Отопление гражданского здания

 

2.2.3   Градусо-сутки отопительного периода  Dd ,°С∙сут.  [2, формула 2]

Dd = (tint – tht) ∙ zht ,

где: 

Dd – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по табл. 1 [4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22 °С).

tht, zht – средняя температура наружного воздуха, °С  и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С –  в остальных случаях.

 

Dd = (20 – (-3,1))·214 =4943,4 °С ·сут.

 

2.2.4.   Нормируемое значение сопротивления теплопередаче  Rreg, (м2∙°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

 

Rreg = a∙Dd + b,

 

где:

a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций за исключением графы 6 для группы зданий в поз.1, где для интервала до 6000 °С·сут: a = 0,000075  b = 0,15; для интервала 6000-8000 °С·сут: a_=_0,00005  b = 0,3; для интервала 8000 °С·сут и более: a = 0,000025  b = 0,5.

Rreg = 0,0005·4943,4 + 2,2 = 4,672 (м2·°С)/Вт.

 

2.2.5 Минимальная толщина искомого слоя ограждающей конструкции δmin, м, (для наружной стены – основного слоя или теплоизолирующего слоя, для перекрытий – теплоизолирующего слоя) принимается из теплотехнических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям: Ro ³ Rreg.

Толщина будет минимальной при выполнении равенства Ro = Rreg,

где

Rreg – нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт;         

Ro – сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое  по формуле  

          

Ro = Rint + Rk + Rext ,

 

где:                                                                   

 – термическое сопротивление теплоотдачи, (м2∙°С)/Вт;

 – термическое сопротивление тепловосприятию, (м2∙°С)/Вт;

aint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,   Вт/(м2∙°С), [2, табл.7];

aext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2∙°С),

Rk – термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое для однородной (однослойной) ограждающей конструкции по формуле [4, формула 3]:

Rk = ,

где:

δ – толщина слоя ограждающей конструкции, м.

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м∙°С),   [4, табл. Е.1]

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rk с последовательно расположенными однородными слоями, (м2∙°С)/Вт, следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоёв [4, формула 4]:

Rk = R1 + R2 + … + Rn + Rа.l ,

где:

R1, R2 … Rn – термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемые по формуле (4).

Rа.l – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2∙°С)/Вт.

 

Расчёт термического сопротивлении железобетонной пустотной плиты:

Рисунок 1. Пустотная железобетонная плита (поток тепла снизу вверх).

 

Для упрощения расчетов выделим фрагмент плиты длиной 1000 мм и шириной 210 мм. Заменим круглый воздушный канал диаметром 160 мм равным ему по площади квадратным, со стороной квадрата 140 мм ( ).

а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки I…III.

Термическое сопротивление участков I и III:

Площадь участков I и III:

Термическое сопротивление участка II:

,

где - сопротивление воздушной прослойки, которое принимается при положительной температуре воздуха в прослойке и потоке тепла «снизу-вверх».

Площадь участка II:

Термическое сопротивление находится по формуле:

                                                               

где:

F1, F2, …, Fn – площади отдельных участков конструкции, м2

R1, R2, …, Rn – термические сопротивления указанных отдельных участков конструкции, определяемых по формулам:

- для однородных участков;

- для неоднородных участков;

 

 

б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки IV … VI.

Термическое сопротивление однородных слоев IV и VI определяется по формуле:

 

 

Слой V имеет толщину 0,14 м и состоит из трех участков в том числе два площадью и выполнены из железобетона и один - замкнутая воздушная прослойка.

Термическое сопротивлении слоя V определяем по формуле:

 

Термическое сопротивление всей конструкции определяется по формуле как сумма термических сопротивлений отдельных слоев:

 

Если величина не превышает более чем на 25%, то приведенное термическое сопротивление такой конструкции определяется по формуле:

.                                                                                           

Для рассматриваемой в примере железобетонной пустотной плиты приведенное термическое сопротивление составляет:

    

δmin => δ3 = [Rreg – ] · λ3

δ3 = [4,672 – ] · 0,09 = 0,386 м.

 

2.2.6 Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции δ3, м.

Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции δ3=0,40 м.

Для расчёта теплоэнергетического баланса примем толщину бесчердачного покрытия 0,7 м.

 

2.2.7 Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0, (м2∙°С/Вт),определяется на основании формулы (3)

Ro = ,

 

где δ3, м,  принимается по п. 2.2.6

Ro = =4,831 (м2·°С)/Вт.

 

2.2.8  Проверка выполнения условия : Ro ³ Rreg.

 

Ro = 4,831 (м2∙°С)/Вт	Ro ³ Rreg.
Rreg = 4,672 (м2∙°С)/Вт

 

2.2.9 Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2∙°С)

 

k =

k = =0,207 Вт/(м2·°С).

 

2.3 Перекрытие над неотапливаемым подвалом.

 

2.3.1 Эскиз элемента ограждающей конструкции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.2 Теплотехническая характеристика ограждающей конструкции (перекрытия над неотапливаемым подвалом)

 

Таблица 2.3

Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий [4, табл. Е.1]

№ слоя	Позиция	Наименование материальных слоёв ограждающей конструкции	Обозначение	Толщина слоя, м	Расчетный коэффициент λ, Вт/(м∙°С)
1	225	Железобетонная пустотная панель, ρо=2500 кг/м3	δ1	0,22	2,04
2	248	Один слой рубероида	δ2	0,002	0,17
3	121	Вермикулит вспученный,  ρо=200 кг/м3	δ3	–	0,095
4	-	Воздушная прослойка	δ4	0,10
5	218	Дощатый настил, ρо=500 кг/м3	δ5	0,01	0,18
6	220	Паркет из дуба поперёк волокон,  ρо=700 кг/м3	δ6	0,02	0,23

 

2.3.3 Градусо-сутки отопительного периода  Dd ,°С∙сут.  [2, формула 2]

Dd = (tint – tht) ∙ zht ,

где: 

Dd – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по табл. 1 [4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22 °С).

tht, zht – средняя температура наружного воздуха, °С  и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 °С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С –  в остальных случаях.

 

Dd = (20 – (-3,1))·214 =4943,4 °С ·сут.

2.3.4 Нормируемое значение сопротивления теплопередаче  Rreg, (м2∙°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

 

Rreg = a∙Dd + b,

где:

a, b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций за исключением графы 6 для группы зданий в поз.1, где для интервала до 6000 °С·сут: a = 0,000075  b = 0,15; для интервала 6000-8000 °С·сут: a_=_0,00005  b = 0,3; для интервала 8000 °С·сут и более: a = 0,000025  b = 0,5.

Rreg = 0,00045·4943,4 + 1,9 = 4,124 (м2·°С)/Вт.

 

2.3.5 Минимальная толщина искомого слоя ограждающей конструкции δmin, м, (для наружной стены – основного слоя или теплоизолирующего слоя, для перекрытий – теплоизолирующего слоя) принимается из теплотехнических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям: Ro ³ Rreg.

 

Толщина будет минимальной при выполнении равенства Ro = Rreg,

где

Rreg – нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт;         

Ro – сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое  по формуле  

Ro = Rint + Rk + Rext ,

где:                                                                   

 – термическое сопротивление теплоотдачи, (м2∙°С)/Вт;

 – термическое сопротивление тепловосприятию, (м2∙°С)/Вт;

aint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции,   Вт/(м2∙°С), [2, табл.7];

aext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2∙°С),

Rk – термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемое для однородной (однослойной) ограждающей конструкции по формуле [4, формула 3]:

Rk = ,

где:

δ – толщина слоя ограждающей конструкции, м.

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м∙°С),   [4, табл. Е.1]

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rk с последовательно расположенными однородными слоями, (м2∙°С)/Вт, следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоёв [4, формула 4]:

 

Rk = R1 + R2 + … + Rn + Rа.l ,

где:

R1, R2 … Rn – термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, (м2∙°С)/Вт, определяемые по формуле (4).

Rа.l – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2∙°С)/Вт.

Расчёт термического сопротивлении железобетонной пустотной плиты:

Рисунок 2. Пустотная железобетонная плита (поток тепла сверху вниз).

 

Для упрощения расчетов выделим фрагмент плиты длиной 1000 мм и шириной 210 мм. Заменим круглый воздушный канал диаметром 160 мм равным ему по площади квадратным, со стороной квадрата 140 мм ( ).

а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки I…III.

Термическое сопротивление участков I и III:

Площадь участков I и III:

Термическое сопротивление участка II:

,

где - сопротивление воздушной прослойки, которое принимается при отрицательной температуре воздуха в прослойке и потоке тепла «сверху-вниз».

Площадь участка II:

Термическое сопротивление находится по формуле:

                                                               

где:

F1, F2, …, Fn – площади отдельных участков конструкции, м2

R1, R2, …, Rn – термические сопротивления указанных отдельных участков конструкции, определяемых по формулам:

- для однородных участков;

- для неоднородных участков;

 

б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, фрагмент плиты условно разрезается на участки IV … VI.

Термическое сопротивление однородных слоев IV и VI определяется по формуле: