Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский Государственный

Архитектурно-Строительный Университет

Кафедра отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тепловой режим общественного здания

Студентка ________

группа ________

Санкт-Петербург

2014 Г. Содержание

Исходные данные…………………………………..……..………………..…………………………………………………………………3

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций………………………………..….4

   1. Наружные стены……………………………………………………………………………………………………..4

   2. Бесчердачное покрытие……………………………………………………………………………………….9

   3. Полы на грунте и стены ниже уровня земли…………………………………………12

   4. Перекрытие над техническим подпольем………………………...........................14

   5. Светопрозрачные ограждающие конструкции………………….......................17

   6. Наружные двери……………………………………………………………………………………………………..18

2. Расчёт теплопотерь………………………………...…………………….................................................20

3. Определение удельной тепловой характеристики здания..…………………………27

Список использованной литературы………..………………..….………………………………….………………..28

Исходные данные

1. Назначение здания – кинотеатр с залом на 300 мест;

2. Город строительства – Рязань;

3. Техническое подполье – неотапливаемое;

4. Строительные конструкции:

1. наружные стены – железобетонные

2. перекрытия – сборные железобетонные

3. перегородки – кирпичные

4. напольное покрытие – линолеум

5. Расчётная зимняя температура наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) – t_ext=-27°С (табл. 1 [3]);

6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8°С –

t_ht=-3,5°С (табл. 1 [3]);

7. Продолжительность отопительного периода – z_ht =208 суток (табл. 1 [3]);

8. Расчётная температура внутреннего воздуха для теплотехнического расчета ограждающих конструкций – t_int=20°С (п. 3.4 [4]);

9. Влажностный режим помещений здания – нормальный (табл. 1 [1]);

10. Зона влажности для г. Рязань – нормальная (прил. В [1]);

11. Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (табл. 2 [1]).

1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

1. НАРУЖНЫЕ СТЕНЫ

   1

   5

   4

   3

   2

+

—

Рис. 1.1.1. Конструкция наружной стены

1 – раствор цементно-песчаный

2 – железобетон

3 – полистирольный пенопласт

4 – железобетон

5 – раствор цементно-песчаный

Коэффициент теплотехнической однородности наружной стены принимаем для стен зданий из трёхслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями – r =0,7 (табл. 6 [5]).

Табл. 1.1.1. Расчётные показатели материалов наружной стены:

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, м	Плотность материала в сухом состоянии ρо, кг/м³	Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С)	Источник данных
1	Раствор цементно-песчаный	0,02	1800	0,93	Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5]
2	Железобетон	0,2	2500	2,04	Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5]
3	Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата»	—	45	0,045	Поз. 54 прил. Д, табл. Д1 [5]
4	Железобетон	0,2	2500	2,04	Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5]
5	Раствор цементно-песчаный	0,015	1800	0,93	Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5]

1. Нормируемые (требуемые) значения сопротивления теплопередаче R_req:

Санитарно-гигиенический показатель теплозащиты (требуемое сопротивление теплопередаче):

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (табл. 6 [1]);

Δt_n - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 5 [1]);

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 7 [1]).

Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения определяется в зависимости от типа здания и числа градусо-суток отопительного периода.

Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань:

Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:

а=0,0003

b=1,2

Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:

Для дальнейших расчётов принимается большее значение R_req – нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче наружной стены R_req = 2,666 м²∙°С/Вт.

2. Определяем толщину утепляющего слоя наружной стены и приведённое сопротивление теплопередаче наружной стены.

Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению:

где - толщина слоя, м;

- расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя, принимаемый по [5];

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 8 [5];

откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:

Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δ_ут=0,16 м.

Общая толщина ограждения:

Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:

Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче

3. Коэффициент теплопередачи для наружной стены:

2. БЕСЧЕРДАЧНОЕ ПОКРЫТИЕ

   6

5

4

3

2

1

Рис. 1.2.1. Конструкция бесчердачного покрытия

1 – штукатурка – известково-песчаный раствор

2 – монолитная железобетонная плита покрытия

3 – пароизоляция – рубероид

4 – теплоизоляция – минераловатные плиты

5 – стяжка – цементно-песчаный раствор

6 - пароизоляция – рубероид

Коэффициент теплотехнической однородности покрытия принимаем r=0,95.

Табл. 1.2.1. Расчётные показатели материалов покрытия

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, м	Плотность материала в сухом состоянии ρ0, кг/м³	Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С)	Источник данных
1	Раствор известково-песчаный	0,01	1600	0,81	Поз. 229 прил. Д, табл. Д1 [5]
2	Железобетон	0,2	2500	2,04	Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5]
3	Рубероид	0,015	600	0,17	Поз. 248 прил. Д, табл. Д1 [5]
4	Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата»	—	180	0,048	Поз. 50 прил. Д, табл. Д1 [5]
5	Раствор цементно-песчаный	0,01	1800	0,93	Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5]
6	Рубероид	0,015	600	0,17	Поз. 248 прил. Д, табл. Д1 [5]

1. Нормируемые (требуемые) значения сопротивления теплопередаче R_reg:

Санитарно-гигиенический показатель теплозащиты (требуемое сопротивление теплопередаче):

Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения определяется в зависимости от типа здания и числа градусо-суток отопительного периода.

Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: D_d=4888 °С∙сут.

Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:

а=0,00035; b=1,3

Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:

Для дальнейших расчётов принимается большее значение R_req – нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче покрытия R_req = 3,011 м²∙°С/Вт.

2. Определяем толщину утепляющего слоя покрытия и приведённое сопротивление теплопередаче покрытия.

Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению, откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:

Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δ_ут=0,14 м.

Общая толщина ограждения:

Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:

Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче

3. Коэффициент теплопередачи для покрытия:

3. ПОЛЫ НА ГРУНТЕ И СТЕНЫ НИЖЕ УРОВНЯ ЗЕМЛИ

Рис. 1.3.1. Конструкция полов на грунте

1 – грунт

2 – бетон на гравии

3 – битум нефтяной строительный

4 – цементно-песчаный раствор

Табл. 1.3.1. Расчётные показатели материалов пола

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, м	Плотность материала в сухом состоянии ρ0, кг/м³	Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С)	Источник данных
2	Бетон на гравии	0,1	2400	1,86	Поз. 226 прил. Д, табл. Д1 [5]
3	Битум нефтяной строительный	0,004	1400	0,27	Поз. 244 прил. Д, табл. Д1 [5]
4	Цементно-песчаный раствор	0,03	1800	0,93	Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5]

Теплотехнический расчёт состоит в определении термического сопротивления и коэффициента теплопередачи, исходя из деления ограждающей конструкции на зоны.

Стена ниже уровня земли и пол на грунте делятся на 4 зоны, первые три зоны шириной 2 м и четвёртая – это оставшаяся часть пола.

1. Принимаем сопротивление теплопередаче по прил. 9 [6]:

для I зоны:

для II зоны:

для III зоны:

для IV зоны:

2. Коэффициенты теплопередачи соответственно равны:

4. ПЕРЕКРЫТИЕ НАД ТЕХНИЧЕСКИМ ПОДПОЛЬЕМ

Рис. 1.4.1. Конструкция перекрытия

Табл. 1.4.1. Расчётные показатели перекрытия над техническим подпольем

Номер слоя	Материал	Толщина слоя, м	Плотность материала в сухом состоянии ρ0, кг/м³	Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С)	Источник данных
1	Железобетонная плита	0,12	2500	2,04	Поз. 225 прил. Д табл. Д1 [5]
2	Раствор цементно-песчаный	0,01	1800	0,93	Поз. 227 прил. Д табл. Д1 [5]
3	Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата»	—	45	0,045	Поз. 54 прил. Д, табл. Д1 [5]
4	Раствор цементно-песчаный	0,03	1800	0,93	Поз. 227 прил. Д табл. Д1 [5]
5	Линолеум поливинилхлоридный	0,004	1800	0,38	Поз. 249 прил. Д табл. Д1 [5]

1. Нормируемое требуемое приведённое сопротивление теплопередаче перекрытия над техническим подпольем определяется по зависимости:

где R_req - нормируемое сопротивление теплопередаче перекрытий над неотапливаемыми подпольями, определяемое в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода климатического района строительства;

n – коэффициент, определяемый по зависимости:

Расчётная температура воздуха в техническом подполье при расчётных условиях принимается t_b=2°С.

Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: D_d = 4888 °С∙сут.

Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:

Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:

2. Определяем толщину утепляющего слоя перекрытия и приведённое сопротивление теплопередаче перекрытия.

Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению, откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:

Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δ_ут=0,13 м.

Общая толщина ограждения:

Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:

Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче

Коэффициент теплопередачи перекрытия над техническим подпольем:

5. СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ

Нормируемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций определяется в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода.

Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: D_d = 4888 °С∙сут.

Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:

Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче светопрозрачной кострукции:

Выбор светопрозрачной конструкции определяется по значению нормируемого приведённого сопротивления теплопередаче.

Принимается двухкамерный стеклопакет в одинарном переплёте с межстекольным расстоянием 8 мм из обычного стекла.

Коэффициент теплопередачи окон:

При измерении наружных стен площадь окон не вычитают, поэтому коэффициент теплопередачи окон находится как разность между коэффициентами теплопередачи окон и стен:

6. НАРУЖНЫЕ ДВЕРИ

Приведённое сопротивление теплопередаче входных дверей должно быть не менее:

Коэффициент теплопередачи наружных дверей:

Табл. 1.1. Итоговая таблица ограждающих конструкций и их коэффициентов теплопередачи

Наименование ограждения	Обозначение ограждения	Коэффициент теплопередачи ограждения k, Вт/м2∙°С
Наружная стена	НС	0,362
Покрытие	Пт	0,312
Пол на грунте	Пл I	0,476
	Пл II	0,233
	Пл III	0,116
	Пл IV	0,07
Перекрытие над техническим подпольем	Пл	0,321
Окно	ОК	1,599
Наружная дверь	НД	1,389