Коэффициент снижения объема воздуха в здании. Расчет солнечной радиации в зимнее время. Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций

(определение толщины утепляющего слоя чердачного

перекрытия и покрытия)
А. Исходные данные

Зона влажности – нормальная .

z ht = 229 сут .

Средняя расчетная температура отопительного периода t ht = –5,9 ºС .

Температура холодной пятидневки t ext = –35 °С .

t int = + 21 °С .

Относительная влажность воздуха: = 55 %.

Расчетная температура воздуха в чердаке t int g = +15 С .

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности чердачного перекрытия
= 8,7 Вт/м 2 ·С .

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности чердачного перекрытия
= 12 Вт/м 2 ·°С .

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности покрытия теплого чердака
= 9,9 Вт/м 2 ·°С .

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности покрытия тёплого чердака
= 23 Вт/м 2 ·°С .
Тип здания – 9-этажный жилой дом. Кухни в квартирах оборудованы газовыми плитами. Высота чердачного пространства – 2,0 м. Площади покрытия (кровли) А g . c = 367,0 м 2 , перекрытия теплого чердака А g . f = 367,0 м 2 , наружных стен чердака А g . w = 108,2 м 2 .

В теплом чердаке размещена верхняя разводка труб систем отопления и водоснабжения. Расчетные температуры системы отопления – 95 °С, горячего водоснабжения – 60 °С.

Диаметр труб отопления 50 мм при длине 55 м, труб горячего водоснабжения 25 мм при длине 30 м.
Чердачное перекрытие:

Рис. 6 Расчётная схема

Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.

№	Наименование материала (конструкции)	, кг/м 3	δ, м	,Вт/(м·°С)	R , м 2 ·°С/Вт
1	Плиты жесткие минераловатные на битумных связующих (ГОСТ 4640)	200	Х	0,08	Х
2	Пароизоляция – рубитекс 1 слой (ГОСТ 30547)	600	0,005	0,17	0,0294
3	Железобетонные пустотные плиты ПК (ГОСТ 9561 - 91)		0,22		0,142

Совмещённое покрытие:

Рис. 7 Расчётная схема

Совмещенное покрытие над теплым чердаком состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.

Б. Порядок расчета
Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02–2003 :
D d = (t int – t ht)z ht = (21 + 5,9)·229 = 6160,1.
Нормируемое значение сопротивления теплопередаче покрытия жилого дома по формуле (1) СНиП 23-02–2003 :

R req = a ·D d + b =0,0005·6160,1 + 2,2 = 5,28 м 2 ·С/Вт;
По формуле (29) СП 23-101–2004 определяем требуемое сопротивление теплопередаче перекрытия теплого чердака
, м 2 ·°С /Вт:

,
где
– нормируемое сопротивление теплопередаче покрытия ;

n – коэффициент определяемый по формуле (30) СП 230101–2004,
(21 – 15)/(21 + 35) = 0,107.
По найденным значениям
и n определяем
:
= 5,28·0,107 = 0,56 м 2 ·С /Вт.

Требуемое сопротивление покрытия над теплым чердаком R 0 g . c устанавливаем по формуле (32) СП 23-101–2004:
R 0 g.c = (– t ext)/(0,28 G ven с (t ven – ) + (t int – )/R 0 g.f +
+ (
)/А g.f – (– t ext) а g.w / R 0 g.w ,
где G ven – приведенный (отнесенный к 1 м 2 чердака) расход воздуха в системе вентиляции, определяемый по табл. 6 СП 23-101–2004 и равный 19,5 кг/(м 2 ·ч);

c – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг·°С);

t ven – температура воздуха, выходящего из вентиляционных каналов, °С, принимаемая равной t int + 1,5;

q pi – линейная плотность теплового потока через поверхность теплоизоляции, приходящаяся на 1 м длины трубопровода, принимаемая для труб отопления равной 25, а для труб горячего водоснабжения – 12 Вт/м (табл. 12 СП 23-101–2004).

Приведенные теплопоступления от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения составляют:
()/А g.f = (25·55 + 12·30)/367 = 4,71 Вт/м 2 ;
a g . w – приведенная площадь наружных стен чердака м 2 /м 2 , определяемая по формуле (33) СП 23-101–2004,

= 108,2/367 = 0,295;

– нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен теплого чердака, определяемое через градусо-сутки отопительного периода при температуре внутреннего воздуха в помещении чердака = +15 ºС.

– t ht)·z ht = (15 + 5,9)229 = 4786,1 °C·сут,
м 2 ·°С/Вт
Подставляем найденные значения в формулу и определяем требуемое сопротивление теплопередаче покрытия над теплым чердаком:
(15 + 35)/(0,28·19,2(22,5 – 15) + (21 – 15)/0,56 + 4,71 –
– (15 + 35)·0,295/3,08 = 50/50,94 = 0,98 м 2 ·°С/Вт

Определяем толщину утеплителя в чердачном перекрытии при R 0 g . f = 0,56 м 2 ·°С/Вт:

= (R 0 g . f – 1/– R ж.б – R руб – 1/) ут =
= (0,56 – 1/8,7 – 0,142 –0,029 – 1/12)0,08 = 0,0153 м,
принимаем толщину утеплителя = 40 мм, так как минимальная толщина минераловатных плит 40 мм (ГОСТ 10140), тогда фактическое сопротивление теплопередаче составит

R 0 g . f факт. = 1/8,7 + 0,04/0,08 + 0,029 + 0,142 + 1/12 = 0,869 м 2 ·°С/Вт.
Определяем величину утеплителя в покрытии при R 0 g . c = = 0,98 м 2 ·°С/Вт:
= (R 0 g . c – 1/ – R ж.б – R руб – R ц.п.р – R т – 1/) ут =
= (0,98 – 1/9,9 – 0,017 – 0,029 – 0,022 – 0,035 – 1/23) 0,13 = 0,0953 м,
принимаем толщину утеплителя (газобетонная плита) 100 мм, тогда фактическое значение сопротивления теплопередаче чердачного покрытия будет практически равно расчётному.
В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания
I. Проверяем выполнение условия
для чердачного перекрытия:

= (21 – 15)/(0,869·8,7) = 0,79 °С,
Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003 ∆t n = 3 °С, следовательно, условие ∆t g = 0,79 °С t n =3 °С выполняется.
Проверяем наружные ограждающие конструкции чердака на условия невыпадения конденсата на их внутренних поверхностях, т.е. на выполнение условия
:

– для покрытия над теплым чердаком, приняв
Вт /м 2 ·°С,
15 – [(15 + 35)/(0,98·9,9] =
= 15 – 4,12 = 10,85 °С;
– для наружных стен теплого чердака, приняв
Вт /м 2 ·°С,
15 – [(15 + 35)]/(3,08·8,7) =
= 15 – 1,49 = 13,5 °С.
II. Вычисляем температуру точки росы t d , °С, на чердаке:

– рассчитываем влагосодержание наружного воздуха, г/м 3 , при расчетной температуре t ext:

=
– то же, воздуха теплого чердака, приняв приращение влагосодержания ∆f для домов с газовыми плитами, равным 4,0 г/м 3:
г/м 3 ;
– определяем парциальное давление водяного пара воздуха в теплом чердаке:

По приложению 8 по значению Е = е g находим температуру точки росы t d = 3,05 °С.

Полученные значения температуры точки росы сопоставляем с соответствующими значениями
и
:
=13,5 > t d = 3,05 °С; = 10,88 > t d = 3,05 °С.
Температура точки росы значительно меньше соответствующих температур на внутренних поверхностях наружных ограждений , следовательно, конденсат на внутренних поверхностях покрытия и на стенах чердака выпадать не будет.

Вывод . Горизонтальные и вертикальные ограждения теплого чердака удовлетворяют нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Пример5
Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление 9-этажного односекционного жилого дома (башенного типа)
Размеры типового этажа 9-этажного жилого дома даны на рисунке.

Рис.8 План типового этажа 9-этажного односекционного жилого дома

А. Исходные данные
Место строительства – г. Пермь.

Климатический район – IВ.

Зона влажности – нормальная .

Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Продолжительность отопительного периода z ht = 229 сут .

Средняя температура отопительного периода t ht = –5,9 °С .

Температура внутреннего воздуха t int = +21 °С .

Температура холодной пятидневки наружного воздуха t ext = = –35 °С .

Здание оборудовано «теплым» чердаком и техническим подвалом.

Температура внутреннего воздуха технического подвала = = +2 °С

Высота здания от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты H = 29,7 м.

Высота этажа – 2,8 м.

Максимальная из средних скоростей ветра по румбу за январь v = 5,2 м/с .
Б. Порядок расчета
1. Определение площадей ограждающих конструкций.

Определение площадей ограждающих конструкций базируется на основе плана типового этажа 9-этажного здания и исходных данных раздела А.

Общая площадь пола здания
А h = (42,5 + 42,5 + 42,5 + 57,38)·9 = 1663,9 м 2 .
Жилая площадь квартир и кухонь
А l = (27,76 + 27,76 + 27,76 + 42,54 + 7,12 + 7,12 +
+ 7,12 + 7,12)9 = 1388,7 м 2 .
Площадь перекрытия над техническим подвалом А b .с, чердачного перекрытия А g . f и покрытия над чердаком А g . c
А b .с = А g . f = А g . c = 16·16,2 = 259,2 м 2 .
Общая площадь оконных заполнений и балконных дверей А F при их количестве на этаже:

– оконных заполнений шириной 1,5 м – 6 шт.,

– оконных заполнений шириной 1,2 м – 8 шт.,

– балконных дверей шириной 0,75 м – 4 шт.

Высота окон – 1,2 м; высота балконы дверей – 2,2 м.
А F = [(1,5·6+1,2·8)·1,2+(0,75·4·2,2)]·9 = 260,3 м 2 .
Площадь входных дверей в лестничную клетку при их ширине 1,0 и 1,5 м и высоте 2,05 м
А ed = (1,5 + 1,0)·2,05 = 5,12 м 2 .
Площадь оконных заполнений лестничной клетки при ширине окна 1,2 м и высоте 0,9 м

= (1,2·0,9)·8 = 8,64 м 2 .
Общая площадь наружных дверей квартир при их ширине 0,9 м, высоте 2,05 м и количестве на этаже 4 шт.
А ed = (0,9·2,05·4)·9 = 66,42 м 2 .
Общая площадь наружных стен здания с учетом оконных и дверных проемов

= (16 + 16 + 16,2 + 16,2)·2,8·9 = 1622,88 м 2 .
Общая площадь наружных стен здания без оконных и дверных проемов

А W = 1622,88 – (260,28 + 8,64 + 5,12) = 1348,84 м 2 .
Общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая чердачное перекрытие и перекрытие над техническим подвалом,

= (16 + 16 + 16,2 + 16,2)·2,8·9 + 259,2 + 259,2 = 2141,3 м 2 .
Отапливаемый объем здания

V n = 16·16,2·2,8·9 = 6531,84 м 3 .
2. Определение градусо-суток отопительного периода.

Градусо-сутки определяются по формуле (2) СНиП 23-02–2003 для следующих ограждающих конструкций:

– наружных стен и чердачного перекрытия:

D d 1 = (21 + 5,9)·229 = 6160,1 °С·сут,
– покрытия и наружных стен теплого «чердака»:
D d 2 = (15 + 5,9)·229 = 4786,1 °С·сут,
– перекрытия над техническим подвалом:
D d 3 = (2 + 5,9)·229 = 1809,1 °С·сут.
3. Определение требуемых сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определяем по табл. 4 СНиП 23-02–2003 в зависимости от значений градусо-суток отопительного периода:

– для наружных стен здания
= 0,00035·6160,1 + 1,4 = 3,56 м 2 ·°С/Вт;
– для чердачного перекрытия
= n · = 0,107(0,0005·6160,1 + 2,2) = 0,49 м 2 ,
n =
=
= 0,107;
– для наружных стен чердака
= 0,00035·4786,1 + 1,4 = 3,07 м 2 ·°С/Вт,
– для покрытия над чердаком

=
=
= 0,87 м 2 ·°С/Вт;
– для перекрытия над техническим подвалом

= n b . c ·R reg = 0,34(0,00045·1809,1 + 1,9) = 0,92 м 2 ·°С/Вт,

n b . c =
=
= 0,34;
– для оконных заполнений и балконных дверей с тройным остеклением в деревянных переплетах (приложение Л СП 23-101–2004)

= 0,55 м 2 ·°С/Вт.
4. Определение расхода тепловой энергии на отопление здания.

Для определения расхода тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода необходимо установить:

– общие теплопотери здания через наружные ограждения Q h , МДж;

– бытовые теплопоступления Q int , МДж;

– теплопоступления через окна и балконные двери от солнечной радиации, МДж.

При определении общих теплопотерь здания Q h , МДж, необходимо рассчитать два коэффициента:

– приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания
, Вт/(м 2 ·°С);
L v = 3·A l = 3·1388,7 = 4166,1 м 3 /ч,
где A l – площадь жилых помещений и кухонь, м 2 ;

– определяемую среднюю кратность воздухообмена здания за отопительный период n a , ч –1 , по формуле (Г.8) СНиП 23-02–2003:
n a =
= 0,75 ч –1 .
Принимаем коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждений, B v = 0,85; удельную теплоемкость воздуха c = 1 кДж/кг·°С, и коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях k = 0,7:

=
= 0,45 Вт/(м 2 ·°С).
Значение общего коэффициента теплопередачи здания K m , Вт/(м 2 ·°С), определяем по формуле (Г.4) СНиП 23-02–2003:
K m = 0,59 + 0,45 = 1,04 Вт/(м 2 ·°С).
Рассчитываем общие теплопотери здания за отопительный период Q h , МДж, по формуле (Г.3) СНиП 23-02–2003:
Q h = 0,0864·1,04·6160,1·2141,28 = 1185245,3 МДж.
Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода Q int , МДж, определяем по формуле (Г.11) СНиП 23-02–2003, приняв величину удельных бытовых тепловыделений q int , равной 17 Вт/м 2:
Q int = 0,0864·17·229·1132,4 = 380888,62 МДж.
Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период Q s , МДж, определяем по формуле (Г.11) СНиП 23-02–2003, приняв значения коэффициентов, учитывающих затенение световых проемов непрозрачными элементами заполнения τ F = 0,5 и относительного проникновения солнечной радиации для светопропускающих заполнений окон k F = 0,46.

Среднюю за отопительный период величину солнечной радиации на вертикальные поверхности I ср, Вт/м 2 , принимаем по приложению (Г) СП 23-101–2004 для географической широты расположения г. Перми (56° с.ш.):

I av = 201 Вт/м 2 ,
Q s = 0,5·0,76(100,44·201 + 100,44·201 +
+ 29,7·201 + 29,7·201) = 19880,18 МДж.
Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода , МДж, определяем по формуле (Г.2) СНиП 23-02–2003, приняв численное значение следующих коэффициентов:

– коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций = 0,8;

– коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов для зданий башенного типа = 1,11.
= ·1,11 = 1024940,2 МДж.
Устанавливаем удельный расход тепловой энергии здания
, кДж/(м 2 ·°С·сут), по формуле (Г.1) СНиП 23-02–2003:
=
= 25,47 кДж/(м 2 ·°С·сут).
Согласно данным табл. 9 СНиП 23-02–2003 нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление 9-этажного жилого здания составляет 25 кДж/(м 2 ·°С·сут), что на 1,02 % ниже расчетного удельного расхода тепловой энергии = 25,47 кДж/(м 2 ·°С·сут), поэтому при теплотехническом проектировании ограждающих конструкций необходимо учесть эту разницу.

Описание:

В соответствии с последним СНиП «Тепловая защита зданий» для любого проекта обязательным является раздел «Энергоэффективность». Основная цель раздела – доказать, что удельное теплопотребление на отопление и вентиляцию здания ниже нормативной величины.

Расчет солнечной радиации в зимнее время

Поток суммарной солнечной радиации, приходящей за отопительный период на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, кВт ч/м 2 (МДж/м 2)

Поток суммарной солнечной радиации, приходящей за каждый месяц отопительного периода на горизонтальную и вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, кВт ч/м 2 (МДж/м 2)

В результате проделанной работы получены данные об интенсивности суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, падающей на различно ориентированные вертикальные поверхности для 18 городов России. Эти данные могут быть использованы в реальном проектировании.

Литература

1. СНиП 23–02–2003 «Тепловая защита зданий». – М. : Госстрой России, ФГУП ЦПП, 2004.

2. Научно-прикладной справочник по климату СССР. Ч. 1–6. Вып. 1–34. – СПб. : Гидрометеоиздат, 1989–1998.

3. СП 23–101–2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». – М. : ФГУП ЦПП, 2004.

4. МГСН 2.01–99 «Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодоэлектроснабжению». – М. : ГУП «НИАЦ», 1999.

5. СНиП 23–01–99* «Строительная климатология». – М. : Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003.

6. Строительная климатология: Справочное пособие к СНиП. – М. : Стройиздат, 1990.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс»

Архитектурно-строительный институт

Кафедра: «Городское строительство и хозяйство»

Дисциплина: «Строительная физика»

КУРСОВАЯ РАБОТА

«Тепловая защита зданий»

Выполнил студент: Архарова К.Ю.

• Введение
• Бланк задания
• 1 . Климатическая справка
• 2 . Теплотехнический расчет
• 2.1 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
• 2.2 Расчет ограждающих конструкций "теплых" подвалов
• 2.3 Теплотехнический расчет окон
• 3 . Расчёт удельного расхода тепловой энергии на отопление за отопительный период
• 4 . Теплоусвоение поверхности полов
• 5 . Защита ограждающей конструкции от переувлажнения
• Заключение
• Список использованных источников и литературы
• Приложение А

Введение

Тепловая защита - комплекс мероприятий и технологий по энергосбережению, позволяющий повысить теплоизоляцию зданий различного назначения, уменьшить теплопотери помещений.

Задача обеспечения необходимых теплотехнических качеств наружных ограждающих конструкций решается приданием им требуемых теплоустойчивости и сопротивления теплопередаче.

Сопротивление теплопередаче должно быть достаточно высоким, с тем чтобы в наиболее холодный период года обеспечивать гигиенически допустимые температурные условия на поверхности конструкции, обращенной в помещение. Теплоустойчивость конструкций оценивается их способностью сохранять относительное постоянство температуры в помещениях при периодических колебаниях температуры воздушной среды, граничащей с конструкциями, и потока проходящего через них тепла. Степень теплоустойчивости конструкции в целом в значительной мере определяется физическими свойствами материала, из которого выполнен внешний слой конструкции, воспринимающий резкие колебания температуры.

В данной курсовой работе будет выполнен теплотехнический расчет ограждающей конструкции жилого индивидуального дома, районом строительства которого является г.Архангельск.

Бланк задания

1 Район строительства:

г. Архангельск.

2 Конструкция стены (название конструкционного материала, утеплителя, толщина, плотность):

1-ый слой - полистеролбетон модифицированный на шлако-портланд цементе (=200 кг/м 3 ; ?=0,07 Вт/(м*К); ?=0,36 м)

2-ой слой - экструдированный пенополистерол (=32 кг/м 3 ; ?=0,031 Вт/(м*К); ?=0,22 м)

3-ий слой - перлибетон (=600 кг/м 3 ; ?=0,23 Вт/(м*К); ?=0,32 м

3 Материал теплопроводного включения:

перлибетон (=600 кг/м 3 ; ?=0,23 Вт/(м*К); ?=0,38 м

4 Конструкция пола:

1-й слой - линолеум (=1800 кг/м 3; s=8,56Вт/(м 2 ·°С); ?=0,38Вт/(м 2 ·°С); ?=0,0008 м

2-й слой - цементно-песчаная стяжка(=1800 кг/м 3; s=11,09Вт/(м 2 ·°С); ?=0,93Вт/(м 2 ·°С); ?=0,01 м)

3-й слой - плиты из пенополистирола (=25 кг/м 3; s=0,38Вт/(м 2 ·°С); ?=0,44Вт/(м 2 ·°С); ?=0,11 м)

4-й слой - плита из пенобетона (=400 кг/м 3; s=2,42Вт/(м 2 ·°С); ?=0,15Вт/(м 2 ·°С); ?=0,22 м)

1 . Климатическая справка

Район застройки - г. Архангельск.

Климатический район - II А.

Зона влажности - влажная.

Влажность воздуха в помещении? = 55%;

расчётная температура в помещении =21°С.

Влажностный режим помещения - нормальный.

Условия эксплуатации - Б.

Климатические параметры:

Расчётная температура наружного воздуха (Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92)

Продолжительность отопительного периода (со средней суточной температурой наружного воздуха? 8°С) - =250 сут.;

Средняя температура отопительного периода (со средней суточной температурой наружного воздуха? 8°С) - = - 4,5 °С.

ограждающий теплоусвоение отопление

2 . Теплотехнический расчет

2 .1 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Расчет градусо-суток отопительного периода

ГСОП = (t в - t от) z от, (1.1)

где, - расчётная температура в помещении, °С;

Расчётная температура наружного воздуха, °С;

Продолжительность отопительного периода, сут

ГСОП =(+21+4,5) 250=6125°Ссут

Требуемое сопротивление теплопередаче вычислим по формуле (1.2)

где, a и b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 3 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» для соответствующих групп зданий.

Принимаем: a = 0,00035 ; b=1,4

0,00035 6125 +1,4=3,54м 2 °С/Вт.

Конструкция наружной стены

а) Разрезаем конструкцию плоскостью, параллельной направлению теплового потока (рис.1):

Рисунок 1 - Конструкция наружной стены

Таблица 1 - Параметры материалов наружной стены

Сопротивление теплопередаче R а определим по формуле (1.3):

где, А i - площадь i-го участка, м 2 ;

R i - сопротивление теплопередаче i-го участка, ;

А-сумма площадей всех участков, м 2 .

Сопротивление теплопередаче для однородных участков определим по формуле (1.4):

где, ? - толщина слоя, м;

Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК)

Сопротивление теплопередаче для неоднородных участков вычислим по формуле (1.5):

R= R 1 +R 2 +R 3 +…+R n +R вп, (1.5)

где, R 1 , R 2 , R 3 …R n - сопротивление теплопередаче отдельных слоев конструкции, ;

R вп - сопротивление теплопередаче воздушной прослойки, .

Находим R а по формуле (1.3):

б) Разрезаем конструкцию плоскостью, перпендикулярной направлению теплового потока (рис.2):

Рисунок 2 - Конструкция наружной стены

Сопротивление теплопередаче R б определим по формуле (1.5)

R б = R 1 +R 2 +R 3 +…+R n +R вп, (1.5)

Сопротивление воздухопроницанию для однородных участков определим по формуле (1.4).

Сопротивление воздухопроницанию для неоднородных участков определим по формуле (1.3):

Находим R б по формуле (1.5):

R б =5,14+3,09+1,4= 9,63 .

Условное сопротивление теплопередаче наружной стены определим по формуле (1.6):

где, R а - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, разрезанной параллельно тепловому потоку, ;

R б - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, разрезанной перпендикулярно тепловому потоку, .

Приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены определим по формуле (1.7):

Сопротивление теплообмену на наружной поверхности, определяется по формуле (1.9)

где, коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, = 8,7 ;

где, - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, = 23 ;

Расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции определим по формуле (1.10):

где, п -- коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, принимаем n=1;

расчётная температура в помещении, °С;

расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С;

коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м 2 ·°С).

Температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции определим по формуле (1.11):

2 . 2 Расчет ограждающих конструкций "теплых" подвалов

Требуемое сопротивление теплопередаче части цокольной стены, расположенной выше планировочной отметки грунта принимаем равным приведенному сопротивлению теплопередаче наружной стены:

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций заглубленной части подвала, расположенных ниже уровня земли.

Высота заглубленной части подвала - 2м; ширина подвала - 3,8м

По таблице 13 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» принимаем:

Требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия над "теплым" подвалом считаем по формуле (1.12)

где, требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия, находим по таблице 3 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

где, температура воздуха в подвале, °С;

то же, что и в формуле (1.10);

то же, что и в формуле (1.10)

Примем, равной 21,35 °С:

Температуру воздуха в подвале определим по формуле (1.14):

где, то же, что и в формуле (1.10);

Линейная плотность теплового потока,; ;

Объём воздуха в подвале, ;

Длина трубопровода i-того диаметра, м; ;

Кратность воздухообмена в подвале; ;

Плотность воздуха в подвале,;

с - удельная теплоемкость воздуха,;;

Площадь подвала, ;

Площадь пола и стен подвала, контактирующего с грунтом;

Площадь наружных стен подвала над уровнем земли, .

2 . 3 Теплотехнический расчет окон

Градусо-сутки отопительного периода вычислим по формуле (1.1)

ГСОП =(+21+4,5) 250=6125°Ссут.

Приведенное сопротивление теплопередаче определяем по таблице 3 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» методом интерполяции:

Выбираем окна, исходя из найденного сопротивления теплопередаче R 0:

Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла с твердым селективным покрытием - .

Вывод: Приведенное сопротивление теплопередаче, температурный перепад и температура внутренней поверхности ограждающей конструкции соответствуют требуемым нормам. Следовательно, запроектированная конструкция наружной стены и толщина утеплителя подобраны верно.

В связи с тем, что за ограждающие конструкции в заглубленной части подвала мы приняли конструкцию стен, получили недопустимое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия, что влияет на температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.

3 . Расчёт удельного расхода тепловой энергии на отопление за отопительный период

Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период определим по формуле (2.1):

где, расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, Дж;

Сумма площадей пола квартир или полезной площади помещений здания, за исключением технических этажей и гаражей, м 2

Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода вычислим по формуле (2.2):

где, общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, Дж;

Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, Дж;

Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, Дж;

Коэффициент снижения теплопоступления за счёт тепловой инерции ограждающих конструкций, рекомендуемое значение = 0,8 ;

Коэффициент, учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения, для зданий с отапливаемыми подвалами =1,07;

Общие теплопотери здания, Дж, за отопительный период определяем по формуле (2.3):

где, - общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м 2 ·°С), определяется по формуле (2.4);

Суммарная площадь ограждающих конструкций, м 2 ;

где, - приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания, Вт/(м 2 ·°С);

Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, Вт/(м 2 ·°С).

Приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания определяем по формуле (2.5):

где, площадь, м 2 и приведенное сопротивление теплопередаче, м 2 ·°С/Вт, наружных стен (за исключением проемов);

То же, заполнений светопроемов (окон, витражей, фонарей);

То же, наружных дверей и ворот;

то же, совмещенных покрытий (в том числе над эркерами);

то же, чердачных перекрытий;

то же, цокольных перекрытий;

то же, .

0,306 Вт/(м 2 ·°С);

Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, Вт/(м 2 ·°С), определяем по формуле (2.6):

где, - коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. Принимаем св = 0,85;

Объём отапливаемых помещений;

Коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях, равный для окон и балконных дверей с раздельными переплетами 1;

Средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м 3 , определяемая по формуле (2.7);

Средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, ч 1

Среднюю кратность воздухообмена здания за отопительный период рассчитываем по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле (2.8):

где, -- количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции, м 3 /ч, равное для жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м 2 общей площади и менее на человека) -- 3 А;3 А = 603,93м 2 ;

Площадь жилых помещений; =201,31м 2 ;

Число часов работы механической вентиляции в течение недели, ч; ;

Число часов учета инфильтрации в течение недели, ч;=168;

Количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции, кг/ч;

Количество инфильтрующегося воздуха в лестничную клетку жилого здания через неплотности заполнений проемов определим по формуле (2.9):

где, - соответственно для лестничной клетки суммарная площадь окон и балконных дверей и входных наружных дверей, м 2 ;

соответственно для лестничной клетки требуемое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей и входных наружных дверей, м 2 ·°С/Вт;

Соответственно для лестничной клетки расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха для окон и балконных дверей и входных наружных дверей, Па, определяемая по формуле (2.10):

где, н, в - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м 3 , определяемый по формуле (2.11):

Максимум из средних скоростей ветра по румбам за январь (СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»); =3,4 м/с.

3463/(273 + t), (2.11)

н = 3463/(273 -33)=14,32 Н/м 3 ;

в = 3463/(273+21)= 11,78 Н/м 3 ;

Отсюда находим:

Находим среднюю кратность воздухообмена здания за отопительный период, используя полученные данные:

0,06041 ч 1 .

На основе полученных данных считаем по формуле (2.6):

0,020 Вт/(м 2 ·°С).

Используя данные, полученные в формулах (2.5) и (2.6), находим общий коэффициент теплопередачи здания:

0,306+0,020= 0,326 Вт/(м 2 ·°С).

Рассчитываем общие теплопотери здания по формуле (2.3):

0,08640,326317,78=Дж.

Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода, Дж, определяем по формуле (2.12):

где, величина бытовых тепловыделений на 1 м 2 площади жилых помещений или расчетной площади общественного здания, Вт/м 2 , принимаем;

площадь жилых помещений; =201,31м 2 ;

Теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, Дж, для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям, определим по формуле (2.13):

где, - коэффициенты, учитывающие затемнение светового проёма непрозрачными элементами; для однокамерного стеклопакета из обычного стекла с твердым селективным покрытием - 0,8;

Коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений; для однокамерного стеклопакета из обычного стекла с твердым селективным покрытием- 0,57;

Площадь светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по четырем направлениям, м 2 ;

Средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, Дж/(м 2 , определяем по таблице 9.1 СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;

Отопительный сезон:

январь, февраль, март, апрель, май, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь.

Принимаем для города Архангельск широту 64°с.ш.

С: А 1 =2,25м 2 ; I 1 =(31+49)/9=8,89 Дж/(м 2 ;

I 2 =(138+157+192+155+138+162+170+151+192)/9=161,67Дж/(м 2 ;

В: А 3 =8,58; I 3 =(11+35+78+135+153+96+49+22+12)/9=66 Дж/(м 2 ;

З: А 4 =8,58; I 4 =(11+35+78+135+153+96+49+22+12)/9=66 Дж/(м 2 .

Используя данные, полученные при расчете формул (2.3), (2.12) и (2.13) находим расход тепловой энергии на отопление здания по формуле (2.2):

По формуле (2.1) рассчитываем удельный расход тепловой энергии на отопление:

КДж/(м 2 ·°С·сут).

Вывод: удельный расход тепловой энергии на отопление здание не соответствует нормируемому расходу, определяемому по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» и равному 38,7 кДж/(м 2 ·°С·сут).

4 . Теплоусвоение поверхности полов

Тепловая инерция слоев конструкции пола

Рисунок 3 - Схема пола

Таблица 2 - Параметры материалов пола

Тепловую инерцию слоев конструкции пола вычислим по формуле (3.1):

где, s - коэффициент теплоусвоения, Вт/(м 2 ·°С);

Термическое сопротивление, определяемое по формуле (1.3)

Расчетный показатель теплоусвоения поверхности пола.

Первые 3 слоя конструкции пола имеют суммарную тепловую инерцию но тепловая инерция 4 слоев.

Следовательно, показатель теплоусвоения поверхности пола определим последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с 3-го до 1-го:

для 3-го слоя по формуле (3.2)

для i-го слоя (i=1,2) по формуле (3.3)

Вт/(м 2 ·°С);

Вт/(м 2 ·°С);

Вт/(м 2 ·°С);

Показатель теплоусвоения поверхности пола принимаем равным показателю теплоусвоения поверхности первого слоя:

Вт/(м 2 ·°С);

Нормируемое значение показателя теплоусвоения определяем по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»:

12 Вт/(м 2 ·°С);

Вывод: расчетный показатель теплоусвоения поверхности пола соответствует нормируемому значению.

5 . Защита ограждающей конструкции от переувлажнения

Климатические параметры:

Таблица 3 - Значения среднемесячных температур и давления водяных паров наружного воздуха

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха за годовой период

Рисунок 4 - Конструкция наружной стены

Таблица 4 - Параметры материалов наружной стены

Сопротивление паропроницанию слоев конструкции находим по формуле:

где, - толщина слоя, м;

Коэффициент паропроницаемости, мг/(мчПа)

Определяем сопротивления паропроницанию слоев конструкции от наружной и внутренней поверхностей до плоскости возможной конденсации (плоскость возможной конденсации совпадает с наружной поверхностью утеплителя):

Сопротивление теплопередаче слоев стены от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации определим по формуле (4.2):

где, - сопротивление теплообмену на внутренней поверхности, определяется по формуле (1.8)

Продолжительность сезонов и среднемесячные температуры:

зима (январь, февраль, март, декабрь) :

лето (май, июнь, июль, август, сентябрь) :

весна, осень (апрель, октябрь, ноябрь):

где, приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены, ;

расчётная температура в помещении, .

Находим соответствующее значение упругости водяного пара:

Среднее значение упругости водяного пара за год найдем по формуле (4.4):

где, Е 1 , Е 2 , Е 3 - значения упругости водяного пара по сезонам, Па;

продолжительность сезонов, мес.

Парциальное давление пара внутреннего воздуха определим по формуле (4.5):

где, парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре внутреннего воздуха помещения; для 21: 2488 Па;

относительная влажность внутреннего воздуха, %

Требуемое сопротивление паропроницанию находим по формуле (4.6):

где, среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха за годовой период, Па; принимаем = 6,4 гПа

Из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации проверяем условие:

Находим упругость водяного пара наружного воздуха за период с отрицательными среднемесячными температурами:

Находим среднюю температуру наружного воздуха за период с отрицательными среднемесячными температурами:

Значение температуры в плоскости возможной конденсации определим по формуле (4.3):

Этой температуре соответствует

Требуемое сопротивление паропроницанию определим по формуле (4.7):

где, продолжительность периода влагонакопления, сут, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами; принимаем =176 сут;

плотность материала увлажняемого слоя, кг/м 3 ;

толщина увлажняемого слоя, м;

предельно допустимое приращение влажности в материале увлажняемого слоя, % по массе, за период влагонакопления, принимаемое по таблице 10 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»; принимаем для пенополистирола =25%;

коэффициент, определяемый по формуле (4.8):

где, среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха за период с отрицательными среднемесячными температурами, Па;

то же, что и в формуле (4.7)

Отсюда считаем по формуле (4.7):

Из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха проверяем условие:

Вывод: в связи с выполнением условия ограничения количества влаги в ограждающей конструкции за период влагонакопления дополнительное устройство пароизоляции не требуется.

Заключение

От теплотехнических качеств наружных ограждений зданий зависят: благоприятный микроклимат зданий, то есть обеспечение температуры и влажности воздуха в помещении не ниже нормативных требований; количество тепла, теряемого зданием в зимнее время; температура внутренней поверхности ограждения, гарантирующая от образования на ней конденсата; влажностный режим конструктивного решения ограждения, влияющий на его теплозащитные качества и долговечность.

Задача обеспечения необходимых теплотехнических качеств наружных ограждающих конструкций решается приданием им требуемых теплоустойчивости и сопротивления теплопередаче. Допустимая проницаемость конструкций ограничивается заданным сопротивлением воздухопроницанию. Нормальное влажностное состояние конструкций достигается уменьшением начального влагосодержания материала и устройством влагоизоляции, а в слоистых конструкциях, кроме того, - целесообразным расположением конструктивных слоев, выполненных из материалов с различными свойствами.

В ходе проведения курсового проекта были проведены расчеты, связанные с тепловой защитой зданий, которые были выполнены в соответствии со сводами правил.

Список использованных источников и литературы

1. СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий (Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003) [Текст] /Минрегион России.- М.: 2012. - 96 с.

2. СП 131.13330.2012. Строительная климатология (Актуализированная версия СНиП 23-01-99*)[Текст] /Минрегион России.- М.: 2012. - 109 с.

3. Куприянов В.Н. Проектирование теплозащиты ограждающих конструкций: Учебное пособие[Текст]. - Казань: КГАСУ, 2011. - 161 с..

4. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий [Текст]. - М. : ФГУП ЦПП, 2004.

5. Т.И. Абашева. Альбом технических решений по повышению тепловой защиты зданий, утеплению конструктивных узлов при проведении капитального ремонта жилищного фонда [Текст]/ Т.И. Абашева, Л.В. Булгакова. Н.М. Вавуло и др. М.: 1996. - 46 стр.

Приложение А

Энергетический паспорт здания

Общая информация

Расчетные условия

Функциональное назначение, тип и конструктивное решение здания

Геометрические и теплоэнергетические показатели

Коэффициенты

Комплексные показатели

Подобные документы

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, наружной стены, чердачного и подвального перекрытия, окон. Расчёт теплопотерь и системы отопления. Тепловой расчет нагревательных приборов. Индивидуальный тепловой пункт системы отопления и вентиляции.

курсовая работа , добавлен 12.07.2011


Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, исходя из зимних условий эксплуатации. Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций здания. Расчет влажностного режима (графоаналитический метод Фокина-Власова). Определение отапливаемых площадей здания.

методичка , добавлен 11.01.2011


Тепловая защита и теплоизоляция строительных конструкций зданий и сооружений, их значение в современном строительстве. Получение теплотехнические свойства многослойной ограждающей конструкции на физической и компьютерной моделях в программе "Ansys".

дипломная работа , добавлен 20.03.2017


Отопление жилого пятиэтажного здания с плоской кровлей и с не отапливаемом подвалом в городе Иркутске. Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. Тепловой расчет нагревательных приборов.

курсовая работа , добавлен 06.02.2009


Тепловой режим здания. Расчетные параметры наружного и внутреннего воздуха. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. Определение градусо-суток отопительного периода и условий эксплуатации ограждающих конструкций. Расчет системы отопления.

курсовая работа , добавлен 15.10.2013


Теплотехнический расчет наружных стен, чердачного перекрытия, перекрытий над неотапливаемыми подвалами. Проверка конструкции наружной стены в части наружного угла. Воздушный режим эксплуатации наружных ограждений. Теплоусвоение поверхности полов.

курсовая работа , добавлен 14.11.2014


Подбор конструкции окон и наружных дверей. Расчет теплопотерь помещениями и зданием. Определение теплоизоляционных материалов, необходимых для обеспечения благоприятных условий, при климатических изменениях с помощью расчета ограждающих конструкций.

курсовая работа , добавлен 22.01.2010


Тепловой режим здания, параметры наружного и внутреннего воздуха. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, тепловой баланс помещений. Выбор систем отопления и вентиляции, типа нагревательных приборов. Гидравлический расчет системы отопления.

курсовая работа , добавлен 15.10.2013


Требования к строительным конструкциям внешних ограждений отапливаемых жилых и общественных зданий. Тепловые потери помещения. Выбор тепловой изоляции для стен. Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций. Расчет и выбор отопительных приборов.

курсовая работа , добавлен 06.03.2010


Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций, теплопотерь здания, нагревательных приборов. Гидравлический расчет системы отопления здания. Выполнение расчета тепловых нагрузок жилого дома. Требования к системам отопления и их эксплуатация.

Теплотехнический расчет технического подполья

Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций

Площади наружных ограждающих конструкций, отапливаемые площадь и объем здания, необходимые для расчета энергетического паспорта, и теплотехнические характеристики ограждающих конструкций здания определяются согласно принятым проектным решениям в соответствии с рекомендациями СНиП 23-02 и ТСН 23 – 329 – 2002.

Сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций определяются в зависимости от количества и материалов слоев, а также физических свойств строительных материалов по рекомендациям СНиП 23-02 и ТСН 23 – 329 – 2002.

1.2.1 Наружные стены здания

Наружные стены в жилом доме применены трех типов.

Первый тип - кирпичная кладка с поэтажным опиранием толщиной 120 мм, утепленная полистиролбетоном толщиной 280 мм, с облицовочным слоем из силикатного кирпича. Второй тип – железобетонная панель 200 мм, утепленная полистиролбетоном толщиной 280 мм, с облицовочным слоем из силикатного кирпича. Третий тип см. рис.1. Теплотехнический расчет приведен для двух типов стен соответственно.

1). Состав слоев наружной стены здания: защитное покрытие - цементно-известковый раствор толщиной 30 мм, λ = 0,84 Вт/(м× о С). Внешний слой 120 мм – из силикатного кирпича М 100 с маркой по морозостойкости F 50, λ = 0,76 Вт/(м× о С); заполнение 280 мм – утеплитель – полистиролбетон D200, ГОСТ Р 51263-99, λ = 0,075 Вт/(м× о С); внутренний слой 120 мм - из силикатного кирпича, М 100, λ = 0,76 Вт/(м× о С). Внутренние стены оштукатурены известково-песчаным раствором М 75 толщиной 15мм, λ=0,84 Вт/(м× о С).

R w = 1/8,7+0,030/0,84+0,120/0,76+0,280/0,075+0,120/0,76+0,015/0,84+1/23 = 4,26 м 2 × о С/Вт.

Сопротивление теплопередаче стен здания, при площади фасадов
A w = 4989,6 м 2 , равно: 4,26 м 2 × о С/Вт.

Коэффициент теплотехнической однородности наружных стен r, определяется по формуле 12 СП 23-101:

a i – ширина теплопроводного включения, a i = 0,120 м;

L i – длина теплопроводного включения, L i = 197,6 м (периметр здания);

k i – коэффициент, зависящий от теплопроводного включения, определяемый по прил. Н СП 23-101:

k i = 1,01 для теплопроводного включения при отношениях λ m /λ = 2,3 и a/b = 0,23.

Тогда приведенное сопротивление теплопередаче стен здания равно: 0,83 × 4,26 = 3,54 м 2 × о С/Вт.

2). Состав слоев наружной стены здания: защитное покрытие - цементно-известковый раствор М 75 толщиной 30 мм, λ = 0,84 Вт/(м× о С). Внешний слой 120 мм – из силикатного кирпича М 100 с маркой по морозостойкости F 50, λ = 0,76 Вт/(м× о С); заполнение 280 мм – утеплитель – полистиролбетон D200, ГОСТ Р 51263-99, λ = 0,075 Вт/(м× о С); внутренний слой 200 мм – железобетонная стеновая панель, λ= 2,04Вт/(м× о С).

Сопротивление теплопередаче стены равно:

R w = 1/8,7+0,030/0,84+0,120/0,76+0,280/0,075+
+0, 20/2,04+1/23 = 4,2 м 2 × о С/Вт.

Поскольку стены здания имеют однородную многослойную структуру, то коэффициент теплотехнической однородности наружных стен принят r = 0,7.

Тогда приведенное сопротивление теплопередаче стен здания равно: 0,7 × 4,2 = 2,9 м 2 × о С/Вт.

Тип здания - рядовая секция 9-этажного жилого дома при наличии нижней разводки труб систем отопления и горячего водоснабжения.

А b = 342 м 2 .

площадь пола тех. подполья - 342 м 2 .

Площадь наружных стен над уровнем земли А b , w = 60,5 м 2 .

Расчетные температуры системы отопления нижней разводки 95 °С, горячего водоснабжения 60 °С. Длина трубопроводов системы отопления с нижней разводкой 80 м. Длина трубопроводов горячего водоснабжения составила 30 м. Газораспределительных труб в тех. подполье нет, поэтому кратность воздухообмена в тех. подполье I = 0,5 ч -1 .

t int = 20 °С.

Площадь цокольного перекрытия (над тех. подпольем) - 1024,95 м 2 .

Ширина подвала – 17.6 м. Высота наружной стены тех. подполья, заглубленной в грунт, - 1,6 м. Суммарная длина l поперечного сечения ограждений тех. подполья, заглубленных в грунт,

l = 17.6 + 2×1,6 = 20,8 м.

Температура воздуха в помещениях первого этажа t int = 20 °С.

Сопротивление теплопередаче наружных стен тех. подполья над уровнем земли принимают согласно СП 23-101 п. 9.3.2. равным сопротивлению теплопередаче наружных стен R o b . w = 3,03 м 2 ×°С/Вт.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций заглубленной части тех. подполья определим согласно СП 23-101 п. 9.3.3. как для не утепленных полов на грунте в случае, когда материалы пола и стены имеют расчетные коэффициенты теплопроводности λ≥ 1,2 Вт/(м о С). Приведенное сопротивление теплопередаче ограждений тех. подполья, заглубленных в грунт определено по таблице 13 СП 23-101 и составило R o rs = 4,52 м 2 ×°С/Вт.

Стены подвала состоят из: стенового блока, толщиной 600 мм, λ = 2,04 Вт/(м× о С).

Определим температуру воздуха в тех. подполье t int b

Для расчета используем данные таблицы 12 [СП 23-101]. При температуре воздуха в тех. подполье 2 °С плотность теплового потока от трубопроводов возрастет по сравнению с значениями, приведенными в таблице 12, на величину коэффициента, полученного из уравнения 34 [СП 23-101]: для трубопроводов системы отопления - на коэффициент [(95 - 2)/(95 - 18)] 1,283 = 1,41; для трубопроводов горячего водоснабжения - [(60 - 2)/(60 - 18) 1,283 = 1,51. Тогда рассчитаем значение температуры t int b из уравнения теплового баланса при назначенной температуре подполья 2 °С

t int b = (20×342/1,55 + (1,41 25 80 + 1,51 14,9 30) - 0,28×823×0,5×1,2×26 - 26×430/4,52 - 26×60,5/3,03)/

/(342/1,55 + 0,28×823×0,5×1,2 + 430/4,52 +60,5/3,03) = 1316/473 = 2,78 °С.

Тепловой поток через цокольное перекрытие составил

q b . c = (20 – 2,78)/1,55 = 11,1 Вт/м 2 .

Таким образом, в тех. подполье эквивалентная нормам тепловая защита обеспечивается не только ограждениями (стенами и полом), но и за счет теплоты от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения.

1.2.3 Перекрытие над тех. подпольем

Ограждение имеет площадь A f = 1024,95 м 2 .

Конструктивно перекрытие выполнено следующим образом.

2,04 Вт/(м× о С). Цементно-песчаная стяжка толщиной 20 мм, λ =
0,84 Вт/(м× о С). Утеплитель экструдированный пенополистирол «Руфмат», ρ о =32 кг/м 3 , λ = 0,029 Вт/(м× о С), толщиной 60 мм по ГОСТ 16381. Воздушная прослойка, λ = 0,005 Вт/(м× о С), толщиной 10 мм. Доски для покрытия полов, λ = 0,18 Вт/(м× о С), толщиной 20 мм по ГОСТ 8242.

R f = 1/8,7+0,22/2,04+0,020/0,84+0,060/0,029+

0,010/0,005+0,020/0,180+1/17 = 4,35 м 2 × о С/Вт.

Согласно п.9.3.4 СП 23-101 определим значение требуемого сопротивления теплопередаче цокольного перекрытия над техподпольем Rс по формуле

R o = nR req ,

где n - коэффициент, определяемый при принятой минимальной температуре воздуха в подполье t int b = 2°С.

n = (t int - t int b )/(t int - t ext ) = (20 - 2)/(20 + 26) = 0,39.

Тогда R с = 0,39×4,35 = 1,74 м 2 ×°С/Вт.

Проверим, удовлетворяет ли теплозащита перекрытия над техподпольем требованию нормативного перепада Dt n = 2 °С для пола первого этажа.

По формуле (3) СНиП 23 - 02 определим минимально допустимое сопротивление теплопередаче

R o min = (20 - 2)/(2×8,7) = 1,03 м 2 ×°С/Вт < R с = 1,74 м 2 ×°С/Вт.

1.2.4 Перекрытие чердачное

Площадь перекрытия A c = 1024,95 м 2 .

Железобетонная плита перекрытия, толщиной 220 мм, λ =
2,04 Вт/(м× о С). Утеплитель минплита ЗАО «Минеральная вата», r =140-
175 кг/м 3 , λ = 0,046 Вт/(м× о С), толщиной 200 мм по ГОСТ 4640. Сверху покрытие имеет цементно-песчаную стяжку толщиной 40 мм, λ = 0,84 Вт/(м× о С).

Тогда сопротивление теплопередаче равно:

R c = 1/8,7+0,22/2,04+0,200/0,046+0,04/0,84+1/23=4,66 м 2 × о С/Вт.

1.2.5 Покрытие чердачное

Железобетонная плита перекрытия, толщиной 220 мм, λ =
2,04 Вт/(м× о С). Утеплитель гравий керамзитовый, r =600 кг/м 3 , λ =
0,190 Вт/(м× о С), толщиной 150 мм по ГОСТ 9757; минплита ЗАО «Минеральная вата», 140-175 кг/м3, λ = 0,046 Вт/(м×оС), толщиной 120 мм по ГОСТ 4640. Сверху покрытие имеет цементно-песчаную стяжку толщиной 40 мм, λ = 0,84 Вт/(м× о С).

Тогда сопротивление теплопередаче равно:

R c = 1/8,7+0,22/2,04+0,150/0,190+0,12/0,046+0,04/0,84+1/17=3,37 м 2 × о С/Вт.

1.2.6 Окна

В современных светопрозрачных конструкциях теплозащитных окон используются двухкамерные стеклопакеты, а для выполнения оконных коробок и створок, в основном, ПВХ профили или их комбинации. При изготовлении стеклопакетов с применением флоат – стекла окна обеспечивают расчетное приведенное сопротивление теплопередаче не более 0,56 м 2 × о С/Вт., что соответствует нормативным требованиям при проведении их сертификации.

Площадь оконных проемов A F = 1002,24 м 2 .

Сопротивление теплопередаче окна принимаем R F = 0,56 м 2 × о С/Вт.

1.2.7 Приведенный коэффициент теплопередачи

Приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания, Вт/(м 2 ×°С), определяется по формуле 3.10 [ТСН 23 – 329 – 2002] с учетом принятых в проекте конструкций:

1,13(4989,6 / 2,9+1002,24 / 0,56+1024,95 / 4,66+1024,95 / 4,35) / 8056,9 = 0,54 Вт/(м 2 ×°С).

1.2.8 Условный коэффициент теплопередачи

Условный коэффициент теплопередачи здания , учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, Вт/(м 2 ×°С), определяется по формуле Г.6 [СНиП 23 - 02] с учетом принятых в проекте конструкций:

где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг×°С);

β ν – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, равный β ν = 0,85.

0,28×1×0,472×0,85×25026,57×1,305×0,9/8056,9 = 0,41 Вт/(м 2 ×°С).

Средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период рассчитывается по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле

n a = [(3×1714,32) × 168/168+(95×0,9×

×168)/(168×1,305)] / (0,85×12984) = 0,479 ч -1 .

– количество инфильтрующегося воздуха, кг/ч, поступающего в здание через ограждающие конструкции в течение суток отопительного периода, определяется по формуле Г.9 [СНиП 23-02-2003]:

19,68/0,53×(35,981/10) 2/3 + (2,1×1,31)/0,53×(56,55/10) 1/2 = 95 кг/ч.

– соответственно для лестничной клетки расчетная разность давлений наружного и внутреннего воздуха для окон и балконных дверей и входных наружных дверей, определяют по формуле 13 [СНиП 23-02-2003] для окон и балконных дверей с заменой в ней величины 0,55 на 0,28 и с вычислением удельного веса по формуле 14 [СНиП 23-02-2003] при соответствующей температуре воздуха, Па.

∆р е d = 0,55×Η ×(γ ext - γ int ) + 0,03× γ ext ×ν 2 .

где Η = 30,4 м– высота здания;

– удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м 3 .

γ ext = 3463/(273-26) = 14,02 Н/м 3 ,

γ int = 3463/(273+21) = 11,78 Н/м 3 .

∆р F = 0,28×30,4×(14,02-11,78)+0,03×14,02×5,9 2 = 35,98 Па.

∆р ed = 0,55×30,4×(14,02-11,78)+0,03×14,02×5,9 2 = 56,55 Па.

– средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м 3 , ,

353/ = 1,31 кг/м 3 .

V h = 25026,57 м 3 .

1.2.9 Общий коэффициент теплопередачи

Условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, Вт/(м 2 ×°С), определяется по формуле Г.6 [СНиП 23-02-2003] с учетом принятых в проекте конструкций:

0,54 + 0,41 = 0,95 Вт/(м 2 ×°С).

1.2.10 Сравнение нормируемых и приведенных сопротивлений теплопередачи

В результате проведенных расчетов сравниваются в табл. 2 нормируемые и приведенные сопротивления теплопередаче.

Таблица 2 – Нормируемое R reg и приведенные R r o сопротивления теплопередаче ограждений здания

1.2.11 Защита от переувлажнения ограждающих конструкций

Температура внутренней поверхности ограждающих конструкций должна быть больше температуры точки росы t d =11,6 о С (3 о С – для окон).

Температуру внутренней поверхности ограждающих конструкций τ int , рассчитывается по формуле Я.2.6 [СП 23-101]:

τ int = t int -(t int -t ext )/(R r ×α int ),

для стен здания:

τ int =20-(20+26)/(3,37×8,7)=19,4 о С > t d =11,6 о С;

для перекрытия технического этажа:

τ int =2-(2+26)/(4,35×8,7)=1,3 о С < t d =1,5 о С, (φ=75%);

для окон:

τ int =20-(20+26)/(0,56×8,0)=9,9 о С > t d =3 о С.

Температура выпадения конденсата на внутренней поверхности конструкции определялась по I-d диаграмме влажного воздуха.

Температуры внутренних конструкционных поверхностей удовлетворяют условиям недопущения конденсации влаги, за исключением конструкций перекрытия технического этажа.

1.2.12 Объемно-планировочные характеристики здания

Объемно-планировочные характеристики здания устанавливаются согласно СНиП 23-02.

Коэффициент остекленности фасадов здания f :

f = A F /A W + F = 1002,24 / 5992 = 0,17

Показатель компактности здания , 1/м:

8056,9 / 25026,57 = 0,32 м -1 .

1.3.3 Расход тепловой энергии на отопление здания

Расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период Q h y , МДж, определяем по формуле Г.2 [СНиП 23 - 02]:

0,8 – коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций (рекомендуемый);

1,11 – коэффициент, учитывающий допол­нительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через не отапливаемые помещения.

Общие теплопотери здания Q h , МДж, за отопительный период определяются по формуле Г.3 [СНиП 23 - 02]:

Q h = 0,0864×0,95×4858,5×8056,9 = 3212976 МДж.

Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода Q int , МДж, определяются по формуле Г.10 [СНиП 23 - 02]:

где q int = 10 Вт/м 2 – величина бытовых тепловыделений на 1 м 2 площади жилых помещений или расчетной площади общественного здания.

Q int = 0,0864×10×205×3940= 697853 МДж.

Теплопоступления через окна от солнечной радиации в течение отопительного периода Q s , МДж, определяются по формуле 3.10 [ТСН 23 – 329 - 2002]:

Q s =τ F ×k F × ( A F 1 ×I 1 +A F 2 ×I 2 +A F 3 ×I 3 +A F 4 ×I 4 )+τ scy ×k scy ×A scy ×I hor ,

Q s = 0,76×0,78×(425,25×587+25,15×1339+486×1176+66×1176)= 552756 МДж.

Q h y = ×1,11 = 2 566917 МДж.

1.3.4 Расчетный удельный расход тепловой энергии

Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, кДж/(м 2 × о С×сут), определяется по формуле
Г.1 :

10 3 ×2 566917 /(7258×4858,5) = 72,8 кДж/(м 2 × о С×сут)

Согласно табл. 3.6 б [ТСН 23 – 329 – 2002] нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление девяти -этажного жилого здания 80кДж/(м 2 × о С×сут) или 29 кДж/(м 3 × о С×сут).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проекте 9-этажного жилого дома были использованы специальные приемы повышения энергоэффективности здания такие как:

¾ применено конструктивное решение, позволяющее не только осуществлять быстрое возведение объекта, но и использовать в наружной ограждающей конструкции различные конструкционно – изоляционные материалы и архитектурные формы по желанию заказчика и с учетом существующих возможностей стройиндустрии области,

¾ в проекте выполняется теплоизоляция трубопроводов отопления и горячего водоснабжения,

¾ применены современные теплоизоляционные материалы, в частности, полистиролбетон D200, ГОСТ Р 51263-99,

¾ в современных светопрозрачных конструкциях теплозащитных окон используются двухкамерные стеклопакеты, а для выполнения оконных коробок и створок, в основном, ПВХ профили или их комбинации. При изготовлении стеклопакетов с применением флоат – стекла окна обеспечивают расчетное приведенное сопротивление теплопередаче 0,56 Вт/(м×оС).

Энергетическая эффективность проектируемого жилого дома определяется по следующим основным критериям:

¾ удельный расход тепловой энергии на отопление в течение отопительного периода q h des ,кДж/(м 2 ×°С×сут) [кДж/(м 3 ×°С×сут)];

¾ показатель компактности здания k e ,1/м;

¾ коэффициент остекленности фасада здания f .

В результате проведенных расчетов можно сделать следующие выводы:

1. Ограждающие конструкции 9-этажного жилого здания соответствуют требованиям СНиП 23-02 по энергетической эффективности.

2. Здание рассчитано на поддержание оптимальных температуры и влажности воздуха с обеспечением наименьших затрат на энергопотребление.

3. Вычисленный показатель компактности здания k e = 0,32 равен нормативному.

4. Коэффициент остекленности фасада здания f=0.17 близок к нормативному значению f=0.18.

5. Степень уменьшения расхода тепловой энергии на отопление здания от нормативного значения составила минус 9 %. Данное значение параметра соответствует нормальному классу теплоэнергетической эффективности здания согласно табл.3 СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ ЗДАНИЯ