Исходные данные
Здание трехэтажное с плоской кровлей и с не отапливаемом подвалом в городе Колпашево.
Конструктивно состоит из кирпича с толщиной несущей части 640 мм, с внешней стороны утеплитель пенополистирол и облицовочный керамический кирпич толщиной 20 мм. Перекрытия состоят из ж/б пустотных плит и утеплителя полистирола.
Система отопления принята с нижней разводкой и «П» -образными стояками. Параметры теплоносителя t1 = 950C, t2 = 700C. Подключена к центральной системе отопления с параметрами T1 = 950C, T2 = 700C.
Тепловой режим здания
Расчетные параметры наружного воздуха
Исходные данные:
- Район застройки – г. Колпашево;
- Назначение здания - жилой дом.
- Число этажей - 3;
- По СНИП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика»:
- Расчётная температура наружного воздуха наиболее холодной
пятидневки обеспеченностью 0,92 - tН =-42 0C;
- Продолжительность отопительного периода zО.П.= 243 суток;
- Температура среднего отопительного периода tСР.О.П. = -9,10С;
- Средняя скорость ветра за зимнее время (января) u = 3,9 м/с.
Расчётные параметры внутреннего воздуха
- Влажность внутреннего воздуха 60%(по пункту 3.3 СНиП 2.08.01-89),
- Режим – нормальный (по таблице 1 СНиП II-3-79)
- Зона влажности – 2, нормальная (по приложению 1 СНиП II-3-79)
Принимается по [7]:
- Жилая комната tв=20 0С
- Угловая жилая комната tв=22 0С
- Кухня tв=18 0С
- Лестничная клетка tв=16 0С
Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций
3.3.1. Определение градусо-суток отопительного периода
ГСОП=(tв-tО.П.)×zО.П.=(20+9,1)*243=7071,3
где zот - продолжительность отопительного периода [4];
tср. от пер – средняя температура отопительного периода, 0С [4];
tв – расчетная температура внутреннего воздуха, 0С.
Условия эксплуатации ограждающих конструкций принимается по приложению 2 СНиП II-3-79 - Б.
Теплотехнический расчет стен
Теплотехнический расчет заключается в нахождении толщины утеплителя и коэффициента теплопередачи ограждения, удовлетворяющего санитарно-гигиеническим нормам и условиям энергосбережения. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Ro должно быть не менее требуемого сопротивления теплопередаче Roтр .
Величины плотности ρ и теплопроводности λ принимаются по приложению 3 СНиП II-3-79*
Слои 1 и 4 – штукатурка на цементно-песчаном растворе:
δ1 =0,03 м; δ4 =0,02 м;
ρ1 = ρ4 = 1800 кг/м3;
λ1 = λ4 = 0,93 Вт/м2°С.
Слой 3 – кирпичная кладка из кирпича глиняного обыкновенного:
δ3=0,38 м;
ρ3=1800 кг/м3;
λ3=0,81 Вт/м2°С.
Слой 2 – утеплитель – плиты минераловатные:
δ2=Х м;
ρ2=90 кг/м3;
λ2=0,045 Вт/м2°С.
Требуемое сопротивление теплопередаче по санитарно- гигиеническим требованиям рассчитывается по формуле:
R0тр=(tв-tн)×n/(Δtн×αв)=(20+42)×1/(4×9,1)=1,78 м2°С/Вт, где
где tв – расчетная температура внутреннего воздуха tв=20°С;
tн – расчетная температура наружного воздуха tн=-42°С;
n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (таблица 3* СНиП II-3-79*) nст=1;
Δtн – температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (таблица 2* СНиП II-3-79*) Δtн=4,0°С;
αв – коэффициент теплопередачи внутренней поверхностью ограждающей конструкции (таблица 4* СНиП II-3-79*) αв=8,7 Вт/м°С;
Сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции определяется по формуле:
Значения R0тр.энергосб. следует определять по формуле
R0тр.энергосб. = a*Dd+b = 0,00035*7071,3+1,4 = 3,87м2*°С/Вт,
где a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по
данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].
Фактическое сопротивление теплопередаче:
R0ф= R0тр.энергосб. = 1/8,7+0,03/0,93+0,38/0,81+0,02/0,93+Х/0,045+1/23 =3,87м2°С/Вт
Откуда получаем Х=0,143м. Округляя, принимаем δут=0,150м.
Коэффициент теплопередачи определяем по формуле:
K=1/R0=1/3,86 = 0,2584 Вт/м2°С
δ черд=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5=0,573м
Теплотехнический расчет чердачного перекрытия
Слой 1 – стяжка цементно-песчаным раствором:
δ1=0,04 м;
ρ1=1800 кг/м3;
λ1=0,93 Вт/м2°С.
Слой 2 – утеплитель - пенополистирол:
δ2=Х м;
ρ2=35 кг/м3;
λ2=0,031 Вт/м2°С.
Слой 3 – пароизоляция - рубероид:
δ3=0,015 м;
ρ3=600 кг/м3;
λ3=0,170 Вт/м2°С.
Слой 4 – выравнивающий слой на цементно-песчаном растворе:
δ4=0,01 м;
ρ4=1800 кг/м3;
λ4=0,93 Вт/м2°С.
Слой 5 – железобетонная плита перекрытия без пустот:
δ5=0,25 м;
ρ5=2500 кг/м3;
λ5=2,04 Вт/м2°С.
Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен:
R0тр.энергосб. = a*Dd+b = 0,00045*7071.3+1,9 = 5,082м2*°С/Вт
где a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по
данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].
R0ф= nR0тр.энергосб. = 1/12+0,04/0,93+Х/0,05+0,015/0,17+0,01/0,93+ +0,25/2,04+1/8,7 =5,082м2°С/Вт
Откуда Х = 0,231м.
Коэффициент теплопередачи K=1/R0ф=1/5,082 = 0,197 Вт/м2°С
Толщина чердачного перекрытия:
δчерд=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5=0,546м.
Теплотехнический расчет перекрытия над холодным подвалом
Слой 1 – линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове:
δ1=0,002 м;
ρ1=1400 кг/м3;
λ1=0,23 Вт/м2°С.
Слой 2 – выравнивающий слой на цементно-песчаном растворе:
δ2=0,02 м;
ρ2=1800 кг/м3;
λ2=0,93 Вт/м2°С.
Слой 3 – утеплитель – маты из стеклянного штапельного волокна «URSA»:
δ3=Х м;
ρ3=15 кг/м3;
λ3=0,05 Вт/м2°С.
Слой 4 – пароизоляция – битумная мастика:
δ4=0,003 м;
ρ4=1400 кг/м3;
λ4=0,27 Вт/м2°С.
Слой 5 – железобетонная плита перекрытия без пустот:
δ5=0,25 м;
ρ5=2500 кг/м3;
λ5=2,04 Вт/м2°С.
Толщину утеплителя считаем таким же образом, как и для стен:
R0тр.энергосб. = a*Dd+b = 0,00045*7071,3+1,9 = 5,082м2*°С/Вт
где a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, [5, таблица 4].
R0ф=nR0тр.энергосб.=1/12+0,002/0,23+0,02/0,93+Х/0,05+0,003/0,27+ +0,25/2,04+1/8,7 =5,082м2°С/Вт
Откуда Х = 0,236м. Округляя, принимаем δут=0,250м
Коэффициент теплопередачи K=1/R0ф=1/5,062 = 0,197 Вт/м2°С
Толщина подпольного перекрытия:
δподв=δ1+δ2+δ3+δ4+δ5=0,525 м
Расчет окон
Требуемое сопротивление теплопередаче R0тр заполнений световых проемов следует принимать в зависимости от ГСОП по таблице 4 СНиП 23-02-2003 интерполяцией
R0тр=0,65 м2°С/Вт
Приведенное сопротивление теплопередаче определяют по приложению 6* СНиП II-3-79*
R0≥R0тр, R0=0,68 м2°С/Вт – двукамерный стеклопакет в раздельных деревянных переплетах из обычного стекла.
K=1/R0=1/0,68=1,471 Вт/м2°С
Расчет наружных дверей
Требуемое и фактическое сопротивление теплопередаче наружных дверей должно быть не менее 0,6×R0тр стен здания.
R0тр=0,6×(20+41)/(4*8,7)=1,05 м2°С/Вт.
K=1/R0=1/1,05=0,952 Вт/м2°С
Теплотехнические характеристики наружных ограждений
Наименование ограждения | δ, мм | R0ф, м2*°С/Вт | К, Вт/м2°С |
1. Стена | 3,87 | 0,2584 | |
2. Перекрытие подвальное | 5,082 | 0,197 | |
3. Перекрытие чердачное | 5,082 | 0,197 | |
4. Окно | 0,68 | 1,471 | |
5. Дверь | 1,02 | 0,98 |