Теплотехнический расчет зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

2. ПЛАН ЗДАНИЯ С РАЗМЕРАМИ И ЭКСПЛИКАЦИЕЙ ПОМЕЩЕНИЙ

3. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

4. ПРОВЕРКА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОТСУТСТВИЕ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ

5. РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ

6. ПЛАН ЗДАНИЯ С РАССТАНОВКОЙ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



1. ВЫБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций выполняется по нормам СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" - для уточнения конструкций наружных ограждений. Данные теплотехнического расчета ограждающих конструкций в дальнейшем используются для расчета теплопотерь по помещениям здания. Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, продолжительность отопительного периода и средняя температура воздуха, периода со средней суточной температурой воздуха не более 8 оС принимаются в соответствии со СНиП 23.01-99 "Строительная климатология". Расчетная температура внутреннего воздуха, влажность воздуха внутри помещения, температура точки росы и коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции принимаются по СП 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий".

Таблица 1 - Исходные данные

Параметр	Единица измерения	Значение
Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92	оС	- 29
Расчетная температура внутреннего воздуха	оС	+ 20
Средняя температура воздуха, периода со средней суточной температурой воздуха не более 8 оС	оС	- 3,1
Температура точки росы	оС	+ 10,7
Влажность воздуха внутри помещения	%	55
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции
Продолжительность отопительного периода	сут.	240



2. ПЛАН ЗДАНИЯ С РАЗМЕРАМИ И ЭКСПЛИКАЦИЕЙ ПОМЕЩЕНИЙ

Таблица 2 - Экспликация помещений одноэтажного здания

№	Помещение	Площадь, м2
1	Комната	15,9
2	Комната	13,5
3	Кухня	8,31
4	Прихожая	4,57
5	Туалет	3,87
6	Коридор	1,94
7	Кладовая	0,99
8	Тамбур	1,49
9	Веранда	7,78



Высота этажа 3000 мм.

Высота окон 1400 мм.

Двери 900 х 2000 мм.

3. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции () должно быть не менее нормируемого значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (), при этом выбор теплозащитных показателей здания осуществляется по одному из двух альтернативных подходов [4]:

- предписывающему (нормативные требования предъявляются к отдельным элементам теплозащиты здания);

- потребительскому (сопротивление теплопередаче ограждений может быть снижено по отношению к предписывающему уровню при условии, что проектный удельный расход тепловой энергии на отопление здания ниже нормативного).

Расчет будем производить по предписывающему подходу.

Произведем расчет сопротивления теплопередаче несущих стен.

Таблица 3 - Характеристика несущей стены

Ограждающая конструкция	Конструктивные слои	с, (кг/м3)	д, (м)	л, (Вт/м • оС)	R, (м2 • оС/Вт)
Стена	Полимерцементная штукатурка, армированная сеткой из стекловолокна	1600	0,02	0,6	0,03
	Кладка из глиняного обычного кирпича	1800	0,25	0,7	0,357
	Плита МВП	125	?	0,06	?
	Кладка из глиняного обычного кирпича	1800	0,12	0,7	0,171



На рисунке 1 показан эскиз стены и составляющие ее конструктивные слои.

Рисунок 1 - Эскиз стены

Значения для величин, отличных от табличных, определяют по формуле:

где - градусо-сутки отопительного периода, (оС • сут);

- коэффициенты, значения которых определяют по источнику [1].

Для стен: a = 0,00035; b = 1,4.

Градусо-сутки отопительного периода определяют по формуле:

где - расчетная температура внутреннего воздуха, (оС);

- средняя температура наружного воздуха, периода со средней суточной температурой воздуха не более 8 оС;

- продолжительность отопительного периода, (сут.).

Неоднородность слоев учитывать не будем, так как по условию [5] коэффициент теплотехнической однородности = 1.



Определим требуемое термическое сопротивление несущих стен дома:

Фактическое термическое сопротивление ограждающей конструкции , состоящей из i последовательно расположенных однородных слоев, определяется по формуле:

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, ;

- толщина слоя (м);

- коэффициент теплопроводности материала, ;

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, ;

- термическое сопротивление i-го слоя, .

Приравняем требуемое термическое сопротивление к фактическому и определим термическое сопротивление утеплителя (плита МВП) несущих стен:

Определим толщину слоя утеплителя:



Плиты минераловатные мягкие выпускают длиной 1000, 1500 и 2000 ± 20 мм, шириной 450, 500 и 1000 ± 10 мм, толщиной от 50 до 100 ± 7 мм с интервалом 10 мм. Округлим толщину утеплителя до стандартной величины 200 мм и определим фактическое термическое сопротивление несущих стен:

Фактическое термическое сопротивление должно отвечать условию :

Для расчета теплопотерь здания требуется определить расчетные сопротивления теплопередаче всех остальных ограждающих конструкций (чердачного перекрытия, пола, окон и наружной двери). Но, по условию, для упрощения расчетов принимаем их требуемые значения по таблице 3 источника. Определим требуемые термические сопротивления для чердачного перекрытия и пола методом интерполяции. Для окон и входных дверей термическое сопротивление указано в источнике [5].

Таблица 4 - Термические сопротивления ограждающих конструкций здания

Ограждающая конструкция	Термическое сопротивление, R
Несущая стена,	4,0497
Чердачное перекрытие,	4,3948
Пол,	4,3948
Окно,	0,68
Входная дверь,	2,189

4. ПРОВЕРКА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОТСУТСТВИЕ КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНЫХ ПАРОВ

Проверка на отсутствие конденсации водяных паров заключается в сопоставлении температуры внутренней поверхности ограждения и температуры "точки росы", соответствующей параметрам воздуха внутри помещения.

Температуру внутренней поверхности, , ограждающей конструкции определим по формуле:

где - температура внутреннего воздуха в помещении, ;

- температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, ;

- термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, ;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, .

Определим температуру внутренней поверхности стены,:

Определим температуру внутренней поверхности пола,:



Определим температуру внутренней поверхности чердачного перекрытия,:

Температура точки росы, , при относительной влажности воздуха в помещении 55 % и температуре воздуха внутри помещения +20 оС равна 10,7 оС. Конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждающих конструкций не будет, так как условие выполняется.

5. РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ

Теплопотери, , для каждого помещения здания рассчитаем по формуле:

где - коэффициент теплопередачи, (Вт/м2 • оС);

- плотность теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию теплопередачей, (Вт/м2);

- коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции относительно наружного воздуха. По условию [5];

- добавочные теплопотери (по условию - только теплопотери на ориентацию по сторонам света), (%).

Формула для расчета теплопотерь после преобразования будет выглядеть следующим образом:



Теплопотери каждого помещения определяются суммированием теплопотерь через отдельные ограждающие конструкции, входящие в данное помещение. Теплопотери в зависимости от ориентации ограждений по отношению к сторонам света учитываются только для вертикальных и наклонных ограждений.

Рисунок 2 - Значения дополнительных теплопотерь относительно сторон света

Рассчитаем тепловой поток, проходящий через несущие стены:

Тепловой поток, проходящий через полы:

Тепловой поток, проходящий через чердачное перекрытие:



Тепловой поток, проходящий через окна:

Тепловой поток, проходящий через двери:

Для расчета линейные размеры ограждающих конструкций принимаются с точностью до 0,1 м. Поверхности отдельных ограждающих конструкций подсчитываются с точностью до 0,1 м2.

Площадь ограждения определяется:

- поверхность окон, дверей - по наименьшим размерам проемов к свету;

- поверхность потолков и полов в угловых помещениях - от внутренней поверхности наружных стен до осей противоположных стен, а в не угловых - между осями внутренних стен и от внутренней поверхности наружной стены до оси противоположной стены;

- высота стен этажа по условию равна 3 м;

- длина наружных стен в не угловых помещениях - между осями внутренних стен, а в угловых от внешних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен.

Произведем расчет теплопотерь для комнаты (№1 - по экспликации).

Теплопотери через восточную несущую стену:



Теплопотери через южную несущую стену:

Теплопотери через западную несущую стену:

Теплопотери через чердачное перекрытие:

Теплопотери через полы:

Теплопотери через южное окно:

Теплопотери через западное окно:

Суммарные теплопотери помещения составляют:



Расчеты теплопотерь по остальным помещениям здания сведены в таблицу 5.

теплотехнический отопительный конденсация пар

Таблица 5 - Теплопотери здания

№	Наименование помещения	Ограждающая конструкция	Ориентация	F, м2	tint	tint - text	(1 + в)	R, м2 • оС/Вт	q, Вт/м2	Q, Вт
1	Комната	НС	В	7,2	20	49	1,1	4,0497	12,1	95,8320
		НС	Ю	8,98			1,0	4,0497	12,1	108,6580
		НС	З	10,56			1,05	4,0497	12,1	134,1648
		ЧП	-	15,9			1,0	4,3948	11,15	177,2850
		ПЛ	-	15,9			1,0	4,3948	11,15	177,2850
		ОК	Ю	1,82			1,0	0,68	72,1	131,2220
		ОК	З	2,94			1,05	0,68	72,1	222,5727
ВСЕГО	1047,0195
2	Комната	НС	З	13,5	20	49	1,05	4,0497	12,1	171,5175
		НС	С	8,98			1,1	4,0497	12,1	119,5238
		ЧП	-	13,5			1,0	4,3948	11,15	150,5250
		ПЛ	-	13,5			1,0	4,3948	11,15	150,5250
		ОК	С	1,82			1,1	0,68	72,1	144,3442
ВСЕГО	736,4355
3	Кухня	НС	С	10,8	20	49	1,1	4,0497	12,1	143,7480
		НС	В	5,38			1,1	4,0497	12,1	71,6078
		ЧП	_	8,31			1,0	4,3948	11,15	92,6565
		ПЛ	_	8,31			1,0	4,3948	11,15	92,6565
		ОК	В	1,82			1,1	0,68	72,1	144,3442
ВСЕГО	545,013
4	Прихожая	НС	Ю	6,5	20	49	1,0	4,0497	12,1	78,6500
		ЧП	-	4,57			1,0	4,3948	11,15	50,9555
		ПЛ	-	4,57			1,0	4,3948	11,15	50,9555
		Дв	Ю	1,8			1,0	2,189	22,38	40,2840
ВСЕГО	220,845
5	Туалет	НС	В	4,15	20	49	1,1	4,0497	12,1	55,2365
		ЧП	-	3,87			1,0	4,3948	11,15	43,1505
		ПЛ	-	3,87			1,0	4,3948	11,15	43,1505
		ОК	В	0,35			1,1	0,68	72,1	27,7585
ВСЕГО	169,2960
6	Коридор	ЧП	-	1,94	20	49	1,0	4,3948	11,15	21,6310
		ПЛ	-	1,94			1,0	4,3948	11,15	21,6310
ВСЕГО	43,2620
7	Кладовая	НС	В	3,6	20	49	1,1	4,0497	12,1	47,9160
		ЧП	-	0,99			1,0	4,3948	11,15	11,0385
		ПЛ	-	0,99			1,0	4,3948	11,15	11,0385
ВСЕГО	69,9930
8	Тамбур	НС	В	2,7	20	49	1,1	4,0497	12,1	35,9370
		НС	Ю	3,0			1,0	4,0497	12,1	36,3000
		ЧП	-	1,49			1,0	4,3948	11,15	16,6135
		ПЛ	-	1,49			1,0	4,3948	11,15	16,6135
		Дв	В	1,8			1,1	2,189	22,38	44,3124
ВСЕГО	149,7764
9	Веранда	Летнее помещение
ВСЕГО ПО ЗДАНИЮ	2981,6404

6. ПЛАН ЗДАНИЯ С РАССТАНОВКОЙ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Для отопления здания используем чугунные секционные двухканальные радиаторы серии МС-140-500 с номинальным тепловым потоком одной секции равным 160 Вт [6]. На плане здания после теплопотерь помещения через дробь указано количество секции в радиаторе и теплоотдача каждой секции.



Примечания:

1. количество секций радиатора в помещении 4 рассчитано по суммарным теплопотерям помещений 4, 6 и 8;

2. количество секций радиатора в помещении 5 рассчитано по суммарным теплопотерям помещений 5 и 7.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий"

2. СНиП 23.01-99 "Строительная климатология"

3. 23-101-2004 "Проектирование тепловой защиты зданий"

4. Малявина Е.Г. "Теплопотери здания. Справочное пособие". М., "АВОК-ПРЕСС", 2007

5. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине "Теплогазоснабжение и вентиляция". КРИУЭП

6. Интернет. http://www.grandkomplekt.ru/mc140_teh.html

Размещено на Allbest.ru