Состав проектной документации

 

 

3.1 Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций

Площадь наружных ограждающих конструкций, отапливаемые площадь и объем здания, необходимые для расчета энергетического паспорта, и теплотехнические характеристики ограждающих конструкций здания определялись согласно проекту в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003.

Сопротивления теплопередаче ограждающих  конструкций определялись в зависимости  от количества и материалов слоев  по формулам (6-8) СП 23-101-2004.

 

Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены

Тип конструкции: наружная стена 

Температура внутреннего воздуха t_{in t} = 20 °С, ГОСТ 12.1.005.

Влажность внутреннего воздуха α_int = 55 %, СНиП 23-02-2003

Температура наружного воздуха t_ext = -26 °С, СНиП 23-01-99*.

Условия эксплуатации в зоне влажности Б, СНиП 23-02-2003.

Средняя температура отопительного периода  t_ht = -1,8 °С, СНиП 23-01-99*.

Продолжительность отопительного периода z_ht = 220 сут, СНиП 23-01-99*.

По  формуле (1) СП 23-101-2004 D_d = (t_int -t_ht)z_ht = (20-(-1,8))·220 = 4796 град.сут.

Согласно  таблице 6 СНиП 23-02-2003 коэффициент положения  наружной поверхности n = 1.

Согласно таблице 8 СП 23-101-2004 коэффициент теплоотдачи наружной поверхности  α _ext = 23 Вт/(м² ºС).

Тип внутренней поверхности - стена с h/a < 0,3, тогда согласно таблицы 7 СНиП 23-02-2003 коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности   α _int = 8,7 Вт/(м² °С).

По температуре и влажности внутреннего воздуха по приложению Р СП 23-101-2004 находим температуру точки росы t_d =10,69 °С.

Согласно  таблице 5 СНиП 23-02-2003 нормативный температур-ный  перепад между температурой внутреннего воздуха и температу-рой внутренней поверхности ограждающей конструкции   Δt_n = 4,5 °С.

По формуле (6) СП 23-101-2004 вычисляем  термическое сопротивление слоев конструкции:

R = δ/ λ,

где δ - толщина слоя конструкции, м,

     λ, - теплопроводность слоя конструкции, Вт/(м°С), значения которой приведены в таблице Д1 приложения Д СП 23-101-2004

№	Материал	δ, м	λ, Вт/(м°С)	R, м2оС/Вт
1	Стальной  лист	0,001	58	0
2	Минераловатная плита, плотность 100 кг/м3	0,150	0,061	2,5
3	Стальной лист	0,001	58	0

 

По формуле (7) СП 23-101-2004 вычисляем термическое сопротивление: R_к = Rl + R₂ +... + R_n + R_a.l = 0+ 2,5+ 0 = 2,5 м^{2 0}С/Вт

 По  формуле (8) СП 23-101-2004 вычисляем условное сопротивление теплопередаче:

R_o^con = 1/α _int + R_k + 1/α_ext = 1/8,7 + 2,5+1/23= 2,66м² 0С/Вт

По  данным «ПСК Пулково»  R_o^con =3,9м²◦C/Bт

По таблице 4 СНиП 23-02-2003 для градусо-суток  находим нормируемое значение сопротивления теплопередаче   R_req=3,08 м^{2 0}С/Вт

По  формуле (25) СП 23-101-2004 вычисляем температуру внутренней поверхности

ĩ_ѕі= t_int - [n (t_int - t_еxt )]/ (Ro α _int) = 20 - [1(20-(-26)]/(3,9*·8,7)=18,6º С  

По формуле (4) СНиП 23-02-2003 вычисляем расчетный  температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции:

 

Δt_n = ( n*(t _int- t_ext)) / Ro α _int  = (1-(20-(-26)) / 3,9*8,7 = 1,36◦ С

 

 

 

Таким образом

R_o^con=3,90м²◦C/Bт>3,08 м^{2 0}С/Вт

t_si = 18,6 º С > t_d = 10,69 ºС

Δt_o = 1,36 ºС < ∆t_n = 4,5 ºС

Вывод: конструкция наружной стены удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-2003 по приведенному сопротивлению теплопередаче; температура внутренней поверхности ограждающей конструкции r_si выше температуры точки росы внутреннего воздуха t_d при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года; расчетный температурный перепад Дt_o , между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не превышает нормируемых величин

Расчет сопротивления теплопередаче покрытия

Температура внутреннего воздуха t_{in t} = 20 °С, ГОСТ 30494-96.

Влажность внутреннего воздуха (p_int = 55 %, СНиП 23-02-2003.

Температура наружного воздуха t_ext = -26 °С, СНиП 23-01-99*

Условия эксплуатации в зоне влажности Б.

Средняя температура отопительного  периода t_ht = -1,8 °С, СНиП 23-01-99*.

Продолжительность отопительного  периода z_ht = 220 сут, СНиП 23-01-99*.

По формуле (1) СП 23-101-2004     D_d = (t_int -t_ht)z_ht = (20-(-1,8))·220= 4796 град.сут.

Согласно  таблице 6 СНиП 23-02-2003 коэффициент положения  наружной поверхности n = 1,0

Согласно  таблице 8 СП 23-101-2004 коэффициент теплоотдачи наружной поверхности α_ext = 23 Вт/(м² ºС).

Тип   внутренней   поверхности   -   потолок   с      h/a   <   0,3,   тогда   согласно   таблицы   7 СНиП 23-02-2003 коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности α _αint = 8,7 Вт/(м² °С).

По температуре и влажности внутреннего воздуха по приложению Р СП 23-101-2004 находим температуру точки росы t_d =10,69 °С.

Согласно  таблице 5 СНиП 23-02-2003 нормативный температурный  перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции Δt_n = 4 °С.

По формуле (6) СП23-101-2004 вычисляем  термические сопротивления слоев  конструкции:

 

R = δ/λ

 

 

Где:  δ - толщина слоя конструкции, м,

λ - теплопроводность слоя конструкции, Вт/(м°С), значения которой приведены в таблице Д1 приложения Д СП 23-101-2004

 

 

 

№ п/п	Материал	δ, м	λ, Вт/(м°С)	R, 2 1оС/Вт
1	Стальной  профнастил Н75-750-0,8	0,001	58	0,00002
2	Полиэтиленовая  пленка	0,00002	0,17	0,0012
3	Изопласт  ЭКП-5,0	0,02	0,17	0,118
4	Изопласт  ЭПП-4,0	0,02	0,17	0,118
5	Утеплитель  минераловатная плита «ROCKWOOL РУФ БАТТС ОПТИМА»	0,17	0,041	4,146
6	Слой  гравия, втопленный в битумную мастику	0,02	0,47	0,043

 

По формуле (7) СП 23-101-2004 вычисляем  термическое сопротивление:

R_л=Rl + R_n + R_a.l = 0,0012+0,118+0,118+4,146+0,043 = 4,426 м² ºС/Вт  

По  формуле (8) СП 23-101-2004 вычисляем условное сопротивление теплопередаче:

R_o^con = 1/α_int + R_k + 1/α_ext = 1/8,7+4,426+1/23 = 4,6 м² ºС/Вт

По таблице 4 СНиП 23-02-2003 находим  нормируемое сопротивление теплопередаче R_req =3,52 м² ºС/Вт.

По формуле (25) СП 23-101-2004 вычисляем  температуру внутренней поверхности:

ĩѕі = t_int - [n (t_int - t_txt )]/ (Ro α _int ) = 20 - [1*(20-(-26)]/(4,6·8,7)=18,85°С

 

По формуле (4) СНиП 23-02-2003 вычисляем расчетный  температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции:

 

Δt_o =  (n(t_int-t_ext)) / Ro α _int  = (1(20-(-26)) / 4,6*8,7  =1,32º С

 

Таким образом:

 R_o^r = 4,6 м² ºС/Вт > R_req = 3,52 м² ºС/Вт

r_si = 18,85 º С > t_d = 10,69 ºС

Δt_o = 1,32 º С < ∆t_n = 4 º С

 

Вывод: конструкция перекрытия чердачного удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-2003 по приведенному сопротивлению теплопередаче; температура внутренней поверхности ограждающей конструкции r_si выше температуры точки росы внутреннего воздуха t_d при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года; расчетный температурный перепад ∆t_o, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не превышает нормируемых величин ∆t_n.

Расчет  сопротивления теплопередаче пола по грунту

Температура наружного воздуха t_ext = -26 °С, СНиП 23-01-99*

Общая площадь пола по грунту A _f = 459,35 м².

В соответствии с п. Г.З приложения Г СНиП 23-02-2003 приведенное сопротивление теплопередаче пола по грунту определяем согласно СНиП 41-01-2003.

Поверхность пола делится на зоны шириной 2 м, параллельными наружным стенам.

Iзона: Площадь поверхности пола А _I = 31,4м²,

Сопротивление теплопередаче R_{c l} =2,1 м² °С/Вт.

IIзона: Площадь поверхности пола А _{I I} = 31,4м ²,

Сопротивление теплопередаче R_{с П}= 4,3 м² °С/Вт.

III зона: Площадь поверхности пола А _III = 31,4 м²,

Сопротивление теплопередаче R_{с lII} = 8,6 м² ºС/Вт.

1V зона. Площадь поверхности пола А_1V = 365,15 м². 

Сопротивление теплопередаче  R_{c 1V}   = 14.2 м² ºС/Вт.

Приведенное сопротивление теплопередаче  пола по грунту:

Rf = A_f/(Σ⁴i АI/R_ct) =459,35/(31,4/2,1+31,4/4,3+31,4/8,6+365,15/14,2)

=8,9 м^{2 о}С/Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчеты энергетических показателей  здания

 

Количество инфильтрующегося воздуха поступающего в здание через  неплотности светопрозрачных конструкций и дверей

 

 

     G_inf=0,5β_v *V_h=0.5*0.85*1896,13 =805,86 кг/ч

где β_v=0,85-коэффициент снижения объема воздуха, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций.

V_h=1896,13 м³ – отапливаемый объем здания.

 

Средняя кратность воздухообмена  здания за отопительный период, n_a, ч^-1,

 

рассчитывается  по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле (Г8):

 

n_a=((L_vn_v)/168+(G_infkn_inf)/(168ρ_a^ht))/(β_vV_h)=((480*168)/168+(805,86*0.9*168)/(168*1.36)) /(0.85*1896,13)=0.33 ч^-1

 

где L_v =480м³/ч – количество приточного воздуха при механической вентиляции, (данные по проекту),

n_v =168ч – число часов работы вентиляции в течение недели,

G_inf =805,86 кг/ч - количество инфильтрующегося воздуха поступающего в здание через неплотности светопрозрачных конструкций и дверей,

k=0,9 – коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях, приведенный в п. Г.4 СНиП 23-02-2003,

n_inf = 168 ч – число часов учета инфильтрации в течение недели, для зданий со сбалансированной приточно-вытяжной вентиляцией,

по формуле (Г.7) СНиП 23-02-2003.

 

ρ_a^ht = 353/(273+0,5(t_int+t_ext))=353/(273+0.5(-1,8+(-26))= 1,36кг/м³ – средняя плотность приточного воздуха за отопительный период,

где t_int=-1,8^оС – расчетная средняя температура наружного воздуха здания,

t_ext =-26 ^оС – расчетня температура наружного воздуха в холодный период года для Всеволожска,

β_v=0,85 – коэффициент снижения объема воздуха в здании, учитывающий наличие внутренних ограждающих конструкций,

V_h =1896,13 м³ – отапливаемый объем здания.

 

 

 

Бытовые    теплопоступления     и     тепловыделения     от    технологического оборудования в течение отопительного периода,

Qint, МДж, определяются по формуле (Г. 10):

Qint = 0,0864*qint*zht*A_i =0,0864*10,98*220*422,1 = 88166,70 МДж, где по формуле (Г.10.1):

q_int = Qчел + Q_осв + Q_тех._об / A_i = (720+3382+536,4)/422,1 = 10,98 Вт/м²

- величина  бытовых тепловыделений на 1 м²

  Тепловыделения от расчетного числа людей, находящихся в здании:

Q_чел = 8*168*90/168 = 720 Вт

где 8 человек - работают 168часов (24часов 7 дней в неделю) 168 часов - количество часов в неделю; 90 Вт/чел - количество тепла выделенного 1 человеком

Тепловыделения  от искусственного освещения:

Q_осв = 3382*168/168= 3382 Вт

где 3382 Вт- установочная мощность на освещение по проекту; 168 часов- число часов работы в неделю; 168 часов - количество часов в неделю;

Тепловыделения  от технологического оборудования :

Q_тех._об. = 536,4 Вт

где Q_тех._об - тепловыделение от электродвигателей технологического оборудования

Qтех.об = N*860*n1*n2*n3*n4

где  N - установочная мощность электродвигателей в кВт;

n₁ - коэффициент использования установочной мощности электродвигателей ; n₂ - коэффициент загрузки ;

n₃ - коэффициент одновременности работы электродвигателей ; n₄ - коэффициент перехода тепла в помещение ; Произведение коэффициентов n₁n₂n₃n₄ принимаем 0,18.

Q_тех._{об 1}= 2,985*860*0,18= 462,078ккал/ч =536 Вт

z_ht = 220сут - продолжительность отопительного периода, A_i = 422,1 м² - расчетная площадь здания.

 

 

Теплопоступления через  окна и фонари от солнечной радиации в течение отопительного периода

 

Q_s, МДж, для четырех фасадов здания, ориентированных по четырем направлениям, определяется по формуле (Г.11):

Q_s=τ_F*k_F(A_F1l₁+A_F2l₂+A_F3l₃+ A_F3l₃)=

0.8*0.75*(18,2*677+8,6*1253+8,1*677+4,8*1253) =20757,18 МДж,

где τ_F=0,8 – коэффициент, учитывающий затенение светового проема окон непрозрачными элементами заполнения, принимаемый по таблице Л1 приложения СП 23-101-2004,

k_F=0,75 – коэффициент относительного проникания солнечной радиации для светопропускающих заполнений окон, принимаемый по таблице Л1 приложения СП 23-101-2004,

A_F1=18,2 м², A_F2=8,6 м², A_F3=4,8, A_F4=8,1м²– площади светопроемов фасадов здания, соответственно ориентировнных по направлениям сторон света,

l₁=677 МДж/м², l₃=1253 , l₂=677 МДж/м², l₄=1253 МДж/м², - средняя за отопительный период величина солнечной радиации на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности, соответственно ориентированная АО четырем фасадам здания.