144951 (Системы теплогазоснабжения и вентиляции), страница 2

Рассмотрим пример расчета тепловых потерь двух разных комнат одной площади с помощью таблиц.

Пример 1.

Угловая комната (первый этаж)

Характеристики комнаты:

• этаж первый,

• площадь комнаты – 16 кв.м. (5х3,2),

• высота потолка – 2,75 м,

• наружных стен – две,

• материал и толщина наружных стен – брус толщиной 18 см, обшит гипсокартонном и оклеен обоями,

• окна – два (высота 1,6 м, ширина 1,0 м) с двойным остеклением,

• полы – деревянные утепленные, снизу подвал,

• выше чердачное перекрытие,

• расчетная наружная температура –30 °С,

• требуемая температура в комнате +20 °С.

Рассчитаем площади теплоотдающих поверхностей.

Площадь наружных стен за вычетом окон: S_стен(5+3,2)х2,7-2х1,0х1,6 = 18,94 кв. м.

Площадь окон: S_окон = 2х1,0х1,6 = 3,2 кв. м.

Площадь пола: S_пола = 5х3,2 = 16 кв. м.

Площадь потолка: S_{потолка} = 5х3,2 = 16 кв. м.

Площадь внутренних перегородок в расчете не участвует, так как через них тепло не уходит – ведь по обе стороны перегородки температура одинакова. Тоже относится и к внутренней двери. Теперь вычислим теплопотери каждой из поверхностей:

Суммарные теплопотери комнаты составят: Q_{суммарные} = 3094 Вт.

Заметим, что через стены уходит тепла больше чем через окна, полы и потолок. Результат расчета показывает теплопотери комнаты в самые морозные (Т нар.= –30 °С) дни года. Естественно, чем теплее на улице, тем меньше уйдет из комнаты тепла.

Пример 2

Комната под крышей (мансарда)

Характеристики комнаты:

• этаж верхний,

• площадь 16 кв.м. (3,8х4,2),

• высота потолка 2,4 м,

• наружные стены; два ската крыши (шифер, сплошная обрешетка, 10 см минваты, вагонка), фронтоны (брус толщиной 10 см, обшитый вагонкой) и боковые перегородки (каркасная стена с керамзитовым заполнением 10 см),

• окна – четыре (по два на каждом фронтоне), высотой 1,6 м и шириной 1,0 м с двойным остеклением,

• расчетная наружная температура –30°С,

• требуемая температура в комнате +20°С.

Рассчитаем площади теплоотдающих поверхностей.

Площадь торцевых наружных стен за вычетом окон: S_{торц.стен} = 2х(2,4х3,8-0,9х0,6-2х1,6х0,8) = 12 кв. м.

Площадь скатов крыши, ограничивающих комнату: S_{скатов.стен} = 2х1,0х4,2 = 8,4 кв. м.

Площадь боковых перегородок: S_{бок.перегор} = 2х1,5х4,2 = 12,6 кв. м.

Площадь окон: S_окон = 4х1,6х1,0 = 6,4 кв. м.

Площадь потолка: S_{потолка} = 2,6х4,2 = 10,92 кв. м.

Теперь рассчитаем тепловые потери этих поверхностей, при этом учтем, что через пол тепло не уходит (там теплое помещение). Теплопотери для стен и потолка мы считаем как для угловых помещений, а для потолка и боковых перегородок вводим 70-процентный коэффициент, так как за ними располагаются неотапливаемые помещения.

Суммарные теплопотери комнаты составят: Q_{суммарные} = 4504 Вт.

Как видим, теплая комната первого этажа теряет (или потребляет) значительно меньше тепла, чем мансардная комната с тонкими стенками и большой площадью остекления.

Чтобы такое помещение сделать пригодным для зимнего проживания, нужно в первую очередь утеплять стены, боковые перегородки и окна. Любая ограждающая конструкция может быть представлена в виде многослойной стены, каждый слой которой имеет свое тепловое сопротивление и свое сопротивление прохождению воздуха. Сложив тепловое сопротивление всех слоев, получим тепловое сопротивление всей стены. Также суммируя сопротивление прохождению воздуха всех слоев, поймем, как дышит стена. Идеальная стена из бруса должна быть эквивалентна стене из бруса толщиной 15 – 20 см. Приведенная ниже таблица поможет в этом.

Для объективной картины теплопотерь всего дома необходимо учесть:

1. Потери тепла через контакт фундамента с мерзлым грунтом обычно принимают 15% от потерь тепла через стены первого этажа (с учетом сложности расчета).

2. Потери тепла, связанные с вентиляцией. Эти потери рассчитываются с учетом строительных норм (СНиП). Для жилого дома требуется около одного воздухообмена в час, то есть за это время необходимо подать тот же объем свежего воздуха. Таким образом, потери связанные с вентиляцией, составляют немногим меньше сумме теплопотерь приходящиеся на ограждающие конструкции. Получается, что потери тепла через стены и остекление составляет только 40%, а потери тепла на вентиляцию 50%. В европейских нормах вентиляции и утепления стен, соотношение тепловых потерь составляют 30% и 60%.

3. Если стена «дышит», как стена из бруса или бревна толщиной 15 – 20 см, то происходит возврат тепла. Это позволяет снизить тепловые потери на 30%, поэтому полученную при расчете величину теплового сопротивления стены следует умножить на 1,3 (или соответственно уменьшить теплопотери).

Суммировав все теплопотери дома, Вы определите, какой мощности генератор тепла (котел) и отопительные приборы необходимы для комфортного обогрева дома в самые холодные и ветряные дни. Также, расчеты подобного рода покажут, где «слабое звено» и как его исключить с помощью дополнительной изоляции.

Рассчитать расход тепла можно и по укрупненным показателям. Так, в одно- и двухэтажных не сильно утепленных домах при наружной температуре –25 °С требуется 213 Вт на один квадратный метр общей площади, а при –30 °С – 230 Вт. Для хорошо утепленных домов – это: при –25 °С – 173 Вт на кв.м. общей площади, а при –30 °С – 177 Вт.

Выводы и рекомендации

1. Стоимость теплоизоляции относительно стоимости всего дома существенно мала, однако при эксплуатации здания основные затраты приходятся именно на отопление. На теплоизоляции ни в коем случае нельзя экономить, особенно при комфортном проживании на больших площадях. Цены на энергоносители во всем мире постоянно повышаются.

2. Современные строительные материалы обладают более высоким термическим сопротивлением, чем материалы традиционные. Это позволяет делать стены тоньше, а значит, дешевле и легче. Все это хорошо, но у тонких стен меньше теплоемкость, то есть они хуже запасают тепло. Топить приходиться постоянно – стены быстро нагреваются и быстро остывают. В старых домах с толстыми стенами жарким летним днем прохладно, остывшие за ночь стены «накопили холод».

3. Утепление необходимо рассматривать совместно с воздухопроницаемостью стен. Если увеличение теплового сопротивления стен связано со значительным уменьшением воздухопроницаемости, то не следует его применять. Идеальная стена по воздухопроницаемости эквивалентна стене из бруса толщиной 15…20 см.

4. Очень часто, неправильное применение пароизоляции приводит к ухудшению санитарно-гигиенических свойств жилья. При правильно организованной вентиляции и «дышащих» стенах она излишня, а при плохо воздухопроницаемых стенах это ненужно. Основное ее назначение это предотвращение инфильтрации стен и защита утепления от ветра.

5. Утепление стен снаружи существенно эффективнее внутреннего утепления.

6. Не следует бесконечно утеплять стены. Эффективность такого подхода к энергосбережению – не высока.

7. Вентиляция – вот основные резервы энергосбережения.

8. Применив современные системы остекления (стеклопакеты, теплозащитное стекло и т.п.), низкотемпературные обогревающие системы, эффективную теплоизоляцию ограждающих конструкций, можно сократить затраты на отопление в 3 раза.

Варианты дополнительного утепления конструкций зданий на базе строительной теплоизоляции типа «ISOVER», при наличии в помещениях систем воздухообмена и вентиляции.

1.1.1 Теплопотери через ограждающие конструкции

Теплозащита помещения зависит от сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (стен, перекрытий), которые в современных зданиях значительно отличаются одна от другой. Для их изготовления применяют различные материалы; соответственно этому они выполняют специфические функции. Каждому материалу соответствуют свои значения коэффициента теплопроводности и принятая рациональная толщина d, и сопротивления теплопередаче оказываются различными. К ограждающим конструкциям относятся также окна и двери. Их сопротивление теплопередаче существенно меньше, чем прочих конструкций. Дополнительное влияние на теплозащиту оказывает соотношение площадей проемов и сплошных стен.

Насколько значительны теплопотери через поверхности, которые ограждают помещение от наружного воздуха, настолько невелики теплопотери через внутренние конструкции, поэтому теплозащита помещения зависит также от его геометрии и положения в здании. Глубокое помещение с малой поверхностью наружных стен требует меньшего подвода тепла, чем широкое помещение такой же площади с большей поверхностью наружных стен. Угловое помещение дома в верхнем этаже с тремя наружными поверхностями имеет большую потребность в тепле, чем помещение примерно такого же размера, расположенное в середине одного из промежуточных этажей, поэтому при проектировании теплозащиты следует обращать внимание на отношение доли наружных поверхностей к объему помещения.

Теплозащита зависит также от воздухопроницаемости конструкций, которые ограждают помещение от наружного воздуха, а также их теплоаккумулирующей способности.

Стены и перекрытия если они оштукатурены, характеризуются очень малой воздухопроницаемостью, поэтому теплопотери вследствие переноса тепла воздухом незначительны.

Организационно-технологическое проектирование дополнительной теплозащиты стеновых ограждающих конструкций

Технология строительного производства состоит из двух аспектов – технического и организационного. Технический аспект включает в себя: - технику производства строительной продукции с использованием новейших достижений научно-технического прогресса в строительных производственных процессах; - методы производства, как принципы реализации новейших достижений научно-технического прогресса при воздействии на объект производства производительных сил с использованием средств производства и информационных ресурсов.

Организационный аспект объединяет принципы строительного или ремонтно-строительного производства, представляющие собой методы выражения связей между производительной продукцией и количественными значениями параметров, характеризующих объекты производства, средства производства, производительные силы и информационные ресурсы, а также достижения строительной науки применительно к материально-техническому аспекту производства продукции строительного или ремонтно-строительного производства.

Технический и организационный аспекты материально-технического производства строительной продукции неотъемлемы друг от друга. Вопросы организации технологических процессов не могут рассматриваться только как результаты технических решений. Многолетняя практика строительства подтвердила необходимость совместного изучения и анализа технических и организационно-технологических решений. Принятие рациональных организационных решений оказывает большое влияние на параметры технологических процессов, и, наоборот, с повышением технологичности проектных решений возникают возможности применения более прогрессивных и эффективных форм и методов организации строительного и ремонтно-строительного производства.

Любой технологический процесс, в результате которого получается готовая продукция, может быть реализован различными методами, различающимися между собой применяемыми материалами, механизмами, инструментами, технологическим оборудованием, качественным и количественным составом бригад и звеньев рабочих и др. Каждый из выше названых факторов в свою очередь характеризуется определенными техническими или технико-экономическими показателями. Поэтому в создании технического проекта здания или сооружения кроме архитекторов и конструкторов должны активно участвовать и технологи, что особенно важно на стадии альтернативных решений при вариантном проектировании.

Своевременная и высококвалифицированная оценка технологичности проектных решений при вариантном проектировании реконструкции зданий позволяет в процессе работы над проектно-сметной документацией осуществлять выбор рациональных вариантов из нескольких возможных, направив усилия разработчиков на доведение именно этих вариантов.

Технологичность проектов устройства дополнительной теплозащиты зданий

Одним из важнейших критериев оценки проектов возведения и реконструкции зданий и сооружений является технологичность их реализации. До 60 % затрат на возведение зданий и сооружений зависит от технологичности проектных решений. Это утверждение в еще большей степени относится к реконструкции жилых зданий. Поэтому вполне объяснимо то внимание, которое ученые уделяли и уделяют вопросам технологичности проектов.