Будинок розміщений у м. Києві. Приміщення розташоване на 12 поверсі і є торцевою житловою секцією з однією зовнішньою стіною з вікном і трьома внутрішніми перегородками.
Геометричні розміри приміщення і вікон наведені у таблиці Г. 1. Таблиця Г. 1
Найменування об'єкта
Індекс
Ширина,
b, м
Довжина, a, м
Висота,
h, м
Площа, F, м2
Приміщення
si
3
4
3
12
Вікно
F
2
-
2
4
Допустима амплітуда коливань внутрішнього повітря у приміщенні Aht, = 2,5 °С
Розрахункова температура зовнішнього повітря tse= -22 °С
Середня температура опалювального періоду tνse= -1,1 °С
Середня температура внутрішнього повітря приміщення tν= 18 °С
Середня нормована температура поверхні підлоги за час використання приміщення τν = 28 °С
Нормативне значення опору теплопередачі вікон Rf= 0,5 (м2 •°С)/Вт
Тривалість пільгового часу zb= 7 год
Коефіцієнт циклічності kb= 0,292
Розглянемо два варіанти виконання огороджувальних конструкцій будинку.
Перший варіант. Зовнішні стіни виконують цегляними (2,5 цеглини) і опоряджують керамічною плиткою з фасадної частини та штукатуркою всередині. Внутрішні перегородки виконують з цегли.
Другий варіант. З фасадної частини виконують утеплення у вигляді спеціальної конструкції з повітряним прошарком і зовнішнім утеплювачем. Використовують поквартирні теплоутилізатори з електронагрівачем, який дозволяє зменшити втрати теплоти на 30-50 %.
Γ.2 Порядок розрахунків
Г.2.1 У таблиці Г.2 наведені розрахунки втрат теплоти за першим та другим варіантами при tse= -22 °С, виконані згідно з додатком 12* до СНІП 2.04.05, та перевірка вимоги щодо непере-вищення контрольних показників питомого потоку теплоти, яку визначають за додатком 25 до СНІП 2.04.05.
Таблиця Г.2
Складовiрозрахунків
Позначення
Числове значення за варіантом, Вт
Розрахункова формула
1-й
2-й
Тепловтрати, Вт
крізь стіни
Qsi
206,1
75,8
Відповідно до СНІП 2.04.05
крізь вікна
QF
243,2
243,2
Відповідно до СНІП 2.04.05
крізь стіни і вікна
-
449,3
319,0
-
на вентиляцію
Qυ
485,3
242,6
Відповідно до СНІП 2.04.05
крізь стіни, вікна і на вентиляцію
Qνht
934,6
561,6
Qνht= Qsi+ QF+ Qυ
Розрахунковий питомий потік теплоти, Вт/м2
qregh
77,8
46,8
за формулою (4.1)
Перевірка на вимогу неперевищення контрольних показників, Вт/м2
q*hn≥qregh
57<77,8
57>46,8
за формулою (4.3)
Г.2.2 Висновки за енергоефективністю варіантів:
- 1-й варіант не відповідає контрольним показникам;
- 2-й варіант відповідає контрольним показникам.
Приймаємо для подальшого розгляду другий варіант.
Г.2.3 За формулою (4.4) визначаємо допустимий питомий потік теплоти від підлоги
qmaxh= α si• (τν -tν) = 9,9•(29-18) = 99Вт/м2,
що забезпечує опалення приміщення згідно з 4.5.6
q*hn =46,8<qmaxh=99Вт/м2.
Г.2.4 Визначимо розрахункову амплітуду коливань повітря у приміщенні.
Г.2.4.1 Для зовнішніх стін прошарок різких коливань температури встановлюється у двох перших прошарках, тобто його межа знаходиться у другому прошарку і коефіцієнт теплозасвоєння внутрішньої поверхні зовнішніх стін розраховуємо за формулою (4.14). Результати розрахунків наведені у таблиці Г.3.
Таблиця Γ.3 - Зовнішні стіни загальною площею 5 м2
№ пор
Матеріал прошарку
Розрахункові величини
Формула
δ, м
λ,
Вт/(м• °С)
s,
Вт/(м2• °С)
R,
(м2• °С)/Вт
Di=Ri•si
ΣDi=Σ Ri•si
(у порядку зростання)
Y,
Вт/(м2• °С)
1
Штукатурка
0,015
0,76
11,09
0,02
0,22
0,22
10,46
Y1=(R1•s21 + si)/
(1 + R1•s2)
2
Цегла (2,5 цеглини)
0,640
0,81
10,12
0,80
8,12
8,34
3
Повітряний шар
0,008
0,03
0
0,25
0
8,34
4
Пінополістирол (ППС)
0,064
0,04
0,82
1,59
1,30
9,64
5
Плитка керамічна
0,007
0,81
9,86
0,01
0,09
9,73
Всього
0,734
2,67
Г.2.4.2 У середині внутрішніх перегородок (симетричних огорож) приймаємо s = 0. Тоді Y визначаємо за (4.13), (4.14). Результати розрахунків коефіцієнтів теплозасвоєння зовнішньої поверхні внутрішніх перегородок наведені у таблиці Г.4.
Таблиця Г.4 - Перегородки загальною площею 33 м2
№ пор.
Матеріал шару
Розрахункові величини
Формула
δ, м
λ,
Вт/(м• °С)
s,
Вт/(м2• °С)
R,
(м2• °С)/Вт
Di=Ri•si
ΣDi=ΣRi•si
(у порядку зростання)
Y,
Вт/(м2• °С)
1
Штукатурка
0,02
0,76
11,20
0,03
0,33
0,33
13,48
2
Цегла (0,5 цеглини)
0,12
0,81
10,12
0,16
1,62
1,95
16,39
2а
Умовна середина міжповерхового перекриття
0
0
0
3
Штукатурка
0,02
0,76
11,10
0,03
0,33
2,28
Всього
0,22
Г.2.4.3 Для вікон теплозасвоєння приблизно дорівнює нулю, а величину коефіцієнта тепло-поглинання слід прийняти за формулою, наведеною у СНІП ІІ-3
Г.2.4.4 При розрахунках підлоги і стелі принциповим є те, що ці огороджувальні конструкції несиметричні і серединою вважається половина теплової інерції 0,5D всієї огороджувальної конструкції (s = 0).
Г.2.4.5 Для подальших розрахунків приймаємо товщину акумуляційного шару mb= 0,1 м (рисунок 4.1).
Г.2.4.6 Визначаємо коефіцієнт теплозасвоєння внутрішньої поверхні підлоги як міжповерхового перекриття.
Результати проміжних розрахунків наведені у таблиці Г.5.
Таблиця Γ.5 - Підлога як міжповерхове перекриття загальною площею 12 м2
(проміжні розрахунки)
№ пор
Матеріал шару
Розрахункові величини
δ, м
λ,
Вт/(м• °С)
s,
Вт/(м2• °С)
R,
(м2• °С)/Вт
Di=Ri•si
ΣDi=ΣRi•si
(у порядку зростання)
1
Лицьове покриття
0,002
0,33
7,52
0,006
0,045
0,045
2
Підоснова
0,004
0,05
0,92
0,085
0,078
0,123
3
Клеюча мастика
0,001
0,17
4,56
0,006
0,027
0,150
4
Акумуляційний шар
0,100
1,74
11,09
0,058
0,640
0,790
5
Стяжка (цементно-піщана)
0,030
0,93
11,09
0,032
0,350
1,140
6
ппс
0,030
0,04
0,82
0,730
0,600
1,740
7
Плита перекриття
0,140
1,74
16,77
0,080
1,350
3,080
Г.2.4.7 Оскільки половина суми величин теплових інерцій міжповерхового перекриття дорівнює 0,5D = 0,5 • 3,08 = 1,54, то умовна середина перекриття (s= 0) знаходиться у шарі ППС. Ця умовна середина перекриття віддалена від межі акумуляційного і теплоізоляційного шарів на величину D = 0,40 з термічним опором R = 0,49 (м2 •°С)/Вт, тобто на відстань 0,020 м (таблиця Г.6, п.6а).
Г.2.4.8 Коефіцієнти теплозасвоєння підлоги як міжповерхового (внутрішнього) перекриття з врахуванням s = 0 в умовній середині перекриття наведені у таблиці Г.6.
Таблиця Г.6 - Підлога як міжповерхове перекриття paгaльнoю площею 12 м2
(остаточні розрахунки)
№ пор
Матеріал шару
Розрахункові величини
Формула
δ, м
λ,
Вт/(м• °С)
s,
Вт/(м2• °С)
R,
(м2• °С)/Вт
Di=Ri•si
ΣDi=ΣRi•si
(у порядку зростання)
Y,
Вт/(м2• °С)
1
Лицьове покриття
0,002
0,330
7,52
0,006
0,045
0,045
5,34
2
Підоснова
0,004
0,047
0,92
0,085
0,078
0,123
5,17
3
Клеюча мастика
0,001
0,170
4,56
0,006
0,027
0,150
8,76
4
Акумуляційний шар
0,100
1,740
11,09
0,058
0,640
0,790
9,11
5
Стяжка (цементно-піщана)
0,030
0,930
11,09
0,032
0,350
1,140
4,20
6а
ППС
(шар 1)
0,020
0,041
0,82
0,490
0,400
1,540
0,33
6б
Умовна середина міжповерхового перекриття
0
0
0
0
6в
ППС
(шар 2)
0,010
0,041
0,82
0,240
0,200
1,740
7
Плита перекриття
0,140
1,740
16,77
0,080
1,350
3,090
Г.2.4.9 Коефіцієнт теплозасвоєння зовнішньої поверхні стелі як міжповерхового перекриття слід розраховувати аналогічно. При цьому порядок шарів зворотний: внутрішній шар стелі відтворює зовнішню поверхню плити перекриття.
Г.2.4.10 Визначаємо положення шару різких коливань температури у стелі. Розраховуємо показники теплової інерції за формулою (4.9), починаючи з зовнішнього шару, доки сума показників теплової інерції не стане більше одиниці. Хід розрахунку наведений у таблиціГ.7.
Таблиця Г.7 - Стеля як міжповерхове перекриття загальною площею 12 м2
(проміжні розрахунки)
№ пор
Матеріал шару
Розрахункові величини
δ, м
λ,
Вт/(м• °С)
s,
Вт/(м2• °С)
R,
(м2• °С)/Вт
Di=Ri•si
ΣDi=ΣRi•si
(у порядку зростання)
1
Плита перекриття
0,140
1,74
16,77
0,08
1,350
1,35
2
ППС
0,030
0,04
0,82
0,73
0,600
1,95
3
Стяжка (цементно-піщана)
0,030
0,93
4,56
0,032
0,350
2,30
4
Акумуляційний шар
0,100
1,74
11,09
0,058
0,640
2,94
5
Клеюча мастика
0,001
0,17
11,09
0,006
0,027
2,97
6
Підоснова
0,004
0,05
0,92
0,085
0,078
3,05
7
Лицьове покриття (ковролін)
0,002
0,33
7,52
0,006
0,045
3,09
Г.2.4.11 Оскільки половина суми величин теплових інерцій міжповерхового перекриття дорівнює 0,5 D = 3,09 • 0,5 = 1,54, то умовна середина перекриття (s= 0) знаходиться у шарі теплоізоляції (ППС). Ця умовна середина перекриття віддалена від межі плити перекриття і теплоізоляційного шару на величину D = 0,181 з термічним опором R= 0,22 (м2• °С)/Вт, тобто на відстань 0,009 м (таблиця Г.8, п. 2а).
Г.2.4.12 Коефіцієнт теплозасвоєння стелі як міжповерхового (внутрішнього) перекриття з врахуванням s = 0 наведений у таблиці Г.8.
Таблиця Г.8 - Стеля або підлога міжповерхового перекриття загальною площею 12 м2
№ пор
Матеріал шару
Розрахункові величини
Формула
δ, м
λ,
Вт/(м• °С)
s,
Вт/(м2• °С)
R,
(м2• °С)/Вт
Di=Ri•si
ΣDi=ΣRi•si
(у порядку зростання)
Y,
Вт/(м2• °С)
1
Лицьове покриття (ковролін)
0,140
1,740
16,77
0,08
1,35
1,35
21,88
2а
ППС
(шар 1)
0,009
0,041
0,82
0,22
0,18
1,53
0,82
2б
Умовна середина міжповерхового перекриття
0
0
0
2в
ППС
(шар 2)
0,021
0,041
0,82
0,51
0,42
3,04
Г.2.5 Виконаємо розрахунок суми добутків коефіцієнтів теплопоглинання поверхні кожної і-Ї огороджувальної конструкції на її площу. Коефіцієнт теплопоглинання Biвизначаємо за СНІП ІІ-3. Одержані дані наведені у таблиці Г.9.
Таблиця Γ.9 - Розрахунок складових ΣFі•Bі
№ пор
Елементи огороджувальної конструкції
Yi,
Вт/(м2• °С)
Bi,
Вт/(м2• °С)
Fi,
м2
Fi, Bi,
Вт/°С
1
Зовнішні стіни
10,46
5,10
5
25,50
2
Перегородки
13,48
4,48
33
147,84
3
Вікна
1,85
4
7,41
4
Підлога
5,34
2,88
12
34,56
5
Стеля
21,88
6,22
12
74,64
ΣFі•Bі=289,95
Г.2.6 Коефіцієнт нерівномірності тепловіддачі теплоакумулюючої підлоги як опалювального приладу слід визначати за рисунком 4.1, виходячи із прийнятої товщини акумуляційного шару mb= 0,1 м значення kb= 0,292 (на рисунку позначено стрілкою). Тоді коефіцієнт нерівномірності віддачі теплоти гріючою підлогою дорівнює М=1,3.
Г.2.7 Розрахункову амплітуду коливань температури внутрішнього повітря у приміщенні визначаємо за (4.8)
