Opis:
U skladu s najnovijim SNiP -om "Toplinska zaštita zgrada", odjeljak "Energetska učinkovitost" obvezan je za svaki projekt. Glavna svrha ovog odjeljka je dokazati da je specifična potrošnja topline za grijanje i ventilaciju zgrade ispod standardne vrijednosti.
Tok ukupnog sunčevog zračenja koji dolazi tijekom razdoblja grijanja na vodoravne i okomite površine pod stvarnim uvjetima oblačnosti, kWh / m2 (MJ / m2)
Tok ukupnog sunčevog zračenja koji dolazi za svaki mjesec grijaće sezone na vodoravne i okomite površine pod stvarnim uvjetima oblačnosti, kWh / m2 (MJ / m2)
Kao rezultat obavljenog posla dobiveni su podaci o intenzitetu ukupnog (izravnog i raspršenog) sunčevog zračenja koje pada na različito orijentirane okomite površine za 18 gradova Rusije. Ti se podaci mogu koristiti u stvarnom dizajnu.
1. SNiP 23-02-2003 "Toplinska zaštita zgrada". - M .: Gosstroy Rusije, FGUP TsPP, 2004.
2. Znanstveni i primijenjeni priručnik o klimi SSSR -a. Dio 1-6. Problem 1-34 (prikaz, stručni). - SPb. : Gidrometeoizdat, 1989–1998.
3. SP 23–101–2004 “Projektiranje toplinske zaštite zgrada”. - M .: FGUP TsPP, 2004. (zbornik).
4. MGSN 2.01–99 „Ušteda energije u zgradama. Standardi toplinske zaštite i opskrbe toplinom i vodom ”. - M .: GUP "NIATs", 1999. (zbornik).
5. SNiP 23-01-99 * "Građevinska klimatologija". - M .: Gosstroy Rusije, GUP TsPP, 2003.
6. Građevinska klimatologija: Referentni priručnik za SNiP. - M .: Stroyizdat, 1990. (monografija).
Proračun toplinske tehnike tehničkog podzemlja
Proračuni toplinske tehnike zatvorene konstrukcije
Površine vanjskih ogradnih konstrukcija, grijana površina i volumen zgrade potrebne za izračun energetske putovnice i toplinsko-tehničke karakteristike ovojnice zgrade određuju se u skladu s usvojenim projektnim rješenjima u skladu s preporukama SNiP 23-02 i TSN 23 - 329 - 2002.
Otpornost prijenosa topline zagradnih konstrukcija određuje se ovisno o broju i materijalu slojeva, kao i fizičkim svojstvima Građevinski materijal prema preporukama SNiP 23-02 i TSN 23 - 329 - 2002.
1.2.1 Vanjski zidovi zgrade
Vanjski zidovi u stambenoj zgradi su tri tipa.
Prva vrsta je zidanje ciglom s podnim nosačem debljine 120 mm, izoliran polistirenskim betonom debljine 280 mm, s obloženim slojem silikatnih opeka. Druga vrsta je armirano -betonska ploča od 200 mm, izolirana polistirenskim betonom debljine 280 mm, s obloženim slojem silikatnih opeka. Za treći tip, pogledajte sliku 1. Izračun toplinskog inženjeringa dan je za dvije vrste zidova.
1). Sastav sloja vanjski zid zgrade: zaštitni premaz - cementno -vapneni mort debljine 30 mm, λ = 0,84 W / (m × o S). Vanjski sloj od 120 mm izrađen je od silikatne opeke M 100 s markom otpornosti na mraz F 50, λ = 0,76 W / (m × o C); ispuna 280 mm - izolacija - polistirenski beton D200, GOST R 51263-99, λ = 0,075 W / (m × o S); unutarnji sloj 120 mm - od silikatne opeke, M 100, λ = 0,76 W / (m × o S). Unutarnji zidovi ožbukan vapneno-pješčanom žbukom M 75 debljine 15 mm, λ = 0,84 W / (m × o S).
R w= 1 / 8,7 + 0,030 / 0,84 + 0,120 / 0,76 + 0,280 / 0,075 + 0,120 / 0,76 + 0,015 / 0,84 + 1/23 = 4,26 m 2 × o S / W.
Otpornost na prijenos topline zidova zgrade, s površinom fasada
A w= 4989,6 m 2, jednako:
4,26 m 2 × o S / Š.
Koeficijent ujednačenosti toplinske tehnike vanjskih zidova r, određuje se formulom 12 SP 23-101:
a i- širina uključenosti za provođenje topline, a i = 0,120 m;
L i- duljina uključenosti za provođenje topline, L i= 197,6 m (obod zgrade);
k i - koeficijent ovisno o uključenosti provođenja topline, određen aplikacijom. N SP 23-101:
k i = 1,01 za toplinski vodljivu uključenost u omjerima λ m / λ= 2,3 i a / b= 0,23.
Tada je smanjeni otpor prema prijenosu topline zidova zgrade: 0,83 × 4,26 = 3,54 m 2 × o S / W.
2). Sastav slojeva vanjskog zida zgrade: zaštitni premaz - cementno -vapneni mort M 75 debljine 30 mm, λ = 0,84 W / (m × o S). Vanjski sloj od 120 mm izrađen je od silikatne opeke M 100 s markom otpornosti na mraz F 50, λ = 0,76 W / (m × o C); ispuna 280 mm - izolacija - polistirenski beton D200, GOST R 51263-99, λ = 0,075 W / (m × o S); unutarnji sloj 200 mm - armirani beton Zidna ploča, λ = 2,04 W / (m × oko C).
Otpor prijenosa topline zida jednak je:
R w= 1/8,7+0,030/0,84+0,120/0,76+0,280/0,075+
+0,20 / 2,04 + 1/23 = 4,2 m 2 × o S / W.
Budući da zidovi zgrade imaju homogenu višeslojnu strukturu, uzima se koeficijent homogenosti toplinske tehnike vanjskih zidova r= 0,7.
Tada je smanjeni otpor prema prijenosu topline zidova zgrade: 0,7 × 4,2 = 2,9 m 2 × o S / W.
Tip zgrade - običan dio 9 -kata stambene zgrade s nižim razvodom cijevi za sustave grijanja i opskrbe toplom vodom.
A b= 342 m 2.
tlocrtne površine tih. podzemno - 342 m 2.
Vanjsko područje zida iznad razine tla A b, w= 60,5 m 2.
Proračunate temperature sustava grijanja donjeg razvoda su 95 ° C, opskrba toplom vodom 60 ° S. Duljina cjevovoda sustava grijanja s donjim ožičenjem je 80 m. Duljina cjevovoda za opskrbu toplom vodom je 30 m. Cijevi za distribuciju plina u tim. nema podzemlja, stoga učestalost izmjene zraka u njima. pod zemljom Ja= 0,5 h -1.
t int= 20 ° C.
Podrumska površina (iznad tehničkog podzemlja) - 1024,95 m 2.
Širina podruma - 17,6 m. Visina vanjskog zida tih. pod zemljom, ukopano u zemlju - 1,6 m. Ukupna duljina l presjek ograde od onih. pod zemljom, zakopan u zemlju,
l= 17,6 + 2 × 1,6 = 20,8 m.
Temperatura zraka u prostorijama prvog kata t int= 20 ° C.
Otpornost na prijenos topline vanjskih zidova. podzemlje iznad razine tla uzima se u skladu sa SP 23-101, str. 9.3.2. jednak otporu prijenosa topline vanjskih zidova R o b. w= 3,03 m 2 × ° C / W.
Smanjena otpornost na prijenos topline ograđenih struktura ukopanog dijela. definiramo podzemlje u skladu sa SP 23-101 p. 9.3.3. što se tiče neizoliranih podova na tlu u slučaju kada su podni i zidni materijali izračunali koeficijente toplinske vodljivosti λ≥ 1,2 W / (m o S). Smanjena otpornost na prijenos topline tehničkih ograda. pod zemljom, zakopano u zemlju određuje se prema tablici 13 SP 23-101 i iznosi R o rs= 4,52 m 2 × ° C / W.
Zidovi podruma sastoje se od: zidni blok, Debljine 600 mm, λ = 2,04 W / (m × o S).
Odredite temperaturu zraka u njima. pod zemljom t int b
Za izračun koristimo podatke iz tablice 12 [SP 23-101]. Na temperaturi zraka u tim. podzemna gustoća 2 ° C toplinski tok iz cjevovoda povećat će se u odnosu na vrijednosti navedene u tablici 12 za vrijednost koeficijenta dobivenog iz jednadžbe 34 [SP 23-101]: za cjevovode sustava grijanja - za koeficijent [(95 - 2) / ( 95 - 18)] 1,283 = 1,41; za cjevovode tople vode - [(60 - 2) / (60 - 18) 1.283 = 1.51. Zatim izračunavamo vrijednost temperature t int b iz jednadžbe toplinska ravnoteža pri označenoj podzemnoj temperaturi od 2 ° C
t int b= (20 × 342 / 1,55 + (1,41 25 80 + 1,51 14,9 30) - 0,28 × 823 × 0,5 × 1,2 × 26 - 26 × 430 / 4,52 - 26 × 60,5 / 3,03) /
/ (342 / 1,55 + 0,28 × 823 × 0,5 × 1,2 + 430 / 4,52 + 60,5 / 3,03) = 1316/473 = 2,78 ° C.
Toplinski tok kroz podrumski strop iznosio je
q b. c= (20 - 2,78) / 1,55 = 11,1 W / m 2.
Dakle, u onima. podzemnu, toplinsku zaštitu ekvivalentnu standardima osiguravaju ne samo ograde (zidovi i podovi), već i zbog topline iz cjevovoda sustava grijanja i opskrbe toplom vodom.
1.2.3 Preklapanje s onima. pod zemljom
Ograda ima područje A f= 1024,95 m 2.
Strukturno, preklapanje se vrši na sljedeći način.
2,04 W / (m × o C). Cementno-pijesak estrih debljine 20 mm, λ =
0,84 W / (m × o C). Izolacijska ekstrudirana polistirenska pjena "Rufmat", ρ oko= 32 kg / m 3, λ = 0,029 W / (m × o S), debljine 60 mm prema GOST 16381. Zračni otvor, λ = 0,005 W / (m × o S), debljine 10 mm. Ploče za podove, λ = 0,18 W / (m × o C), debljine 20 mm prema GOST 8242.
R f= 1/8,7+0,22/2,04+0,020/0,84+0,060/0,029+
0,010 / 0,005 + 0,020 / 0,180 + 1/17 = 4,35 m 2 × o S / W.
Prema točki 9.3.4 SP 23-101, određujemo vrijednost potrebne otpornosti prijenosa topline preklapanja podruma iznad tehničkog podzemlja Rc prema formuli
R o = nR req,
gdje n- koeficijent određen pri prihvaćenoj minimalnoj temperaturi zraka u podzemlju t int b= 2 ° C.
n = (t int - t int b)/(t int - t ext) = (20 - 2)/(20 + 26) = 0,39.
Zatim R sa= 0,39 × 4,35 = 1,74 m 2 × ° C / W.
Provjerimo zadovoljava li toplinska zaštita poda nad tehničkim podzemljem zahtjev standardnog diferencijala D t n= 2 ° C za pod prvog kata.
Prema formuli (3) SNiP 23 - 02, određujemo minimalno dopušteni otpor prijenosu topline
R o min =(20 - 2) / (2 × 8,7) = 1,03 m 2 × ° S / W< R c = 1,74 m 2 × ° C / W.
1.2.4 Preklapanje potkrovlja
Područje preklapanja A c= 1024,95 m 2.
Armiranobetonska ploča ploče, debljine 220 mm, λ =
2,04 W / (m × oko C). Izolacija minplita JSC " Mineralna vuna», r =140-
175 kg / m 3, λ = 0,046 W / (m × o S), debljine 200 mm prema GOST 4640. Na vrhu premaza nalazi se cementno-pijesak estrih debljine 40 mm, λ = 0,84 W / ( m × o S).
Tada je otpor prijenosu topline jednak:
R c= 1 / 8.7 + 0.22 / 2.04 + 0.200 / 0.046 + 0.04 / 0.84 + 1/23 = 4.66 m 2 × o S / W.
1.2.5 Pokrivanje potkrovlja
Armiranobetonska podna ploča, debljine 220 mm, λ =
2,04 W / (m × oko C). Izolacijski šljunak od ekspandirane gline, r= 600 kg / m 3, λ =
0,190 W / (m × o C), debljine 150 mm prema GOST 9757; mineralna ploča ZAO Mineralnaya Vata, 140-175 kg / m3, λ = 0,046 W / (m × oC), debljine 120 mm prema GOST 4640. Na vrhu premaza nalazi se cementno-pijesak estrih debljine 40 mm, λ = 0,84 W / (m × oko C).
Tada je otpor prijenosu topline jednak:
R c= 1 / 8,7 + 0,22 / 2,04 + 0,150 / 0,190 + 0,12 / 0,046 + 0,04 / 0,84 + 1/17 = 3,37 m 2 × o S / W.
1.2.6 Windows
U suvremenim prozirnim konstrukcijama prozora s toplinskom zaštitom koriste se dvokomorni prozori s dvostrukim staklom, a za proizvodnju prozorskih okvira i krila uglavnom PVC profili ili njihove kombinacije. U proizvodnji prozora s dvostrukim staklima pomoću float stakla prozori pružaju izračunatu smanjenu otpornost na prijenos topline od najviše 0,56 m 2 × o C / W., što zadovoljava regulatorne zahtjeve za njihovu certifikaciju.
Područje prozorskih otvora A Ž= 1002,24 m 2.
Uzimamo otpor prijenosa topline prozora R F= 0,56 m 2 × o S / W.
1.2.7 Smanjeni koeficijent prijenosa topline
Smanjeni koeficijent prijenosa topline kroz vanjske ogradne konstrukcije zgrade, W / (m 2 × ° C), određen je formulom 3.10 [TSN 23 - 329 - 2002], uzimajući u obzir strukture usvojene u projektu:
1,13 (4989,6 / 2,9 + 1002,24 / 0,56 + 1024,95 / 4,66 + 1024,95 / 4,35) / 8056,9 = 0,54 W / (m 2 × ° C).
1.2.8 Uvjetni koeficijent prijenosa topline
Uvjetni koeficijent prijenosa topline zgrade, uzimajući u obzir gubitke topline zbog infiltracije i ventilacije, W / (m 2 × ° S), određen je formulom D.6 [SNiP 23 - 02], uzimajući u obzir strukture usvojeno u projektu:
gdje s- specifični toplinski kapacitet zraka, jednak 1 kJ / (kg × ° S);
β ν - koeficijent smanjenja volumena zraka u zgradi, uzimajući u obzir prisutnost unutarnjih ogradnih konstrukcija, jednak β ν = 0,85.
0,28 × 1 × 0,472 × 0,85 × 25026,57 × 1,305 × 0,9 / 8056,9 = 0,41 W / (m 2 × ° C).
Prosječna brzina izmjene zraka zgrade tijekom razdoblja grijanja izračunava se iz ukupne izmjene zraka zbog ventilacije i infiltracije prema formuli
n a= [(3 × 1714,32) × 168/168 + (95 × 0,9 ×
X 168) / (168 x 1,305)] / (0,85 x 12984) = 0,479 h -1.
-količina infiltriranog zraka, kg / h, koja ulazi u zgradu kroz ograđene strukture tijekom dana grijanja, određena je formulom D.9 [SNiP 23-02-2003]:
19,68 / 0,53 × (35,998 / 10) 2/3 + (2,1 × 1,31) / 0,53 × (56,55 / 10) 1/2 = 95 kg / h.
- odnosno za stubište izračunata razlika tlaka između vanjskog i unutarnjeg zraka za prozore i balkonska vrata i ulazna vanjska vrata određena su formulom 13 [SNiP 23-02-2003] za prozore i balkonska vrata sa zamjenom 0,55 za 0,28 u njima i s proračunom specifične težine prema formuli 14 [SNiP 23-02 -2003] pri odgovarajućoj temperaturi zraka, Pa.
∆r e d= 0,55 × Η ×( γ ext -γ int) + 0,03 × γ ext× ν 2.
gdje Η = 30,4 m - visina zgrade;
- specifična težina vanjskog i unutarnjeg zraka, N / m 3.
γ ext = 3463 / (273-26) = 14,02 N / m 3,
γ int = 3463 / (273 + 21) = 11,78 N / m 3.
∆r F= 0,28 × 30,4 × (14,02-11,78) + 0,03 × 14,02 × 5,9 2 = 35,98 Pa.
∆p izd= 0,55 × 30,4 × (14,02-11,78) + 0,03 × 14,02 × 5,9 2 = 56,55 Pa.
- prosječna gustoća dovodnog zraka tijekom grijanja, kg / m 3 ,,
353 / = 1,31 kg / m 3.
V h= 25026,57 m 3.
1.2.9 Ukupni koeficijent prijenosa topline
Uvjetni koeficijent prijenosa topline zgrade, uzimajući u obzir gubitak topline zbog infiltracije i ventilacije, W / (m 2 × ° C), određen je formulom D.6 [SNiP 23-02-2003], uzimajući u obzir strukture usvojene u projektu:
0,54 + 0,41 = 0,95 W / (m 2 × ° C).
1.2.10 Usporedba nazivnih i smanjenih otpornosti prijenosa topline
Kao rezultat provedenih izračuna, uspoređuju se u tablici. 2 normalizirana i smanjena otpora prijenosu topline.
Tablica 2 - Standardizirano R reg i dano R r o otpornost na prijenos topline građevinskih ograda
1.2.11 Zaštita od zalijevanja zatvorenih konstrukcija
Temperatura unutarnje površine ogradnih konstrukcija mora biti viša od temperature rosišta t d= 11,6 o C (3 o C - za prozore).
Temperatura unutarnje površine ograđujućih konstrukcija τ int, izračunato formulom Â.2.6 [SP 23-101]:
τ int = t int-(t int-t vanj)/(R r× α int),
za zidove zidova:
τ int= 20- (20 + 26) / (3,37 × 8,7) = 19,4 o C> t d= 11,6 o C;
za pokrivanje tehničkog poda:
τ int= 2- (2 + 26) / (4,35 × 8,7) = 1,3 o C<t d= 1,5 oko C, (φ = 75%);
za prozore:
τ int= 20- (20 + 26) / (0,56 × 8,0) = 9,9 o C> t d= 3 o C.
Temperatura kondenzacije na unutarnjoj površini konstrukcije određena je pomoću Iskaznica dijagram vlažnog zraka.
Temperature unutarnjih strukturnih površina zadovoljavaju uvjete za sprječavanje kondenzacije vlage, s izuzetkom tehničkih stropnih podnih konstrukcija.
1.2.12 Karakteristike prostornog planiranja zgrade
Prostorno-prostorne karakteristike zgrade utvrđene su u skladu sa SNiP 23-02.
Koeficijent ostakljenja fasada zgrada f:
f = A F / A W + F = 1002,24 / 5992 = 0,17
Indeks kompaktnosti zgrade, 1 / m:
8056,9 / 25026,57 = 0,32 m -1.
1.3.3 Potrošnja topline za grijanje zgrade
Potrošnja topline za grijanje zgrade tijekom razdoblja grijanja Q h y, MJ, određuje se formulom D.2 [SNiP 23 - 02]:
0,8 - koeficijent smanjenja toplinske dobiti zbog toplinske inercije ograđenih konstrukcija (preporučeno);
1.11 - koeficijent koji uzima u obzir dodatnu potrošnju topline u sustavu grijanja povezanu s diskretnošću nazivnog toplinskog toka serije nomenklatura uređaji za grijanje, njihov dodatni gubitak topline kroz radijatorske dijelove ograda, povišena temperatura zrak u kutnim prostorijama, gubitak topline cjevovoda koji prolaze kroz nezagrijane prostorije.
Opći gubitak topline zgrade P h, MJ, za razdoblje grijanja određene su formulom D.3 [SNiP 23 - 02]:
P h= 0,0864 × 0,95 × 4858,5 × 8056,9 = 3212976 MJ.
Unos topline u kućanstvu tijekom razdoblja grijanja Q int, MJ, određene su formulom D.10 [SNiP 23 - 02]:
gdje q int= 10 W / m 2 - vrijednost rasipanja topline u kućanstvu po 1 m 2 površine stambenog prostora ili procijenjene površine javne zgrade.
Q int= 0,0864 × 10 × 205 × 3940 = 697853 MJ.
Dobivanje topline kroz prozore od sunčevog zračenja tijekom razdoblja grijanja P s, MJ, određene su formulom 3.10 [TSN 23 - 329 - 2002]:
Q s = τ F × k F ×(A F 1 × I 1 + A F 2 × I 2 + A F 3 × I 3 + A F 4 × I 4)+ τ scy× k scy × A scy × I hor,
Q s = 0,76 x 0,78 x (425,25 x 587 + 25,15 x 1339 + 486 x 1176 + 66 x 1176) = 552756 MJ.
Q h y= × 1,11 = 2 566917 MJ.
1.3.4 Procijenjeno specifična potrošnja Termalna energija
Procijenjena specifična potrošnja toplinske energije za grijanje zgrade tijekom razdoblja grijanja, kJ / (m 2 × o S × dan), određena je formulom
D.1:
10 3 × 2 566917 / (7258 × 4858,5) = 72,8 kJ / (m 2 × o S × dan)
Prema tablici. 3,6 b [TSN 23 - 329 - 2002] normalizirana specifična potrošnja toplinske energije za grijanje devetokatne stambene zgrade iznosi 80 kJ / (m 2 × o S × dan) ili 29 kJ / (m 3 × o S × dan ).
ZAKLJUČAK
U projektu 9-kata stambene zgrade korištene su posebne tehnike za poboljšanje energetske učinkovitosti zgrade, poput:
¾ primijenjeno je konstruktivno rješenje koje omogućuje ne samo brzu izgradnju objekta, već i korištenje različitih strukturnih izolacijski materijali i arhitektonskih oblika na zahtjev naručitelja i uzimajući u obzir postojeće mogućnosti građevinska industrija regije,
¾ projekt provodi toplinsku izolaciju cjevovoda za grijanje i toplu vodu,
¾ korišteni su suvremeni toplinski izolacijski materijali, osobito polistiren beton D200, GOST R 51263-99,
¾ u modernim prozirnim konstrukcijama prozora s toplinskom zaštitom koriste se dvokomorni prozori s dvostrukim staklom, a za izvođenje prozorskih okvira i krila uglavnom PVC profili ili njihove kombinacije. U proizvodnji prozora s dvostrukim staklom pomoću float stakla prozori pružaju izračunati smanjeni otpor na prijenos topline od 0,56 W / (m × oC).
Energetska učinkovitost projektirane stambene zgrade određena je sljedećim glavni kriteriji:
¾ specifična potrošnja toplinske energije za grijanje tijekom razdoblja grijanja q h des, kJ / (m 2 × ° S × dan) [kJ / (m 3 × ° S × dan)];
¾ pokazatelj kompaktnosti zgrade k e, 1m;
¾ koeficijent ostakljenja fasade zgrade f.
Kao rezultat proračuna mogu se izvesti sljedeći zaključci:
1. Ogradne strukture 9-kata stambene zgrade u skladu su sa zahtjevima SNiP 23-02 za energetsku učinkovitost.
2. Zgrada je projektirana za održavanje optimalne temperature i vlažnost zraka uz osiguravanje najnižih troškova potrošnje energije.
3. Izračunati pokazatelj kompaktnosti zgrade k e= 0,32 je jednako standardu.
4. Koeficijent ostakljenja fasade zgrade f = 0,17 blizu je standardne vrijednosti f = 0,18.
5. Stupanj smanjenja potrošnje toplinske energije za grijanje zgrade od standardne vrijednosti bio je minus 9%. Ova vrijednost parametra odgovara normalan razred toplinske energetske učinkovitosti zgrade prema tablici 3 SNiP 23-02-2003 Toplinska zaštita zgrada.
ENERGETSKI PASPORT ZGRADE
Sustavi grijanja i ventilacije moraju osigurati prihvatljive mikroklimatske uvjete i zračni okoliš prostorije. Da biste to učinili, potrebno je održavati ravnotežu između gubitka topline zgrade i toplinske dobiti. Uvjet za toplinsku ravnotežu zgrade može se izraziti kao jednakost
$$ Q = Q_t + Q_u = Q_0 + Q_ (tv), $$
gdje je $ Q $ ukupni gubitak topline zgrade; $ Q_t $ - gubitak topline prijenosom topline kroz vanjske ograde; $ Q_i $ - gubitak topline infiltracijom zbog hladnog zraka koji ulazi u prostoriju kroz propuštanja u vanjskim ogradama; $ Q_0 $ - opskrba toplinom do zgrade sistem grijanja; $ Q_ (tv) $ - unutarnje rasipanje topline.
Gubici topline zgrade uglavnom ovise o prvom terminu $ Q_t $. Stoga se radi praktičnosti izračuna gubici topline zgrade mogu prikazati na sljedeći način:
$$ Q = Q_t · (1 + μ), $$
gdje je $ μ $ koeficijent infiltracije, koji je omjer gubitka topline infiltracijom i gubitka topline prijenosom topline kroz vanjske ograde.
Izvor unutarnjeg oslobađanja topline $ Q_ (tv) $, u stambenim zgradama obično su ljudi, aparati za kuhanje (plinski, električni i drugi štednjaci), rasvjetna tijela. Ta su ispuštanja topline uglavnom nasumične prirode i ne mogu se nikako kontrolirati tijekom vremena.
Osim toga, rasipanje topline nije ravnomjerno raspoređeno po cijeloj zgradi. U prostorijama s velikom gustoćom naseljenosti unutarnje emisije topline su relativno velike, a u prostorijama s malom gustoćom neznatne.
Kako bi se osigurali normalni temperaturni uvjeti u stambenim prostorima u svim grijanim prostorijama, hidraulični i temperaturni režim toplinsku mrežu pod najnepovoljnijim uvjetima, t.j. prema načinu grijanja prostora s nultom emisijom topline.
Smanjena otpornost na prijenos topline prozirnih konstrukcija (prozori, vitraji, balkonska vrata, svjetiljke) uzima se na temelju rezultata ispitivanja u akreditiranom laboratoriju; u nedostatku takvih podataka, procjenjuje se prema metodi iz Dodatka K do.
Smanjeni otpor prema prijenosu topline zatvorenih konstrukcija s ventiliranim zračnim prostorima treba izračunati u skladu s Dodatkom K in SP 50.13330.2012 Toplinska zaštita zgrada (SNiP 23.02.2003).
Proračun specifičnih karakteristika toplinske zaštite zgrade izrađen je u obliku tablice koja bi trebala sadržavati sljedeće podatke:
Sljedeća tablica prikazuje oblik tablice za izračunavanje specifičnih toplinskih svojstava zgrade
Specifična ventilacijska karakteristika zgrade, W / (m 3 ∙ ° C), treba se odrediti formulom
$$ k_ (ventilacija) = 0,28 s n_v β_v ρ_v ^ (ventilacija) (1-k_ (eff)), $$
gdje je $ c $ specifični toplinski kapacitet zraka jednak 1 kJ / (kg · ° C); $ β_v $ - koeficijent smanjenja volumena zraka u zgradi, uzimajući u obzir prisutnost unutarnjih ograđenih konstrukcija. U nedostatku podataka, uzmite $ β_v = 0,85 $; $ ρ_w ^ (odzračivanje) $ - prosječna gustoća dovodnog zraka za razdoblje grijanja, izračunata po formuli, kg / m 3:
$$ ρ_w ^ (ventilacija) = \ frac (353) (273 + t_ (od)); $$
$ n_w $ - prosječna brzina izmjene zraka u zgradi za razdoblje grijanja, h –1; $ k_ (eff) $ - koeficijent učinkovitosti rekuperatora.
Koeficijent učinkovitosti rekuperatora nije nula ako prosječna propusnost zraka stanova u stambenim i javnim zgradama (sa zatvorenim dovodnim i ispušnim ventilacijskim otvorima) osigurava izmjenu zraka višestruko od $ n_ (50) $, h –1 tijekom razdoblja ispitivanja , pri razlici tlaka od 50 Pa vanjskog i unutarnjeg zraka s mehaničkom ventilacijom $ n_ (50) ≤ 2 $ h –1.
Brzina izmjene zraka zgrada i prostorija pri razlici tlaka od 50 Pa i njihova prosječna propusnost zraka određuju se prema GOST 31167.
Prosječna brzina izmjene zraka u zgradi tijekom razdoblja grijanja izračunava se iz ukupne izmjene zraka zbog ventilacije i infiltracije prema formuli, h –1:
$$ n_v = \ frac (\ frac (L_ (vent) n_ (vent))) (168) + \ frac (G_ (inf) n_ (inf)) (168 ρ_v ^ (vent))) (β_v V_ (od) ), $$
gdje je $ L_ (odzračivanje) $ količina zraka koja se dovodi u zgradu s neorganiziranim dotokom ili standardizirana vrijednost za mehaničku ventilaciju, m 3 / h, jednaka za: a) stambene zgrade s procijenjenom zauzetošću stanova manjom od 20 m 2 ukupne površine po osobi $ 3 A_zh $, b) ostale stambene zgrade 0,35 $ · h_ (kat) (A_zh) $, ali ne manje od 30 · m $; gdje je $ m $ procijenjeni broj stanovnika u zgradi, c) javnost i upravne zgrade prihvaćeno uvjetno: za upravne zgrade, urede, skladišta i supermarkete 4 A_p $, za trgovine na pješačkoj udaljenosti, zdravstvene ustanove, tvornice potrošačke usluge, sportske arene, muzeji i izložbe 5 USD · A_r $, za vrtiće, škole, srednje tehničke i više obrazovne ustanove$ 7 · A_r $, za komplekse za poboljšanje zdravlja i kulturno-rekreacijske svrhe, restorane, kafiće, željezničke stanice 10 $ · A_r $; $ A_ž $, $ A_r $ - za stambene zgrade - prostor stambenog prostora, koji uključuje spavaće sobe, dječje sobe, dnevne sobe, urede, knjižnice, blagovaonice, kuhinju -blagovaonicu; za javne i upravne zgrade - procijenjena površina, određena u skladu sa SP 118.13330 kao zbroj površina svih prostorija, s izuzetkom hodnika, predvorja, prolaza, stubišta, okna dizala, unutarnjih otvorenih stepenica i rampi, kao i prostorije namijenjene za smještaj inženjerska oprema i mreže, m 2; $ h_ (pod) $ - visina poda od poda do stropa, m; $ n_ (vent) $ - broj sati rada mehaničke ventilacije tijekom tjedna; 168 - broj sati u tjednu; $ G_ (inf) $ - količina zraka infiltriranog u zgradu kroz ograde, kg / h: za stambene zgrade - zrak koji ulazi u stubišta tijekom dana grijanja, za javne zgrade - zrak koji ulazi kroz propuštanja prozirnih konstrukcija i vrata, dopušteno je prihvatiti za javne zgrade tijekom neradnog vremena, ovisno o katnosti zgrade: do tri kata - jednako 0,1 USD β_v V_ (ukupno) $, od četiri na devet katova 0,15 USD 0,15 β_v V_ (ukupno) $, iznad devet katova 0,2 USD $ β_v · V_ (ukupno) $, gdje je $ V_ (ukupno) $ zagrijani volumen javnog dijela zgrade; $ n_ (inf) $ - broj sati računanja infiltracije tijekom tjedna, h, jednak 168 za zgrade s uravnoteženim dovodna i odvodna ventilacija i (168 - $ n_ (ventilacija) $) za zgrade u prostorijama u kojima se održava tlak zraka tijekom rada mehaničke ulazne ventilacije; $ V_ (od) $ - zagrijani volumen zgrade, jednak volumenu ograničenim unutarnjim površinama vanjskih ograda zgrada, m 3;
U slučajevima kada se zgrada sastoji od nekoliko zona s različitom izmjenom zraka, prosječne stope izmjene zraka nalaze se za svaku zonu zasebno (zone na koje je zgrada podijeljena trebaju činiti cijeli zagrijani volumen). Sve dobivene prosječne brzine izmjene zraka zbrajaju se i ukupni koeficijent zamjenjuje formulom za izračunavanje specifičnih ventilacijskih karakteristika zgrade.
Količinu infiltriranog zraka koji ulazi u stubište stambene zgrade ili u prostorije javne zgrade kroz propuštanja u ispunama otvora, pod pretpostavkom da su svi na strani vjetra, treba odrediti formulom:
$$ G_ (inf) = \ lijevo (\ frac (A_ (ok)) (R_ (u, ok) ^ (tr)) \ right) \ left (\ frac (Δp_ (ok)) (10) \ right) ^ (\ frac (2) (3)) + \ lijevo (\ frac (A_ (dv)) (R_ (u, dv) ^ (tr)) \ right) \ left (\ frac (Δp_ (dv)) ( 10) \ desno) ^ (\ frac (1) (2)) $$
gdje su $ A_ (ok) $ i $ A_ (dv) $ - ukupna površina prozora, balkonskih vrata i vanjskih ulaznih vrata, m 2; $ R_ (u, ok) ^ (tr) $ i $ R_ (u, dv) ^ (tr) $ - respektivno, potrebna otpornost prodora zraka na prozore i balkonska vrata i vanjska ulazna vrata, (m 2 h) / kg; $ Δp_ (ok) $ i $ Δp_ (dv) $ - respektivno, izračunata razlika tlaka između vanjskog i unutarnjeg zraka, Pa, za prozore i balkonska vrata i vanjska ulazna vrata, određena je formulom:
$$ Δp = 0,55 · H · (γ_n-γ_v) + 0,03 · γ_n · v ^ 2, $$
za prozore i balkonska vrata sa zamjenom 0,55 za 0,28 u njoj i s proračunom specifične težine prema formuli:
$$ γ = \ frac (3463) (273 + t), $$
gdje je $ γ_n $, $ γ_w $ - specifična težina vanjskog i unutarnjeg zraka, N / m 3; t - temperatura zraka: unutarnja (za određivanje $ γ_in $) - uzeta prema optimalnim parametrima u skladu s GOST 12.1.005, GOST 30494 i SanPiN 2.1.2.2645; vanjski (za određivanje $ γ_n $) - uzima se jednak prosječnoj temperaturi najhladnijeg petodnevnog razdoblja sa sigurnosnom vrijednošću 0,92 prema SP 131.13330; $ v $ je najveća prosječna brzina vjetra izražena u bodovima za siječanj, čija je učestalost 16% ili više, uzeta prema SP 131.13330.
Specifične karakteristike emisije topline u kućanstvu zgrade, W / (m 3 ° C), treba odrediti formulom:
$$ k_ (život) = \ frac (q_ (život) A_zh) (V_ (život) (t_v-t_ (od))), $$
gdje je $ q_ (život) $ količina topline u kućanstvu po 1 m 2 površine stambenog prostora ili procijenjena površina javne zgrade, W / m 2, uzeta za:
Specifične karakteristike unosa topline u zgradu od sunčevog zračenja, W / (m ° C), treba odrediti formulom:
$$ k_ (rad) = (11,6 Q_ (rad) ^ (godina)) (V_ (od) GSOP), $$
gdje je $ Q_ (rad) ^ (godina) $ - unos topline kroz prozore i svjetiljke od sunčevog zračenja tijekom sezone grijanja, MJ / godina, za četiri fasade zgrada orijentirane u četiri smjera, određene formulom:
$$ Q_ (rad) ^ (godina) = τ_ (1ok) τ_ (2ok) + τ_ (1 pozadina) τ_ (2 pozadina) A_ (pozadina) I_ (planine), $$
gdje su $ τ_ (1ok) $, $ τ_ (1 pozadina) $ koeficijenti relativnog prodiranja sunčevog zračenja za ispune koji propuštaju svjetlost, odnosno prozora i krovnih prozora, uzeti prema podacima iz putovnice odgovarajućeg svjetlosnog propusnika proizvodi; u nedostatku podataka, treba ih uzeti u skladu sa skupom pravila; krovni prozori s kutom nagiba ispuna prema horizontu od 45 ° i više treba smatrati okomitim prozorima, s kutom nagiba manjim od 45 ° - kao krovnim svjetlima; $ τ_ (2ok) $, $ τ_ (2 pozadine) $ - koeficijenti koji uzimaju u obzir zasjenjivanje krovnog prozora, odnosno prozora i krovnih prozora neprozirnim elementima za punjenje, uzeti prema projektnim podacima; u nedostatku podataka, treba ih uzeti u skladu sa skupom pravila; $ A_ (ok1) $, $ A_ (ok2) $, $ A_ (ok3) $, $ A_ (ok4) $ - područje svjetlosnih otvora fasada zgrade (slijepi dio balkonskih vrata je isključen ), orijentirano u četiri smjera, m 2; $ A_ (pozadina) $ je površina krovnih prozora krovnih prozora zgrade, m 2; $ I_1 $, $ I_2 $, $ I_3 $, $ I_4 $ - prosječna vrijednost sunčevog zračenja za razdoblje grijanja na okomitim površinama u stvarnim uvjetima oblačnosti, orijentirana duž četiri fasade zgrade, MJ / (m 2 godine), određuje se prema skupu metoda pravila TSN 23-304-99 i SP 23-101-2004; $ I_ (planine) $ - prosječna vrijednost sunčevog zračenja na vodoravnoj površini tijekom razdoblja grijanja u stvarnim uvjetima oblačnosti, MJ / (m2
Specifičnu potrošnju toplinske energije za grijanje i ventilaciju zgrade tijekom razdoblja grijanja, kWh / (m 3 godine) treba odrediti formulom:
$$ q = 0,024 · GSOP · q_ (od) ^ p. $$
Potrošnju toplinske energije za grijanje i ventilaciju zgrade tijekom razdoblja grijanja, kWh / godinu, treba odrediti formulom:
$$ Q_ (od) ^ (godina) = 0,024 GSOP V_ (od) q_ (od) ^ p. $$
Na temelju ovih pokazatelja izrađuje se energetska putovnica za svaku zgradu. Energetska putovnica građevinskog projekta: dokument koji sadrži energetske, toplinske inženjering i geometrijske karakteristike postojećih zgrada i projekata zgrada i njihovih ograđenih objekata te utvrđuje usklađenost s njihovim zahtjevima normativni dokumenti i razred energetske učinkovitosti.
Energetska putovnica projekta zgrade izrađena je kako bi se osigurao sustav za praćenje potrošnje toplinske energije za grijanje i ventilaciju zgrade, što podrazumijeva utvrđivanje usklađenosti toplinske zaštite i energetskih karakteristika zgrade sa standardiziranim pokazatelji definirani u ovim standardima i (ili) zahtjevi za energetsku učinkovitost projekata kapitalne izgradnje utvrđeni saveznim zakonodavstvom.
Energetska putovnica zgrade sastavljena je u skladu s Dodatkom D. Obrazac za popunjavanje energetske putovnice građevinskog projekta u SP 50.13330.2012 Toplinska zaštita zgrada (SNiP 23.02.2003).
Sustavi grijanja moraju osigurati ravnomjerno zagrijavanje zraka u prostorijama tijekom cijelog razdoblja grijanja, ne smiju stvarati mirise, ne smiju zagađivati zrak prostorija štetnim tvarima koje se oslobađaju tijekom rada, ne smiju stvarati dodatnu buku, moraju biti pristupačni za održavanje i usluga.
Uređaji za grijanje trebaju biti lako dostupni za čišćenje. S zagrijavanjem vode, površinska temperatura grijaćih uređaja ne smije prelaziti 90 ° C. Za uređaje s temperaturom grijaće površine više od 75 ° C moraju se osigurati zaštitni štitnici.
Prirodna ventilacija stambene prostorije treba izvoditi strujanjem zraka kroz otvore, krme ili preko posebnih otvora na prozorskim krilima i ventilacijskim kanalima. Otvori za ispušne kanale trebaju biti predviđeni u kuhinjama, kupaonicama, WC -ima i ormarićima za sušenje.
Opterećenje grijanjem obično je danonoćno. Uz konstantnu vanjsku temperaturu, brzinu vjetra i naoblaku, grijanje stambenih zgrada je praktički konstantno. Opterećenje grijanjem javnih zgrada i industrijska poduzeća ima nestabilan dnevni, a često i nestabilan tjedni raspored, kada se radi uštede topline opskrba toplinom za grijanje umjetno smanjuje tijekom neradnog vremena (noći i vikendi).
Opterećenje ventilacije mijenja se znatno oštrije i danju i danima u tjednu, budući da ventilacija u pravilu ne radi tijekom neradnog vremena industrijskih poduzeća i ustanova.
MINISTARSTVO PROSVJETE I ZNANOSTI RUSKE FEDERACIJE
Savezni državni proračun obrazovna ustanova visoko stručno obrazovanje
"Državno sveučilište - obrazovni, znanstveni i industrijski kompleks"
Institut za arhitekturu i građevinarstvo
Odjel: "Urbana gradnja i gospodarstvo"
Disciplina: "Fizika zgrade"
TEČAJNI RAD
"Toplinska zaštita zgrada"
Popunila studentica: Arkharova K.Yu.
Uvod
Toplinska zaštita - skup mjera i tehnologija za uštedu energije, omogućujući povećanje toplinske izolacije zgrada u razne svrhe, za smanjenje toplinskih gubitaka prostora.
Zadatak osiguravanja potrebnih toplinsko -inženjerskih svojstava vanjskih ograđenih konstrukcija riješen je davanjem potrebne toplinske stabilnosti i otpornosti na prijenos topline.
Otpor prijenosu topline mora biti dovoljno visok da se najviše hladno razdoblje osigurati higijenski prihvatljivo temperaturni uvjeti na površini konstrukcije okrenute prema prostoriji. Toplinska stabilnost konstrukcija procjenjuje se njihovom sposobnošću održavanja relativne konstantnosti temperature u prostorijama s povremenim fluktuacijama temperature zračnog okruženja uz konstrukcije i protoka topline koja prolazi kroz njih. Stupanj toplinske stabilnosti konstrukcije u cjelini uvelike je određen sa fizikalna svojstva materijal od kojeg je izrađen vanjski sloj konstrukcije, koji opaža oštre temperaturne fluktuacije.
U ovom seminarski rad izvršit će se proračun toplinske tehnike ograđene strukture stambene individualne kuće čije je građevinsko područje grad Arkhangelsk.
Obrazac potrage
1 Građevinsko područje:
Arkhangelsk.
2 Zidna konstrukcija (naziv građevinski materijal, izolacija, debljina, gustoća):
1. sloj - modificirani polistirenski beton na šljaci -portland cement (= 200 kg / m 3 ;? = 0,07 W / (m * K) ;? = 0,36 m)
2. sloj - ekstrudirana polistirenska pjena (= 32 kg / m 3 ;? = 0,031 W / (m * K) ;? = 0,22 m)
3. sloj - perlibeton (= 600 kg / m 3 ;? = 0,23 W / (m * K) ;? = 0,32 m
3 Materijal toplinski vodljivog uključivanja:
perlibeton (= 600 kg / m 3 ;? = 0,23 W / (m * K) ;? = 0,38 m
4 Podna konstrukcija:
1. sloj - linoleum (= 1800 kg / m 3; s = 8,56 W / (m 2 ° C) ;? = 0,38 W / (m 2 ° C) ;? = 0,0008 m
2. sloj - cementno -pješčana estriha (= 1800 kg / m 3; s = 11,09 W / (m 2 ° C) ;? = 0,93 W / (m 2 ° C) ;? = 0,01 m)
3. sloj - ploče od ekspandiranog polistirena (= 25 kg / m 3; s = 0,38 W / (m 2 ° C) ;? = 0,44 W / (m 2 ° C) ;? = 0,11 m)
4. sloj - ploča od pjenastog betona (= 400 kg / m 3; s = 2,42 W / (m 2 ° C) ;? = 0,15 W / (m 2 ° C) ;? = 0,22 m)
1 . Referenca klime
Područje razvoja - Arkhangelsk.
Klimatsko područje - II A.
Vlažna zona je vlažna.
Vlaga u zatvorenom prostoru? = 55%;
projektirana temperatura u prostoriji = 21 ° S.
Vlažnost u prostoriji je normalna.
Uvjeti rada - B.
Klimatski parametri:
Procijenjena temperatura vanjskog zraka (Temperatura vanjskog zraka najhladnijeg petodnevnog perioda (opskrba 0,92)
Trajanje razdoblja grijanja (s prosječnom dnevnom vanjskom temperaturom od 8 ° C) - = 250 dana;
Prosječna temperatura razdoblja grijanja (s prosječnom dnevnom temperaturom vanjskog zraka od? 8 ° C) - = - 4,5 ° C.
ograda asimilacija topline grijanje
2 . Proračun toplinske tehnike
2 .1 Toplinski proračun ogradnih konstrukcija
Izračun stupnjeva-dana razdoblja grijanja
GSOP = (t in - t od) z iz, (1.1)
gdje je proračunska temperatura u prostoriji, ° C;
Proračunska temperatura vanjskog zraka, ° C;
Trajanje razdoblja grijanja, dana
GSOP = ( + 21 + 4,5) 250 = 6125 ° C dan
Potrebna otpornost na prijenos topline izračunava se formulom (1.2)
gdje, a i b - koeficijenti, čije vrijednosti treba uzeti prema tablici 3 SP 50.13330.2012 "Toplinska zaštita zgrada" za odgovarajuće skupine zgrada.
Prihvaćamo: a = 0.00035; b = 1,4
0,00035 6125 + 1,4 = 3,54 m 2 ° C / W.
Struktura vanjskog zida
a) Konstrukciju smo izrezali ravninom paralelnom sa smjerom strujanja topline (slika 1):
Slika 1 - Struktura vanjskog zida
Tablica 1 - Parametri materijala vanjskog zida
Otpor prijenosa topline R i određen je formulom (1.3):
gdje, I i - površina i -tog presjeka, m 2;
R i - otpor na prijenos topline i -te sekcije ,;
A je zbroj površina svih čestica, m 2.
Otpor prijenosa topline za homogena područja određen je formulom (1.4):
gdje, ? - debljina sloja, m;
Koeficijent toplinske vodljivosti, W / (mK)
Otpor prijenosa topline za nehomogena područja izračunavamo formulom (1.5):
R = R 1 + R 2 + R 3 + ... + R n + R vp, (1,5)
gdje, R 1, R 2, R 3 ... R n - otpor prema prijenosu topline pojedinih slojeva konstrukcije ,;
R VP - otpor prema prijenosu topline zračnog sloja ,.
Ra nalazimo po formuli (1.3):
b) Izrežemo konstrukciju ravninom okomitom na smjer toplinskog toka (slika 2):
Slika 2 - Struktura vanjskog zida
Otpor prijenosa topline R b određen je formulom (1.5)
R b = R 1 + R 2 + R 3 + ... + R n + R vp, (1,5)
Otpor propusnosti zraka za homogena područja određen je formulom (1.4).
Otpor propusnosti zraka za heterogena područja određen je formulom (1.3):
Rb nalazimo po formuli (1.5):
R b = 5,14 + 3,09 + 1,4 = 9,63.
Uvjetni otpor prema prijenosu topline vanjskog zida određen je formulom (1.6):
gdje je Ra - otpor prema prijenosu topline zatvorene konstrukcije, izrezan paralelno s toplinskim tokom ,;
R b - otpornost na prijenos topline zatvorene konstrukcije, rezana okomito na toplinski tok ,.
Smanjeni otpor prema prijenosu topline vanjskog zida određen je formulom (1.7):
Otpor prijenosu topline na vanjskoj površini određen je formulom (1.9)
gdje je koeficijent prijenosa topline unutarnje površine ograđujuće konstrukcije = 8,7;
gdje je koeficijent prijenosa topline vanjske površine ograđujuće konstrukcije = 23;
Izračunata razlika temperature između temperature unutarnjeg zraka i temperature unutarnje površine ograđujuće konstrukcije određena je formulom (1.10):
gdje je n koeficijent koji uzima u obzir ovisnost položaja vanjske površine ograđujućih konstrukcija u odnosu na vanjski zrak, uzimamo n = 1;
projektirana temperatura u prostoriji, ° C;
proračunska temperatura vanjskog zraka tijekom hladne sezone, ° C;
koeficijent prijenosa topline unutarnje površine ogradnih konstrukcija, W / (m 2 · ° C).
Temperatura unutarnje površine ograđujuće konstrukcije određena je formulom (1.11):
2 . 2 Proračun ogradnih struktura "toplih" podruma
Potrebna otpornost na prijenos topline dijela zida podruma koji se nalazi iznad planirane razine tla uzima se jednaka smanjenom otporu prijenosu topline vanjskog zida:
Smanjena otpornost na prijenos topline ograđenih struktura ukopanog dijela podruma koji se nalazi ispod razine tla.
Visina uvučenog dijela podruma je 2m; širina podruma - 3,8m
Prema tablici 13 SP 23-101-2004 "Projektiranje toplinske zaštite zgrada" prihvaćamo:
Potrebna otpornost na prijenos topline podruma preko "toplog" podruma izračunava se formulom (1.12)
gdje, potrebnu otpornost na prijenos topline podrumskog poda, nalazimo prema tablici 3 SP 50.13330.2012 "Toplinska zaštita zgrada".
gdje, temperatura zraka u podrumu, ° C;
isto kao u formuli (1.10);
isto kao u formuli (1.10)
Uzmimo jednako 21,35 ° C:
Temperatura zraka u podrumu određena je formulom (1.14):
gdje, isto kao u formuli (1.10);
Linearna gustoća toplinskog toka; ;
Količina zraka u podrumu ,;
Duljina cjevovoda i-tog promjera, m; ;
Brzina izmjene zraka u podrumu; ;
Gustoća zraka u podrumu;
s - specifični toplinski kapacitet zraka, ;;
Podrumski prostor ,;
Površina podrumskih podova i zidova u dodiru sa tlom;
Područje vanjskih zidova podruma iznad razine tla ,.
2 . 3 Toplinski proračun prozora
Stupanj-dan razdoblja grijanja izračunava se formulom (1.1)
GSOP = ( + 21 + 4,5) 250 = 6125 ° C dan.
Smanjena otpornost na prijenos topline određena je prema tablici 3 SP 50.13330.2012 "Toplinska zaštita zgrada" metodom interpolacije:
Prozore odabiremo na temelju pronađenog otpora prijenosa topline R 0:
Obično staklo i jednokomorna jedinica s dvostrukim staklom u zasebnim vezicama od stakla s tvrdim selektivnim premazom-.
Zaključak: Smanjeni otpor prema prijenosu topline, temperaturna razlika i temperatura unutarnje površine ograđene konstrukcije odgovaraju traženim standardima. Slijedom toga, projektirana struktura vanjskog zida i debljina izolacije pravilno su odabrani.
Zbog činjenice da smo uzeli strukturu zidova za ograde u udubljenom dijelu podruma, dobili smo neprihvatljiv otpor na prijenos topline podrumskog poda, što utječe na temperaturnu razliku između temperature unutarnjeg zraka i temperatura unutarnje površine ograđujuće konstrukcije.
3 . Proračun specifične potrošnje toplinske energije za grijanje za razdoblje grijanja
Procijenjena specifična potrošnja toplinske energije za grijanje zgrada za razdoblje grijanja određena je formulom (2.1):
gdje, potrošnja toplinske energije za grijanje zgrade tijekom razdoblja grijanja, J;
Zbroj tlocrtnih površina stanova ili korisno područje prostorije zgrade, isključujući tehničke podove i garaže, m 2
Potrošnja topline za grijanje zgrade tijekom razdoblja grijanja izračunava se prema formuli (2.2):
gdje je ukupni gubitak topline zgrade kroz vanjske ograđene strukture, J;
Unos topline u kućanstvu tijekom razdoblja grijanja, J;
Dobivanje topline kroz prozore i fenjere od sunčevog zračenja tijekom razdoblja grijanja, J;
Koeficijent smanjenja unosa topline zbog toplinske inercije ogradnih konstrukcija, preporučena vrijednost = 0,8;
Koeficijent koji uzima u obzir dodatnu potrošnju topline u sustavu grijanja povezanu s diskretnošću nazivnog toplinskog toka raspona grijaćih uređaja, njihove dodatne gubitke topline kroz radijatorske dijelove ograda, povećanu temperaturu zraka u kutnim prostorijama, toplinski gubici cjevovoda koji prolaze nezagrijani prostori, za zgrade s grijanim podrumima = 1,07;
Ukupni toplinski gubitak zgrade, J, za razdoblje grijanja određen je formulom (2.3):
gdje je, - opći koeficijent prijenosa topline zgrade, W / (m 2 · ° C), određen formulom (2.4);
Ukupna površina ogradnih konstrukcija, m 2;
gdje, - smanjeni koeficijent prijenosa topline kroz vanjske ogradne konstrukcije zgrade, W / (m 2 · ° C);
Uvjetni koeficijent prijenosa topline zgrade, uzimajući u obzir gubitke topline zbog infiltracije i ventilacije, W / (m 2 ° C).
Smanjeni koeficijent prijenosa topline kroz vanjske ogradne konstrukcije zgrade određen je formulom (2.5):
gdje, površina, m 2 i smanjena otpornost na prijenos topline, m 2 · ° C / W, vanjski zidovi (isključujući otvore);
Isto za popunjavanje svjetlosnih otvora (prozori, vitraji, fenjeri);
Isto tako i za vanjska vrata i kapije;
iste, kombinirane obloge (uključujući i preko erkera);
isti, tavanski podovi;
isti, podrumski podovi;
isto, .
0,306 W / (m 2 ° C);
Uvjetni koeficijent prijenosa topline zgrade, uzimajući u obzir gubitke topline zbog infiltracije i ventilacije, W / (m 2 ° C), određen je formulom (2.6):
gdje je koeficijent smanjenja volumena zraka u zgradi, uzimajući u obzir prisutnost unutarnjih ograđenih konstrukcija. Prihvaćamo sv = 0,85;
Volumen grijanih prostorija;
Koeficijent obračuna utjecaja protustrujnog toplinskog toka u prozirnim konstrukcijama, jednak 1 za prozore i balkonska vrata s odvojenim vezama;
Prosječna gustoća dovodnog zraka tijekom razdoblja grijanja, kg / m 3, određena formulom (2.7);
Prosječna brzina izmjene zraka zgrade tijekom razdoblja grijanja, h 1
Prosječna brzina izmjene zraka zgrade tijekom razdoblja grijanja izračunava se ukupnom izmjenom zraka zbog ventilacije i infiltracije prema formuli (2.8):
gdje je količina dovodnog zraka u zgradu s neorganiziranim dotokom ili standardizirana vrijednost s mehaničkom ventilacijom, m 3 / h, jednaka za stambene zgrade namijenjene građanima, uzimajući u obzir društvenu normu (s procijenjenom zauzetošću stan od 20 m 2 ukupne površine ili manje po osobi) - 3 A; 3 A = 603,93m 2;
Stambeni prostor; = 201,31m 2;
Broj sati rada mehaničke ventilacije tijekom tjedna, h; ;
Broj sati obračuna infiltracije tijekom tjedna, h; = 168;
Količina zraka infiltriranog u zgradu kroz ograde, kg / h;
Količina zraka koja se ulijeva u stubište stambene zgrade kroz propuštanja u ispunama otvora određena je formulom (2.9):
gdje, za stubište, ukupna površina prozora i balkonskih vrata i ulaznih vanjskih vrata, m 2;
prema tome, za stubište, potrebna otpornost na propusnost zraka prozora i balkonskih vrata i ulaznih vanjskih vrata, m 2 · ° C / W;
Sukladno tome, za stubište je izračunata razlika tlaka između vanjskog i unutarnjeg zraka za prozore i balkonska vrata i vanjska ulazna vrata, Pa, utvrđena formulom (2.10):
pri čemu je n, in - specifična težina vanjskog i unutarnjeg zraka, N / m 3, određena formulom (2.11):
Maksimalna prosječna brzina vjetra izražena u bodovima za siječanj (SP 131.13330.2012 "Građevinska klimatologija"); = 3,4 m / s.
3463 / (273 + t), (2.11)
n = 3463 / (273 -33) = 14,32 N / m 3;
h = 3463 / (273 + 21) = 11,78 N / m 3;
Odavde nalazimo:
Prosječnu brzinu izmjene zraka zgrade za razdoblje grijanja nalazimo koristeći dobivene podatke:
0,06041 h 1.
Na temelju dobivenih podataka izračunavamo formulom (2.6):
0,020 W / (m 2 ° C).
Koristeći podatke dobivene u formulama (2.5) i (2.6), nalazimo ukupni koeficijent prijenosa topline zgrade:
0,306 + 0,020 = 0,326 W / (m 2 ° C).
Ukupne gubitke topline zgrade izračunavamo formulom (2.3):
0,08640,326317,78 = J.
Unos topline u kućanstvu tijekom razdoblja grijanja, J, određuje se formulom (2.12):
gdje se uzima vrijednost rasipanja topline kućanstva po 1 m 2 površine stambenog prostora ili procijenjena površina javne zgrade, W / m 2;
živi prostor; = 201,31m 2;
Dobivanje topline kroz prozore i fenjere od sunčevog zračenja tijekom razdoblja grijanja, J, za četiri fasade zgrada orijentirane u četiri smjera, određuje se formulom (2.13):
gdje su koeficijenti koji uzimaju u obzir zamračivanje otvora svjetla neprozirnim elementima; za jednokomornu staklenu jedinicu od običnog stakla s tvrdim selektivnim premazom - 0,8;
Koeficijent relativnog prodiranja sunčevog zračenja za ispune koje propuštaju svjetlost; za jednokomornu staklenu jedinicu od običnog stakla s tvrdim selektivnim premazom - 0,57;
Površina svjetlosnih otvora na fasadama zgrada orijentirana u četiri smjera, m 2;
Prosječna vrijednost sunčevog zračenja na okomitim površinama tijekom razdoblja grijanja u stvarnim uvjetima oblačnosti, orijentirana duž četiri fasade zgrade, J / (m 2, određena je prema tablici 9.1 SP 131.13330.2012 "Građevinska klimatologija";
Sezona grijanja:
Siječanj, veljača, ožujak, travanj, svibanj, rujan, listopad, studeni, prosinac.
Prihvaćamo geografsku širinu od 64 ° S za grad Arkhangelsk.
C: A 1 = 2,25 m 2; I 1 = (31 + 49) / 9 = 8,89 J / (m 2;
I 2 = (138 + 157 + 192 + 155 + 138 + 162 + 170 + 151 + 192) / 9 = 161,67 J / (m 2;
B: A 3 = 8,58; I 3 = (11 + 35 + 78 + 135 + 153 + 96 + 49 + 22 + 12) / 9 = 66 J / (m 2;
Z: A 4 = 8,58; I 4 = (11 + 35 + 78 + 135 + 153 + 96 + 49 + 22 + 12) / 9 = 66 J / (m 2.
Koristeći podatke dobivene pri izračunu formula (2.3), (2.12) i (2.13), nalazimo potrošnju toplinske energije za grijanje zgrade prema formuli (2.2):
Pomoću formule (2.1) izračunavamo specifičnu potrošnju toplinske energije za grijanje:
KJ / (m 2 ° C dan).
Zaključak: specifična potrošnja toplinske energije za grijanje zgrade ne odgovara standardiziranoj potrošnji utvrđenoj prema SP 50.13330.2012 "Toplinska zaštita zgrada" i jednaka 38,7 kJ / (m 2 · ° S · dan).
4 . Toplinska asimilacija podne površine
Toplinska inercija slojeva podne konstrukcije
Slika 3 - Podna shema
Tablica 2 - Parametri podnih materijala
Toplinska inercija slojeva podne konstrukcije izračunava se formulom (3.1):
gdje, s - koeficijent asimilacije topline, W / (m 2 ° C);
Toplinski otpor određen formulom (1.3)
Izračunati indeks apsorpcije topline podne površine.
Prva 3 sloja podne konstrukcije imaju ukupnu toplinsku inerciju, ali toplinsku inerciju od 4 sloja.
Slijedom toga, indeks apsorpcije topline podne površine određuje se uzastopno izračunavanjem pokazatelja apsorpcije topline površina slojeva konstrukcije, počevši od 3. do 1.:
za 3. sloj prema formuli (3.2)
za i-ti sloj (i = 1,2) po formuli (3.3)
W / (m 2 ° C);
W / (m 2 ° C);
W / (m 2 ° C);
Indeks asimilacije topline podne površine uzima se jednak pokazatelju asimilacije topline površine prvog sloja:
W / (m 2 ° C);
Normalizirana vrijednost indeksa asimilacije topline određena je prema SP 50.13330.2012 "Toplinska zaštita zgrada":
12 W / (m 2 ° C);
Zaključak: izračunati indeks apsorpcije topline podne površine odgovara standardiziranoj vrijednosti.
5 . Zaštita ogradne konstrukcije od zalijevanja
Klimatski parametri:
Tablica 3 - Vrijednosti prosječnih mjesečnih temperatura i tlaka vodene pare vanjskog zraka
Prosječni parcijalni tlak vodene pare vanjskog zraka za godišnje razdoblje
Slika 4 - Struktura vanjskog zida
Tablica 4 - Parametri materijala vanjskog zida
Otpornost na prodiranje pare slojeva strukture nalazi se po formuli:
gdje, - debljina sloja, m;
Koeficijent propusnosti pare, mg / (mchPa)
Određujemo otpor paropropusnosti slojeva konstrukcije od vanjske i unutarnje površine do ravnine moguće kondenzacije (ravnina moguće kondenzacije podudara se s vanjskom površinom izolacije):
Otpor prijenosa topline zidnih slojeva od unutarnje površine do ravnine moguće kondenzacije određen je formulom (4.2):
gdje je otpor prema prijenosu topline na unutarnjoj površini, određuje se formulom (1.8)
Trajanje godišnjih doba i prosječne mjesečne temperature:
zima (siječanj, veljača, ožujak, prosinac):
ljeto (svibanj, lipanj, srpanj, kolovoz, rujan):
proljeće, jesen (travanj, listopad, studeni):
gdje, smanjeni otpor prema prijenosu topline vanjskog zida ,;
izračunata sobna temperatura ,.
Nalazimo odgovarajuću vrijednost tlaka vodene pare:
Prosječna vrijednost tlaka vodene pare za godinu dana nalazi se po formuli (4.4):
gdje, E 1, E 2, E 3 - vrijednosti elastičnosti vodene pare po godišnjim dobima, Pa;
trajanje godišnjih doba, mjeseci
Parcijalni tlak unutarnje zračne pare određen je formulom (4.5):
gdje je parcijalni tlak zasićene vodene pare, Pa, pri temperaturi unutarnjeg zraka prostorije; za 21: 2488 Pa;
relativna vlažnost unutarnjeg zraka,%
Potrebna otpornost na propusnost pare nalazi se formulom (4.6):
gdje je prosječni parcijalni tlak vodene pare vanjskog zraka za godišnje razdoblje, Pa; uzimamo = 6,4 hPa
Iz uvjeta nedopustivosti nakupljanja vlage u ogradnoj konstrukciji za godišnje razdoblje rada provjeravamo stanje:
Elastičnost vodene pare u vanjskom zraku nalazimo u razdoblju s negativnim mjesečnim prosječnim temperaturama:
Pronašli smo Prosječna temperatura vanjski zrak za razdoblje s negativnim prosječnim mjesečnim temperaturama:
Vrijednost temperature u ravnini moguće kondenzacije određena je formulom (4.3):
Ova temperatura odgovara
Potrebna otpornost na propusnost pare određena je formulom (4.7):
gdje je trajanje razdoblja nakupljanja vlage, dana, uzeto jednako razdoblju s negativnim prosječnim mjesečnim temperaturama; prihvaćamo = 176 dana;
gustoća materijala navlaženog sloja, kg / m 3;
debljina navlaženog sloja, m;
najveće dopušteno povećanje vlažnosti u materijalu navlaženog sloja,% po masi, za razdoblje nakupljanja vlage, uzeto prema tablici 10 SP 50.13330.2012 "Toplinska zaštita zgrada"; prihvaćamo za ekspandirani polistiren = 25%;
koeficijent određen formulom (4.8):
gdje je prosječni parcijalni tlak vodene pare vanjskog zraka za razdoblje s negativnim prosječnim mjesečnim temperaturama, Pa;
isto kao u formuli (4.7)
Dakle, izračunavamo formulom (4.7):
Iz uvjeta ograničavanja vlage u ograđenoj strukturi za razdoblje s negativnim prosječnim mjesečnim vanjskim temperaturama provjeravamo stanje:
Zaključak: u vezi s ispunjenjem uvjeta za ograničenje količine vlage u ograđujućoj konstrukciji tijekom razdoblja nakupljanja vlage dodatni uređaj nije potrebna parna barijera.
Zaključak
O svojstvima toplinske tehnike vanjskih ograda zgrada ovise sljedeći čimbenici: povoljna mikroklima zgrada, odnosno osiguravanje temperature i vlažnosti zraka u prostoriji ne niže od regulatornih zahtjeva; količina topline koju zgrada izgubi tijekom zime; temperatura unutarnje površine ograde, što jamči od stvaranja kondenzacije na njoj; režim vlage konstruktivnog rješenja ograde, utječući na njegove kvalitete toplinske zaštite i trajnost.
Zadatak osiguravanja potrebnih toplinsko -inženjerskih svojstava vanjskih ograđenih konstrukcija riješen je davanjem potrebne toplinske stabilnosti i otpornosti na prijenos topline. Dopuštena propusnost konstrukcija ograničena je zadanim otporom na propusnost zraka. Normalno stanje vlažnosti konstrukcija postiže se smanjenjem početnog sadržaja vlage u materijalu i pomoću uređaja za izolaciju vlage, a u slojevitim strukturama, osim toga, prikladnim rasporedom strukturnih slojeva od materijala s različitim svojstvima.
Tijekom tečajnog projekta napravljeni su proračuni vezani uz toplinsku zaštitu zgrada, koji su provedeni u skladu s kodeksima prakse.
Popis korišteni izvori i književnost
1.SP 50.13330.2012. Toplinska zaštita zgrada (Ažurirano izdanje SNiP-a 23-02-2003) [Tekst] / Ministarstvo regionalnog razvoja Rusije.- Moskva: 2012.- 96 str.
2.SP 131.13330.2012. Građevinska klimatologija (Ažurirana verzija SNiP-a 23-01-99 *) [Tekst] / Ministarstvo regionalnog razvoja Rusije.- Moskva: 2012.- 109 str.
3. Kupriyanov V.N. Projektiranje toplinske zaštite ogradnih konstrukcija: Udžbenik [Tekst]. - Kazanj: KGASU, 2011.- 161 str.
4. SP 23-101-2004 Projektiranje toplinske zaštite zgrada [Tekst]. - M .: FGUP TsPP, 2004. (zbornik).
5.T.I. Abasheva. Album tehnička rješenja povećati toplinsku zaštitu zgrada, izolirati strukturne jedinice tijekom remont stambeni fond [Tekst] / T.I. Abasheva, L.V. Bulgakov. N.M. Vavulo i sur. M.: 1996. - 46 stranica.
Dodatak A
Energetska putovnica zgrade
opće informacije
Uvjeti projektiranja
|
Naziv parametara dizajna |
Oznaka parametara |
jedinica mjere |
Izračunata vrijednost |
||
|
Projektirajte temperaturu zraka u zatvorenom prostoru |
|||||
|
Procijenjena vanjska temperatura |
|||||
|
Procijenjena temperatura toplog potkrovlja |
|||||
|
Procijenjena temperatura tehničkog podzemlja |
|||||
|
Trajanje razdoblja grijanja |
|||||
|
Prosječna vanjska temperatura za razdoblje grijanja |
|||||
|
Stupanj-dan razdoblja grijanja |
Funkcionalna namjena, tip i dizajn zgrade
Geometrijski i toplinski pokazatelji snage
|
Indeks |
Izračunata (projektna) vrijednost pokazatelja |
|||||
|
Geometrijski pokazatelji |
||||||
|
Ukupna površina vanjskog omotača zgrade |
||||||
|
Uključujući: |
||||||
|
prozore i balkonska vrata |
||||||
|
vitraž |
||||||
|
ulazna vrata i kapije |
||||||
|
premazi (kombinirani) |
||||||
|
tavanski podovi (hladno potkrovlje) |
||||||
|
podovi toplih tavana |
||||||
|
podovi iznad tehničkih podloga |
||||||
|
stropove iznad prilaza i ispod prozora |
||||||
|
katu u prizemlju |
||||||
|
Područje apartmana |
||||||
|
Korisna površina (javne zgrade) |
||||||
|
Živi prostor |
||||||
|
Procijenjena površina (javne zgrade) |
||||||
|
Zagrijani volumen |
||||||
|
Koeficijent ostakljenja fasade zgrade |
||||||
|
Indeks kompaktnosti zgrade |
||||||
|
Pokazatelji topline i snage |
||||||
|
Toplinske performanse |
||||||
|
Smanjena otpornost na prijenos topline vanjskih ograda: |
M 2 ° C / W |
|||||
|
prozore i balkonska vrata |
||||||
|
vitraž |
||||||
|
ulazna vrata i kapije |
||||||
|
premazi (kombinirani) |
||||||
|
tavanski podovi (hladni tavani) |
||||||
|
stropovi toplih tavana (uključujući pokrivače) |
||||||
|
podovi iznad tehničkih podloga |
||||||
|
stropove nad nezagrijanim podrumima ili podzemnim podrumima |
||||||
|
stropove iznad prilaza i ispod prozora |
||||||
|
katu u prizemlju |
||||||
|
Smanjeni koeficijent prijenosa topline zgrade |
W / (m 2 ° C) |
|||||
|
Brzina izmjene zraka zgrade tijekom grijanja |
||||||
|
Brzina izmjene zraka zgrade tijekom ispitivanja (na 50 Pa) |
||||||
|
Uvjetni koeficijent prijenosa topline zgrade, uzimajući u obzir gubitke topline zbog infiltracije i ventilacije |
W / (m 2 ° C) |
|||||
|
Ukupni koeficijent prolaska topline zgrade |
W / (m 2 ° C) |
|||||
|
Pokazatelji energije |
||||||
|
Ukupni gubitak topline kroz omotač zgrade tijekom razdoblja grijanja |
||||||
|
Specifično odvođenje topline u zgradi |
||||||
|
Unos topline kućanstva u zgradu tijekom razdoblja grijanja |
||||||
|
Unos topline u zgradu od sunčevog zračenja tijekom grijanja |
||||||
|
Potražnja za toplinskom energijom za grijanje zgrade tijekom razdoblja grijanja |
Izgledi
|
Indeks |
Oznaka pokazatelja i jedinice |
Standardna vrijednost pokazatelja |
Stvarna vrijednost pokazatelja |
||
|
Procijenjeni koeficijent energetske učinkovitosti centraliziranog sustava grijanja zgrade iz izvora topline |
|||||
|
Izračunati koeficijent energetske učinkovitosti za višestambene zgrade i autonomni sustavi opskrba toplinom zgrade iz izvora topline |
|||||
|
Faktor obračuna protoka topline |
|||||
|
Koeficijent obračuna dodatne potrošnje topline |
Složeni pokazatelji
Proračun toplinske tehnike ogradnih konstrukcija, vanjskih zidova, tavanskih i podrumskih podova, prozora. Proračun toplinskih gubitaka i sustava grijanja. Toplinski proračun uređaja za grijanje. Pojedinačno mjesto grijanja sustava grijanja i ventilacije.
seminarski rad, dodan 12.07.2011
Toplinski proračun ogradnih konstrukcija na temelju zimskih radnih uvjeta. Izbor prozirnih omotača zgrada. Proračun vlažnosti (grafičko-analitička metoda Fokin-Vlasov). Određivanje zagrijanih građevinskih površina.
priručnik, dodan 01.11.2011
Toplinska zaštita i toplinska izolacija građevinskih konstrukcija zgrada i građevina, njihov značaj u moderna gradnja... Dobivanje toplinskih svojstava višeslojne ograđene strukture na fizičkim i računalnim modelima u programu "Ansys".
diplomski rad, dodan 20.03.2017
Grijanje stambene peterokatnice s ravni krov i s nezagrijanim podrumom u gradu Irkutsku. Procijenjeni parametri vanjskog i unutarnjeg zraka. Proračun toplinske tehnike vanjskih ograđenih konstrukcija. Toplinski proračun uređaja za grijanje.
seminarski rad, dodan 06.02.2009
Toplinski režim zgrade. Procijenjeni parametri vanjskog i unutarnjeg zraka. Proračun toplinske tehnike vanjskih ograđenih konstrukcija. Određivanje stupnjeva-dana razdoblja grijanja i radnih uvjeta zatvorenih konstrukcija. Proračun sustava grijanja.
seminarski rad, dodan 15.10.2013
Proračun toplinske tehnike vanjskih zidova, tavanskih podova, stropova nad nezagrijanim podrumima. Provjera strukture vanjskog zida u dijelu vanjskog kuta. Način rada zraka rad vanjskih ograda. Toplinska asimilacija podne površine.
seminarski rad, dodan 14.11.2014
Odabir dizajna prozora i vanjskih vrata. Proračun toplinskih gubitaka u sobama i zgradama. Definicija toplinski izolacijski materijali potrebno osigurati povoljni uvjeti, s klimatskim promjenama korištenjem proračuna ogradnih konstrukcija.
seminarski rad, dodan 22.01.2010
Toplinski režim zgrade, parametri vanjskog i unutarnjeg zraka. Proračun toplinske tehnike zatvorenih konstrukcija, toplinska bilanca prostora. Odabir sustava grijanja i ventilacije, poput uređaja za grijanje. Hidraulički proračun sustava grijanja.
seminarski rad, dodan 15.10.2013
Zahtjevi za građevinske konstrukcije vanjske ograde grijanih stambenih i javnih zgrada. Gubitak topline u prostoriji. Izbor toplinske izolacije za zidove. Otpornost na propusnost zraka zatvorenih konstrukcija. Proračun i odabir uređaja za grijanje.
seminarski rad dodan 06.03.2010
Proračun toplinske tehnike vanjskih ograđenih konstrukcija, gubitak topline zgrade, uređaji za grijanje. Hidraulički proračun sustava grijanja zgrade. Proračun toplinskih opterećenja stambene zgrade. Zahtjevi za sustave grijanja i njihov rad.
