Расчёт теплопотерь ограждающими конструкциями
Теплопотери определены для отапливаемых помещений 101, 102, 103, 201, 202 согласно плана этажей.
Основные теплопотери, Q (Вт), вычисляются по формуле:
Q = K × F × (tint— text) × n,
где: К – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкцией;
F – площадь ограждающих конструкций;
(tint— text) – разность внутренней и наружной температур;
n – коэффициент, учитывающий положение ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, приняты согласно табл. 6 «Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху» СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». Для перекрытия над холодными подвалами и чердачными перекрытиями согласно п. 2 n = 0,9.
Общие теплопотери
Согласно п. 2а прил. 9 СНиП 2.04.05-91* добавочные теплопотери рассчитываются в зависимости от ориентации: стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо-восток и северо-запад в размере 0,1, на юго-восток и запад — в размере 0,05; в угловых помещениях дополнительно — по 0,05 на каждую стену, дверь и окно, обращённые на север, восток, северо-восток и северо-запад.
Согласно п. 2г прил. 9 СНиП 2.04.05-91* добавочные теплопотери для двойных дверей с тамбурами между ними принимаются равными 0,27 H, где H – высота здания.
Теплопотери на инфильтрацию для жилых помещений, согласно прил. 10 СНиП 2.04.05-91* «Отопление, вентиляция и кондиционирование», приняты по формуле
Qi= 0,28 × L × p × c × (tint— text) × k,
где: L – расход удаляемого воздуха, не компенсируемый приточным воздухом: 1м3/ч на 1м2 пло щади жилых помещений и кухни объемом более 60 м3;
c – удельная теплоемкость воздуха, равная 1кДж / кг × °С;
p – плотность наружного воздуха при text равная 1,2 кг / м3;
(tint— text) – разность внутренней и наружной температур;
k – коэффициент теплопередачи – 0,7.
Q101 = 0,28 × 108,3 м3 × 1,2кг / м3 × 1кДж / кг × °С × 57 × 0,7 =
Q102 = 0,28 × 60,5м3 × 1,2кг / м3 × 1кДж / кг × °С × 57× 0,7 = 811,2 Вт,
Бытовые поступления тепла рассчитываются из расчёта 10 Вт/м2 поверхности пола жилых помещений.
Расчётные теплопотери помещения определены как Qрасч = Q + Qi— Qбыт
Ведомость расчёта теплопотерь помещений
№ помещения | Наименование ограждающей конструкции | Ориентация помещения | Размер ограждения, F, м2 | Площадь ограждения (F), м2 | Коэффициент теплопередачи, кВт/м2°C | tвн — tнар | Коэффициент, n | Основные теплопотери (Qосн.),Вт | Добавочные теплопотери % | Коэффициент добавок 1+∑β | Общие теплопотери, (Qобщ), Вт | Расход тепла на инфильтрацию, (Qi), Вт | Расчетные теплопотери, (Qрасч.), Вт | |||
На ориентацию | прочие | |||||||||||||||
101 | Жилая комната | НС НС ДО×2 ПЛ | Ю З Ю — | 6,42×3,43 4,92×3,43 (1,5×1,25)×2 5,88×4,38 | 22,02 16,8 3,75 25,7 | 0,26 0,26 1,21 0,19 | 57 57 57 57 | 1 1 1 0,9 | 326,3 248,9 258,6 250,5 | — 0,05 — — | 0,05 0,05 0,05 — | 1,05 1,1 1,05 1 | 342,6 273,8 271,5 250,5 | 1452,5 | 257 | 2333,9 |
102 | Жилая комната | НС ДО ПЛ | В В — | 3×3,43 1,5×1,25 2,88×5,88 | 10,29 1,87 16,9 | 0,26 1,21 0,19 | 57 57 57 | 1 1 0,9 | 152,5 128,9 164,7 | 0,1 0,1 — | — — | 1,1 1,1 1 | 167,8 141,8 164,7 Σ 474,3 | 811,2 | 169 | 1116,5 |
201 | Жилая комната | НС НС ДО×2 ПТ | Ю З Ю — | 6,42×3,405 4,92×3,405 (1,5×1,25)×2 5,88×4,38 | 21,8 16,7 3,75 25,7 | 0,26 0,26 1,21 0,19 | 57 57 57 57 | 1 1 1 0,9 | 323,1 247,5 258,6 278,3 | — 0,05 — — | 0,05 0,05 0,05 — | 1,05 1,1 1,05 1 | 339,3 272,3 271,5 278,3 Σ 1161,4 | 1441,8 | 257 | 2346,2 |
202 | Жилая комната | НС ДО ПТ | В В — | 3×3,405 1,5×1,25 2,88×5,88 | 10,29 1,87 16,9 | 0,26 1,21 0,19 | 57 57 57 | 1 1 0,9 | 151,2 128,9 183 | 0,1 0,1 — | — — — | 1,1 1,1 1 | 166,3 141,8 183 Σ 491,1 | 805,3 | 169 | 1127,4 |
104 | Лестничная клетка | НС НС ДО ДД ПЛ ПТ | Ю В В В — — | 6,42×7,24 4,9×7,24 1,5×1,25 1,1×2,2 5,88×4,5 5,88×4,5 | 46,5 35,6 1,87 2,42 26,5 26,5 | 0,26 0,26 1,21 0,43 0,19 0,19 | 57 57 57 57 57 57 | 1 1 1 1 0,9 1 | 689 527,6 128,9 59,3 258,3 286,9 | — 0,1 0,1 0,1 —— | 0,05 0,05 0,05 2,3 — — | 1,05 1,15 1,15 3,4 1 1 | 723,5 606,7 148,2 201,6 258,3 286,9 Σ 2225,2 | – | – | 2225,2 |
НС – наружная стена, ДО – двойное остекление, ПЛ – пол, ПТ – потолок, НДД – наружная двойная дверь с тамбуром
studfiles.net
Простой расчет теплопотерь зданий. |
Ниже приведен довольно простой расчет теплопотерь зданий, который, тем не менее, поможет достаточно точно определить мощность, требуемую для отопления Вашего склада, торгового центра или другого аналогичного здания. Это даст возможность еще на стадии проектирования предварительно оценить стоимость отопительного оборудования и последующие затраты на отопление, и при необходимости скорректировать проект.
Куда уходит тепло? Тепло уходит через стены, пол, кровлю и окна. Кроме того тепло теряется при вентиляции помещений. Для вычисление теплопотерь через ограждающие конструкции используют формулу:
Q = S * T / R,
где
Q – теплопотери, Вт
S – площадь конструкции, м2
T – разница температур между внутренним и наружным воздухом, °C
R – значение теплового сопротивления конструкции, м2•°C/Вт
Схема расчета такая – рассчитываем теплопотери отдельных элементов, суммируем и добавляем потери тепла при вентиляции. Все.
Предположим мы хотим рассчитать потери тепла для объекта, изображенного на рисунке. Высота здания 5…6 м, ширина – 20 м, длинна – 40м, и тридцать окон размеров 1,5 х 1,4 метра. Температура в помещении 20 °С, внешняя температура -20 °С.
Считаем площади ограждающих конструкций:
пол: 20 м * 40 м = 800 м2
кровля: 20,2 м * 40 м = 808 м2
окна: 1,5 м * 1,4 м * 30 шт = 63 м2
стены: (20 м + 40 м + 20 м + 40м) * 5 м = 600 м2 + 20 м2 (учет скатной кровли) = 620 м2 – 63 м2 (окна) = 557 м2
Теперь посмотрим тепловое сопротивление используемых материалов.
Значение теплового сопротивления можно взять из таблицы тепловых сопротивлений или вычислить исходя из значения коэффициента теплопроводности по формуле:
R = d / ?
где
R – тепловое сопротивление, (м2*К)/Вт
? – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м2*К)
d – толщина материала, м
Значение коэффициентов теплопроводности для разных материалов можно посмотреть здесь.
пол: бетонная стяжка 10 см и минеральная вата плотностью 150 кг/м3. толщиной 10 см.
R (бетон) = 0.1 / 1,75 = 0,057 (м2*К)/Вт
R (минвата) = 0.1 / 0,037 = 2,7 (м2*К)/Вт
R (пола) = R (бетон) + R (минвата) = 0,057 + 2,7 = 2,76 (м2*К)/Вт
кровля: кровельные сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см
R (кровля) = 0.15 / 0,037 = 4,05 (м2*К)/Вт
окна: значение теплового сопротивления окон зависит от вида используемого стеклопакета
R (окна) = 0,40 (м2*К)/Вт для однокамерного стекловакета 4–16–4 при ?T = 40 °С
стены: стеновые сэндвич панели из минеральной ваты толщиной 15 см
R (стены) = 0.15 / 0,037 = 4,05 (м2*К)/Вт
Посчитаем тепловые потери:
Q (пол) = 800 м2 * 20 °С / 2,76 (м2*К)/Вт = 5797 Вт = 5,8 кВт
Q (кровля) = 808 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 7980 Вт = 8,0 кВт
Q (окна) = 63 м2 * 40 °С / 0,40 (м2*К)/Вт = 6300 Вт = 6,3 кВт
Q (стены) = 557 м2 * 40 °С / 4,05 (м2*К)/Вт = 5500 Вт = 5,5 кВт
Получаем, что суммарные теплопотери через ограждающие конструкции составят:
Q (общая) = 5,8 + 8,0 + 6,3 + 5,5 = 25,6 кВт / ч
Теперь о потерях на вентиляцию.
Для нагрева 1 м3 воздуха с температуры – 20 °С до + 20 °С потребуется 15,5 Вт.
Q(1 м3 воздуха) = 1,4 * 1,0 * 40 / 3,6 = 15,5 Вт, здесь 1,4 – плотность воздуха (кг/м3), 1,0 – удельная теплоёмкость воздуха (кДж/(кг К)), 3,6 – коэффициент перевода в ватты.
Осталось определиться с количеством необходимого воздуха. Считается, что при нормальном дыхании человеку нужно 7 м3 воздуха в час. Если Вы используете здание как склад и на нем работают 40 человек, то вам нужно нагревать 7 м3 * 40 чел = 280 м3 воздуха в час, на это потребуется 280 м3 * 15,5 Вт = 4340 Вт = 4,3 кВт. А если у Вас будет супермаркет и в среднем на территории находится 400 человек, то нагрев воздуха потребует 43 кВт.
Итоговый результат:
Для отопления предложенного здания необходима система отопления порядка 30 кВт/ч, и система вентиляции производительностью 3000 м3 /ч с нагревателем мощность 45 кВт/ч.
www.econel.ru
Расчет теплопотерь дома с примером
Проектирование системы отопления «на глазок» с большой вероятностью может привести либо к неоправданному завышению расходов на ее эксплуатацию, либо к недогреву жилища.
Чтобы не случилось ни того ни другого, необходимо в первую очередь грамотно выполнить расчет теплопотерь дома.
И только на основании полученных результатов подбирается мощность котла и радиаторов. Наш разговор пойдет о том, каким способом производятся эти вычисления и что при этом нужно учитывать.
Разновидности теплопотерь
Авторы многих статей сводят расчет теплопотерь к одному простому действию: предлагается умножить площадь отапливаемого помещения на 100 Вт. Единственное условие, которое при этом выдвигается, относится к высоте потолка — она должна составлять 2,5 м (при других значениях предлагается вводить поправочный коэффициент).
На самом деле такой расчет является настолько приблизительным, что полученные с его помощью цифры можно смело приравнивать к «взятым с потолка». Ведь на удельную величину теплопотерь влияет целый ряд факторов: материал ограждающих конструкций, наружная температура, площадь и тип остекления, кратность воздухообмена и пр.
Теплопотери дома
Более того, даже для домов с различной отапливаемой площадью при прочих равных условиях ее значение будет разным: в маленьком доме — больше, в большом — меньше. Так проявляется закон квадрата-куба.
Поэтому владельцу дома крайне важно освоить более точную методику определения теплопотерь. Такой навык позволит не только подобрать отопительное оборудование с оптимальной мощностью, но и оценить, к примеру, экономический эффект от утепления. В частности, можно будет понять, превзойдет ли срок службы теплоизолятора период его окупаемости.
Первое, что необходимо сделать исполнителю — разложить общие теплопотери на три составляющие:
- потери через ограждающие конструкции;
- обусловленные работой вентиляционной системы;
- связанные со сбросом нагретой воды в канализацию.
Рассмотрим каждую из разновидностей подробно.
Базальтовый утеплитель – популярный теплоизолятор, но ходят слухи о его вреде для здоровья человека. Базальтовый утеплитель – вредность и экологическая безопасность.
Как правильно утеплить стены квартиры изнутри без вреда для конструкции здания, читайте тут.
Холодная кровля мешает создать уютную мансарду. В статье вы узнаете, как утеплить потолок под холодной крышей и какие материалы самые эффективные.
Расчет теплопотерь
Вот как следует производить вычисления:
Теплопотери через ограждающие конструкции
Для каждого материала, входящего в состав ограждающих конструкций, в справочнике или предоставленном производителем паспорте находим значение коэффициента теплопроводности Кт (единица измерения — Вт/м*градус).
Для каждого слоя ограждающих конструкций определяем термическое сопротивление по формуле: R = S/Кт, где S – толщина данного слоя, м.
Для многослойных конструкций сопротивления всех слоев нужно сложить.
Определяем теплопотери для каждой конструкции по формуле Q = (A / R) *dT,
Где:
- А — площадь ограждающей конструкции, кв. м;
- dT — разность наружной и внутренней температур.
- dT следует определять для самой холодной пятидневки.
Теплопотери через вентиляцию
Для этой части расчета необходимо знать кратность воздухообмена.
В жилых зданиях, возведенных по отечественным стандартам (стены являются паропроницаемыми), она равна единице, то есть за час должен обновиться весь объем воздуха в помещении.
В домах, построенных по европейской технологии (стандарт DIN), при которой стены изнутри застилаются пароизоляцией, кратность воздухообмена приходится увеличивать до 2-х. То есть за час воздух в помещении должен обновиться дважды.
Теплопотери через вентиляцию определим по формуле:
Qв = (V*Кв / 3600) * р * с * dT,
Где
- V — объем помещения, куб. м;
- Кв — кратность воздухообмена;
- Р — плотность воздуха, принимается равной 1,2047 кг/куб. м;
- С — удельная теплоемкость воздуха, принимается равной 1005 Дж/кг*С.
Приведенный расчет позволяет определить мощность, которую должен иметь теплогенератор системы отопления. Если она оказалась слишком высокой, можно сделать следующее:
- понизить требования к уровню комфорта, то есть установить желаемую температуру в наиболее холодный период на минимальной отметке, допустим, в 18 градусов;
- на период сильных холодов понизить кратность воздухообмена: минимально допустимая производительность приточной вентиляции составляет 7 куб. м/ч на каждого обитателя дома;
- предусмотреть организацию приточно-вытяжной вентиляции с рекуператором.
Заметим, что рекуператор полезен не только зимой, но и летом: в жару он позволяет сэкономить произведенный кондиционером холод, хотя и работает в это время не столь эффективно, как в мороз.
Правильнее всего при проектировании дома выполнить зонирование, то есть назначить для каждого помещения свою температуру исходя из требуемого комфорта. К примеру, в детской или комнате пожилого человека следует обеспечить температуру порядка 25-ти градусов, тогда как для гостиной будет достаточно и 22-х. На лестничной площадке или в помещении, где жильцы появляются редко либо имеются источники тепловыделения, расчетную температуру можно вообще ограничить 18-ю градусами.
Очевидно, что цифры, полученные в данном расчете, актуальны только для очень короткого периода — самой холодной пятидневки. Чтобы определить общий объем энергозатрат за холодный сезон, параметр dT нужно вычислять с учетом не самой низкой, а средней температуры. Затем нужно выполнить следующее действие:
W = ((Q + Qв) * 24 * N)/1000,
Где:
- W — количество энергии, требующейся для восполнения теплопотерь через ограждающие конструкции и вентиляцию, кВт*ч;
- N — количество дней в отопительном сезоне.
Однако, данный расчет окажется неполным, если не будут учтены потери тепла в канализационную систему.
Теплопотери через канализацию
Для приема гигиенических процедур и мытья посуды жильцы дома греют воду и произведенное тепло уходит в канализационную трубу.
Но в данной части расчета следует учитывать не только прямой нагрев воды, но и косвенный — отбор тепла осуществляет вода в бачке и сифоне унитаза, которая также сбрасывается в канализацию.
Исходя из этого, средняя температура нагрева воды принимается равной всего 30-ти градусам. Теплопотери через канализацию рассчитываем по следующей формуле:
Qк = (Vв * T * р * с * dT) / 3 600 000,
Где:
- Vв — месячный объем потребления воды без разделения на горячую и холодную, куб. м/мес.;
- Р — плотность воды, принимаем р = 1000 кг/куб. м;
- С — теплоемкость воды, принимаем с = 4183 Дж/кг*С;
- dT — разность температур. Учитывая, что вода на входе зимой имеет температуру около +7 градусов, а среднюю температуру нагретой воды мы условились считать равной 30-ти градусам, следует принимать dT = 23 градуса.
- 3 600 000 — количество джоулей (Дж) в 1-м кВт*ч.
Пример расчета теплопотерь дома
Рассчитаем теплопотери 2-этажного дома высотой 7 м, имеющего размеры в плане 10х10 м.
Стены имеют толщину 500 мм и выстроены из теплой керамики (Кт = 0,16 Вт/м*С), снаружи утеплены минеральной ватой толщиной 50 мм (Кт = 0,04 Вт/м*С).
В доме имеется 16 окон площадью по 2,5 кв. м.
Наружная температура в самую холодную пятидневку составляет -25 градусов.
Средняя наружная температура за отопительный период — (-5) градусов.
Внутри дома требуется обеспечить температуру +23 градуса.
Потребление воды — 15 куб. м/мес.
Продолжительность отопительного периода — 6 мес.
Определяем теплопотери через ограждающие конструкции (для примера рассмотрим только стены)
Термическое сопротивление:
- основного материала: R1 = 0,5 / 0,16 = 3,125 кв. м*С/Вт;
- утеплителя: R2 = 0,05/0,04 = 1,25 кв. м*С/Вт.
То же для стены в целом: R = R1 + R2 = 3.125 + 1.25 = 4.375 кв. м*С/Вт.
Определяем площадь стен: А = 10 х 4 х 7 – 16 х 2,5 = 240 кв. м.
Теплопотери через стены составят:
Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-25)) = 2633 Вт.
Аналогичным образом рассчитываются теплопотери через крышу, пол, фундамент, окна и входную дверь, после чего все полученные значения суммируются. Термическое сопротивление дверей и окон производители обычно указывают в паспорте на изделие.
Обратите внимание на то, что при расчете теплопотерь через пол и фундамент (при наличии подвала) разность температур dT будет намного меньшей, так как при ее вычислении учитывается температура не воздуха, а грунта, который зимой является гораздо более теплым.
Теплопотери через вентиляцию
Определяем объем воздуха в помещении (для упрощения расчета толщина стен не учитывается):
V = 10х10х7 = 700 куб. м.
Принимая кратность воздухообмена Кв = 1, определяем теплопотери:
Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-25)) = 11300 Вт.
Вентиляция в доме
Теплопотери через канализацию
С учетом того, что жильцы потребляют 15 куб. м воды в месяц, а расчетный период составляет 6 мес., теплопотери через канализацию составят:
Qк = (15 * 6 * 1000 * 4183 * 23) / 3 600 000 = 2405 кВт*ч
Если вы не живете в дачном домике зимой, в межсезонье или в холодное лето необходимо все равно его обогревать. Электрическое отопление дачного дома в данном случае бывает самым целесообразным.
О причинах падения давления в системе отопления вы можете почитать в этом материале. Устранение неполадок.
Оценка полного объема энергозатрат
Для оценки всего объема энергозатрат за отопительный период необходимо пересчитать теплопотери через вентиляцию и ограждающие конструкции с учетом средней температуры, то есть dT составит не 48, а только 28 градусов.
Тогда средняя мощность потерь через стены составят:
Qс = (240 / 4.375) * (23 – (-5)) = 1536 Вт.
Предположим, что через крышу, пол, окна и двери дополнительно теряется в среднем 800 Вт, тогда совокупная средняя мощность теплопотерь через ограждающие конструкции составит Q = 1536 + 800 = 2336 Вт.
Средняя мощность теплопотерь через вентиляцию составит:Qв = (700 * 1 / 3600) * 1,2047 * 1005 * (23 – (-5)) =6592 Вт.
Тогда за весь период на отопление придется затратить:
W = ((2336 + 6592)*24*183)/1000 = 39211 кВт*ч.
К этой величине нужно прибавить 2405 кВт*ч потерь через канализацию, так что общий объем энергозатрат за отопительный период составит 41616 кВт*ч.
Если в качестве энергоносителя используется только газ, из 1-го куб. м которого удается получить 9,45 кВт*ч тепла, то его понадобится 41616 / 9,45 = 4404 куб. м.
Видео на тему
microklimat.pro
Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции.
В холодный период, когда температура воздуха в помещении намного больше температуры наружного воздуха, через ограждение здания возникают потоки тепла (теплопотери).
Теплопотери помещений складываются из двух основных составляющих: трансмиссионных теплопотерь и затрат теплоты на нагревание инфильтрующегося через неплотности воздуха.
Трансмиссионные теплопотери – это потери теплоты через наружные ограждения в следствии теплопередачи.
Трансмиссионные теплопотери находятся по формулам:
Или *
где — теплопотери, Вт;
— термическое сопротивление ограждения ( )/ Вт, определяемое теплотехническим расчетом;
К- коэффициент теплопередачи ограждения Вт / ( ),
F- площадь поверхности ограждения,
– расчетная температура воздуха в помещении, °С, табл.2
— расчетная температура наружного воздуха, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки, °С, табл.3
N – поправочный коэффициент к расчетной разности температур;
— добавочные теплопотери, Вт.
Для расчета площадей поверхности F в формулах (1.24) и (1.25.) руководствуются общепринятой методикой определения линейных размеров ограждающей конструкции.
Рис. 2. Обмер ограждений:
а – по вертикали; б – в плане; 1 – пол по грунту; 2- пол по лагам; 3 – пол над подвалом; О – окна; НС – наружная стена; Пл – пол; Пт – потолок.
Принято теплопотери пола, лежащие на земле определять по зонам. Каждой зоне соответствует свое термическое сопротивление.
; 4,3( )/ Вт;
; 14( )/ Вт
Величина теплопотерь через i-ую зону находится по формуле:
где — сопротивление i-ой зоны, ( )/ Вт;
– площадь i-ой зоны, (площадь кольцевой полосы шириной 2 м вдоль контура здания). Площадь зоны I в углах здания умножается на 2 .
Рис. 3. Потоки теплоты от полов по грунту и заглубленных стен:
а – через пол; б – через заглубленную стену; в – деление пола на зоны 1,2,3,4; г – деление заглубленной тены и пола на зоны 1,2,3,4.
Теплопотери через полы получают суммированием теплопотерь по зонам
Если полы уложены на лаги или на изолирующий материал (имеют воздушную прослойку) и термическое сопротивление этих дополнительных элементов методика расчета сохраняется (при этом сопротивление каждой зоны увеличивается на величину сопротивления подстилающих слоев.)
Такая же методика применяется для расчета теплопотерь через стены здания, заглубленные в грунт (отапливаемые подвалы).
Разбивка на зоны начинается от поверхности грунта снаружи здания, полы рассматриваются как продолжение стен.
Добавочные теплопотери определяются так:
1. Добавки на ориентацию по сторонам света делаются на все вертикальные ограждения или вертикальные проекции наклонных ограждений так:
С, С-З, С-В, В-10%; З, Ю-В – 5%; Ю, Ю-З – 0%.
2. На врывание холодного воздуха через наружные двери при их кратковременном открывании при высоте здания Н, м:
— двойные двери с тамбурами – 27% от Н;
— то же без тамбура – 34% от Н;
— одинарные двери – 22% от Н.
3. Для полов первого этажа над холодными подвалами зданий в местностях с расчетной температурой наружного воздуха (пятидневки) минус 40 °С и ниже принимается равной 5%.
Путем суммирования трансмиссионных теплопотерь по всем ограждениям, находим теплопотери всего помещения.
(1.27)
Похожие статьи:
poznayka.org
2.3 Теплопотери через ограждающие конструкции
В этом разделе записки выполняют теплотехнический расчет ограждающих конструкций и расчет теплопотери через ограждающие конструкции в соответствии с требованиями СНБ 2.01.01–93 в СНиП 2.04.05–86.
Теплопотери определяют для каждого помещения отдельно. Допускается при расчете воздушного отопления объединить в одно несколько смежных помещений с одинаковыми параметрами микроклимата (с одинаковыми возрастными группами животных).
Расчет выполняют в такой последовательности [1, гл. I, 3: 2, п. 3.2, 3.3; 4, 3.2, 3.3; 6, п. 5.1– 5.4, 8.2; 15, п. 1.2, 1.3]:
– определяют термические сопротивления теплопередачи для наружных и внутренних стен, покрытий и чердачных перекрытий, наружных дверей и ворот, отдельных зон пола;
– рассчитывают требуемые по санитарно-гигиеническим условиям термические сопротивления теплопередачи для наружных и внутренних стен, покрытий и чердачных перекрытий, наружных дверей и ворот;
– сравнивают действительные термические сопротивления с требуемыми;
– принимают термические сопротивления заполнений световых проемов и сравнивают с требуемыми;
– вычисляют показатель теплоусвоения поверхности поля и сравнивают с требуемым;
– делают вывод о соответствии (или несоответствии) ограждающих конструкций санитарно-гигиеническим требованиям и в случае несоответствия указывают меры по улучшению их теплозащитных свойств;
– производят разбивку поля на отдельные зоны и определяют площади зон;
– записывают формулу для расчета теплопотери через ограждающие конструкции;
– результаты расчета теплопотери приводят в таблице рецензируемой формы (приложение Д).
При нахождении требуемых термических сопротивлений теплопередачи определяют температуру точки росы в зависимости от температуры и относительной влажности внутреннего воздуха (приложение Е).
Тепловые потоки теплопотери округляют до 10 Вт, для каждого помещения суммируют тепловые потоки теплопотерь через ограждающие конструкции.
Теплопотери при инфильтрации наружного воздуха допускается определять введением доли добавочной теплопотери в размере 0,3 для наружных стен и заполнений световых проемов.
Примеры выполнения расчетов теплозащитных свойств и теплопотерь через ограждающие конструкции даны в вышеназванных источниках [4, 6, 15].
2.4 Расчет тепловоздушеного режима и воздухообмена в помещениях
Задача расчетов состоит в нахождении расходов приточного воздуха по периодам года. Методика расчетов изложена в СНиП 2.04.05–86 и литературе [1, гл. III, 4, 5; 2, п. 10.1, 10.2; 8, п. 5.2.2].
Тепловоздушный режим определяют для холодного, переходного и теплого периодов года, разделяя текст соответствующими подзаголовками. В помещениях для содержания молодняка животных расчет выполняют в холодный период года для старшей и младшей возрастных групп, а в переходный и теплый периоды – только для старшей.
Для холодного периода года рассчитывают полные (общие) и явные (свободные) тепловыделения, влаговыделения и выделения углекислого газа животными, дополнительные и суммарные влаговыделения в помещениях, тепловой поток теплоизбытков и угловой коэффициент (тепловлажностное отношение) при изменении состояния влажного воздуха в помещениях.
Дополнительные влаговыделения происходят при испарении с открытых и смоченных водных поверхностей поилок, кормушек, подстилки, помета, навозных каналов, участков пола и др. Их допускается принимать в размере 10% влаговыделений животными в холодный период года.
Дополнительные влаговыделения в птицеводческих помещениях принимают в размере 5% влаговыделений птицей. Кроме того, учитывают испарение влаги при усушке помета [1, гл. III, 4; 2, п. 3.5].
Суммарные влаговыделения определяют, суммируя влаговыделения животных (птицы), дополнительные и при усушке помета.
Теплоизбытки в холодный период года рассчитывают как полные тепловыделения животными и теплопоступления от системы освещения в безоконных зданиях за вычетом теплопотерь через ограждающие конструкции.
Теплопоступления от системы освещения в безоконных зданиях допускается определить из расчета 5 Вт/м на единицу площади пола.
Угловой коэффициент (тепловлажностное отношение) определяют по [1, гл. III, 4; 2, п. 8.2].
Воздухообмен в холодный период года находят из условий удаления водяных паров и углекислого газа с последующей проверкой по норме минимального воздухообмена.
Для переходного (теплого) периода года определяют полные тепловыделения и влаговыделения животными, дополнительные и суммарные влаговыделения в помещениях, тепловой поток теплоизбытков и угловой коэффициент (тепловлажностное соотношение).
Дополнительные влаговыделения в переходный период года принимают в размере 10% влаговыделений КРС и свиней, а в теплый – в размере 25% .
Дополнительные влаговыделения в птицеводческих помещениях рассчитывают как и в холодный период.
Теплоизбытки в переходный период определяют согласно расчету в холодный период с учетом изменений в составляющих теплового баланса, а в теплый – с учетом полных тепловыделений животными и теплопоступлений от солнечной радиации и системы освещения в безоконных зданиях.
Методика расчета теплопоступлений от солнечной радиации приведена в [1, гл. II, 2; 2, п. 3.4].
Воздухообмен в переходный и теплый периоды определяют исходя из условий одновременного удаления избыточной теплоты и водяных паров. При этом в переходный период воздухообмен принимают не менее, чем в холодный, а в теплый – не менее требуемого по минимальным нормам воздухообмена.
При расчете воздухообмена в переходный и теплый периоды уточняют влагосодержание внутреннего воздуха, г/кг:
, (2.1)
где 
–влагосодержание
наружного воздуха в рассматриваемый
период года, г/кг;
и 
– расчетные температуры наружного и
внутреннего воздуха,ºС;
–угловой
коэффициент (тепловлажностное отношение),
кДж/кг.
Воздухообмен в помещениях для выращивания молодняка в холодный период рассчитывают для старшей и младшей возрастных групп, а в другие периоды – только для старшей.
По результатам расчета воздухообмена в переходный и теплый периоды необходимо определить относительную влажность воздуха внутри помещения. При необходимости ее снижения следует уменьшить расчетную температуру воздуха внутри помещений и выполнить перерасчет воздухообмена.
Результаты расчета тепловоздушного режима и воздухообмена приводят в таблице основных показателей. Форма таблицы дана в приложении Ж.
Как найти температуру приточного (подогретого) воздуха в холодный период года, смотрите ниже (п. 2.5.2), а в переходный и теплый периоды ее принимают равной расчетной температуре наружного воздуха.
studfiles.net
Методика расчета теплопотерь для помещений
При расчете систем отопления для любых помещений основной целью является определение теплопотерь. Теплопотери — это тепло, бесцельно уходящее за пределы здания. Суммарные теплопотери складываются из основных и добавочных. Основные тепловые потери определяют путем суммирования утечек теплоты через ограждающие конструкции помещения. Добавочные же зависят от ориентации ограждающих конструкций по сторонам света, а также от расположения цеха на открытой местности, скорости ветра в данном географическом районе.
Теплопотери на стены
Расчет теплопотерь помещения через ограждающие конструкции производится по формуле:
(1)
Где:
Q — дополнительные и основное теплопотери, Вт
А — расчетная площадь ограждающих конструкций,
К — коэффициент теплопередачи отдельного ограждения,
— температура помещения, °С
— температура наружного воздуха для холодного периода года, °С
В — добавочные потери теплоты в долях от основных потерь, Вт
n — коэффициент учета положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху
Коэффициент К определяется по форуме:
(2)
Где:
— коэффициент теплоотдачи со стороны наружного пространства,
— коэффициент теплоотдачи со стороны внутреннего помещения,
— толщина ограждающей конструкции, м
— теплопроводность ограждающей конструкции
Определение коэффициентов происходит по формуле:
(3)
Где:
Nu — число Нуссельта
— теплопроводность воздуха
l — длина характерного участка, м
Число Нуссельта находится по следующей формуле:
(4)
Где:
Re — критерий Рейнольдса
Pr — число Прандтля
Критерий Re задается формулой:
(5)
Где:
W — скорость среды,
— кинематическая вязкость
l — длина участка, м
Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем из СП 50.13330.2012.
Теплопотери со стороны грунта
Необходимо найти коэффициент теплоотдачи со стороны грунта
(6)
Где:
— теплопроводность материала
— толщина фундамента, м
— глубина заложения фундамента, м
Теплопотери воконные заполнения
Нахождение теплопотерь в оконные заполнения находятся по формуле 1. Для расчетов необходимо знать следующие параметры: количество камер и переплетов, наличие покрытия и заполнение газом. Приведенное сопротивление теплопередаче для выбранных окон представлено в СП 23–101–2004.
Теплопотери на двери
При расчете заполнения дверных проемов необходимо учитывать добавку на врывание холодного воздуха через наружные двери, не оборудованные воздушными или воздушно-тепловыми завесами, при открывании их на короткие периоды времени. Эта добавка относится к теплопотерям дверей и учитывает потребность в расходе тепла на подогрев врывающегося через открытые двери наружного воздуха.
Перечисленные добавки не учитываются, если двери являются летними или запасными, т. е. не открываются постоянно.
В промышленных зданиях врывание холодного воздуха через ворота при открывании их в общей сложности не более чем на 15 мин в смену учитывается тем, что теплопотери через ворота утраиваются. При большом времени открытия ворот врывание холодного воздуха должно локализоваться путем устройства специальных воздушных завес или тамбуров.
Инфильтрация воздуха через ограждающие конструкции
Инфильтрация — это перемещение воздуха через ограждающие конструкции из окружающей среды в помещения за счет ветрового и теплового напоров, формируемых разностью температур и перепадом давления воздуха снаружи и внутри помещений.
Она происходит через небольшие щели в дверных и оконных рамах. Воздух поступает в помещение также из неотапливаемых частей здания — чердаков, подвалов и так далее. Он проникает через отверстия в стенах, полах и потолках, таких как трещины в местах сопряжения двух стен или стены и потолка.
Для определения количества фильтрующегося воздуха через окна и стены необходимо найти разность давлений воздуха на наружной и внутренней стороне ограждающей конструкции:
Где
H — высота здания, м
— высота расчетной конструкции от уровня земли, м
— плотность воздуха на наружной поверхности, которая определяется по формуле:
— Плотность воздуха на внутренней поверхности, определяемая по формуле:
g — ускорение свободного падения,
— скорость ветра в январе,
— аэродинамические коэффициенты, 0.8 и -0.6 соответственно
k — коэффициент учета изменений давлений ветра, 0.58
— условно-постоянное давление воздуха, которое находится по формуле:
Расход инфильтрующегося воздуха через ограждения находится по формуле:
Где
— сопротивление воздухопроницанию, которое находится из формулы:
Где:
— разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций
— 10 Па — разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях светопрозрачных ограждающих конструкций, при которой экспериментально определяется сопротивление воздухопроницанию конструкций выбранного типа
— поперечная воздухопроницаемость
Литература:
- Михайлов Федор Семенович ОТОПЛЕНИЕ И ОСНОВЫ ВЕНТИЛЯЦИИ — М.: Стройиздат, 1972
- СНиП 3.05.04–85 Наружние сети и канализация.
- СНиП 23–02–2003 Тепловая защита зданий.
- СНиП 41–01–2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование
- СП 23–101–2004 Проектирование тепловой защиты зданий.
Основные термины (генерируются автоматически): внутренняя поверхность, коэффициент теплоотдачи, формула, теплопотеря, разность давлений воздуха, ограждающая конструкция, холодный воздух, Плотность воздуха, скорость ветра, наружный воздух.
moluch.ru
Правила расчета теплопотерь здания через ограждающие конструкции. — КиберПедия
Система отопления должна компенсировать теплопотери через строительные ограждающие конструкции, теплопотери на нагревание наружного воздуха, поступающего через открываемые наружные двери, а также через щели притворов окон и не открываемых зимой дверей (инфильтрация), теплопотери на нагревание вносимой холодной одежды или ввозимых материалов и оборудования.
При определении тепловой мощности отопительных приборов следует учитывать постоянные тепловыделения в помещениях (например, бытовые тепловыделения в квартирах жилых зданий). В этом случаеиз суммарных теплопотерь помещений, кроме лестничных клеток, следует вычитать бытовые тепловыделения QБЫТ, Вт, в размере:
,
где Апл – площадь пола отапливаемого помещения, м2, qбыт – удельные тепловыделения. Величина qбыт принимается равной 17 Вт/м2 при норме общей площади 20 м2/чел и менее; 10 Вт/м2 при норме общей площади 40 м2/чел и выше, а при норме от 20 до 40 м2/чел значение qбыт следует определять интерполяцией [4].
Теплопотери через строительные конструкции ΣQТП складываются из основных QO и добавочных теплопотерь (учитываются добавками bi, см. далее) и рассчитываются как сумма теплопотерь через все ограждения помещения по формуле, Вт:
; ;
где КO.i – коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м2·К).
АО.i – расчетная площадь поверхности ограждения, вычисленная по правилам его обмера, м2. Следует иметь в виду, что площадь окон и внутренних дверей из площади стен не вычитается. Вместо этого вычитают коэффициент теплопередачи стены из коэффициента теплопередачи окна или внутренней двери, например К’ок = Кок – Кнс (см. примеры 3.5.3, 3.5.4).
tВ и tН – соответственно расчетная температура внутри и снаружи помещения,оС. (см. п.3.4.2). Величина tН принимается для ХП по параметрам «Б».
Примечание. Если в смежном более холодном помещении температура воздуха ниже, чем в рассчитываемом, на 4 градуса и более, то обязателен расчет теплопотерь через внутреннее ограждение, разделяющее эти помещения. При этом tН принимают равной температуре воздуха в более холодном помещении. При расчете теплопотерь в более холодном помещении эти же теплопотери учитываются со знаком «минус», т.е. как теплопоступления, и вычитаются из общей суммы теплопотерь более холодного помещения.
bi – коэффициент, учитывающий добавочные теплопотери в долях от основных;
ni – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по [4], [5].
Коэффициент n.
При расчете теплопотерь через ограждения, обращенные своей наружной поверхностью в сторону неотапливаемых помещений (подвальные и чердачные помещения, холодные подполья, тамбуры, закрытые веранды и лоджии и пр.), в которых температура воздуха будет выше расчетной температуры наружного воздуха, на расчетную разность температуры (tВ — tН) вводят поправочный коэффициент n. Для пола над неотапливаемым подвалом (подпольем), как правило, n=0,6; для чердачного перекрытия n=0,9. Подробнее см. [5], [6], [7]..
cyberpedia.su