Проверка ограждающих конструкций 1 страница

Проверка внутренней поверхности наружной стены на конденсацию влаги.

1. Определение температуры на внутренней поверхности наружной стены.

Используем выражение:

,^оС (13),

где t_В - то же, что и в формуле (1).

t_Н - то же, что и в формуле (1).

R_О - сопротивление теплопередаче стены, принятое в результате сравнения его с R_ЭК и R_НОРМ

α _В - то же, что и в формуле (1).

2. Определение парциального давления водяного пара при температуре t_В и нахождение точки росы.

Максимальное парциальное давление водяного пара при температуре t_В определяют по [1, прил. Ж] – Р_НАС, Па.

3. Далее находят парциальное давление пара при нормальной относительной влажности φ, % [1, табл. 4.1] помещения

Р_П = φ· Р_НАС, Па (14)

Пользуясь [1, прил. Ж] по Р_П определяют температуру, называемую точкой росы. Затем сравнивают: t_В>t_Р не менее, чем на 2^оС.

на воздухопроницаемость.

Расчет сопротивления воздухопроницанию следует производить для наружных стен, перекрытий (покрытий), окон, балконных дверей. Сопротивление воздухопроницанию выше указанных элементов зданий R_u, , согласно [1, п.п. 8.1 и 8.4] должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию R_U^ТР, . В курсовом проекте следует определить сопротивление воздухопроницанию только для окон и балконных дверей.

Величину R_U^ТР для окон и балконных дверей, определяют по формуле

,(15)

где G_НОРМ - нормативная воздухопроницаемость окон и балконных дверей, кг/(м²·ч), выбираемая по формуле [1, табл. 8.1]. Для окон и балконных дверей жилых и общественных зданий G_НОРМ = 10 кг/(м²·ч);

_D Р - разность давления воздуха на наружной и внутренней поверхностях окон и балконных дверей, Па, определяется по формуле

_DР=0,55·H·( _Н - _В)+0,03· _Н·w², Па (16),

где Н -высота здания (от поверхности земли до верха карниза),м;

_{Н, В} - удельный вес, Н/м³, соответственно наружного и воздуха помещения, определяемый по формуле

, (17),

t - температура воздуха (t = t₅, обеспеч. 0,92 или t = t_В);

w - максимальная из средних скоростей по румбам за январь, м/с [1,табл.4.5].

Сопротивление воздухопроницанию окон, балконных дверей следует принимать по [1, табл. Д1].

В случае несоблюдения условия R_U ≥ R_U^ТР следует взять отдельные слои ограждающих конструкций и вид заполнения светового проема с более высоким сопротивлением воздухопроницанию.

3.5. Расчет потерь теплоты отдельными помещениями

и зданием в целом.

Тепловую мощность системы отопления определяют по балансу часовых расходов тепла для расчетных зимних условий.

Тепловые потери через ограждения, отделяющие отапливаемые помещения от неотапливаемых или от наружного воздуха, определяются если разность расчетных температур (t_В - t₅) 5. Расчет теплопотерь производят через все ограждающие конструкции для каждого помещения в отдельности. Перед началом расчета тепловых потерь определяют величины сопротивления теплопередаче (коэффициенты теплопередачи) всех ограждающих конструкций, вычерчивают планы этажей и разрез здания, уясняют назначение каждого помещения. Все помещения здания поэтажно пронумеровывают (1-й этаж - помещении № 101,102 и т.д.; 2-й этаж - № 201,202 и т.д.), начиная с верхнего углового левого помещения по ходу часовой стрелки. Лестничные клетки обозначают буквами А, Б, В и т.д. и независимо от этажности здания рассматривают как одно помещение по всей высоте. Подсобные помещения (кладовые, коридоры, санузлы, ванные комнаты и т.п.), не имеющие вертикальных наружных ограждений, можно не нумеровать. Теплопотери этих помещений через полы (нижнего этажа) или потолки (верхнего этажа) обычно относят к смежным с ними помещениям и учитывают при определении поверхности отопительных приборов.

Для правильного составления теплового баланса помещений при определении тепловых потерь следует учитывать основные и добавочные потери тепла помещениями (для жилых зданий):

Q_ОТ=Q_ТП+Q^{(ИНФ)(ВЕНТ)} – Q_Б, Вт, (18),

где Q_ТП - основные (трансмиссионные) потери теплоты через наружные ограждающие конструкции, Вт;

Q^{(ИНФ)(ВЕНТ)} - добавочные потери тепла на нагревание воздуха инфильтрующегося в помещения;

1) Q^(ИНФ) - вследствие действия теплового и ветрового давления, а также работы системы вентиляции;

2) Q^(ВЕНТ) - в результате естественной вытяжки, не компенсируемой приточным подогретым воздухом в размере нормативного воздухообмена;

Q_Б - бытовые тепловыделения, поступающие в отапливаемые помещения, Вт.

3.5.1. Основные потери теплоты определяют в соответствии с [2,прил.9,п.1] с округлением до 10 Вт путем суммирования потерь тепла через отдельные ограждения для каждого отапливаемого помещения по формуле:

Q_ОСН = , Вт, (19),

где F - расчетная площадь ограждения, м²;

R - сопротивление теплопередаче ограждения, (м²·^оС)/Вт;

t_В - то же, что и в формуле (1);

t_Н - расчетная температура наружного воздуха (температура наиболее холодной пятидневки t₅), при расчете потерь тепла через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения при расчете потерь тепла через внутренние ограждения [3, формула(8.6)];

n - то же, что и в формуле (1);

Ψ - добавочные потери теплоты через ограждения, принимаемые в долях от основных потерь:

а) для наружных вертикальных и наклонных стен, дверей и окон, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад Ψ = 0,1; на юго-восток и запад - в размере Ψ = 0,05;

б) для наружных дверей, не оборудованных воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания Н, м, в размере:

Ψ = 0,2Н - для тройных дверей с двумя тамбурами между ними;

Ψ = 0,27Н, Ψ = 0,34Н - для двойных дверей с тамбуром между ними или без тамбура, соответственно;

Ψ = 0,22Н - для одинарных дверей.

3.5.2. Определение расходов теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха в помещения жилых и общественных зданий.

а) Q^инф, Вт - вследствие действия теплового и ветрового давления, а также работы системы вентиляции, определяемый согласно [2, прил.10] по формуле:

Q^инф =0,28 · ∑G· с·(t_В-t_Н)·А, Вт, (20);

где с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 КДж/(кг·оС);

t_В, t_Н - расчетные температуры внутреннего в помещении и наружного воздуха (t₅ обеспеченностью 0,92);

А - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в ограждениях: А = 0,8 для окон и балконных дверей с раздельными переплетами; А =0,7 - для стыков панелей и окон с тройными перелетами.

∑G - суммарный расход инфильтрующегося воздуха в помещение через неплотности наружных ограждений (окон, балконных дверей, внутренних и наружных дверей, ворот, стыков стеновых панелей), кг/ч, определяемый по формуле:

(21);

где F_O, F_Д - соответственно площадь окон, балконных дверей и других ограждений;

R_UO, R_UД - соответственно сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей и других ограждений, (м²·ч·Па)/кг, определяемое по [1, табл.Д1];

l - длина стыков стеновых панелей, м;

∆Р_О, ∆Р_Д, ∆Р_С , Р₁ - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях соотвественно окон, балконных дверей и других ограждений, Па, определяется по формуле:

,(22);

где Н - высота здания, м, от уровня земли до верха карниза или устья вытяжной шахты;

h - расчетная высота, м, от уровня земли до верха окон, балконных дверей, ворот или до середины вертикальных стыков стеновых панелей;

, – то же, что и в формуле (16), Н/м3;

w - то же, что и в формуле (16), м/с;

C_Н, C_П - аэродинамические коэффициенты, соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждения здания, принимаемые по СНиП 2.01.07-85 (C_Н = 0,8 и Cп = - 0,6);

К - коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты здания, принимаемой по СНиП 2.01.07-85.

В курсовом проекте при высотах здания (10;20;30)м принимают К =0,6; 0,9; 1,2, соответственно.

Р_УП - условно-постоянное давление воздуха в помещении, Па; для жилых зданий с естественной вентиляцией принимают Р_УП = 0.

В курсовом проекте с целью сокращения объема работы инфильтрацию воздуха в помещение через стыки стеновых панелей учитывать не следует.

б) Расход теплоты на нагрев поступающего воздуха в жилые помещения в результате вытяжной вентиляции, не компенсируемого подогретым приточным воздухом, определяется согласно [2, прил.10 п. 2].

Q^ВЕНТ=0,28·L·p·c·(t_В-t_Н), Вт, (23);

где L - расход удаляемого воздуха, не компенсируемый подогретым приточным воздухом, м³/ч, принимается 3 м³/ч на 1м² площади жилых помещений;

р - плотность воздуха в помещении, кг/м³;

с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 КДж/кг^оС;

t_В, t_Н - то же, что и в формуле (20);

За расчетный расход теплоты на нагревание воздуха, поступающего в жилые помещения, принимается большая из двух величин:

а) Q^ИНФ и б) Q^ВЕНТ, которая входит в качестве слагаемого в общие потери теплоты.

3.5.3. Определение бытовых тепловыделений.

Общие потери теплоты отапливаемыми помещениями жилых зданий (формула 18) следует уменьшать на величину бытовых тепловыделений, определяемых из расчета 21 Вт на 1м² площади пола отапливаемого помещения (Fп):

Q_Б=21· F_П, Вт, (24).

При подсчете потерь теплоты в лестничной клетке здания вместо величины Q^ИНФ учитывают добавочные потери теплоты Ψ на подогрев холодного воздуха, поступающего при открывании наружных дверей, принимаемые согласно [2, прил.9].

3.5.4. Расчетный бланк для определения потерь теплоты.

Расчет потерь теплоты сводят в специальную таблицу (1), определяя суммарные потери теплоты для каждого помещения и в целом по зданию. В графу 3 таблицы вносят условные обозначения наружных ограждений (Н.C. - наружная стена; ТО - тройное окно; ПЛ - пол; ПТ - потолок и т.д.). В графе 4 указывается ориентация ограждающей конструкции по сторонам света (Ю - юг; СВ - северо-восток; ЮЗ - юго-запад; С - север и т.д.). В графе 5 записываются размеры поверхности охлаждения по строительным чертежам здания с точностью до 0,1 м (рис. 3).

Линейные размеры ограждения определяют следующим образом:

а) площадь окон, дверей и фонарей - по наименьшим размерам строительных проемов в свету;

б) площадь полов над холодным пространством и потолков - по размерам между осями внутренних стен или от внутренней поверхности наружных стен до осей внутренних стен;

в) высота стен первого этажа:

- при наличии пола, расположенного непосредственно на грунте,

от уровня чистого пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

- при наличии пола, расположенного на лагах по кирпичным столбикам – от поверхности подготовки под конструкцию пола на лагах до уровня чистого пола 2 этажа.

- при наличии пола, расположенного над подвалом, от нижней поверхности конструкции пола первого этажа до уровня чистого пола второго этажа;

г) высота стен промежуточного этажа - между уровнями чистых полов данного и вышележащего этажей;

д) высота стен верхнего этажа - от уровня чистого пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия или верха бесчердачного покрытия.

е) длина наружных стен неугловых помещений - между осями внутренних стен; а угловых помещений - от кромки наружного угла до оси внутренних стен;

ж) длина внутренних стен - по размерам между осями внутренних стен.

В графу 7 записывают значение коэффициента теплопередачи (1/R_О) рассматриваемого ограждения. Величину 1/R_О для окон, балконных дверей следует уменьшить на 1/R_О наружной стены, т.к. площадь наружной стены определяют обычно без вычета площади окон или балконных дверей. В графу 8 записывают разность температур (t_В-t_Н), принимая t_Н равной t₅ обеспеченностью 0,92. В графе 13 подсчитывают основные потери теплоты. В графу 16 заносятся общие потери теплоты, определяемые суммированием основных потерь теплоты (графа 13) с расчетными потерями теплоты Q^ИНФ или Q^ВЕНТ (графа 14) за вычетом Q_Б (графа 15).

Потери теплоты по всему зданию, Вт, определяют как сумму потерь теплоты по всем помещениям этажей и лестничным клеткам.

3.5.5. Определение тепловых потерь здания по укрупненным измерителям.

Ориентировочное значение тепловых потерь здания определяют по формуле:

Q_УКР=Б·q_ЗД·V_Н·(t_В-t_Н), Вт, (25);

где Б - коэффициент учета района строительства здания;

Б= 0,54 + 22/(t_В-t_Н), (26);

V_Н - объем отапливаемого здания по внешнему обмеру, м3;

q_ЗД - удельная тепловая характеристика здания, Вт/(м³·^оС).

Рис. 3. Правила обмера площадей в плане и по высоте здания

Удельную тепловую характеристику здания q_ЗД, Вт/(м³·^оС), определяют по формуле [3, 8.22]:

q_ЗД =1,08· , (27);

где - P, S, H – периметр, площадь, высота здания;

k_НС, k_ОК, k_ПТ, k_ПЛ, Вт/(м²·^оС) -коэффициент теплопередаче наружных стен, окон, чердачного или бесчердачного покрытия, пола I-го этажа.

d – коэффициент остекления, т.е. отношение площади остекления и площади вертикальных наружных ограждений.

ПРИМЕР 3. Определить тепловые потери для нескольких помещений и лестничной клетки четырехэтажного жилого дома с чердаком и подвалом, ориентированного главным фасадом на юг, и расположенного в Витебской области (рис. 4).

Исходные данные: высота этажа – 2,7 м. Сопротивление теплопередаче для наружной стены R_О =2,66 м²·^оС/Вт, для чердачного перекрытия R_О =3м²·^оС/Вт, пола 1 этажа над подвалом R_О =2,5 м²·^оС/Вт, окон с тройным остеклением в раздельноспаренных переплетах R_О =0,55м²·^оС/Вт [1,табл.Г.1]. Сопротивление воздухопроницанию заполнения светового проема окна R_НО =0,26 , [1, табл.Д1]; средняя скорость ветра за январь w =5,4м/с [1, таб. 4.5]. Расчетная температура наружного воздуха t₅ обеспеченностью 0,92 t₅ = -25^оС, температура воздуха в жилых помещениях t_В =18^оС (в угловых t_В =20^оС); в кухне t_В =15^оС; зона влажности для Витебской области нормальная, группа эксплуатации ограждений – Б.

РЕШЕНИЕ.

Рассчитаем тепловые потери в жилых комнатах №101, 102, 103, 201, 202, 401, а также в лестничной клетке согласно п. 3.5 методических указаний. Тепловые потери для жилых комнат:

Q_ПОМ=Q_ОСН+Q^{ИНФ(ВЕНТ)}-Q_Б, Вт

для кухни:

Q_ПОМ=Q_ОСН+Q^ИНФ-Q_Б, Вт

для лестничной клетки:

Q_ПОМ=Q_ОСН, Вт

1. Определим неизвестные сопротивления теплопередаче конструкций здания:

для внутренней стены кухни, граничащей с тамбуром лестничной клетки [1, п. 5.9]

для ж/б лестничных маршей ( =0.15мм, затирка _ЗАТ =0.005мм) [1,п.5.9]:

м²×⁰С/Вт

для тамбурной стенки лестничной клетки (кирпич обыкновенный =1800 кг/м³, _С =0,12м с двухсторонней штукатуркой _Ш =0,015м) R₀ =0,405м²×⁰С/Вт,

для внутренней стены, отделяющей лестничную клетку от подвала, принимаем такую же конструкцию, как и для тамбурной стенки.

для площадки, перекрывающей в лестничной клетке тамбур R₀ =0,327м²×⁰С/Вт.

Сопротивление теплопередаче входной двери R₀ =0,345 м²×⁰С/Вт.

Сопротивление теплопередаче пола над подвалом в тамбуре и в лестничной клетке R₀ =0,327 м²×⁰С/Вт.

2. Определяем количество инфильтрующегося воздуха через окна жилых комнат и кухни на 1, 2, и 4 этажах, а также через окна лестничной клетки по формуле (21), предварительно вычислив разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окон по формуле (22).

Высота здания Н = 11+0,5+1=12,5м; h₁ = 2,3 - (-1) = 3,3м.

Удельные веса воздуха при t_В =20^оС, t_В =18^оС, t_В =16^оС, t_В =15^оС и

t_Н =-25^оС (ф. 17):

= =11.82 Н/м³; = =11.9 Н/м³;

= =11.98 Н/м³; = =12,02 Н/м³;

= =13.96 Н/м³;

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окон и количество инфильтрующегося воздуха через окна:

1 этаж

для t_В = 20 ^оС _∆Р¹о=(12,5-3,3)·(13,96-11,82)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=38,21Па.

G¹_Ж.К.= =24,05 кг/ч

для t_В = 18 ^оС _∆Р¹о=(12,5-3,3)·(13,96-11,9)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=37,47 Па.

G¹_Ж.К.= =23,72 кг/ч

Рис. 4. План части здания и разрез (к примеру № 3)

для t_В = 15 ^оС _∆Р¹о=(12,5-3,3)·(13,96-12,02)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=36,37 Па.

G¹_К.= =15,5 кг/ч

2 этаж

для t_В= 20 ^оС _∆Р²о=(12,5-6)·(13,96-11,82)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=32,43 Па.

G²_Ж.К.= =21,54кг/ч

для t_В= 18 ^оС _∆Р²о=(12,5-6)·(13,96-11,9)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=31,91 Па.

G²_Ж.К.= =21,31 кг/ч

4 этаж

для t_В = 20 ^оС _∆Р⁴о=(12,5-11,4)·(13,96-11,82)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=21,09 Па.

G⁴_Ж.К.= =16,15 кг/ч

где (2,52 и 1,68) м² - площади окон жилой комнаты и кухни, соответственно.

Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях окон и количество инфильтрующегося воздуха через окна в лестничной клетке:

h₁ = 1+1,35+0,8+1,4=4,55 м, h₂ =7,25 м, h₃ =9,95 м

_∆Р¹о=(12,5-4,55)·(13,96-11,98)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=34,26 Па.

G¹₀= =17,34 кг/ч

_∆Р²о=(12,5-7,25)·(13,96-11,98)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=28,92 Па.

G²₀= =15,51 кг/ч

_∆Р³о=(12,5-9,95)·(13,96-11,98)+0,05·13,96·5,4²·(0,8+0,6)·0,65=22,58 Па.

G³₀= =13,14 кг/ч

где 1,96 м² - площадь окна.

Расчет потерь теплоты сведен в таблицу 1.

3.6. Основные принципы конструирования системы

отопления зданий.

Выбор системы отопления, вида отопительных приборов, теплоносителя и его температуру производят по [2, прил.11]. Теплопроводы для систем водяного отопления применяют согласно [2, прил.13] – электросварные трубы.

В курсовом проекте студенты проектируют вертикальную систему водяного отопления с искусственной циркуляцией согласно задания (двухтрубную для двух- трехэтажного здания или однотрубную для зданий, имеющих три этажа и более) с верхней или нижней разводкой магистралей.

Задачей конструирования системы водяного отопления является правильное размещение отопительных приборов, стояков, магистралей и других элементов системы (рис. 5), назначение уклонов труб, выбор способа удаления воздуха из системы, запорно-регулирующей арматуры, места расположения теплового пункта в подвале здания.

Рис. 5. Фрагменты планов этажей а), б), чердака в) и подвала г) с нанесением элементов системы отопления (в кружках обозначены номера стояков).

Для выпуска воздуха из системы с верхней разводкой магистралей на подающих магистралях в верхних точках устанавливают проточные воздухосборники. В системах с нижней разводкой обеих магистралей для этих целей предусматривают краны Маевского, устанавливаемые в верхней пробке прибора верхнего этажа.

Конструирование системы заканчивают вычерчиванием схемы системы отопления с нанесением тепловых нагрузок отопительных приборов и расчетных участков циркуляционных колец.

Расчетная тепловая мощность системы отопления определяется по [2,прил.12]: , Вт

где Q_ЗД – общие тепловые потери здания, Вт

1,07 – коэффициент, учитывающий долю дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов и за счет остывания воды в трубах, проложенных в неотапливаемых помещениях.

3.6.1 Выбор типа отопительных приборов, размещение их в здании и присоединение к трубопроводам системы отопления.

Тип отопительных приборов, устанавливаемых в отапливаемых помещениях, выбирают в зависимости от назначения помещения с учетом выполнения предъявляемых к приборам теплотехнических, экономических, санитарно-гигиенических, архитектурно-строительных и производственно-монтажных требований.

Отопительные приборы, компенсируя тепловые потери, должны обеспечивать равномерный обогрев помещения и выполнять роль локализатора ниспадающих потоков холодного воздуха в помещении.

Для достижения комфортной обстановки в жилых зданиях отопительные приборы принято размещать вдоль наружных стен под окнами на высоте 100 мм от пола. В лестничных клетках двух- и трехэтажных зданий целесообразно размещать отопительные приборы на первом этаже или в подвальной части лестниц; при этом установка приборов в тамбуре недопустима. В случае невозможности размещения всех приборов рядом с входными дверями в лестничной клетке, часть их (30-35%) переносят на площадку между 1 и 2 этажами.

Дата добавления: 2015-06-28