Расчет сопротивления теплопередаче пола первого этажа

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ

ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТОПИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ ПОМЕЩЕНИЙ 13

КОНСТРУИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ 16

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ 18

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ОТОПИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ 21

КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ 23

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 27

ПРИЛОЖЕНИЯ 28

ВВЕДЕНИЕ

Отопление зданий обеспечивает тепловой комфорт для людей или выполнение технологических требований по параметрам внутреннего воздуха в зависимости от назначения помещения и установленного оборудования.

В суровых климатических условиях холодных и продолжительных зим в России проживание людей в помещениях невозможно без работы системы отопления, обеспечивающей компенсацию теплопотерь через наружные ограждения и нагрев санитарной нормы наружного приточного воздуха.

Система отопления должна поддерживать заданные параметры температуры воздуха в помещении, теплопотери при движении теплоносителя по трубам должны быть как можно меньше, а так же иметь долгий срок службы и способность демонтажа.

Исходные данные

Район строительства: г. Псков, Псковская область;

Тип здания: жилое;

Количество этажей – 3, высота этажа – 3 метра;

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (t_н) – минус 26^оС; [1, таблица 1]

Продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха менее или равной 8^оС (z_от) – 212 суток; [1, таблица 1]

Средняя температура воздуха за период со среднесуточной температурой менее или равной 8^оС (t_от) – минус 1,6^оС; [1, таблица 1]

Температура внутреннего воздуха помещений:

- жилая комната 20 ^оС

- жилая угловая комната 22 ^оС

- санитарная комната 25 ^оС

- коридор 18 ^оС

- лестничная клетка 16 ^оС

- кухня 18 ^оС

- угловая кухня 22 ^оС

Для угловых помещений температура наружного воздуха повышается на 2 ^оС.

Относительная влажность воздуха в помещении – 55%;

Условия эксплуатации конструкции – Б;

Ориентация по сторонам света: дворовой фасад здания ориентирован на запад.

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины слоя тепловой изоляции при известном нормированном сопротивлении теплопередачи (Rтр ). При этом температура на внутренней поверхности ограждения должна отвечать санитарно-гигиеническим требованиям, а приведенное сопротивление теплопередаче (Rф ) , должно удовлетворять теплотехническим требованиям:Rтр ≤Rф .

Теплотехническому расчету подлежат наружные стены, бесчердачное перекрытие, перекрытие над подвалом, окна и наружные двери.

Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены

Таблица 2.1 - Расчетные теплотехнические показатели материала слоев наружной стены [2, прил Т]

№ п/п	Наименование слоя	δ, м	λ, Вт/(м*°С)
	Глиняный кирпич	0,51	0,58
	Пенополистерол	х	0,044
	Силикатный керпич	0,12	0,7

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП):

ГСОП=(t_в - t_от) z_от , где:

t_в=20°С – температура помещения.

ГСОП=(20+1,6) *212 = 4579,2°С сут

Нормируемое сопротивление теплопередаче:

R_тр = n(a ГСОП + b), где:

n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

n=1 – стены и окна,

n=0,9 бесчердачное перекрытие;

n_тп=( t_в- t_с)/( t_в- t_н) – техподполье; t_с=5°С;

n_тп=(20-5)/(20+26)= 0,326;

коэффициенты a и b для наружной стены: а=0,00035 и b=1,4.

R_тр = 1(0,00035*4579,2+1,4) = 3,003 м²°С/Вт

Минимальная толщина теплоизоляционного слоя принимается из теплотехнического требования: R_ф ≥R_тр Примем R_ф =R_тр , тогда толщина теплоизоляционного слоя (δ₂ ) по формуле для однородной многослойной ограждающей конструкции:

δ₂ = ( R_тр -1/α_в -∑δ_i /λ_i -1/α_н )*λ₂ = (3,003 - 1/ 8,7 – 0,51/0,58 – 0,12/0,7 1/23)*0,044 = 0,0789 м. Принимаем δ₂ = 80 мм.

Пересчитаем и найдем R_ф, подставив δ₂ в формулу:

R = 1/α_в +δ₁/ λ₁ + δ₂/ λ₂ + δ₃/ λ₃ +1/ α_н

R_ф =1/8,7+0,51/0,58+0,12/0,7+0,08/0,44+1/23 = 3,03 м²°С/Вт

Примечание: α_в = 8,7 (поверхность ровная без выступов), α_н = 23 (для наружной стены).

Проверим санитарно-гигиенические требования.

Найдем температуру на внутренней поверхности наружной стены:

τ_в = t_в – n(t_в – t_н)/ R_ф α_в = 20 – [1(20+16)\(3,03*8,7)] = 18,21 °C

∆t_o = t_в – τ_в = 20 – 18,21 = 1,78°С < 4°С – условие выполняется.

Примечание: ∆t_o = ∆t_норм = 4°C – для наружной стены

3°C – для потолка

2°C – для пола.

Вывод: Толщина теплоизоляционного слоя из пенополистерола – 80мм. При такой толщине тепловой изоляции выполняются все теплотехнические и санитарно-гигиенические требования по параметрам «а» и «б», в соответствии с [2] Общая толщина наружной стены – 710 мм.

Расчет сопротивления теплопередаче пола первого этажа

R_тр = 0,326(0,00045*4579,2+1,9) = 1,29 м²°С/Вт

Таблица 2.2 – Расчетные теплотехнические показатели материала слоев перекрытия над подвалом [2, прил Т]

№ п/п	Наименование слоя	δ, м	λ,Вт/(м*°С)
	Ж/б плита	0,12	1,92
	Мин. вата	х	0,048
	Асфальто-бетонная стяжка	0,03	1,05
	Доски	0,02	0,14

δ₂ = ( R_тр -1/α_в -∑δ_i /λ_i -1/α_н )*λ₂ = 1,291 - 1/ 8,7 – 0,12/1,92 – 0,02/0,14 – 0,03/1,05 - 1/23)*0,045 = 0,04 м. Принимаем δ₂ = 40 мм.

Пересчитаем и найдем R_ф, подставив δ₂ в формулу:

R = 1/α_в +δ₁/ λ₁ + δ₂/ λ₂ + δ₃/ λ₃ +1/ α_н

R_ф =1/8,7+0,12/1,92+0,03/1,05+0,02/0,14+0,04/0,045+1/23 = 1,29 м²°С/Вт

Проверим санитарно-гигиенические требования.

Найдем температуру на внутренней поверхности пола:

τ_в = t_в – n(t_в – t_н)/ R_ф α_в = 20 – [0,326(20+26)\(1,29*8,7)] = 18,66 °C

∆t_o = t_в – τ_в = 20 – 18,66 = 1,34°С < 2°С – условие выполняется.

Вывод: Толщина теплоизоляционного слоя из минеральной ваты – 40мм. При такой толщине тепловой изоляции выполняются все теплотехнические и санитарно-гигиенические требования по параметрам «а» и «б», в соответствии с [2].

Общая толщина перекрытия над подвалом – 210 мм.