Отопление и вентиляция жилого здания

 

1 –покрытие пола (линолеум) δ₁ = 0,01 м, λ₁ = 0,38 Вт/(м·°С);

2 –выравнивающая стяжка толщиной δ₂ = 0,03 м, λ₂ =0,7 Вт/(м·°С);

3 – утеплитель, перлитофосфогелевые изделия λ₃ = 0,07 Вт/(м·°С);

4 – многопустотная  железобетонная плита толщиной  δ₄ = 0,22 м, λ₄ = 1,92 Вт/(м·°С);

5 – пароизоляционный  слой толщиной δ₅ = 0,006 м (в расчётах не учитывается);

 

Рис. 1.1.3. Конструкция подвального перекрытия

 

 

 

 

1) Определим требуемое сопротивление  теплопередаче наружного ограждения  по формуле (1)

1,97 (м²·°С)/Вт;

2) Определим градусо-сутки  отопительного периода по формуле  (2)

6228 °С·сут;

3) Определим требуемое сопротивление  теплопередаче для полученной  величины  по формуле (3)

4.70 (м²·°С)/Вт;

Так как для наружного  ограждения требуемое сопротивление  теплопередаче, определенное с учетом величины градусо-суток отопительного  периода имеют большую величину по сравнению со значением, полученным при вычислениях по формуле (1), то в расчет принимаем для наружной стены = 4.70 (м²·°С)/Вт.

4) Определим требуемую толщину утеплителя из формулы (4), замещая полученным значением

,                                         

тогда        

,

Толщина конструктивных слоев указана справа от рис. 3. Соответствующие  коэффициенты теплопроводности приняты по [3, прил. 3*] при условии эксплуатации «А», т.к. зона влажности «сухая», влажностный режим жилого дома «сухой» по [3, прил. 2].

0.29 м;

Так как по расчету  = 0,29 м, то толщину утепляющего слоя для подвального перекрытия принимаем ближайшую большую к этому значению по сортаменту выпускаемых перлитофосфогелевых изделий. Толщина используемого утеплителя в данном случае составит 0,30 м.

Расчет термического сопротивления  многопустотной железобетонной плиты подвального перекрытия см. п. 1.1.4.

5) Определим по формуле  (4) фактическое сопротивление наружного ограждения с учетом принятой толщины перлитофосфогелевых изделий:

= 4.74 (м²·°С)/Вт;

6) Определим коэффициент  теплопередачи по формуле (7)

= 0.21 Вт/(м²·°С);

7) Толщина подвального перекрытия δ_пп = 0,56 м.

 

1.1.4 Расчет термического сопротивления   многопустотной железобетонной  плиты подвального и чердачного  перекрытия

 

1. Для простоты расчета  принимаем схему сечения плиты  с квадратными отверстиями в  плите вместо круглых. Так,  сторона эквивалентного по площади квадрата (А_квадр – А_круга):

Рис. 1.1.4. Поперечное сечение плиты (а) и расчетная схема (б)

2. При делении плоскостями, параллельными тепловому потоку. Получаем два параллельных участка. Участок I - однородный, участок II - многослойный, состоящий из двух одинаковых по толщине слоев а и в, а также горизонтальной воздушной прослойки. Сопротивления теплопередаче этих участков R_I и R_II соответственно равны:

 м²·°С/Вт

Термическое сопротивление  воздушной прослойки R_в.п находим по прилож.7 методического указания:

• для панели чердачного перекрытия горизонтальная воздушная прослойка  с потоком теплоты снизу вверх  отделена от холодного чердака слоем  утеплителя, поэтому в ней воздух находится при положительной  температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях R_в.п = 0,15 м²·°С/Вт. Следовательно, R_II = 0,04 + 0,15 = 0,19 м²·°С/Вт;

• для панели перекрытия над неотапливаемым подвалом с утеплителем, лежащим  под железобетонной плитой, горизонтальная воздушная прослойка от холодного  техподполья отделена слоем утеплителя, поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях при потоке теплоты сверху вниз R_в.п = 0,24 м²·°С/Вт. Следовательно, R_II = 0,04 + R_в.п = 0,04 + 0,24 = 0,28 м²·°С/Вт.

Сопротивление теплопередаче всей плиты при разбивке его плоскостями, параллельными тепловому потоку, определяем по формуле:

• для чердачного перекрытия

0,156 м^{2 о}С/Вт

• для перекрытия над  подвалом

0,189 м^{2 о}С/Вт

3. При делении плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку (см. рис. 1.1.4 на схеме справа), и получаем три параллельных участка. Участки а и в - однородные, участок б - неоднородный, состоящий из горизонтальной воздушной прослойки и слоя железобетона шириной I = 0,07 м и толщиной б = 0,14 м 

 м^{2 о}С/Вт

Определяем сопротивление  теплопередаче этих участков:

 м^{2 о}С/Вт

R_б определяем по формуле :

• для чердачного перекрытия

 м^{2 о}С/Вт

• для перекрытия над  подвалом

 м^{2 о}С/Вт

Сопротивление теплопередаче  всей плиты R_в.т, м²·°С/Вт, при разбивке его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, определяем по формуле:

R_в.т = 2· R_а + R_б = 2·0,02 + R_б;

• для чердачного перекрытия

R_в.т = 2·0,02 + 0,111 = 0,151 м²·°С/Вт;

• для перекрытия над  подвалом

R_в.т = 2·0,02 + 0,136 = 0,176 м²·°С/Вт.

Приведенное термическое  сопротивление теплопередаче плиты R_пр, м²·°С/Вт, определяется по формуле :

• для чердачного перекрытия

0,153 м²·°С/Вт

• для перекрытия над  подвалом

0,180 м²·°С/Вт

Полученные значения используются как известные величины при дальнейшем определении толщины  изоляции в указанных перекрытиях.

1.2.  Проверка конструкций ограждений  на конденсацию

водяных паров на их внутренней поверхности

 

Конденсация водяных паров на внутренней поверхности ограждений наблюдается при . При проверку на образование конденсации водяных паров на внутренней поверхности стен можно не производить. В этом случае проводят проверку на образование конденсации водяных паров только в углу наружных стен. Температура внутренней поверхности ограждений , °С, определяется по формуле

,             (11)

где и - то же, что в формуле (1); и - то же, что и в формуле (4).

 Температура в углу наружных  стен  , °C, вычисляется по приближенной формуле

,              (12)

Упругость водяного пара е, Па, в воздухе помещения равна

,             (13)

где - относительная влажность воздуха, %; Е - упругость водяных паров в состоянии полного насыщения, Па, определяемая по формуле

,             (14)

Температура точки росы воздуха помещения  , °C, вычисляется по следующей зависимости:

,             (15)

 

1.2.1. Проверка наружной стены на  конденсацию водяных паров в углу помещения

 

Необходимые данные для  расчета взяты из 1.1.1. Относительная влажность воздуха в помещении 52 %.

1) Определим температуру внутренней поверхности стены по формуле (11)

18,2 °С;

2) Определимм температуру на внутренней поверхности стены в углу помещения по формуле (12)

16,56 °С;

3) Определим упругость в состоянии полного насыщения водяными парами по  формуле (14)

2402 Па;

4) Определим упругость водяного пара в воздухе помещения по формуле (13)

1249,04 Па;

5) Определим температуру точки росы по формуле (15)

10 °С;

Так как температура внутренней поверхности наружной стены в углу помещения ( = 16,56 °С) выше, чем температура точки росы ( = 10 °С), то конденсации водяных паров в углу помещений не будет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет тепловой мощности системы отопления

2.1.   Уравнение  теплового баланса

 

Расчет тепловой мощности системы отопления следует проводить по методике [5, 6], согласно которой расчетная тепловая нагрузка системы отопления , Вт, определяется по формулам:

а) для комнат жилых зданий   

               при  >

                      - ,                  (16)

               при  >

                      - ;                  (17)                                                                               

         б) для  помещений лестничных клеток

            ;                             (18)                                                                               

в) для кухонь жилых зданий

            - ;                  (19)                                                                               

где - основные и  добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции, Вт; - бытовые тепловыделения, Вт; - расход теплоты на нагревание поступающего в помещение наружного воздуха в результате инфильтрации через неплотности наружных ограждений, Вт; - расход теплоты на нагрев поступающего в помещение наружного воздуха, исходя из санитарной нормы вентиляционного воздуха, Вт.

Основные и добавочные потери теплоты через ограждающие  конструкции , в Вт, определяются путем суммирования потерь теплоты через отдельные ограждающие конструкции , которые вычисляются по формуле с округлением до 1 Вт:

,                 (20)

где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м²; К— коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·°С); , и п - то же, что в формуле (1); β- добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, определяемые в соответствии с [6, с. 110, рис. 5.3]. Потери теплоты через внутренние ограждения конструкции помещений допускается не учитывать, если разность температур в этих помещениях равна 3 °С и менее.

Расчетную площадь ограждающих  конструкций (с точностью до 0,1 м² ) определяют по [6, рис. 5.1, 5.2].

При определении площади  наружных стен площадь окон не вычитают, а вместо коэффициента теплопередачи  окон берут разность между коэффициентами теплопередачи окон и стен. Сумма теплопотерь через наружные стены и окна при этом не изменяется.

При определении потерь теплоты  через наружные двери их площадь  следует вычитать из площади стен и коэффициент теплопередачи  принимать полностью, так как  добавки на основные теплопотери у наружной стены и двери разные.

Ограждающие конструкции  обозначают сокращенно:

НС - наружная стена, ДО - окно с двойным остеклением,  Пл - пол,  Пт -потолок, ДД - двойная дверь, ОД - одинарная дверь.

Все помещения номеруют поэтапно по ходу часовой стрелки. Помещения подвального этажа номеруют с № 01, помещения первого этажа - с № 101, помещение второго этажа - с № 201 и т.д. Номера проставляются на планах в центре рассматриваемых помещений. Внутренние вспомогательные помещения: коридоры, санузлы, кладовые, ванные комнаты и другие, не имеющие наружных стен, отдельно не номеруются. Теплопотери этих помещений через полы и потолки относят к смежным с ними комнатам.

Теплопотери через отдельные  ограждения каждого помещения суммируют. Теплопотери лестничной клетки определяют, как для одного помещения. Каждую лестничную клетку обозначают буквами А, Б и т.д.

Бытовые теплопоступления , Вт, для жилых комнат определяют по формуле

,              (21)

где А_П - площадь пола помещения, м².

Расход теплоты  , Вт, (см. формулы 16, 18 и 19) на нагревание инфильтрующегося воздуха определяют по формуле

,                                  (22)

где - расход инфильтрующегося воздуха, кг/ч; при выполнении курсового проекта допускается определять только через окна и балконные двери по формуле (21);               С - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·°С); , - то же, что в формуле (20);  k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока: для окон с тройными переплетами k = 0,7, для окон и балконных дверей с двойными раздельными переплетами    k = 0,8 и со спаренными переплетами k = 1, k = 0,6 -  для других наружных ограждающих конструкций.

Расход теплоты  , Вт, (см. формулу 14) на нагревание инфильтрующегося воздуха для жилых зданий определяют по выражению

,                              (23)

где - расход удаляемого воздуха, в м, не компенсируемый подогретым приточным воздухом; для жилых зданий - удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений, следовательно ; C, , и k – то же, что в формуле (22);                   ρ_В - плотность воздуха в помещении, кг/м³.