Реконструкция элементов здания. определение его параметров

Для составления балансов по вредностям необходимо рассчитать статьи их потерь и выделений, что в свою очередь требует принятия (или вычисления) ряда недостающих параметров.

Для этого проводится последовательное рассмотрение конструкций всех элементов помещения и проверка их на соответствие нормативным требованиям. В случае необходимости соответствующий элемент конструкции пересматривается или дополняется. Одновременно с этим целесообразно определить все недостающие параметры, необходимые для дальнейших расчётов.

Стены. Тип стен – стеновые керамзитобетонные панели размером 6000х1200х400 (расстояние между колоннами равно 6 м). Материалом для стен служит керамзитобетон, с внутренней и внешней стороны штукатурка на стенах отсутствует. Приведенное сопротивление теплопередаче стены определяется по выражению

R_ст = , (3.1)

где – коэффициент теплоотдачи воздуха внутренней поверхности ограждающей конструкции (к штукатурке), по [3], таблица 7: = 8,7 Вт/(м²·К);

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции воздуху, по [3]: = 23 Вт/(м²·К);

– толщина керамзитобетонной панели, согласно [4] = 0,4 м;

– коэффициент теплопроводности керамзитобетонной панели. Для его определения необходимо знать условия эксплуатации здания. По [3] приложение В, зона влажности для г.Иваново – нормальный, значит по таблице 2 условия эксплуатации – Б; Коэффициент теплопроводности керамзитобетонной панели по [3] = 0,45 Вт/(м·К);

R_ст = = 1,045 (м²·К)/Вт.

Рассчитываются требуемые сопротивления теплопередаче, отвечающие санитарно-гигиеническим и комфортным условиям ( ), а также условиям энергосбережения ( ), согласно с требованиями [3].

: , (3.2)

где – расчётная температура внутреннего воздуха в холодный период года, = 15 ºС;

– расчётная температура наружного воздуха в холодный период года, = –30 ºС;

– нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, по [3], таблица 4: = – t_р, где t_р – температура точки росы, определяется по =15 ºС и =75% с использованием Н-d диаграммы. t_р=10,6 ºС, тогда = 15 –10,6= 4,4 ºС.

n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, по [3], таблица 6: n = 1;

= = 1,17 (м²·К)/Вт.

Допустимое термическое сопротивление по условиям энергосбережения принимается по [3], таблица 4. Для этого необходимо определить градусо-сутки отопительного периода (Dd):

Dd= (t_int – t_ht.)·Z_ht, (3.3)

где t_int = 15 ºС;

t_ht – средняя температура в период, когда среднесуточная температура воздуха была ниже или равна 10 ºС, по [2] таблица 1, t_ht = -3,9 ºС;

Z_ht – продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха ниже или равной 10 ºС, также по [55], Z_ht = 236 сут.;

Dd = (15 + 3,9)·236 = 4460,4 ºС·сут,

Значит по таблице 4 [3] сопротивление теплопередаче

= (м²·К)/Вт. (3.4)

Результаты расчёта сведём в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 –Термические сопротивления стен цеха
Требование	Термическое сопротивление, (м2·К)/Вт
Приведенное сопротивление	1,045
Санитарно-гигиенические требования	1,17
Условия энергосбережения	2,54

Имеющееся термическое сопротивление не удовлетворяет условиям энергосбережения. Следовательно, необходимо наложить слой изоляции, который целесообразно расположить снаружи керамзитобетонных панелей для предотвращения выпадения влаги с внутренней стороны ограждающих конструкций. Материал изоляции - пенополистирол. Толщина слоя изоляции рассчитывается по следующему уравнению

= R_ст.ут = , (3.5)

где неизвестной величиной является

м.

Примем = 0,05 м = 5 см.

Вычислим значение термического сопротивления: R_ст = 2,783 (м²·К)/Вт.

Сечение стены с обозначением составляющих материалов приведено на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Конструкция наружной стены

Окна. Окна нормируются по двум параметрам – термическому сопротивлению и площади.

Требуемое термическое сопротивление по условиям энергосбережения по [3], таблица 4 методом интерполяции:

R_req = 0,423(м²·К)/Вт.

Фактическое термическое сопротивление окон зависит от того материала, из которого выполнены переплеты и количества стёкол в переплете. В цехе установлены окна с тройным остеклением из органического стекла для зенитных фонарей. Тогда R_ок= 0,52 (м²·ºС)/Вт, что по значению соответствует R_req. Условие энергосбережения выполнено.

Естественная освещенность рабочих мест осуществляется светопрозрачными зенитными фонарями с размером светового проема 2 х 2 м.

А_ок = , м². (3.6)

Покрытие. Поскольку рассчитываемый цех находится на первом этаже, то для учёта потерь через покрытие следует учитывать конструкцию покрытия, то есть материалы, их расположение и толщину. Состав покрытия следующий: Сборные железобетонные плиты, Пароизоляция – слой рубероида на горячем битуме, Минераловатные плиты повышенной жесткости, 2 слоя рубероида марки Рэм на битумной мастике, профилированный лист. Параметры материалов возьмём из [5], приложение 3.Слои, снизу вверх:

Железобетонная плиты. = 1,92 Вт/(м·К), = 0,3 м;

Пароизоляция. Рубероид на горячем битуме (ГОСТ 10923) п= 0,17 Вт/(м·К), толщину слоя пароизоляции примем = 0,009 м. (необходима, так как влажностный режим помещения здания – нормальный)

Теплоизоляция. Минераловатные плиты повышенной жесткости на синтетическом связующем. = 0,076 Вт/(м·К), толщина изоляции стандартная = 0,18 м. Если теплоизоляция не удовлетворит условиям энергосбережения или санитарно-гигиеническим требованиям, то придётся нарастить слой утеплителя;

Гидроизоляция . 2 слоя рубероида. = 0,17 Вт/(м·К), =2·0,009 м;

Покрытие. профилированный лист. = 0,275 Вт/(м·К), = 0,01 м;

Термическое сопротивление крыши:

R_покр= =3,466 (м²·К)/Вт;

Проверим на соответствие нормам:

= 0,75 меньше R_кр – санитарно-гигиенические нормы выполняются;

= 2,75 больше R_кр –соответствие.

Схему принятого покрытия приведём на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Фрагмент покрытия

Толщина покрытия h_покр = 0,516 м.

Полы. Передача теплоты из помещения через конструкцию пола или стены и толщу грунта, с которыми они соприкасаются, подчиняется сложным закономерностям. Для расчета сопротивления теплопередаче конструкций, расположенных на грунте, применяют упрощенную методику. Поверхность пола и стен (при этом пол рассматривается как продолжение стены) по грунту делится на полосы шириной 2 м, параллельные стыку наружной стены и поверхности земли. Отсчет зон начинается по стене от уровня земли, а если стен по грунту нет, то зоной I является полоса пола, ближайшая к наружной стене. Следующие две полосы будут иметь номера II и III, а остальная часть пола составит зону IV. Ввиду того, что рассчитываемый цех с трех стон не граничит с другими помещениями, то разбивка на зоны будет иметь вид, указанный на рисунок 3.6.

рисунок 3.6.- Принцип разбивки пола на зоны.

Рисунок 3.6 – Разбивка поверхности пола на расчетные зоны I- IV.

Пол или стена, не содержащие в своем составе утепляющих слоев из материалов с коэффициентом теплопроводности менее 1,2 Вт/(м·°С), называются неутепленными. Сопротивление теплопередаче такого пола принято обозначать Rн.п, м2·°С/Вт. Для каждой зоны неутепленного пола предусмотрены нормативные значения сопротивления теплопередаче:

зона I - R_I = 2,1 м2·°С/Вт;

зона II - R_II = 4,3 м2·°С/Вт;

зона III - R_III = 8,6 м2·°С/Вт;

зона IV - R_IV = 14,2 м2·°С/Вт.

Состав пола следующий: Цементно-песчаный раствор М 300, Бетон В15, Щебеночный балласт, Щебень, втрамбованный в грунт. Параметры материалов принят по [5], приложение 3*.Слои, снизу вверх:

Цементно-песчаный раствор М 300. =0,58Вт/(м·К), =0,03 м.; < 1.2 Вт/(м·К)

Бетон В15. б= 1,25 Вт/(м·К), толщина слоя = 0,15 м.; б> 1.2 Вт/(м·К)

Щебеночный балласт. = 0,3Вт/(м·К), толщина = 0,22 м.; < 1.2 Вт/(м·К)

Щебень, втрамбованный в грунт. = 0,55 Вт/(м·К), = 0,15 м.; < 1.2 Вт/(м·К)

Приведенные сопротивления теплопередаче зон пола:

R_I = =3,158 (м²·К)/Вт;

R_II = =5.358 (м²·К)/Вт;

R_III = =9.658 (м²·К)/Вт;

R_IV = =15.258 (м²·К)/Вт;

Площадь зон пола:

м²;

3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТАТЕЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЙ

По заданию на проектирование участок цеха работает в 2 смены. Источниками тепловыделений (явных и скрытых) на данном участке являются:

- тепловыделения от оборудования с электроприводом;

- явные и скрытые выделения теплоты от обслуживающего персонала;

- тепловыделения от приборов искусственного освещения;

- поступления теплоты солнечной радиации.

Расчёт проводится для тёплого и холодного периодов года, в рабочее и нерабочее время.