Топлотехнически изчисления на техническо подземие

Топлотехнически изчисления на ограждащи конструкции

Площите на външните ограждащи конструкции, отопляемата площ и обем на сградата, необходими за изчисляване на енергийния паспорт, и термични характеристикиобвивките на сградите се определят в съответствие с приетите стандарти дизайнерски решенияв съответствие с препоръките на SNiP 23-02 и TSN 23 - 329 - 2002.

Съпротивлението на топлопреминаване на ограждащите конструкции се определя в зависимост от броя и материалите на слоевете, както и от физическите свойства строителни материалисъгласно препоръките на SNiP 23-02 и TSN 23 - 329 - 2002.

1.2.1 Външни стени на сградата

Има три вида външни стени в жилищна сграда.

Първи тип - тухлена зидарияс подова подпора с дебелина 120 мм, изолирана с полистиролбетон с дебелина 280 мм, с облицовъчен слой от пясъчно-варова тухла. Вторият тип е стоманобетонен панел с дебелина 200 mm, изолиран с полистиролбетон с дебелина 280 mm, с облицовъчен слой от варовикови тухли. Третият тип, вижте фиг. 1. Топлотехническите изчисления са дадени съответно за два вида стени.

1). Състав на слоеве външна стенасгради: защитно покритие- цименто-варов разтвор с дебелина 30 mm, λ = 0,84 W/(m× o C). Външният слой е 120 mm - от варовикова тухла М 100 със степен на мразоустойчивост F 50, λ = 0,76 W/(m× o C); пълнеж 280 mm – изолация – полистиролбетон D200, GOST R 51263-99, λ = 0,075 W/(m× o C); вътрешен слой 120 mm - от варовикова тухла, M 100, λ = 0,76 W/(m× o C). Вътрешните стени са измазани с варо-пясъчна замазка М 75 с дебелина 15 mm, λ = 0,84 W/(m× o C).

Rw= 1/8,7+0,030/0,84+0,120/0,76+0,280/0,075+0,120/0,76+0,015/0,84+1/23 = 4,26 m 2 × o C/W.

Съпротивление на топлопреминаване на стените на сградата, с фасадна площ
ах= 4989,6 m2, равно на: 4,26 m 2 × o C/W.

Коефициент на топлинна равномерност на външни стени r,определя се по формула 12 SP 23-101:

a i– ширина на топлопроводящото включване, a i = 0,120 м;

L i– дължина на топлопроводящото включване, L i= 197,6 м (периметър на сградата);

к аз –коефициент в зависимост от топлопроводимото включване, определен по прил. N SP 23-101:

k i = 1.01 за топлопроводна връзка при съотн λm/λ= 2,3 и а/б= 0,23.

Тогава намаленото съпротивление на топлопреминаване на стените на сградата е равно на: 0,83 × 4,26 = 3,54 m 2 × o C/W.

2). Състав на слоевете на външната стена на сградата: защитно покритие - цименто-варов разтвор М 75 с дебелина 30 mm, λ = 0,84 W/(m× o C). Външният слой е 120 mm - от варовикова тухла М 100 със степен на мразоустойчивост F 50, λ = 0,76 W/(m× o C); пълнеж 280 mm – изолация – полистиролбетон D200, GOST R 51263-99, λ = 0,075 W/(m× o C); вътрешен слой 200 mm – стоманобетон стенен панел, λ= 2,04 W/(m× o C).

Съпротивлението на топлопреминаване на стената е равно на:

Rw= 1/8,7+0,030/0,84+0,120/0,76+0,280/0,075+
+0,20/2,04+1/23 = 4,2 m 2 × o C/W.

Тъй като стените на сградата имат хомогенна многослойна структура, коефициентът на топлинна равномерност на външните стени се приема r= 0,7.

Тогава намаленото съпротивление на топлопреминаване на стените на сградата е равно на: 0,7 × 4,2 = 2,9 m 2 × o C/W.

Тип сграда - обикновена секция от 9-етажна жилищна сграда с долно разпределение на тръбите на парното и захранване с топла вода.

А б= 342 м2.

техническа площ подземен - 342 м2.

Площта на външните стени над нивото на земята A b, w= 60,5 м2.

Проектните температури на долната отоплителна система са 95 °C, захранването с топла вода 60 °C. Дължината на тръбопроводите на отоплителната инсталация е 80 m. Няма подземни, така че честотата на обмен на въздух в тях. под земята аз= 0,5 h -1 .

t int= 20 °C.

Сутерен (над технически подземен) - 1024.95 м2.

Ширината на сутерена е 17,6 м. Височината на външния зид е техническа. под земята, вкопани в земята - 1,6м л напречно сечениетехническа ограда под земята, заровен в земята,

л= 17,6 + 2×1,6 = 20,8 m.

Температура на въздуха в стаите на първия етаж t int= 20 °C.

Устойчивост на топлопредаване на външни стени. подземните пространства над нивото на земята се приемат в съответствие със SP 23-101, точка 9.3.2. равно на съпротивлението на топлопреминаване на външните стени R o b . w= 3,03 m 2 ×°C/W.

Намалена устойчивост на топлопредаване на ограждащи конструкции на заровената част на техническата зона. подземните площи ще бъдат определени в съответствие със SP 23-101, точка 9.3.3. както за неизолирани подове на земята в случай, че подовите и стенните материали имат изчислени коефициенти на топлопроводимост λ≥ 1,2 W/(m o C). Намалена устойчивост на топлопредаване на технически огради. под земята, заровени в земята, се определя съгласно таблица 13 SP 23-101 и възлиза на R o rs= 4,52 m 2 ×°C/W.

Сутеренните стени се състоят от: стенен блок с дебелина 600 mm, λ = 2,04 W/(m× o C).

Да определим температурата на въздуха в тях. под земята t int b

За изчислението използваме данните от Таблица 12 [SP 23-101]. При температура на въздуха в тези. под земята 2 °C плътност топлинен потокот тръбопроводи ще се увеличи в сравнение със стойностите, дадени в таблица 12 със стойността на коефициента, получен от уравнение 34 [SP 23-101]: за тръбопроводи на отоплителна система - с коефициента [(95 - 2)/(95 - 18)] 1,283 = 1,41; за тръбопроводи за топла вода - [(60 - 2)/(60 - 18) 1,283 = 1,51. След това изчисляваме стойността на температурата t int bот уравнението на топлинния баланс при определена подземна температура от 2 °C

t int b= (20×342/1,55 ​​+ (1,41 25 80 + 1,51 14,9 30) - 0,28×823×0,5×1,2×26 - 26×430/4,52 - 26×60,5/3,03)/

/(342/1,55 ​​+ 0,28×823×0,5×1,2 + 430/4,52 +60,5/3,03) = 1316/473 = 2,78 °C.

Топлинният поток през сутерена беше

q b. c= (20 – 2,78)/1,55 ​​= 11,1 W/m2.

По този начин, в тези под земята еквивалентната на стандартите термична защита се осигурява не само от прегради (стени и подове), но и от топлина от тръбопроводите на системите за отопление и топла вода.

1.2.3 Припокриване над техническите. под земята

Оградата е с площ аф= 1024,95 м2.

Структурно припокриването се извършва, както следва.

2,04 W/(m× o C). Циментово-пясъчна замазка с дебелина 20 mm, λ =
0,84 W/(m× o C). Изолация екструдиран пенополистирол "Rufmat", ρ о=32 kg/m 3, λ = 0,029 W/(m× o C), дебелина 60 mm съгласно GOST 16381. Въздушна междина, λ = 0,005 W/(m× o C), дебелина 10 mm. Дъски за подови настилки, λ = 0,18 W/(m× o C), дебелина 20 mm по GOST 8242.

R f= 1/8,7+0,22/2,04+0,020/0,84+0,060/0,029+

0,010/0,005+0,020/0,180+1/17 = 4,35 m 2 × o C/W.

Съгласно клауза 9.3.4 SP 23-101 ще определим стойността на необходимото съпротивление на топлопреминаване на сутеренния етаж над техническото подземие Rсспоред формулата

R o = nR изискване,

Къде п- коефициент, определен при приетата минимална температура на въздуха в подземния етаж t int b= 2°C.

п = (t int - t int b)/(t int - t ext) = (20 - 2)/(20 + 26) = 0,39.

Тогава R с= 0,39 × 4,35 = 1,74 m 2 × ° C / W.

Нека проверим дали термичната защита на тавана над техническото подземие отговаря на изискването на стандартния диференциал D тн= 2 °C за пода на първия етаж.

Използвайки формула (3) SNiP 23 - 02, определяме минималното допустимо съпротивление на топлопреминаване

R o min =(20 - 2)/(2×8,7) = 1,03 m 2 ×°C/W< R c = 1,74 m 2 ×°C/W.

1.2.4 Тавански етаж

Площ на пода A c= 1024,95 м2.

Стоманобетонна плочаподове, дебелина 220 mm, λ =
2,04 W/(m× o C). Изолация на мини-плочи АД " Минерална вата», r =140-
175 kg/m 3, λ = 0,046 W/(m× o C), дебелина 200 mm съгласно GOST 4640. Отгоре покритието има цименто-пясъчна замазка с дебелина 40 mm, λ = 0,84 W/(m× o В).

Тогава съпротивлението на топлопреминаване е равно на:

Rc= 1/8,7+0,22/2,04+0,200/0,046+0,04/0,84+1/23=4,66 m 2 × o C/W.

1.2.5 Таванско покритие

Подова стоманобетонна плоча с дебелина 220 mm, λ =
2,04 W/(m× o C). Изолация от експандиран глина чакъл, r=600 kg/m3, λ =
0,190 W/(m× o C), дебелина 150 mm съгласно GOST 9757; Минерална плоча на АО "Минерална вата", 140-175 kg/m3, λ = 0,046 W/(m×oC), дебелина 120 mm по GOST 4640. Отгоре покритието има цименто-пясъчна замазка с дебелина 40 mm, λ = 0,84 W/ (m×o C).

Тогава съпротивлението на топлопреминаване е равно на:

Rc= 1/8,7+0,22/2,04+0,150/0,190+0,12/0,046+0,04/0,84+1/17=3,37 m 2 × o C/W.

1.2.6 Windows

Съвременните полупрозрачни дизайни на топлозащитни прозорци използват прозорци с двоен стъклопакет и изпълняват прозоречни кутиии клапани, главно PVC профилиили комбинации от тях. При производството на прозорци с двоен стъклопакет с използване на флоатно стъкло, прозорците осигуряват изчислено намалено съпротивление на топлопреминаване не повече от 0,56 m 2 × o C/W, което отговаря на нормативните изисквания за тяхното сертифициране.

Площ на отворите на прозорците А Ф= 1002,24 м2.

Съпротивлението на топлопреминаване на прозорци се приема Р Ф= 0,56 m 2 × o C/W.

1.2.7 Намален коефициент на топлопреминаване

Намаленият коефициент на топлопреминаване през външната обвивка на сградата, W/(m 2 ×°C), се определя по формула 3.10 [TSN 23 - 329 - 2002], като се вземат предвид конструкциите, приети в проекта:

1,13(4989,6 / 2,9+1002,24 / 0,56+1024,95 / 4,66+1024,95 / 4,35) / 8056,9 = 0,54 W/(m 2 × °C).

1.2.8 Условен коефициент на топлопреминаване

Условният коефициент на топлопреминаване на сграда, като се вземат предвид топлинните загуби поради инфилтрация и вентилация, W / (m 2 × ° C), се определя по формула G.6 [SNiP 23 - 02], като се вземат предвид проектите, приети в проектът:

Къде с – специфична топлинавъздух, равен на 1 kJ/(kg×°C);

β ν – коефициент на намаляване на обема на въздуха в сградата, като се вземе предвид наличието на вътрешни ограждащи конструкции, равен на β ν = 0,85.

0,28×1×0,472×0,85×25026,57×1,305×0,9/8056,9 = 0,41 W/(m 2 ×°C).

Средната скорост на въздухообмен на сграда през отоплителния период се изчислява от общия въздухообмен, дължащ се на вентилация и инфилтрация, като се използва формулата

n a= [(3×1714.32) × 168/168+(95×0.9×

×168)/(168×1,305)] / (0,85×12984) = 0,479 h -1 .

– количеството инфилтриран въздух, kg/h, влизащ в сградата през ограждащите конструкции през деня на отоплителния период, се определя по формула G.9 [SNiP 23-02-2003]:

19,68/0,53×(35,981/10) 2/3 + (2,1×1,31)/0,53×(56,55/10) 1/2 = 95 kg/h.

– съответно за стълбищеизчислена разлика в налягането на външния и вътрешния въздух за прозорци и балконски вратии външните входни врати се определят по формула 13 [SNiP 23-02-2003] за прозорци и балконски врати, като стойността 0,55 се заменя с 0,28 и се изчислява специфичното тегло по формула 14 [SNiP 23-02-2003] при съответната температура на въздуха , па.

∆р e d= 0,55 × Η ×( γ вътр -γ вътр) + 0,03 × γ вътр×ν 2 .

Къде Η = 30,4 м – височина на сградата;

– специфично теглосъответно външен и вътрешен въздух, N/m 3.

γ ext = 3463/(273-26) = 14,02 N/m 3,

γ int = 3463/(273+21) = 11,78 N/m 3 .

∆р F= 0,28×30,4×(14,02-11,78)+0,03×14,02×5,9 2 = 35,98 Pa.

∆р изд= 0,55×30,4×(14,02-11,78)+0,03×14,02×5,9 2 = 56,55 Pa.

– средна плътност захранващ въздухза отоплителен период, kg/m3, ,

353/ = 1,31 kg/m3.

вх= 25026,57 m3.

1.2.9 Коефициент на общ топлопреминаване

Условният коефициент на топлопреминаване на сграда, като се вземат предвид топлинните загуби поради инфилтрация и вентилация, W / (m 2 × ° C), се определя по формула G.6 [SNiP 23-02-2003], като се вземат предвид проектите приети в проекта:

0,54 + 0,41 = 0,95 W/(m 2 ×°C).

1.2.10 Сравнение на стандартизирани и намалени съпротивления на топлопредаване

Резултатите от изчисленията са сравнени в табл. 2 стандартизирани и намалени съпротивления на топлопреминаване.

Таблица 2 - Стандартизирана Реги дадено R r oсъпротивление на топлопреминаване на сградни заграждения

1.2.11 Защита срещу преовлажняване на ограждащи конструкции

температура вътрешна повърхностограждащи конструкции трябва да бъде по-висока от температурата на точката на оросяване t d=11,6 o C (3 o C за прозорци).

Температура на вътрешната повърхност на ограждащите конструкции τ вътр, се изчислява по формула Ya.2.6 [SP 23-101]:

τ вътр = t int-(t int-t вътр)/(R r× α вътр),

за изграждане на стени:

τ вътр=20-(20+26)/(3,37×8,7)=19,4 o C > t d=11,6°С;

за покриване на техническия под:

τ вътр=2-(2+26)/(4,35×8,7)=1,3 o C<t d=1,5°С, (φ=75%);

за прозорци:

τ вътр=20-(20+26)/(0,56×8,0)=9,9 o C > t d=3 o C.

Температурата на кондензация на вътрешната повърхност на конструкцията се определя от аз-гдиаграма на влажен въздух.

Температурите на вътрешните конструктивни повърхности отговарят на условията за предотвратяване на кондензация на влага, с изключение на техническите подови таванни конструкции.

1.2.12 Характеристики на пространственото планиране на сградата

Характеристиките на пространственото планиране на сградата са установени в съответствие със SNiP 23-02.

Коефициент на остъкляване на фасади на сгради f:

f = A F /A W + F = 1002,24 / 5992 = 0,17

Индикатор за плътност на сградата, 1/m:

8056,9 / 25026,57 = 0,32 m -1.

1.3.3 Разход на топлинна енергия за отопление на сградата

Разход на топлинна енергия за отопление на сградата през отоплителния период Q h y, MJ, определена по формула G.2 [SNiP 23 - 02]:

0,8 – коефициент на намаляване на топлинната печалба поради топлинна инерция на ограждащи конструкции (препоръчително);

1.11 – коефициент, отчитащ допълнителната консумация на топлина на отоплителната система, свързана с дискретността на номиналния топлинен поток на продуктовата гама отоплителни уреди, допълнителните им топлинни загуби през задрадиаторните секции на оградите, повишена температуравъздух в ъглови стаи, топлинни загуби на тръбопроводи, преминаващи през неотопляеми помещения.

Общи загуби на топлина на сградата Qh, MJ, за отоплителния период се определят по формула G.3 [SNiP 23 - 02]:

Qh= 0,0864×0,95×4858,5×8056,9 = 3212976 MJ.

Топлинни печалби на домакинствата през отоплителния сезон Q вътр, MJ, се определят по формула G.10 [SNiP 23 - 02]:

Къде q int= 10 W/m2 – количеството произведена топлина от домакинствата на 1 m2 жилищна площ или прогнозната площ на обществена сграда.

Q вътр= 0,0864×10×205×3940= 697853 MJ.

Получаване на топлина през прозорци от слънчева радиацияпрез отоплителния сезон Q s, MJ, се определят по формула 3.10 [TSN 23 - 329 - 2002]:

Q s =τ F ×k F ×(A F 1 ×I 1 +A F 2 ×I 2 +A F 3 ×I 3 +A F 4 ×I 4)+τ scy× k scy ×A scy ×I hor,

Q s = 0.76×0.78×(425.25×587+25.15×1339+486×1176+66×1176)= 552756 MJ.

Q h y= ×1,11 = 2,566917 MJ.

1.3.4 Прогнозна специфична консумация на топлинна енергия

Очакваният специфичен разход на топлинна енергия за отопление на сграда през отоплителния период, kJ/(m 2 × o S×ден), се определя по формулата
D.1:

10 3 × 2 566917 /(7258 × 4858,5) = 72,8 kJ/(m 2 × o S×ден)

Според табл. 3.6 b [TSN 23 – 329 – 2002] нормализирана специфична консумация на топлинна енергия за отопление на девететажна жилищна сграда е 80 kJ/(m 2 × o S×ден) или 29 kJ/(m 3 × o S×ден).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проекта на 9-етажна жилищна сграда са използвани специални техники за повишаване на енергийната ефективност на сградата, като:

¾ приложено конструктивно решение, позволяващи не само да се извършват бързо строителствообект, но и да използва различни конструктивни и изолационни материали и архитектурни форми във външната ограждаща конструкция по желание на клиента и като се вземат предвид съществуващите възможности на строителната индустрия в региона,

¾ проектът включва топлоизолация на тръбопроводи за отопление и топла вода,

¾ използвани са съвременни топлоизолационни материали, по-специално полистиролбетон D200, GOST R 51263-99,

¾ в съвременните полупрозрачни конструкции на топлоизолационни прозорци се използват прозорци с двоен стъклопакет, а за производството на дограма и крила се използват главно PVC профили или техните комбинации. При производството на прозорци с двоен стъклопакет с използване на флоатно стъкло, прозорците осигуряват изчислено намалено съпротивление на топлопреминаване от 0,56 W/(m×oC).

Енергийната ефективност на проектираната жилищна сграда се определя от следното основенкритерии:

¾ специфичен разход на топлинна енергия за отопление през отоплителния период q h des,kJ/(m 2 ×°C×ден) [kJ/(m 3 ×°C×ден)];

¾ индикатор за компактност на сградата к е,1/m;

¾ коефициент на остъкляване на фасадата на сградата f.

В резултат на изчисленията могат да се направят следните изводи:

1. Ограждащите конструкции на 9-етажна жилищна сграда отговарят на изискванията на SNiP 23-02 за енергийна ефективност.

2. Сградата е проектирана да поддържа оптимални температурии влажност на въздуха, като същевременно осигурява най-ниските разходи за потребление на енергия.

3. Изчислен коефициент на компактност на застрояването к е= 0,32 е равно на нормативното.

4. Коефициентът на остъкляване на фасадата на сградата f=0,17 е близък до стандартната стойност f=0,18.

5. Степента на намаление на потреблението на топлинна енергия за отопление на сградата от нормативната стойност е минус 9%. Тази стойност на параметъра съответства нормалноклас на топлинна енергийна ефективност на сградата съгласно таблица 3 SNiP 23.02.2003 г Термична защитасгради.

ЕНЕРГИЕН ПАСПОРТ НА СГРАДАТА

Описание:

В съответствие с най-новия SNiP „Топлозащита на сгради“, разделът „Енергийна ефективност“ е задължителен за всеки проект. Основната цел на раздела е да докаже, че специфичният разход на топлина за отопление и вентилация на сградата е под нормативната стойност.

Изчисляване на слънчевата радиация в зимно време

Поток от общата слънчева радиация, пристигаща през отоплителния период върху хоризонтални и вертикални повърхности при действителни облачни условия, kWh/m2 (MJ/m2)

Поток от обща слънчева радиация, пристигаща за всеки месец от отоплителния период върху хоризонтални и вертикални повърхности при действителни облачни условия, kWh/m2 (MJ/m2)

В резултат на извършената работа бяха получени данни за интензитета на общата (директна и дифузна) слънчева радиация, падаща върху различно ориентирани вертикални повърхности за 18 руски града. Тези данни могат да се използват в реален дизайн.

Литература

1. SNiP 23–02–2003 „Топлинна защита на сгради“. – М.: Госстрой на Русия, Федерално държавно унитарно предприятие ЦПП, 2004 г.

2. Научно-приложен справочник по климата на СССР. Части 1–6. Vol. 1–34. – Санкт Петербург. : Гидрометеоиздат, 1989–1998.

3. SP 23–101–2004 „Проектиране на топлинна защита на сгради“. – М.: Федерално държавно унитарно предприятие ЦПП, 2004.

4. MGSN 2.01–99 „Енергоспестяване в сгради. Норми за топлозащита и топло- и водоснабдяване.” – М.: Държавно унитарно предприятие „НИАК”, 1999.

5. SNiP 23–01–99* „Строителна климатология“. – М.: Госстрой на Русия, Държавно унитарно предприятие ЦПП, 2003 г.

6. Строителна климатология: Справочно ръководство за SNiP. – М.: Стройиздат, 1990.

Системите за отопление и вентилация трябва да осигуряват приемливи микроклиматични условия и въздушна средапомещения. За да направите това, е необходимо да се поддържа баланс между топлинните загуби на сградата и получаването на топлина. Условието за топлинно равновесие на една сграда може да се изрази като равенството

$$Q=Q_t+Q_i=Q_0+Q_(tv),$$

където $Q$ е общата топлинна загуба на сградата; $Q_т$ – топлинни загуби при пренос на топлина през външни огради; $Q_and$ – загуба на топлина чрез инфилтрация поради навлизане на студен въздух в помещението чрез течове във външните ограждения; $Q_0$ – топлоснабдяване на сградата през отоплителна система; $Q_(tv)$ – генериране на вътрешна топлина.

Топлинните загуби на една сграда зависят главно от първия член $Q_t$. Следователно, за по-лесно изчисляване, топлинните загуби на сградата могат да бъдат представени, както следва:

$$Q=Q_t·(1+μ),$$

където $μ$ е коефициентът на инфилтрация, който е съотношението на загубата на топлина чрез инфилтрация към загубата на топлина чрез пренос на топлина през външни огради.

Източник на вътрешно генериране на топлина $Q_(tv)$ в жилищните сгради обикновено са хора, готварски уреди (газови, електрически и други печки), осветителни тела. Тези отделяния на топлина са до голяма степен произволни по природа и не могат да бъдат контролирани по никакъв начин във времето.

Освен това топлинните емисии не се разпределят равномерно в цялата сграда. В помещения с висока гъстота на населението вътрешното генериране на топлина е сравнително голямо, а в помещения с ниска гъстота е незначително.

За осигуряване на нормални температурни условия в жилищните помещения, хидравлични и температурен режимотоплителна мрежа при най-неблагоприятни условия, т.е. според режима на отопление на помещения с нулево топлоотдаване.

Даденото съпротивление на топлопреминаване на светлопрозрачни конструкции (прозорци, витражи на балконски врати, фенери) се приема въз основа на резултати от изпитване в акредитирана лаборатория; при липса на такива данни се оценява по методиката от Приложение К в.

Намалената устойчивост на топлопредаване на ограждащи конструкции с вентилирани въздушни пространства трябва да се изчислява в съответствие с Приложение К в SP 50.13330.2012 Термична защита на сгради (SNiP 23.02.2003 г.).

Изчисляването на специфичните топлозащитни характеристики на сградата се изготвя под формата на таблица, която трябва да съдържа следната информация:

• Името на всеки фрагмент, който съставлява корпуса на сградата;
• Площта на всеки фрагмент;
• Намалената устойчивост на топлопреминаване на всеки фрагмент по отношение на изчислението (съгласно Приложение E в SP 50.13330.2012 Термична защита на сгради (SNiP 23.02.2003));
• Коефициент, който отчита разликата между вътрешната или външната температура на структурен фрагмент от тези, приети при изчислението на GSOP.

Следващата таблица показва формата на таблицата за изчисляване на специфичните топлоизолационни характеристики на сграда

Специфичната вентилационна характеристика на сграда, W / (m 3 ∙°C), трябва да се определи по формулата

$$k_(отдушник)=0,28·c·n_v·β_v·ρ_в^(отдушник)·(1-k_(eff)),$$

където $c$ е специфичният топлинен капацитет на въздуха, равен на 1 kJ/(kg °C); $β_v$ е коефициентът на намаляване на обема на въздуха в сградата, като се вземе предвид наличието на вътрешни ограждащи конструкции. Ако няма данни, вземете $β_v=0,85$; $ρ_в^(vent)$ – средна плътност на подавания въздух през отоплителния период, изчислена по формулата, kg/m3:

$$ρ_в^(отдушник)=\frac(353)(273+t_(от));$$

$n_в$ – среден въздухообмен на сградата през отоплителния период, h –1; $k_(eff)$ – коефициент на ефективност на рекуператора.

Коефициентът на ефективност на рекуператора е различен от нула, ако средната въздухопропускливост на жилищни апартаменти и помещения обществени сгради(с затворено захранване и изпускане вентилационни отвори) осигурява по време на тестовия период скорост на обмен на въздух от $n_(50)$, h–1, при разлика в налягането от 50 Pa на външен и вътрешен въздух по време на механична вентилация $n_(50) ≤ 2$ h–1.

Скоростта на обмен на въздух на сгради и помещения при разлика в налягането от 50 Pa и тяхната средна въздухопропускливост се определят съгласно GOST 31167.

Средният въздухообмен на сградата през отоплителния период се изчислява от общия въздухообмен, дължащ се на вентилация и инфилтрация по формулата, h –1:

$$n_v=\frac(\frac(L_(vent) n_(vent))(168) + \frac(G_(inf) n_(inf))(168 ρ_v^(vent)))(β_v V_(from) ),$$

където $L_(vent)$ е количеството подаван въздух в сградата с неорганизиран приток или стандартизираната стойност с механична вентилация, m 3 / h, равно на: а) жилищни сгради с прогнозна заетост на апартаменти по-малко от 20 m 2 обща площна човек $3·A_f$, б) други жилищни сгради $0,35·h_(fl)(A_f)$, но не по-малко от $30·m$; където $m$ е очакваният брой жители в сградата, c) публични и административни сградиприема се условно: за административни сгради, офиси, складове и супермаркети $4·A_r$, за смесени магазини, здравни заведения, заводи потребителски услуги, спортни арени, музеи и изложби $5·A_р$, за предучилищни институции, училища, средни технически и висши учебни заведения образователни институции$7·A_r$, за спортни, развлекателни и културно-развлекателни комплекси, ресторанти, кафенета, гари $10·A_r$; $A_ж$, $A_р$ - за жилищни сгради - площта на жилищните помещения, които включват спални, детски стаи, дневни, кабинети, библиотеки, трапезарии, кухни-трапезарии; за обществени и административни сгради - прогнозната площ, определена в съответствие със SP 118.13330 като сума от площите на всички помещения, с изключение на коридори, вестибюли, проходи, стълбища, асансьорни шахти, вътрешни открити стълби и рампи, както и помещения. предназначени за разполагане на инженерно оборудване и мрежи, m 2; $h_(floor)$ – височина на пода от пода до тавана, m; $n_(vent)$ – брой работни часове на механична вентилация през седмицата; 168 – брой часове в седмицата; $G_(inf)$ - количеството въздух, проникнал в сградата през ограждащите конструкции, kg/h: за жилищни сгради - въздух, влизащ в стълбища през отоплителния период, за обществени сгради - въздух, влизащ през течове в светлопрозрачни конструкции и врати, допуска се приемане за обществени сгради в извънработно време в зависимост от етажността на сградата: до три етажа – равно на $0,1·β_v·V_(общо)$, от четири до девет етажа $0,15·β_v·V_( общо)$, над девет етажа $0,2·β_v ·V_(общо)$, където $V_(общо)$ е отопляемият обем на обществената част на сградата; $n_(inf)$ – брой часове отчитане на инфилтрация през седмицата, h, равен на 168 за сгради с балансиран захранваща и смукателна вентилацияи (168 – $n_(vent)$) за сгради, в помещенията на които се поддържа въздушно налягане по време на работа на принудителната механична вентилация; $V_(от)$ – отопляем обем на сградата, равен на обема, ограничен от вътрешните повърхности на външните огради на сградите, m 3 ;

В случаите, когато една сграда се състои от няколко зони с различна скорост на въздухообмен, средните скорости на въздухообмен се намират за всяка зона поотделно (зоните, на които е разделена сградата, трябва да съставляват целия отопляем обем). Всички получени средни скорости на обмен на въздух се сумират и общият коефициент се замества във формулата за изчисляване на специфичните вентилационни характеристики на сградата.

Количеството инфилтриран въздух, влизащ в стълбището на жилищна сграда или в помещенията на обществена сграда чрез течове в пълнежа на отворите, като се приеме, че всички те са разположени от наветрената страна, трябва да се определи по формулата:

$$G_(inf)=\left(\frac(A_(ok))(R_(i,ok)^(tr))\right)·\left(\frac(Δp_(ok))(10)\right )^(\frac(2)(3))+\left(\frac(A_(dv))(R_(i,dv)^(tr))\right)·\left(\frac(Δp_(dv) )(10)\right)^(\frac(1)(2))$$

където $A_(ok)$ и $A_(dv)$ са съответно общата площ на прозорците, балконските врати и външните входни врати, m 2; $R_(i,ok)^(tr)$ и $R_(i,dv)^(tr)$ – съответно изискваното съпротивление на въздухопропускливост на прозорците и балконските врати и външните входни врати, (m 2 h)/kg ; $Δp_(ok)$ и $Δp_(dv)$ – съответно изчислената разлика в налягането на външния и вътрешния въздух Pa за прозорци и балконски врати и външни входни врати се определя по формулата:

$$Δp=0.55·H·(γ_н-γ_в)+0.03·γ_н·v^2,$$

за прозорци и балконски врати, като замените стойността 0,55 с 0,28 и изчислите специфичното тегло по формулата:

$$γ=\frac(3463)(273+t),$$

където $γ_н$, $γ_в$ са специфичното тегло съответно на външния и вътрешния въздух, N/m3; t – температура на въздуха: вътрешна (за определяне на $γ_in$) – взета съгл оптимални параметрисъгласно GOST 12.1.005, GOST 30494 и SanPiN 2.1.2.2645; външна (за определяне на $γ_н$) – приема се равна на средната температура на най-студения петдневен период с вероятност 0,92 съгласно SP 131.13330; $v$ е максималната средна скорост на вятъра по посока за януари, чиято честота е 16% или повече, приета съгласно SP 131.13330.

Специфичните характеристики на битовото топлоотдаване на сграда, W/(m 3 °C), трябва да се определят по формулата:

$$k_(живот)=\frac(q_(живот)·A_w)(V_(живот)·(t_in-t_(от))),$$

където $q_(домакинство)$ е количеството произведена топлина от домакинството на 1 m2 жилищна площ или прогнозната площ на обществена сграда, W/m2, приета за:

• жилищни сгради с прогнозна заетост на апартаменти под 20 m 2 обща площ на човек $q_(домакинство)=17$ W/m2;
• жилищни сгради с очаквана заетост на апартаменти от 45 m 2 обща площ или повече на човек $q_(домакинство)=10$ W/m2;
• други жилищни сгради - в зависимост от прогнозната заетост на апартаментите чрез интерполация на стойността $q_(домакинство)$ между 17 и 10 W/m2;
• за обществени и административни сгради топлинните емисии на домакинствата се вземат предвид въз основа на прогнозния брой хора (90 W/човек) в сградата, осветлението (на базата на инсталираната мощност) и офис оборудването (10 W/m2), като се вземат предвид работни часове на седмица.

Специфичните характеристики на входящата топлина в сграда от слънчева радиация, W/(m °C), трябва да се определят по формулата:

$$k_(рад)=(11,6·Q_(рад)^(година))(V_(от)·GSOP),$$

където $Q_(rad)^(година)$ е входящата топлина през прозорците и покривните прозорци от слънчевата радиация през отоплителния сезон, MJ/година, за четири фасади на сградата, ориентирани в четири посоки, определена по формулата:

$$Q_(rad)^(година)=τ_(1ok)·τ_(2ok)·(A_(ok1)·I_1+A_(ok2)·I_2+A_(ok3)·I_3+A_(ok4)·I_4) +τ_(1фон)·τ_(2фон)·A_(фон)·I_(хоризонт),$$

където $τ_(1ok)$, $τ_(1back)$ са коефициентите на относително проникване на слънчева радиация за светлопропускливи пълнежи на прозорци и капандури, съответно, взети съгласно паспортните данни на съответните светлопропускливи продукти; при липса на данни трябва да се вземе съгласно набор от правила; капандурис ъгъл на наклон на пълнежа към хоризонта от 45° или повече трябва да се считат за вертикални прозорци, с ъгъл на наклон по-малък от 45° - като капандури; $τ_(2ok)$, $τ_(2background)$ – коефициенти, отчитащи засенчването на светлия отвор на прозорци и капандури съответно от непрозрачни пълнежни елементи, приети съгласно проектните данни; при липса на данни трябва да се приеме по набор от правила; $A_(ok1)$, $A_(ok2)$, $A_(ok3)$, $A_(ok4)$ – площта на светлите отвори на фасадите на сградата (сляпата част на балконските врати е изключена), съответно ориентирани в четири посоки, m 2; $A_(фон)$ - площ на светлинните отвори на капандурите на сградата, m 2; $I_1$, $I_2$, $I_3$, $I_4$ – средна стойност на слънчевата радиация на вертикални повърхности през отоплителния период при реална облачност, съответно ориентирани по четирите фасади на сградата, MJ/(m 2 година) , определени от метода набор от правила TSN 23-304-99 и SP 23-101-2004; $I_(hor)$ е средната стойност на слънчевата радиация върху хоризонтална повърхност през отоплителния период при реална облачност, MJ/(m 2 година), определена съгласно набора от правила TSN 23-304-99 и SP 23 -101-2004.

Специфичният разход на топлинна енергия за отопление и вентилация на сградата през отоплителния период, kWh/(m3 година) се определя по формулата:

$$q=0,024·GSOP·q_(от)^r.$$

Консумацията на топлинна енергия за отопление и вентилация на сградата през отоплителния период, kWh/година, се определя по формулата:

$$Q_(от)^(година)=0,024·GSOP·V_(от)·q_(от)^r.$$

Въз основа на тези показатели се изработва енергиен паспорт за всяка сграда. Енергиен паспорт на сграда: документ, съдържащ енергийни, топлинни и геометрични характеристикикакто съществуващи сгради, така и проекти на сгради и техните ограждащи конструкции и установяване на съответствие с техните изисквания нормативни документии клас на енергийна ефективност.

Енергийният паспорт на сградата се разработва с цел осигуряване на система за мониторинг на потреблението на топлинна енергия за отопление и вентилация на сградата, което предполага установяване на съответствието на топлинната защита и енергийните характеристики на сградата с нормативните показатели, определени в тези стандарти и (или) изискванията за енергийна ефективност на обектите капитално строителство, определени от федералното законодателство.

Енергийният паспорт на сградата е съставен в съответствие с Приложение D. Формулярът за попълване на енергийния паспорт на строителния проект в SP 50.13330.2012 Термична защита на сгради (SNiP 23.02.2003 г.).

Отоплителните системи трябва да осигуряват равномерно нагряване на въздуха в помещенията през целия период на отопление, да не създават миризми и да не замърсяват въздуха в помещенията. вредни веществаизлъчвани по време на работа, не създават допълнителен шум, трябва да бъдат достъпни за текущи ремонтии обслужване.

Отоплителните уреди трябва да са лесно достъпни за почистване. За нагряване на вода, повърхностна температура отоплителни уредине трябва да надвишава 90°C. За устройства с температура на нагревателната повърхност над 75°C е необходимо да се осигурят защитни бариери.

Естествена вентилацияжилищни помещения трябва да се извършва чрез въздушен поток през вентилационни отвори, траншеи или през специални отвори в крила на прозорции вентилационни канали. В кухните, баните, тоалетните и сушилните шкафове трябва да се предвидят изпускателни отвори.

Отоплителният товар обикновено е денонощен. При постоянно външна температура, скорост на вятъра и облачност, топлинният товар на жилищните сгради е почти постоянен. Отоплителен товар на обществени сгради и индустриални предприятияима непостоянен дневен, а често и непостоянен седмичен график, когато с цел пестене на топлина изкуствено се намалява подаването на топлина за отопление в извънработно време (през нощта и през почивните дни).

Натоварването на вентилацията се променя много по-рязко както през деня, така и през деня от седмицата, тъй като вентилацията по правило не работи в извънработно време на промишлени предприятия и институции.

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ

Федерален държавен бюджет учебно заведениевисше професионално образование

"Държавен университет - учебно-научен и производствен комплекс"

Институт по архитектура и строителство

Катедра: “Градско строителство и стопанство”

Дисциплина: “Структурна физика”

КУРСОВА РАБОТА

"Топлозащита на сгради"

Изпълнено от студент: Arkharova K.Yu.

• Въведение
• Формуляр за задание
• 1 . Климатичен сертификат
• 2 . Топлинно изчисление
• 2.1 Топлотехнически изчисления на ограждащи конструкции
• 2.2 Изчисляване на ограждащи конструкции на "топли" мазета
• 2.3 Топлинно изчисляване на прозорци
• 3 . Изчисляване на специфичния разход на топлинна енергия за отопление през отоплителния период
• 4 . Поглъщане на топлина от подови повърхности
• 5 . Защита на обвивката на сградата от преовлажняване
• Заключение
• Списък на използваните източници и литература
• Приложение А

Въведение

Термичната защита е набор от енергоспестяващи мерки и технологии, които позволяват повишаване на топлоизолацията на сградите за различни цели, намаляват загубите на топлина в помещенията.

Задачата за осигуряване на необходимите топлотехнически качества на външните ограждащи конструкции се решава чрез придаване на необходимата устойчивост на топлина и устойчивост на топлопреминаване.

Съпротивлението на топлопреминаване трябва да бъде достатъчно високо, за да осигури хигиенно приемливи температурни условия на повърхността на конструкцията, обърната към помещението, през най-студения период от годината. Термичната устойчивост на конструкциите се оценява чрез способността им да поддържат относително постоянна температура в помещенията при периодични колебания на температурата на въздуха около конструкциите и топлинния поток, преминаващ през тях. Степента на термична стабилност на конструкцията като цяло до голяма степен се определя от физични свойстваматериалът, от който е направен външният слой на конструкцията, който абсорбира резки колебаниятемпература.

В това курсова работаЩе бъде извършено топлотехническо изчисление на обвивката на сградата индивидуална къща, чийто строителен район е Архангелск.

Формуляр за задание

1 Строителен район:

Архангелск.

2 Структура на стената (име строителен материал, изолация, дебелина, плътност):

1-ви слой - полистиролбетон модифициран с шлакопортландцимент (=200 kg/m3; ?=0,07 W/(m*K); ?=0,36 m)

2-ри слой - екструдиран пенополистирол (=32 kg/m3; ?=0,031 W/(m*K); ?=0,22 m)

3 слой - перлитобетон (=600 kg/m3; ?=0,23 W/(m*K); ?=0,32 m

3 Материал на топлопроводящо включване:

перлибетон (=600 kg/m3; ?=0,23 W/(m*K); ?=0,38 m

4 Дизайн на пода:

1-ви слой - линолеум (=1800 kg/m 3; s=8,56 W/(m 2 °C); ?=0,38 W/(m 2 °C); ?=0,0008 m

2-ри слой - циментово-пясъчна замазка (=1800 kg/m 3; s=11,09 W/(m 2 °C); ?=0,93 W/(m 2 °C); ?=0,01 m)

3-ти слой - плочи от пенополистирол (=25 kg/m 3; s=0,38 W/(m 2 °C); ?=0,44 W/(m 2 °C); ?=0,11 m )

4-ти слой - пенобетонна плоча (=400 kg/m 3; s=2,42 W/(m 2 °C); ?=0,15 W/(m 2 °C); ?=0,22 m )

1 . Климатичен сертификат

Област на развитие - Архангелск.

Климатичен район - II А.

Зона на влажност - мокра.

Влажност на въздуха на закрито? = 55%;

очаквана стайна температура = 21°C.

Нивото на влажност в помещението е нормално.

Условия на работа - Б.

Климатични параметри:

Очаквана външна температура на въздуха (Външна температура на въздуха за най-студения петдневен период (вероятност 0,92)

Продължителност на отоплителния период (при среднодневна температура на външния въздух 8°C) - = 250 дни;

Средната температура за отоплителния период (при средна дневна температура на външния въздух? 8°C) - = - 4,5 °C.

обграждащо отопление с абсорбция на топлина

2 . Топлинно изчисление

2 .1 Топлотехнически изчисления на ограждащи конструкции

Изчисляване на градус-дни от отоплителния период

GSOP = (t in - t от) z от, (1.1)

където е очакваната стайна температура, °C;

Очаквана външна температура на въздуха, °C;

Продължителност на отоплителния сезон, дни

GSOP =(+21+4.5) 250=6125°Сден

Изчисляваме необходимото съпротивление на топлопреминаване, използвайки формула (1.2)

където a и b са коефициенти, чиито стойности трябва да се вземат съгласно таблица 3 от SP 50.13330.2012 „Топлинна защита на сгради“ за съответните групи сгради.

Приемаме: a = 0,00035 ; b=1,4

0,00035 6125 +1,4=3,54m 2 °C/W.

Изграждане на външни стени

а) Изрязваме конструкцията с равнина, успоредна на посоката на топлинния поток (фиг. 1):

Фигура 1 - Дизайн на външна стена

Таблица 1 - Параметри на материалите за външни стени

Съпротивлението на топлопреминаване R a се определя по формула (1.3):

където A i е площта на i-тата секция, m 2;

R i - съпротивление на топлопреминаване на i-тата секция, ;

А е сумата от площите на всички парцели, m2.

Определяме съпротивлението на топлопреминаване за хомогенни зони, използвайки формула (1.4):

Къде, ? - дебелина на слоя, m;

Коефициент на топлопроводимост, W/(mK)

Изчисляваме съпротивлението на топлопреминаване за неравномерни зони, използвайки формула (1.5):

R= R 1 +R 2 +R 3 +...+R n +R VP, (1.5)

където R1, R2, R3 ...Rn е съпротивлението на топлопреминаване на отделните слоеве на конструкцията, ;

R VP - съпротивление на топлопреминаване въздушна междина, .

Намираме R a с помощта на формула (1.3):

б) Изрязваме конструкцията с равнина, перпендикулярна на посоката на топлинния поток (фиг. 2):

Фигура 2 - Дизайн на външна стена

Съпротивлението на топлопреминаване R b се определя по формула (1.5)

R b = R 1 +R 2 +R 3 +...+R n +R vp, (1.5)

Ще определим съпротивлението на проникване на въздух за хомогенни зони, като използваме формула (1.4).

Определяме съпротивлението на проникване на въздух за неравномерни зони, използвайки формула (1.3):

Намираме R b с помощта на формула (1.5):

R b =5,14+3,09+1,4= 9,63.

Условното съпротивление на топлопредаване на външната стена се определя по формула (1.6):

където R a е съпротивлението на топлопреминаване на ограждащата конструкция, разрязана успоредно на топлинния поток;

R b - съпротивление на топлопреминаване на ограждащата конструкция, разрязана перпендикулярно на топлинния поток, .

Намалената устойчивост на топлопредаване на външната стена се определя по формула (1.7):

Съпротивлението на топлопредаване на външната повърхност се определя по формула (1.9)

където коефициентът на топлопреминаване на вътрешната повърхност на ограждащата конструкция = 8,7;

където е коефициентът на топлопреминаване на външната повърхност на ограждащата конструкция = 23;

Изчислената температурна разлика между температурата на вътрешния въздух и температурата на вътрешната повърхност на ограждащата конструкция се определя по формула (1.10):

където n е коефициент, който отчита зависимостта на положението на външната повърхност на ограждащите конструкции по отношение на външния въздух, приемаме n = 1;

очаквана стайна температура, °C;

проектна температура на външния въздух през студения сезон, °C;

коефициент на топлопреминаване на вътрешната повърхност на ограждащи конструкции, W / (m 2 ° C).

Температурата на вътрешната повърхност на ограждащата конструкция се определя по формула (1.11):

2 . 2 Изчисляване на ограждащи конструкции на "топли" мазета

Изисквано съпротивление на топлопреминаване на детайла сутеренна стена, разположен над нивото на земята, приемаме равно на намаленото съпротивление на топлопредаване на външната стена:

Намалено съпротивление на топлопредаване на ограждащите конструкции на вкопаната част на мазето, разположено под нивото на земята.

Височината на вдлъбнатата част на сутерена е 2м; широчина на сутерен - 3.8м

Съгласно таблица 13 SP 23-101-2004 „Проектиране на топлинна защита на сгради“ приемаме:

Изчисляваме необходимото съпротивление на топлопреминаване на пода на сутерена над „топлото“ мазе, като използваме формула (1.12)

където изискваното съпротивление на топлопреминаване на сутеренния етаж се намира от таблица 3 на SP 50.13330.2012 „Топлинна защита на сгради“.

където, температура на въздуха в сутерена, °C;

същото като във формула (1.10);

същото като във формула (1.10)

Да приемем, че е равна на 21,35 °C:

Определяме температурата на въздуха в сутерена по формула (1.14):

където, същото като във формула (1.10);

Линейна плътност на топлинния поток; ;

Обем на въздуха в сутерена, ;

Дължина на тръбопровод с i-ти диаметър, m; ;

Скорост на обмен на въздух в сутерена; ;

Плътност на въздуха в сутерена;

c - специфичен топлинен капацитет на въздуха;;

Сутерен, ;

Площта на пода и стените на сутерена в контакт със земята;

Площта на външните стени на мазето над нивото на земята, .

2 . 3 Топлинно изчисляване на прозорци

Изчисляваме градус-ден на отоплителния период по формула (1.1)

GSOP =(+21+4.5) 250=6125°Sd.

Намалената устойчивост на топлопреминаване се определя съгласно таблица 3 от SP 50.13330.2012 „Топлинна защита на сгради“ чрез интерполационен метод:

Избираме прозорци въз основа на намереното съпротивление на топлопреминаване R0:

Обикновени стъкла и еднокамерни стъклопакети в отделни рамки от стъкло с твърдо селективно покритие - .

Заключение: Намалената устойчивост на топлопредаване, температурна разлика и температура на вътрешната повърхност на ограждащата конструкция отговарят на изискваните стандарти. Следователно проектираната конструкция на външната стена и дебелината на изолацията са правилно избрани.

Поради факта, че взехме стенната конструкция като ограждаща конструкция във вдлъбнатата част на сутерена, получихме неприемливо съпротивление на топлопреминаване на пода на сутерена, което се отразява на температурната разлика между температурата на вътрешния въздух и температурата от вътрешната повърхност на ограждащата конструкция.

3 . Изчисляване на специфичния разход на топлинна енергия за отопление през отоплителния период

Очакваният специфичен разход на топлинна енергия за отопление на сгради през отоплителния период се определя по формула (2.1):

където, консумация на топлинна енергия за отопление на сградата през отоплителния период, J;

Сума от площите на апартаментите или полезна площпомещения на сградата, с изключение на технически етажи и гаражи, m 2

Консумацията на топлинна енергия за отопление на сградата през отоплителния период се изчислява по формула (2.2):

където общите топлинни загуби на сградата през външните ограждащи конструкции, J;

Топлинна мощност на домакинствата през отоплителния сезон, J;

Топлинна печалба през прозорци и капандури от слънчева радиация през отоплителния сезон, J;

Коефициент на намаляване на топлинната печалба поради топлинна инерция на ограждащи конструкции, препоръчителна стойност = 0,8;

Коефициент, отчитащ допълнителната консумация на топлина на отоплителната система, свързана с дискретността на номиналния топлинен поток на гамата отоплителни уреди, техните допълнителни топлинни загуби през задните радиаторни секции на оградите, повишената температура на въздуха в ъгловите помещения , топлинни загуби на тръбопроводи, преминаващи през неотопляеми помещения за сгради с отопляеми мазета = 1, 07;

Общите топлинни загуби на сградата, J, през отоплителния период се определят по формула (2.3):

където е общият коефициент на топлопреминаване на сградата, W/(m 2 °C), определен по формула (2.4);

Обща площ на ограждащите конструкции, m 2;

където е намаленият коефициент на топлопреминаване през външната обвивка на сградата, W/(m 2 °C);

Условен коефициент на топлопреминаване на сграда, като се вземат предвид топлинните загуби поради инфилтрация и вентилация, W/(m 2 °C).

Редуцираният коефициент на топлопреминаване през външната обвивка на сградата се определя по формула (2.5):

където, площ, m 2 и намалено съпротивление на топлопреминаване, m 2 °C/W, на външните стени (с изключение на отворите);

Същото, запълване на светлинни отвори (прозорци, витражи, фенери);

Същото за външни врати и портали;

същите, комбинирани покрития (включително над еркери);

същите, тавански етажи;

същите, сутеренни етажи;

Същото,.

0,306 W/(m 2 °C);

Условният коефициент на топлопреминаване на сградата, като се вземат предвид топлинните загуби поради инфилтрация и вентилация, W/(m 2 °C), се определя по формула (2.6):

където е коефициентът на намаляване на обема на въздуха в сградата, като се вземе предвид наличието на вътрешни ограждащи конструкции. Приемаме sv = 0,85;

Обем на отопляваните помещения;

Коефициентът за отчитане на влиянието на насрещния топлинен поток в полупрозрачни конструкции, равен на 1 за прозорци и балконски врати с отделни крила;

Средна плътност на подавания въздух през отоплителния период, kg/m3, определена по формула (2.7);

Средна скорост на въздухообмен на сграда през отоплителния период, h 1

Средната скорост на въздухообмен на сграда през отоплителния период се изчислява от общия въздухообмен, дължащ се на вентилация и инфилтрация, като се използва формула (2.8):

където е количеството подаван въздух в сградата с неорганизиран приток или стандартизираната стойност с механична вентилация, m 3 / h, равна на за жилищни сгради, предназначени за граждани, като се вземе предвид социална норма(при прогнозна заетост на апартамент от 20 m2 обща площ на човек) - 3 A 3 A = 603,93 m2;

Жилищна площ; =201.31m2;

Брой работни часове на механична вентилация за една седмица, h; ;

Брой часове на запис на инфилтрация през седмицата, h;=168;

Количеството въздух, проникнал в сградата през ограждащите конструкции, kg/h;

Количеството въздух, проникнал в стълбището на жилищна сграда чрез течове в пълнежа на отворите, ще се определи по формула (2.9):

където, - съответно за стълбището, общата площ на прозорците и балконските врати и външните входни врати, m 2;

съответно за стълбището изискваното съпротивление на въздухопропускливост на прозорците и балконските врати и външните входни врати, m 2 °C/W;

Съответно, за стълбището, изчислената разлика в налягането на външния и вътрешния въздух за прозорци и балконски врати и външни входни врати, Pa, определена по формула (2.10):

където, n, v - специфично тегло на външния и вътрешния въздух, съответно, N/m 3, определено по формула (2.11):

Максимум на средните скорости на вятъра по посока за януари (SP 131.13330.2012 “Строителна климатология”); =3,4 m/s.

3463/(273 + t), (2.11)

n = 3463/(273 -33) = 14.32 N/m3;

in = 3463/(273+21) = 11,78 N/m 3 ;

От тук намираме:

Ние намираме среден факторвъздухообмен на сградата през отоплителния период, като се използват получените данни:

0,06041 h 1 .

Въз основа на получените данни изчисляваме по формула (2.6):

0,020 W/(m 2 °C).

Използвайки данните, получени във формули (2.5) и (2.6), намираме общия коефициент на топлопреминаване на сградата:

0,306+0,020= 0,326 W/(m 2 °C).

Изчисляваме общите топлинни загуби на сградата по формула (2.3):

0.08640.326317.78=J.

Топлинното потребление на домакинствата през отоплителния период, J, се определя по формула (2.12):

където се приема количеството генерирана битова топлина на 1 m 2 жилищни помещения или прогнозната площ на обществена сграда, W / m 2;

площ на жилищните помещения; =201.31m2;

Получаването на топлина през прозорците и капандурите от слънчевата радиация през отоплителния период, J, за четири фасади на сгради, ориентирани в четири посоки, ще се определи по формула (2.13):

където, - коефициенти, отчитащи потъмняването на светлия отвор от непрозрачни елементи; за еднокамерни стъклопакети обикновено стъклос твърдо селективно покритие - 0,8;

Относителен коефициент на проникване на слънчевата радиация за светлопропускливи пълнежи; за еднокамерен стъклопакет от обикновено стъкло с твърдо селективно покритие - 0,57;

Площта на светлинните отвори на фасадите на сградата, съответно ориентирани в четири посоки, m 2;

Средната стойност на слънчевата радиация върху вертикални повърхности през отоплителния период при действителна облачност, съответно ориентирана по четирите фасади на сградата, J/(m2, определена съгласно таблица 9.1 SP 131.13330.2012 „Строителна климатология“;

Отоплителен сезон:

Януари, февруари, март, април, май, септември, октомври, ноември, декември.

За град Архангелск вземаме географската ширина 64° с.ш.

C: A 1 =2.25m2; I 1 =(31+49)/9=8,89 J/(m2;

I 2 =(138+157+192+155+138+162+170+151+192)/9=161.67J/(m2;

В: А3 =8,58; I 3 =(11+35+78+135+153+96+49+22+12)/9=66 J/(m 2 ;

Z: А4 =8,58; I 4 =(11+35+78+135+153+96+49+22+12)/9=66 J/(m2.

Използвайки данните, получени от изчислителните формули (2.3), (2.12) и (2.13), намираме потреблението на топлинна енергия за отопление на сградата по формула (2.2):

Използвайки формула (2.1), изчисляваме специфичната консумация на топлинна енергия за отопление:

KJ/(m 2 °C ден).

Заключение: специфичното потребление на топлинна енергия за отопление на сграда не съответства на стандартизираното потребление, определено съгласно SP 50.13330.2012 „Топлинна защита на сгради“ и е равно на 38,7 kJ/(m 2 °C ден).

4 . Поглъщане на топлина от подови повърхности

Топлинна инерция на слоевете на подовата конструкция

Фигура 3 - Диаграма на пода

Таблица 2 - Параметри на подовите материали

Нека изчислим топлинната инерция на слоевете на подовата конструкция по формула (3.1):

където s е коефициентът на поглъщане на топлина, W/(m 2 °C);

Термично съпротивление, определено по формула (1.3)

Изчислен индикатор за топлопоглъщане на подовата повърхност.

Първите 3 слоя на подовата конструкция имат обща топлинна инерция, но топлинната инерция на 4 слоя.

Следователно ще определим степента на поглъщане на топлина на подовата повърхност последователно, като изчислим степента на поглъщане на топлина на повърхностите на слоевете на конструкцията, като се започне от 3-то до 1-во:

за 3-ти слой по формула (3.2)

за i-тия слой (i=1,2) по формула (3.3)

W/(m 2 °C);

W/(m 2 °C);

W/(m 2 °C);

Степента на поглъщане на топлина от повърхността на пода се приема равна на степента на поглъщане на топлина на повърхността на първия слой:

W/(m 2 °C);

Нормализираната стойност на индекса на топлинна абсорбция се определя съгласно SP 50.13330.2012 „Топлинна защита на сгради“:

12 W/(m 2 °C);

Заключение: изчислената степен на поглъщане на топлина от подовата повърхност съответства на стандартизираната стойност.

5 . Защита на обвивката на сградата от преовлажняване

Климатични параметри:

Таблица 3 - Средни месечни температури и налягане на водните пари на външния въздух

Средно парциално налягане на водните пари на външния въздух за годишен период

Фигура 4 - Дизайн на външна стена

Таблица 4 - Параметри на материалите за външни стени

Ние намираме съпротивлението на паропропускливостта на слоевете на конструкцията, използвайки формулата:

където е дебелината на слоя, m;

Коефициент на паропропускливост, mg/(mchPa)

Определяме устойчивостта на паропропускливост на слоевете на конструкцията от външната и вътрешната повърхност до равнината на възможна кондензация (равнината на възможна кондензация съвпада с външна повърхностизолация):

Съпротивлението на топлопреминаване на стенните слоеве от вътрешната повърхност до равнината на възможна кондензация се определя по формула (4.2):

където е съпротивлението на топлопредаване на вътрешната повърхност, определено по формула (1.8)

Продължителност на сезоните и средни месечни температури:

зима (януари, февруари, март, декември):

лято (май, юни, юли, август, септември):

пролет, есен (април, октомври, ноември):

където намаленото съпротивление на топлопредаване на външната стена, ;

изчислена стайна температура,.

Намираме съответната стойност на налягането на водната пара:

Намираме средната стойност на налягането на водните пари за година, използвайки формула (4.4):

където E 1, E 2, E 3 са стойностите на налягането на водните пари по сезон, Pa;

продължителност на сезоните, месеци

Парциалното налягане на парите на вътрешния въздух се определя по формула (4.5):

където, парциално налягане на наситените водни пари, Pa, при температурата на въздуха в помещението; за 21: 2488 Pa;

относителна влажност на въздуха в помещенията, %

Ние намираме необходимата устойчивост на пропускливост на пари, като използваме формула (4.6):

където, средното парциално налягане на водните пари на външния въздух за годишния период, Pa; приемам = 6,4 hPa

От условието за недопустимост на натрупване на влага в ограждащата конструкция през годишния период на експлоатация проверяваме условието:

Намираме налягането на водните пари на външния въздух за период с отрицателни средномесечни температури:

Намираме средната външна температура на въздуха за период с отрицателни средномесечни температури:

Определяме стойността на температурата в равнината на възможна кондензация, използвайки формула (4.3):

Тази температура съответства на

Определяме необходимата устойчивост на пропускливост на пари, използвайки формула (4.7):

където продължителността на периода на натрупване на влага, дни, приети за равни на периода с отрицателни средни месечни температури; вземете =176 дни;

плътност на материала на намокрения слой, kg/m 3 ;

дебелина на намокрения слой, m;

максимално допустимо увеличение на влажността на материала на мокрия слой, % от теглото, през периода на натрупване на влага, взето съгласно таблица 10 SP 50.13330.2012 „Топлинна защита на сгради“; приемете за експандиран полистирол = 25%;

коефициент, определен по формула (4.8):

където, средното парциално налягане на водните пари на външния въздух за периода с отрицателни средномесечни температури, Pa;

същото като във формула (4.7)

От тук изчисляваме по формула (4.7):

От условието за ограничаване на влагата в ограждащата конструкция за период с отрицателни средномесечни външни температури проверяваме условието:

Заключение: поради изпълнението на условието за ограничаване на количеството влага в ограждащата конструкция по време на периода на натрупване на влага, не е необходимо допълнително устройство за бариера срещу пара.

Заключение

Топлинните свойства на външните ограждения на сградата зависят от: благоприятен микроклиматсгради, тоест осигуряване на температурата и влажността в помещението не по-ниска от нормативни изисквания; количеството топлина, загубено от сградата през зимата; температурата на вътрешната повърхност на оградата, която гарантира срещу образуване на конденз върху нея; режимът на влажност на дизайна на оградата, който влияе върху неговите топлозащитни качества и издръжливост.

Задачата за осигуряване на необходимите топлотехнически качества на външните ограждащи конструкции се решава чрез придаване на необходимата устойчивост на топлина и устойчивост на топлопреминаване. Допустимата пропускливост на конструкциите е ограничена от дадено съпротивление на проникване на въздух. Нормалното състояние на влага на конструкциите се постига чрез намаляване на първоначалното съдържание на влага в материала и монтиране на влагоизолация, а в слоестите конструкции, освен това, чрез подходящо подреждане на конструктивни слоеве, изработени от материали с различни свойства.

По време на курсовия проект бяха извършени изчисления, свързани с топлинната защита на сградите, които бяха извършени в съответствие с кодексите на практиката.

списък използвани източници и литература

1. SP 50.13330.2012. Топлинна защита на сгради (Актуализирано издание на SNiP 23-02-2003) [Текст] /Министерство на регионалното развитие на Русия - М.: 2012. - 96 с.

2. SP 131.13330.2012. Строителна климатология (Актуализирана версия на СНиП 23-01-99*) [Текст] / Министерство на регионалното развитие на Русия - М.: 2012. - 109 с.

3. Куприянов В.Н. Проектиране на топлинна защита на ограждащи конструкции: Урок[Текст]. - Казан: KGASU, 2011. - 161 с.

4. SP 23-101-2004 Проектиране на топлинна защита на сгради [Текст]. - М .: Федерално държавно унитарно предприятие ЦПП, 2004.

5. Т.И. Абашева. Албум технически решенияза повишаване на топлинната защита на сградите, изолирайте структурните единици по време на основен ремонтжилищен фонд [Текст]/ Т.И. Абашева, Л.В. Булгаков. Н.М. Вавуло и др., М.: 1996. - 46 с.

Приложение А

Енергиен паспорт на сградата

Обща информация

Условия за проектиране

Функционално предназначение, тип и конструктивно решение на сградата

Геометрични и топлоенергийни показатели

Коефициенти

Изчерпателни показатели

Подобни документи

Топлотехнически изчисления на ограждащи конструкции, външни стени, тавански и сутеренни подове, прозорци. Изчисляване на топлинни загуби и отоплителни системи. Топлинно изчисляване на отоплителни уреди. Индивидуална система за отопление и вентилация.

курсова работа, добавена на 07/12/2011


Топлотехнически изчисления на ограждащи конструкции при зимни условия на работа. Избор на полупрозрачни обвивки на сгради. Изчисляване условия на влажност(графоаналитичен метод на Фокин-Власов). Определяне на отопляеми площи на сградата.

ръководство за обучение, добавено на 01/11/2011


Топлинна защита и топлоизолация на строителни конструкции на сгради и съоръжения, тяхното значение в модерно строителство. Получаване на топлинните свойства на многослойна ограждаща конструкция чрез физически и компютърни модели в програмата Ansys.

дисертация, добавена на 20.03.2017 г


Отопление на пететажна жилищна сграда с плосък покриви с неотопляем сутерен в град Иркутск. Изчислени параметри на външния и вътрешния въздух. Топлотехнически изчисления на външни ограждащи конструкции. Топлинно изчисляване на отоплителни уреди.

курсова работа, добавена на 02/06/2009


Топлинни условия на сградата. Изчислени параметри на външния и вътрешния въздух. Топлотехнически изчисления на външни ограждащи конструкции. Определяне на градус дни на отоплителния период и условия на работа на ограждащи конструкции. Изчисляване на отоплителната система.

курсова работа, добавена на 15.10.2013 г


Топлотехнически изчисления на външни стени, мансарден етаж, тавани над неотопляеми мазета. Проверка на структурата на външната стена на външния ъгъл. Въздушен режимексплоатация на външни огради. Поглъщане на топлина от подови повърхности.

курсова работа, добавена на 14.11.2014 г


Избор на дизайн на прозорци и външни врати. Изчисляване на топлинните загуби в помещения и сгради. Определение топлоизолационни материалинеобходимо за осигуряване благоприятни условия, с промените в климата, използвайки изчисляването на ограждащи конструкции.

курсова работа, добавена на 22.01.2010 г


Топлинни условия на сградата, параметри на външния и вътрешния въздух. Топлотехнически изчисления на ограждащи конструкции, топлинен баланс на помещения. Избор на отоплителни и вентилационни системи, тип отоплителни уреди. Хидравлично изчисляване на отоплителната система.

курсова работа, добавена на 15.10.2013 г


Изисквания към строителни конструкциивъншно ограждане на отопляеми жилищни и обществени сгради. Топлинни загуби на помещението. Избор на топлоизолация за стени. Устойчивост на проникване на въздух на ограждащи конструкции. Изчисляване и избор на отоплителни уреди.

курсова работа, добавена на 03/06/2010


Топлотехнически изчисления на външни ограждащи конструкции, топлинни загуби на сгради, отоплителни уреди. Хидравлично изчисляване на отоплителна система на сградата. Изчисляване на топлинните натоварвания на жилищна сграда. Изисквания към отоплителните системи и тяхната експлоатация.