Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Исходные данные для выполнения курсового проекта

1.1 Характеристика объекта

строительство теплотехнический утеплитель стена

Район строительства - Омск;

Число этажей - 2;

Ориентация входа - Север;

Строительные размеры - а=2,9 м; б=2,9 м; H_Э=2,9; Н_Ш=3,5 м;

Система отопления - водяная двухтрубная тупиковая с нижним расположением подающей магистрали;

Отопительные приборы - радиаторы типа М-140-АО;

Расчетная температура воды в теплосети - Тг=135 ⁰С, То=72 ⁰С;

Перепад давления на вводе в здание - 76 кПа;

Вентиляционные клапаны - приставные.

1.2 Расчетные климатические характеристики района строительства

Климатические характеристики района строительства, необходимые для теплотехнического расчета ограждающих конструкций и систем отопления и вентиляции, принимаются по табл. [1-3]:

t_H5 - средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92;

t_ХМ - температура наиболее холодного месяца;

t_ОП - средняя температура наружного воздуха (за отопительный период со среднесуточной температурой воздуха меньше или равно 8 ⁰С);

z_ОП - продолжительность отопительного периода (со среднесуточной температурой воздуха меньше или равно 8⁰С);

ц_ХМ - среднемесячная относительная влажность наиболее холодного месяца;

V_В - расчетная скорость ветра;

Таблица 1. Расчетные климатические характеристики

Район строительства	tH5, 0С	tХМ, 0С	tОП, 0С	zОП, сут.	цХМ, 0/0	VВ, м/с	Зона влажности
г. Смоленск	-37	-19	-8,4	221	82	5,2	сухая

1.3 Расчетные характеристики параметров воздуха в помещениях

Температура воздуха в помещениях t_В, ⁰С принимается по {5} в зависимости от значения, t_H5. Относительная влажность внутреннего воздуха ц_В принимается равной 55 ⁰/₀, что соответствует нормальному влажностному режиму помещения.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций, от которых зависят теплотехнические показатели строительных материалов, принимаются по {2}

Таблица 2. Расчетные условия и характеристика микроклимата

tВ для помещений,0С	Относительная влажность ц, 0/0	Условия эксплуатации огражд. конструкций
Угловая жилая комната	Рядовая жилая комната	Кухня	Лестничная клетка	Туалет	Ванная комната
20	18	18	16	18	25	55	А

1.4 Теплотехнические показатели строительных материалов и характеристики ограждающих конструкций

Теплотехнические показатели стройматериалов выбираются по {2}:

с - плотность материала, кг/м³;

л - коэффициент теплопроводности, Вт/(м ⁰С);

м - коэффициент паропроницаемости, мг/(м ч Па).

Таблица 3. Теплотехнические показатели строительных материалов

Номер слоя	Наименование материалов	Условия эксплуатации ограждений	д, м	с, кг/м3	л, Вт/(м 0С)	м, мг/(м ч Па)
1	Раствор цементно-песчаный	А	0,04	1800	0,76	0,09
2	Керамзитобетон		0,25	1200	0,33	0,14
3	Пенополистерол		х	150	0,052	0,05
4	Керамзитобетон		0,30	1400	0,56	0,098

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций принимаются по {2}:

Дt_Н - нормируемый перепад температуры между воздухом в помещении и внутренней поверхностью наружного ограждения;

n - коэффициент, уменьшающий расчетную разность температур для конструкций, не соприкасающихся с наружным воздухом;

б_В - коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения;

б_Н - коэффициент теплообмена на наружной поверхности ограждения.

Таблица 4. Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций

Наименование	ДtН, 0С	n	бВ, Вт/(м2 0С)	бН, Вт/(м2 0С)
Наружная стена	4	1	8,7	23
Чердачное перекрытие	3	0,9	8,7	12
Перекрытие над подвалами и подпольями	2	0,6	8,7	6

2. Расчет сопротивления теплопередаче ограждений и толщины утеплителя наружной стены

2.1 Расчет требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, исходя из санитарно-гигиенических условий

;

Наружные стены:

(м²°С)/Вт;

Чердачные перекрытия:

(м²°С)/Вт;

Перекрытия над подпольями:

(м²°С)/Вт;

2.2 Расчет требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, исходя из условий энергосбережения

Требуемое сопротивление теплопередаче, исходя из условий энергосбережения, определяется в зависимости от числа градусо - суток отопительного периода(ГСОП)

;

Исходя из значений ГСОП определяем значение R^ТРо2 требуемого сопротивления и записываем все полученные значения в таблицу 5, для выбора расчетных значений.

Таблица 5. Значения требуемых и расчетных сопротивлений ограждений

Наименование ограждения	RТРо1, (м2°С)/Вт	RТРо2, (м2°С)/Вт	RРо, (м2°С)/Вт
Наружная стена	1,58	3,44	3,44
Чердачное перекрытие	1,89	4,53	4,53
Перекрытие над подпольями	1,89	4,53	4,53

2.3 Расчет толщины утеплителя и сопротивления теплопередаче наружной стены

Расчетная толщина утеплителя определяется по формуле:

Полученное значение округляем до величины кратной 0,01 м в большую сторону: д_ут^р = 0,1 м.

Уточненное сопротивление теплопередаче стены определяется по формуле:

, (м²°С)/Вт

 (м²°С)/Вт

3. Проверка отсутствия конденсации водяных паров на поверхности и в толще ограждающей конструкции

Конденсация водяных паров в толще ограждающей конструкции возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока парциальное давление водяного пара е больше парциального давления водяного пара, соответствующего состоянию насыщения воздуха Е.

3.1 Определяем распределение температуры в характерных сечениях стены

Температура в любом сечении ограждающей конструкции определяется по формуле:

t_В - из таблицы 2 (для рядовой комнаты);

t_Н - из таблицы 1. Расчет производится при температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодного месяца t_Н = t_ХМ =-8,6 ⁰С (Так как влажностные процессы происходят медленно);

- из пункта 2.2;

- сопротивление теплопередаче от воздуха помещения до рассматриваемого сечения;

(м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт

(м²°С)/Вт

(м²°С)

t_В =18 ⁰С

t_Н =-19 ⁰С

3.2 Определяем значения максимального парциального давления

Соответствующее полученной температуре в характерном сечении ограждения парциальное давление водяных паров соответствующее состоянию насыщения воздуха определяем по приложению:

Е_В=2064, Е_I=1906, Е_II=1310, Е_III=639, Е_IV=256, Е_V=123, Е_VI=119, Е_Н=114

3.3 Определяем значения парциального давления

где ц - относительная влажность воздуха, ⁰/₀

Тогда

3.4 Определяем сопротивление паропроницанию наружной стены

где R_ПВ - сопротивление влагообмену на внутренней поверхности ограждения;

где R_ПН - сопротивление влагообмену на наружной поверхности ограждения;

3.5 Определяем распределение парциального давления водяных паров в характерных сечениях стены

Парциальное давление в любом сечении ограждающей конструкции определяется по формуле:

- сопротивление паропроницанию ограждения от воздуха помещения до рассматриваемого сечения;

e_В =1135 Па

e_Н =93,5

3.6 Проверка отсутствия конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружной стены

Конденсация водяных паров на внутренней поверхности наружной стены возможна, если температура внутренней поверхности ниже температуры точки росы.

За температуру точки росы во внутреннем воздухе принимаем температуру, определяемую по приложению, для которой найденное парциальное давление водяных паров e_В =1135 Па является давлением насыщения. При E=1135 Па, температура t равная 8,83°С будет являться точкой росы.

Так как температура внутренней поверхности наружной стены больше чем температура точки росы, то можно сделать вывод, что выпадение конденсата на внутренней поверхности наружной стены происходить не будет.

Из графика распределения температуры, парциального давления водяного пара е и давления насыщенного водяного пара Е видно, что в слое 3 парциальное давление водяного пара больше давления насыщенного пара (возможна конденсация водяных паров). Чтобы избежать этого увеличим сопротивление паропроницания ограждения путем прокладки с внутренней стороны слоя пенополиуретана полиэтиленовой пленки.

4. Выбор заполнения световых проемов

Тип заполнения световых проемов выбирается по [2] так, чтобы сопротивление теплопередаче окна было больше (или равно) требуемого значения, определяемого исходя из условий энергосбережения, и сопротивление воздухопроницанию окна было больше (или равно) требуемого значения:

- сопротивление теплопередаче окна, (м²°С)/Вт;

- требуемое сопротивление теплопередаче окна исходя из условий энергосбережения, (м²°С)/Вт;

- сопротивление воздухопроницанию (инфильтрации), (м² ч Па)/кг;

- требуемое сопротивление воздухопроницанию (инфильтрации), (м² ч Па)/кг;

4.1 Расчет требуемого сопротивления теплопередачи окна, исходя из условий энергосбережения и подбор типа остекления

Требуемое сопротивление теплопередаче окна, исходя из условий энергосбережения, определяется также как и в пункте 2.1.2.

= 0,59 (м²°С)/Вт;

Принимаем четырехслойное остекление в пластмассовых спаренных переплетах:

= 0,80 (м²°С)/Вт;

4.2 Расчет требуемого сопротивления воздухопроницанию окна и выбор заполнения световых проемов по сопротивлению воздухопроницанию

Требуемое сопротивление воздухопроницанию окна определяется по формуле:

- нормативная воздухопроницаемость, кг/м² ч (по [2]);

- разность давления воздуха на наружной и внутренней поверхности окна, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию (10 Па);

- разность давления воздуха на наружной и внутренней поверхности окна, Па;

- высота от середины окна первого этажа до верха вентиляционной шахты, м, которая для 2-го здания определяется по формуле:

- из таблицы 1;

- плотность воздуха соответственно при температуре t_H5 (из табл. 1) и t_В для рядовой жилой комнаты (из табл. 2) кг/м³ определяется по формуле:



Для пластмассовых переплетов:

Проверяем принятый тип заполнения тип заполнения световых проемов на удовлетворение требованиям по воздухопроницаемости:

У четырехслойного остекления в пластмассовых спаренных переплетах максимальное сопротивление воздухопроницанию равно 0,80 (при уплотнении двух притворов). Т. к. 0,80>0,35 делаем вывод, что предварительно принятый тип заполнения световых проемов удовлетворяет требованиям по воздухопроницанию.

Окончательно принимаем тройное остекление в деревянных переплетах с двумя уплотненными пенополиуретаном притворами:

= 0,59 (м²°С)/Вт;

k = 1 - коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев воздуха встречным тепловым потоком: для одинарных и спаренных переплетов k = 1, для раздельных переплетов k = 0,8, для раздельно-спаренных переплетов k = 0,6.

5. Расчет коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции определяется по формуле:

- для наружной стены К=1/4,53=0,29 (из пункта 2.2);

- для чердачного перекрытия и перекрытиями над подвалами К=1/4,39=0,22 (из табл. 5);

- для окна К=1/0,80=1,25 (из пункта 4.2);

- для двойных наружных дверей К=2,3

Таблица 6. Коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций

Наименование ограждающей конструкции	К, Вт/(м2 С)
Наружная стена	0,29
Чердачное перекрытие	0,22
Перекрытие над подвалом	0,22
Окно	1,25
Двери (одинарные внутренние) 0,8х2,0	2,9
Двери (двойные наружные) 1,2х2,2	2,3
Люк на чердак 1,0х1,0	4,6
Пол на грунте	Iз - 0,48; IIз - 0,23; IIIз - 0,12; IVз - 0,07;

6. Определение тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления для каждого помещения определяется по формулам:

для жилых (рядовых и угловых) комнат: , Вт;

для кухонь: , Вт;

для лестничных клеток: , Вт;

- мощность системы отопления в конкретном помещении, Вт;

- теплопотери через ограждающие конструкции, Вт;

- большее значение из теплозатрат на подогрев инфильтрующегося воздуха , и теплозатрат на подогрев воздуха необходимого для компенсации естественной вытяжки из комнаты, Вт;

- бытовые теплоусвоения, Вт;

6.1 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

Теплопотери рассчитываются через каждый элемент ограждающих конструкций, граничащий с окружающим воздухом, по формуле:

, Вт;

, Вт;

К - из таблицы 6 (для окон );

А - площадь элемента ограждающих конструкций, м²;

t_В - из таблицы 2 (для рассчитываемого помещения);

t_Н - температура воздуха с противоположной стороны элемента ограждающих конструкций,

t_Н= t₅ (из таблицы 1);

n - коэффициент, из табл. 4;

в - коэффициент, учитывающий добавочные потери.

Высота здания от уровня земли до верха вентиляционной шахты:

6.2 Теплозатраты на подогрев инфильтрующегося воздуха

Теплозатраты Q_И на подогрев воздуха, поступающего преимущественно через заполнение световых проемов, Вт, рассчитывают по формуле:

,

t_В - (из таблицы 2);

t_Н5 - (-37 ) (из таблицы 1);

где с - массовая теплоемкость воздуха, =1,005

к - коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев воздуха встречным тепловым потоком;

для раздельных переплетов к=0,8;

А_о - площадь окна, м²:

Для окон в жилых комнатах А_о.ж.к. = 2,0 х 1,5 = 3,0 м²

Для окон на кухне и лестничной клетке А_о.к.лк. = 1,5 х 1,5 = 2,25 м²

G₀ - количество воздуха, поступающего в помещение в течение часа через 1 м² окна, ; определяется по формуле:



R_И - из пункта 4 (0,80 );

- расчетная разность давлений, определятся по формуле:

,

где Н_i - высота от середины окна рассчитываемого этажа до верха вентиляционной шахты, м; для окон 1-го этажа - 7,8 м, для окон второго этажа - 4,9 м;

p_н, p_в - из пункта 4.2, (1,5 и 1,21 кг/м³ соответственно);

v - скорость ветра (из табл. 1 = 5,2 м/с);

6.3 Расчет теплозатрат на подогрев воздуха необходимого для компенсации естественной вытяжки из жилых комнат

Теплозатраты на подогрев воздуха необходимого для компенсации естественной вытяжки из жилых комнат (угловых и рядовых) рассчитывается по формуле:

где с - массовая теплоемкость воздуха, =1,005 ;

t_В - (из таблицы 2);

t_Н5 - (-37 ) (из таблицы 1);

А_П - площадь пола жилой комнаты (из пункта 6.1, м²).

6.4 Расчет бытовых теплопоступлений

Бытовые теплопоступления рассчитываются для жилых комнат (угловых, рядовых) и кухонь по формуле:

где А_П - площадь пола жилой комнаты или кухни (из пункта 6.1, м²).

Таким образом, сведем в таблицу и представим суммарную тепловую мощность.

Тепловая мощность системы отопления

№ пом.	Наименование	tв, С	АП, м2	Вт	Вт	Вт	Вт	Вт
1 этаж
101	УК	20	6,3	513	86	361	63	811
102	РК	18	6,5	354	83	359	65	648
103	РК	18	13	401	83	719	130	990
104	К	18	7,3	320	62	-	73	309
105	К	18	7,3	320	62	-	73	309
106	РК	18	13	401	83	719	130	990
107	РК	18	6,5	354	83	359	65	648
108	УК	20	6,3	505	86	361	63	803
109	РК	18	18,5	754	165	1023	185	1592
110	УК	20	7,3	585	86	418	73	930
111	К	18	7,3	348	62	-	73	337
112	К	18	9,6	380	62	-	96	346
113	РК	18	15,7	451	83	868	157	1162
114	К	18	7,3	346	62	-	73	335
115	РК	18	10,9	416	83	602	109	909
116	РК	18	15,1	447	83	835	151	1131
117	К	18	7,3	348	62	-	73	337
118	УК	20	7,3	594	86	418	73	939
119	РК	18	18,5	787	165	1023	185	1625
2 этаж `
201	УК	20	6,3	537	75	361	63	835
202	РК	18	6,5	363	72	359	65	657
203	РК	18	13	434	72	719	130	1023
204	К	18	7,3	332	54	-	73	313
205	К	18	7,3	332	54	-	73	313
206	РК	18	13	434	72	719	130	1023
207	РК	18	6,5	363	72	359	65	657
208	УК	20	6,3	530	75	361	63	828
209	РК	18	18,5	839	144	1023	185	1677
210	УК	20	7,3	579	75	418	73	924
211	К	18	7,3	357	54	-	73	338
212	К	18	9,6	398	54	-	96	356
213	РК	18	15,7	492	72	868	157	1203
214	К	18	7,3	358	54	-	73	339
215	РК	18	10,9	441	72	602	109	934
216	РК	18	15,1	486	72	835	151	1170
217	К	18	7,3	357	54	-	73	338
218	УК	20	7,3	602	75	418	73	947
219	РК	18	18,5	810	144	1023	185	1648
ЛК
I	ЛК	16	-	2731	52	-	-	2783
Тепловая мощность системы отопления всего здания	36238

Удельная тепловая характеристика здания определяется по формуле:

где - тепловая мощность системы отопления всего здания, Вт;

- объем здания по наружным размерам без чердака (высота - от земли до верха чердачного перекрытия), м³;

t_В - (из таблицы 2);

t_Н5 - (-26 ) (из таблицы 1);

Размещено на Allbest.ru

...