Расчет срока окупаемости дополнительного утепления ограждающих конструкций

Цель работы: определить срок окупаемости дополнительного утепления стен за счет снижения затрат на отопление.

Основные теоретические сведения.

Одной из составляющих теплового баланса здания, определяющих расход теплоты на отопление, являются потери через ограждающие конструкции Q_w, Вт, рассчитываемые по формуле:

Q_w=А_w∙K_w∙(t_int-t_exp), (6.1)

где А_w – расчетная площадь ограждающей конструкции, м²; K_w – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²∙°C).

Коэффициент теплопередачи K_w, Вт/(м²∙°C), определяется по формуле:

K_w=1/R_w, (6.2)

где R_w – сопротивление теплопередаче стены, (м²∙°C)/Вт.

Так как при утеплении стен коэффициент теплопередачи K_w уменьшается, то снижаются потери теплоты. Величина снижения теплопотерь Q_w, Вт, вычисляется по формуле:

Q_w=Аw∙() ∙ (t_int-t_exp), (6.3)

где А_w, t_ext, t_int – см. формулу (6.1); , – коэффициенты теплопередачи стены до и после утепления, (м²∙°C)/Вт, (см. формулу(6.2)).

Годовую экономию теплоты Q_год , (Вт∙ч)/год, можно определить по формуле

Q_год = 24∙z_ht∙∙Q_w, (6.4)

где Q_w – см. формулу (6.3).

Стоимость сэкономленной теплоты за год , р./год, определяется по формуле:

=Q_год∙S_тепл∙3,6∙10^-6, (6.5)

где Q_год – годовая экономия теплоты, Вт∙ч/год; S_тепл – стоимость тепловой энергии, р./ГДж.

Затраты на утепление K_ут, р, можно рассчитать по формуле

K_ут=S_монт ∙А_w+S_ут ∙V_ут, (6.6)

где S_монт, S_ут – см. исходные данные; V_ут – объем утеплителя, м³, вычисляемый по формуле:

V_утепл=δ_ут∙А_w, (6.7)

где А_w – см. формулу (6.1); δ_ут – толщина утеплителя, м.

Срок окупаемости T_ок, год, определяется по формуле:

T_ок=К_ут/, (6.8)

где , К_ут – см. формулы (6.5) и (6.6) соответственно.

Порядок выполнения работы.

Для заданных исходных данных произвести расчет в следующей последовательности:

- по формуле (6.2) рассчитать два значения коэффициента теплопередач стены («до» и «после» утепления);

- используя формулы (6.3), (6.4.), (6.5) определить стоимость теплоты, сэкономленной на отопление за год;

- по формулам (6.6) и (6.7) вычислить затраты на возведение утепления стены;

- по формуле (6.8) рассчитать срок окупаемости дополнительного утепления стен.

Лабораторная работа № 7

Определение оптимальных размеров здания по минимуму теплопотерь

Цель работы: определить оптимальную этажность здания, обеспечивающую наименьшие теплопотери через наружные ограждающие конструкции.

Основные теоретические сведения.

Средний коэффициент теплопередачи вертикальных ограждений k_v, Вт/(м²∙°C), определяем по формуле:

K_v=k_w+f∙(k_F-k_w), (7.1)

Средний коэффициент теплопередачи горизонтальных ограждений k_h,

Вт/(м²∙°C), определяем по формуле:

K_h=ψ₁∙k_c+ψ₂∙k_f, (7.2)

где ψ₁, ψ₂ – понижающие коэффициенты, равные соответственно 0,9 и 0,6;

Удельные теплопотери здания q_h, Вт/(м³∙°C) определяются по формуле:

q_h=k_v∙P/S∙+k_h/H, (7.3)

где Р – периметр здания, м; S – площадь здания в плане, м²; Н – высота здания, м; k_v, k_h – из формул (7.1) и (7.2).

Для вычисления геометрических параметров используемых в формуле (5.3) применяются следующие зависимости:

H=N∙h, S=V/H, B=S/A, P=2(A+B), (7.4)

где N – количество этажей, шт.; B – длина здания, м.

Порядок выполнения работы.

Для нескольких значений этажности (N=3, 5, 9, 12, 16 этажей) произвести расчет по формулам (7.1) – (7.4) величины q_h. Результаты свести в таблицу 7.1.

По результатам расчетов построить график зависимости удельных теплопотерь здания от этажности. Выбрать из рассчитываемых вариантов здание с этажностью, соответствующей минимальным теплопотерям.

Таблица 7.1 – Расчет удельных теплопотерь здания

Этажность N	Высота H, м	Площадь А, м	Периметр P, м	qh, Вт/(м3∙°C)

Лабораторная работа № 8