Проектирование тепловой защиты зданий

Размещено на http://allbest.ru

Размещено на http://allbest.ru

МИНОБРНАУКИ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

Кафедра городского, дорожного строительства и строительной механики

Самостоятельная работа на тему:

Проектирование тепловой защиты зданий

Выполнил: Шилякова Л.С.

Проверил: Толмачева Т.А.

Курск 2014 г.



Введение

Исходные данные: 4-этажный жилой дом, стены кирпичные, толщиной в 2 кирпича. Кровля плоская. Под всем зданием имеется не отапливаемый подвал. Размер проема окна 2100*1500 мм. Количество секций-3. Высота этажа в свету-3м. Высота подвала в свету-2,5м. Город-Омск.

Рис.1. План типового этажа.

Определение уровня тепловой защиты определяется согласно разделу 6 СП 23-101-2004, а в соответствии со СНиПом 23-02-2003- состав ограждающих конструкций, в соответствии с разделом 9- утепление полов подвальных и чердачных перекрытий в соответствии с разделом 14 СП 23-101-2004. Выбор светопрозрачных конструкций определяется в соответствии с разделом 12 СП 23-101-2004.

Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление жилых и общественных зданий- раздел 5 СНиП 23-02-2003.



1. Определение нормируемых требуемых параметров сопротивления теплопередаче и микроклимата помещений

Согласно разделу 6 определим в качестве сочетания необходимых параметров для проектирования тепловой защиты здания показателя группы «б» и «в».

Для начала определим градусы-сутки отопительного периода.

Д_d =(t_int -t_ht)*Z_ht

Д_d =20-(-3,2)*275=6380°C

где t_int-расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания

t_ht-средняя температура наружного воздуха в холодный период года

Z_ht-продолжительность суток отопительного периода

Таблица 1. Оптимальные значения параметров микроклимата

№	Нормируемый параметр	Жилые комнаты
1	2	3
1	Температура воздуха, °С	20-22
2	Результирующая температура, °С	19-20
3	Относительная влажность, %	30-45
4	Скорость движения воздуха, м/с	0,15

Далее выбираем условия эксплуатации ограждающих конструкций. Для начала определим зону влажности и расположение города (Прил. В СНиП). Определяем нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций:

R_req=a*Д_d+b,



где а и b- коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 СНиП, кроме графы 6.

Таблица 2. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

№	Вид ограждающей конструкции	Rreq	Дtn	td
1	2	3	4	5
1	Стены	0,00035*6380+1,4=3,79	4	10.7
2	Перекрытия	0,00045*6380+1,9=4,48	3
3	Окна	0,000075*6380+0,3=0,642	-

Дtn-нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой поверхности ограждающих конструкций. (табл. 5 СНиП)

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Определим фактическое значение сопротивления (R_o ) стены, которая выполнена из красного глиняного кирпича. Согласно заданию, толщина стены 640мм. Конструкция наружных стен должна удовлетворять условию:

R_o ? R_req

R_o=+++…+ +

где d_n- толщина п-го слоя конструкции стены.

б_int- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции. б_ext- коэффициент теплоотдачи поверхности ограждающей конструкции для условия холодного периода.

n- расчетный коэффициент теплопроводности п-го слоя.



1 слой. Кирпичная стена. d1=510мм, л1=0,56

2 слой. Штукатурка. d2=20мм, л2=0,52

R_o=+++ =1,34<3,79

Конструкция нуждается в утеплении. Определим толщину утеплителя реконструированной стены.

1 слой. Штукатурка. d1=20мм, л1=0,52

2 слой. Утеплитель (жесткие минераловатные плиты). d2=?, л2=0,038

3 слой. Кирпичная стена. d3=640мм, л3=0,56

4 слой. Штукатурка. d4=20мм, л4=0,52

3,79=+++ ++=1,37+

d2=0,092м

Принимаем толщину утеплителя 100 мм.

R_o=+++ ++ =4>2,59,

конструкция удовлетворяет требованиям.

Дt₀=

n-коэф., учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху.

text- расчетная температура наружного воздуха в холодный период года для всех зданий, кроме производ. зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, принимаемой равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Дt0==1,6°C< Дtn=4°C

Условие выполнено

Расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин.

Определим температуру точки росы

si=tint-

_si=20-1,6=18,4°C>0.7°C, следовательно условие выполнено.

Определим фактическое значение сопротивления (R_o ) перекрытия над подвалом.



1слой. Керамическая плитка. d1=5мм, л1=1,5

2 слой. Цементно-песчаный раствор. d2=12мм, л2=0,58

3 слой. Многопустотная плита. d3=220мм, л3=0,162

4слой. Штукатурка. d4=20мм, л4=0,52

R_o=+++ ++=1,7<3,43

Конструкция нуждается в утеплении.

1слой. Керамическая плитка. d1=5мм, л1=1,5

2 слой. Цементно-песчаный раствор. d2=12мм, л2=0,58

3 слой. Многопустотная плита. d3=220мм, л3=0,162

4слой. Утеплитель (жесткие минераловатные плиты). d4=?, л4=0,038

5слой. Штукатурка. d5=20мм, л5=0,52



3,43=+++ +++

d2=0,068

Принимаем утеплитель толщиной 70 мм

R_o=+++ +++=3,54>3,43

Конструкция удовлетворяет требованиям.

Дt0==0,38°C< Дtn=3°C

Условие выполнено. Расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин.

Определим температуру точки росы

si=tint-

si=20-0,38=19,62°C>13,2°C, следовательно условие выполнено.

Определим фактическое значение сопротивления (R_o ) перекрытия под неотапливаемым техническим этажом высотой 1,5м.

1слой. Рубероид. d1=5мм, л1=0,17

2 слой. Цементно-песчаная стяжка. d2=15мм, л2=0,58

3 слой. Многопустотная плита. d3=220мм, л3=0,162

4слой. Штукатурка. d4=20мм, л4=0,52

R_o=+++ ++=1,61<3,43

Конструкция нуждается в утеплении.

1 слой. Рубероид. d1,5мм, л1=0,17

2 слой. Цементно-песчаная стяжка. d2=15мм, л2=0,58

3 слой. Утеплитель (жесткие минераловатные плиты). d3=?, л3=0,038

4 слой. Цементно-песчаная стяжка. d4=15мм, л4=0,58

5 слой. Многопустотная плита. d5=220мм, л5=0,162

6слой. Штукатурка. d6=20мм, л6=0,52

3,43=+++ ++ ++

d3=0,069

Принимаем утеплитель толщиной 70 мм

R_o=+++ ++=3,48>3,43

Конструкция удовлетворяет требованиям.

Дt0==1,27°C< Дtn=3°C

Условие выполнено. Расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин.

Определим температуру точки росы

si=tint-

si=20-1,27=18,73°C>13,2°C, следовательно условие выполнено.

3. Выбор остекления

Определяем по приложению «Л» СП 23-01-2004

Выбираем двойное остекление из обычного стекла в спаренных переплётах. ПВХ. R=0,4; к=0,59; =0,70.

4. Определение показателя компактности жилого здания

Для разработанного объемно-планировочного решения здания показатель компактности здания Kedes не должен превышать нормируемого значения (п.5.14 СНиП 23-02-2003)

Kedes=Aesum/Vh ,

где Aesum-общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая покрытия (перекрытия) верхнего этажа и перекрытия пола нижнего отапливаемого помещения, м2.

Vh- отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений здания, м3.

Kedes=2204,2 /7110,3=0,31

Сравниваем полученное значение с нормативным.

Условие выполнено. теплопередача ограждающий микроклимат

5. Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление жилого здания за отопительный период

Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период следует определять по формуле:

q_h^des=10³*Q_h^y/(V_h*D_d)=2,8кДж/м³°С

где Q_h^y-расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода, МДж.

Q_h^y=[Q_h-(Q_int+Q_s)]в_h=68054,7

где Q_h-общие теплопотери здания через наружные ограждающие конструкции, МДж. (п.Г3 прил. Г СНиП).

Q_int- бытовые теплопоступления в течение отопительного периода.

Q_s- теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода, МДж.

-коэф. снижения теплопоступлений засчет тепловой инерции ограждающих конструкций. Равен 0,8.

-коэф. эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления. Равен 0,5.

в_h-коэф., учитывающий дополнительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов.

Для многосекционных и других протяженных зданий принимаем 1,13.

Q_h-общие теплопотери:

Q_h=0,0864K_m*D_d*A_e^sum=298742,3

где K_m-общий коэф. теплопередачи здания, Вт/м²°С.

K_m=K_m^tr+K_m^inf=0,46+0,18=0,64 Вт/м²°С.

где K_m^tr- преведенный коэф. теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания.

K_m^tr= ( A/R^r+ A_F/R_F^r+A_ed/R_ed^r+nA_c1/R_c1^r+nA_f/R_f^r)/A_e^sum=0,46

где A и R^r-площадь и преведенное сопротивление теплопередаче наружных стен за исключением проемов. Равно 1711,5м² и 4.

A_F и R_F^r- площадь и преведенное сопротивление теплопередаче заполнения светопроемов (окон, витражей и др.) Равно 189м² и 0,4

A_ed и R_ed^r-площадь и расчетное сопротивление теплопередаче наружных дверей и ворот. Равно 3,2м² и 1

A_c1 и R_c1^r- площадь и расчетное сопротивление теплопередаче для чердачных перекрытий. Равно 390м² и 4,5

A_f и R_f^r- площадь и расчетное сопротивление теплопередаче для цокольных перекрытий. Равно 390м² и 4,6

п- коэф., учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. Равен 1 для чердачных перекрытий и 0,4 для цокольных.

Aesum-общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая покрытия (перекрытия) верхнего этажа и перекрытия пола нижнего отапливаемого помещения, м2.

Kminf-условный коэф. теплопередачи здания, учитывающий теплопотери засчет инфильтрации и вентиляции воздуха.

Kminf=0,28*с*па* в*Vh*aht*K/Aesum=0,18

где с- удельная теплоемкость воздуха. 1кДж/кг°С.

в- коэф. снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций. Равен 0,85.

V_h- объем внутреннего отапливаемого здания.

_a^ht-средняя плотность приточного воздуха за отопительный период, кг/м³

_a^ht=353/[273+0,5*( t_int+t_ext)]= 1,29 кг/м³

па- средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период, (ч-1).

па=[Ln/168+(Ginf*K*ninf)/(168*aht)]/( в *Vh)=0,2ч-1

где L- количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке, либо нормируемое значение при механической вентиляции, м3/ч. Равно 6552 м3/ч.

L=3Al ,

где Al- площадь жилых помещений. Равно 2197 м2.

n- число часов работы механической вентиляции в течение недели. Равно 16 ч.

Ginf- количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции.

К- коэф. учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях. Равен 0,9.

ninf- число часов инфильтрации в течение недели

ninf=168- n=168-16=152ч

Ginf=(AF/Ra.F)*(PF/10)2/3+Aed/Ra.ed)*(Ped/10)1/2=391,61

где AF и Aed -соответственно для лестничной клетки суммарная площадь окон и входных наружных дверей. Равно 189м2 и 3,2 м2

Ra.F и Ra.ed - соответственно для лестничной клетки требуемое расчетное сопротивление воздухопроницанию окон и входных наружных дверей. Равно 0,6 и 0,14.

PF и Ped- соответственно для лестничной клетки расчетная разность давления наружного и внутреннего воздуха. Равно 24,462 и 11,99

Q_int=0,0864q_intz_htA_l=561489,9

q_int- величина бытовых тепловыделений на 1м² площади жилых помещений, Вт/м². Равно 17 Вт/м².

z_ht- количество суток отопительного периода. 174 сут

A_l-площадь жилых помещений.

Q_s=_Fk_F(A_F1I_F1+A_F2I_F2+A_F3I_F3+A_F4I_F4)=34802,5

где _F- коэф., учитывающий затенение светового проема. Равен 0,75.

k_F- коэф. относительного проникания солнечной радиации. Равен 0,62.

A_F1 ,A_F2 ,A_F3- площадь светопроемов фасадов здания.

Соответственно равны 94,5м²; 94,5м²; 0м²; 0м².

I_F1, I_F2 ,I_F3- средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности.

Соответственно 626, 166, 480.

q_h^des29кДж/м³°С.

Условие выполнено.



Библиографический список

1. СП 23-101-2004

2. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

3. ГОСТ 30949-86

Размещено на Allbest.ru