ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ - Реконструкция административного 5-ти этажного здания в г. Краснодаре

Данный расчет предназначен для обеспечения основного требования рационального использования энергетических ресурсов путем выбора соответствующего уровня теплозащиты здания с учетом эффективности систем теплоснабжения и обеспечения микроклимата, рассматривая здание системы его обеспечения как единое целое.

Выбор теплозащитных свойств здания следует осуществлять по одному из двух альтернативных подходов:

    - потребительскому, когда теплозащитные свойства определяются по нормативному (требуемому) значению удельного энергопотребления здания в целом или отдельных замкнутых объемов - блок секций, пристстроек и прочего; - предписывающему, когда нормативные требования предъявляются к отдельным элементам теплозащиты здания.

Для расчета применяем предписывающий подход (поэлементные требования к ограждающим конструкциям).

Теплотехнический расчет шестиэтажного административного здания в г. Краснодаре.

Расчет производится согласно главы СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий" и СНКК 23-302-2000 (ТСН 23-302-2000 Краснодарского края) Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормы по теплозащите зданий и методических указаний к курсовому и дипломному проектированию "Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий".

Номера позиций в расчете сохранены аналогично методики, приведенной в СНКК 23-302-2000.

Расчетные условия ( по данным СНКК 23-302-2000):

Расчетная температура внутреннего воздуха TInt = +20 °С; (согласно т. 3.2)

Расчетная температура наружного воздуха TExt = -19 °С; (согласно т.3.1)

    (температура наиболее холодной пятидневки) 4 Расчетная температура "теплого" подвала T F Int = 2 °С.

Продолжительность отопительного периода ZHt = 149 сут; (согласно т.3.3)

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период для г. Краснодара tExtAv=2 °С; (согласно т.3.1)

Градусосутки отопительного периода Dd =2682 °С. сут. (согласно т.3.3).

Функциональное назначение, тип и конструктивное решение здания

Назначение - общественное;

Размещение в застройке - отдельно стоящее;

Тип - шестиэтажное;

Конструктивное решение - каркасное, со стенами из кирпича и пенополистиролбетона;

Объемно-планировочные параметры здания:

Общая площадь наружных стен, включая окна и двери

A W+F+ed = рSt *HH= 121,6*16,2+128*3,6= 2430,72 м2

РSt (1-5) = (48,4+12,4)*2 = 121,6 м, рSt (манс) = (50+14)*2 = 128 м,

HH(1-5) = (3,3*5) - 0,3 = 16,2 м, HH(манс) = (22+32)1/2 = 3,6 м,

Площадь наружных стен (за минусом площади окон и входных дверей):

AW= A W+F+ed - A F - A Ed = 2430,72 - 407,72 - 22,04 = 2000,96 м2,

AF = AF1 +AF2 = (1,8*1,35*22 + 1,8*1,35*29*4) + (1,6*0,78*58) = 407,72 м2 - площадь окон;

Aed= 2,35*1,5*3 + 1,38*2,35 + 3,5*2,35 = 22,04 м2 -

Площадь входных дверей.

Площадь перекрытия под подвалом АF и площадь этажа ASt равны:

AF = ASt = 48,4*12,4 = 600,16 м2 , АC = 10,4*46,4 = 482,56 м2 -

Площадь покрытия мансарды.

Площадь наружных ограждающих конструкций определяется как сумма площади стен (с окнами и входными дверьми) плюс площадь пола, плюс площадь совмещенного покрытия:

AESum= AW+F+ed+ АC + АF = 2430,72 + 300,16 + 482,56 = 3513,44 м2 .

14-15 Площадь отапливаемых помещений (общая площадь) AH и жилая

Площадь AR Определяются по проекту:

AH = 600,16*5 + 700 = 3700,8 м2;

Полезная площадь :

АГ(2-5) = 427,28 м2, АГ(1) = 402,65 м2, АГ(манс) = 513,76 м2,

АГ= 427,28*4 + 402,65 + 513,76 = 2625,53 м2

16 Отапливаемый объем здания VH вычисляется как произведение площади этажа, ASt, м2, (площади, ограниченной внутренними поверхностями наружных стен) на высоту HH, м, этого объема, представляющую собой расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа):

VH= ASt * HH + AStМ * HHМ = 600,16*16,2 + (700*2,8 - (700-482,56)*2,8*0,5) = 11378,2 м3

17-18 Показатели объемно-планировочного решения здания:

Коэффициент остекленности здания:

Р =AF/ AW+F+ed = 407,72 / 2430,72 = 0,16 < pReg = 0,18

Показатель компактности здания:

KEDes= AESum/ VH = 3513,44 / 11378,2 = 0,31 < кЕReg = 0,32

    19 Согласно СНиП II-3 Приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений R0R, м2-°С/Вт, должно приниматься не ниже требуемых значений R0Red, которые устанавливаются по табл. 1б СНиП II-3 в зависимости от градусосуток отопительного периода. Для DD = 2682 °С-сут требуемое сопротивление теплопередаче равно для:
      - Стен RWRed = 2 м2 - ОС/Вт; - Окон RFRed= 0,33 м2 - ОС/Вт; - Входных дверей RWRed = 1,2 м2 - ОС/Вт; - Чердачного перекрытия REdRed = 2,24 м2 - ОС/Вт; - Перекрытия первого этажа RFRed = 2,24 м2 - ОС/Вт.

Согласно настоящим нормам в случае удовлетворения главному требованию QЕDes ? qЕRed по удельному энергопотреблению приведенное сопротивление теплопередаче R0R для отдельных элементов наружных ограждений могут приниматься ниже требуемых значений.

Расчет сопротивления теплопередаче кирпичных стен приведен в п.2.2.2 вариант 2.

Д = (2 - (1/8,7 + 0,51/0,7 + 0,02/0,76 + 1/23)) . 0,042 =

= (2 - (0,115 + 0,73 + 0,026 + 0,043)) . 0,042 = 0,046

Принята толщина теплоизоляционной плиты ISOVER = 50мм,

RO = 1/8,7 + 0,05/0,042 + 0,51/0,7 + 0,02/0,76 + 1/23 =

= 0,115 + 1,19 + 0,73 + 0,026 + 0,043 = 2,1 > RWRed = 2 м2 - ОС/Вт;

Расчет сопротивления теплопередаче стен мансардного этажа

    1 Металлочерепица д1 = 0,5 мм. - коэффициент теплопроводности л = - Вт/ (м . °С); 2 Вентилируемая воздушная прослойка, толщиной д2 = 50 мм - коэффициент теплопроводности л = - Вт/ (м . °С); 3 Полистиролбетон д3 = 200 мм. - плотность г0 = 300 кг/м3; - коэффициент теплопроводности л = 0,080 Вт/ (м . °С); 4 Цементно-песчаный раствор д4 = 0,1 мм. - плотность г0 = 1800 кг/м3; - коэффициент теплопроводности л = 0,76 Вт/ (м . °С);

Сопротивление теплопередаче для рассматриваемой ограждающей конструкции:

RO = 1/8,7 + 0,2/0,08 + 0,01/0,76 + 1/23 =

= 0,115+ 2,5 + 0,026 + 0,043 = 2,68 > RWRed = 2 м2 - ОС/Вт.

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия REdRed=2,24 м2 - ОС/Вт определяем толщину утеплителя в многослойной конструкции перекрытия.

    1 Цементно-песчаная стяжка д1 = 30 мм. - коэффициент теплопроводности л = 0,76 Вт/ (м . °С); 2 Теплоизоляционные плиты ISOVER марки KL-E, толщиной д2 = 50 мм - коэффициент теплопроводности л = 0,051 Вт/ (м . °С); 3 Полистиролбетон д3 = 100 мм. - плотность г0 = 300 кг/м3; - коэффициент теплопроводности л = 0,080 Вт/ (м . °С);

Сопротивление теплопередаче для рассматриваемой ограждающей конструкции:

RO = 1/8,7 + 0,03/0,76 + 0,05/0,051 + 0,1/0,08 + 1/23 = 0,115+ 0,039 + 0,98 + +1,25 + 0,043 = 2,427 > REdRed = 2,24 м2 - ОС/Вт.

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче RFRed =2,24 м2 - ОС/Вт перекрытия над неотапливаемым техническим этажом без световых проемов в стенах выше уровня земли, определим конструкцию перекрытия и произведем расчет утеплителя.

    1 Паркет-дуб на мастике д1 = 17 мм - плотность г0 = 700 кг/м3; - коэффициент теплопроводности л = 0,18 Вт/ (м . °С); 2 Теплоизоляционные плиты ISOVER марки FLOORMATE 200, толщиной д2 = 30 мм - коэффициент теплопроводности л = 0,029 Вт/ (м . °С); 3 Цементно-песчаная стяжка д1 = 30 мм. - коэффициент теплопроводности л = 0,76 Вт/ (м . °С); 4 Теплоизоляционные плиты ISOVER марки FLOORMATE 200, толщиной д2 = 30 мм - коэффициент теплопроводности л = 0,029 Вт/ (м . °С); 5 Многопустотная ж/б плита д3 = 220 мм. - плотность г0 = 2500 кг/м3; - приведенное термическое сопротивление многопустотной ж/б панели RПрив = 0,162 м2 - °С/Вт (согласно "Методике расчета утепления зданий на зимний и летний периоды года. Указания к курсовому и дипломному проектированию гражданских и промышленных зданий." доц. Шпилевой Н. А. Краснодар 2002 г.)

Сопротивление теплопередаче для рассматриваемой ограждающей конструкции:

RO = 1/8,7 + 0,017/0,18 + 0,03/0,029 + 0,03/0,76 + 0,03/0,029 + 0,162 + 1/23 = 0,115 + 0,094 + 1,034 + 0,039 + 1,034 + 0,162 + 0,043 = 2,52 > RFRed = 2,24 м2 - ОС/Вт.

20 Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи KMTr, Вт/(м . °С):

KMTr= в(AW/RWR + AF/ RFR + AEd/ ReDR + n - A C / R сR + n - AF / RF R)/ AESum

AWЗд = 1634,58 м2, AWМанс = 388,4 м2, RWЗд = 2,1 м2 - ОС/Вт, RWМанс = 2,68 м2 - ОС/Вт

KMTr=1,13*(1634,58/2,1+388,4/2,68 +407,72/0,35 + 22,04/1,2 + 0.9*482,56/2,427+ + 0.6*600,16/2,52)/3513,44 = 0,78 Bt/(m2 - °C).

Воздухопроницаемость наружных ограждений принимается по таблице 11* СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий". Согласно этой таблице воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа GMW= GMC = GMF= 0.5 кг/(м2 -ч), окон и деревянных переплетов GM = 6 кг/( м2 -ч).

Требуемая кратность воздухообмена жилого здания nА 1/ч, согласно СНиП 2.08.01 устанавливается из расчета 3 м3/ч удаляемого воздуха на 1 кв. м полезных помещений и определяется по формуле: nA = 3-AR/(в-VH)

NA = 3*2625,53/0,85*11378,2 = 0,81 (1/ч)

23 Приведенный инфильтрационный (условный) коэффициент теплопередачи здания Kinf определяется по формуле:

KInf= 0.28 - с - nA - в v - VH - гAHt - k/ACSum ,

ГAHt= 353/[273+0,5*(tInt + tExt)] = 353/[273+0,5*(20+2)] = 1,28

KMInf = 0,28*1*0,9*0,85*11378,2*1,28*0,8/3513,44 = 0,71 (Вт/м2 - °С).

24 Общий коэффициент теплопередачи здания, (Вт/м2 - °С) определяемый по формуле:

КМ= KMTr + KInf= 0,78 + 0,71 = 1,49 Вт/м2 - °С)

Теплоэнергетические показатели

25 Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период QH , МДж, определяем по формуле:

QH = 0,0864*КМ* DD * AESum , (МДж)

QH = 0,0864*КМ* DD * AESum = 0,0864*1,49*2682*3513,44 = 1213085 (МДж)

26 Удельные бытовые тепловыделения qInt, Вт/м2, следует устанавливать, исходя из расчетного удельного электро - и газопотребления здания, но не менее 10 Вт/м2

Принято 18 Вт/ м2.

27 Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период, МДж:

QInt= 0,0864*qInt*ZHt*AR = 0,0864*14 *149*2625,53 = 473200 МДж

28 Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный

Период, МДж:

QS =фF*kF*(AF1*l1+ AF2* l2 + AF3* l3) = 0,75 * 0,8 * (196,57 * 357 + 206,29 * 974 + 4,86 * 816) = = 0,6 * (70175,5 + 200926,5 + 3965,8 ) = 165041МДж

29 Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж, определяют по формуле:

QHY = [QH - (QInt + QS)*Y]*вH

QHY= [1213085 - (473200 +165041)*0,8]*1,13 = 793816 МДж

30 Удельный расход тепловой энергии на отопление здания qHDes КДж/(м2 - °С - сут):

QHDes=103 - QHY/AH - DD

QHDes= 103 *793816 /3700,8*2682= 79,98 Дж/(м2 - °С - сут)

Разница между удельным расходом энергии на отопление здания и требуемым практически равна нулю, (79,98 против 80 по табл. 3.7 СНКК 23-302-2000), что соответствует норме. Следовательно, проект здания соответствует требованиям настоящих норм СНКК 23-302-2000.

Похожие статьи




ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ - Реконструкция административного 5-ти этажного здания в г. Краснодаре

Предыдущая | Следующая