144073 (Конструирование и расчет наружных ограждающих конструкций здания, систем отопления и вентиляции), страница 2

где Н - высота здания; в нашем случае двухэтажного здания с высотой первого этажа 3,1 м, высота второго этажа 2,9м (высота вентиляционной шахты над перекрытием второго этажа 2,9м) H=2,9+2,9+2,9=8,7 м;

γн-γв удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/мЗ,

определяются в зависимости от наружной и внутренней температур по эмпирической формуле:

для внутреннего воздуха γв= 3463/(273 + tB) = 3463/(273 + 18) =11,9Н/м3;

для наружного воздуха γн= 3463/(273 + tн) = 3463/(273−35) =14,55Н/м3;

В данном случае принимаем Rфи=0,44 м2ч/кг и требуем от заказчика закупки окон, в которых по сертификату сопротивление воздухопроницанию не меньше требуемого значения.

1. Проверка отсутствия конденсации водяных паров на поверхности и в толще наружной стены

Конденсация водяных паров возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, парциальное давление (упругость) водяного пара e_xi больше максимальной упругости водяного пара E_xi, соответствующей максимально возможному насыщению воздуха водяным паром

Температура внутренней поверхности глади наружной стены

t_xi = t_в - ∑R_xi^. (t_в-t_хм)/R₀^{р.ок, 0}C

∑R_xi = R_В + ∑(δ_i/λ_i) - сопротивление теплопередаче от воздуха помещения до рассматриваемого сечения X, м^{2. 0}C/Вт

τ_н=-35+((18-(-35))_*(1/23)_*0,8)/(5,38)=-34,6^оС

t₁=-35+((18-(-35))_*(1/23+0,02/0,93)_*0,8)/(5,38)=-34,5^оС

t₂=-35+((18-(-35))_*(1/23+0,02/0,93+0,25/0,76)_*0,8)/(5,38)=-31,9 ^оС

t₃=-35+((18-(-35))_*(1/23+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052)_*0,8)/(5,38)=13,6^оС

t₄=-35+((18-(-35))_*(1/23+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79)_*0,8)/(5,38)=16,6 ^оС

τ_в=18-((18-(-35))_*(1/8,7_*0,8)/(5,38)=17,1^оС

τ_уг=17,1-(0,18*0,042_*5,38)_*(18-(-35))=14,9 ^оС

Найдем давление насыщения, соответствующее данным температурам.

Далее определим парциальные давление водяных паров в наружном и внутреннем воздухе при t_н= -35 ^оС, t_в= 18 t_н=-6,1 ^оС (для самого холодного месяца – января): e_н=61,4 х 0,90=55,3 Па

e_в=2065 х 0,55=1136 Па

e_{н (для января)}=383,6 х 0,90=345,2 Па

Для дальнейших расчетов принимаем e_н=55,3 Па

Найдем температуру точки росы во внутреннем воздухе при e_в=1136 Па:

t_р=20,1-(5,75-0,00206_*e_в)2=20,1-(5,75-0,00206_*1136)2=8,5 ^оС

В ходе проведенных расчетов было выяснено, что температура внутренней поверхности стены τ_в= 17,1 ^оС и температура внутреннего угла τ_уг= 14,9 ^оС больше температуры точки росы t_р=8,5 ^оС, следовательно можно быть уверенным, что выпадения влаги не произойдет.

Определим сопротивление паропроницанию наружной стены по формуле:

R_п= R_п.в.+Σ(δ_i/μ_i)+R_п.н.=0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79+0,052=

=6,6 м²_*ч_*Па/мг

Определим распределение парциального давления водяных паров в толще ограждения при температуре наружного воздуха t_н=t_янв=-6,1 ^оС.

e_в.пов.=1136-(0,0267/6,6)_*(1136-55,3)=1132Па

e₁=1136-((0,0267+0,02/0,93)/6,6)_*(1136-55,3)=1128 Па

e₂=1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76)/6,6)_*(1136-55,3)=1074 Па

e₃=1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052)/6,6)_*(1136-55,3)=129,2 Па

e₄=1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79)/6,6)_*(1136-55,3)=67 Па

e_н.пов =1136-((0,0267+0,02/0,93+0,25/0,76+0,3/0,052+0,3/0,79+0,052)/6,6)_*(1136-55,3)=58,5 Па

Полученные данные по распределению температур и давлению сведем в таблицу 3 и на её основе построим график распределения температуры и парциального давления в толще ограждения.

Значения t_x, e_x, E_x

Таблица 6

В данной конструкции стены конденсат выпадает.(пересекаются графики Ех и ех)

Вывод: после анализа графика можно сделать заключение конденсат выпадает.

Конденсация водяных паров возможна, если в любом сечении ограждения, перпендикулярном направлению теплового потока, парциальное давление (упругость) водяного пара exi больше максимальной упругости водяного пара Exi, соответствующей максимально возможному насыщению воздуха водяным паром

Нужно предусмотреть дополнительную пароизоляцию.

Требуемое сопротивление паропроницаемости определим по формуле

R_п.и.=(R_п*(е_в-Е_кр)-R_кр*(е_в-е_н))/(Е_кр–е_н),

где R_кр и Е_кр- сопротивление и давление насыщения в сечении.

Характеристики ограждающих конструкций

2) Определение тепловой мощности системы отопления

1. Теплозатраты на подогрев инфильтрующегося воздуха

Теплозатраты на подогрев воздуха, поступающего преимущественно через заполнения световых проемов, рассчитывают по формуле:

QИ = 0,278. c. (tВ-tН5). A0. G0. k, Вт

c = 1,005 кДж/(кг. 0C) – массовая теплоемкость воздуха

k = 0,8 – коэффициент, учитывающий дополнительный нагрев воздуха встречным тепловым потоком

A0 = 3,78 м2 – площадь окна

G0 = 1/RИ. (∆pi /10)0,67, кг/м2. ч – количество воздуха, поступающего в помещение в течении часа через 1м2 окна

∆pi = 9,81. (H – hi). (ρН - ρВ) + 0,5. ρН. V2. (cе,н - cе,р). ki - Pе,i – расчетная разность давлений

H = 8,7 м – высота здания от уровня средней планировочной отметки земли до устья вентиляционной шахты

hi – расчетная высота от уровня земли до верха окон, балконных дверей, дверей, ворот, проемов или до оси горизонтальных и середины вертикальных стыков стеновых панелей соответктвующего этажа (h1 = 1,5 м, h2 = 4,5 м)

ρН, ρВ – плотность, соответственно, наружного воздуха и воздуха в помещении, кг/м3

V = 4,2 м/с – скорость ветра, принимаемая по параметрам Б

cе,н = 0,8, cе,р = -0,6 – аэродинамические коэффициенты соответственно для наветренной и подветренной поверхностей ограждений здания

ki = 0,65 – коэффициент учета изменения скоростного давления ветра в зависимости от высоты рассматриваемого этажа здания над уровнем земли

RИ = 0,37 – сопротивление воздухопроницанию окна, м2. ч/кг

Pе,i = 9,8. Hi. (ρS - ρВ) – расчетные потери давления в естественной вытяжной системе, принимаемые равными рассчетному естественному давлению, Па

ρS = 1,27 кг/м3 – плотность воздуха при температуре 5 0C

Hi – разность отметок устья вытяжной шахты и середины вытяжной решетки рассчитываемого этажа, м

Pе,1 = 5,12 Pе,2 = 3,23

Расчет теплозатрат на подогрев инфильтрационного воздуха

Определение тепловой мощности системы отопления

Тепловая мощность системы отопления Q_ОТ равна сумме теплозатрат Q_ПОМ всех помещений здания:

Для жилых комнат: Q_Ж.К. = Q_ТП + Q_И(В) – Q_Б