ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПУБЛИЧНОГО Строения
Студентка ________
несколько ________
Петербург
2014 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Данные…………………………………..……..………………..…………………………………………………………………3
1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций………………………………..….4
1.1. Наружные стенки……………………………………………………………………………………………………..4
1.2. Бесчердачное покрытие……………………………………………………………………………………….9
1.3. Полы на грунте и стенки ниже уровня почвы…………………………………………12
1.4. Перекрытие над техническим подпольем………………………………………………14
1.5. Светопрозрачные ограждающие конструкции……………………………………..17
1.6. Наружные двери……………………………………………………………………………………………………..18
2. Расчёт потерь тепла………………………………………………………………………………………………….20
3. Определение удельной тепловой характеристики строения..…………………………27
Перечень использованной литературы………..………………..….………………………………….………………..28
Данные
1. Назначение строения – кинотеатр с залом на 300 мест;
2. Город строительства – Рязань;
3. Техническое подполье – неотапливаемое;
4. Строительные конструкции:
4.1. наружные стенки – бетонные
4.2. перекрытия – сборные бетонные
4.3. перегородки – кирпичные
4.4. напольное покрытие – линолеум
5. Расчётная зимняя температура наружного воздуха (самая холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) – text=-27°С (табл. 1 [3]);
6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период со средней за сутки температурой наружного воздуха не более 8°С –
tht=-3,5°С (табл. 1 [3]);
7. Длительность отопительного периода – zht =208 дней (табл. 1 [3]);
8. Расчётная температура внутреннего воздуха для теплотехнического расчета ограждающих конструкций – tint=20°С (п. 3.4 [4]);
9. Влажностный режим помещений строения – обычный (табл. 1 [1]);
10. Территория влажности для г. Рязань – обычная (прил. В [1]);
11. Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (табл. 2 [1]).
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. НАРУЖНЫЕ СТЕНКИ
| 5 |
| — |
| + |
| 4 |
| 3 |
| 2 |
| 1 |
Рис. 1.1.1. Конструкция наружной стенки
1 – раствор цементно-песчаный
2 – железобетон
3 – полистирольный пенопласт
4 – железобетон
5 – раствор цементно-песчаный
Коэффициент теплотехнической однородности наружной стенки принимаем для стенку строений из трёхслойных бетонных панелей с гибкими связями и эффективным утеплителем – r =0,7 (табл. 6 [5]).
Табл. 1.1.1. Расчётные показатели материалов наружной стенки:
| Номер слоя | Материал | Толщина слоя, м | Плотность материала в сухом состоянии ?о, кг/м³ | Теплопроводность ?Б, Вт/(м•°С) | Источник данных |
| 1 | Раствор цементно-песчаный | 0,02 | 1800 | 0,93 | Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 2 | Железобетон | 0,2 | 2500 | 2,04 Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5] | |
| 3 | Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата» | — | 45 | 0,045 | Поз. 54 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 4 | Железобетон | 0,2 | 2500 | 2,04 | Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 5 | Раствор цементно-песчаный | 0,015 | 1800 | 0,93 | Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
1. Нормируемые (требуемые) значения сопротивления теплопередаче Rreq:
Санитарно-гигиенический показатель теплоизоляции (требуемое сопротивление теплопередаче):
где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (табл. 6 [1]);
?tn — нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 5 [1]);
— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 7 [1]).
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения определяется в зависимости от числа и типа здания градусо-дней отопительного периода.
Градусо-дни отопительного периода для г. Рязань:
Численные значения размеров а и b определяются по табл. 4 [1]:
а=0,0003
b=1,2
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
Для предстоящих расчётов принимается большее значение Rreq – нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче наружной стенки Rreq = 2,666 м2•°С/Вт.
2. Определяем толщину утепляющего слоя наружной стенки и приведённое сопротивление теплопередаче наружной стенки.
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению:
где — толщина слоя, м;
— расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя, принимаемый по [5];
— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 8 [5];
откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:
Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с промежутком 10 мм, исходя из этого принимается слой теплоизоляции ?ут=0,16 м.
Неспециализированная толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции образовывает:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче
3. Коэффициент передачи тепла для наружной стенки:
1.2.
| 6 |
БЕСЧЕРДАЧНОЕ ПОКРЫТИЕ
| 4 |
| 3 |
| 2 |
| 1 |
| 5 |
Рис. 1.2.1. Конструкция бесчердачного покрытия
1 – штукатурка – известково-песчаный раствор
2 – монолитная бетонная плита покрытия
3 – пароизоляция – рубероид
4 – теплоизоляция – минераловатные плиты
5 – стяжка – цементно-песчаный раствор
6 — пароизоляция – рубероид
Коэффициент теплотехнической однородности покрытия принимаем r=0,95.
Табл. 1.2.1. Расчётные показатели материалов покрытия
| Номер слоя | Материал | Толщина слоя, м | Плотность материала в сухом состоянии ?0, кг/м³ | Теплопроводность ?Б, Вт/(м•°С) | Источник данных |
| 1 | Раствор известково-песчаный 0,01 | 1600 | 0,81 | Поз. 229 прил. Д, табл. Д1 [5] | |
| 2 | Железобетон | 0,2 | 2500 | 2,04 | Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 3 | Рубероид | 0,015 | 600 | 0,17 | Поз. 248 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 4 | Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата» | — | 180 | 0,048 | Поз. 50 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 5 | Раствор цементно-песчаный | 0,01 | 1800 | 0,93 | Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 6 | Рубероид | 0,015 | 600 | 0,17 | Поз. 248 прил. Д, табл. Д1 [5] |
1. Нормируемые (требуемые) значения сопротивления теплопередаче Rreg:
Санитарно-гигиенический показатель теплоизоляции (требуемое сопротивление теплопередаче):
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения определяется в зависимости от числа и типа здания градусо-дней отопительного периода.
Градусо-дни отопительного периода для г. Рязань: Dd=4888 °С•сут.
Численные значения размеров а и b определяются по табл. 4 [1]:
а=0,00035; b=1,3
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
Для предстоящих расчётов принимается большее значение Rreq – нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче покрытия Rreq = 3,011 м2•°С/Вт.
2. Определяем толщину утепляющего слоя покрытия и приведённое сопротивление теплопередаче покрытия.
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению, откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:
Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с промежутком 10 мм, исходя из этого принимается слой теплоизоляции ?ут=0,14 м.
Неспециализированная толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции образовывает:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче
3. Коэффициент передачи тепла для покрытия:
1.3. 
ПОЛЫ НА ГРУНТЕ И СТЕНКИ НИЖЕ УРОВНЯ ПОЧВЫ
Рис. 1.3.1. Конструкция полов на грунте
1 – грунт
2 – бетон на гравии
3 – битум нефтяной строительный
4 – цементно-песчаный раствор
Табл. 1.3.1. Расчётные показатели материалов пола
| Номер слоя | Материал | Толщина слоя, м | Плотность материала в сухом состоянии ?0, кг/м³ | Теплопроводность ?Б, Вт/(м•°С) | Источник данных |
| 2 | Бетон на гравии | 0,1 | 2400 | 1,86 | Поз. 226 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 3 | Битум нефтяной строительный | 0,004 | 1400 | 0,27 | Поз. 244 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 4 | Цементно-песчаный раствор | 0,03 | 1800 | 0,93 | Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
Теплотехнический расчёт пребывает в определении коэффициента теплопередачи и термического сопротивления, исходя из деления ограждающей конструкции на территории.
Стенки ниже уровня почвы и пол на грунте делятся на 4 территории, первые три территории шириной 2 м и четвёртая – это оставшаяся часть пола.
1. Принимаем сопротивление теплопередаче по прил. 9 [6]:
для I территории:
для II территории:
для III территории:
для IV территории:
2. Коэффициенты передачи тепла соответственно равны:
1.4. ПЕРЕКРЫТИЕ НАД ТЕХНИЧЕСКИМ ПОДПОЛЬЕМ
| Рис. 1.4.1. Конструкция перекрытия |
Табл. 1.4.1. Расчётные показатели перекрытия над техническим подпольем
| Номер слоя | Материал | Толщина слоя, м | Плотность материала в сухом состоянии ?0, кг/м³ | Теплопроводность ?Б, Вт/(м•°С) | Источник данных |
| 1 | Бетонная плита | 0,12 | 2500 | 2,04 | Поз. 225 прил. Д табл. Д1 [5] |
| 2 | Раствор цементно-песчаный | 0,01 | 1800 | 0,93 | Поз. 227 прил. Д табл. Д1 [5] |
| 3 | Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата» | — | 45 | 0,045 | Поз. 54 прил. Д, табл. Д1 [5] |
| 4 | Раствор цементно-песчаный | 0,03 | 1800 | 0,93 | Поз. 227 прил. Д табл. Д1 [5] |
| 5 | Линолеум поливинилхлоридный | 0,004 | 1800 | 0,38 | Поз. 249 прил. Д табл. Д1 [5] |
1. Нормируемое требуемое приведённое сопротивление теплопередаче перекрытия над техническим подпольем определяется по зависимости:
где Rreq — нормируемое сопротивление теплопередаче перекрытий над неотапливаемыми подпольями, определяемое в зависимости от числа градусо-дней отопительного периода климатического района строительства;
n – коэффициент, определяемый по зависимости:
Расчётная температура окружающей среды в техническом подполье при расчётных условиях принимается tb=2°С.
Градусо-дни отопительного периода для г. Рязань: Dd = 4888 °С•сут.
Численные значения размеров а и b определяются по табл. 4 [1]:
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
2. Определяем толщину утепляющего слоя перекрытия и приведённое сопротивление теплопередаче перекрытия.
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению, откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:
Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с промежутком 10 мм, исходя из этого принимается слой теплоизоляции ?ут=0,13 м.
Неспециализированная толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции образовывает:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче
Коэффициент передачи тепла перекрытия над техническим подпольем:
1.5. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
Нормируемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций определяется в зависимости от числа градусо-дней отопительного периода.
Градусо-дни отопительного периода для г. Рязань: Dd = 4888 °С•сут.
Численные значения размеров а и b определяются по табл. 4 [1]:
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче светопрозрачной кострукции:
Выбор светопрозрачной конструкции определяется по значению нормируемого приведённого сопротивления теплопередаче.
Принимается двухкамерный стеклопакет в одинарном переплёте с межстекольным расстоянием 8 мм из простого стекла.
Коэффициент передачи тепла окон:
При измерении наружных стен площадь окон не вычитают, исходя из этого коэффициент передачи тепла окон находится как разность между коэффициентами передачи тепла окон и стен:
1.6. НАРУЖНЫЕ ДВЕРИ
Приведённое сопротивление теплопередаче входных дверей должно быть не меньше:
Коэффициент передачи тепла наружных дверей:
Табл. 1.1. Итоговая таблица ограждающих их коэффициентов и конструкций передачи тепла
| Наименование ограждения | Обозначение ограждения | Коэффициент передачи тепла ограждения k, Вт/м2•°С |
| Наружная стенки | НС | 0,362 |
| Покрытие | Пт | 0,312 |
| Пол на грунте | Пл I | 0,476 |
| Пл II | 0,233 | |
| Пл III | 0,116 | |
| Пл IV | 0,07 | |
| Перекрытие над техническим подпольем | Пл | 0,321 |
| Окно | ОК | 1,599 |
| Наружная дверь | НД | 1,389 |
2. РАСЧЁТ Потерь тепла
Расчётные утраты теплоты, возмещаемые отоплением, определяются из уравнения теплового баланса. Тепловой баланс строения в целом и каждого отапливаемого помещения находится из уравнения:
где Qтп – тепловые утраты помещения, возмещаемые совокупностью отопления, Вт;
Qогр – тепловые утраты через каждое теплотеряющее ограждение помещения, Вт;
Qи – тепловой поток на нагревание наружного воздуха в количестве инфильтрации либо санитарной нормы, Вт;
Qбыт – бытовые тепловыделения в помещении, Вт.
Утраты теплоты через ограждающие конструкции помещений определяются как сумма главных и добавочных утрат теплоты:
либо
где Qосн — главные утраты теплоты, Вт;
Qдоб — добавочные утраты теплоты, принимаемые в долях от главных, Вт;
Ktr — коэффициент передачи тепла ограждающей конструкции, Вт/(м2 °С);
A — расчётная площадь ограждающей конструкции, м2;
tint — расчётная температура окружающей среды в помещении, °С;
text — расчётная температура наружного воздуха для холодного периода года, °С;
n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху;
? — добавочные утраты теплоты в долях от главных утрат.
Для расчёта систем и проектирования отопления тепловых утрат принимаются параметры наружного воздуха Б для холодного периода года. В качестве расчётной температуры наружного воздуха для холодного периода года по параметрам Б принимается средняя температура самая холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.
Бытовые тепловыделения в помещении Qбыт — тепловой поток, систематично поступающий от электрических устройств освещения, технологического оборудования, трубопроводов, других источников и людей, за исключением совокупности отопления.
В курсовой работе бытовые тепловыделения не учитываются, а тепловой поток на нагревание наружного воздуха принимается в размере 20% от главных потерь тепла.
Добавочные утраты теплоты ? через ограждающие конструкции учитывают:
- ориентацию ограждения;
- наличие двух и более наружных стен;
- наличие необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями строений в местностях с расчётной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже (параметры Б);
- ворот наружных и наличие дверей, не оборудованных воздушными либо воздушно-тепловыми завесами.
Добавка на ориентацию ограждения по сторонам света принимается для наружных вертикальных и наклонных (вертикальная проекция) стен, окон и дверей:
§ обращенных на север, восток, северо-северо запад и-восток – в размере 0,1;
§ обращенных на юго-запад и восток – в размере 0,05.
В угловых помещениях (при наличии двух и более наружных стен) принимается дополнительная добавка для наружных вертикальных и наклонных (вертикальная проекция) стен, окон и дверей:
u в случае, если одно из ограждений помещения обращено на север, восток, северо-северо запад и-восток – в размере 0,05 на каждую стенке окно и дверь;
u в случае, если ограждения ориентированы на юго-запад и восток – в размере 0,05.
Для необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями строений в местностях с расчётной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже (параметры Б) принимается добавка в размере 0,05.
Добавочные утраты теплоты для наружных дверей, не оборудованных воздушными либо воздушно-тепловыми завесами, принимаются в размере:
— 0,2H — для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;
— 0,27H — для двойных дверей с тамбуром между ними;
— 0,34H — для двойных дверей без тамбура;
— 0,22H — для одинарных дверей,
где H — расстояние от средней планировочной отметки почвы до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря либо устья вытяжной шахты, м.
Добавочные утраты теплоты для наружных ворот, не оборудованных воздушными либо воздушно-тепловыми завесами, принимаются в размере 3 при отсутствии тамбура и в размере 1 – наличии тамбура у ворот.
Для летних и запасных наружных дверей и ворот добавочные утраты теплоты «на ворот наружных и наличие дверей, не оборудованных воздушными либо воздушно-тепловыми завесами» не учитываются.
Тепловые утраты через внутренние ограждающие конструкции помещений допускается не учитывать, в случае, если разность температур в этих помещениях равна 4 °С и менее.
Потери тепла неотапливаемых помещений (таких, где не устанавливаются отопительные устройства), имеющие маленькую величину, прибавляют к потерям тепла ближайших отапливаемых помещений. К неотапливаемым помещениям относят помещения первого и последнего этажа, не имеющие наружных стен и теряющие теплоту через пол либо потолок.
Потери тепла лестничной клетки определяются как для одного помещения, без деления по этажам.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ Строения
Vh – наружный строительный количество строения, м³;
tint – усреднённая температура внутреннего воздуха, °С;
Q0 – сумма тепловых утрат всех помещений строения, Вт.
По формуле Ермолаева:
Р – периметр строения по наружному обмеру, м;
S – площадь строения в плане, м?;
h – высота строения, м;
kнс, kок, kпт, kпл – коэффициенты передачи тепла, Вт/м2•°С;
d – степень остекления:
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита строений/Госстрой России. – М.:ФГУП ЦПП, 2004.
2. СНиП 41-01-2003. Отопление, кондиционирование и вентиляция/Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2003.
3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004.
4. ГОСТ 30494. Строения жилые и публичные. Параметры микроклимата в помещениях.
5. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты строений/Госстрой России.
6. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, кондиционирование и вентиляция/Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2003.