Приложение 8

Пример теплотехнического расчета жилого здания

Исходные данные

Район строительства – г. Орел

Здание – жилое, 9-этажное

Заселенность – 20 м² общей площади квартир на человека

Параметры здания:

периметр здания (по внутренней стороне стен) – 76 м;

высота этажа – 3,0 м;

высота техэтажа (чердак) – 2,2 м;

техэтаж и подполье неотапливаемые, кровля из штучных материалов, подвал со световыми проемами в стенах;

площадь этажа– 310 м²;

площадь квартир на этаже – 280 м²;

площадь окон на этаж – 18 м²;

площадь балконных дверей на этаж– 10 м², из них остекления 4 м²;

ориентация фасада здания – юг;

система отопления – однотрубная система отопления с термостатами и с пофасадным авторегулированием на вводе;

система теплоснабжения централизованная;

вентиляция – естественная;

остекление – фасады по 40 %, торцы зданий – по 10 %.

Из СНиП 23-01 выписываем следующие характеристики:

Климатический район II В.

Зона влажности – нормальная, условия эксплуатации – Б.

Температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 = – 26 ºС.

Продолжительность периода со средней температурой 8 ºС, = 205 сут.

Средняя температура воздуха периода со средней температурой 8 ºС, = – 2,7 ºС.

Теплотехнический расчет конструкций ограждения

Теплотехнический расчет стены

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

,

.

Конструкция наружной стены показана на рисунке 1

Рисунок 1

В таблице 8.1 приведены параметры материалов наружной стены.

Таблица 8.1

Материал слоя	, кг/м3	, Вт/(м×°С)	Толщина слоя, мм
Наружный железобетонный слой	2500	2,04	65
Теплоизоляционный слой – пенополистирол	40	0,042	160
Внутренний железобетонный слой	2500	2,04	100

Определяем условное сопротивление теплопередаче наружной стены :

,

где – термическое сопротивление ограждающей конструкции:

;

– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.

Определяем приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены с учетом наличия стыков из железобетона :

.

Температурный перепад :

.

Поскольку условия соблюдается, принятая конструкция стены является удовлетворительной.

Теплотехнический расчет перекрытия над подвалом

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

.

Конструкция цокольного перекрытия показана на рисунке А.2.

Рисунок 2

В таблице 8.2 приведены параметры материалов цокольного перекрытия.

Таблица 8.2

Материал слоя	, кг/м3	, Вт/(м×°С)	Толщина слоя, мм
Железобетонный слой	2500	2,04	200
Цементно-песчаный раствор	1800	0,93	15
Теплоизоляционный слой – минераловатные плиты (ГОСТ 9573-96)	200	0,08	200
Пароизоляция из поливинилхлоридной пленки	–	–	0,05
Цементно-песчаный раствор	1800	0,93	50

Определяем сопротивление теплопередаче перекрытия :

,

где – термическое сопротивление ограждающей конструкции:

;

– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.

Определяем приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены с учетом наличия стыков из железобетона :

.

Температурный перепад :

.

Поскольку условия соблюдается, принятая конструкция перекрытия является удовлетворительной.

Теплотехнический расчет чердачного перекрытия

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

.

Конструкция чердачного перекрытия показана на рисунке А.3.

Рисунок 3

В таблице 8.3 приведены параметры материалов чердачного перекрытия.

Таблица 8.3

Материал слоя	, кг/м3	, Вт/(м×°С)	Толщина слоя, мм
Железобетонный слой	2500	2,04	200
Цементно-песчаный раствор	1800	0,93	15
Теплоизоляционный слой – минераловатные плиты (ГОСТ 9573-96)	200	0,08	200
Пароизоляция из поливинилхлоридной пленки	–	–	0,05
Цементно-песчаный раствор	1800	0,93	50

Определяем сопротивление теплопередаче перекрытия :

,

где – термическое сопротивление ограждающей конструкции:

;

– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций;

— коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции.

Определяем приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены с учетом наличия стыков из железобетона :

.

Температурный перепад :

.

Поскольку условия соблюдается, принятая конструкция перекрытия является удовлетворительной.

Теплотехнический расчет окон и балконных дверей

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче:

.

Принимаем двухкамерный стеклопакет из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 6 мм) в ПВХ переплетах: .

Определение удельного расхода тепловой энергии на отопление здания

Вычисляем площади ограждающих конструкций:

– наружные стены (за исключением проемов):

;

– светопроемы и балконные двери:

;

– чердачное перекрытие:

;

– цокольное перекрытие:

.

Общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций, включая покрытие (перекрытие) верхнего этажа и перекрытие пола нижнего отапливаемого помещения:

.

Сумма площадей пола квартир или полезной площади помещений здания, за исключением технических этажей и гаражей:

Определяем отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений зданий:

Вычисляем приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания:

Вычисляем условный коэффициент теплопередачи здания, учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции:

,

где – удельная теплоемкость воздуха;

– коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций;

– коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях;

– средняя плотность приточного воздуха за отопительный период:

,

– средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период:

,

– количество приточного воздуха в здание при неорганизованном притоке либо нормируемое значение при механической вентиляции;

– для жилых зданий – площадь жилых помещений, для общественных зданий – расчетная площадь, определяемая согласно СНиП 31-05 как сумма площадей всех помещений, за исключением коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, лифтовых шахт, внутренних открытых лестниц и пандусов, а также помещений, предназначенных для размещения инженерного оборудования и сетей.

Вычисляем общий коэффициент теплопередачи здания:

.

Общие тепло потери здания через наружные ограждающие конструкции:

.

Бытовые теплопоступления в течение отопительного периода:

,

– величина бытовых тепловыделений жилых зданий, предназначенных гражданам с учетом социальной нормы (с расчетной заселенностью квартиры 20 м² общей площади и менее на человека).

Вычисляем теплопоступления через окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода для четырех фасадов зданий, ориентированных по четырем направлениям:

где – коэффициент, учитывающий затенение светового проема окон непрозрачными элементами заполнения;

– коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений окон;

– площади светопроемов фасадов здания, соответственно ориентированных по четырем направлениям:

– средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная по четырем фасадам здания, определяется по методике свода правил; в данной работе значения следует определять по СНиП 23-01, расчет приведен в таблице А.3.

Таблица 9.3 – Определение значений

Месяц отапливаемого периода	Кол. сут. в месяце	Кол. отапливаемых сут. в месяц		Значения солнечной радиации в зависимости от ориентации фасада, МДж/м2
				юг		запад		север		восток
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
октябрь	31	27	0,871	611	532,2	263	229,1	–	–	263	229,1
ноябрь	30	30	1	543	543	166	166	–	–	166	166
декабрь	31	31	1	475	475	121	121	–	–	121	121
январь	31	31	1	495	495	143	143	–	–	143	143
февраль	28	28	1	566	566	210	210	–	–	210	210
март	31	31	1	692	692	365	365	–	–	365	365
апрель	30	27	0,9	558	502,2	459	413,1	110	99	459	413,1
Всего				= 3805,4		= 2369,2		= 99		= 2369,2

Расход тепловой энергии на отопление здания в течение отопительного периода:

= 0,8 – коэффициент снижения теплопоступлений за счет тепловой инерции ограждающих конструкций;

= 1,0 – коэффициент эффективности авторегулирования подачи теплоты в системах отопления;

= 1,11 – коэффициент, учитывающий допол­нительное теплопотребление системы отопления, связанное с дискретностью номинального теплового потока номенклатурного ряда отопительных приборов, их дополнительными теплопотерями через зарадиаторные участки ограждений, повышенной температурой воздуха в угловых помещениях, теплопотерями трубопроводов, проходящих через неотапливаемые помещения:

Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление зданий за отопительный период:

,

.

На основании п.5.12 и таблицы 9 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для жилого 9-го здания с централизованной системой теплоснабжения нормируемое значение удельного расхода тепловой энергии на отопление:

1) на отапливаемую площадь:

;

2) на отапливаемый объем:

.

Расчетные значения удельного расхода тепловой энергии:

,

.

Следовательно здание удовлетворяет условию по удельному расходу тепловой энергии.

Вычисляем расчетный показатель компактности здания :

.

Удовлетворяется условие компактности здания.

Вычисляем коэффициент остекленности фасада:

.

Условие удовлетворяется.

В приложении Б приведен энергетический паспорт на данное здание.