2.2 Теплотехнический расчет наружных ограждений

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С^.сут, следует определять по формуле:

ГСОП =D= (t_в-t_оп) z_от,=(20+10,2)*258=7791,6

где t_оп = -10,2°С – средняя температура отопительного периода,;

z_от = 258 сут.– продолжительность, периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже или равной 10⁰С (отопительного периода).

При выполнении теплотехнического расчета для зимних условий, прежде всего, необходимо убедиться, что конструктивное решение проектируемого ограждения позволяет обеспечить необходимые санитарно-гигиенические и комфортные условия микроклимата. Для этого требуемое сопротивление теплопередаче, м^2.°С/Вт, определяют по формуле:

м^2.°С/Вт

м^2.°С/Вт

м^2.°С/Вт

м^2.°С/Вт

Коэффициент теплопроводности принятого наружного ограждения стены k, Вт/(м² °С), определяется из уравнения:

,

где - общее требуемое сопротивление теплопередаче, м^2.°С/Вт.

Таблица 2.2 - Значение коэффициента n, учитывающего положение наружного ограждения по отношению к наружному воздуху

Ограждающие конструкции	Коэффициент n
Наружные стены, окна с двойным стеклопакетом, уличные входные и балконные двери	1
Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,4
Перекрытия над отапливаемыми помещениями последних этажей со световыми проемами в стенах	0,9

2.3 Расчет тепловой мощности системы отопления. Уравнение теплового баланса здания

Для компенсации теплопотерь через наружные ограждения здания устраивают системы отопления.

Расчетные теплопотери помещений жилого здания вычисляют по уравнению теплового баланса:

,

= +

= +

где - суммарные добавочные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт;

- добавочные потери теплоты на инфильтрацию Вт;

- бытовые тепловыделения, Вт;

- основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания, Вт;

- дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориен­та­цию по сторонам све­та, Вт;

- дополнительные потери теплоты на открывание наружных дверей лестничной клетки, Вт.

Основные потери теплоты , Вт, через рассматриваемые ограждающие конструкции (стены, окна, двери, потолки, полы над подвалами и подпольями) зависят от разности температуры наружного и внутреннего воздуха и рассчитываются с точностью до 10 Вт по формуле:

где k - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² °С);

А - расчетная площадь поверхности ограждающей конструкции, м²;

t_в - расчетная температура воздуха помещения, °С;

t_н - расчетная температура наружного воздуха, °С принимаемая по температуре наиболее холодной пятидневки;

n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности, по отношению к наружному воздуху (таблица 2.2).

Вычисление теплопотерь производим для каждого помещения здания.

Теплопотери через внутренние ограждения между смежными помещениями следует учитывать при разности воздуха t_в этих помещений более 3°С.

Существуют помещения, в которых отопительные приборы не устанавливаются (коридор, санитарные узлы), но теплопотери в них через пол (первый этаж) или потолок (в данном случае – третий этаж) имеются. В этих случаях теплопотери данных помещений (или часть их) добавляются к теплопотерям ближайших помещений, имеющих отопительные приборы.

Расчетная площадь ограждающих конструкций А определяется по обмерам в соответствии с планом.

По общим правилам обмера значения размеров принимаются:

Для данной курсовой работы толщины ограждающих конструкций жилого трехэтажного дома принимаются следующие:

Толщина наружной стены – 600 мм;

Размеры оконного проема в свету – 1,8х1,5 м.

Размеры остекления балконной двери – 1,5х0,7 м.

Размеры балконной двери – 2,7х0,87 м.

Подвал - без окон.

Теплопотери подсчитываются для наружных стен (НС), перекрытий над подвалом (ПЛ), окон (ДО), балконных дверей (БД), наружной двери (ДН) и чердачных перекрытий (Пт).

Расчет основных теплопотерь для каждого помещения трех этажей здания записываем по форме таблицы 2.3.

1. Вычерчиваем планы этажей здания с указанием всех размеров. На планах здания все помещения номеруем поэтажно, по ходу часовой стрелки, начиная с помещения, расположенного в верхнем левом углу плана здания. Первая цифра соответствует номеру этажа, две последующие - номеру помещения. Например, для третьего этажа - 301, 302, 303 и т.д.

Д анные заносим в таблицу 2.3 (графа 1).

2. В графе 2 записываем температуру внутреннего воздуха: в жилой комнате t_в=20°С (в угловой комнате t_в=22°С); на лестничной клетке t_в=16°С; на кухне t_в=18°С.

3. В графе 3 указываем условное обозначение ограждения: НС - наружная стена; ДО - окно с двойным остеклением; БД - балконная дверь; ПТ - потолок; ПЛ - пол; ДН - дверь наружная, Л.кл. - лестничная клетка.

4. В графе 4 отмечаем ориентацию каждого вертикального наружного ограждения помещения (НС, ДО, ДН, БД) по сторонам света в зависимости от ориентации фасада здания (приложение А). В рассматриваемом примере ориентация фасада на Север – С.

5. В графах 5 и 6 указываем размеры а и b м, наружных ограждений с точностью до 0,1 м.

6. В графе 7 указываем площади наружных ограждений, А, м², с точностью до 0,1 м².

7. В графе 8 записываем расчетную температуру наружного воздуха, равную расчетной температуре холодной пятидневки t_н=t_хп(0,92), °С (приложение А).

8. В графе 9 проставляем расчетную разность температур внутреннего и наружного воздуха.

9. В графе 10 записываем коэффициенты теплопередачи наружных ограждений, k: наружной стены, чердачного перекрытия, перекрытия над подвалом, наружных дверей, оконных проемов, приведенные в исходных данных.

10. Результаты расчетов основных теплопотерь для каждого помещения записываются в графу 11.

11. В графе 12 проставляем коэффициент, учитывающий положение наружного ограждения по отношению к наружному воздуху, n.

Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции на ориен­та­цию по сторонам све­та учитываются толь­ко для наружных стен, окон, наружных дверей.

следует принимать в долях от основных потерь в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на:

определяются по формуле:

где - коэффициент дополнительных потерь теплоты на ориен­та­цию графа 13.

- север (С), восток (В), северо-восток (С-В) и северо-запад (С-З) - в размере: = 0,1;

- юго-восток (ЮВ), запад (З) - в размере: = 0,05;

- юг (Ю), юго-запад (ЮЗ) – = 0;

- для наружных дверей = 0,27Н=0,27*2,7= 0,73 (графа 14),

где Н=2,7 м – высота входной двери

Теплопотери с учетом добавок на ориентацию находим по формуле:

Результаты вычислений записываем в графу 15

Суммарные теплопотери с учетом добавок находят по формуле:

Q_об=Q_о+Q_об

Результаты вычислений записываем в графу 16

Теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха Q_и в данной курсовой работе не рассчитываем, а принимаем в размере 10% от суммарных теплопотерь Q_об (графа 16) каждого помещения.

Результаты вычислений записываем в графу 17

При расчете тепловой мощности систем отопления необходимо учитывать регулярные бытовые теплопоступления в помещение от электрических приборов, освещения, технологического оборудования, коммуникаций, материалов, тела человека и других источников. При этом значения бытовых тепловыделений, поступающих в комнаты и кухни жилых домов, следует принимать в количестве 21 Вт на 1м² площади пола [5] и определять по формуле (3.12), Вт:

Q_6ыт=10·А_п (3.13)

где А_п - площадь пола отапливаемого помещения, м².

Расчет дополнительных бытовых теплопоступлений записывают в графу 18.

Результаты расчетов теплопотерь и теплопоступлений для каждого помещения записываются в таблице 2.3.

В графу 18 заносят полные теплопотери, Q_т.п., Вт, для всех ограждений помещения, которые получают суммированием значений, записанных в графах 16, 17 и вычитанием из этой суммы значений графы 18.