Расчет тепловой мощности системы отопления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчет тепловой мощности системы отопления

1. Климатические параметры холодного периода года по данным СНиП 21-03-99

Республика, край, область, пункт	Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью	Абсолютная минимальная температура воздуха, °С	Продолжительность, сут, и средняя температура воздуха, °С, периода со средней суточной температурой воздуха	Ориентация главного фасада здания
			8 С
	0,98	0,92		продолжительность	средняя температура
Калуга	-30	-27	-46	210	-2,9	СЗ

Условия эксплуатации конструкции в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности

Влажностный режим помещений	Условия эксплуатации в зонах влажности
	Нормальный
Нормальный	Б

Теплотехнические показатели используемых строительных материалов для конструкции наружной стены

Материал	Характеристики материала в сухом состоянии	Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по СНиП II-2-79*)
	Плотность 0, кг/м3	Коэффициент теплопроводности 0, Вт/(м°С)	Теплопроводности , Вт/(м°С)
			А	Б
1. Кирпич керамический полнотелый	1800	0,56	0,70	0,81
2. Пенополиуретан Изолан	75	0,028	0,030	0,030
3. Цементно-песчаный раствор	1800	0,58	0,76	0,93

1) Определяются градусо-сутки отопительного периода в соответствии со СНиП 23-01-99 по формуле:

D_d = (t_int - t_ext) · z_ht = (20 + 2,9) · 210 = 4809 град-сут, где

t_int = 20 °C - расчетная средняя температура внутреннего воздуха в здании;

t_ht = - 2,9 °C - средняя температура наружного воздуха;

z_ht = 210 сут - продолжительность суток отопительного периода;

t_ht и z_ht принимаются в соответствии со СНиП 23-01-99 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °C.

2) В соответствии со СНиП 23-02-2003 вычисляется приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ ((м²·°C)/Вт), которое должно быть не менее нормируемых значений R_req ((м²·°C)/Вт) в зависимости от градусо-суток района строительства, по формуле:

R_req = a · D_d + b = 0,00035 · 4809 + 1,4 = 3,08 (м²·°C)/Вт, где

a и b - коэффициенты, значения которых принимают по СНиП 23-02-2003 для соответствующих групп зданий: для жилых зданий принимаются равными: a = 0,00035; b = 1,4.

3) Вычисляется неизвестная толщина слоя _х наружного ограждения из условия:

R₀ ? R_req

Записывается уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции в соответствии с заданной расчетной схемой:

, где

?_int = 8,7 Вт/(м²·°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (принимается по СНиП 23-02-2003);

?_ехt = 23 Вт/(м²·°С) - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции (принимается по СНиП 23-02-2003);

?_i / ?_i = R_i - сопротивление теплопередаче отдельных слоев ограждения, (м²·°C)/Вт;

?_i - коэффициент теплопроводности отдельных слоев ограждения (кроме расчетного слоя), Вт/(м°С) - принимается по таблице 3;

?_х - коэффициент теплопроводности расчетного слоя, Вт/(м°С) - принимается по таблице 3;

?_i - толщина отдельных слоев ограждения за исключением расчетного, м;

?_х - толщина расчетного слоя, м;

Значение коэффициента ? принимается в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций (влажностный режим помещений) и с учетом зон влажности в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003. Для проектируемого здания принимается нормальный влажностный режим в помещениях.

Из совместного решения этих уравнений получаем минимальное значение коэффициента теплопроводности расчетного слоя:

;

 Вт/(м°С);

?_х ? 0,072 м;

Минимальная толщина теплоизоляции подбирается посредством округления расчетной значения в большую сторону до величины ?_ф, кратной 10 мм. Исходя из этого, принимаем расчетную толщину, равную 80 мм.

4) Вычисляется фактическое сопротивление теплопередачи ограждения по формуле:

,

где вместо _х принимается величина _ф;

;

R_ф = 3,33 (м²·°C)/Вт.

5) Проверка ограничения температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Расчётный температурный перепад t₀, °C, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин t_n = 4,0 °C, приведенных в СНиП 23-02-2003. Величина t₀ вычисляется по формуле:

, где

t_ext - расчётная температура наружного воздуха в холодный период года; принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; принимается равным 1 по СНиП 23-02-2003.

Общая толщина стены - 0,495 м,

В качестве утеплителя использовался пенополиуретан Изолан, с коэффициентом теплопроводности _х = 0,030 Вт/(м°С) и толщиной слоя _ф = 0,08 м,

Расчётный температурный перепад t₀ = 1,62 °С, не превышает нормируемых величин t_n = 4,0 °С, приведённых в СНиП 23-02-2003; конденсация влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции отсутствует.

2. Расчетная схема к теплотехническому расчету чердачного перекрытия

n = 0,9 (коэффициент, принимаемый по СНиП и учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху);

?t_n = 3,0 °С (нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции - устанавливается по СНиП);

?_ехt = 12 Вт/(м²·°С) (коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции - устанавливается по СНиП).

Теплотехнические показатели используемых строительных материалов для конструкции чердачного перекрытия

Материал	Характеристики материала в сухом состоянии	Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по СНиП II-2-79*)
	Плотность 0, кг/м3	Коэффициент теплопроводности 0, Вт/(м°С)	Теплопроводности , Вт/(м°С)
			А	Б
1. Цементная стяжка	1800	0,58	0,76	0,93
2. Пенополиуретан Изолан	75	0,028	0,030	0,030
3. Рубероид	600	0,17	0,17	0,17
4. Железобетон	2500	1,69	1,92	2,04

1) Определяются градусо-сутки отопительного периода в соответствии со СНиП 23-01-99 по формуле:

D_d = (t_int - t_ext) · z_ht = (20 + 2,9) · 210 = 4809 град-сут, где

t_int = 20 °C - расчетная средняя температура внутреннего воздуха в здании;

t_ht = - 2,9 °C - средняя температура наружного воздуха;

z_ht = 210 сут - продолжительность суток отопительного периода;

t_ht и z_ht принимаются в соответствии со СНиП 23-01-99 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °C.

2) В соответствии со СНиП 23-02-2003 вычисляется приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ ((м²·°C)/Вт), которое должно быть не менее нормируемых значений R_req ((м²·°C)/Вт) в зависимости от градусо-суток района строительства, по формуле:

R_req = a · D_d + b = 0,00045 · 4809 + 1,9 = 4,06 (м²·°C)/Вт, где

a и b - коэффициенты, значения которых принимают по СНиП 23-02-2003 для соответствующих групп зданий: для жилых зданий принимаются равными: a = 0,00045; b = 1,9.

3) Вычисляется неизвестная толщина слоя _х наружного ограждения из условия:

R₀ ? R_req

Записывается уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции в соответствии с заданной расчетной схемой:

, где

?_int = 8,7 Вт/(м²·°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (принимается по СНиП 23-02-2003);

?_ехt = 12 Вт/(м²·°С) - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции (принимается по СНиП 23-02-2003);

?_i / ?_i = R_i - сопротивление теплопередаче отдельных слоев ограждения, (м²·°C)/Вт;

?_i - коэффициент теплопроводности отдельных слоев ограждения (кроме расчетного слоя), Вт/(м°С) - принимается по таблице 3;

?_х - коэффициент теплопроводности расчетного слоя, Вт/(м°С) - принимается по таблице 3;

?_i - толщина отдельных слоев ограждения за исключением расчетного, м;

?_х - толщина расчетного слоя, м;

Значение коэффициента ? принимается в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций (влажностный режим помещений) и с учетом зон влажности в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003. Для проектируемого здания принимается нормальный влажностный режим в помещениях.

Из совместного решения этих уравнений получаем минимальное значение коэффициента теплопроводности расчетного слоя:

;

Вт/(м°С);

?_х ? 0,113 м;

Минимальная толщина теплоизоляции подбирается посредством округления расчетной значения в большую сторону до величины ?_ф, кратной 10 мм. Исходя из этого, принимаем расчетную толщину, равную 120 мм.

4) Вычисляется фактическое сопротивление теплопередачи ограждения по формуле:

,

где вместо _х принимается величина _ф;

;

R_ф = 4,31 (м²·°C)/Вт.

5) Проверка ограничения температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Расчётный температурный перепад t₀, °C, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин t_n = 3,0 °C, приведенных в СНиП 23-02-2003. Величина t₀ вычисляется по формуле:

, где

t_ext - расчётная температура наружного воздуха в холодный период года; принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; принимается равным 0,9 по СНиП 23-02-2003.

Общая толщина чердачного перекрытия - 0,316 м,

В качестве утеплителя использовался пенополиуретан Изолан, с коэффициентом теплопроводности _х = 0,030 Вт/(м°С) и толщиной слоя _ф = 0,12 м,

Расчётный температурный перепад t₀ = 1,13 °С, не превышает нормируемых величин t_n = 3,0 °С, приведённых в СНиП 23-02-2003; конденсация влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции отсутствует.

Расчетная схема к теплотехническому расчету перекрытия над неотапливаемым подвалом

n = 0,75 (коэффициент, принимаемый по СНиП и учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху);

?t_n = 2,0 °С (нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции - устанавливается по СНиП);

?_ехt = 12 Вт/(м²·°С) (коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции - устанавливается по СНиП).

Теплотехнические показатели используемых строительных материалов для конструкции перекрытия над неотапливаемым подвалом

Материал	Характеристики материала в сухом состоянии	Расчетные коэффициенты (при условиях эксплуатации по СНиП II-2-79*)
	Плотность 0, кг/м3	Коэффициент теплопроводности 0, Вт/(м°С)	Теплопроводности , Вт/(м°С)
			А	Б
1. Линолеум	1400	0,23	0,23	0,23
2. Древесно-стружечная плита	800	0,13	0,19	0,23
3. Цементная стяжка	1800	0,58	0,76	0,93
4. Рубероид	600	0,17	0,17	0,17
5. Пенополиуретан Изолан	75	0,028	0,030	0,030
6. Железобетон	2500	1,69	1,92	2,04

1) Определяются градусо-сутки отопительного периода в соответствии со СНиП 23-01-99 по формуле:

D_d = (t_int - t_ext) · z_ht = (20 + 2,9) · 210 = 4809 град-сут, где

t_int = 20 °C - расчетная средняя температура внутреннего воздуха в здании;

t_ht = - 2,9 °C - средняя температура наружного воздуха;

z_ht = 210 сут - продолжительность суток отопительного периода;

t_ht и z_ht принимаются в соответствии со СНиП 23-01-99 для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °C.

2) В соответствии со СНиП 23-02-2003 вычисляется приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R₀ ((м²·°C)/Вт), которое должно быть не менее нормируемых значений R_req ((м²·°C)/Вт) в зависимости от градусо-суток района строительства, по формуле:

R_req = a · D_d + b = 0,00045 · 4809 + 1,9 = 4,06 (м²·°C)/Вт, где

a и b - коэффициенты, значения которых принимают по СНиП 23-02-2003 для соответствующих групп зданий: для жилых зданий принимаются равными: a = 0,00045; b = 1,9.

3) Вычисляется неизвестная толщина слоя _х наружного ограждения из условия: R₀ ? R_req.

Записывается уравнение для вычисления фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции в соответствии с заданной расчетной схемой:

, где

?_int = 8,7 Вт/(м²·°С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (принимается по СНиП 23-02-2003);

?_ехt = 12 Вт/(м²·°С) - коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции (принимается по СНиП 23-02-2003);

?_i / ?_i = R_i - сопротивление теплопередаче отдельных слоев ограждения, (м²·°C)/Вт;

?_i - коэффициент теплопроводности отдельных слоев ограждения (кроме расчетного слоя), Вт/(м°С) - принимается по таблице 3;

?_х - коэффициент теплопроводности расчетного слоя, Вт/(м°С) - принимается по таблице 3;

?_i - толщина отдельных слоев ограждения за исключением расчетного, м;

?_х - толщина расчетного слоя, м;

Значение коэффициента ? принимается в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций (влажностный режим помещений) и с учетом зон влажности в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003. Для проектируемого здания принимается нормальный влажностный режим в помещениях.

Из совместного решения этих уравнений получаем минимальное значение коэффициента теплопроводности расчетного слоя:

;

Вт/(м°С);

?_х ? 0,109 м;

Минимальная толщина теплоизоляции подбирается посредством округления расчетной значения в большую сторону до величины ?_ф, кратной 10 мм. Исходя из этого, принимаем расчетную толщину, равную 110 мм.

4) Вычисляется фактическое сопротивление теплопередачи ограждения по формуле:

,

где вместо _х принимается величина _ф;

;

R_ф = 4,08 (м²·°C)/Вт.

5) Проверка ограничения температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Расчётный температурный перепад t₀, °C, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин t_n = 2,0 °C, приведенных в СНиП 23-02-2003. Величина t₀ вычисляется по формуле:

, где

t_ext - расчётная температура наружного воздуха в холодный период года; принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху; принимается равным 0,75 по СНиП 23-02-2003.

Общая толщина перекрытия над неотапливаемым подвалом - 0,367 м,

В качестве утеплителя использовался пенополиуретан Изолан, с коэффициентом теплопроводности _х = 0,030 Вт/(м°С) и толщиной слоя _ф = 0,11 м,

Расчётный температурный перепад t₀ = 0,99 °С, не превышает нормируемых величин t_n = 2,0 °С, приведённых в СНиП 23-02-2003; конденсация влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции отсутствует.

R_req = a · D_d + b = 0,000075 · 4809 + 0,15 = 0,51 (м²·°C)/Вт;

Поскольку D_d = 4809 град-сут, то коэффициенты a и b будут определены как a = 0,000075 и b = 0,15.

Сопротивление теплопередаче для окна с тройным остеклением в раздельно-спаренных переплетах принимаем по СНиП II-3-03 равным 0,55.

перекрытие стена тепловой материал

Расчетные сопротивления теплопередаче

Наименование ограждения	Сопротивление теплопередаче R, (м2·°C)/Вт	Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·°C)
Чердачное перекрытие	4,31	0,23
Перекрытие над подвалом	4,08	0,25
Наружная стена	3,33	0,30
Окно	0,55	1,52
Дверь	0,55	1,52

Коэффициент передачи К для ограждений рассчитывается по формуле: К = 1 / R. Для окон и дверей коэффициент К рассчитывается по формуле: К = (1 / R) - К_НС, где К_НС - коэффициент теплоотдачи наружной стены.

Библиографический список

1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. Госстрой России. Нормы проектирования - Москва, 2004 г.

2. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. Нормы проектирования - М.: Госстрой России, 2000 г.

3. СТО 00044807-001-2006. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций - М.: РОИС, 2006 г. - 64 с.

Размещено на Allbest.ru