5.1 Теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:
а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);
б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);
в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).
Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б) и в).
Поэлементные требования
— коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете по формуле (5.1) принимается равным 1. Допускается снижение значения коэффициента в случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания по методике приложения Г выполняются требования 10.1 к данной удельной характеристике. Значения коэффициента при этом должны быть не менее: 0,63 — для стен, 0,80 — для остальных ограждающих конструкций (кроме светопрозрачных), 1,00 — для светопрозрачных конструкций.
Особенности расчета и конструирования фундаментов высотных зданий на неравномерно сжимаемых грунтах
Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год, определяют по формуле
где , — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по СП 131.13330 для жилых и общественных зданий для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8°С, а при проектировании дошкольных образовательных организаций, общеобразовательных организаций, медицинских организаций и домов-интернатов для престарелых не более 10°С;
— расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая при расчете ограждающих конструкций групп зданий указанных в таблице 3: по поз.1 — по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С); по поз.2 — согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 (в интервале 16-21 °С); по поз.3 — по нормам проектирования соответствующих зданий.
сутки отопи-
тельного периода, °С·сут/год
Стен, включая стены в грунте
Покрытий и перек-
рытий над проездами
Перекрытий чердачных, перекрытий над неотап-
ливаемыми
подпольями и подвалами, полов по грунту
Окна, свето- прозрачные
фасадные конструкции и другие типы свето-
прозрачных
конструкций, за исключением фонарей
Поправочный коэффициент учитывающий район строительства здания
Годовой расход тепла на отопление определяется по формуле:
Qгодот = qот • V • (tвн — tср.от) • 24 • n0 • 10-6 , Гкал (2.1)
Часовой расход тепла на отопление определяется по формуле:
Qчасот =qот • V • (tвн — tнв) ,Ккал/час (2.2)
Расчёт стоимости строительства по УНЦС с помощью ПО
где qот — укрупненный показатель максимального теплового потока на отопление жилых и общественных зданий на м3.
V — объем здания по наружному обмеру, м3
tср.от — Средняя температура за отопительный период, tср.от = -24,30С
tнв — расчетная температура наружного воздуха, принимаемая за среднюю температуру наиболее холодной пятидневки, tнв= -580С
n0 — продолжительность отопительного периода, n0 = 272сут.
При отсутствии проектных данных максимальный тепловой поток Qоmax, МВт [Гкал/ч], может быть определен по формуле укрупненных расчетов:
Qоmax = aqоVн(ti — tо)knm·10-6, (2.3)
a — поправочный коэффициент, учитывающий район строительства здания, принимается по табл. 2 Прил. 1СНиП 2.04.05-91, равна a = 0,8;
qо — удельная отопительная характеристика здания при tо = -30 °С, Вт/(м3·°С) [ккал/(м3·ч·°С)], принимается в соответствии со СНиП 2.04.05-91*
VН — объем здания по наружному обмеру выше отметки ±0,000 (надземная часть), м3;
knm — повышающий коэффициент для учета потерь теплоты теплопроводами, проложенными в неотапливаемых помещениях, принимается в соответствии со СНиП 2.04.05-91, равным 1,05;
tm — средняя температура наружного воздуха за расчетный период, °С.
ti — средняя расчетная температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий, принимается: для жилых зданий 18 °С для районов с расчетной температурой наружного воздуха выше — 31 °С, 20 °С для районов с расчетной температурой наружного воздуха ниже — 31 °С , для новых зданий, имеющих повышенные теплозащитные характеристики ti принимается соответственно 20 и 22 °С;
tm — средняя температура наружного воздуха за расчетный период, °С, принимается для планирования по СНиП 23-01-99 , фактическая — по данным местной метеостанции;
tо — расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, °С, принимается по СНиП 23-01-99 или по СНиП 2.01.01-82 (в зависимости от года постройки) для наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 или по данным местной метеостанции;
Zо — продолжительность работы системы отопления за расчетный период, сут., принимается для планирования по СНиП 23-01-99 (период со средней суточной температурой наружного воздуха ? +8 °С), фактическая — по фактической продолжительности работы системы отопления;
24 — продолжительность работы системы отопления в сутки, ч;
3,6 — переводной коэффициент.
Наружные объемы зданий принимаются по индивидуальным проектам.
Отапливаемый объем зданий с чердачным перекрытием определяется произведением площади горизонтального сечения, взятой по внешнему обводу здания на уровне первого этажа, и полной высоты здания.
Объем зданий без чердачного перекрытия определяется произведением площади вертикального поперечного сечения и длины здания, измеренного между наружными поверхностями торцовых стен в направлении, перпендикулярном к площади сечения на уровне первого этажа.
Отопительные характеристики учитывают, в соответствии со СНиП П-33-75 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», потери на нагревание наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации через окна и балконные двери, а также через перекрытия над проветриваемыми надпольями.
Средняя и максимальная температура наружного воздуха за отопительный период, а также продолжительность отопительного периода приняты по ТСН 23-343-2002 РС(Я) «Теплозащита и энергопотребление жилых и общественных зданий».
Подставляя характеристики потребителей тепловой энергии в формулы (2.1), (2.2), найдем значения годового Qгодот и часового Qчасот расхода тепла на отопление зданий. Результаты занесем в таблицу 2.1.
Источник studbooks.netРасчет тепловой нагрузки на отопление дома
РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ НА ОТОПЛЕНИЕ ДОМА ПО УКРУПНЕННЫМ ИЗМЕРИТЕЛЯМ
Расчет тепловой нагрузки на отопление дома произведен по удельной теплопотере, потребительский подход определения приведенных коэффициентов теплопередачи — вот главные вопросы, которые мы с вами рассмотрим в данном посте.
Здравствуйте, дорогие друзья! Мы произведем с вами расчет тепловой нагрузки на отопление дома (Qо.р) различными способами по укрупненным измерителям. Итак, что нам известно на данный момент: 1. Расчетная зимняя температура наружного воздуха для проектирования отопления tн = -40 оС. 2. Расчетная (усредненная) температура воздуха внутри отапливаемого дома tв = +20 оС.
3. Объем дома по наружному обмеру V = 490,8 м3. 4. Отапливаемая площадь дома Sот = 151,7 м2 (жилая – Sж = 73,5 м2). 5. Градусо сутки отопительного периода ГСОП = 6739,2 оС*сут.
Расчет тепловой нагрузки на отопление дома
1. Расчет тепловой нагрузки на отопление дома по отапливаемой площади. Здесь все просто – принимается, что теплопотери составляют 1 кВт * час на 10 м2 отапливаемой площади дома, при высоте потолка до 2,5м. Для нашего дома расчетная тепловая нагрузка на отопление будет равна Qо.р = Sот * wуд = 151,7 * 0,1 = 15,17 кВт.
Определение тепловой нагрузки данным способом не отличается особой точностью. Спрашивается, откуда же взялось данное соотношение и насколько оно соответствует нашим условиям. Вот здесь то и надо сделать оговорочку, что данное соотношение справедливо для региона Москвы (tн = до -30 оС) и дом должен быть нормально утепленным. Для других регионов России удельные теплопотери wуд , кВт/м2 приведены в Таблице 1.
Таблица 1
| Регион | wуд , кВт/м2 |
| Москва, Московская область, Центральные области Европейской части России (включая Ленинградскую на севере и Курскую на юге) | 0,10-0,15 |
| Северные регионы (Карелия, Архангельская область, республика Коми и др.) | 0,15-0,2 |
| Южные регионы (Воронежская, Волгоградская области, Краснодарский край и др.) | 0,07-0,09 |
Что еще надо учесть при выборе коэффициента удельных теплопотерь? Cолидные проектные организации требуют от «Заказчика» до 20-ти дополнительных данных и это оправдано, так как правильный расчет потерь тепла домом — один из основных факторов, определяющий, насколько комфортно будет находиться в помещении.
Ниже приведены характерные требования с разъяснениями:
— суровость климатической полосы – чем ниже температура «за бортом», тем сильнее придется топить. Для сравнения: при -10 градусах – 10 кВт, а при -30 градусах – 15 кВт;
— состояние окон – чем герметичней и больше количество стекол, тем потери уменьшаются. К примеру (при -10 градусах): стандартная двойная рама – 10 кВт, двойной стеклопакет – 8 кВт, тройной стеклопакет – 7 кВт;
— отношения площадей окон и пола – чем больше окна, тем больше потерь. При 20 % — 9 кВт, при 30 % — 11 кВт, а при 50 % — 14 кВт;
— толщина стен или теплоизоляция напрямую влияют на потери тепла. Так при хорошей теплоизоляции и достаточной толщине стен (3 кирпича – 800 мм) требуется 10 кВт, при 150 мм утеплителя или толщине стены в 2 кирпича – 12 кВт, а при плохой изоляции или толщине в 1 кирпич – 15 кВт;
— число наружных стен – напрямую связанно со сквозняками и многосторонним воздействием промерзания. Если помещение имеет одну внешнюю стену, то требуется 9 кВт, а если — 4, то – 12 кВт;
— высота потолка хоть и не так значительно, но все же влияет на увеличение потребляемой мощности. При стандартной высоте в 2,5 м требуется 9,3 кВт, а при 5 м – 12 кВт.
Данное пояснение показывает, что грубый расчет требуемой мощности 1 кВт котла на 10 м2 отапливаемой площади, имеет обоснование.
2. Расчет тепловой нагрузки на отопление дома по укрупненным показателям согласно § 2.4 СНиП Н-36-73. Чтобы определить тепловую нагрузку на отопление данным способом, нам надо знать жилую площадь дома. Если она не известна, то принимается в размере 50% от общей площади дома. Зная расчетную температуру наружного воздуха для проектирования отопления, по таблице 2 определяем укрупненный показатель максимально-часового расхода тепла на 1 м2 жилой площади.
Таблица 2
| Расчетная температура наружного воздуха для воздуха для проектирования отопления, оС | 0 | -10 | -20 | -30 | -40 |
| Укрупненный показатель максимально-часового расхода тепла на отопление жилых зданий (на 1 м2 жилой площади), кДж/(ч*м2) | 335 | 461 | 545 | 628 | 670 |
Для нашего дома расчетная тепловая нагрузка на отопление будет равна Qо.р = Sж * wуд.ж = 73,5 * 670 = 49245 кДж/ч или 49245/4,19=11752 ккал/ч или 11752/860=13,67 кВт
3. Расчет тепловой нагрузки на отопление дома по удельной отопительной характеристике здания. Определять тепловую нагрузку по данному способу будем по удельной тепловой характеристике (удельная теплопотеря тепла) и объема дома по формуле:
Qо.р = α * qо * V * (tв – tн ) * 10-3 , кВт
Qо.р – расчетная тепловая нагрузка на отопление, кВт;
α — поправочный коэффициент, учитывающий климатические условия района и применяемый в случаях, когда расчетная температура наружного воздуха tн отличается от -30 оС, принимается по таблице 3;
qо – удельная отопительная характеристика здания, Вт/м3 * оС;
V – объем отапливаемой части здания по наружному обмеру, м3;
tв – расчетная температура воздуха внутри отапливаемого здания, оС;
tн – расчетная температура наружного воздуха для проектирования отопления, оС.
В данной формуле все величины, кроме удельной отопительной характеристики дома qо, нам известны. Последняя является теплотехнической оценкой строительной части здания и показывает тепловой поток, необходимый для повышения температуры 1 м3 объема постройки на 1 °С. Численное нормативное значение данной характеристики, для жилых домом и гостиниц, приведено в таблице 4.
Поправочный коэффициент α
Таблица 3
| tн | -10 | -15 | -20 | -25 | -30 | -35 | -40 | -45 | -50 |
| α | 1,45 | 1,29 | 1,17 | 1,08 | 1 | 0,95 | 0,9 | 0,85 | 0,82 |
Удельная отопительная характеристика здания, Вт/м3 * оС
Таблица 4
| Тип здания | Строительный объем здания V,тыс.м3 | Удельная отопительная характеристика на отопление qо, Вт/м3 * оС |
| Жилые дома, гостиницы, общежития | до 3 до 5 до 10 |
0,49 0,44 0,39 |
Итак, Qо.р = α* qо * V * (tв – tн ) * 10-3 = 0,9 * 0,49 * 490,8 * (20 – (-40) ) * 10-3 = 12,99 кВт. На стадии технико-экономического обоснования строительства (проекта) удельная отопительная характеристика должна являться одним из контрольных ориентиров.
Все дело в том, что в справочной литературе, численное значение ее разное, поскольку приведена она для разных временных периодов, до 1958года, после 1958года, после 1975года и т.д. Кроме того, хоть и не значительно, но менялся также и климат на нашей планете. А нам бы хотелось знать значение удельной отопительной характеристики здания на сегодняшний день. Давайте попробуем определить ее самостоятельно.
ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ОТОПИТЕЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
1. Предписывающий подход к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений. В этом случае расход тепловой энергии не контролируется, а значения сопротивлений теплопередаче отдельных элементов здания должно быть не менее нормируемых значений, смотри таблицу 5.
Здесь уместно привести формулу Ермолаева для расчета удельной отопительной характеристики здания. Вот эта формула
qо = [Р/S * ((kс + φ * (kок — kс)) + 1/Н * (kпт + kпл)], Вт/м3 * оС
φ – коэффициент остекления наружных стен, принимаем φ = 0,25. Данный коэффициент принимается в размере 25% от площади пола; Р – периметр дома, Р = 40м; S – площадь дома (10 *10), S = 100 м2; Н – высота здания, Н = 5м; kс, kок, kпт, kпл – приведенные коэффициенты теплопередачи соответственно наружной стены, световых проемов (окон), кровли (потолка), перекрытия над подвалом (пола).
Определение приведенных коэффициентов теплопередачи, как при предписывающем подходе, так и при потребительском подходе, смотри таблицы 5,6,7,8. Ну что ж, со строительными размерами дома мы определились, а как быть с ограждающими конструкциями дома? Из каких материалов должны быть изготовлены стены, потолок пол, окна и двери?
Дорогие друзья, вы должны четко понять, что на данном этапе нас не должен волновать выбор материала ограждающих конструкций. Спрашивается, почему? Да потому, что в выше приведенную формулу мы поставим значения нормируемых приведенных коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций.
Так вот, независимо из какого материала будут выполнены эти конструкции и какова их толщина, сопротивление должно быть определенным. (Выписка из СНиП II-3-79* Строительная теплотехника).
Нормируемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций
(предписывающий подход)
Таблица 5
| Здания | ГСОП, оС*сут | Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо, м2 * оС/Вт (не менее) | |||
| Стен | Полов | Потолков | Окон | ||
| Жилые | 2000 4000 6000 8000 10000 12000 6739,2 |
2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 3,76 |
3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 5,57 |
2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 4,93 |
0,3 0,45 0,6 0,7 0,75 0,8 0,47 |
Определение приведенных коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций
(предписывающий подход)
Таблица 6
| Здания | ГСОП, оС*сут | Приведенные коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций kпр = 1/ Rо, Вт/ м2 * оС (не менее) | |||
| Стен | Полов | Потолков | Окон | ||
| Жилые | 6739,2 | 0,266 | 0,18 | 0,203 | 2,13 |
И вот только теперь, зная ГСОП = 6739,2 оС*сут, методом интерполяции мы определяем нормируемые сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций, смотри таблицу 5. Приведенные коэффициенты теплопередачи будут равны соответственно: kпр = 1/ Rо и приведены в таблице 6.
Удельная отопительная характеристика дома qо = = [Р/S * ((kс + φ * (kок — kс)) + 1/Н * (kпт + kпл)] = [40/100 * ((0,266 + 0,25 * (2,13 – 0,266)) + 1/5 * (0,203 + 0,18)] = 0,37 Вт/м3 * оС
Расчетная тепловая нагрузка на отопление при предписывающем подходе будет равна Qо.р = α* qо * V * (tв – tн ) * 10-3 = 0,9 * 0,37 * 490,8 * (20 – (-40) ) * 10-3 = 9,81 кВт
2. Потребительский подход к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений . В данном случае, сопротивление теплопередаче наружных ограждений можно снижать в сравнении с величинами указанными в таблице 5, пока расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление дома не превысит нормируемый.
Сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждения не должно быть ниже минимальных величин: для стен жилого дома Rс = 0,63Rо, для пола и потолка Rпл = 0,8Rо, Rпт = 0,8Rо, для окон Rок = 0,95Rо. Результаты расчета приведены в таблице 7.
В таблице 8 приведены приведенные коэффициенты теплопередачи при потребительском подходе. Что касается удельного расхода тепловой энергии за отопительный период, то для нашего дома эта величина равна 120 кДж/ м2 * оС* сут. И определяется она по СНиП 23-02-2003. Мы же определим данную величину когда будем производить расчет тепловой нагрузки на отопление более подробным способом – с учетом конкретных материалов ограждений и их теплофизических свойств (п. 5 нашего плана по расчету отопления частного дома).
Нормируемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций
(потребительский подход)
Таблица 7
| Здания | ГСОП, оС*сут | Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо, м2 * оС/Вт (не менее) | |||
| Стен | Полов | Потолков | Окон | ||
| Жилые | 6739,2 2,1 | 3,76*0,63 =2,37 | 5,57*0,8 = 4,46 | 4,93* 0,8 = 3,94 | 0,47* 0,95 = 0,446 |
Определение приведенных коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций
(потребительский подход)
Таблица 8
| Здания | ГСОП, оС*сут | Приведенные коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций kпр = 1/ Rо, Вт/ м2 * оС (не менее) | |||
| Стен | Полов | Потолков | Окон | ||
| Жилые | 6739,2 | 0,422 | 0,224 | 0,254 | 2,24 |
Удельная отопительная характеристика дома qо = = [Р/S * ((kс + φ * (kок — kс)) + 1/Н * (kпт + kпл)] = [40/100 * ((0,422 + 0,25 * (2,24 – 0,422)) + 1/5 * (0,254 + 0,224)] = 0,447 Вт/м3 * оС.
Расчетная тепловая нагрузка на отопление при потребительском подходе будет равна Qо.р = α * qо * V * (tв – tн ) * 10-3 = 0,9 * 0,447 * 490,8 * (20 – (-40) ) * 10-3 = 11,85 кВт
Расчет тепловой нагрузки на отопление дома
Основные выводы:
1. Расчетная тепловая нагрузка на отопление по отапливаемой площади дома, Qо.р = 15,17 кВт.
2. Расчетная тепловая нагрузка на отопление по укрупненным показателям согласно § 2.4 СНиП Н-36-73. отапливаемой площади дома, Qо.р = 13,67 кВт.
3. Расчетная тепловая нагрузка на отопление дома по нормативной удельной отопительной характеристике здания, Qо.р = 12,99 кВт.
4. Расчетная тепловая нагрузка на отопление дома по предписывающему подходу к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений, Qо.р = 9,81 кВт.
5. Расчетная тепловая нагрузка на отопление дома по потребительскому подходу к выбору сопротивления теплопередаче наружных ограждений, Qо.р = 11,85 кВт.
Как видите, дорогие друзья, расчетная тепловая нагрузки на отопление дома при разном подходе к ее определению, разнится довольно таки значительно – от 9,81 кВт до 15,17 кВт. Какую же выбрать и не ошибиться? На этот вопрос мы и постараемся ответить в следующих постах. Сегодня мы с вами выполнили 2-ой пункт нашего плана по расчету системы отопления дома. Кто еще не успел присоединяйтесь!