6. Теплотехнический расчет конструкции пола первого этажа (над неотапливаемым подвалом)

6.1. Порядок теплотехнического расчета пола первого этажа аналогичен теплотехническому расчету чердачного (бесчердачного) покрытия. При определении необходимо учесть направление теплового потока Q.

6.2. Определить показатель теплоусвоения поверхности пола , Вт/ м²·⁰С и установить соответствие полученного значения с нормативным значением показателя по [9,табл.11*]. Определить показатель теплоусвоения поверхности пола , Вт/ м²·⁰С, следующим образом:

а) если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию , то показатель теплоусвоения поверхности пола определяется по формуле

. (47)

б) если первые n слоев конструкции пола (n≥1) имеют суммарную тепловую инерцию , но тепловая инерция n+1 слоев , то показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с n-ого.

. (48)

Для i-го слоя (i=n-1; n-2; …1) по формуле

. (49)

Показатель теплоусвоения поверхности пола принимается равным показателю теплоусвоения поверхности 1-го слоя .

- показатель тепловой инерции соответственно 1,2 …, (n+1) – слоев конструкции пола.

- термическое сопротивление, м²·⁰С /Вт, - слоев конструкции пола, определяемые по формуле (7);

- расчетные коэффициенты теплоусвоения материала

- слоев конструкции пола, Вт/ м²·⁰С, принимаемые по [9,приложение 3].

Если расчетный показатель теплоусвоения поверхности пола не соответствует нормативному значению , то следует сделать выводы и дать рекомендации.

Примеры и методика расчета показателя теплоусвоения ограждающих конструкций приведены в [3,6].

7. Выбор вида конструкции световых проемов и наружных входных дверей

Выбор вида конструкции световых проемов и наружных входных дверей следует производить с учетом обеспечения теплотехнических требований, определяемых величиной требуемого сопротивления теплопередаче .

7.1. Выбрать конструкцию заполнения светового проема [9, прил.6] с сопротивлением теплопередаче , м²·⁰С /Вт, не менее требуемого [9, 1^б].

7.2. Определить коэффициент теплопередачи окна, Вт/ м²·⁰С,

, (50)

где: - сопротивление теплопередаче принятой конструкции светового проема,

м²·⁰С /Вт.

7.3. Определить по условию, что требуемое сопротивление теплопередаче дверей (кроме балконных) должно быть не менее 0,6 стен зданий и сооружений, определенного по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха.

7.4. Определить коэффициент теплопередачи входной наружной двери

; Вт/ м²·⁰С (51)

8. Определение показателя теплоустойчивости помещения

Тепловой режим помещения определяется поступлениями или потерями тепла через наружные ограждения, работой отопительно- охладительных и вентиляционных систем, бытовыми и технологическими тепловыделениями, а также теплофизическими свойствами ограждений, мебели и оборудования.

Теплоустойчивостью помещения называется его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при периодически изменяющихся теплопоступлениях. Чем больше способность поглощать тепло у ограждений и предметов, поверхности которых обращены в помещение, тем меньше в помещении колебания температуры и тем больше его теплоустойчивость. Так, в качестве допустимого предела суточного колебания температуры воздуха в жилом помещении гигиенисты считают при центральном отоплении и при печном отоплении.

Помещения, в которых амплитуда колебаний температуры воздуха превышает допустимые значения, не обладают достаточной теплоустойчивостью и с санитарно-гигиенической точки зрения являются неудовлетворительными.

Свойство теплоустойчивости помещения, также как и ограждения, определяется показателями теплоусвоения и теплопоглощения помещения, а также амплитудой колебания температуры воздуха в помещении. Величины этих показателей будут зависеть от теплотехнических качеств наружных и внутренних ограждающих конструкций, свойств отопительной и вентиляционной системы, особенностей конвективного и лучистого теплообмена, наличия оборудования в помещении и т.д.

Рис.5. Определение показателей теплоусвоения и теплопоглощения помещения.

Порядок расчета показателя теплоустойчивости помещения.

8.1. Начертить план и разрез помещения принятого для расчета (обозначить помещение на плане здания), указать все необходимые размеры, как показано на рисунке 5.

8.2. Определить и показать условно на рисунке все элементы помещения, обладающие свойством теплопоглощения (ограждающие конструкции, воздух помещения, мебель и т.д.).

8.3. Определить показатель теплопоглощения всех ограждающих конструкций, поверхности которых обращены внутрь помещения, Вт/ ⁰С по формуле:

, (52)

где: - коэффициент теплопоглощения ограждающей конструкции Вт/м²·⁰С, определяемый по формуле(53);

- площадь конструкции, поверхность которой обращена внутрь помещения, м².

8.4. Определить коэффициент теплопоглощения , Вт/м²·⁰С, для всех ограждающих конструкций, поверхности которых обращены в помещение по формуле:

(53)

- коэффициент теплоусвоения конструкций, Вт/м²·⁰С, определяемый по методике приводимой ниже в пункте 8.5.;

- коэффициент, зависящий от соотношения складываемых в знаменателе величин, следует принимать равным 1,05;

- коэффициент конвективного теплообмена на поверхностях определяемый по формуле:

,

где - разность между температурами внутренней поверхности ограждения и воздуха в помещении;

- температурный коэффициент, определяемый по [1, табл.1.3.]

8.5. Определить коэффициент теплоусвоения Вт/м²·⁰С, всех конструкций, поверхности которых обращены в помещение (потолок, внутренние и наружные стены, окно, двери). для пола первого этажа определяют по методике, приводимой выше в пункте 6.2. Предварительно определяют границу расположения слоя резких колебаний по показателю тепловой инерции ограждения следующим образом:

а) если , слой резких колебаний расположен в первом слое, то коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности следует принимать равным коэффициенту теплоусвоения материала этого слоя;

б) если , а , слой резких колебаний захватывает второй слой, то коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности Вт/м²·⁰С, следует определять по формуле:

; (54)

в) если , но , слой резких колебаний расположен в нескольких слоях, т.е. граница его находится в некотором n-ом слое ограждения, то коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности Вт/м²·⁰С , следует определять начиная с внутренней поверхности (n-1) слоя по формуле

. (55)

Затем переходят к определению коэффициента теплоусвоения :

(56)

и т.д. до тех пор, пока не дойдем до первого слоя ограждения, теплоусвоение, которого и будет равно теплоусвоению внутренней поверхности ограждения и определяется по формуле:

(57)

где: - теплоусвоение внутренней поверхности второго слоя, определенное предварительно по формуле (56);

- термическое сопротивление слоя, Вт/м²·⁰С, определяемое по формуле (7);

коэффициент теплоусвоения материала слоя, Вт/м²·⁰С, принимаемый по [9, приложение 3];

тепловая инерция слоя, ;

- коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности соответственно первого, n и (n-1)- го слоев ограждающей конструкции, Вт/м²·⁰С.

Пример расчета: Определить четырехслойной наружной стены.

Если , а , то граница слоя резких колебаний лежит в четвертом слое, определение коэффициента теплоусвоения начинаем с третьего слоя:

;

;

;

г) если , слой резких колебаний выходит за пределы ограждения, т.е. граница его находится вне ограждения.

В этом случае определяют коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности последнего слоя ограждения (наружного слоя) по формуле:

(58)

где - термическое сопротивление последнего слоя ограждения, Вт/м²·⁰С;

- коэффициент теплоусвоения материалам этого слоя, Вт/м²·⁰С;

- коэффициенты теплоотдачи наружной поверхности ограждения, определяемый по [9, табл.6].

д) если ограждение целиком или отдельный слой ограждения практически не обладает инерцией (например, окно), то коэффициент теплоусвоения для них равен

(59)

, (60)

где то же, что в формуле (2);

то же, что в формуле (2);

сопротивление теплопередаче окна, м²·⁰С/Вт, определяемый при подборе вида заполнения световых проемов.

е) при определении коэффициента теплоусвоения воздушных прослоек для практических расчетов принимается коэффициент теплоусвоения воздуха S=0.

ж) для внутренних конструкций подверженных с обеих сторон воздействию периодических температурных колебаний, коэффициент теплоусвоения , Вт/м²·⁰С, определяется как для наружных, но принимается что в середине ограждения S=0. Пример расчета [3,с.130].

з) если однородность материала нарушена, т.е. слой состоит из нескольких материалов, расположенных по поверхности слоя, причем каждый материал имеет толщину равную толщине слоя, то средний коэффициент теплоусвоения материалов определяется по формуле

, (61)

где: - то же что в формуле (55);

- площади занимаемые отдельными материалами, м²;

n – число материалов, входящих в слой.

Примеры расчета коэффициента теплоусвоения ограждающих конструкций приведены в [3, глава 5§3; 6, §4; 1 §VII.3].

Данные расчета показателя теплопоглощения всех ограждающих конструкций помещения по формуле (52) внести в таблицу расчета №4.

8.6. Определить показатель теплопоглощения воздуха, Вт/⁰С по формуле

(62)

где: V – объем помещения, м³;

Т – период времени, равный 24 часам.

8.7. Определить показатель теплопоглощения предметов оборудования и мебели , Вт/⁰С по формуле:

; (63)

Таблица 4