В.В. Назаревич Расчет теплового баланса здания

2

шенствования и использования новых прогрессивных конструкций, материалов и оборудования, снижения металлоёмкости, эксплуатационных, топливно-энергетических и других затрат.

Замена темы курсового проекта на другую возможна с разрешения заведующего кафедрой. При этом такие курсовые работы должны носить научно-исследовательский характер.

1.3. Задание на курсовой проект

Задание по курсовому проекту должно содержать следующие данные:

-район строительства;

-назначение, план и размеры здания;

-материал и толщина стен;

-материал покрытия;

-тип пола;

-размер окон и вид остекления;

-размер дверей, ворот;

-ориентация здания в пространстве;

-вид и температура теплоносителя;

-тип нагревательных приборов;

-вид и мощность источников выбросов;

-количество потребителей холодного водоснабжения;

-количество санитарных приборов.

1.4. Организация выполнения курсового проекта

Задание на курсовой проект выдаёт руководитель, который устанавливает срок представления готового проекта, контролирует ход его выполнения и оказывает необходимую методическую помощь.

Задание на КП утверждается подписями заведующего кафедрой и руководителя проекта.

Консультации проводят во внеучебное время не реже 1-го раза в неделю. В период проектирования студент должен регулярно отчитываться о проделанной работе.

3

1.5. Требования к курсовому проекту

Курсовой проект должен быть результатом самостоятельной творческой работы студента. Решения студенты принимают самостоятельно, аргументированно и со ссылкой на литературные источники.

Техническое оформление проекта должно соответствовать ЕСКД и ГОСТ 2.104-68 “Основные надписи”, ГОСТ 2.105-79 “Общие требования к текстовой документации”, ГОСТ 2.109-73 “Основные требования к чертежам”, ГОСТ 2.301-68 “Форматы”.

Расчётно-пояснительная записка должна быть написана или напечатана на одной стороне листа формата А4 [11] и отличаться краткостью и ясностью изложения, без сокращения фраз и ненужных пояснений.

Расчётно-пояснительную записку иллюстрировать необходимыми схемами, эскизами и графиками, поясняющими текст и расчёты. Все расчёты выполнять в СИ.

1.6.Состав курсового проекта

Курсовой проект состоит из 4-х разделов:

1)тепловой баланс здания;

2)отопление помещений;

3)вентиляция помещений;

4)водоснабжение помещений.

По каждому из перечисленных разделов составлены методические указания по выполнению курсового проекта.

Впервом изложены общие требования и положения курсового проекта. В последующих трех – методики расчета указанных разделов.

1.7.Содержание пояснительной записки

Вобъём и содержание пояснительной записки входят:

-задание на КП;

-аннотация, в которой кратко приводят основные положения курсовой работы и полученные результаты. Объём аннотации 4-5 предложений;

4

-оглавление;

-введение.

Во введении кратко излагается актуальность темы курсового проекта в целом и в расчете для условий поставленной задачи.

Объем введения – 1с.

1. РАЗДЕЛ

Расчет теплового баланса здания

1.Определение расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха.

2.Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции.

2.1.Наружные стены

2.2.Чердачные перекрытия или бесчердачные покрытия.

2.3.Полы первого этажа.

2.4.Окна, двери, ворота.

3. Расчет общих потерь тепла здания.

3.1.Теплопотери помещений.

3.2.Теплозатраты на нагрев воздуха материалов. 4. Расчет теплопоступлений в помещения.

4.1.Теплопоступление от людей.

4.2.Теплопоступление от нагретого оборудования.

4.3.Теплопоступление от электрического освещения и электрооборудования.

4.4.Теплопоступление от стояков горячего водоснабжения.

5.Тепловой баланс помещения.

6.Расчет удельных тепловых характеристик зданий.

7.Анализ результатов расчета.

1.Определение расчётных параметров внутреннего

инаружного воздуха

Расчётная температура и относительная влажность наружного воздуха принимается по [1] с учётом тепловой инерции ограждающих конструкций 0,9. Это средняя температура наиболее холодной пятидневки. Зона влажности для Кузбасса А.

5

Расчётная температура внутреннего воздуха помещений принимается в зависимости от назначения помещений по [2].

2. Расчёт теплопотерь через ограждающие конструкции

Расчёт теплозащитных качеств наружных ограждений и выбор оптимальных конструктивных решений зависят от назначения здания, характера производственных процессов, которые будут в нём происходить, и допускаемых норм параметров воздуха в помещениях.

Задача теплотехнического расчёта – определение требуемой наименьшей толщины стены и утеплителя в перекрытиях.

В процессе расчёта определяют фактическую величину сопротивления теплопередаче ограждения R0 и величина требуемого сопро-

тивления теплопередаче R0ТР.

Для обеспечения наименьших, экономически обоснованных теплопотерь через ограждающие конструкции должно быть выполнено условие:

2.1. Наружные стены

Требуемое сопротивление теплопередаче стены определяют исходя из санитарно-гигиенических, комфортных условий и условий энергосбережений по формуле (2) или по табл. 1 и 2 приложения.

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (приложение, табл. 3); tВ – расчётная температура

воздуха в помещении, °С [2]; tН – расчётная наружная температура

воздуха (средняя температура наиболее холодной пятидневки) °С [1]; ∆tН – нормативный температурный перепад между температурой

воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности

6

ограждения конструкции, °С (приложение, табл. 4); αB – коэффици-

ент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м2 °С) (приложение, табл. 5).

Примечания:

– при определении требуемого сопротивления теплопередаче внутренних ограждающих конструкций в формуле (2) следует принимать n= 1 и вместо tH – расчётную температуру воздуха более холодного помещения;

– в качестве расчётной зимней температуры наружного воздуха, tH , для зданий, предназначенных для сезонной эксплуатации, следует принимать минимальную температуру наиболее холодного месяца, определяемую по [1] с учётом среднесуточной амплитуды температуры наружного воздуха.

Фактическое сопротивление теплопередаче стены определяется по заданным конструктивным элементам ограждения:

где αB -– то же, что в формуле (2); αH – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 °С) (приложение, табл. 6); ∑R0′ – суммарное термическое сопротивление ограждающей конструкции.

тивных слоёв ограждающей стены; δi , λi -– соответственно, толщина

(м) и коэффициент теплопроводности (Вт/(м °С)) материала слоев заданной конструкции ограждающих стен (приложение, табл. 7 и 8); RВП – термическое сопротивление воздушной прослойки (приложе-

ние, табл. 9); RУТ – сопротивление утеплительного слоя в ограждаю-

щей конструкции, RУТ = δУТ .

λУТ

7

При недостаточной величине сопротивления теплопередаче R0

температура на внутренней поверхности ограждения будет ниже нормируемой, что вызовет конденсацию влаги на внутренней поверхности ограждения.

Для исключения этого явления следует увеличить теплоизоляцию стен.

Поскольку конструктивные элементы ограждающих стен заданы в расчётах, для выполнения условия (1) имеется возможность изменять толщину изоляции нанесением на заданную конструкцию дополнительного слоя.

Расчётная требуемая толщина изоляции (утеплительного слоя) определяется из выражения (3) при условии (1):

а фактический коэффициент теплопередачи расчётной конструкции ограждающей стены будет равен

Теплопотери через ограждающую конструкцию (стену):

где F0 – поверхность ограждения, м2. Линейные размеры огражде-

ния принимают с точностью до 0,1 м, соблюдая правила обмера, указанные в приложении на рис.1; tB , tH – расчётные температуры

соответственно внутри помещения и наружного воздуха; m – поправочный коэффициент к расчётной разности температур (приложение, табл.10); β – добавочные потери теплоты в долях от основ-

ных потерь (приложение, табл.11).

8

2.2. Чердачные перекрытия

Потери тепла через чердачные перекрытия рассчитываются аналогично, как и через плоские стены (см. п. 2.1).

2.3. Полы первого этажа

Теплопотери через полы – это весьма сложные процессы. Поэтому в инженерной практике применяют упрощённые расчёты с использованием приведённого сопротивления теплопередаче грунта.

Из общей площади пола выделяют три полосы шириной 2м каждая, параллельные наружным стенам. Полоса, ближайшая к наружным стенам, – I зона, следующая – II зона, третья полоса – III зона, остальные площади пола в глубине помещения – IV зона (приложение, рис. 2).

Значения R0ПР принимают в следующих пределах:

- для неутеплённых полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли с коэффициентом теплопроводности λГР ≥1,2

Вт/(м2 °С), R0ПР по зонам:

I зона – 2,1 м2 °СВт;

IIзона – 4,3 м2 °СВт; III зона – 8,6 м2 °СВт;

IV зона – 14,2 м2 °СВт,

- для утеплённых полов на грунте и стен, расположенных ниже уровня земли, с коэффициентом теплопроводности утепляющего слоя λГР ≤1,2 Вт/(м2 °С), толщиной δ ,м:

где δУТ и λУТ – толщина и теплопроводность материала каждого

утепляющего слоя (приложение, табл.8); - для полов на лагах

Общие теплопотери через пол определяются аналогично формуле (8):

9

2.4. Окна и двери

Сопротивление теплопередаче окон определяют по приведённому сопротивлению теплопередаче R0ПР, м2 °С/Вт, принятому в зависимости заполнения светового проёма (приложение, табл.12)

Требуемое сопротивление теплопередаче R0ТР дверей (кроме бал-

конных) и ворот должно быть не менее 0,6 R0ТР стен зданий и соору-

жений. Определяют по формуле (2) при расчётной температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.

Теплопотери через световые проёмы и ворота определяют аналогично формуле (8):

3.Расчёт общих потерь тепла зданием

3.1.Общие теплопотери помещений

Перед расчётом теплопотерь через ограждения на плане каждого этажа нумеруют помещения слева направо по ходу часовой стрелки, начиная нумерацию подвальных помещений с № 01, помещения первого этажа с № 101, второго – с № 201 и т.д.

Теплопотери суммируют для всех помещений каждого этажа, для здания в целом, включая теплопотери лестничных клеток. Лестничные клетки нумеруют буквами А,Б и т.д. и определяют теплопотери не по отдельным этажам, а сразу по высоте клеток.

Для удобства проверки результатов расчёта и выявления возможных ошибок теплопотери рассчитывают по каждому отдельному помещению на бланке.