Строительство

Расчетно-графическое задание по  ТГВ.

 

1. Исходные данные

Вариант плана  здания – 8.

Количество этажей – 3.

Высота этажа  – 3,0 м.

Район строительства  – г. Белгород (температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 по [17] равна -23 ^оС, продолжительность периода с температурой наружного воздуха менее 8  ^оС составляет 191 день со среднесуточной температурой -1,9 ^оС)¹

Вариант конструкции  наружных ограждений:

- наружной стены  – 2;

- пол первого  этажа – 1;

- перекрытие  чердака – 2.

Система отопления – централизованная, двухтрубная вертикальная с нижней разводкой.²

Температура в подающем трубопроводе 80 ^оС.

Температура в обратном трубопроводе 60 ^оС.

Схема подключения  системы отопления к тепловым сетям – независимое, температура теплоносителя ТС в подающем 110 ^оС и в обратном 90 ^оС.

Допустимый перепад  давления в теплообменнике греющей  воды 40 кПа.

Допустимый перепад  давления в теплообменнике нагреваемой  воды 100 кПа.

Давление в  подающем трубопроводе тепловой сети 600 кПа.

Давление в  обратном трубопроводе тепловой сети 380 кПа.

 

2. Определение  параметров микроклимата в помещениях  здания

 

В соответствии с [1, 2, 3, 4] и Приложением 4 принимаем  параметры микроклимата в помещениях представленные в Таблице 1.

Таблица 1

Параметры микроклимата в помещениях жилого здания

Наименование  помещений	Температура воздуха, °С	Результирующая  температура, °С	Относительная влажность, %	Скорость движения воздуха, м/с
	Оптимальная	Оптимальная	Оптимальная	Оптимальная
1	2	3	4	5
Холодный период года
Жилая комната	22	20	45-30	0,15
Кухня	20	19	-	0,15
Туалет	21	20	-	0,15
Ванная, совмещенный  санузел	25	26	-	0,15
Межквартирный коридор	20	19	45-30	0,15
Теплый период года
Жилая комната	22	20	60-30	0,2

3.  Теплотехнический  расчет ограждающих конструкций

 

Конструкция наружного ограждения принимаем в соответствии с Приложением 3 (Варианты ограждающих конструкций).    

Таблица 2

Конструкция наружной стены

Номер варианта	1 слой	2 слой	3 слой	4 слой
2	Штукатурка цементно-песчаная  (r=1800 кг/м³), d=20 мм, λ=0,7 Вт/моС	Газосиликат (r=300кг/м³)	Кирпич силикатный на цементно-песчаном растворе, δ=510 мм, λ=0,7 Вт/моС	Штукатурка цементно-песчаная  (r=1800 кг/м³), d=15 мм, λ=0,7 Вт/моС

 

Таблица 3

Конструкция перекрытия чердака

Номер варианта	1 слой	2 слой	3 слой
2	Цементно-песчаная стяжка (r=1800 кг/м³),  d=40 мм, λ=0,7 Вт/моС	пеностекло(r=300 кг/м³), λ=0,052 Вт/моС	Железо-бетонная плита (r=2500 кг/м3), d=220 мм, λ=1,92 Вт/моС

 

Таблица 4

Конструкция пола первого этажа

Номер варианта	1 слой	2 слой	3 слой	4 слой
1	Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе (r=1600 кг/м³), d=5 мм, λ=0,29 Вт/моС	Стяжка цементно-песчаная  (r=1800 кг/м³),  d=45 мм, λ=0,7 Вт/моС	Пенопласт  (r=125 кг/м³), λ=0,06 Вт/моС	Железо-бетонная плита (r=2500 кг/м3), d=220 мм, λ=1,92 Вт/моС

 

В [5] устанавливаются требования к тепловой защите зданий в целях обеспечения оптимальных санитарно-гигиенических параметров микроклимата помещений и экономии энергии при долговечности ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Величина градусо-суток  отопительного периода , определяем по формуле (3.2):

 

где  – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, , принимаемая для расчета ограждающих конструкций жилых зданий как минимальное значение оптимальной температуры (см. Приложение 4),

 – средняя температура  наружного воздуха в отопительный  период (при температуре наружного  воздуха ниже 8 °С), , принимается по табл. 1 прилож.1,

– продолжительность отопительного  периода, сут, принимается по табл. 1 прилож.1,

Величина нормируемого сопротивления теплопередаче из условия энергосбережения принимаем по табл. 3 прилож.5.

Таблица 5

Принятые значения сопротивления теплопередаче ограждающих  конструкций [5]

Категория зданий и помещений, коэффициенты и	Градусо-сутки  отопительного периода ,	Нормируемые значения сопротивления теплопередаче  , ограждающих конструкций
		стен	покрытий и  перекрытий над проездами	перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами	окон и балконных  дверей, витрин и витражей
Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития	4182,9	2,86	4,29	3,78	0,46

 

Затем по формуле (3.3) определяем величину сопротивления теплопередачи из условия комфортности (по санитарно-гигиеническим показателям).

Результаты расчета требуемого сопротивления ограждения:

- для наружной  стены: 

- для чердачного перекрытия:

- для пола первого этажа: 

В дальнейшем для  расчета принимаем большее из полученных значений сопротивления  теплопередачи по энергосберегающим и санитарно-гигиеническим требованиям.

Чтобы проектируемое ограждение удовлетворяло требования тепловой защиты величина фактического термического сопротивления должна быть больше или  равна величины требуемого сопротивления  теплопередачи (3.4).

Задачей теплотехнического  расчета ограждений в данной работе является определение толщины слоя утеплителя, при которой проектируемое ограждение удовлетворяет требованиям тепловой защиты

Конструкция наружной стены  здания представлена на рис. 3.1.

Выражая неизвестную толщину  утеплителя из (3.5) получим:

 

где  - коэффициент теплопроводности утеплителя наружного ограждения , принимаем по табл.1 прил.3 и табл.6 прил.5, Вт/(м·°С);

- требуемое сопротивление теплопередачи наружной стены, принимаем из условия энергосбережения, так как оно больше полученного значения сопротивления по санитарно-гигиеническим показателям, м²∙К/Вт;

- коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности стены, принимаем по табл.1 и 2 прил.5, Вт/(м²·°С);

- коэффициент теплопроводности  слоев наружного ограждения (стена), принимаем по табл.1 прил.3 и табл.6 прил.5, Вт/(м·°С);

- толщина слоев наружного ограждения см. табл.1 прил.3, м;

Округлим полученную толщину  утеплителя в большую сторону кратно 5 мм ( ) и вычислим фактическое термическое сопротивление наружной стены по формуле (3.5), :

, 

Предлагаемая  конструкция пола первого этажа  здания представлена на рис. 3.3.

Выражая неизвестную толщину утеплителя из (3.9) получим:

 

где  - коэффициент теплопроводности утеплителя пола первого этажа, принимаем по табл.3 прил.3 и табл.6 прил.5, Вт/(м·°С);

- требуемое сопротивление теплопередачи  пола первого этажа, принимаем  из условия энергосбережения, так  как оно больше полученного значения сопротивления по санитарно-гигиеническим показателям, м²∙К/Вт;

- коэффициент теплоотдачи внутренней и наружной поверхности пола первого этажа, принимаем по табл.1 и 2 прил.5, Вт/(м²·°С);

- коэффициент теплопроводности  слоев наружного ограждения (пол  первого этажа), принимаем по табл.3 прил.3 и табл.6 прил.5, Вт/(м·°С);

-  толщина слоев наружного  ограждения см. табл.3 прил.3, м;

Округлим полученную толщину утеплителя в большую сторону кратно 5 мм ( ) и вычислим фактическое термическое сопротивление пола первого этажа по формуле (3.9):

Предлагаемая  конструкция перекрытия чердака представлена на рис. 2.

Выражая неизвестную толщину  утеплителя из (3.7) получим:

где  - коэффициент теплопроводности утеплителя чердачного перекрытия, принимаем по табл.3 прил.3 и табл.6 прил.5, Вт/(м·°С);

- требуемое сопротивление теплопередачи  чердачного перекрытия, принимаем из условия энергосбережения, так как оно больше полученного значения сопротивления по санитарно-гигиеническим показателям, м²∙К/Вт;

- коэффициент теплоотдачи внутренней  и наружной поверхности чердачного перекрытия, принимаем по табл.1 и 2 прил.5, Вт/(м²·°С);

- коэффициент теплопроводности  слоев наружного ограждения (чердачное перекрытие), принимаем по табл.3 прил.3 и табл.6 прил.5, Вт/(м·°С);

-  толщина слоев наружного  ограждения см. табл.3 прил.3, м;

Округлим полученную толщину утеплителя в большую сторону кратно 5 мм ( ) и вычислим фактическое термическое сопротивление перекрытия чердака по формуле (3.7), :

Коэффициент теплопередачи  принятого наружного ограждения стены   k, Вт/(м²×°С), определяем  из уравнения:

где R₀^ф – общее фактическое сопротивление теплопередаче наружного ограждения, .

Полученные и принятые значения фактического термического сопротивления и коэффициенты теплопередачи принятого наружного ограждения заносим в таблицу 6.

 

Таблица 6

Результаты теплотехнического  расчета наружных ограждений

 

Вид наружного ограждения	Нормируемое значение сопротивления теплопередачи Rreq, м2·оС/Вт	Толщина слоя утеплителя., м	Толщина ограждения, м	Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2×°С)
1	2	3	4	5
Наружная стена	1,24			0,34
Чердачное перекрытие	1,48
Полы	0,98			0,23
Наружные двери
Двухкамерный  стеклопакет				2,5

4. Расчет теплопотерь  помещений

 

Целью расчета  теплопотерь в помещениях является определение количества передаваемой в окружающую среду теплоты, которую необходимо компенсировать теплоотдачей отопительных приборов.

Основные теплопотери  через ограждения определяют по формуле:

, 

где  – коэффициент теплопередачи ограждения , Вт/(м²·К), для стен, пола и потолка принимаем по результатам теплотехнического расчета, для окон по табл.7 прил.5;

 – площадь ограждения, м²;

n – коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаем по табл. 4 Прил. 5.

Для помещения 101 общие теплопотери складываются из теплопотерь через стены (НС), окна (двойное остекление ДО), пол (Пл) и также теплопотери на инфильтрацию (нагрев поступающего наружного воздуха в помещение):

Q_{НСсевер}=0,34·8,59·(22+23)·1=131,43 Вт;

Q_{НСзапад}=0,34·13,34·(22+23)·1=204,15 Вт;

Q_{ДОсевер}=2,5·2,29·(22+23)·1=258,1 Вт;

Q_ПЛ=0,23·10,62·(22+23)·0,9=98,38 Вт;

Дополнительные теплопотери, определяемые ориентацией ограждения по сторонам света определяют по формуле:

 

где  – коэффициент, учитывающий ориентацию ограждения по сторонам света, см. рис.4.2.

Так как помещение 101 является угловым (имеет две и более наружных стены), то необходимо учесть добавочного коэффициента , равного 0,05 [1], для всех ограждающих конструкций помещения:

Q_{допНСсевер}=(0,1+0,05)·131,43=19,72 Вт;

Q_{допНСзапад}=(0,05+0,05)·204,15=20,41 Вт;

Q_{допДОсевер}=(0,1+0,05)·258,1=38,72 Вт;

Q_ПЛ=(0,05)·98,38=4,92 Вт;

Теплопотери на инфильтрацию 101 помещения в соответствии с  формулой (4.3) составят:

Q_инф=0,28· =0,28·1,05·1,2·22,86·(22+23)= 362,9 Вт;

где  – изобарная теплоемкость воздуха равная 1,05 кДж/(кг·°С);

 – плотность воздуха принимаем  равной 1,2 кг/м³;

 – расход поступающего  в помещение воздуха, принимается  согласно [1] на 1 м² жилой площади комнат и кухонь жилого дома должно приходиться 3 м³/ч наружного воздуха для квартир с жилой площадью менее 20 м² на 1 человека.

К общим теплопотерям 101 помещения прибавим теплопотери  коридора расположенного рядом:

Q_ПЛ=0,23·4,05·(22+23)·0,9=37,73 Вт;

Q_{НСзапад}=0,34·5,27·(22+23)·1=80,55 Вт;

Q_допПЛ=(0,05+0,05)·37,73=3,73 Вт;

Q_{допНСзапад}=(0,05)·80,55= 4 Вт;

Итого суммарные  теплопотери 101 помещения составили 1267 Вт.

Для остальных  помещений расчет выполняем аналогично, результаты расчета заносим в табл. 4.1.

5. Выбор и  обоснование схемы системы отопления

 

При выборе системы  отопления следует обосновать принятие решения: вида разводки магистралей (верхней  или нижней, тупиковой или с  попутным движением воды); посекционной прокладки магистралей иди с использованием пофасадного регулирования; типа отопительных приборов и способа регулирования их теплоотдачи; способа удаления воздуха; типа запорно-регулирующей арматуры и т.д.