Номер участка
|
Особенности конструктивного
решения участка стены
|
Приведенное сопротивление
теплопередаче Rо,wr , м2×оС/Вт
|
Площадь Awi, м2
|
1
|
Глухой участок стены (без
проемов)
|
4,12
|
39,63
|
2
|
Участок стены с оконными
проемами (δут стены =140 мм)
|
3,27
|
73,2
|
2
|
Участок стены с оконными
проемами (δут стены =180 мм)
|
4,41
|
70,5
|
4
|
Участок стены с балконными
дверями (с учетом остекления лоджии)
|
4,24
|
63,1
|
5
|
Участок стены с окнами и
балконными дверями (с учетом остекления лоджии)
|
4,22
|
8,45
|
6
|
Глухой участок стены (без
проемов) выходящий на остекленную лоджию
|
4,27
|
59,55
|
В соответствии с планировочными решениями проектируемого здания средняя
величина Rо,wr,ср составляет (с учетом площади участков стен по фасадам
здания)
2.1.3.2 Чердачное перекрытие
Крыша - чердачная с «холодным» чердаком, сборные железобетонные плиты
перекрытия с утеплением минераловатными плитами плотностью gо = 50 кг/м3 толщиной 250 мм и
заливкой поверх цементно-песчаным раствором толщиной 40 мм.
Рис.2.7. Схематичный разрез чердачного перекрытия
Сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия рассчитано в
соответствии с [2,3], как для однородной ограждающей конструкции.
При проектной толщине утепляющего слоя из минераловатных плит 250 мм
плотностью gо = 50 кг/м3 с
коэффициентом теплопроводности lА = 0,05 Вт/(м×оС) [2] фактическое значение приведенного сопротивления теплопередаче
покрытия составит
1 0,04 0,25 0,005 0,22 1
Ro,cr = ¾¾
+ ¾¾ + ¾¾ + ¾¾ + ¾¾ + ¾¾ __ = 5,46 м2×оС/Вт.
12 0,76 0,05 0,17 1,17 8,7
2.1.3.3 Заполнение оконных проемов
В соответствии с проектным решением заполнение оконных проемов
предусмотрено - оконные блоки деревянные с тройным остеклением в
раздельно-спаренных переплетах.
В соответствии с [2] приведенное сопротивление теплопередаче заполнения
оконных проемов принято равным Rоdes » 0,61 м2 ×оС/Вт.
Необходимо отметить, что фактическое сопротивление теплопередаче окон,
устанавливаемых в запроектированном здании, должно быть подтверждено
протоколами испытаний.
2.1.3.4 Цокольное перекрытие
Цокольное перекрытие - сборные железобетонные плиты перекрытия с
утеплением полужесткими минераловатными плитами плотностью gо = 50 кг/м3 и деревянный пол по
лагам.
Рис.2.8. Схематичный разрез цокольного перекрытия
2.2 Описание технических решений системы отопления и вентиляции
Система отопления здания - поквартирная, однотрубная с нижней разводкой
магистралей. Трубопровод из стальных водогазопроводных труб. В каждой квартире
устанавливаются счетчики учета тепловой энергии ТЕПЛОКОМ ТСК4 с расходомерами
ПРЭМ.
Узел управления системой отопления не автоматизированный. В узле
управления установлены тепловычислители ВКТ-4, циркуляционные насосы GRUNDFOSS
и пластинчатый теплообменник фирмы Альфа-Лаваль.
Система вентиляции - естественная с неорганизованным притоком воздуха
через оконные форточки, фрамуги, неплотности ограждающих конструкций и
организованным удалением через вытяжные вентиляционные каналы санузлов и
кухонь.
К энергосберегающим мероприятиям системы отопления можно отнести:
- устройство поквартирной разводки с установкой счетчиков тепловой
энергии в каждой квартире;
·
установка в узле
управления тепловычислителей.
3. ОЦЕНКА ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
.1 Краткая характеристика методики расчета
Оценка температурного режима отдельных узлов ограждающих конструкций
проектируемого жилого дома проведена с целью проверки возможности выпадения
конденсата в местах теплопроводных включений: в углах наружных стен, в зоне
сопряжения оконных и балконных блоков с оконными откосами, в зоне сопряжения плит
чердачного перекрытия с наружными стенами.
При проведении расчетов параметры внутреннего и наружного воздуха
принимались в соответствии со СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», СНиП
23-01-99 «Строительная климатология » равными:
·
расчетная
температура внутреннего воздуха tint = +20оС;
·
расчетная
температура наружного воздуха text = -40оС;
·
расчетный
коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности aint = 8,7 Вт/(м2×оС);
·
расчетный
коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стен aext = 23 Вт/(м2×оС);
·
расчетный
коэффициент теплоотдачи наружной поверхности утеплителя в чердачном
пространстве aext = 12 Вт/(м2×оС).
Теплотехнические характеристики материалов принимались для условий
эксплуатации «А» аналогично п.2.1.3 настоящей пояснительной записки.
Расчеты выполнены для следующих узлов:
·
узел сопряжения
наружной стены с плитой перекрытия;
·
узел сопряжения
цокольного участка наружной стены с плитой перекрытия;
·
наружный
выступающий угол (вертикальный стык в зоне сопряжения плит чердачного перекрытия
с наружной стеной );
- узел сопряжения стены с заполнением оконных проемов (деревянные окна с
тройным остеклением в раздельно-спаренных переплётах);
узел сопряжения стены с балконной дверью и плитой перекрытия (с учетом
остекления лоджии).
.2. Результаты расчетов
Расчетные схемы и основные результаты расчетов представлены на рис.3.1 -
рис.3.6.
Анализ полученных результатов позволил сделать следующие выводы:
. Проектные решения ограждающих конструкций обеспечивают выполнение
условий невыпадения конденсата на поверхности наружных стен. Температура
внутренней поверхности стены на глухом участке составляет tв = 18,8 оС, что обеспечивает
выполнение требований СНиП II-3-79* по нормируемому температурному перепаду (Dtn = 4,0 оС, Dtdes = 3,3 оС) и температуре «точки
росы» (при tint = 20оС, jint
= 55%, td = 10,7оС) с существенным запасом.
. Температура внутренней поверхности в наружном выступающем углу верхнего
этажа ниже минимально допустимой (см. рис.3.3).
При проектном решении минимальная температура внутренней поверхности в
зоне пересечения плиты чердачного перекрытия с наружным углом здания может
опускаться до tвmin = +7,9 оС
- при расчетных значения температур наружного и внутреннего воздуха (при tint =
20оС, text = -40оС).
Данное понижение температуры обусловлено геометрической формой угла
(площадь тепловосприятия меньше чем площадь теплоотдачи), стоком тепла по плите
перекрытия, расположенной в этом месте.
Для улучшения температурного режима данного узла предлагается:
Рис.3.1. Результаты расчета распределения температур: а- узла
сопряжения глухого участка наружной стены с плитами перекрытия, б- узла
сопряжения цокольного участка наружной стены с плитами перекрытия
- устройство в наружном выступающем углу термовкладыша по торцу плиты
перекрытия толщиной 60-80 мм длиной 400 мм (от поверхности угла в каждую
сторону);
устройство термовкладыша над плитой перекрытия в толще внутреннего слоя
кирпичной кладки толщиной 40 мм сечением 250х700 мм от поверхности угла в
каждую сторону (см. рис.3.4);
Это решение необходимо для всех наружных выступающих углов верхнего
этажа.
Для повышения температуры поверхности в зоне сопряжения плиты перекрытия
с наружной стеной (по длине плиты чердачного перекрытия) рекомендуется
увеличение толщины утеплителя до 150 мм - вдоль наружных стен на расстояние
400-500 мм.
. Оконные блоки должны быть установлены в слое утеплителя непосредственно
у четверти стены. В этом случае требуемая температура внутренней поверхности
оконных откосов обеспечивается без устройства каких-либо термовкладышей.
Рекомендуемые схемы установки оконных блоков приведены в приложении 3.
Рис.3.2. Расчетная схема и граничные условия узла сопряжения наружного
выступающего угла с плитами чердачного перекрытия: 1 - кирпичная кладка из
силикатного кирпича gо = 1800
кг/м3, lА = 0,76
Вт/(м оС); 2 - минераловатные плиты gо = 50 кг/м3, lА = 0,05 Вт/(м оС); 3
кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича gо = 1800 кг/м3, lА = 0,7 Вт/(м оС);-Вт/(м оС)
; 4 - ЦПР lА = 0,76
Вт/(м оС).
Рис.3.3. Результаты расчета распределения температур узла
сопряжения наружного выступающего угла с плитами чердачного перекрытия: а -
горизонтальное сечение на расстоянии 20 мм от плиты перекрытия; б -
горизонтальное сечение на расстоянии 600 мм от плиты перекрытия; в -
вертикальное сечение на расстоянии 10 мм от угла
Рис.3.4. Результаты расчета распределения температур узла
сопряжения наружного выступающего угла с плитами чердачного перекрытия при
устройстве термовкладыша по торцу плиты и над плитой в толще стены: а -
горизонтальное сечение на расстоянии 20 мм от плиты перекрытия; б -
горизонтальное сечение на расстоянии 600 мм от плиты перекрытия; в -
вертикальное сечение на расстоянии 10 мм от угла
Рис.3.5. Результаты расчета распределения температур узла
сопряжения наружной стены с оконным блоком: а - вертикальное сечение; б -
горизонтальное сечение по центру окна
Рис.3.6. Результаты расчета распределения температур узла
сопряжения наружной стены с балконными дверями
4. РАСЧЕТ ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА НАРУЖНЫХ СТЕН
.1 Основные предпосылки расчета и исходные данные
В соответствии с СНиП II-3-79* [2] сопротивление паропроницанию наружной
стены Rп (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной
конденсации) должно быть не менее требуемого сопротивления паропроницанию из
условия недопустимости накопления влаги в толще ограждающей конструкции за
годовой период эксплуатации - Rп1тр и требуемого сопротивления
паропроницанию из условия ограничения накопления влаги в ограждающей
конструкции за период года с отрицательными среднемесячными температурами - Rп2тр.
В соответствии с [2] величина Rп1тр рассчитывается по формуле
(ев - Е) × Rпн
Rп1тр = ¾¾¾¾¾¾¾, (4.1)
Е - ен
где ев - расчетная упругость водяного пара внутреннего воздуха,
Па; Е - упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации за
годовой период эксплуатации, Па; ен - средняя упругость водяного пара
наружного воздуха за годовой период, Па; Rпн - сопротивление
паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между наружной
поверхностью конструкции и плоскостью возможной конденсации, м2×ч×Па/мг.
В соответствии с [2] величина Rп2тр рассчитывается по формуле
0,0024 × zo × (ев - Еo)
Rп2тр = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾, (4.2)
gw × dw × Dwср + h
где zo - продолжительность периода влагонакопления, сут.; Еo
- упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации при средней температуре
наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными
температурами, Па; gw - плотность
материала увлажняемого слоя, кг/м3; dw - толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м; Dwср - предельно допустимое приращение расчетного массового
отношения влаги в материале увлажняемого слоя за период влагонакопления, %; h - величина, определяемая по формуле
0,0024 × zo × (Еo - ен.о)
h = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾, (4.3)
Rпн
где ен.о - средняя упругость водяного пара наружного воздуха
периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, Па.
Поскольку в СНиП 23-01-99 [4] данные, необходимые для расчета ен.о
и ен даны некорректно (например, среднемесячное парциальное давление
января месяца для Омска равно ен=140 Па, а среднемесячная температура января
составит text= -19°С,
тогда в соответствии с приложением Л СП 23-101-2000 [3] получим значение
максимальной упругости водяного пара Ен=113 Па. Влажность наружного
воздуха jн будет равна jн= ен/Ен=100·140/113=124%, что в принципе невозможно),
то определение средней упругости водяного пара наружного воздуха за годовой
период, а также средней упругости водяного пара наружного воздуха периода
месяцев с отрицательными среднемесячными температурами выполнено на основании
данных по средней месячной относительной влажности наружного воздуха,
представленных в СНиП II-А.6-72.
1
jнср.год = ¾× å jнср.мес ,
12
а средняя упругость водяного пара наружного воздуха - соответственно:
jнср.год × Е
ен
= ¾¾¾¾.
100%
В соответствии с рекомендациями [2,3] в многослойных ограждающих
конструкциях с эффективным утеплителем плоскость возможной конденсации
совпадает с наружной поверхностью утеплителя, то есть для рассматриваемой
конструкции стены - с наружной поверхностью пенополистирола (рис.4.1).
Рис.4.1 Расположение плоскости возможной конденсации
4.2 Результаты расчета влажностного режима наружной стены
При расчетной температуре внутреннего воздуха tвр = +20 оС и
относительной влажности внутреннего воздуха jвр = 55% [2] величина максимальной упругости водяного
пара внутреннего воздуха составит Ев =2338 Па [3], а величина расчетной
упругости водяного пара внутреннего воздуха ев = 0,55 × 2338 =1286 Па.
Общее сопротивление теплопередаче наружной стены (по глади) равно:
1 0,02 0,38 0,14 0,12 1
Ro,wr = ¾¾
+ ¾¾ + ¾¾ + ¾¾ + ¾¾ _+ ¾¾ _= 4,3 м2×оС/Вт.
8,7 0,76 0,7 0,041 0,76 23
Продолжительность сезонов (зима, весна-осень, лето) и среднесезонные
температуры для р.п Муромцево приняты как для г. Тары, ближайшего населенного
пункта, который указан в СНиП 23-01-99
зимний - tср = -15,26 оС (янв. tср= -19,9 оС, февр. tср=
-18,0 оС; март tср = -11,4 оС; нояб. tср= -9,8 оС; дек. tср=
-17,2 оС);
весенне-осенний - tср = +0,35 оС (апр. tср=─0,1 оС,
окт. tср=+0,8 оС);
летний - tср = +13,26 оС (май tср=+9,1 оС, июнь tср=+15,5
оС; июль tср = +17,7 оС; авг. tср=+14,8 оС; сент. tср=+9,2
оС).
Определим значение температур в плоскости возможной конденсации для
каждого периода:
t1 =°С;
t2 =°С;
t3 =°С.
Соответственно
упругость водяного пара в этой плоскости составит согласно [3]: Е1 = 188
Па, Е2 = 671 Па, Е3 = 1557 Па.
Определяем
упругость водяного пара в плоскости возможной конденсации за годовой период:
1
Е
= ¾¾ (188 × 5 + 671 × 2 + 1557 × 5 ) = 839 Па.
12
Сопротивление части стены, расположенной за плоскостью возможной
конденсации
0,12
RПН = ¾¾ =1,09 (м2·ч·Па/мг)
0,11
Средняя температура наружного воздуха за год tнср.год = -0,8 оС
[2], при этом Енср.год = 573 Па [3].
Средняя относительная влажность наружного воздуха за год [4]:
jнср.год= 1/12(81+79+79+74+61+65+74+78+79+82+82)=76%.
Определим величину средней упругости водяного пара наружного воздуха за
годовой период:
jнср.год
Е 76 × 537
ен
= ¾¾¾¾= ¾¾¾¾ = 435 Па.
100%
100%
Определяем требуемое сопротивление паропроницанию Rп1тр
(1286-839)·1,09
Rп1тр= ¾¾¾¾¾¾ =1,21 (м2·ч·Па/мг).
839-435
Рассчитываем сопротивление паропроницанию части стены, расположенной
между внутренней поверхностью и плоскостью возможной конденсации Rпв
0,02 0,38 0,14
Rпв=
¾¾ + ¾¾ + ¾¾ =6,48 (м2·ч·Па/мг).
0,09 0,11 0,05
пв=6,48>Rп1тр=1,21 (м2·ч·Па/мг).
По [2] определяем продолжительность в сутках периода влагонакопления,
принимаемого равным периоду с отрицательными среднемесячными температурами
наружного воздуха - zо = 181 сут. При этом среднюю температуру наружного
воздуха месяцев с отрицательными температурами принимаем равной:
(119,9-18,0-11,4-9,8-17,2)
tн.о= ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
= -15,26ºС.
5
Температура в плоскости возможной конденсации t1=-13,6 °С. Соответственно Ео=188 Па [3].
Средняя относительная влажность за зимний период по [4]:
(81+79+79+82+82)
jн.о= ¾¾¾¾¾¾¾¾ = 80,6%.
5
Соответственно Ен.о=162 Па [3].
Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с
отрицательными среднемесячными температурами составит:
162·80,6
ен.о= ¾¾¾¾ = 131 (Па).
100
Определим величину h:
0,0024·181·(188-131)
h = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 22,7.
1,09
По табл.14* [2] находим для пенополистирола Dwср=25 %. Рассчитываем величину Rп2тр, принимая равным gw = 40 кг/м3; dw = 0,14 м
0,0024·181·(1286-188)
Rп2тр = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ = 2,93 (м2×ч×Па/мг).
40·0,14·25+22,7
Так как Rпв = 6,48 > Rп2тр = 2,93 м2×ч×Па/мг, следовательно требования СНиП II-3-79* [2] выполняются
и устройство дополнительной пароизоляции не требуется.
5. Анализ структуры теплопотерь проектируемого здания и оценка
эффективности реализации отдельных энергосберегающих мероприятий
.1 Расчет теплоэнергетических параметров
Общая информация о проекте.
Проектируемое здание -жилое, малоэтажное (двухэтажный жилой дом с
использованием конструкций недостроенного детского сада на 140 мест).
Ориентация главного фасада - юго-запад. Подвал «теплый» (температура подвала +2
оС). Чердак «холодный» (температура чердака -40,0 оС). Район строительства -
р.п. Муромцево.
Расчетные условия.
. Расчетная температура наружного воздуха text = -40оС;
. Расчетная температура внутреннего воздуха здания tint = 20оС;
. Расчетная температура «теплого» подвала tс =+2 оС;
. Расчетная температура «холодного» чердака tf =-40 оС;
. Средняя температура отопительного периода textav = - 8,8оС;
. Продолжительность отопительного периода zht = 234 сут;
. Градусо-сутки отопительного периода Dd = 6739 оС×сут.
Краткая характеристика объемно-планировочного решения здания.
. Общая площадь наружных ограждающих конструкций здания составляет: Aesum
= 2149,2 м2 в том числе:
наружных стен выше уровня земли: Aw (СВ) = 271,2 м2; Aw
(СЗ) = 74,01 м2; Aw (ЮВ) = 74,01 м2; Aw(ЮЗ) = 283,0 м2;
окон, выходящих непосредственно на улицу: AF (СВ) =49,92 м2; AF
(СЗ) = 0 м2; AF (ЮВ) = 0 м2; AF(ЮЗ) = 42,88 м2;
окон, выходящих на остекленную лоджию: AF (СВ) = 31,56 м2; AF
(СЗ) = 3,44 м2; AF (ЮВ) = 3,44 м2; AF(ЮЗ) = 28,88 м2;
входных дверей - Aed = 5,76 м2;
чердачного перекрытия «холодного» чердака - Aс = 640,56 м2;
перекрытие над подвалом - Af = 640,56 м2.
. Площадь отапливаемых помещений - Ah 1258,02 м2.
. Площадь жилых помещений и кухонь - Al = 738,4 м2.
. Площадь жилых помещений - Ar = 553,6 м2.
. Отапливаемый объем здания - Vh = 3689,05 м3.
. Коэффициент остекления фасада - p = 160,12/868,1 = 0,18.
. Показатель компактности здания kedes = 2149,2/3689,05 = 0,58.
Сопоставляем полученное значение с рекомендуемым:
kereq =0,61 > kedes = 0,58.
Энергетические показатели
. Приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений Ror, (м2×°С)/Вт, должно приниматься не ниже
требуемых значений Rоreq , рассчитанных в соответствии с СНиП II-3-79*
«Строительная теплотехника» по санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:
стен Rwreq = 1,72 м2×°С / Вт;
окон и балконных дверей RFreq = 0,61 м2×°С / Вт;
чердачное перекрытие Rсreq = 2,07 м2×°С / Вт;
перекрытие подвала «теплый» подвал Rfreq = 1,03 м2×°С / Вт;
входных дверей Redreq =1,2 м2×°С / Вт.
В рассматриваемом здании приняты проектные показатели:
для стен здания выше уровня земли - Rwr = 3,99 м2×°С / Вт;
для окон - RFr = 0,61 м2×°С / Вт;
для окон, выходящих на остекленную лоджию - RFr = 0,76 м2×°С / Вт;
для перекрытий «холодного» чердака - Rcr = 5,46 м2×°С/Вт;
для перекрытий «теплого» подвала Rfreq = 1,79 м2×°С / Вт;
для входных дверей Redr = 1,2 м2×°С / Вт;
16. Рассчитываем требуемый воздухообмен здания - из расчета обеспечения 3
м3/ч на 1 м2 площади пола жилых комнат (СНиП 2.08.01-89*), принимая
продолжительность работы естественной вентиляции 24 часа в сутки:
Lides= 3·553,6 = 1660,8 м3/ч.
Теплоэнергетические показатели
. Общие теплопотери через ограждающие конструкции здания за отопительный
период Qh , в частности:
через наружные стены здания выше уровня земли (с учетом добавок на
ориентацию)
Qh,wdes = 0,0036×1·(271,2·1,1+74,01·1,1+74,01·1,05+283,0·1,0)×(20+40)/3,99 = 40,08 МДж/ч;
через окна (с учетом добавок на ориентацию)
Qh,Fdes=0,0036×1·(49,92·1,1+0·1,1+0·1,05+42,88·1,0)×(20+37)/0,61+0,0036×1·(31,56·1,1+3,44·1,1+3,44·1,05+28,88·1,0)×(20+40)/0,76= 54,80 МДж/ч;
через чердачное перекрытие «холодного» чердака (с учетом коэффициента
соприкосновения с наружным воздухом n = 0,9)
Qh,сdes = 0,0036× 640,56 ×(20+40)×0,9 /5,46 = 22,81 МДж/ч;
через входные двери (с учетом добавки b=0,27H)
Qh,eqdes = 0,0036×1·5,76·2,98·(20+40)/1,2 = 3,09 МДж/ч;
через перекрытие над подвалом, с учетом коэффициента n=
(20-2)/(20-(-40))=0,3.
Qh,fdes = 0,0036× 640,56×(20+40)×0,3/1,79 = 23,19 МДж/ч;
Общие теплопотери через ограждающие конструкции здания за отопительный
период Qh,I определяем:
через наружные стены здания выше уровня земли
Qh,w = 40,08·6739·24/(20+40) = 108054 МДж/год;
через окна (с учетом добавок на ориентацию)
Qh,F = 54,80·6739·24/(20+40) = 147736 МДж/год;
через чердачное перекрытие «холодного» чердака
Qh,с = 22,81·6739·24/(20+40) = 61480 МДж/год;
через входные двери
Qh,eq = 3,09·6739·24/(20+40) = 8334 МДж/год;
через перекрытие над подвалом
Qh,f = 23,19·6739·24/(20+40) = 62510 МДж/год;
Общие теплопотери через ограждающие конструкции здания за отопительный
период составят:
Qh =
108054+147736+61480+8334+62510 = 388113 МДж/год.
. Расчетные затраты теплоты на подогрев приточного вентиляционного
воздуха:
Qides=1·3·553,6·(20+40)·(353/(273+8,8))·0,001 = 124,8 МДж/ч.
Затраты теплоты на подогрев приточного вентиляционного воздуха за отопительный
период:
Qi=
124,8·6739·24/(20+40) = 336489 МДж/год.
. Расчетные бытовые теплопоступления в здание (из расчета 10 Вт на 1 м2
площади пола жилых комнат и кухонь):
Qintdes = 0,0036·10·738,4 = 26,58 МДж/ч.
Общие бытовые теплопоступления в здание за отопительный период:
Qint = 26,58·234·24 = 149287 МДж/год.
20. Теплопоступления в здание через окна от солнечной радиации за
отопительный период Qs, МДж, определяются по формуле, принимая для окон,
выходящих на север-восток I= 965 МДж/(м2·год), на северо-запад I=
965 МДж/(м2·год), на юго-восток I= 1901 МДж/(м2·год), на юго-запад I=
1901 МДж/(м2·год); τF=0,5; kF = 0,76.
Qs =
0,5 × 0,76 ×
(81,48·965+3,44·965+3,44·1901+71,76·1901) = 85463 МДж/год.
. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный
период Qhy определяем с учетом ν= 0,8 и ζ= 0,85 (в однотрубной системе отопления с
термостатами и без авторегулирования на вводе в здание).
Qhy
= 388113 +336489-(149287+85463)·0,8·0,85 = 564972 МДж/год.
22. Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию
здания за отопительный период qhdes определяется:
qhdes = 564972/1258,02 = 449,1 МДж/(м2· год).
Сопоставление с нормативными требованиями.
. Нормативный удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию
здания за отопительный период qhreq = 680 МДж/(м2· год).
. Сопоставляем значения расчетного qhdes и нормативного qhreq
удельных расходов тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания. Так как
qhdes = 449,1 МДж/(м2· год)< qhreq = 680,0 МДж/(м2· год),
считаем, что уровень теплозащитных качеств ограждающих конструкций достаточен.
.2 Анализ структуры теплопотерь проектируемого здания и оценка
эффективности реализации отдельных энергосберегающих мероприятий
Стуктура теплопотерь через ограждающие конструкции проектируемого здания
представлена на рис.4.1.1 и рис.4.1.2.
Анализ величины теплопотерь показывает, что основную долю в теплопотерях
здания составляют наружные стены и окна.
В табл.4.1.1 и на рис.4.1.3 представлены результаты расчета удельного
теплопотребления проектируемого здания в зависимости от величины приведенного
сопротивления теплопередаче наружных стен при различной эффективности
авторегулирования системы отопления.
Анализ результатов расчетов позволил сделать следующие выводы:
. Повышение приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен
позволяет снизить расчетное удельное теплопотребление проектируемого здания,
однако эффективность такого повышения относительно невелика. Так, при
увеличении приведенного сопротивления теплопередаче стены с 1,72 до 2,40 м2×°С/Вт, удельный годовой расход тепла qhdes
(при ζ=0,5)
уменьшается с 614,7
МДж/(м2×год) до 558,2 МДж/(м2×год), то есть на 9,2%. Дальнейшее
повышение сопротивления теплопередаче стен - с 2,40 до 3,99 м2×°С/Вт обеспечивает сокращение qhdes
- с 558,2 МДж/(м2×год) до 501,3 МДж/(м2×год), то есть на 10,1%, дальнейшее повышение Rо,wr до
4,2 м2×°С/Вт - обеспечивает сокращение qhdes
- с 501,3 МДж/(м2×год) до 497,1 МДж/(м2×год), то есть на 0,9%. Снижение влияния теплозащитных качеств
наружных стен на удельное теплопотребление проектируемого здания обусловлено
сокращением доли потерь тепла через наружные стены в общем тепловом балансе
здания.
. Гораздо больший эффект может быть достигнут за счет регулирования
подачи тепла от системы отопления - при устройстве систем отопления с
термостатирующими кранами, с вертикальной однотрубной разводкой трубопровода
системы отопления и авторегулированием на вводе в здание. Так при сохранении
теплозащитных качеств наружных стен проектируемого здания на уровне 3,99 м2×°С/Вт, но при устройстве однотрубной
системы отопления с поквартирным учетом тепловой энергии и без центрального
авторегулирования (ζ=0,85) удельный расход тепловой энергии
составит qhdes = 449,1 МДж/(м2×год). То есть при использовании более эффективной системы
отопления могут быть достигнуты практически те же показатели, что и при
повышении теплозащитных качеств наружных стен.
Данные результаты обусловлены тем, что повышение эффективности управления
системой отопления здания позволяет более полно учесть теплопоступления от
солнечной радиации и бытовые теплопоступления (снизить вероятность перетопа
здания).
Таблица 4.1.1
Результаты
расчета удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию 20-ти
квартирного жилого дома в р.п. Муромцево при различных значениях приведенного
сопротивления теплопередаче стен и эффективности авторегулирования системы
отопления
Приведенное сопротивление
теплопередаче наружных стен Rо,wr , м2×°С/Вт
|
Удельный расход тепловой
энергии на отопление и вентиляцию здания qhdes, МДж/(м3×год) при различной эффективности авторегулирования
системы отопления
|
|
ζ=0,5
|
ζ=0,7
|
ζ=0,85
|
1,72
|
614,7
|
584,8
|
562,5
|
2,40
|
558,2
|
528,4
|
506,0
|
3,20
|
522,5
|
492,7
|
470,3
|
3,99
|
501,3
|
471,5
|
449,1
|
4,20
|
497,1
|
467,2
|
444,8
|
4,80
|
384,9
|
457,2
|
434,6
|
Рис.4.1.1 Структура распределения потерь тепла через
отдельные ограждающие конструкции проектируемого здания
Рис.4.1.2. Структура распределения потерь тепла
здания
Рис.4.1.3. Зависимость удельного годового расхода тепла на отопление
и вентиляцию здания от сопротивления теплопередаче наружных стен при различной
эффективности системы отопления
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ проектных решений 20-ти квартирного жилого дома с использованием
конструкций недостроенного детского сада на 140 мест в р.п. Муромцево
(разработчик проекта - ООО «СИБСТРОЙПРОЕКТ», шифр проекта - ССП-1), результаты
теплотехнических и теплоэнергетических расчетов, сопоставление полученных
значений с требованиями ТСН 23-338-2002 Омской области позволили сделать
следующие выводы:
. Теплозащитные качества ограждающих конструкций проектируемого здания
соответствуют требованиям СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» по
санитарно-гигиеническим и комфортным условиям:
расчетное значение среднего приведенного сопротивления теплопередаче
наружных стен составляет Rо,wr,ср = 3,99 м2×оС/Вт, что существенно выше
минимально допустимого по санитарно-гигиеническим условиям Rоmin = 1,72
м2 ×оС/Вт;
расчетное значение сопротивления теплопередаче цокольного перекрытия над
«теплым» подвалом составляет Rоfr = 1,79 м2×°С/Вт при регламентируемом значении Rоfreq
= 1,03 м2×°С/Вт;
расчетное значение сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия
«холодного» чердака составляет Ro,cr = 5,46 м2 ×оС/Вт, при регламентируемом значении Ro,crеg
= 2,07 м2 ×оС/Вт;
приведенное сопротивление теплопередаче оконных блоков - RоFr =
0,61 м2×°С/Вт при регламентируемом значении RоFreg
= 0,61 м2×°С/Вт.
. Минимальная температура внутренней поверхности ограждающих конструкций
в местах теплопроводных включений существенно выше температуры «точки росы», за
исключением узлов сопряжений наружного выступающего угла с плитой чердачного
перекрытия.
В этих узлах необходимо:
устройство в наружном выступающем углу термовкладыша по торцу плиты
перекрытия толщиной 60-80 мм длиной 400 мм (от поверхности угла в каждую
сторону);
устройство термовкладыша над плитой перекрытия в толще внутреннего слоя
кирпичной кладки толщиной 40 мм сечением 250х700 мм от поверхности угла в
каждую сторону (см. рис.3.4);
Это решение необходимо для всех наружных выступающих углов верхнего
этажа.
Для повышения температуры поверхности в зоне сопряжения плиты перекрытия
с наружной стеной (по длине плиты чердачного перекрытия) рекомендуется
увеличение толщины утеплителя до 150 мм - вдоль наружных стен на расстояние
400-500 мм.
. Для обеспечения регулируемого притока воздуха в жилые помещения
рекомендуется устройство приточных вентиляционных клапанов марки «В-75»,
встраиваемых в наружную стену за отопительным прибором. Характеристика и схема
установки приточных устройств «В-75» приведена в приложении 4.
. Расчетные показатели удельного расхода тепловой энергии на отопление и
вентиляцию 1 м2 отапливаемой площади проектируемого здания соответствуют
нормативным требованиям ТСН 23-338-2002 Омской области.
Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию
проектируемого здания при коэффициенте эффективности авторегулирования системы
отопления V=0,85
составляет qhdes = 449,1 МДж/(м2×год); нормативное значение удельного расхода тепловой энергии
составляет qhreg = 680,0 МДж/(м2×год).
В соответствии с табл.4.4 ТСН 23-338-2002 Омской области
запроектированному 20-ти квартирному жилому дому с использованием конструкций
недостроенного детского сада на 140 мест в р.п. Муромцево может быть присвоена
категория теплоэнергетической эффективности «высокая».
. Высокие характеристики теплоэнергетической эффективности
запроектированного здания обусловлены:
высокими теплозащитными качествами ограждающих конструкций;
устройством однотрубной системы водяного отопления с поквартирным учетом
тепловой энкергии (ζ=0,85).
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
здание ограждающая
конструкция теплопотери
1. ТСН 23-338-2002 Омской области. Энергосбережение в
гражданских зданиях. Нормативы по теплопотреблению и теплозащите. - Омск, 2002.
- 42 с.
. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника/ Госстрой России.
- М.:ГУП ЦПП, 1998. - 29 с.
. СП 23-101-2000. Проектирование тепловой защиты зданий. -
М., Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001. - 96 с.
. СНиП 23-01-99. Строительная климатология/ Госстрой России,
ГУП ЦПП, 2000. - 58 с.
. Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий:
Справочное пособие к СНиП / НИИСФ. - М.: Стройиздат, 1990. - 233 с.
. Серия 2.130-8. Детали многослойных кирпичных и каменных наружных
стен жилых и общественных зданий. ЦИТП Госстроя СССР, 1988.
. Кривошеин А.Д., Федоров С.В. Руководство пользователя
программным комплексом "TEMPER" по расчету температурных полей
ограждающих конструкций зданий/ СибАДИ. - Омск, 1997. - 36 с.
. СНиП 2.04.05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование
воздуха
Приложение 1
Определение
геометрических характеристик ограждающих конструкций 20-ти квартирного жилого
дома в р.п. муромцево с использованием конструкций недостроенного детского сада
на 140 мест
Рис.П.1.1 Расчетная схема здания
Таблица П1.1
№ п/п
|
Ориентация стены
|
Эскиз стен
|
Площади, м2
|
1
|
северо-восток
|
|
АF1 = 49,9 м2; АF2 = 31,56
м2; Аed = 0 м2; Аw = 271,2 м2.
|
2
|
юго-восток
|
|
АF1 = 0 м2; АF2 = 3,44 м2;
Аed = 0 м2; Аw = 74,01 м2.
|
3
|
юго-запад
|
|
АF1 = 42,88 м2; АF2 = 28,88
м2; Аed = 0 м2; Аw = 283,0 м2.
|
4
|
северо-запад
|
|
АF1 = 0 м2; АF2 = 3,44 м2;
Аed = 0 м2; Аw = 74,01 м2.
|
Таблица П1.2
Сводные геометрические показатели ограждающих конструкций
Наименование ограждающей
конструкции
|
Площадь ограждающей
конструкции Аi, м2 , ориентированной на:
|
|
север-восток
|
юг-восток
|
юго-запад
|
северо-запад
|
Стены выше уровня земли
|
271,2
|
74,01
|
283,0
|
74,01
|
Окна, выходящие
непосредственно на улицу
|
49,92
|
0
|
42,88
|
0
|
Окна, выходящие на
остекленные лоджии
|
31,56
|
3,44
|
28,88
|
3,44
|
Входные двери
|
0
|
0
|
5,76
|
0
|
Чердачное перекрытие
|
640,56
|
Перекрытие подвала
|
640,56
|
Площадь жилых комнат и
кухонь
|
738,4
|
Площадь жилых комнат
|
553,6
|
Отапливаемая площадь
|
1258,02
|
Отапливаемый объем, м3
|
3689,05
|