ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ОБЩЕСТВЕННОГО ЗДАНИЯ
Студентка ________
группа ________
Санкт-Петербург
2014 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Исходные данные…………………………………..……..………………..…………………………………………………………………3
1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций………………………………..….4
1.1. Наружные стены……………………………………………………………………………………………………..4
1.2. Бесчердачное покрытие……………………………………………………………………………………….9
1.3. Полы на грунте и стены ниже уровня земли…………………………………………12
1.4. Перекрытие над техническим подпольем………………………...........................14
1.5. Светопрозрачные ограждающие конструкции………………….......................17
1.6. Наружные двери……………………………………………………………………………………………………..18
2. Расчёт теплопотерь………………………………...…………………….................................................20
3. Определение удельной тепловой характеристики здания..…………………………27
Список использованной литературы………..………………..….………………………………….………………..28
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Назначение здания – кинотеатр с залом на 300 мест;
2. Город строительства – Рязань;
3. Техническое подполье – неотапливаемое;
4. Строительные конструкции:
4.1. наружные стены – железобетонные
4.2. перекрытия – сборные железобетонные
4.3. перегородки – кирпичные
4.4. напольное покрытие – линолеум
5. Расчётная зимняя температура наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) – text=-27°С (табл. 1 [3]);
6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8°С –
tht=-3,5°С (табл. 1 [3]);
7. Продолжительность отопительного периода – zht =208 суток (табл. 1 [3]);
|
|
8. Расчётная температура внутреннего воздуха для теплотехнического расчета ограждающих конструкций – tint=20°С (п. 3.4 [4]);
9. Влажностный режим помещений здания – нормальный (табл. 1 [1]);
10. Зона влажности для г. Рязань – нормальная (прил. В [1]);
11. Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (табл. 2 [1]).
ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. НАРУЖНЫЕ СТЕНЫ
| 5 |
| — |
| + |
| 4 |
| 3 |
| 2 |
| 1 |
Рис. 1.1.1. Конструкция наружной стены
1 – раствор цементно-песчаный
2 – железобетон
3 – полистирольный пенопласт
4 – железобетон
5 – раствор цементно-песчаный
Коэффициент теплотехнической однородности наружной стены принимаем для стен зданий из трёхслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями – r =0,7 (табл. 6 [5]).
Табл. 1.1.1. Расчётные показатели материалов наружной стены:
| Номер слоя | Материал | Толщина слоя, м | Плотность материала в сухом состоянии ρо, кг/м³ | Теплопроводность λБ, 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 теплозащиты (требуемое сопротивление теплопередаче):
где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (табл. 6 [1]);
|
|
Δtn - 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 типа здания и числа градусо-суток отопительного периода.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань:
Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:
а=0,0003
b=1,2
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
Для дальнейших расчётов принимается большее значение Rreq – нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче наружной стены Rreq = 2,666 м2∙°С/Вт.
2. Определяем толщину утепляющего слоя наружной стены и приведённое сопротивление теплопередаче наружной стены.
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 интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δут=0,16 м.
Общая толщина ограждения:
|
|
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции 
превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче 
3. Коэффициент теплопередачи для наружной стены:
1.2.
| 6 |
| 4 |
| 3 |
| 2 |
| 1 |
| 5 |
Рис. 1.2.1. Конструкция бесчердачного покрытия
1 – штукатурка – известково-песчаный раствор
2 – монолитная железобетонная 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 ρ0, кг/м³ | Теплопроводность λБ, 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 теплозащиты (требуемое сопротивление теплопередаче):
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения определяется в зависимости от типа здания и числа градусо-суток отопительного периода.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: Dd=4888 °С∙сут.
Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:
а=0,00035; b=1,3
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
Для дальнейших 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 интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δут=0,14 м.
Общая толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции 
превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче 
3. Коэффициент теплопередачи для покрытия:
1.3. 
ПОЛЫНА ГРУНТЕ И СТЕНЫНИЖЕ УРОВНЯ ЗЕМЛИ
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 ρ0, кг/м³ | Теплопроводность λБ, 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 состоит в определении термического сопротивления и коэффициента теплопередачи, исходя из деления ограждающей конструкции на зоны.
Стена ниже уровня земли и пол на грунте делятся на 4 зоны, первые три зоны шириной 2 м и четвёртая – это оставшаяся часть пола.
1. Принимаем сопротивление теплопередаче по прил. 9 [6]:
для I зоны: 
для II зоны: 
для III зоны: 
для IV зоны: 
2. Коэффициенты теплопередачи 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 ρ0, кг/м³ | Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С) | Источник данных |
| 1 | Железобетонная 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-суток отопительного периода климатического района строительства;
n – коэффициент, определяемый по зависимости:
Расчётная температура воздуха в техническом подполье при расчётных условиях принимается tb=2°С.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: Dd = 4888 °С∙сут.
Численные значения величин 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 интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δут=0,13 м.
Общая толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции 
превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче
Коэффициент теплопередачи перекрытия над техническим подпольем:
1.5. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
Нормируемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций определяется в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: Dd = 4888 °С∙сут.
Численные значения величин 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 обычного стекла.
Коэффициент теплопередачи окон:
При измерении наружных стен площадь окон не вычитают, поэтому коэффициент теплопередачи окон находится как разность между коэффициентами теплопередачи окон и стен:
1.6. НАРУЖНЫЕ ДВЕРИ
Приведённое сопротивление теплопередаче входных дверей должно быть не менее:
Коэффициент теплопередачи наружных дверей:
Табл. 1.1. Итоговая таблица ограждающих конструкций и их коэффициентов теплопередачи
| Наименование ограждения | Обозначение ограждения | Коэффициент теплопередачи ограждения k, Вт/м2∙°С |
| Наружная стена | 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 ТЕПЛОПОТЕРЬ
Расчётные потери теплоты, возмещаемые отоплением, определяются из уравнения теплового баланса. Тепловой баланс здания в целом и каждого отапливаемого помещения находится из уравнения:
где Qтп – тепловые потери помещения, возмещаемые системой отопления, Вт;
Qогр – тепловые потери через каждое теплотеряющее ограждение помещения, Вт;
Qи – тепловой поток на нагревание наружного воздуха в объёме инфильтрации или санитарной нормы, Вт;
Qбыт – бытовые тепловыделения в помещении, Вт.
Потери теплоты через ограждающие конструкции помещений определяются как сумма основных и добавочных потерь теплоты:
или
где Qосн - основные потери теплоты, Вт;
Qдоб - добавочные потери теплоты, принимаемые в долях от основных, Вт;
Ktr - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2 °С);
A - расчётная площадь ограждающей конструкции, м2;
tint - расчётная температура воздуха 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;
β - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.
Для проектирования систем отопления и расчёта тепловых потерь 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 наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92.
Бытовые тепловыделения в помещении Qбыт - тепловой поток, регулярно поступающий от электрических приборов освещения, технологического оборудования, трубопроводов, людей и других источников, за исключением системы отопления.
В курсовой работе бытовые тепловыделения не учитываются, а тепловой поток на нагревание наружного воздуха принимается в размере 20% от основных теплопотерь.
Добавочные потери теплоты β через ограждающие конструкции учитывают:
· ориентацию ограждения;
· наличие двух и более наружных стен;
· наличие необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчётной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже (параметры Б);
· наличие наружных дверей и ворот, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами.
Добавка на ориентацию ограждения по сторонам света принимается для наружных вертикальных и наклонных (вертикальная проекция) стен, дверей и окон:
§ обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад – в размере 0,1;
§ обращенных на юго-восток и запад – 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, дверей и окон:
ü если одно из ограждений помещения обращено на север, восток, северо-восток и северо-запад – в размере 0,05 на каждую стену дверь и окно;
ü если ограждения ориентированы на юго-восток и запад – в размере 0,05.
Для необогреваемых полов первого этажа над холодными подпольями зданий в местностях с расчётной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже (параметры Б) принимается добавка в размере 0,05.
Добавочные потери теплоты для наружных дверей, не оборудованных воздушными или 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 земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья вытяжной шахты, м.
Добавочные потери теплоты для наружных ворот, не оборудованных воздушными или 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 потери теплоты «на наличие наружных дверей и ворот, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами» не учитываются.
Тепловые потери через внутренние ограждающие конструкции помещений допускается не учитывать, если разность температур в этих помещениях равна 4 °С и менее.
Теплопотери неотапливаемых помещений (таких, где не устанавливаются отопительные приборы), имеющие небольшую величину, прибавляют к теплопотерям ближайших отапливаемых помещений. К неотапливаемым помещениям относят помещения первого и последнего этажа, не имеющие наружных стен и теряющие теплоту через пол или потолок.
Теплопотери лестничной клетки определяются как для одного помещения, без деления по этажам.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЯ
Vh – наружный строительный объём здания, м³;
tint – усреднённая температура внутреннего воздуха, °С;
Q0 – сумма тепловых потерь всех помещений здания, Вт.
По формуле Ермолаева:
Р – периметр здания по наружному обмеру, м;
S – площадь здания в плане, м²;
h – высота здания, м;
kнс, kок, kпт, kпл – коэффициенты теплопередачи, Вт/м2∙°С;
d – степень остекления:
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий/Госстрой России. – М.:ФГУП ЦПП, 2004.
2. СНиП 41-01-2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование/Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2003.
3. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология/Госстрой России. – М.: ГУП ЦПП, 2004.
4. ГОСТ 30494. Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях.
5. СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий/Госстрой России.
6. СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование/Госстрой России.- М.: ГУП ЦПП, 2003.