ВВЕДЕНИЕ

Уровень развития строительного производства в настоящее время определяется в числе других условий наличием высококвалифицированных специалистов – профессионалов. Знание основ теплотехники, теплогазоснабжения и вентиляции позволит будущему инженеру-строителю планировать и проводить мероприятия, направленные на экономию энергоресурсов, охрану окружающей среды, на повышение эффективности работы оборудования.

В современном строительстве зданий различного назначе­ния предусматривается устройство в них систем центрального отопления, холодного и горячего водоснабжения, канализа­ции, водостоков, газоснабжения, вентиляции, а в отдельных случаях - кондиционирования воздуха. Система центрального отопления обеспечивает поддержа­ние требуемых температур воздуха в помещении и повышает уровень комфорта. Источником теплоснабжения, как правило, служат квартальные котельные или теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), имеющие более высокий коэффициент полезного дей­ствия по сравнению с мелкими разрозненными отопительными котельными. Современная программа теплосбережения пред­полагает применение мини-котельных для многоквартирных зданий, что делает систему отопления и горячего водоснабже­ния более рациональной, экономичной.

Состояние воздушной среды в помещениях в холодное время года обусловливается действием не только отопления, но и вентиляции. Отопление и вентиляция совместно обеспечивают в помещениях, помимо температуры, определенные влажность, подвижность, давление, состав и чистоту воздуха. В жилых зданиях отопление и вентиляция неотделимы, они взаимно создают требуемые санитарно-гигиенические условия, способствуют снижению числа заболеваний, улучшению самочувствия людей.

1 Метеорологические условия в помещении

Люди, находящиеся в жилых, общественных и промышленных зданиях, а также технологические процессы, осуществляемые в про­йменных цехах, требуют поддержания в помещениях необходимых метеорологических условий — определенного микроклимата. Ограждающие конструкции зданий защищают помещения от непосредственных атмосферных воздействий, однако только внеш­ней защиты для круглогодичного поддержания необходимых вну­тренних условий недостаточно. Требуемые условия создаются с по­мощью систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, или, как их собирательно можно назвать, систем кондициони­рования микроклимата. В закрытых помещениях в зависимости от их назначения и характера проводимой в них работы создаются раз­личные температурно-влажностные условия.

Расчетная температура воздуха в жилых помещениях принята:

• жилые комнаты, кухня +18ºС;

• жилая угловая комната +20ºС;

• ванная комната +25ºС;

• уборная индивидуальная +18 ºС;

• вестибюль, общий коридор +16ºС;

- лестничная клетка – температура воздуха не нормируется.

Относительная влажность воздуха принята φ_в = 55%.

В зависимости от температуры и относительной влажности внутреннего воздуха принимаем:

- режим помещений – нормальный;

- условия эксплуатации ограждающих конструкций-Б.

2 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

2.1 Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены здания

Рисунок 1 – Конструкция стены жилого дома

1. Штукатурка толщиной ₁=0,020 м (известково-песчаный раствор);

2. Кирпичная кладка толщиной ₂=0,25 м (кирпич керамический пустотный, плотность 1600 кг/м3);

3. Утеплитель (плиты полужёсткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих, плотность 200 кг/м3), толщиной ₃=0,14 м;

4. Облицовочное покрытие (известняк, плотность 1600 кг/м3) толщиной ₄=0,03м.

Расчётные значения коэффициентов теплопроводности λ и теплоусвоения S материалов для условий эксплуатаций «Б».

1. Для известково-песчаного раствора λ1=0,81 (Вт/м*°С)

S1=9,76 (Вт/м²* °С)

2. Кирпичная кладка плотность 1600 кг/м³ λ2=0,78 (Вт/м*°С)

S2=8,48 (Вт/м²* °С)

3. Утеплитель плотность 200 кг/м³ λ3=0,069 (Вт/м*°С)

S3=1,08 (Вт/м²* °С)

4. Известняк плотность 1600 кг/м³ λ4=0,78 (Вт/м*°С)

S4=8,48 (Вт/м²* °С)

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций по формуле:

_{Rт.тр = n * ( tв + tн) / αв * Δ tв (1)}

_{где: n – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности}

ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху;

t_в - расчетная температура внутреннего воздуха, °С;

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимаемая с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D (за исключением заполнений проемов);

_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, (Вт/м²С);

Δ t_в - расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С.

Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций определяется по формуле:

_{Rт = 1/ αв + Rк + 1/ αн (2)}

_{где: αн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей}

конструкции, (Вт/м²С);

R_к - термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции, (м²С/Вт);

_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, (Вт /м²С);

Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции определяем по формуле:

_{Rк = R1 + R2 + Rn (3)}

_{где: R1, R2 , Rn - термическое сопротивление слоя, (м}² _* ⁰_{С / Вт);}

_{Rn = δ n / λ n (4)}

_{где: δ – толщина, м; λ – коэффициент теплопроводности, Вт / м*}⁰_С

_{Определяем термическое сопротивление для каждого слоя (4):}

R₁ = 0,020/0,81 = 0,025 (м²* °С / Вт)

R₂ = 0,25/0,78 = 0,320 (м²* °С / Вт)

R ₃=0,14/0,069=2,029 (м²* °С / Вт)

R ₄=0,03/0,78=0,038 (м²* °С / Вт)

Термическое сопротивление будет равно:

R_к = 0,025+0,320+2,029+0,038=2,412 (м²* °С / Вт)

Определяем тепловую инерцию ограждающей конструкции:

D = R ₁ S₁ + R ₂ S₂ + R _n S_n (5)

D=0,025*9,76+0,320*8,48+2,029*1,08+0,038*8,48 = 5,471

Для ограждающей конструкции с тепловой инерцией свыше 7.0 за расчётную температуру наружного воздуха следует принимать среднюю температуру наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0.92, которая для Могилёвской области равна -29 С.

Зная термическое сопротивление ограждающей конструкции и коэффициенты можно определить сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции:

R_т = 1/8,7 + 2,41 + 1/ 23 = 3,567 (м²* °С /Вт)

Рассчитываем требуемое сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций:

R_т.тр = 1* (18+29) / 8,7*6 =0,900 (м²* °С/Вт)

Нормативное сопротивление R_н теплопередачи наружных стен из штукатурочных материалов равно 3,2 (м²* °С /Вт)

Таким образом, мы получили значения: R_т= 3,567 (м²* °С / Вт)

R_н=3,2 (м²* °С / Вт)

R_т.тр= 0,900 (м²* °С / Вт)

Следовательно, требуемые условия Rт>Rн и Rт>Rт.тр. выполняются.