|
|
Теплотехнический расчёт Главная » СТАТЬИ » Теплотехнический расчёт Теплотехнический расчёт. Тепловой баланс помещений - складывается из следующих составляющих: 1. Трансмиссионные потери через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, потолки, полы). Трансмиссионные потери определяются из общего уравнения теплопередачи: ( 1 ) Q t = F/R* (tв - tн)* (1+b)* n , где Qt - количество тепловой энергии, передаваемое от внутреннего воздуха в помещении к наружному воздуху, Вт F - площадь ограждающей конструкции, м кВ R - общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 С/Вт tв - tн - расчётная температура , соответственно внутреннего и наружного воздуха, Co b - добавочные потери теплоты, определяемые по Приложению 9 СНиП 2.04.05-91* n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (по СНиП - I I -3-79*). 2. Расход теплоты на нагрев поступающего наружного воздуха (за счёт инфильтрации). ( 2 ) Qв = 0,28G* C * (tв - tн)* k , где Qв - расход теплоты на нагрев наружного воздуха, Вт G - количество, поступающего в помещение неподогретого воздуха, кг/час С - удельная теплоёмкость воздуха, (равная 1 КДж/(кг*С) К - коэффициент учёта влияния встречного теплового потока, равный: 0,7 - для окон с тройным остеклением 0,8 - для окон с раздельными переплётами 1,0 - для окон и балконных дверей со спаренными переплётами и стеклопакетами. 3. Бытовые тепловыделения. Бытовые тепловыделения , согласно СНиП 2.04.05-91* равны 10Вт на каждый метр квадратный площади пола помещения. ( 3 ) Qб = 10 Вт/ м кВ Таким образом, тепловая нагрузка помещения определяется : ( 4 ) Qот = Qt + Qв - Qб Теплотехнический расчёт проводится для всех наружных ограждений для холодного периода года с учётом района строительства, условий эксплуатации, назначения здания, санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям и помещению. Теплотехнический расчёт внутренних ограждающих конструкций (перегородок, стен, перекрытий) проводится, если разность температур воздуха в помещениях более 3 Со . Теплофизические характеристики строительных материалов при расчётах следует принимать с учётом зоны влажности и влажностного режима помещения. Определение теплопотерь через ограждающие конструкции. На бытовом уровне такой расчёт сводится к вычислению площади помещений и расчёту, при котором потери равны ( 5 ) Qп = 0,1 F КВт, где F - площадь помещения, м кв. Действительно, в некоторых стандартных условиях, для жилых помещений ,построенных в 60-70 гг прошлого века такие расчёты, с некоторым допуском, могут считаться справедливыми. Эта формула - эмпирическая, и не учитывает ни климатической зоны, ни нужной температуры в помещении, ни применяемых строительных материалов и т.п. Очевидно, что такой формулой для расчётов пользоваться нельзя. Рассмотрим трансмиссионные потери через ограждающие конструкции. Из формулы ( 1 ) видно, что потери тепла прямопропорциональны площади ограждающей конструкции, т.е. чем больше площадь соприкосновения с внешним воздухом, тем больше тепловые потери. Важно правильно определить площади ограждений, при этом пользуются следующими правилами: - высота стен первого этажа принимается , при наличии пола, расположенного на грунте - между уровнями полов первого и второго этажей; пола на лагах - от нижнего уровня подготовки пола 1-го этажа до уровня пола 2-го этажа; при наличии неотапливаемого подвала - от уровня нижней поверхности конструкции пола 1-го этажа до уровня пола 2-го этажа; при наличии тёплого техподполья - между уровнями полов 1-го и 2-го этажей; - высота стен промежуточного этажа - между уровнями полов данного и вышележащего этажа; - высота стен верхнего этажа - от уровня пола до верха утепляющего слоя чердачного перекрытия; - длина наружных стен по внешнему периметру здания, в угловых помещениях - от линии пересечения наружных стен до осей внутренних стен; в неугловых помещениях - между осями внутренних стен; - длина внутренних стен - от внутренних поверхностей наружных стен до осей внутренних стен или между ними (осями); - длина и ширина над техподпольями, а также длина и ширина потолков - от внутренней поверхности наружной стены до оси внутренней стены; - ширина и высота окон и дверей - по наименьшим размерам проёмов в свету. При определении линейных размеров крупных объектов мы пользуемся лазерным дальномером. Это удобно, быстро, а главное - точно. Полученные данные заносят в таблицу. Важнейшим параметром определяющим теплопотери, является термическое сопротивление теплопередаче - R. Термическое сопротивление определяет энергоэффективность ограждающей конструкции. Чем выше сопротивление теплопередаче, тем меньше тепловые потери, и следовательно, меньше энергозатраты на поддержание теплового баланса в помещении. Так, например, в Московском регионе термическое сопротивление наружных стен R = 3.0-3.1 м 2 С/Вт. Дальнейшее увеличение термического сопротивления не даёт желаемого результата. При расчётах термического сопротивления ограждающих конструкций возникает необходимость определения применяемых строительных материалов и их толщины. При решении данной задачи мы используем специальные программы, дающие на- глядное изображение структуры стен и температурные режимы.
Общее термическое сопротивление ограждающей конструкции: ( 6 ) Ro = R1 + R2 + ... R i , где R1, R2... R i - термические сопротивления слоёв ограждающей конструкции (1, 2...i) Термическое сопротивление однородного слоя строительного материала: ( 7 ) R = б / l , где б - толщина материала , м l - коэффициент теплопроводности материала, Вт/м2*С. Таким образом, термическое сопротивление можно сделать большим: а) увеличивая толщину ограждающей конструкции (стен, полов, кровли и т.п.); б) применением материала с наименьшим коэффициентом теплопроводности. Увеличение толщины ограждающей конструкции возможно до определённых пределов , ибо это затратный путь, поэтому правильным будет - применение современных материалов с низкими коэффициентами теплопроводности. Приведём для сравнения коэффициенты теплопроводности некоторых материалов: Конструктивные материалы Кирпичная кладка на цементно-песчаном растворе - 0,58 Штукатурка цементно-песчаная - 0,76 Бетон на гравии и щебне - 1,86 Газо - пенобетон, газо- и пеносиликат - 0,41 Сосна, ель поперёк волокон - 0,29 Изолирующие материалы: Маты минераловатные Роквул - 0,046 Пенополистирол - 0,052 Пенофол - 0,048 Т.о. мы видим, что коэффициенты теплопроводности конструктивных и изолирующих материалов отличаются на порядок !!! Сравнивая, например, кирпичную кладку на ЦП растворе и пенополистирол установим, что термическому сопротивлению 1м кирпичной кладки (R=1,72) соответствует 11см пенополистирола. Соответственно стоимость материалов и работ для устройства ограждающих конструкций из соответствующих материалов будет различаться значительно. Рассмотрим тепловые потери через светопрозрачные конструкции. |
