Энергосбережение под средством совершенствования теплоизоляционной оболочки здания.

Исходные данные

Город – Минск

Зона влажности – Б

Температура холодных суток t_хс = -29 °С

t_н = -25 °С

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период t_оп = - 1.2°С

Продолжительность отопительного периода (дней) n = 203

Скорость ветра 5.4 м/с

Несущий слой стены – блоки из керамзита ƍ = 400 кг/м³

Утеплитель – плиты пенопластовые ƍ = 50 кг/м³

Размеры типовых окон 1000мм x 1400мм (ДСТУ Б.В.2.6-15-99)

 

 

Тепловой баланс помещения и теплопотери здания в целом.

 

В работе необходимо определить теплопотери в угловой и средней комнате на каждом этаже. Потери теплоты рекомендуется вычислять только для ограждающих конструкций, у которых разница температур по обе стороны превышает 3⁰С.

Для помещения первого этажа – это внешние стены, двери, окна и полы. На втором этаже – те же конструкции кроме пола, на третьем – дополнительные потери через покрытие. Теплопотери вычисляют с точностью до 10 Вт по формуле:

 

Qi = К A(t^H_B- t_H)(l+∑β)n (1.8)

где К - коэффициент теплопередачи ограждения,

Вт/(м² °С);

А - площадь ограждения, м²;

t^H_B - нормативная температура воздуха в расчётном помещении, °С;

β - коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери на ветер.

n - коэффициент учитывающий положение конструкции в пространстве.

Теплопотери должны учитывать расход теплоты на подогрев воздуха, который поступает в помещение путём инфильтрации через щели ограждающих конструкций, через окна и вентиляционные системы. В помещениях жилых и общественных зданий затраты теплоты на подогрев воздуха в процессе инфильтрации Q_и находять по выражению:

Q_и= 0,337 A_nH(t^H_B- t_H) (1.9)

где А_п - площадь пола расчетного помещения, м²;

Н - высота помещения, м.

 

Если в комнате нет ни окон, ни наружных дверей, тогда Q_и=0.

Результаты расчётов подаю в форме таблици 1.3.

 

Таблица 1.3 Теплопотери расчётных помещений.

№/ tB	НОК	Размер,м	А, м^2	К,Вт/	,^0С		Qт,Вт	Qи,Вт	Qб, Вт
а	h
101/18	НСС				0.357		1.1	253.29	1043.35	1782.97
2ДОС		1.4	2.8	1.31		1.1	173.496
НСЗ				0.357		1.1	202.633
ПОЛ1				0.267		-	82.66
				0.267		-	27.55
201/18	НСС				0.357		1.1	253.29	1043.35	1672.77
2ДОС		1.4	2.8	1.31		1.1	117.496
НСЗ				0.357		1.1	202.633
301/18	НСС				0.357		1.1	253.29	869.46	1655.22
2ДОС		1.4	2.8	1.31		1.1	173.49
НСЗ				0.357		1.1	202.633
ПОТ				0,202			156.348
103/18	НСС				0,357		1,1	151.97	299.96
2Д0С		0.7	1.4	1.667		1,1	110.39
ПОЛ1				0.267		-	27.55
			0.9	0.267		-	4.13
203/18	НСС				0,357		1,1	151.97	299.96	562.3
2ДОС		0.7	1.4	1.667		1,1	110.39
303/18	НСС				0,357		1,1	151.97	43.47	359.77
2ДОС		0.7	1.4	1.667		1,1	110.39
ПОТ			6.9	0,202		-	53.94

Общие теплопотери помещения или же лестничной клетки, Q_б, рассчитывают как сумму:

 

(1.11)

После определения теплопотерь в шести типовых помещениях здания вычисляют по укрупнённым показателям, теплопотери в целом всего здания, Q_зд, Вт:

 

(1.12)

где - нормативное значение удельной тепловой мощности отопительной системы, Вт/м²;

- суммарная площадь отапливаемых помещений здания,м².

 

Q_зд= 61 1292.76 = 78858. Вт

 

Системы обеспечения микроклимата.

Для нормальной жизнедеятельности человека в закрытых помещениях необходимо постоянно поддерживать нормативные параметры микроклимата. Это требование обычно обеспечивают системы отопления, вентиляции и системы кондиционирования.

 

Отопление.

В расчётном здании следует разработать систему водяного отопления. Расчётная температура теплоносителя в системе принимается: в подающем трубопроводе tг = 95°С, в обратном tо = 70°С. Схема разводки трубопроводов системы отопления может быть с верхней, нижней или же с поэтажной прокладкой магистралей. Выбор схемы зависит от планировки здания и общих указаний, которые приведенные ниже.

 

Вентиляция.

Для нормальной жизнедеятельности человека в закрытых помещениях обязательно предусматривается вентиляция.

 

Исходные данные

Город – Минск

Зона влажности – Б

Температура холодных суток t_хс = -29 °С

t_н = -25 °С

Средняя температура наружного воздуха за отопительный период t_оп = - 1.2°С

Продолжительность отопительного периода (дней) n = 203

Скорость ветра 5.4 м/с

Несущий слой стены – блоки из керамзита ƍ = 400 кг/м³

Утеплитель – плиты пенопластовые ƍ = 50 кг/м³

Размеры типовых окон 1000мм x 1400мм (ДСТУ Б.В.2.6-15-99)

 

 

Энергосбережение под средством совершенствования теплоизоляционной оболочки здания.

 

В связи с ростом цен на энергоносители приобрела актуальность проблема энергосбережения и эффективного использования тепловой энергии. Одним из направлений по пути энергосбережения является совершенствование теплоизоляционной оболочки здания. Это нашло отражение в последних нормативных документах по тепловой изоляции здания. Согласно этому документу все внешние ограждающие конструкции теперь рассматриваются с учётом их термодинамической неоднородности, которая возникает за счет углов и теплопроводных включений. Сопротивление теплопередачи таких конструкций значительно меньше, чем однородных, которые принимались за основу расчета мощности систем отопления до 2006 года.

Государственными строительными нормами введено понятие приведенного сопротивления теплопередачи, которое учитывает термическую неоднородность конструкций, а также регламентировано сопротивление теплопередачи всех внешних ограждающих конструкций здания. Для всех внешних ограждающих конструкций должно выполняется условие:

 

(1.1)

 

где - действительное приведенное сопротивление теплопередаче расчетной ограждающей конструкции, м²⁰С/Вт;

- нормативное, минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче конструкции, м²⁰С/Вт.

 

0,229>2,8

 

1.1 Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций.

В этом разделе необходимо выбрать конструкцию остекления и определить толщину слоя теплоизоляции наружной стены и покрытия.

Для решения поставленной задачи определяем число градусосуток отопительного периода, DD:

 

(1.2)

 

где - средняя расчетная температура воздуха в здании;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный

период, ⁰С;

n – продолжительность отопительного периода, сутки.

 

DD= (18-(-1,2))×203 = 3897,6

 

По значению DD, согласно приложения «А» принимаю минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче расчётной конструкции, (м²⁰С/Вт).

Определяю общее сопротивление теплопередаче однородной зоны ограждения.

 

(1.3)

 

где - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения, Вт/(м²⁰С);

- коэффициент теплообмена наружной поверхности ограждения, Вт/(м²⁰С);

- толщина «і» слоя расчётного ограждения;

- коэффициент теплопроводности «і» материала ограждающей конструкции, Вт/(м²⁰С).

 

= 0,115+(0,02/0,81)+(0,4/0,43)+(0.02+0.93)+ 0,0435= 1,113 Вт/(м²⁰С)

 

Определяю приведенное сопротивление теплопередаче северной стены углового помещения, , (м²⁰С/Вт):

(1.4)

 

где - площадь термически однородной зоны стены, м²;

- термическое сопротивление термически однородной зоны, Вт/(м²⁰С);

- общая площадь ограждающей конструкции стены, м²;

- линейные коэффициенты теплопередачи теплопроводных включений, Вт/(мК);

- линейные размеры теплопроводных включений, м.

 

Значения линейных коэффициентов теплопередачи теплопроводных включений стены приведены в таблице 1.1.

 

 

Таблица 1.1 Характеристика теплопроводных включений стены.

№	Наименование	Штук	ki	Li,м	ki Li
	Угол наружных стен		0,31	1,1	0,341
	Угол перекрытия и стены		0,44	1,1	0,484
	Угол перегородок		0,49	10,3	5,047
	Угол над окном		1,19	1,4	1,666
	Угол под окном		0,55	1,4	0,77
	Два угла с боку окна		0,3		0,6
	Угол перекрытия подвала и стены		0,16	1,1	0,176

∑9,084

 

 

Проверяю соблюдение условия 1.1. Оно не выполняется, то вычисляю необходимую толщину слоя теплоизоляции, ,м:

 

=(R_{q min}-R_пр)∙ (1.5)

 

где - теплопроводность материала теплоизоляции, Вт/(м⁰С).

= (2,8-0,229) 0,076=0,195м

Пользуясь правилами округления, устанавливаю расчётное значение толщины слоя теплоизоляции =0,2м.

На этой основе определяю фактическое приведенное сопротивление теплопередачи расчётной конструкции:

 

(1.6)

 

= 0,229+0,2/0,076=2,8

 

И находим приведенный коэффициент теплопередачи конструкции,

, Вт/(м⁰С).

 

(1.7)

 

=1/2,80=0,36 Вт/(м⁰С)

 

Аналогично проводится расчёт для бесчердачного покрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом. Результаты расчётов приведены в таблице 1.2.

 

Таблица 1.2 Характеристика теплоизоляционной оболочки здания.

 

№	Наименование ограждения	Приведенное сопротивление,	Допустимое значение,
	Наружная стена	2,80	2,8
	Покрытие	-	4,95
	Окна	-	0,6
	Полы	-	3,75
	Наружные стены	-	0,44