Теплоснабжение и вентиляция гражданского здания

 

 

Исходные  данные:

 

Характеристика  здания:

 

Проектируемое здание одноэтажное, с  чердаком, без подвала. Назначение здания – столовая. Наружные стены выполнены из керамического пустотелого кирпича. Плотность кладки 1600. Перекрытия – железобетонные плиты.

 

 

Климатические данные:

 

Проектируемое здание находится  в городе Магнитогорск. Средняя температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 –      

 (-34°С). Средняя температура отопительного периода - ( -7,9 °С). Продолжительность отопительного периода – 218 суток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Системы отопления.

 

 

1.1 Определение термического сопротивления наружной стены.

 

    Конструкция  наружной стены принимается следующая:  комбинированная кладка из кирпича  с заполненным слоем изоляции, внутренняя поверхность оштукатурена.  

 

 

                                                                 1-слой штукатурки толщиной 0.02м

                                                                 2-кладка кирпичная толщиной 0.25м

                                                                 3-слой изоляции

                                                                 4- кладка кирпичная толщиной 0.25м

 

 

 

 

                                                             

                                                                

                                                      

                                                        

                                                       

                                                       

        1         2          3           4

 

Материал комбинированной  кладки - кирпич керамический пустотелый с плотностью 1600 кг/м. Теплоизоляционный  материал – пенополистирол.

 

.По СНиП I I-3-79*(приложение 3) расчетные коэффициенты теплопроводности :

    λкл( кладки)=0.47 Вт/м˚С

    λиз(изоляции)=0.041 Вт/м˚С

     λшт(штукатурки)=0.92 Вт/м˚С

 

Исходя из санитарно-гигиенических условий, сопротивление  теплопередачи наружной ограждающей  конструкции определяется по формуле:

 

R₀ =n(t_в-t_н)/Δt^н∙α_b       [м²*ºС/Вт]        

 

где n=1 – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху ( по табл. 3 СНиП I I-3-79*);

 

t_в = 20 ºС – расчетная температура воздуха внутри помещения (по ГОСТ 30494-96);                           

 

t_н = -34 ºС – расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки (по СНиП 2.01.01-82);

 

Δtн= 6,0 ºC- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции ( по СТО 00044807-001-2006);                                                                                                                                                          

α_b = 6,75 - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций ( по СТО 00044807-001-2006);                                                                                

 

 

R₀ = 1*(20+34)/6*6,75= 1,33 м²*ºС/Вт

 

 Требуемое сопротивление теплоотдачи  ограждающих конструкций, исходя  из условий энергосбережения, Ro определяется  по приложению 2 методички, предварительно определив градусо-сутки отопительного периода по формуле:

 

                                                       ГСОП=(tв-tоп)∙Zоп                                                      

   

 tоп = -7,9 ºС средняя температура периода со средней суточной температурой воздуха

<=8 ºС (по  СНиП 2.01.01-82);

 Zоп = 218 сут.- продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха

<=8 ºС (по  СНиП 2.01.01-82);

 

ГСОП=(20+7,9)•218=6082

4000 – 1,4

6000 – 1,8

 

R^тр= 1,8 м²*ºС/Вт

 

Из R^тр и R₀ выбираем наибольшее. R₀ = 1,8 м²*ºС/Вт.

 

Фактическое сопротивление  теплопередачи вычисляется по формуле:

 

 

        1      δкл    δиз   δшт

Ro=   — + — + — + —,

        α_н     λкл    λиз     λшт

 

где α_н=23 Вт/м²˚С –коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции ( по табл. 6 СНиП I I-3-79);

 

δ – толщина конструктивного слоя ограждения, м [1];

 

λ – коэффициент теплопроводности материала конструкционного слоя, Вт/м²˚С [1];

 

Из формулы (2) определяем необходимую толщину утепляющего слоя для наружной стены:

 

1,8 = 1/23 + 0,5/0,47 + δиз /0,041 + 0,02/0,92

 

δиз = 0,028 м

 

 

                                   

1.2 Определение термического сопротивления окон.

 

Требуемое сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконов, дверей) определяется в зависимости от ГСОП приложению 2 методички.

  ,

где

t_оп = -7.9°С – средняя температура отопительного периода, принимается по табл.1 [2];

z_оп=218 суток – продолжительность отопительного периода;

 

ГСОП=(20-(-7.9))*218=6082,2 °С×сут

 

Интерполяцией получим R_норм=0,43 м²×°С/Вт. По табл.14 СТО 00044807-001-2006 принимаем в зависимости от сопротивления теплопередаче окно с ближайшим большим R_норм=0,43 м²×°С/Вт. Выбираем двойное остекление в раздельных переплетах.

 

 

1.3   Определение термического сопротивления наружных дверей.

 

 Приведенное сопротивление теплопередачи наружной двери должно быть не меньше, чем 60% от сопротивления теплопередачи наружной ограждающей конструкции из условий санитарно-гигиенических норм, т. е. 

 

R^норм._пр. => 0,6 * R^тр. = 0,6 * 1,8 = 1,08 Вт/м²˚С

 

 

1.4   Определение термического сопротивления чердачного перекрытия.

 

В качестве чердачного перекрытия принимаем следующую конструкцию, состоящую из нескольких слоев:

 

 

  1.Цементно-песчаная  стяжка

2.Пароизоляция ( Рубероид)

  3.Утепляющий  слой (плиты торфяные теплоизоляционные,  плотность 300), толщина определяется  расчетом.

4.Пергамин

5.Железобетонная плита

6.Штукатурка

 

Определим термическое сопротивление железобетонной плиты. Для простоты расчета принимаем схему сечения плиты с квадратными отверстиями в плите вместо круглых.

 

 

 

При делении  плоскостями, параллельными тепловому  потоку. Получаем два параллельных участка. Участок I - однородный, участок II - многослойный, состоящий из двух одинаковых по толщине слоев а и в, а также горизонтальной воздушной прослойки. Сопротивления теплопередаче этих участков R_I и R_II соответственно равны:

 

R_I = 0,22*1.92 = 0,114 м² ºС/Вт

 

Для панели чердачного перекрытия горизонтальная воздушная прослойка с потоком теплоты снизу вверх отделена от холодного чердака слоем утеплителя, поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях Rв.п = 0,15 м2·°С/Вт. Следовательно,

 

R_II = 0,04 + 0,15 = 0,19 м² ºС/Вт;

 

Сопротивление теплопередаче всей плиты при разбивке его плоскостями, параллельными тепловому потоку, определяем по формуле:

 

 

для чердачного перекрытия:

R_a = (0,07+0,14)/((0,07/0,114)+(0,14/0,19)) = 0,156 м² ºС/Вт

 

Требуемое сопротивление чердачного перекрытия определяем в зависимости от ГСОП:

 

4000 – 2,7

6000 – 3,4

R₀ = 3,4 м² ºС/Вт;

 

 

 

Материал	кг/м	Вт/(м С)	м
Цементно-песчаный стяжка	1800	0.93	0.05
Пароизоляция  из рубероида	600	0.17	0.01
Утеплитель (плиты торфяные)	300	0.08	-
Пергамин	600	0.17	0.005
Ж/Б плита	R=0.156
Цементно-песчаный затирка	1800	0,92	0.005

 

 

 

 

Толщина утепляющего  слоя  находится по формуле:

 

                                             1        δшт        δр    δиз                   1

                                    R^тр=   —  +   —    + — + — + Rж\б +   —

                                               αв       λшт         λр       λиз                        αн

 

 

α_b = 8,7 (по СТО 00044807-001-2006);

α_н = 12 Вт/м²˚С;

 

 

δиз=0.84 м

 

 

 

1.5  Определение термического сопротивления пола.

 

Конструкция пола:

 

1.Линолеум  5 мм

2.Цементно-песчаная  стяжка 50 мм

3.Утеплитель (пенополистирол)

4.Ж/Б плита.

                                                                                                               

 

 

 

 

                        

Материал		λ	δ
Линолеум	1800	0,38	0,005
Цементно-песчаная  стяжка	1800	0,93	0.05
Пенополистирол	40	0.041	-
Ж/Б плита			0.22

 

Расчет термического сопротивления пола производится по зонам:

 

 

Приведенное термическое сопротивление  окон и балконных дверей определяется по приложению 2 методички

 

              ГСОП= 6082                   4000-2,7

                                                       6000-3,4

              Ro = 3,4 [м² ºС/Вт]   

Rнп- термическое сопротивление не утепленного пола, принимается в зависимости от зоны.

 

         Rнп= 2.1 м² ºС/Вт - 1 зона;

             Rнп= 4.3 м² ºС/Вт - 2 зона;

             Rнп= 8.6 м² ºС/Вт  - 3 зона;

             Rнп= 14.2 м² ºС/Вт - 4 зона.

 

(1-ая зона)    Rнп1==1,18(2,1+3,4)=6,49 [м² ºС/Вт]

 

(2-ая зона)    Rнп2=1,18(4,3+3,4)=9,086  [м² ºС/Вт]

 

(3-я зона)   Rнп3=1,18(8,6+3,4)=14,16 [м² ºС/Вт]

 

(4-я зона)   Rнп4=1,18(14,2+3,4)=20,8 [м² ºС/Вт]

 

Рассчитаем  толщину утеплителя только для первой зоны.

 

                                                  1       0.005       δиз      0.05          1

                                    6,49 =   — +    —   +      —    +  —   +     — + 0,156

                                                  6       0.380      0.041    0.93        8.7

 

δ =0.48 м

                       

1.6  Определение термического сопротивления внутренней стены и перегородок.

Термическое сопротивление внутренних стен определяется по формуле:

                                             2     δст       2δшт      

                                    Ro=   — + —  +    — ;

                                             αв    λст        λшт        

 

где δст = 0.370 – толщина внутренней несущей стены  

 

 

                                            2       0.37        2·0.02      

                                    Ro=   —  +   —    +   — ;

                                           6,75     0.5           0.9

          

Ro = 1,08 м² ºС/Вт

 

Термическое сопротивление перегородок определяется по формуле:

 

                                             2      δпер       2δшт      

                                    Ro=   — + —  +      — ; 

                                             αв     λпер         λшт 

 

где δпер=0.120 –толщина перегородок     

 

                                           

                                           

                                            2      0.12        2·0.02      

                                     Ro=  — +    —    +    — ;

                                             6,75     0.5            0.9