Исходные данные

Объект строительства – многоэтажное жилое здание в г. Екатеринбург (Ваш город)

Определяем климатологическую характристику района строительства, обеспеченностью по СП 131.13330.2018.

Расчетная температура наружного воздуха t _х5дн = -35 °С (Ваша температура)

Средняя температура наружного воздуха за

отопительный период t_от = -6 °С (Ваша температура)

Продолжительность отопительного периода Z_от = 230 сут – ваше значение

Максимальная скорость ветра в январе V_max = 5 м/с – ваше значение

 

Выбираем по варианту конструкцию стены

Таблица 2

Вариант	Номер слоя	Материал слоя	Толщина б, м	λi, Вт/(м 0С)	αв, Вт/(м2 0С)	αн, Вт/(м20С)
1-15	1	Цементно-шлаковый раствор	0,01	0,47	8,7	23
	2	Кирпичная кладка глиняная	0,51	0,58
	3	Плита полужесткая минераловатная	0,05	0,082
	4	Кирпичная кладка глиняная	0,25	0,58
16-30	1	Плиты из гипса	0,01	0,50	8,7	23
	2	Пенополистирол	0,05	0,041
	3	Кирпичная кладка силикатная	0,51	0,76
	4	Цементно-перлитовый раствор	0,02	0,26
31-45	1	Листы гипсовые обшивочные	0,015	0,34	8,7	23
	2	Газо-и пенобетон (газопеносиликат)	0,2	0,41
	3	Кирпичная кладка глиняная	0,64	0,64
	4	Цементно-шлаковый раствор	0,02	0,47
46 – 60	1	Плиты из гипса	0,015	0,50	8,7	23
	2	Вермикулитобетон	0,2	0,23
	3	Кирпичная кладка глиняная	0,64	0,70
	4	Цементно-шлаковый раствор	0,015	0,52

 

 

4. Определяем термическое сопротивление материальных слоев конструкции многослойного ограждения без теплоизоляционного слоя:

где R_в – сопротивление конвективному теплообмену между воздухом помещения и внутренней поверхностью ограждения, м² °С/Вт, определяемое по формуле:

где R_тi – термическое сопротивление i-го материального слоя в конструкции многослойного ограждения, м² °С/Вт, определяемое по формуле:

где R_н – сопротивление конвективному теплообмену между поверхностью наружного ограждения и наружным воздухом, м² °С/Вт, определяемое по формуле:

где α_н – коэффициент теплоотдачи для зимних условий наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м² °С) находим по [СП 50.13330.2012, табл.6  Смотри информацию в таблице со стенами].

 

ПРИМЕР

 

Таблица 4

Номер слоя	Материал слоя	Толщина б, м	λi, Вт/(м 0С)	n	Δtн,0С	αв, Вт/(м20С)	а	в	αн, Вт/(м20С)
1	Известково-песчаный раствор	0,01	0,70	1	4	8,7	0,00035	1,4	23
2	Кирпичная кладка (глиняная на цементно-шлаковом растворе)	0,51	0,64
3	Плита полужесткая минераловатная	0,04	0,076
4	Кирпичная кладка (глиняная на цементно-шлаковом растворе)	0,25	0,64

 

2.Определяем термическое сопротивление i-го материального слоя в конструкции многослойного ограждения по формуле 6

Слой 1: R_т1=0,014,

Слой 2: R_т2=0,797,

Слой 3: R_т3=0,500,

Слой 4: R_т4=0,391.

 

Определяем сопротивление конвективному теплообмену между воздухом помещения и внутренней поверхностью ограждения по формуле 5:

R_в  = 1/8,7 = 0,115.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающих конструкций для зимних условий, α_н, Вт/(м²⁰С), принимаем по [СП 50.13330.2012, табл.6].

Определяем сопротивление конвективному теплообмену между поверхностью наружного ограждения и наружным воздухом по формуле 7:

R_н  = 1/0,115 = 0,043.

Определяем термическое сопротивление материальных слоев конструкции многослойного ограждения:

R_о = 0,115+(0,014+0,797+0,391+0,5)+0,043 = 1,86 Вт/( м²∙⁰С).

ПОДОБНЫМ ОБРАЗОМ РАССЧИТЫВАЮТСЯ ПОТЕРИ ЧЕРЕЗ ВЕРХНЕЕ ПЕРЕКРЫТИЕ, КРОВЛЮ. У ВСЕХ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ КРОВЛИ ПРИНИМАЕТСЯ R= 3,33

 

Расчет теплоты через пол производится по зонам

 

Сопротивление теплопередачи полов, расположенных на грунте, определяют по условным термическим сопротивлениям для отдельных зон пола. Поверхность пола делят на полосы шириной 2м, параллельные наружным стенам. Полоса, ближайшая к наружной стене, является I зоной, следующие две полосы будут зонами II и III , а вся остальная поверхность пола будет IV зоной.

Разделение на зоны в соответствии с рисунком а)

За величину R_o принимают условное сопротивление теплопередаче, которое для неутепленного пола обозначают R_н.п. и принимают равным для I зоны 2,15, для II зоны 4,3, для III зоны 8,6 и для IV зоны 14,2 (м² ˚C)/Вт.

Если в конструкции пола имеется слой с коэффициентом теплопроводности λ меньше 1,16 Вт/(м² ˚С), то такой пол называют утепленным. Термическое сопротивление утепляющих слоев в каждой зоне прибавляют к сопротивлению R_н.п..

R_у.п. = R_н.п. + ∑(δ_у.с./λ_у.с.)                                           (11),

где δ_у.с. – толщина утепленного слоя, м;

λ_у.с. – Коэффициент теплопроводности материала каждого утепляющего слоя (учитываются только те слои, у которых λ_у.с. < 1,16 Вт/(м² ˚С)).

Поверхность участка пола в зоне I, примыкающего к наружному углу, имеет повышенные потери теплоты, поэтому его площадь размером 2х2м  учитывается при определении площади зоны I дважды.

Делим поверхность пола на зоны. Определяем площадь каждой зоны:

I – A₁ = 153,20 м²

II – A₂ = 92,40 м²

III – A₃ = 60,40 м²

IV – A₄ = 31,32 м²

Находим термическое сопротивление каждой зоны по формуле (11):

I Ro=2,15 + +  = 5,6148 (м² ·⁰С)/Вт

1/R

II Ro=4,3 + +  = 7,7648 (м² ·⁰С)/Вт

III Ro=8,6 + +  (м² ·⁰С)/Вт

IV Ro=14,2 + +  (м² ·⁰С)/Вт

РАСЧЕТ ТЕПЛОПОТЕРЬ

Исходные данные

Объект строительства – многоэтажное жилое здание в г. Екатеринбург (Ваш город)

Количество этажей – 1 !!!!!!!!

Высота этажа – 3, 5 м

Расчетная температура наружного воздуха t _х5дн = -35 °С (Ваша температура)

Средняя температура наружного воздуха за

отопительный период t_от = -6 °С (Ваша температура)

Продолжительность отопительного периода Z_от = 230 сут – ваше значение

Максимальная скорость ветра в январе V_max = 5 м/с – ваше значение

Размеры окон –1,2х1,5 м – ширину окон мерить согласно выполненному чертежу с помощью инструмента РАЗМЕР, Высоту принимать 1,8 метра

Размеры наружных дверей  – 1,5х2,1 м – ширину мерить по плану, высоту принимать 2,1 м

После выполнения чертежа плана первого этажа и простановки номеров помещений для расчета потерь теплоты были выбраны следующие данные:

Таблица 1

Расчётные параметры внутреннего воздуха – принимаются по ГОСТ 30494-2011 для групп помещений (офисы санузлы и т.д.)

Наименование помещения	Температура воздуха в холодный период года, ˚С
Жилая комната (угловая жилая комната)	20 (22)
Кухня (угловая кухня)	18 (20)
Лестничная клетка	16

 

Двойное окно:  = 0,6 м²˚С/Вт

Наружная дверь:  = 0,6 ·  = 0,6 · 1,26 = 0,756 м²˚С/Вт, где  – требуемое термическое сопротивление наружного ограждения по санитарным нормам,  = 1,26 м²˚С/Вт.

2) Коэффициенты теплопередачи стен

К_i = 1/R_oi

= 1/3,61 = 0,28 Вт/м²˚С

= 1/3,79 = 0,26 Вт/м²˚С

= 1/3,77 = 0,27 Вт/м²˚С

= 1/0,6 = 1,67 Вт/м²˚С

= 1/0,756 = 1,32 Вт/м²˚С

При расчете теплопотерь будем считать, что  (К_бд) = 2,56 – 0,28 = 2,28 Вт/м²˚С

2 Расчёт потерь теплоты через ограждающие конструкции

помещения

Потери теплоты через строительные ограждения условно разделяются на основные и добавочные, которые следует определять для каждого отапливаемого помещения, суммируя потери теплоты через все ограждающие конструкции помещения по формуле:

Q_огр = А∙К∙(t_в -t_н)∙n∙(1+ Σβ),                                           (4)

где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, м²;

К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м^{2 0}С);

t_в – расчетная температура воздуха, ⁰С, в помещении;

t_н – расчетная температура наружного воздуха, ⁰С, для холодного периода года при расчете потерь теплоты через наружные ограждения.

β – добавочные потери теплоты в долях от основных потерь:

Север, восток, северо-восток, северо-запад – 0,1

Юго-восток, запад – 0,05

Юг, юго-запад -0

n – поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху:

–  для пола над не отапливаемым подвалом 0,6;

–  для наружной стены 1;

–  для чердачного перекрытия 0,9.

Расход теплоты Q_и, Вт, на нагревание инфильтрирующегося воздуха определяют по формуле:

Q_и = 0,28·G_и·C_р·(t_в – t_н)·k,                                    (6)

где С_Р – удельная теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг·̊С);

t_в  и t_н – то же, что и формуле (4);

k – коэффициент учета влияния встречного теплового потока: для окон с тройными переплетами k=0,7, для окон и балконных дверей с двойными и раздельными переплетами k=0,8 и со спаренными переплетами k=1.

G_и – расход инфильтрирующегося воздуха, кг/ч; при выполнении данного курсового проекта G_и допускается определять только через окна и балконные двери по формуле:

G_и = ,                                                      (7)

где А_ок– площадь окон и балконных дверей, м²;

R_и – сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей, (м²·ч·Па)/кг, R_и=0,26;

∆P – расчетная разность давлений на наружной и внутренней поверхностях каждой ограждающей конструкции, Па , которую можно вычислить по формуле:

∆P = (H-h) (ρ_н – ρ_в) g + 0,5 ρ_н V² (C_н – С_з) k´,                                           (8)

где Н – высота здания, м, от уровня средней планировочной отметки земли до верха карниза, H = 11;

h – расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, h=3,1; 6,1; 9,1.

g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с²;

ρ_н и ρ_в – плотность, кг/м³, соответственно наружного воздуха и воздуха в помещении, определяемая по зависимости:

ρ = ,                                                         (9)

где t – температура воздуха, ºС;

V- расчетная скорость ветра, м/с;

C_н и С_з – аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждения здания, принимаются по СП 20.13330. 2011. При выполнении курсового проекта принимаетсяС_н=0,8;   С_з=-0,6;

k – коэффициент учета изменения скоростного давления ветра по зависимости от высоты здания принимается по СП 20.13330.2011; k=0,65;

Расход теплоты Q_в, Вт, на нагревание вентиляционного воздуха для жилых зданий определяют по выражению:

Q_в = 0,28·L_н ·ρ_в ·C_p (t_в – t_н)·k,                                    (10)

где L_н – расход удаляемого воздуха, в м³, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий – удельный нормативный расход составляет 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений, следовательно L_н= =3·А_п;

С_Р, t_в, t_н  и k – то же, что и в формуле (6);

ρ_в– плотность воздуха в помещении, кг/м², по формуле (9).

 

Потери теплоты через наружные ограждения Q_огр определяется по формуле (4) для каждого элемента ограждающей конструкции, а затем потери элементов суммируются.

Расчетная тепловая нагрузка системы отопления, Q_от, определяется по формуле

теплового баланса

Расчетные потери теплоты, возмещаемые системой отопления, для каждого отапливаемого помещения находят из уравнений теплового баланса:

Q_от = Q_огр + Q_и – Q_б,                                                (1)

где Q_огр – потеря теплоты через ограждения здания (помещения), Вт;

Q_и – расход теплоты на нагрев поступающего в помещения наружного воздуха исходя из количества инфильтрирующего через неплотности наружных ограждений воздуха, Вт;

Q_в – то же, исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха 3 м³/ч на 1 м² площади жилых комнат;

Q_б – бытовые теплопоступления, Вт.

 

Бытовые теплопоступления Q_б, Вт для жилых комнат определяют по формуле:

Q_б = 10·А_п,                                               (5)

где А_п – площадь пола помещения, м².

 

Для помещений, где Q_в > Q_и, применяем формулу (2): Q_от = Q_огр + Q_в – Q_б,

№101   Q_от = 1080 + 864 – 150 =1794 Вт;

№102   Q_от = 900 + 867 – 155 =1612 Вт;