радиа-
ционную температуру можно измерять либо шаровым термометром Верно-
на, сравнивая его показания с показаниями сухого термометра, приводимого
в движение, либо результирующим сухим термометром.
Результирующая температура. Называемая так температура является ха-
рактеристикой теплового ощущения человека в данной среде. Она зависит от
температуры ограждений помещения, от температуры воздуха по сухому тер-
мометру, от скорости .движения воздуха и от его влажности. Результирую-
щая температура существенно отличается от показываемой обыкновенным
термометром, измеряющим лишь температуру воздуха, не отражая его влаж-
ности.
Результирующая сухая температура. Называемая так температура являет-
ся частным случаем результирующей температуры, когда воздух в помещении
неподвижен, а теплообменом тела человека путем испарения можно прене-
бречь. Результирующая сухая температура определяет, в частности, теплооб-
мен тела человека со средой помещения, в котором воздух неподвижен, а тем-
пература воздуха по сухому термометру, а также средняя радиационная тем-
пература ниже 22°.
19 Зак. 335
285
Физиолопические опыты показали, что результирующая сухая темпера-
тура 7’р.с равна полусумме температуры воздуха по сухому термометру Тс
._,и средней радиационной температуры /?, т. е.
Гс + Я
'р.с-	-	.
Результирующая сухая температура измеряется простым прибором, на-
зываемым «результирующий сухой термометр» (см. главу 1.1).
Температура теплового безразличия. Так называется температура, при ко-
торой «гомеотермы», т. е. теплокровные животные, не испытывают ощущения
«тепла» или «холода». Такая температура вызывает хорошее самочувствие,
или ощущение комфорта. Эта температура тем ниже, чем человек активнее и
лучше защищен одеждой.
Физиологически доказано, что производительность труда достигает мак-
симума при тепловом безразличии. Этим и объясняется выгодность осущест-
вления в рабочих помещениях таких условий, при которых человеку с учетом
его одежды и деятельности не было бы ни тепло, ни холодно.
; Обозначения температуры. В соответствии с примечанием в сноске в гла-
(стр. 20) мы приняли для шкал термометров следующие обозначе-
ния:
"V °C или просто Q — для стоградусной шкалы;
°К — для шкалы абсолютной температуры;
°Ф — для шкалы Фаренгейта;
°М — для шкалы результирующей сухой температуры.
Стоградусная шкала и шкала результирующей сухой температуры,* ко-
нечно, одинаковы,- но значения их различные: первая показывает чисто фи-
зическую величину, вторая — физико-физиологическую. По этой причине и
следует применять для них разные обозначения.
Примечание. За единицу количества тепла принята большая кало-
рия, обозначаемая через ккал.
Приложение III
КОЭФФИЦИЕНТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ, НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ
МАТЕРИАЛОВ И РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ
Материал	ккал!м* час (°К)<	Температура при замере °C
Металлы Сталь полированная .	,	. Сталь оксидированная Сталь листовая шероховатая Алюминий полированный		0,3-0,4 4 4—5 0,26	20
Алюминий шероховатый 		0,35	20
Алюминий, окисленный под влиянием ат- мосферы, сухой . Серебро полированное .	1 0.1—0,15	20
Медь чистая полированная .	0,15-0,2	200
Медь оксидированная		3.6	150
Латунь полированная	....	0,25	20
Латунь шероховатая ...... Латунь в обычном виде или в виде труб . Белый металл .		 Никель матовый или полированный	0,34 1 0,3-0,45 0,2—0,3	100
Свинец полированный			0,3	150
Свинец полированный			0,4	250
Свинец оксидированный		1,4	30
Сталь кровельная оксидированная Цинк полированный ...	1,3 0,22-0,4	250
Цинк оксидированный	0,15-1,4	20
Неметаллические материалы Асбест и асбестоцемент Шифер полированный	%	4-4,5 3,3	100
Шифер шероховатый	. Бетон	....	.	.	; .	4-4,7 4,5-4,7	20 до 200
Дерево строганое	4,5	50
Кирпич	. *	... Известняк	4,5 4,6	20 до 200
Резина мягкая	... Резина твердая			4 4,5	20
Уголь	.			4,5	20
Эмаль . .			4,2—4,6	20
Снег и вода			4,5—4,8	0
Лед	.			4,5-4,8	1	0
19*
287
Продолжение
Материал	ккал1м2 час (°К)<	Температура при замере °C
Гранит полированный . .	...	2,5	
Шерсть			4	
Шеллак		< . .	4,4	25
Пробка		 .	4,5	
Линолеум			4,3—4,5	20
Мрамор необработанный	:	4,5	20
Мрамор полированный	....	2,7	
Масляная краска в зависимости от цвета .	4,3-4,6	20 до 200
Алюминиевая краска		1,5-3	
Сурик 		4,6	100
Бумага				4-4,5	
Бумага битуминизированная ....	4,5	
Гипс .				4,5	20
Фарфор	.	.	.				4,5—4,6	20
Сажа .			4,7	20—200
Штукатурка			4,5	
Черепица			4,5-4,7	25
Лак блестящий			4-4,3	
Стекло гладкое .......	4,5	20
Приложение IV
РАСЧЕТНЫЕ ГРАФИКИ
(Порядок, и примеры применения графиков)
График А. Физиологические пределы температуры потолочных
панелей (для сидящего человека)
График Б. Физиологические пределы температуры потолоч-
ных панелей (для стоящего человека)
По осям абсцисс отложен радиус R (в метрах) круголй панели, эквива-
лентной действительной паи ел и. Кривые даны для различной высоты поме-
щения. Шкала на оси ординат дает допустимое превышение температуры па-
нели над средневзвешенной температурой других ограждений помещения.
Допустимое превышение температуры находится как ордината точки пе-
ресечения вертикали, соответствующей абсциссе /?, с кривой, соответ-
ствующей высоте помещения.
Пример применения графика А. Круглая панель радиусом
2 высота помещения 4 м. Согласно графику, допустимое превышение тем-
пературы панели над средневзвешенной температурой других ограждений
составляет 22°; иначе говоря, если средневзвешенная температура огражде-
ний равна 16®, то температура панели не может быть в среднем выше 38°.
График В. Психрометрическая диаграмма
По оси абсцисс отложена температура воздуха по сухому термометру в
градусах Цельсия и Фаренгейта, по оси ординат — упругость водяного па-
ра в миллиметрах ртутного столба (или влагосодержание в граммах в паро-
воздушной смеси, содержащей 1 кг сухого воздуха). Кривыми одинаковой
температуры по смоченному термометру и одинакового теплосодержания
являются наклонные линии, понижающиеся влево. Кривые одинаковой отно-
сительной влажности поднимаются вправо. И, наконец, кривыми одинакового
удельного объема являются наклонные линии, круто опускающиеся вправо.
Пример. Характеристики воздуха: 7’г=30°С. Влагосодержание
20 г. Из диаграммы находим: относительная влажность 75%, температура по
смоченному термометру 26,25°; точка росы (относительная влажность 100%)
25°; теплосодержание 18,75 ккал и удельный объем (паровоздушной смеси,
содержащей 1 кг сухого воздуха) 0,885л<3
Графики № 1—3. Теплоотдача панелей с трубами, заделан-
ными в бетон (отопление с обогревом пола или охлаждение по-
толочными панелями)
В левой части (график № 3) абсциссы соответствуют величине термиче-
ского сопротивления 2 —-	по вертикали, проходящей через ось трубы,
289
Ф ординаты — величине среднего термического сопротивления (х т~)ср с уче-
том расстояния между трубами. Эти расстояния, измеряемые в сантиметрах,
«представлены наклонными прямыми линиями, поднимающимися вправо.
В правой части (график № 1) по оси ординат отложены, как и в левой
части, величины среднего термического сопротивления панели (S—)ср. Раз-
ность Т температуры воды, циркулирующей по трубам, и температуры окру-
жающей среды представлена наклонными прямыми линиями, опускающимися
вправо. Шкалы на оси абсцисс соответствуют теплоотдаче панели в ккал]м*
час и разности средней температуры поверхности панели и температуры ок-
ружающей среды.
* ♦
Для того чтобы определить теплоотдачу панели из труб диаметром
15/21 jkjk, для которой величина термического сопротивления Sy— по вер-
тикали, проходящей через ось трубы, известна, а расстояние между трубами
е
равно d, нужно нанести эту величину S — на ось абсцисс графика № 3.
Вертикаль, соответствующая этой абсциссе, пересечет прямую, соответст-
вующую данному расстоянию между трубами d, в точке, ордината которой
дает величину среднего термического сопротивления панели ( S у-)ср . По
этой величине можно определить при помощи графика № 1 в зависимости
от расстояния между трубами превышение температуры Т> теплоотдачу и
разность средней температуры поверхности панели и температуры окружаю-
щей среды.
Примечание. Если трубы панели будут диаметром не 15/21 мм, а
наружным диаметром D (в мм), то для определения теплоотдачи панели сле-
дует применить эти же графики, заменив расстояние между трубами d услов-
ным расстоянием dQ = d	.
е
Первый пример. Дано S — =0,1; расстояние между трубами диа-
метром 15/21 мм равно 30 см. Превышение температуры панели над темпера-
турой окружающей среды 20°.
Из графика Хе 3 находим ( Ху-)ср =0,25. Горизонталь с ординатой 0,25
пересекает на графике № 1 прямую, соответствующую Г=20°, в точке, абс-
цисса которой дает теплоотдачу величиной около 57 ккал/м^нас и разность
средней. температуры поверхности панели и температуры окружающей среды
около 6е.
Второй пример. Такая же панель, как и предыдущая, но из труб
диаметром не 15/21, а 26/34 мм. Условное расстояние между трубами для
применения этого графика составляет
d0 = 30(—¥'• = 22 см, откуда <Е = 0,2.
X 34 /	\ X / ср
Теплоотдача панели равна 66 ккал/час, а превышение температуры па-
нели над температурой окружающей среды составляет около 6,75°.
Графики № 2—4. Теплоотдача панелей с трубами, заделанны
ми в бетон (потолочное отопление или охлаждение посредством
панелей пола)
Порядок применения графиков такой же, как и для графиков № 1—3.
е
Пр и м е р. Дано 2— =0,75; превышение температуры воды над темпера-
турой окружающей среды Т=25°; требуемая теплоотдача 92 ккал/м^чао.
290
Из графиков находим: расстояние между трубами 20 см; превышение
температуры панели над температурой окружающей среды 12,5° [дополни-
тельно (	“0,14].
Графики № 5—6. Теплоотдача панелей с трубами и цельноре-
шетчатым металлом, заделанными в штукатурку потолка
(потолочное отопление)
Порядок применения графиков такой же, как и для графиков № 1—3,
с той лишь разницей, что графики № 5 и 6 соответствуют медным трубам
наружным диаметром 12 мм.
е
Пример. Дано: 2 -у- по вертикали, проходящей через ось трубы,
равно 0,05; панель с трубами диаметром 15/21 мм; расстояние между трубами
15 см. Превышение температуры воды над температурой окружающей среды
30°.
При применении графика следует исходить в этом случае из условного
(12 \а/	'	/ е \
—) 3 = 10 см. Тогда I ^Т)СР =
—0,095; теплоотдача равна 130 ккал1м?час> превышение средней температуры
поверхности потолка над температурой окружающей среды составляет 17°.
График № 7. Теплоотдача панелей с каналами для теплого
воздуха в междуэтажном перекрытии (отопление с обогревом
пола или охлаждение через потолок)
По оси ординат отложены значения среднего термического сопротивления
( 2-у)ср стенки каналов, отделяющей их от вышележащего помещения.
Разность температуры воздуха, циркулирующего по каналам, и окружающей
среды представлена наклонными линиями, опускающимися вправо. По оси
абсцисс отложены величины теплообмена между панелью и окружающей
средой, а также разность средней температуры поверхности пола или потол-
ка и температуры окружающей среды.
Пример. Дано: (^ ^~) ср:=0,2; температура воздуха в каналах выше тем-
пературы окружающей среды на 30° (или 48° при отоплении помещения до
18s).
Из графика находим: теплоотдача панели будет 78 ккал!м2час, раз-
ность температуры поверхности пола или потолка и окружающей среды
будет 8°.
График № 8. Теплоотдача потолочных панелей с каналами
для теплого воздуха (потолочное отопление или охлаждение
через пол)
Порядок применения графика такой же, как и графика № 7.
П р.и м е р. Дано: превышение температуры теплоносителя над темпера-
турой окружающей среды 35° (или температура воздуха в каналах 53° при
отоплении помещения до 18°);( S-y~)cp =0,3.
Из графика находим: теплоотдача панели будет 62 ккал)м2час, а раз-
ность температур поверхности панели и окружающей среды — около 8,75°.
Г р а ф и к № 9. Теплоотдача панелей с трубами, находящимися
в полостях перекрытия
В правой части графика по оси абсцисс отложено общее количество теп-
ла в ккал]м2час, требуемого на 1 м2 пола или потолка. По оси ординат от-
ложена величина необходимой поверхности труб (отнесенная к коэффициен-
ту конвекции трубы диаметром 15/21 мм).
291
Разности температур теплоносителя и воздуха в полостях представлены
наклонными прямыми линиями, поднимающимися вправо.
Шкалы в левой части графика показывают расстояние между трубами в
сантиметрах в зависимости от их диаметра, соответствующее потребной по-
верхности труб на 1 л<2 пола или потолка, нанесенной на оси ординат (с уче-
том разницы между коэффициентами конвекции труб).
Пример. Трубы диаметром 26/34 мм должны отдавать тепло в коли-
честве 100 ккал/м2час с 1 лс2 пола й потолка. Температура воды в трубах
на 40° выше температуры воздуха в полостях, в которых они находятся.
Из графика находим: вертикаль, соответствующая 100 ккал/м^час, пере-
секает наклонную прямую для 40° в точке с ординатой 0,17 м2, что, согласно
шкале в левой части графика, соответствует при диаметре труб 26/34 мм
расстоянию между ними 60 см.
Графики № 10—11. Теплоотдача панелей с трубами, заделан-
ными в бетон (стеновое отопление или охлаждение)
Порядок применения графиков такой же, как и графиков № 1—3.
График № 12. Теплоотдача потолков из листового металла с
приваренными к нему трубами диаметром 15/21 мм
1. Потолки из листовой стали толщиной 1,2 мм.
2. Потолки из листового алюминия толщиной 1 мм.
Этот график дает теплообмен при отоплении или охлаждении.
По оси абсцисс отложен теплообмен в ккал/м2час. Третья шкала по осн
абсцисс дает разность средней температуры поверхности обогреваемого или
охлаждаемого потолка и температуры окружающей среды.
По оси ординат отложено расстояние между трубами; одна шкала соот-
ветствует листовой стали толщиной 1,2 мм, другая — листовому алюминию
толщиной 1 мм.
Превышение температуры воды над температурой окружающей среды
представлено наклонными линиями, опускающимися вправо.
Пример. Обогреваемый потолок из листового алюминия толщиной
1 мм. Расстояние между трубами 40 см. Превышение температуры воды над
температурой окружающей среды 20° (или температура воды 38° при отоп-
лении помещения до 18°).
Из графика находим: теплоотдача потолка будет 79 ккал!м2час, раз-
ность температур поверхности потолка и окружающей среды будет около
11°.
ЛИТЕРАТУРА
1.	R. W. Shoemaker, Le chauffage par rayonnement. Editions
Eyrollcs, Paris, 1954.
Лучистое отопление (перевод с английского).
2.	A. Missenard, Cours superieur de chauffage, ventilation et de con-
ditionnement de fair, Editions Eyrolles, Paris.
«Высший курс отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха».
3.	R i b a u d et Brun, Transmission de chaleur, t. I, Sennac Edlteurs,
Paris.
«Теплопередача».
4.	Riband et Brun, Le rayuniirmcni thermique, Sennac Edltciirs,
Pa rid1.
«Тепловое излучение».
5.	V e ro n, Cours de thermique industriellc. 1-re partie „Le rayonnement4.
C. N. A. M., Paris.
«Курс промышленной теплотехники», ч. 1 «Излучение».
6.	К о 11 m а г et L i е s е, Strahlungsheizuug, Oldenburg, Miinhen, 1957,
«Лучистое отопление».
7.	Winslow. Herrington and Gagge, Relation between atmospheric con-
ditions, physiological reactions and sensations of pleasantness, American
Journal of Hygiene, 1937, lune.
Зависимость между атмосферными условиями, физиологическими реакциями
и ощущением комфорта.
8.	Hardy et Во is, Basal metabolism radiation, convection and vapori-
sation at temperature, of 22 to 35°C, Journal Nutrition, 1938, May.
Обмен веществ при излучении, конвекции и испарении при температуре от 22
до 35°С.
9.	Cad ierg ties, Climat—;confort— sante, Editions Chauray, Bruxelles.
Климат — комфорт — здоровье.
10.	Code de conditions minima d’execution des sols chauffants en belon,
conlenant des tubes enrobes en dalle inde pendente, Edition, 1958.
Свот минимальных требований к устройству бетонных обогреваемых полов с
трубами, заделанными в отдельную плиту.
11.	A. Missenard, Industries Therm iqiics, 1957, Mai.
Статья относительно гидростатического предохранительного устройства.
12.	Bedford et Warner, Journ. Hug., 1939, p. 498.
Статья о влиянии среды на производительность труда.
13.	Munro et Chrenko , Journal of Hygiene, 1949, sept.
Статья о влиянии среды на производительность труда.
14.	A. Missenard, Chauffage par rayonnement. Temperature limite du
plafond, Chaleur et Industrie, 1954, nov.
Лучистое отопление. Предельная температура потолков.
15.	Мй псе у, The temperature of the foot and it thermal comfort, Aust.
J. AppL Sci, 1954.
Температура ступ пи и се комфортные условия.
-	poi layonnement. Temperature limite du
sol,	Chaleur et Industrie.tl955, fevrier.
Лучистое отопление. Предельная температура полов.
17.	A. Missen a rd, Nouveaux principes de chauffage dans les grands
ddifices, Bulletins des Ingenieurs civils de France, 1955. juillet—aoOt.
Новый принцип отопления крупных зданий.
8.	Cal iergues, Physique et geometric des echanqes par rayonnement,
Chaleur et Industrie, 1952, dec., 1953, Janv.—fevr.
Физика и геометрия лучистого теплообмена.
19.	А. М i s s е n а г d, Etude de la convection naturelle, Chaleur et Indust-
rie, 1936, Janvier - fevr.—mars.
Исследование естественной конвекции.
20.	J. E. Hain ebs, La regulation automatique en chauffage et condionne-
ment de I’air, Editions Eyrolles, 1956.
Автоматическое регулирование в системах отопления и кондиционирования
воздуха.
21.	Cadiergues et Tirel, Industries Thermiques № 7, 1958.
О методе экспериментирования посредством электрических аналогий.
22.	Kayan, Electric analogger studies on panels with imbedded tubes,
Transactions A. S. H. V. E., vol. 56,1950.
Исследование методом электрических аналогий панелей с заделанными в бетон
трубами.
23.	Nott age, Heat flow analyses on panel heating or cooling sections,
Transactions A. S. H. V. E., 1953.
Исследование теплового потока в системах панельного отопления и охлажде-
ния.
24.	Raber, Experimental studies on panel heating tube spacing, Healing,
Piping and Air Conditionning, 1947, aoflt.
Экспериментальное исследование о расстоянии между трубами в нагреватель-
ных панелях.
25.	Humphrey. Laboratory Studies of the thermal caracterislices of
plaster panels, Transactions A. S. IL V. E., 1951.
Лабораторные исследования тепловых характеристик гипсовых нагреватель-
ных панелей.
26.	Howarth, Aluminium ceiling panels for heating and cooling, Tran-
sactions A. S. H. V. E., 1951.
Алюминиевые потолочные панели для отопления и охлаждения.
27.	Peclet et Ser, Traite des Physique Industrielle.
Промышленная физика.
28.	Ribaud etBrun. Transmission de la chaleur (Le rayonnement
thermique), Sennac, Editeurs, Paris, 1948.
Теплопередача (тепловое излучение).
29.	Veron, Cours de thermique industrielle, C. N. A. M., Paris.
Курс промышленной теплотехники.
30.	Veron, Les lois du rayonnement calorifique envisage du point de
vue des applications industrielles, Revue de metallurgle, 1924, aoflt—novembre.
Законы теплового излучения с точки зрения применения его в промышлен-
ности.
31.	Veron, Tendences actuelles des technipues de la chaleur, Dunod,
1929.
Современные тенденции в теплотехнике.
32.	А. М о n d i е z, Cours de Physique Industrielle, Gauthier — Villars,
Paris, 1954.
Курс промышленной физики.
33.	H. Me. Adams, Transmission de la chaleur, Dunod, Paris, 1950.
Теплопередача.
34.	Jacob, Heat Transfer. John Wiley, New York, 1950.
Теплопередача.
294
35.	Girard in, Technique et Pratique du Chauffage par rayonnement,
Paris, 1955.
Техника и практика лучистого отопления.
36.	Girard in, Planchers & dalles pleines, Paris, 1957.
Междуэтажные перекрытия co сплошными плитами.
37.	Raber et Hutchinson, Panel Heating and cooling analysis,
John Wiley, New York, 1947.
Исследование панельного отопления и охлаждения.
38.	Napier A d 1 a m, Radiant heating, Radiant cooling and snow melting.
The Industrial Press, New York, 1949.
Лучистое отопление, охлаждение и таяние снега.
39.	RietSchel, R a I s s, Helz und Liiftungs-technik, 1958.
Техника отопления и вентиляции.
40.	Mac ska sy, Chauffage par rayonnement, Budapest, 1955.
Лучистое отопление.	Ги- u
----------- i
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр,
Предисловие к русскому изданию	. 3
Предисловие автора	а 12
К читателю	15
Часть первая
Принципы действия и описание систем лучистого отопления и охлаждения
Глава 1.1. Общие сведения	,	17
Терминология	.	—
Тепловые ощущения и понятие «результирующая температура»	18
Общие сведения об устройстве излучающих поверхностей .	. 21
Сравнение лучистого отопления с согреванием земли солнцем	24
Преимущества и недостатки лучистого отопления	—
Краткая исторически я справка	28
Глава 1.II Панели с трубами, заделанными в бетон	.33
Специальные и несущие плиты	< —
Система со сплошными плитами	.	.	34
Пли гы с трубами, заделанными в неоднородный материал. Нормаль-
.о1 температура воды	38
Стеновое отопление	;--.—	...	.42
—।ц Ligii&aих.ам и, заделанными в бетон. (Заделка
ЯИИЧЯИ|ВИ1^Н1ли неоднородном материале)	... 43
Течь труб. Коррозия. Засорения. Необходимые меры предосторожности 44
Глава Обогревающие потолки ....	.	49
А.	Потолки с трубами, заделанными в штукатурку или в материал ана-
логичного вида	.	.	.	.	.52
Б. Обогреваемые карнизы и нагревание потолка путем конвекции 54
Обогреваемые карнизы	.	.	.	...11 —
Потолки Ренталя	.	.	. —
В.	Трубы с диффузорами (пластинками) или ребристые, соединенные
с потолком	56
Потолки системы	«Страмакс»	—
Потолки системы	«Ибис»	—
Потолки системы «Термакс»	...	.	. 58
Г Трубы диффузорами (пластпиками) и ребристые, независимые от
потолка	59
Общие сведения	.....	. —
Потолки системы «Саундекс» и аналогичные им	. 60
Д. Металлические потолки	.	.	.64
Потолки с приваренными к ним трубами	« —
Потолки системы «Фрэнжер» ................................ ....	65
Глава 1.IV. Лучистое отопление посредством теплого воздуха или при
помощи труб, находящихся в полостях перекрытия .	. 67
Лучистое отопление непосредственно теплым воздухом .	—
Системы с трубами, расположенными в полостях перекрытий	. 68
Глава 1 .V. Отопление посредством подвесных излучающих панелей .	. 69
296
Стр.
Общие сведения ...........................................	69
Типы излучающих панелей. Замечания по их конструкции .	.	. . 72
Выводы в отношении отопления посредством подвесных излучающих
панелей по опыту Франции и других стран ....... 75
Регулирование системы .........................*	........ 77
Недостатки отопления посредством подвесных панелей .	.	.	. а 78
Физиологические преимущества лучистого тепла ...„>. —
Переделка систем отопления с гладкими или ребристыми трубами,, рас-
положенными под потолком, в систему лучистого отопления .	.81
Примеры применения ......................................	... 82
Глава 1.VI. Отопление посредством панелей высокой температуры, так
называемых «инфракрасных» ....	 85
Принцип панелей инфракрасного излучения ...........................86
Типы приборов	.	 89
Технические соображения и область применения ......................90
Глава 1.VII. Устройства для термического удаления снега .	.	. >91
Глава 1.VIII. Охлаждение воздуха посредством излучающих панелей . 94
Глава 1.IX. Трубы и их расположение. Устройство нагревательных по-
верхностей. Необходимые меры предосторожности . ^ .	>	.	«	. gg
Форма поверхностей нагрева ..............................*	* *103
Глава 1.Х. Автоматическое регулирование систем лучистого отопления
и охлаждения ............................ .		5105
А. Регулирование систем отопления .	.	.................... —
Регулирование температуры теплоносителя	.................108
Б. Регулирование систем охлаждения воздуха ......................110
Часть вторая
Физиологические соображения, относящиеся к системам лучистого
отопления
Глава 2. I. Распределение температур по поверхности нагревательной
панели ....................................................:	:	‘.112
Глава 2. II. Предельная допускаемая температура излучающих по-
верхностей	..................................... •	•	-116
А. Потолочное отопление ..................................... •• . • 118
Случай излучающих панелей, расположенных в производственных по-
мещениях на некоторой высоте над полом ......	.125
Замечания и выводы ..............................................*128
Б. Отопление с обогревом пола	«131
Часть третья
Теоретические и технические основы теплообмена при лучистом
отоплении
Глава 3. I. Теплопередача. Лучистый теплообмен .....................142
Излучение	• —
Распределение энергии в излучении абсолютно черного тела . . . 146
Излучение не абсолютно черных тел ...»............................148
Лучистый теплообмен двух элементов поверхности тел, рассматривае-
мых как серые тела ...........................................  .150
Фактор температуры ............................................  .157
Глава 3. II. Передача тепла теплопроводностью .....................>160
Глава 3. III. Конвективный теплообмен ..••«««.	.164
Общая теплопередача панели .......................................167
Глава 3.IV. Расчет потребности тепла и общие сведения о теплоотда-
че поверхностей нагрева ........................................ *	.169
Заключение	...........................>	.	.	.	.	<174
Глава 3.V. Теплоотдача нагревательных панелей. Влияние заделки
труб на их теплоотдачу .............................................  —
297
vrp.
.	и.vi. олияппс расстояния между трубами па теплоотдачу панелсй179
Обозначения	»	. —-
Общие сведения	.	.180
А.	Панели с заделанными трубами	—
1.	Бетонные панели иола	. —
Случай плит большой толщины или теплопередачи через несущее
перекрытие	.191
2.	Бетонные потолочные панели	.	,	.193
3.	Потолочные панели с трубами, заделанными в гипс	—
Б. Металлические панели с приваренными к ним трубами	.198
В.	Подв	с алюминиевыми пластинками .	.199*
Выводы из исследования влияния расстояния между трубами на теп- —
лоотдачу панелей	.200
г ава VII. Влияние диаметра трубы змеевика на теплоотдачу панели203
\ Панели с трубами, заделанными в бетон	.205
Г». Потолочные гипсовые панели .	.	.	.	.208
( равнение с результатами, полученными другими авторами	.210
Г ава 3. VIII. Определение теплоотдачи панелей	. —
( Особый случай сплошных плит перекрытия	.213
Г ава 3 IX. Расчет обогревающих потолков специальных типов .216
Обогревающие карнизы и потолочное конвективное отопление , —
1 Трубы с пластинками или ребрами, встроенные в потолок .	.	.217
I . Трубы с упругими пластинками или ребрами, уложенные на потолке223
I. Металлические потолки	„	.226
Глава 3. X. Влияние теплоизоляции обратной стороны панели	.227
Общие сведения	. —
Теоретические соображения	.229
Практические поправки	.230
Заключение	,	.232
Глава 3. XI. Расчет отопительных систем с применением панелей, обо-
греваемых воздухом или трубами, помещенными в полостях	.234
А.	Системы с централизованным нагревом воздуха ,	.	—
Б. Система отопления с трубами, находящимися в полостях перекрытия235
Глава 3. XII. Теория и расчет систем отопления с подвесными излучаю-
щими панелями	...	.	.236
Влияние излучения тепла книзу па повышение результирующей сухой
температуры в рабочей зоне	.237
Заключение ........................<..............................247
Способ расчета систем отопления с подвесными излучающими панелями249
Глава 3. XIII. Расчет охлаждения воздуха посредством панелей .254
♦ Коэффициенты теплоотдачи охлаждаемых панелей	.	,256
Глава 3. XIV. Расчет устройств для термического удаления снега .257
Часть четвертая
Расчет систем лучистого отопления
1л в а 4.1. Примеры расчета характеристик нагревательных поверхностей259
Г л а за 4.II. Порядок расчета систем	лучистого	отопления	*278
\. Отопление посредством	обогрева	пола	—
Б. Потолочное отопление	-279
В.	Отопление посредством	сплошных плит	перекрытий	.281
Г. другие системы лучистого отопления	.	. —
Ра .пределение тепла и мощность генераторов тепла	. —
3ai лючение	.282
Приложение I. Экономия на окраске и содержании помещений при
лучистом отоплении по сравнению с радиаторным	.284
298
Стр.
Приложение II. Основные определения и обозначения .	. „	.285
Приложение III. Коэффициенты излучения металлов, неметалличе-
ских материалов и различных веществ ......................287
Приложение IV. Расчетные графики (Порядок и примеры примене-
ния графиков) ...........................................289*
График А. Физиологические пределы температуры потолочных пане-
лей (для сидящего человека) .....................  .	.	. —
График Б. Физиологические пределы температуры потолочных пане-
лей (для стоящего человека) ...................................  —
График В. Психрометрическая диаграмма .............................—
Графики № 1—3. Теплоотдача панелей с трубами, заделанными в
бетон (отопление' с обогревом пола или охлаждение потолочными па-
нелями) .	.	..........................................—
Графики № 2—4. Теплоотдача панелей с трубами, заделанными в бе-
тон (потолочное отопление или охлаждение посредством панелей пола) 290*
Графики № 5—6. Теплоотдача панелей с трубами и цельнорешетча-
тым металлом, заделанными в штукатурку, потолка (потолочное
отопление)	..........................................291’
График № 7. Теплоотдача панелей с каналами для теплого воздуха
в междуэтажном перекрытии (отопление с обогревом пола или охла-
ждение через потолок) ...........................................—
Г р а ф и к № 8. Теплоотдача потолочных панелей с каналами для тепло-
го воздуха (потолочное отопление или охлаждение через пол) .	. —
Г р а ф и к № 9. Теплоотдача панелей с трубами, находящимися в поло-
стях перекрытия	........................... ,	.	. —
Графики № 10—11. Теплоотдача панелей с трубами, заделанными в
бетон (стеновое отопление или охлаждение) л...............292’
График № 12. Теплоотдача потолков из листового металла с прива-
ренными к нему трубами диаметром 15/21 мм ...... —
Литература	....................................293.

Зак. 335
I Гротин
, о
48
45
42
39
36
33
tgco
Q Cb
p
. Ss
-*2
-JU
-ад
-33
-38
-37
-36
-35
-ЗЪ
-33
-32
-31
-30
-29
-28
-27
- 20
-25
-2k
- 23
-22
-21
Психромьтричесх
определяющая харакп
: и
:Е
*
30
27
£
Е
Oh
21
18-
/5
12
9
6
г 15
-18
-77
- 16
•>15
- 74
- 13
ь 72
- 11
• 10
 9
- 8
- 7
- 6
• 5
- 4
з-
- 2
- 1
О -1L О
Барометрическое давление 760 мм рт. ст.
Данные отнесены к паровоздушной, смеси,
содержащей 1 ке сихого возоиха
&
/Ф
IS
20
<Ъ £
/I
А
p0\0
<7<2o

4
<?_Е

—L £
i <yi
’^5 -/Г'х"-	
	
Lid	
	Ш	
-		
	—			!	
		/
	.	LA J —.

1Я диаграмма^	’	.'">7
эристика воздуха	;
	- ’V	I
.. I
Dг- -	— 	I----------—I---------1-------1------- .—!--------------1---} . ».	।	। j ii
2 ' .	3	Ь	5	6	7	9 Ю 12 13 Ilf 15 16 1718
Разность средней, температуры поверхности обозреваемого пола или охлаждаемого потоп на и температуры среды в град.'
ТеплоотЗо'т Q = В 0J,f кнал/м2 час

Л	-___ь—I I f**
3	4	5 ‘	6	7 ь 3	10	11	12	13 /4 IS 16 17 1819 20 2122 23 2*ZS
Разность средней температуры поверхности обогреваемого потолка или охлаждаемого поло а темпер урм
онружаюицей среды
Теплоотдача Q-5.7д1'1 ккал/м2 час
Труды, заделанные в бетон
Влияние расстояния между трубами диаметром 15/21 мм или
одной трубы наружным диаметром В в мм; условное рассто-
яние между трубами d0-dL^yl3
"02	005 007	0,10	015	020	0?5 0,30 О/М 0,50 0£0 0J0 гр- 390
	2 по вертикали, проходящей через ось трибы
График
Трубы, заделанные в дситон
Влияние расстояния между трудами диаметром 15/21 мм или одной
трубы наружным диаметром 1? В мм- условное расстояние между
трубами ао = d^jz/3
Графи* Трубы, заделанные в штукатурку
№6 потолка с заложенным в нее
цельнорешетчатым металлом
Влияние расстояния между центрами медных труд
наружным диаметром 12 мм или одной трубы
наружным диаметром J} в мм: цело 6 нос па гстояние
между трубами d° = d.(Q)2i3 у
Расстояние между трубами в см
Грасрин Трубы,заделанные в штукатурку потолка, с зали-
№5 женным в нее цельнорешетчатым металлом
Потолочное отопление
1У^лмх\чх\\ zwyxvv»: ия
Цельнорешетчатыи мета/.
002 О,Об 0,10
Z% по вертикали,проходящей
через ось трубы
Теплообмен в ккал/м2 час в зависимости от разности Т температуры воды,
циркулирующей по трубам, и окружающей, среды, а также в зависимости
от термического сопротивления Z
1 I 	I---------1-------1-----1-----1---1	I---I   I	|--1--1—I—I—I—I—I—U I I I
э	4	5	6	7	В	9	10	11	12	13	14	15 /6 17 1В 19 20 2122232425
Разность средней температуры обогреваемого потолка или охлаждаемого пола и температуры окружающей среды
‘ Теплоотдача Q = 5,7О1'1ккал/м2час
rpiffiu*	Каналы для теплого воздуха 6 перекрытии.
Отопление с обогревом пола. Охлаждение через потолок
Теплообмен в ккал/м2 час в зависимости от разности температур воздуха,
циркулирующего по канолам,и окружающей, среды, а также в зависимости,
от термического сопротивления
Теплообмен в ккал/м2 час
в н----------------1------------н--------1-------1------1-----1----1----1--1---1--•---1--1--1—•—।
2	3	I*	5 б 7	8	9	10	11 12 13	15 16 17 18
Разность средней температуры поверхности обогреваемого пола или охлаждаемого потолка и
температуры окружающей среды
Теплоотдача Q = 3 О1,1 ккал/м2 час
IUK
Потолки с каналами для теплого воздуха
Потолочное отопление Охлаждение через пол
6\------------—I-------—г———t.......и-----1-----н----1---г- - ।-»—I—I—i-ч—н--1—I—I । -i-м
3	4	5 Б 7	8	9 ю 11	12	13 74 15 16 17 1В 19 20 21 22 23 2425
Разность средней температуры обозреваемого потолка или охлаждаемого пола и температуры окружающей среды
Теплоотдача Q~6,7 91,1 к'кал/м2час
Трубы, В полостry покрытия
Расстояние в см между трупами в зависимости от их диаметра, от общее с
требуемого количества тепла в ккал/м? час на 1 м2 пола и потолка и от
разности температур теплоносителя, циркулирующего по трудам , и
воздуха в полостях
Внутренние и наружные диаметры труб в см
50/6 50	0 щ	'49	33/	42	26/ 90-	34	20/	27	15/\ 20-	>1
				25-		
		W-				
60-	50-		35-	30-	25^	
70-	БО'	50-	40-	35'	30-	
80- 90-	70-	S0-	50-	40-	35-	
100-	во-	70-	60-	50-	40-	
	90- 100-	80- so-	70- яп-	60-	50-	
		. Ч- ч	90-	70-	60-	I
200-			100-	80- 90- юо-	70- £0-	
	200-	200-			tju ' 100-	
	1 1		200- 1 1	200-	20а	i I
Расстояние между трубами в см
'бщес количество тепла, требуемого на !м 2пола и потолка в ккал/м Qg
Бетон


(Ь
<§
о
&
о
<ъ
а
*
О
О
с:
Oj
<ъ
СО
С1
0,70 i
£7/7^ I
0.08 J
ирг-
0,06*
0,05'
0,04-
0,03'
0,02
Тру5ы,заделанные в бетон
.0
0,80
0,70
0,60
0,50
OfiO
0,35 i
0,30
0,25-
0,20
0,15
0,01
Гр рин
№10
•'Д
ЭД
:'й
Цельнорешетча-
тый металл
Штуке
е тУР>
Стеновое отопление или охлаждение	' 1
Теплообмен в к нал/м2 час в зависимости от разнрети 1 температуры воды
циркулирующей по трубам^и окружающей среды,ц также в зависимости от
термического сопротивления
Изоляционный
материал I
•i'.-yd
о-'.о0°« РК
о°-° £•**•₽
°® «л • °' R
• 0 О/* ЛоР
о.о О'°
о -♦ О'О D
• О ‘о 'С-О'R
0-0-0 0 О °К
и
50 55 60 85 70 75 ^0 85 9095100 110 120 130 1У01501b(f 180 200
Теплообмен в ккал/мг час
Q I-------------1------------4 --------1------1-------1-----i--	1---1---Н---Г--1-------1-1—1---1--1--1-Н-<
2	3	^	5	6	7	8	3	10	11	12	13	14 15	16 17 18 19 20 2122
^aoHOcr^z средней т-_:‘перату ры поверх наста обогреваемой или охлаждаемой стены а температуры окружающей среде
Теплоотдача Q= 6,6 61,1 ккал/мгчас
графи*	Трубы, заделанные О tjemcuj:	4
Влияние расстояния между трубами диаметром 15/2Гмм. или одной трубы
наружендиаметром Б бмм^ условное расстояние'между трубами
Расстояние между трубами в см
ОВО
0,70
ОБО
9
0,25’
0,20’
0,15
0,40-
0,35-
0,30-
60 SO 40	30	20 10 0
0,15	0.20	0,25 ОрО 035 ОрО ОрО 0,60 0,70 0,80
050---
0.10-
0,08-
0,07-
0,06 -
0,05
0,04-
0,03-
0,02-
0,014—,—г-- г г- i  -г-
0,010020'03 005 0,07003
004 006 008 0,10
по вертикали проходящей через ось трубы
Теплообмен в ккал/м2 час при отоплении
।---------1		1-----1-----1----1----1---1---1--ь—।---1—»
30	40	50	60	70	80	90	100 110 120 130140 150
Теплообмен в ккал/м? час при охлаждении
О ।----------и-------- —и------1-----»----1----1---1---к  -1---1-1—। ♦ * —1—।—нЦ—«-А
3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13 14 15 16 17 18 19 20 21 2Z23Zbt$
Приблизительная разность средней температуры поверхности обогреваемого или охлаждаемого потолка и температуры
окружающей среды	„	,.	„
Теплоотдача Q*5,7 9 • ккал/мг час