Задание 1. Определить достаточность сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки с внутренним утепляющим слоем из пенополистирольных плит с объемной массой 100 кг/м 3 . Место строительства: Казань. Параметры кладки: Х1 = 250 мм, Х2 = 150 мм, Х3 = 120 мм.
Исходные данные, принятые согласно СНиП 23-01-99 (2003) «Строительная климатология» и ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
Место строительства – г. Казань;
- Зона влажности – нормальная;
Продолжительность отопительного периода z ht = 215 суток
Средняя расчетная температура отопительного
Температура наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92 t ext = — 32 о С.
Расчетная температура внутреннего воздуха здания t int = + 20 о С
Влажность воздуха: = 55 %;
- Влажностный режим помещения – нормальный.
Условия эксплуатации ограждающих
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения а int = 8,7 Вт/м2 °С
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a ext = 23 Вт/м2 °С.
Рис.1 Расчётная схема
Необходимые данные о конструктивных слоях стены для теплотехнического расчёта сведены в таблицу.
№ п/п |
Наименование материала |
, кг/м 3 |
δ, м |
, Вт/(м*°С) |
R, м 2 *°С/Вт |
1 |
Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного) |
1600 |
0,120 |
0,47 |
0,255 |
2 |
Плиты пенополистирольные |
100 |
0,150 |
0,041 |
3,659 |
3 |
Кирпичная кладка из пустотного кирпича |
1200 |
0,250 |
0,35 |
0,714 |
Нормируемые теплотехнические показатели материалов стены определяются по приложению Д СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».
Порядок расчета
1. Определение градусо-суток отопительного периода (ГСОП) по формуле (2) СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий»:
D d = (tint – tht )·zht
D d = (20–(–5,2)) * 215 = 5418 о С сут.
где t int — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С;
t ht — средняя температура наружного воздуха, °С;
z ht — продолжительность, сут, отопительного периода.
2. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий»:
R req = a * Dd + b
R req = 0,00035 * 5418 + 1,4 = 3,30 м2 *°С/Вт
где a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы (4) СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий» для соответствующих групп зданий, принимаемые a = 0,00035 и b = 1,4.
Для наружных стен из кирпича с утеплителем следует
R r 0 = R0 * r
где R 0 – общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 *°С/Вт
Расчёт ведётся из условия равенства R r 0 = Rreq следовательно
R 0 = Rreq / r
R 0 = 3,30 / 0,74 = 4,0 м2 *°С/Вт
Для многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями формула принимает вид:
R 0 = Rsi + Rk + Rse
где R si = 1/аint , аint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения Вт/м2 *°С.
R se = 1/aext , aext — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения Вт/м2 *°С .
R k – термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2 *С/Вт, с последовательно расположенным однородными слоями, определяемое по формуле:
где R 1 + R2 +….. + Rn – термические сопротивления отдельных слоев ограждающий конструкции.
R 0 = 1/8,7+0,255+3,659+0,714+1/23 = 4,79 м2 *°С/Вт.
Условие R 0 = 4,79 м2 *°С/Вт > = 3,30 м2 *°С/Вт выполняется.
Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований
тепловой защиты здания
1. Проверяем выполнение условия .
Расчетный температурный перепад Dt 0 , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин Dtn ,°C, установленных в таблице 5 СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий», и определяется по формуле:
где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемый по таблице 6 СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий»,
t int — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С;
t ext — температура наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92;
R 0 — приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, м2 ·°С/Вт;
a int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2 ·°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий».
= º С.
Согласно таблице 5 СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий» , условие, = 1,248 < , выполняется.
2. Проверяем выполнение условия
Температура внутренней поверхности должна быть больше температуры точки росы.
Для расчета используем формулу 25 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»
= t
int
- [n (t
int
- t
ext
] / (R
o
a
int
= º С.
Согласно приложению Р СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» для температуры внутреннего воздуха = 20ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы = 10,69ºС, следовательно, условие, 10,69ºС, выполняется.
Вывод
Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным
Задание 8. Определить расчетную температуру воздуха в теплом подвале t bc int , °C 9-этажного жилого дома. Высота подвала – 2,5 м. Наружные стены выполнены из бетонных блоков толщиной 600 мм и заглубленные в грунт на 1,25 м. В подвале проходит трубопровод отопительной системы диаметром 100 мм с температурой теплоносителя 95°С. Пол в подвале бетонный. Здание оборудовано газовыми плитами. Город строительства: Казань. Размеры подвала: ширина 10,5 м, длина 36 м. Длина трубопровода 72 метра.
Исходные данные.
Исходные данные, принятые согласно СНиП 23-01-99 (2003) «Строительная климатология» и ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».
Место строительства – г. Казань;
- Зона влажности – нормальная;
Продолжительность отопительного периода z ht = 215 суток;
Средняя расчетная температура отопительного
Температура наиболее холодной пятидневки t ext = — 32 о С;
Расчетная температура внутреннего воздуха здания t int = + 20 о С;
- Влажность воздуха: = 55 %;
- Влажностный режим помещения – нормальный;
Условия эксплуатации ограждающих
Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения (стен) а int = 8,7 Вт/м2 °С;
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения (стен) a ext = 23 Вт/м2 °С;
Расчетная температура воздуха в теплом подвале t b int = + 2 о С.
Порядок расчета.
Определяют температуру воздуха в подвале t int bс , °С, по формуле:
Сначала определяем все компоненты формулы:
- t int – расчетная температура воздуха в помещении над подвалом, принимаемая tint = + 20 °С;
- t ext – расчетная температура наиболее холодной пятидневки, принимаемая text = -32 °С;
- q pi – нормативная плотность теплового потока через поверхность теплоизоляции, приходящаяся на 1 п.м трубопровода i-го диаметра с учетом теплопотерь через изолированные опоры, фланцевые соединения и арматуру, Вт/м;
- принимается по СНиП 2.04.14-88*;
- для подвала значение qpi = 35,2 Вт/м;
- l pi – длина трубопровода i-го диаметра, м, принимается по проекту, в данном случае lpi = 72 м;
- c – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг * °С);
- A b — площадь подвала (цокольного перекрытия), Ab = 378 м2 ;
- R 0 b.c – сопротивление теплопередаче наружных стен подвала над уровнем земли принимают согласно п. 9.3.4 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» и определяют согласно формуле:
R o b.c = n * Ro req ;
где R 0 req — нормируемое сопротивление теплопередаче перекрытий над подвалом, определяемое согласно СНиП 23-02 в зависимости от градусо-суток отопительного периода климатического района строительства. Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен по формуле (1) СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий»:
R 0 req = a * Dd + b
R 0 req = 0,00035 * 5418 + 1,4 = 3,30 м2 *°С/Вт
где a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы (4) СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий» для соответствующих групп зданий, принимаемые a = 0,00035 и b = 1,4.
n — коэффициент, определяемый по формуле:
n = (t int — tb int ) / (tint — text )
где t int — расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С;
t ext — температура наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92;
t b int — расчетная температура воздуха в чердаке, = + 2°С,
n = (20 — 2) / (20 – (-32)) = 0,35
R o b.c = 0,35 * 3,30 = 1,16 м2 *°С/Вт;
- V b — объем воздуха, заполняющего пространство подвала, м3 ;
- Vb = 10,5*36*2,5 = 945 м3 ;
- I — кратность воздухообмена в подвале, ч -1 : при прокладке в подвале газовых труб I = 1,0 ч-1 , в остальных случаях I = 0,5 ч-1 ;
- γ — плотность воздуха в подвале, кг/м 3 , принимаемая равной γ = 1,2 кг/м3 ;
- A b.w — площадь наружных стен подвала над уровнем земли, м2 ;
- Ab.w = 2*(12,6*1,25) + 2*(37,2*1,25) = 124,5 м2 ;
- R o b.w — сопротивление теплопередаче наружных стен подвала над уровнем земли принимают согласно 9.3.2 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» равным сопротивлению теплопередаче наружных стен.
Определение градусо-суток отопительного периода (ГСОП) по формуле 2 СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий»:
D d = (tb int – tht )·zht
D d = (2 – (–5,2)) * 215 = 1548 о С сут.
где t b int — расчетная средняя температура внутреннего воздуха подвала, равная +2°С;
t ht — средняя температура наружного воздуха, °С;
z ht – продолжительность отопительного периода, сут.
R 0 b.w = a * Dd + b
R 0 b.w = 0,00035 * 1548 + 1,4 = 1,94 м2 *°С/Вт
где a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы (4) СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий» для соответствующих групп зданий, принимаемые a = 0,00035 и b = 1,4.
- A s — площадь пола и стен подвала, контактирующих с грунтом, м2 ;
- Аs = 12,6*37,2 + 2*(12,6*1,25) + 2*(37,2*1,25) = 593,22 м2 ;
— R 0 s — приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций заглубленной части подвала определим согласно 9.3.3 СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» как для неутепленных полов на грунте в случае, когда материалы пола и стены имеют расчетные коэффициенты теплопроводности l ³ 1,2 Вт/(м·°С).