144397 (Строительство здания "Реабилитационный центр"), страница 3

Основные технико-экономические показатели:

объем здания – 10101 м³

общая площадь – 2856 м

полезная площадь – 2528 м²

5.2 Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Расчет производится согласно главы СНиП П-3-79* «Строительная теплотехника» и СНКК 23-302-2000 (ТСН 23-302-2000 Краснодарского края) Энергетическая эффективность жилых и общественных зданий. Нормы по теплозащите зданий и методических указаний к курсовому и дипломному проектированию «Теплотехнический расчет ограждающих конструкций зданий».

Расчетные условия ( по данным СНКК 23-302-2000):

1. Расчетная температура внутреннего воздуха – t_int = +20⁰ С;

2. Расчетная температура наружного воздуха – t_ext = - 13⁰ С;

(температура наиболее холодной пятидневки)

5. Продолжительность отопительного периода Z _ext = 134 сут.;

6. Средняя температура наружного воздуха за отопительный период t_ext^av +4.4⁰ С; 7.Градусосутки отопительного периода D_d = 2090 ⁰С.

8. Назначение – лечебное.

9. Размещение в застройке – отдельностоящее.

10. Тип – четырехэтажное.

11. Конструктивное решение – рамно связевое

Объемно-планировочные параметры здания:

12. Общая площадь наружных стен, включая окна и двери

A_w+F+ed = P_st H_h = м²

Площадь наружных стен (за минусом площади окон и входных дверей):

A_w = 1974,9 – 542,5 – 5,76 = 1426,64 м²

A_F = 542,5м² – площадь окон и витражей;

A_ed = 2.42.4 = 5,76 м² – площадь входной двери.

Площадь покрытия и площадь пола 1-го этажа равны:

А_с = А_st = 885,4 м²

13. Площадь наружных ограждающих конструкций определяется как сумма площади стен (с окнами и входными дверьми) плюс площадь пола, плюс площадь совмещенного покрытия:

А_е^sum= A_w+F+ed+ А_с + А_st= 1974,9+885,4+885,4 = 3745,7м²

14-15. Площадь отапливаемых помещений (общая площадь) А_h и полезная площадь А_r:

А_h =580,5+ м²

А_r =2856,4-327,8=2528,6 м²_,

16. Отапливаемый объем здания:

V_h =A_st H_h= м³

17-18. Показатели объемно-планировочного решения:

- коэффициент остекленности здания: Р =А_F / A_w+F+ed = 542,5/1974,9= 0,27;

- показатель компактности здания: К_е^des = А_е^sum/ V_h = 3745,7/10101 = 0,37.

Энергетические показатели

Теплотехнические показатели

19. Согласно СниП П-3-79^* приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений R₀^r, м^{2 0}С/Вт должно приниматься не ниже требуемых значений R₀^red, которые устанавливаются по табл. 1б в зависимости от градусосуток отопительного периода.

Для D_d = 2090⁰Ссут требуемое сопротивление теплопередаче равно для:

- стен R_w^red= 2,46 м²⁰С/Вт;

- окон и балконных дверей R_f^red= 0,377 м²⁰С/Вт;

- входных дверей R_w^red= 1,35 м²⁰С/Вт;

- совмещенное покрытие R_ed^red= 3,6 м²⁰С/Вт;

- пол первого этажа R_f = 3,25 м²⁰С/Вт;

Определимся с конструкциями и рассчитаем толщины утеплителей наружных ограждений по принятым сопротивлениям теплопередачи. Схема конструкции стены приведена на рисунке 1.

1. Известково-песчанный раствор плотностью 1600 кг/м³ ₁=20мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,70 Вт/(м^оС)

2. Пенобетон плотностью 600 кг/м³ ₂=Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,22 Вт/(м^оС)

3. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ ₃=20мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^оС

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче стены, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

м²⁰С/Вт

R₀ =R_В+R_раств+R_ж/б +R_раств + R_н =R_o^треб

R₀ = м²⁰С/Вт

[2,46 – (0,115 +0,028+ 0,026 + 0,043)]0,22 = x

x = 0,5 _бет =0,5м

толщина стены 0,5+0,02= 0,54 м

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче совмещенного покрытия R₀^тр = 3,6 м²⁰С/Вт определяем толщину утеплителя в многослойной конструкции покрытия (термическое сопротивление пароизоляции отнесены в запас), схема которого приведена на рисунке 2

3. Железобетонная монолитная плита плотностью 2500 кг/м³ ₁=250 мм, с коэффициентом теплопроводности А =1,92 Вт/(м^оС)

2. Утеплитель-пенополистирол плотностью 150 кг/м³ ₂=Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,052 Вт/(м^оС)

1. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ ₃=40мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^оС)

R₀ =R_В +R_ж/б +R_утеп +R_раств + R_н =R_o^треб

R₀ = м²⁰С/Вт

1/8,7+0,25/1,92 + X/0,052+ 0,04/0,76 + 1/23= 2,46

[3.6-(0,115+0,13 +0,052+0,043)]0,052 = X

X = (3,6-0,34)0,052= 0,169 м

_ут = 17 см

Для обеспечения требуемого по градусосуткам сопротивления теплопередаче R₀^тр = 3,25 м²⁰С/Вт перекрытия по грунту, определяем его конструкцию и рассчитаем толщину утеплителя ( рис.3 ).

1. Цементно-песчанный раствор плотностью 1800 кг/м³ ₁=40мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,76 Вт/(м^оС)

2. Утеплитель-керамзит плотностью 300 кг/м³ ₂=Х мм, с коэффициентом теплопроводности А =0,12 Вт/(м^оС)

3. Железобетонная монолитная плита плотностью 2500 кг/м³ ₃=250 мм, с коэффициентом теплопроводности А =1,92 Вт/(м^оС)

R₀ =R_В + R_раств + R_утеп +R_ж/б + R_н =R_o^треб

R₀ = м²⁰С/Вт

1/8,7+0,04/0,76 + X/0,12+ 0,25/1,92 + 1/23= 3,25

[3,25-(0,115+0,052 +0,13+0,043)]0,12 = X

X = (3,25-0,34)0,12= 0,349 м принимаем _ут = 35 см

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи:

K_m^tr = (A_w/R_w^r+A_F/ R_F^r + A_ed/ R_td^r+n A_c/ R_c^r+ n A_f/ R_f^r)/ А_е^sum

K_m^tr = 1,1(1426,6/2,46 + 542,5/0,38 + 5,75/1,35 + 1885,4/3,6 +0,6885,4/3,25)/3745,7 =

= 1.1(597,67 + 1427,6 + 4,25 + 245,94+163,45)/3745,7 = 0,651 (Вт/м²⁰С),

21. Воздухопроницаемость неружных ограждений принимается по таблице 12* СниП П-3-79*. Согласно этой таблице воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w = G_m^c = G_m^f = 0,5 кг/(м²⁰С), окон и деревянных переплетов и балконных дверей G_m^F = 6 кг/(м²⁰С).

22. Требуемая среднесуточная кратность воздухообмена в общественных зданиях, функционирующих не круглосуточно, определяется по формуле:

где — продолжительность рабочего времени в учреждении, ч;

— кратность воздухообмена в рабочее время, ч^-1, согласно СНиП 2.08.02 для учебных заведений, поликлиник и других учреждений, функционирующих в рабочем режиме неполные сутки, 0,5 ч^-1 в нерабочее время;

n_a= =0,75 ч^-1

23. Приведенный инфильтрационный (условный) коэффициент теплопередачи здания определяется по формуле:

К_m^inf= 0.28cn_av V_{h a}^htk/A_c^sum, _a^ht=353/(275+t_ext^av)

К_m^inf = 0,2810,750,85101011,270,8/3745,7 = 0,489 (Вт/м²⁰С).

24. Общий коэффициент теплопередачи здания, (Вт/м²⁰С) определяемый по формуле:

К_m = K_m^tr+ К_m^inf= 0,651+0,489 = 1,14 (Вт/м²⁰С)

Теплоэнергетические показатели

25. Общие теплопотери через ограждающую оболочку здания за отопительный период, МДж

Q_h = 0.0864K_mD_d A_e^sum = 0,08641,1420903745,7 = 1128207(МДж)

26. Удельные бытовые тепловыделения q_int, Вт/м³, следует устанавливать исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания, но не менее 10 Вт/м³

Принимаем 12 Вт/м³.

27. Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период, МДж:

Q_int = 0,0864q_intZ_htA_L = 0,0864121682528,6 = 440437 МДж

28. Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период, МДж:

Q_s =_Fk_F(A_F1l₁+A_F2l₂+ A_F3l₃+A_F4l₄)= 0,90,9(185,26382+131,26816+98,52 382+126,96816)=

0,81(70769+107108+37634+103599)=258479 МДж

29. Потребность в тепловой энергии на отопление здания за отопительный период, МДж, определяют по формуле:

Q_h^y = [Q_h – (Q_int + Q_s)Y]_h

Q_h^y = [1128207- (440437+258479)0,8]1,13 = 643053 МДж

30.Удельный расход тепловой энергии на отопление здания

q_h^des, кДж/(м³⁰Ссут): q_h^des = 10³ Q_h^y/A_hD_d

q_h^des= 10³643053 /101013058 = 20,81 кДж/(м³⁰Ссут)

Разница между удельным расходом энергии на отопление здания и требуемым (20,81 против 31) составляет 32,87%, что превышает допустимую разницу (5%), поэтому необходим пересмотр вариантов до достижения условия:

q_h^reg ≥ q_h^des.

Уменьшаем приведенные сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций, определенные по таблице 1”б” СНиП II-3-79*, исходя из условий энергосбережения.

( Изменения вносим в пункт 19 ).

19. Для второго этапа принимаем следующие сопротивления ограждающих конструкций:

- стен R_w^red= 1,72 м²⁰С/Вт;

- окон и балконных дверей R_f^red= 0,377 м²⁰С/Вт;

- входных дверей R_w^red= 1,35 м²⁰С/Вт;

- совмещенное покрытие R_ed^red= 20,5 м²⁰С/Вт;

- пол первого этажа R_f = 1,15 м²⁰С/Вт;

20. Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачи:

K_m^tr = (A_w/R_w^r+A_F/ R_F^r + A_ed/ R_td^r+n A_c/ R_c^r+ n A_f/ R_f^r)/ А_е^sum

K_m^tr = 1,1(1426,6/1,72 + 542,5/0,38 + 5,75/1,35 + 1885,4/2,05 +0,6885,4/3,25)/3745,7 =

= 1.1(829,4 + 1427,6 + 4,25 + 431,9+769,9)/3745,7 = 0,92 (Вт/м²⁰С),

21. (Без изменения. ) Воздухопроницаемость наружных ограждений принимается по таблице 12* СниП П-3-79*. Согласно этой таблице воздухопроницаемость стен, покрытия, перекрытия первого этажа G_m^w = G_m^c = G_m^f = 0,5 кг/(м²⁰С), окон и деревянных переплетов и балконных дверей G_m^F = 6 кг/(м²⁰С).

22. ( Без изменения. ) Требуемая среднесуточная кратность воздухообмена в общественных зданиях, функционирующих не круглосуточно, определяется по формуле:

где — продолжительность рабочего времени в учреждении, ч;