Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Общая информация о проекте

1. Назначение – жилое здание.

2. Размещение в застройке – в составе комплекса, двухсекционное.

3. Тип – 11 этажный жилой дом на 50 квартир центрального теплоснабжения.

4. Конструктивное решение – кирпично-монолитное.

Расчетные условия

5. Расчетная температура внутреннего воздуха – (+20 ⁰C).

6. Расчетная температура наружного воздуха – (– 19 ⁰C).

7. Расчетная температура теплого чердака – (+14 ⁰С).

8. Расчетная температура теплого подвала – (+2 ⁰С).

9. Продолжительность отопительного периода – 149 сут.

10. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период для г.Краснодара – (+2 ⁰C).

11. Градусосутки отопительного периода – (2682 ⁰C ^. сут).

 

Объемно-планировочные параметры здания

12. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания площадь стен, включающих окна, балконные и входные двери в здание:

A_w+F+ed=P_st ^. H_h ,

где P_st – длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа,

  H_h – высота отапливаемого объема здания.

A_w+F+ed=126,44×33,3=4210,45м²;

Площадь наружных стен A_w, м², определяется по формуле:

A_w= A_w+F+ed – AF₁ – AF₂ – A_ed,

где AF – площадь окон определяется как сумма площадей всей оконных проемов.

Для рассматриваемого здания:

- площадь остекленных поверхностей AF₁=400,17м²;

- площадь глухой части балконной двери AF₂=118,08м²;

- площадь входных дверей A_ed=10,5м².

Площадь глухой части стен:

A_W=4210,45-400,17-118,08-10,5=2923,06м².

 

Площадь покрытия и перекрытия над подвалом равны:

A_c=A_f=A_st=475,27м².

 

Общая площадь наружных ограждающих конструкций:

A_e^sum=A_w+F+ed+A_c+A_r=2923,06+475,27×2=3873,6м².

 

13 – 15. Площадь отапливаемых помещений (общая площадь и жилая площадь) определяются по проекту:

A_h=475,27× 9=4277,43м²; A_r=1663,28м².

 

16. Отапливаемый объем здания, м³, вычисляется как произведение площади этажа на высоту (расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа):

V_h=A_st ^. H_h=475,27×27,3=12974,87м²;

17. Коэффициент остекленности фасадов здания:

P=A_F/A_w+F+ed=400,17/3451,81=0,116;

18. Показатель компактности здания:

K_e^des=A_e^sum/V_h=3873,6/12974,87=0,299.

Теплотехнические показатели

19. Согласно СНиП II-3-79* приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений должно приниматься не ниже требуемых значений R₀^req, которые устанавливаются по таблице 1«б» СНиП II-3-79* в зависимости от градусосуток отопительного периода. Для D_d=2682 ⁰С ^. сут требуемые сопротивления теплопередаче равно для:

- стен R_w^req=2.34 м^{2. 0}С/Вт

- окон и балконных дверей R_f^req=0.367 м^{2. 0}С/Вт

- глухой части балконных дверей RF₁^req=0.81 м^{2. 0}С/Вт

- входных дверей R_ed^req=1.2 м^{2. 0}С/Вт

- покрытие R_c^req=3.54 м^{2. 0}С/Вт

- перекрытия первого этажа R_f=3.11 м^{2. 0}С/Вт

По принятым сопротивлениям теплопередаче определим удельный расход тепловой энергии на отопление здания q^des и сравним его с требуемым удельным расходом тепловой энергии q_h^req, определенным по таблице 3.7 СНКК-23-302-2000.

Если удельный расход тепловой энергии на отопление здания окажется меньше 5% от требуемого, то по принятым сопротивлениям теплопередаче определимся с конструкциями ограждений, характеристиками материалов и толщиной утеплителя.

 

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания определяется по формуле:

K_m^tr=b(A_w/R_w^r+AF₁/RF₁+ AF₂/RF₂+A_ed/R_ed+n ^. A_с/R_с^r+n ^. A_f ^. R_f^r)/A_e^sum,

 

K_m^tr=1.13(2923,06/2,34+400,17/0,367+118,06/0,81+10,5/1,2+1×475,27/3,54+0,6×475,27/3,11)/3873,6=0,7935(Вт/(м^{2. 0}С)).

 

21. Воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w=G_m^c=G_m^f=0.5кг/(м^2. ч), окон в деревянных переплетах и балконных дверей G_m^F=6кг/(м^2. ч). (Таблица 12 СНиП II-3-79*).

 

22. Требуемая краткость воздухообмена жилого дома n_a, 1/ч, согласно СНиП 2.08.01, устанавливается из расчета 3м³/ч удаляемого воздуха на 1м² жилых помещений, определяется по формуле:

n_a=3 ^. A_r/(b_v ^. V_h)=3 ^. 1663,28/(0.85 ^. 12974,87)=0,4524(1/ч),

где A_r – жилая площадь, м²;

    b_v – коэффициент, учитывающий долю внутренних ограждающих конструкций в отапливаемом объеме здания, принимаемый равным 0.85;

    V_h – отапливаемый объем здания, м³.

 

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

K_m^inf=0.28 ^. c ^. n_a ^. b_V ^. V_h ^. g_a^{ht .} k/A_e^sum,

K_m^inf=0,28×0,4524×0,85×12974,87×1,283×0,8/3873,6=0,3702(Вт/(м^{2. 0}С)).

 

где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг ^{. 0}С),

    n_a – средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период (для жилых зданий 3м³/ч, для других зданий согласно СНиП 2.08.01 и СНиП 2.08.02;

    b_V – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, при отсутствии данных принимать равным 0.85;

    V_h – отапливаемый объем здания;

           g_a^ht – средняя плотность наружного воздуха за отопительный период, равный 353/(273+2)=1.283

k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0.7 – для стыков панельных стен, 0.8 – для окон и

 балконных дверей;

A_e^sum – общая площадь наружных ограждающих конструкций, включая покрытие и перекрытие пола первого этажа;

 

24. Общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м^{2. 0}С), определяемый по формуле:

K_m=K_m^tr+K_m^inf=0,7935+0,3702=1,1637(Вт/(м^{2. 0}С)).

Перекрыие первого этажа

Теплотехнические характеристики материалов:

1. Дубовый паркет:

плотность g=700кг/м³,

коэффициент теплопроводности l_А=0,35Вт/(м ^{. 0}С).

2. Цементно-песчаная стяжка:

плотность g=1800кг/м³,

коэффициент теплопроводности l_А=0.76Вт/(м ^{. 0}С).

3. Утеплитель – пенополистирол:

плотность g=40кг/м³,

коэффициент теплопроводности l_А=0,041Вт/(м ^{. 0}С).

4. Железобетонная плита:

плотность g=2500кг/м³,

коэффициент теплопроводности l_А=1.92Вт/(м ^{. 0}С).

Сопротивление теплопередаче:

R₀=R_в+R_пар.+R_ст+R_утеп+R_ж/б+R_н=R₀^треб;

1/8.7+0,04/0,76+0,015/0,35+d_утеп/0,041+0,2/1,92+1/23=2,

откуда d_утеп=0,067 м = 70 мм.

Инженерное оборудование

Отопление

    Система отопления – центральная, водяная, однотрубная вертикальная с нижней разводкой магистралей, регулируемая.

На вводе теплоносителя в дом оборудуется автоматизированный индивидуальный тепловой пункт с узлом ввода, для регулирования действующих давлений в тепловой сети, централизованного приготовления горячей воды системы горячего водоснабжения здания.

После узла ввода теплоноситель подводится к узлу управления системы отопления с элеватором. Разводящие магистрали прокладываются по подвалу с уклоном i = 0,003 и изолируются от теплопотерь. Трубопроводы приняты из стальных электросварных труб по ГОСТ 3261-75.

Лестничные клетки не отапливаемые со сплошным остеклением.

Удаление воздуха из системы производится через воздушные краны, установленные на подводках к конвекторам верхнего этажа

Вентиляция.

    В здании предусматривается приточно-вытяжная вентиляция с естественным побуждением. Вытяжка из кухни и санитарных узлов производится через индивидуальные каналы.

 

Водоснабжение.

Водоснабжение произведено от сетей 1-й зоны водоснабжения, с устройством перемычки между существующими водоводами Ø 200 и Ø 300 мм. Подключение здания выполнено в существующем колодце от водовода Ø 300 мм. В соответствии со СНиП 2.04.02-84 трубы применены чугунные напорные. На сети согласно СНиП 2.04.02-84 установлена запорная регулирующая арматура для оперативных подключений. Глубина заложения сети до 2,5 м.

    Холодная вода подаётся на удовлетворение хозяйственно-питъевых нужд.    Предусматривается один ввод Д = 50 мм. Водомерный узел оборудуется в

подвале сразу за вводом в здание. Учёт расход воды производится водомером

типа «УКВ-40» д-40 мм.

    Схема внутреннего водоснабжения принята тупиковая. Стояки монтируются скрыто в сантехшахтах. Подводки к приборам открытые. Для доступа к вентилям предусматриваются лючки.

    Трубопроводы монтируются из стальных водогазопроводных оцинкованных труб по ГОСТ 3262-75. Арматура принята из ковкого чугуна.

 

Канализация.

    Отвод стоков от административного здания предусмотрен по запроектированной сети канализации Ø 150÷200 мм до подключения к существующему коллектору Ø 300 мм с устройством колодца на подключении.   Канализационная сеть запроектирована из асбестоцементных безнапорных труб по ГОСТ 1839-80 Ø 150÷200 мм.

    На сети согласно СНиП II-32-74 в местах присоединения, изменения уклонов и направлений устанавливаются смотровые колодцы из сборных железобетонных элементов.

Электроснабжение.

    Электроснабжение проектируемого здание осуществляется от существующих сетей 380\220 В.

Расчётная потребляемая мощность – 68,1 кВт.

Напряжение силовой сети 380\220 В.

Напряжение сети рабочего освещения – 200 В.

По степени надёжности потребители электроэнергии, проектируемого здания относится к III категории.

Распределение электроэнергии в здании выполняется от вводного распределительного устройства типа ВРУ со встроенным счётчиком активной энергии, установленного в помещении электрощитовой.

Для освещения встроенных офисных помещений здания проектом предусмотрено общее равномерное рабочее освещение. Для освещения рабочих помещений устанавливаются светильники с люминесцентными лампами и лампами накаливания.

Групповая сеть электроосвещения выполняется кабелем ВВГ – 660 сечением 1,5 мм – осветительная сеть, 2,5 и 4 мм – розеточная сеть и сеть электронагревательных приборов, прокладываемых скрыто в монолитных колоннах, диафрагмах перекрытиях в гофрированных винипластовых трубках во время монолитных работ.

Для обеспечения безопасности от поражением электрическим током все металлические нетоковедущие части электрооборудованиядолжны быть надёжно занулены. В качестве зануляющего проводника используется нулевой защитный проводник в групповой сети, а в питающей сети – нулевая жила кабеля и нулевой провод.

Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Общая информация о проекте

1. Назначение – жилое здание.

2. Размещение в застройке – в составе комплекса, двухсекционное.

3. Тип – 11 этажный жилой дом на 50 квартир центрального теплоснабжения.

4. Конструктивное решение – кирпично-монолитное.

Расчетные условия

5. Расчетная температура внутреннего воздуха – (+20 ⁰C).

6. Расчетная температура наружного воздуха – (– 19 ⁰C).

7. Расчетная температура теплого чердака – (+14 ⁰С).

8. Расчетная температура теплого подвала – (+2 ⁰С).

9. Продолжительность отопительного периода – 149 сут.

10. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период для г.Краснодара – (+2 ⁰C).

11. Градусосутки отопительного периода – (2682 ⁰C ^. сут).

 

Объемно-планировочные параметры здания

12. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания площадь стен, включающих окна, балконные и входные двери в здание:

A_w+F+ed=P_st ^. H_h ,

где P_st – длина периметра внутренней поверхности наружных стен этажа,

  H_h – высота отапливаемого объема здания.

A_w+F+ed=126,44×33,3=4210,45м²;

Площадь наружных стен A_w, м², определяется по формуле:

A_w= A_w+F+ed – AF₁ – AF₂ – A_ed,

где AF – площадь окон определяется как сумма площадей всей оконных проемов.

Для рассматриваемого здания:

- площадь остекленных поверхностей AF₁=400,17м²;

- площадь глухой части балконной двери AF₂=118,08м²;

- площадь входных дверей A_ed=10,5м².

Площадь глухой части стен:

A_W=4210,45-400,17-118,08-10,5=2923,06м².

 

Площадь покрытия и перекрытия над подвалом равны:

A_c=A_f=A_st=475,27м².

 

Общая площадь наружных ограждающих конструкций:

A_e^sum=A_w+F+ed+A_c+A_r=2923,06+475,27×2=3873,6м².

 

13 – 15. Площадь отапливаемых помещений (общая площадь и жилая площадь) определяются по проекту:

A_h=475,27× 9=4277,43м²; A_r=1663,28м².

 

16. Отапливаемый объем здания, м³, вычисляется как произведение площади этажа на высоту (расстояние от пола первого этажа до потолка последнего этажа):

V_h=A_st ^. H_h=475,27×27,3=12974,87м²;

17. Коэффициент остекленности фасадов здания:

P=A_F/A_w+F+ed=400,17/3451,81=0,116;

18. Показатель компактности здания:

K_e^des=A_e^sum/V_h=3873,6/12974,87=0,299.

Теплотехнические показатели

19. Согласно СНиП II-3-79* приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений должно приниматься не ниже требуемых значений R₀^req, которые устанавливаются по таблице 1«б» СНиП II-3-79* в зависимости от градусосуток отопительного периода. Для D_d=2682 ⁰С ^. сут требуемые сопротивления теплопередаче равно для:

- стен R_w^req=2.34 м^{2. 0}С/Вт

- окон и балконных дверей R_f^req=0.367 м^{2. 0}С/Вт

- глухой части балконных дверей RF₁^req=0.81 м^{2. 0}С/Вт

- входных дверей R_ed^req=1.2 м^{2. 0}С/Вт

- покрытие R_c^req=3.54 м^{2. 0}С/Вт

- перекрытия первого этажа R_f=3.11 м^{2. 0}С/Вт

По принятым сопротивлениям теплопередаче определим удельный расход тепловой энергии на отопление здания q^des и сравним его с требуемым удельным расходом тепловой энергии q_h^req, определенным по таблице 3.7 СНКК-23-302-2000.

Если удельный расход тепловой энергии на отопление здания окажется меньше 5% от требуемого, то по принятым сопротивлениям теплопередаче определимся с конструкциями ограждений, характеристиками материалов и толщиной утеплителя.

 

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи здания определяется по формуле:

K_m^tr=b(A_w/R_w^r+AF₁/RF₁+ AF₂/RF₂+A_ed/R_ed+n ^. A_с/R_с^r+n ^. A_f ^. R_f^r)/A_e^sum,

 

K_m^tr=1.13(2923,06/2,34+400,17/0,367+118,06/0,81+10,5/1,2+1×475,27/3,54+0,6×475,27/3,11)/3873,6=0,7935(Вт/(м^{2. 0}С)).

 

21. Воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w=G_m^c=G_m^f=0.5кг/(м^2. ч), окон в деревянных переплетах и балконных дверей G_m^F=6кг/(м^2. ч). (Таблица 12 СНиП II-3-79*).

 

22. Требуемая краткость воздухообмена жилого дома n_a, 1/ч, согласно СНиП 2.08.01, устанавливается из расчета 3м³/ч удаляемого воздуха на 1м² жилых помещений, определяется по формуле:

n_a=3 ^. A_r/(b_v ^. V_h)=3 ^. 1663,28/(0.85 ^. 12974,87)=0,4524(1/ч),

где A_r – жилая площадь, м²;

    b_v – коэффициент, учитывающий долю внутренних ограждающих конструкций в отапливаемом объеме здания, принимаемый равным 0.85;

    V_h – отапливаемый объем здания, м³.

 

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

K_m^inf=0.28 ^. c ^. n_a ^. b_V ^. V_h ^. g_a^{ht .} k/A_e^sum,

K_m^inf=0,28×0,4524×0,85×12974,87×1,283×0,8/3873,6=0,3702(Вт/(м^{2. 0}С)).

 

где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж/(кг ^{. 0}С),

    n_a – средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период (для жилых зданий 3м³/ч, для других зданий согласно СНиП 2.08.01 и СНиП 2.08.02;

    b_V – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций, при отсутствии данных принимать равным 0.85;

    V_h – отапливаемый объем здания;

           g_a^ht – средняя плотность наружного воздуха за отопительный период, равный 353/(273+2)=1.283

k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в конструкциях, равный 0.7 – для стыков панельных стен, 0.8 – для окон и

 балконных дверей;

A_e^sum – общая площадь наружных ограждающих конструкций, включая покрытие и перекрытие пола первого этажа;

 

24. Общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м^{2. 0}С), определяемый по формуле:

K_m=K_m^tr+K_m^inf=0,7935+0,3702=1,1637(Вт/(м^{2. 0}С)).