Исходные данные, Теплотехнический расчет наружных ограждений - Водоснабжение и канализация

Запроектировать центральное отопление с теплоснабжением от ТЭЦ 4-х этажного двухсекционного здания, имеющего чердак и неотапливаемый подвал.

Район строительства - г. Горький.(порядковый номер 5)[6 прилож. 2]

Ориентация здания по сторонам света - западная.

Расчетные температуры наружного воздуха:

-средняя наиболее холодной пятидневки - -30 °С.

Материал наружных стен - кирпич красный

Материал теплоизоляционного слоя --бетон ячеистый.

№ варианта плана типового этажа-3.

Тип оконного переплета (остекление) -2.

Расчетные температуры теплоносителя -105-70 °С.

Тип нагревательных приборов - М-140-108.

Расчетное циркуляционное давление -12,0 кПа.

Продолжительность отопительного периода - 218 суток.

Средняя температура отопительного периода - -4,7 °С.

Теплотехнический расчет наружных ограждений

Определим толщину искомого слоя ограждений (наружные стены, чердачное перекрытие и перекрытие над неотапливаемом подвалом).

Определим толщину наружной стены жилого здания.

Ограждающая конструкция наружных стене облицовкой из кирпича глиняного полнотелого толщиной 120 мм (наружная верста), с утеплителем из ячеистого бетона и внутренняя верста из кирпича глиняного полнотелого толщиной 250 мм.

Параметры внутреннего воздуха: температура te=18°C, относительная влажность je=55%.

Влажность внутреннего воздуха, %,

Режим

При температуре

До 2°С

Св. 12 до

Св.24°С

24 °С

Сухой

До 60

До 50

До 40

Нормальный

Св. 60 до 75

Св. 50 до 60

Св. 40 до 50

Влажный

Св. 75

Св. 60 до 75

Св. 50 до 60

Мокрый

-

Св. 75

Св. 60

Влажностный режим помещения нормальный. Зона влажности (г. Горький) - нормальная. Согласно прил. [1] и [2] принимаем условия эксплуатации Б.

Влажностный режим помещений (по табл. 1)

Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности (по прил. 1 *)

Сухой

Нормальный

Влажный

Сухой Нормальный Влажный или мокрый

А А Б

А Б Б

Б Б Б

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Ro (п. 2.1*[3]):

А) требуемое сопротивление теплопередаче Romp no санитарно-гигиеническим условиям:

Для ограждающей конструкции (за исключением заполнения светового проема и покрытия теплого чердака);

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

Ro=-n(tв-tн)/Дtnав= 1,0 *(18+30)/(4,0*8,7) = 1,38м-°С/Вт.

Где п=1,0 (для наружных стен) - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл.;

(в=18 °С, - расчетная температура внутреннего воздуха, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений; tH= 1$=-30°С, - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82 (2)

At"=4,0 °С, (для наружных стен жилых зданий ) - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл. 2*[3];

Ав =8,7 Вт/(м -°С) -(для стен) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4*.

Б) требуемое сопротивление теплопередаче Romp M по условиям энергосбережения:

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле

ГСОП = (1в - tom. nep) zomMep. =(18+4,7)*218=4949 °С-сут,

Где te =18 °С, -- расчетная температура внутреннего воздуха;

Tom. nep. =-4,7 °С, Zom. nep.~218 сут. - средняя температура, и продолжительность отопительного периода (периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 2.01.01-82 [2]).

По табл. для второго этапа определяем по интерполяции минимальное значение требуемого сопротивления теплопередаче для наружных стен по условиям энергосбережения

RompэH=3,132 м2-°С/Вт.

В табл. (второй этап) приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче для зданий, строительство которых начинается с 1 января 2000 года.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rmpo, м", ХУВт

Здания И помещения

Градусо-сутки отопительного периода, °С * сут

Стен

Покрытий

И перекрытий над проездами

Перекрытий чердачных, над холодными подпольями и подвалами

Окон и балконных дверей

Фонарей

Жилые,

2000

2,1

3,2

2,8

0,30

0,30

Лечебно-

4000

2,8

4,2

3,7

0,45

0,35

Профилак-

6000

3,5

5,2

4,6

0,60

0,40

Тические и

8000

4,2

6,2

5,5

0,70

0,45

Детские

10000

4,9

7,2

6,4

0,75

0,50

Учреждения,

12000

5,6

8,2

7,3

0,80

0,55

Школы,

Интернаты

В) сопротивление теплопередаче Ro ограждающих конструкций (при наличии в них теплопроводных включений - приведенное сопротивление теплопередаче Ronp) в соответствии с п. 2.1 *[3] должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче Romp и экономически целесообразного сопротивления теплопередаче Ro"1(условно не выполняем).

Требуемое значение сопротивлению теплопередаче принимаем по наибольшему значению Rn =Romp=3,132 м2-°С/Вт

Сопротивление теплопередаче Ro, м * °С/Вт ограждающей конструкции

R=1/aв+Rk+1/aнгде ав--8,7 Вт/(м2-°С) -(для стен);

RK -- термическое сопротивление ограждающей конструкции, м ¦ °С/Вт, Термическое сопротивление RK, м XJ/Bm, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев: RK = R, + R2 + ... +Rn + Ren.,

Где Ri, R2, ..., Rn-- термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м * °С/Вт,;

Термическое сопротивление R, м" °С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует определять по формуле

R=д/г

Где-- д толщина слоя, м;

Л -- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м * °С), принимаемый по прил. 3*.

Rвn. -- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по прил. 4.

Ан =23,3 Вт/(м2-°С) -(для наружных стен)-- коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции., принимаемый по табл. 6*. Рассчитаем толщину наружной ограждающей конструкции, которая отвечала бы предъявляемым требованиям. Примем однородную многослойную конструкцию стены с утеплителем из ячеистого бетона объемным весом /=300 кг /м и рассчитаем толщину утеплителя.

Ограждающая конструкция наружных стен с облицовкой из кирпича глиняного полнотелого толщиной 120 мм (наружная верста), с утеплителем из ячеистого бетона и внутренняя верста из кирпича глиняного полнотелого толщиной 250 мм.

Теплофизические характеристики материалов слоев ограждающей конструкции при условиях эксплуатации Б:

Слоя

Материал

№ поз. (прил. 3 СНиП)

Объемный вес

У, кг /м3

Влажность

W, %

Расчетные коэффициенты

Теплопроводности Л, Вт/(м * °С)

Тепло-усвоения S, Вт/(м2- "С)

Паропроницаемости ц мг/(м - ч - Па)

1

Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементнопесчаном растворе

84

1800

2

0,81

10,12

0,11

2

Ячеистый бетон

67

300

12

0,13

1,95

0,26

3

Штукатурка цементно-песчаным раствором

71

1800

4

0,87

11,09

0,09

Искомую толщину утеплителя принимаем из равенства наибольшему требуемому значению сопротивлению теплопередаче: Ro =Romp=3,132 м*°С/Вт Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции наружных стен

Rо=1/б+д/г+ д/г+ д/г= 1/8,7+(0,12+0,25)/0,81 + S2 /0,13+0,02/0,87+1/23,3=3,132 м2- аС/Вт,

Отсюда требуемая толщина утеплителя: 82 =0,325 м

Принимаем S2 =0,35 м.

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции наружных стен:

Rф=Ro = 1/б+д/г+ д/г+ д/г = 1/8,7+0,37/0,81+0,35/0,13+0,02/0,87+1/23,3=3,33м2-°С/Вт > Romp=3,132м2-°С/Вт.

Предлагаемая ограждающая конструкция может быть принята для строительства в г. Горький при толщине утеплителя из ячеистого бетона объемным весом у=300 кг /м не менее 330 мм.

Тепловая инерция D ограждающей конструкции стен :

D = R, s, + R2s2 + ... + Rnsn = (0,37/0,81)*10,12+(0,35/0,13)*l,95+(0,02/0,87)*U,09=10,12> 7-

Ограждающая конструкция большой инерционности

Где R/, R2, ..., Rn-- термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м~ * °С/Вт;

Si, S2, ..., sn--расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м~" °С), принимаемые по прил. 3*[3] Коэффициент теплопередачи К= 1/R<p= 1/3,33=0,315 Вт/ (м2хпС)

Расчет толщины утеплителя в перекрытии чердака жилого дома. Ограждающая конструкция чердачного перекрытия:

Стяжка из цементно-песчаного раствора 1800 кг/м3 толщиной 20 мм - утеплитель из ячеистого бетона 300 кг/м3;

Пароизоляция из 1 слоя рубероида на битумной мастике

-перекрытие из железобетонных плит толщиной 220 мм из железобетона 2500 кг/м3,

Параметры внутреннего воздуха: температура te=18°C; влажностный режим - нормальный; согласно прил. 1 и 2[3] принимаем для ограждающих конструкций чердака условия эксплуатации Б.

Величины теплотехнических показателей и коэффициентов:

TH= 1$=-30 °С, - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82 [2].

At"=3 °С - для внутренней поверхности чердачного перекрытия (табл. 2* п. 1 [3]); п=0,9 (для чердачных перекрытий с кровлей из рулонных материалов), ав =8,7 Вт/(м ¦ °С) - для гладких потолков.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:

Ro=n(to - tн)/Дtaв

0,9*(18+30,0)/(3*8,7)=1,66 м *C/Вт

ГСОП = (U - tom. nep) zom. nep, =(18+4,7)*218=4949 V-cym, По табл. определяем по интерполяции минимальное значение требуемого сопротивления теплопередаче для чердачного перекрытия по условиям энергосбережения Romp ™=4,127м2-°С/Вт. 2

Теплофизические характеристики материалов слоев ограждающей конструкции при условиях эксплуатации Б:

№

Материал

№ поз.

(прил. 3 СНиП)

Объемный вес

У, кг/м3

Влажность

W, %

Расчетные коэффициенты

I

Слоя

Теплопроводности Л, Вт/(м * °С)

Тепло-усвоения S, Вт/(м2" °С)

Паропроницаемости /л, мг/(м - ч - Па)

1

Железобетон

1

2500

3

2,04

18,95

0,03

2

Ячеистый бетон

67

300

12

0,13

1,95

0,26

3

Стяжка из

71

1800

4

0,87

11,09

0,09

Цементно-песчаного

Раствора

А" =12,0 Вт/(м"-°С) -(для чердачного перекрытия)

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции чердачного перекрытия: 1

Ro= 1/б+д/г+ д/г+ д/г+1/б =1/8.7+0.22/2.04/0,13+0,02/0,87+1/12=4,127м2-°С/

Вот сюда требуемая толщина утеплителя: 52 =0,494 м.

Принимаем более эффективный утеплитель - перлитопластбетона плотностью 100кг/м и выполним перерасчет.

№ слоя

Материал

№ поз. (прил. 3 СНиП)

Объемный вес

У, кг/м3

Влажностъ

W, %

Расчетные коэффициенты

Теплопроводности Я, Вт/(м * °С)

Тепло-усвоения S, Вт/(м2* °С)

Паропроницаемости /л, мг/(м - ч - Па)

2

Перли-топласт-бетон (ТУ 480-1-145-74)

155

100

3

0,05

0,66

0,008

Ro= 1/б+д/г+ д/г+ д/г+1/б= 1/8,7+0,22/2,04+82/0,05+0,02/0,87+1/12=4,127м2-°С/Вт, отсюда 52 =0,19м.

Принимаем толщину утеплителя 82 =0,2 м

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции чердачного перекрытия:

R ф =Ro= 1/б+д/г+ д/г+ д/г+1/б

1/8,7+0,22/2,04+0,2/0,05+0,02/0,87+1/12=4,329м2-°С/Вт > Romp=4,127м2-°С/Вт Предлагаемая ограждающая конструкция чердачного перекрытия мож'ет быть принята для строительства в г. Горький при толщине утеплителя из перлитопластбетона объемным весом у=100 кг/м3 не менее 200мм. Тепловая инерция D ограждающей конструкции чердачного перекрытия:

D = R, si + R2s2 + ... + Rnsn =(0,22/2,04)*18,95+(0,2 /0,05)0,66+(0,02/0,87)*11,09=4,94~средняя инерционность.

Коэффициент теплопередачи K=l/R0=l/4,329=0,231 Вт/(м"хС).

Расчет толщины утеплителя в перекрытии холодного подвала жилого дома.

Ограждающая конструкция конструкция пола жилого здания из поливинилхлоридного линолеума на теплозвукоизолирующей подоснове из стеклянного волокна, наклеенного холодной битумной мастикой на железобетонную плиту перекрытия с утеплителем-перлитопластбетон плотностью 100 кг/м

Параметры внутреннего воздуха: температура te=18°C; влажностный режим нормальный; согласно прил. 1 и 2[3] условия эксплуатации Б.

Величины теплотехнических показателей и коэффициентов:

TH =-30 °C, - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 2.01.01-82(2)

At"=2 °С - для перекрытия над подвалами; п=0,9 (для перекрытий над холодными подвалами), ав =8, 7 Вт/(м"-°С) - для гладких потолков.

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям R=n(t-t/)Дt*a =0,9*(18+30,0)/(2*8,7)=2,483 м2-°С/Вт. ГСОП = (te - tom. nep) zomMep. =(18+4,7)*218=4949 °C-cym

По табл. определяем по интерполяции минимальное значение требуемого сопротивления теплопередаче для перекрытия над холодными подвалами по условиям энергосбережения Romp эн=4,127м2-°С/Вт.

Ro =Romf'=4,127м2-°С/Вт

Теплофизические характеристики материалов слоев ограж'дающей конструкции при условиях эксплуатации Б:

№ слоя

Материал

№ поз. (прил. 3 СНиП)

Объемный вес

У, кг./м3

Влажностъ

W, %

Расчетные коэффициенты

Теплопроводности X, Вт/(м * °С)

Тепло-усвоения S, Вт/(м2' "С)

Паропроницаемости /л, мг/(м - ч - Па)

1

Железобетон

1

2500

3

2,04

18,95

0,03

2

Перлитопластбетон (ТУ 480-1-145-74)

155

100

3

0,05

0,66

0,008

3

Стяжка из цементно-песчаного раствора

71

1800

4

0,87

11,09

0,09

4

Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове (ГОСТ 7251-77)

191

1400

0

0,23

5,87

0,002

Ан=17,4 Вт/(м -°C) -(для перекрытия над холодными подвалами )

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции чердачного перекрытия:

Ro= 1/б+д/г+ д/г+ д/г+ д/г= 1/8,7+0,015/0,23+0,02/0,87+82/0,05+0,22/2,04+1/17,4=4,127 м2-°С/Вт,

Отсюда требуемая толщина утеплителя: 82 =0,188 м.

Принимаем толщину утеплителя 82 =0,2 м

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции перекрытия над подвалом:

R ф =Ro= 1/б+д/г+ д/г+ д/г+1/б=1/8,7+0,015/0,23+0,02/0,87+0,2/0,05+0,22/2,04+1/17,4=4,368 м2-°С/Вт> R(r=4,127 м2-°С/Вт

Предлагаемая ограждающая конструкция перекрытия над холодным подвалом может быть принята для строительства в г. Горький при толщине утеплителя из перлитопластбетона объемным весом у=100 кг /м3 не менее 200 мм.

Тепловая инерция D ограждающей конструкции чердачного перекрытия:

D = R, s/ + R2s2 + ... + Rnsn =(0,22/2,04)*18,95+(0,2/0,05)0,66+(0,02/0,87)*11,09+(0,015/0,23)*5,87=5,32-средняя инерционность.

Коэффициент теплопередачи K=l/R0=l/4,368=0,229 Вт/ (м2*°С).

Окна.

По табл. определяем по интерполяции минимальное значение требуемого сопротивления теплопередаче для окон по условиям энергосбережения

Ronpn<=0,521 м2-°С/Вт.

Для ГСОП = (U - tom. nep) zomMep. =(18+4,7)418=4949 °С-сут,

Для двойного остекления (согласно заданию )в раздельных переплетах

Ro=0,44м2-°С/Вт < Romp3h'=0,521 м2-°С/Вт. Условие не выполняется, принимаем тройное остекление.

По (табл. 9* [3])- для окон, балконных дверей по санитарно - гигиеническим условиям сопротивления теплопередаче Ro=0,55м °С/Вт. > Romp3"=0,521 м2-°С/Вт (для тройного остекления в раздельно-спаренных переплетах).

Коэффициент теплопередачи K=l/R0=l/0,55=1,818 Вт/ (м2 х°С)

По (табл. 9* [3])- для наружных дверей по санитарно - гигиеническим условиям сопротивления теплопередаче Ro=0,43 м -°С/Вт. (для двойных, деревянных).

Коэффициент теплопередачи K=l/Rd>=l/0,43=2,32 Вт/ (м2*°С)

Коэффициент теплопередачи для окон и дверей принимаем как разность коэффициента теплопередачи окон коэффициента теплопередачи соответствующей стены.

Результаты теплотехнического расчета наружных ограждений.

№ п/п

Ограждение

Требуемое сопротивление теплопередаче Romp, M2xnC/Bm

Фактическое сопротивление теплопередаче R<j>, и2 у0 С/Вт

Коэффициент теплопередачи К, Вт/

(м2х°С)

1

Наружные стены

3,132

3,33

0,315 *

2

Чердачное перекрытие

4,127

4,329

0,231

3

Перекрытие над подвалом

4,127

4,368

0,229

Похожие статьи




Исходные данные, Теплотехнический расчет наружных ограждений - Водоснабжение и канализация

Предыдущая | Следующая