Расчёт тепловой оболочки здания

Выбираем конструкцию заполнения светового проема [9, прил.

6] с сопротивлением теплопередаче, м2· 0С /Вт, не менее требуемого [9, 1б]. Определяем коэффициент теплопередачи окна, Вт/ м2· 0С, Вт/ м2· 0С, где: — сопротивление теплопередаче принятой конструкции светового проема, м2· 0С /Вт.Определяемпо условию, что требуемое сопротивление теплопередаче дверей (кроме балконных) должно быть не менее 0,6 стен зданий и сооружений, определенного по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха. Определяем коэффициент теплопередачи входной наружной двери; Вт/ м2· 0СОпределение показателя теплоустойчивости помещения

Тепловой режим помещения определяется поступлениями или потерями тепла через наружные ограждения, работой отопительноохладительных и вентиляционных систем, бытовыми и технологическими тепловыделениями, а также теплофизическими свойствами ограждений, мебели и оборудования.Рис.

4. Определение показателей теплоусвоения и теплопоглощения помещения. Определяем показатель теплопоглощения всех ограждающих конструкций, поверхности которых обращены внутрь помещения, Вт/ 0С по формуле:

где: — коэффициент теплопоглощения ограждающей конструкции Вт/м2· 0С, — площадь конструкции, поверхность которой обращена внутрь помещения, м2. Определяем коэффициент теплопоглощения, Вт/м2· 0С, для всех ограждающих конструкций, поверхности которых обращены в помещение по формуле:

коэффициент теплоусвоения конструкций, Вт/м2· 0С;

— коэффициент, зависящий от соотношения складываемых в знаменателе величин, следует принимать равным 1,05;

— коэффициент конвективного теплообмена на поверхностях определяемый по формуле, где — разность между температурами внутренней поверхности ограждения и воздуха в помещении;

— температурный коэффициент, определяемый по [1, табл.

1.3. ]6.

3.Определяем коэффициент теплоусвоения Вт/м2· 0С, всех конструкций, поверхности которых обращены в помещение (потолок, внутренние и наружные стены, окно, двери). для пола первого этажа определяют по методике, приводимой выше в пункте 4.

10. Предварительно определяют границу расположения слоя резких колебаний по показателю тепловой инерции ограждения следующим образом:

а) если, слой резких колебаний расположен в первом слое, то коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности следует принимать равным коэффициенту теплоусвоения материала этого слоя;

б) если, а, слой резких колебаний захватывает второй слой, то коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности Вт/м2· 0С, следует определять по формуле:;в) если, но, слой резких колебаний расположен в нескольких слоях, т. е. граница его находится в некотором n-ом слое ограждения, то коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности Вт/м2· 0С, следует определять начиная с внутренней поверхности (n-1) слоя по формуле. Затем переходят к определению коэффициента теплоусвоения: и т. д. до тех пор, пока не дойдем до первого слоя ограждения, теплоусвоение, которого и будет равно теплоусвоению внутренней поверхности ограждения и определяется по формуле:

где: — теплоусвоение внутренней поверхности второго слоя, определенное предварительно по формуле (56);

— термическое сопротивление слоя, Вт/м2· 0С, определяемое по формуле (7); коэффициент теплоусвоения материала слоя, Вт/м2· 0С, принимаемый по [9, приложение 3]; тепловая инерция слоя, ;

— коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности соответственно первого, n и (n-1) — го слоев ограждающей конструкции, Вт/м2· 0С. г) если, слой резких колебаний выходит за пределы ограждения, т. е. граница его находится вне ограждения. В этом случае определяют коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности последнего слоя ограждения (наружного слоя) по формуле:(58)где — термическое сопротивление последнего слоя ограждения, Вт/м2· 0С;

— коэффициент теплоусвоения материалам этого слоя, Вт/м2· 0С;

— коэффициенты теплоотдачи наружной поверхности ограждения, определяемый по [9, табл.

6]. д) если ограждение целиком или отдельный слой ограждения практически не обладает инерцией (например, окно), то коэффициент теплоусвоения для них равен (59),(60)где то же, что в формуле (2); то же, что в формуле (2);сопротивление теплопередаче окна, м2· 0С/Вт, определяемый при подборе вида заполнения световых проемов.

е) при определении коэффициента теплоусвоения воздушных прослоек для практических расчетов принимается коэффициент теплоусвоения воздуха S=0.ж) для внутренних конструкций подверженных с обеих сторон воздействию периодических температурных колебаний, коэффициент теплоусвоения, Вт/м2· 0С, определяется как для наружных, но принимается что в середине ограждения S=0. Пример расчета [3,с.130]. з) если однородность материала нарушена, т. е. слой состоит из нескольких материалов, расположенных по поверхности слоя, причем каждый материал имеет толщину равную толщине слоя, то средний коэффициент теплоусвоения материалов определяется по формуле,(61)где: — то же что в формуле (55);

— площади занимаемые отдельными материалами, м2;n — число материалов, входящих в слой. Наружные стены

Найдем расположение слоя конструкции, для которого тепловая инерция D>1Для первого (считая от внутренней поверхности) слоя наружной стены: Для двух первых слоёв наружной стены: Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждающей конструкции:

Вт/(м2 · °С)Коэффициент теплопоглощения внутренней поверхности наружных стен:

Вт/(м2 · °С)Междуэтажное перекрытие

Междуэтажное перекрытие является многослойной несимметричной конструкцией. Найдем положение её условной середины, для которой тепловая инерция равна половине тепловой инерции всей конструкции. Тепловая инерция междуэтажного перекрытия:

Условная середина междуэтажного перекрытия будет находиться в слое керамзитобетона на таком расстоянии d от потолка нижерасположенного помещения, для которого тепловая инерция Т.о.:мКоэффициент теплоусвоения верхней поверхности плиты междуэтажного перекрытия находим по формуле: Вт/(м2· °С)Коэффициент теплоусвоения поверхности пола: Вт/(м2· °С)Коэффициент теплопоглощения поверхности пола: Вт/(м2· °С)Потолок

Коэффициент теплоусвоения поверхности потолка: Вт/(м2· °С)Коэффициент теплопоглощения поверхности потолка: Вт/(м2· °С)Внутренние стены

Коэффициент теплоусвоения поверхности внутренней стены определим по формуле для однородных ограждающих конструкций: (14) Вт/(м2· °С)Коэффициент теплопоглощения поверхности внутренней стены: Вт/(м2· °С)Оконное заполнение

Коэффициент теплопоглощения окна определим по формуле: Вт/(м2· °С)Найдем расчетные площади:

наружная стена м2- окно м2внутренняяcтенам2- полм2- потолокм2- внутренние стены м2Данные расчета показателя теплопоглощения всех ограждающих конструкций помещения вносим в таблицу расчета № 4.Таблица 4Определение показателя теплопоглощения ограждающих конструкций помещения№п/пНаименование ограждающей конструкции, Вт/м2· С, Вт/м2· С, м2Вт/0СВт/0С1Наружная стена16,65,611,8166,1466,142Внутренняя стена3,972,7320,255,1555,153Окно-1,542,253,473,474Междуэтажные перекрытия11,024,8617,183,183,15Пол первого этажа8,594,3217,173,8773,87Определяем показатель теплопоглощения воздуха, Вт/0С по формуле, Вт/0Сгде: V — объем помещения, м3;Т — период времени, равный 24 часам. Определяем показатель теплопоглощения предметов оборудования и мебели, Вт/0С по формуле:;где: — вес оборудования, кг, принимаемый по назначению помещений (следует принимать самостоятельно);

теплоемкость материала оборудования или мебели, Дж/кг· 0С. Определяем показатель теплопоглощения воздухообмена, Вт/0С по формуле:;где: — воздухообмен в помещении, м3/ч, (для жилых зданий =3· А пола, где, А — площадь пола данного помещения);

— объемная теплоемкость воздуха, Дж/ м3· 0С. Определяем показатель теплопоглощения, Вт/0С по формуле

Определяем амплитуду колебания температуры воздуха в помещении Аt, 0С по формуле, где — поправочный коэффициент принимаемый 0,7−0,9;m — коэффициент неравномерности теплоотдачи приборов систем отопления, принимаемый по приложению № 3;QПрасчетные теплопотери через ограждающие конструкции помещения, Вт, определяемые по методике [10, приложение 8,9], условно принять Вт. Таким образом, при однократной топке печи амплитуда колебаний температуры внутреннего воздуха помещения при расчетной температуре наружного воздуха не превышает допустимую, равную 3 °C.Рисунок 5. График изменения, Еi, еi в характерных сечениях.

Список литературы

Богословский В. Н. Строительная теплофизика.

М.:Стройиздат, 1982;415с.Богословский В. Н., Сканави А. Н. Отопление.

М.: Стройиздат, 1991;436с.Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания.

М.: Стройиздат, 1973/-271c.Справочник проектировщика. Внутренние санитарнотехнические устройства. Часть I. /под.

ред. Староверова И.Г./ И.Г.М.: Стройиздат, 1990.-343сСправочник по теплоснабжению и вентиляции. Отопление./под.

ред.Щекина Р.В./-Киев: Будивельник, 1976;351с.Руководство по теплотехническому расчету и проектированию ограждающих конструкций зданий. -Стройиздат, 19 853.-143с.СНиП 23−01−99 Строительная климатология М.: Стройиздат 2000;57с.СНиП 2.

01.01. 82 Строительная климатология и геофизика М.: Стройиздат, 1983;136с.СНиП II-3−79* Строительная теплотехника М.: Стройиздат, 1998;27с.; СНиП 23−02−2003

Тепловая защита зданий, М.: Стройиздат, 2004;25л.СНиП 2.

04.05−91* Отопление, вентиляция и кондиционирование. -М.: Стройиздат, 1999.-63с.СНиП 2.

08.02. -89 Общественные здания и сооружения М.: Стройиздат. 1989.-39сСНиП 2.

08.01. -89 Жилые здания. — М.: Стройиздат. 1991.-45с.