Отопление и вентиляция жилого здания

Q_от= Q_т.п.+ Q_п  Вт

 

Расчет теплопотерь  через ограждающие конструкции.

 

Q_т.п.= К×F×(t_в-t_н⁵)×n×η, Вт,

 где t_в-расчетная температура внутреннего воздуха, °С:

t_н = t_н⁵ – расчетная зимняя температура наружного воздуха. Равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 , °С;

n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению наружному воздуху;

η – коэффициент, учитывающий  добавочные теплопотери (1+∑β);

К – коэффициент теплопередачи  ограждения, Вт/ м²×°С;

F- площадь ограждения, м²;

β – добавочные теплопотери  сверх основных теплопотерь через  ограждения.

 

Расчетная толщина:

- наружных стен –  0,59 м.

- чердачное перекрытие  – 0,52м.

- надподвальное перекрытие – 0,496 м.

 

Коэффициент теплопередачи:

- К_ст.= 0,332 Вт/ м²×°С.

- К_ф.п.= 0,37 Вт/ м²×°С.

- К_н.п.=0,4 Вт/ м²×°С.

- К_окна= 1,78 Вт/ м²×°С.

- К_двери= 2,3 Вт/ м²×°С.

 

 

Расчет теплопотерь на нагревы инфильтрующего воздуха  Q_и.

Q_и= 0,278×с×А_о×G_и×(t_в-t_н⁵)×F₀; Вт

 

G_и – количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² окна, кг/м²×ч;

t_в – расчетная температура внутреннего воздуха;

t_в= 18 °С – для ординарного помещения;

0,278 – переводной коэффициент:

ℓ = 1,005 кДж/кг×°С - удельная теплоемкость воздуха;

А_о – коэффициент, учитывающий влияние встречного теплового потока;

А_о=0,8;

t_н= t_н⁵;

F₀ – площадь окна, м²;

G_н – количество воздуха, поступающего путем инфильтрации через 1 м² окна кг/ м²×ч;

t_в=20 °С - для углового помещения;

t_в=16 °С – для лестничной клетки;

t_в=15 °С – для кухонь;

t_н⁵=31 °С – средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

F – площадь окна, м²;

F= 2,25 м² – для окон в помещениях;

 

G_н = (1/R)×(∆P/∆P₀)^2/3 кг/ м²×ч;

где ∆P – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности окна, Па;

∆P₀=Па – разность давлений воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию;

R_и – сопротивление воздухопроницанию окон, м²×°С / Вт.

 

R_и = -------------------------------; м²×°С / Вт.

 

 

G^н – нормативная воздухопроницаемость;

G^н = 6 кг/ м²×ч;

∆P₀=10 Па;

∆P = 9,81×(H-h)×(ρ_и-ρ_в)+0,5υ²× ρ_н×к;

где Н=1+3+3+0,7+3,5=11,2 м. – высота устья вентиляционной шахты над  поверхностью земли;

h – высота центра окна от поверхности земли,

h_1эт.=1+1+0,75=2,75м.              

h_2эт.= h_1эт.+3=5,75м.

h_А.= h_1эт.+1,5=4,25м.

 

ρ_и - плотность наружного воздуха при t_н⁵= -31°С;

 

ρ_и = ------------- = ------------- =1,45

 

ρ_и – плотность внутреннего воздуха при температуре внутреннего воздуха, к = 1 – коэффициент, учитывающий изменение скоростного (динамического) давления в зависимости от высоты здания;

V- Скорость ветра в январе м/с;      V = 5,9 м/с.

 

а) ρ_нв = ρ_нв¹⁰⁸ = ρ_нв¹⁰⁶ =353/(273+15)=1,23;

      

ρ_нв¹⁰² = ρ_нв¹⁰³ = ρ_нв¹⁰⁷ =353/(273+18)=1,21;

ρ_нв¹⁰¹ = ρ_нв¹⁰⁹ = ρ_нв¹⁰⁴ = ρ_нв¹⁰⁵ =353/(273+20)=1,2;

 

б) ∆P^{101,104,105,109} = 9,81(11,2-2,75)(1,4-1,2)+0,5×1,45×5,9²=41,8 Па;

∆P^{201,204,205,209} =9,81(11,2-5,75)(1,4-1,2)+0,5×1,45×5,9^²=35,3 Па;

∆P^102,103,107 =9,81(11,2-2,75)(1,4-1,21) +0,5×1,45×5,9²=40,2 Па;

∆P^202,203,207 =9,81(11,2-5,75)(1,4-1,23) +0,5×1,45×5,9²=33,8 Па;

∆P^108,106 =9,81(11,2-2,75)(1,4-1,23) +0,5×1,45×5,9²=37,8 Па;

∆P^206,208 =9,81(11,2-5,75)(1,4-1,23) +0,5×1,45×5,9²=32,6 Па;

 

R_и=1/6(∆P/∆P₀)^2/3 м²×°С / Вт;

 

в) R_и^{101,104,105,109}=1/6(41,8/10)^2/3=0,17×3,4=0,57 м²×°С / Вт;

R_и^{201,205,204,209}=1/6(35,3/10)^2/3=0,17×2,6=0,44 м²×°С / Вт;

R_и^102,103,107=1/6(40,2/10)^2/3=0,17×2,8=0,47 м²×°С / Вт;

R_и^202,203,207=1/6(33,8/10)^2/3=0,17×2,44=0,41 м²×°С / Вт;

R_и^108,106=1/6(37,8/10)^2/3=0,17×2,78=0,47 м²×°С / Вт;

R_и^208,206=1/6(32,6/10)^2/3=0,17×2,5=0,42 м²×°С / Вт.

 

G_и=(1/R_н)( ∆P/∆P₀)^2/3 кг/ м²×ч;

 

г) G_и^{101,104,105,109}=1/0,57×3,4=5,96 кг/ м²×ч;

G_и^{201,204,205,209}=1/0,44×2,6=5,9 кг/ м²×ч;

G_и^108,106=1/0,47×2,8=5,94 кг/ м²×ч;

G_и^208,206=1/0,41×2,44=5,87 кг/ м²×ч;

G_и^102,103,107=1/0,47×2,78=5,88 кг/ м²×ч;

G_и^202,203,207=1/0,42×2,5=5,95 кг/ м²×ч;

 

 

Q_и=0,503×G_и×(t_в-t_н) Вт;

 

д) Q_и^{101,104,105,109}=0,503×5,96×(20+21)=123,5 Вт;

Q_и^{201,204,205,209}=0,503×5,9×(20+21)=125,7 Вт;

Q_и^102,103,107=0,503×5,94×(15+21)=110,8 Вт;

Q_и^202,203,207=0,503×5,95×(18+21)=116,8 Вт;

Q_и^106,108=0,503×5,87×(15+21)=109 Вт;

Q_и^206,208=0,503×5,88×(15+21)=109 Вт;

 

 

Расход теплоты  на нагрев воздуха, поступающего для компенсации естественной вытяжки из квартиры Q_в (для жилых комнат):

 

Q_в=(t_в-t_н^вент)×F_п, Вт;

где F_п - площадь пола, м²

t_н^вент - -10°С – температура наружного воздуха для расчета вентиляции,

t_в= 18°С –для ординарных помещений,

t_в= 20°С –для угловых помещений;

 

101 F_п =15,95                           105 F_п =15,95

102 F_п =8,78                             к106 F_п =6,25

103 F_п =8,78                             107 F_п =15,95

          104 F_п =15,95                           к108 F_п =7,5

                                                 109 F_п =15,95

 

Площадь пола коридора:

2,3×2,5=5,75;   3,5;  2,5×3,5=8,75

 

Q_в^{101,104,105,109,201,205,209}=(20+10)×15,95=478,5 Вт;

Q_в^106,206=(15+10)×6,25=156,3 Вт;

Q_в^108,202=(25+10)×7,5=187,5 Вт;

Q_в^{102,202,103,203}=(18+10)×8,78=245,8 Вт;

Q_в^107,207=(18+10)×15,95=446,6 Вт;

Результаты расчетов приведены в таблицах 2 и 3.

 

Бытовые теплопоступления Q_б определяются для всех помещений, кроме лестничной клетки.

 

Q_б=14×F_п, Вт;

где F_п – площадь пола, м²

Q_б^{101,104,105,109,201,204,205,209}=14×15,95=223,3 Вт;

Q_б^{102,202,103,203}=14×8,78=122,9 Вт;

Q_б^106,206=14×6,25=87,5 Вт;

Q_б^107,207=14×15,95=223,3 Вт;

Q_б^108,208=14×7,5=105 Вт.

 

 

Определение удельной тепловой характеристики Q_уд, м²×°С / Вт.

 

Q_уд= ---------------------;

 

где Q_от=Вт – отопительная нагрузка здания;

t_в=18°С

t_н⁵= - 31°С

V – объем здания по наружным параметрам без чердака, м³;

где Н=1+3+3+0,7=7,7м – высота здания от поверхности земли;

L=15,4 м. – длина здания по наружным параметрам;

В=12 м. – ширина здания по наружным параметрам;

 

V=Н×L×В=7,7×15,4×12=1422,96 м³;

Подставляя значения в формулу удельной тепловой характеристики, получаем:

 

Q_уд= 18155/1422,96×44=0,29 Вт/ м²×°С.

Тепловые потери через ограждения       

Таблица 1

Помещение		Характеристика ограждений						Теплопотери Qтп,Вт	Добавочные теплопотери  β		Коэффициент η	Общие теплопотери через  ограждение, Вт
№	Наименование tв, °С	наименование	Ориентация по сторонам света	Размер a×b, м×м	Площадь F, м2	К Вт/ м²×°С	∆tn °С		На ориентацию, %	прочие
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
101	ЖК  20 °С       коридор	НС НС ДО ДО ПЛ ПЛ	С В С В - -	6,0×3,6 3,4×3,6 1,5×1,5 1,5×1,5 3×5,6 0,5(2,8×2,6)	21,6 12,24 2,25 2,25 16,8 3,5	0,357 0,357 1,78 1,78 0,4 0,4	46 46 46 46 27,6 27,6	337,8 191,4 149 149 120,5 25,1	10 10 10 10 - -	- - - - - -	1,1 1,1 1,1 1,1 - -	371,6 210,5 164 164 120,5 25,1 ∑=1055,7
102	ЖК 18 °С   коридор	НС ДО ПЛ ПЛ	В В - -	2,8×3,6 1,5×1,5 2,5×3,5 0,5(2,8×2,5)	10,08 2,25 8,78 4,8	0,357 1,78 0,4 0,4	44 44 26,4 26,4	151 142,6 57,1 24	10 10 - -	- - - -	1,1 1,1 1 1	166,1 156,9 57,1 24 ∑=404,1
103	ЖК 18 °С   коридор	НС ДО ПЛ ПЛ	В В - -	2,8×3,6 1,5×1,5 2,5×3,5 0,5(2,8×2,5)	10,08 2,25 8,78 4,8	0,357 1,78 0,4 0,4	44 44 26,4 26,4	151 142,6 57,1 34,2	10 10 - -	- - - -	1,1 1,1 1 1	166,1 156,9 57,1 34,2 ∑=414,3
104	ЖК 20 °С       коридор	НС НС ДО ДО ПЛ ПЛ	В Ю В Ю - -	3,4×3,6 6,0×3,6 1,5×1,5 1,5×1,5 5,6×3,0 0,5(2,8×3,4)	12,24 21,6 2,25 2,25 16,8 4,8	0,357 0,357 1,78 1,78 0,4 0,4	46 46 46 46 27,6 27,6	194 337,8 149 149 120,5 34,2	10 0 10 0 - -	- - - - - -	1,1 1 1,1 1 1 1	213,4 337,8 163,9 149 120,5 34,2 ∑=1018,8
105	ЖК 20 °С       коридор	НС НС ДО ДО ПЛ ПЛ	Ю З Ю З	6,0×3,6 3,4×3,6 1,5×1,5 1,5×1,5 3,0×5,6 0,5(2,8×3,4)	21,6 12,24 2,25 2,25 16,8 4,8	0,357 0,357 1,78 1,78 0,4 0,4	46 46 46 46 27,6 27,6	337,8 191,4 149 149 120,5 34,2	0 5 0 5 - -	- - - - - -	1 1,05 1 1,05 1 1	337,2 200,9 149 156,4 120,5 34,2 ∑=998,2
106	Кухня 15 °С   коридор	НС ДО ПЛ ПЛ	З З - -	2,8×3,6 1,5×1,5 2,8×2,3 0,5(2,8×2,3)	10,08 2,25 8,32 4,16	0,357 1,78 0,4 0,4	41 41 24,6 24,6	150,5 132,8 53,2 19,7	5 5 - -	- - - -	1,05 1,05 1 1	158 139,4 53,2 19,7 ∑=370,3
107	ЖК 18 °С   коридор	НС ДО ПЛ ПЛ	З З - -	3,0×3,6 1,5×1,5 3,0×5,6 0,5(2,8×2,3)	10,08 2,25 15,95 3,2	0,357 1,78 0,4 0,4	44 44 24,6 24,6	161,5 142,6 115,3 22,1	5 5 - -	- - - -	1,05 1,05 1 1	169,6 149,7 115,3 22,1 ∑=456,7
108	Кухня 15 °С	НС ДО ПЛ ПЛ	З З - -	2,8×3,6 1,5×1,5 2,6×2,3 0,5(2,8×2,3)	10,08 2,25 7,5 3,2	0,357 1,78 0,4 0,4	41 41 24,6 24,6	140,5 132,8 53,2 20,5	5 5 - -	- - - -	1,05 1,05 1 1	147,5 139,4 53,2 20,5 ∑=360,6
109	ЖК 20 °С	НС НС ДО ДО ПЛ ПЛ	З С З С - -	3,4×3,6 6,0×3,6 1,5×1,5 1,5×1,5 5,5×2,9 0,5(2,8×2,3)	12,24 21,6 2,25 2,25 15,95 3,2	0,357 0,357 1,78 1,78 0,4 0,4	46 46 46 46 27,6 27,6	190,4 337,8 149 149 120,5 23	5 10 5 10 - -	- - - - - -	1,05 1,1 1,05 1,1 1 1	201 371,6 156,5 164 120,5 23 ∑=1036,6
А	ЛК 16 °С	НС ДО ДД ПЛ ПТ	В В В - -	3×7,3 1,5×1,5 1,2×2,2 3×5,66 3×5,66	19,26 2,25 2,64 16,8 16,8	0,357 1,78 2,3 0,4 0,37	42 42 42 25,2 37,8	275 136 255 110 165	10 10 10 - -	- - 2×80 - -	1,1 1,1 2,7 1 1	302,5 149,6 688,5 110 165 ∑=1415,6
201	ЖК 20 °С       коридор	НС НС ДО ДО ПТ ПТ	С В С В - -	6,0×3,7 3,4×3,7 1,5×1,5 1,5×1,5 3×5,6 0,5(2,8×2,3)	22,2 12,58 2,25 2,25 16,8 3,2	0,357 0,357 1,78 1,78 0,37 0,37	46 46 46 46 41,4 41,4	347,2 191,4 149 149 182,8 34,7	10 10 10 10 - -	_ _ _ _ _ _	1,1 1,1 1,1 1,1 1 1	382 210,5 164 164 182,8 34,7 ∑=1138
202	ЖК 18 °С   коридор	НС ДО ПТ ПТ	В В - -	2,8×3,7 1,5×1,5 2,8×3,7 0,5(2,8×2,3)	10,36 2,25 10,36 3,2	0,357 1,78 0,37 0,37	44 44 39,6 39,6	154,9 142,6 106,6 49	10 10 - -	- - - -	1,1 1,1 1 1	170,4 156,9 106,6 49 ∑=482,9
203	ЖК 18 °С   коридор	НС ДО ПТ ПТ	В В - -	2,8×3,7 1,5×1,5 2,8×3,7 0,5(2,8×3,4)	10,36 2,25 10,36 4,76	0,357 1,78 0,37 0,37	44 44 39,6 39,6	154,9 142,6 106,6 49	10 10 - -	- - -    -	1,1 1,1 1    1	170,4 156,9 106,6 49 ∑=482,9
204	ЖК 20 °С       коридор	НС НС ДО ДО ПТ ПТ	В Ю В Ю - -	6,0×3,7 3,4×3,7 1,5×1,5 1,5×1,5 3,0×5,66 0,5(2,8×3,4)	22,2 15,88 2,25 2,25 16,98 4,76	0,357 0,357 1,78 1,78 0,37 0,37	46 46 46 46 41,4 41,4	347,2 196,7 149 149 180,8 51,2	10 0 10 0 - -	- - - - - -	1,1 1 1,1 1 1 1	382 196,7 163,9 149 180,8 51,2 ∑=1123,6
205	ЖК 20 °С       коридор	НС НС ДО ДО ПТ ПТ	Ю З Ю З - -	6,0×3,7 3,4×3,7 1,5×1,5 1,5×1,5 3,0×5,6 0,5(2,8×2,3)	22,2 12,58 2,25 2,25 16,8 3,2	0,357 0,357 1,78 1,78 0,37 0,37	46 46 46 46 41,4 41,4	347,2 196,7 149 149 180,8 34,7	0 5 0 5 - -	- - - - -    -	1 1,05 1 1,05 1 1	347,2 206,5 149 156,5 180,8 34,7 ∑=1074,7
206	Кухня 15°С   коридор	НС ДО ПТ ПТ	З З - -	2,8×3,7 1,5×1,5 2,8×3,7 0,5(2,8×2,3)	10,36 2,25 6,44 3,2	0,357 1,78 0,37 0,37	41 41 36,9 36,9	144,4 132,8 61,8 30,9	5 5 - -	- - - -	1,05 1,05 1 1	151,6 139,4 61,8 30,9 ∑=383,7
207	ЖК 18°С   коридор	НС ДО ПТ ПТ	З З - -	3,0×3,7 1,5×1,5 3,0×5,6 0,5(2,8×3,4)	11,1 2,25 16,8 3,5	0,357 1,78 0,37 0,37	44 44 39,6 39,6	166 142,6 172,9 49	5 5 - -	- - - -	1,05 1,05 1 1	174,3 149,7 172,9 49 ∑=545,9
208	Кухня 15°С   коридор	НС ДО ПТ ПТ	З З - -	2,8×3,7 1,5×1,5 3,0×5,6 0,5(2,8×3,4)	10,36 2,25 16,44 3,5	0,357 1,78 0,37 0,37	41 41 36,9 36,9	144,4 132,8 61,8 33,6	5 5 - -	- - - -	1,05 1,05 1 1	151,6 139,4 61,8 33,6 ∑=386,4
209	ЖК 20°С	НС НС ДО ДО ПТ ПТ	С З С З - -	6,0×3,7 3,4×3,7 1,5×1,5 1,5×1,5 3,0×5,6 0,5(2,8×2,5)	22,2 12,58 2,25 2,25 16,4 3,4	0,357 0,357 1,78 1,78 0,37 0,37	46 46 46 46 41,4 41,4	341,4 196,7 149 149 182,7 37,7	10 5 10 5 - -	- - - - - -	1,1 1,05 1,1 1,05 1 1	375,5 206,5 163,9 156,5 182,7 37,7 ∑=1122,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловые затраты  на подогрев инфильтрационного воздуха

 

Таблица 2

Этаж	Номер помещения	tв°С	∆P, Па	Gи, кг/м2×ч	F0, м2	Qи, Вт
1	101 102 103 104 105 106 107 108 109	20 18 18 20 20 15 18 15 20	32,2 31,3 31,3 32,2 32,2 29,6 31,3 29,6 32,2	5,8 5,9 5,9 5,8 5,8 5,8 5,9 5,8 5,8	15,95 8,78 8,78 15,95 15,95 6,25 15,95 7,5 15,95	119,8 106,8 106,8 119,8 119,8 105 106,8 105 119,8
2	201 202 203 204 205 206 207 208 209	20 18 18 20 20 15 18 15 20	32,2 31,3 31,3 32,2 32,2 29,6 31,3 29,6 32,2	5,8 5,9 5,9 5,8 5,8 5,8 5,9 5,8 5,8	15,95 8,78 8,78 15,95 15,95 6,25 15,95 7,5 15,95	119,8 106,8 106,8 119,8 119,8 105 106,8 105 119,8

 

 

Таблица 3

Номер помещения	tв°С	tнвент,°С	Fп, м2	Qв, Вт
101,104,105,109,201,204,205,209   106,206   108,208   102,103,202,203   107,207	20   15   15   18   18	-10   -10   -10   -10   -10	15,95   6,25   7,5   8,78   15,95	478,5   156,3   187,5   245,8   446,6

 

 

Сводная таблица  теплопотерь

Таблица 4

Этаж	Помещение	Тепловая нагрузка, Вт
		Qтп	Qи	Qв	Qб	Qот
1	101	1021,5	120	479	223	1358
	102	374,7	107	246	123	536
	103	384,9	107	246	123	547
	104	1006,3	120	479	223	1342,6
	105	1040,3	120	479	223	1377
	К 106	384,5	105	156	88	358
	107	471,9	107	447	223	808
	К 108	374,3	105	188	105	492
	109	1053,4	120	479	223	1390
ЛК	А	1416,3				1416
2	201	1093,4	120	479	223	1430
	202	437	107	246	123	599
	203	453	107	246	123	615
	204	1098,7	120	479	223	1435
	205	1116,8	120	479	223	1453
	К 206	397,5	105	156	88	371
	207	561,4	107	447	223	1002
	К 208	400,2	105	188	105	312
	209	976,8	120	479	223	1313
	Итого: 15096