Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский Государственный
Архитектурно-Строительный Университет
Кафедра отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тепловой режим общественного здания
Студентка ________
группа ________
Санкт-Петербург
2014 Г. Содержание
Исходные данные…………………………………..……..………………..…………………………………………………………………3
Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций………………………………..….4
Наружные стены……………………………………………………………………………………………………..4
Бесчердачное покрытие……………………………………………………………………………………….9
Полы на грунте и стены ниже уровня земли…………………………………………12
Перекрытие над техническим подпольем………………………...........................14
Светопрозрачные ограждающие конструкции………………….......................17
Наружные двери……………………………………………………………………………………………………..18
Расчёт теплопотерь………………………………...…………………….................................................20
Определение удельной тепловой характеристики здания..…………………………27
Список использованной литературы………..………………..….………………………………….………………..28
Исходные данные
Назначение здания – кинотеатр с залом на 300 мест;
Город строительства – Рязань;
Техническое подполье – неотапливаемое;
Строительные конструкции:
наружные стены – железобетонные
перекрытия – сборные железобетонные
перегородки – кирпичные
напольное покрытие – линолеум
Расчётная зимняя температура наружного воздуха (наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92) – text=-27°С (табл. 1 [3]);
Средняя температура наружного воздуха за отопительный период со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8°С –
tht=-3,5°С (табл. 1 [3]);
Продолжительность отопительного периода – zht =208 суток (табл. 1 [3]);
Расчётная температура внутреннего воздуха для теплотехнического расчета ограждающих конструкций – tint=20°С (п. 3.4 [4]);
Влажностный режим помещений здания – нормальный (табл. 1 [1]);
Зона влажности для г. Рязань – нормальная (прил. В [1]);
Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б (табл. 2 [1]).
Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций
НАРУЖНЫЕ СТЕНЫ
1
5
4
3
2
+
—
Рис. 1.1.1. Конструкция наружной стены
1 – раствор цементно-песчаный
2 – железобетон
3 – полистирольный пенопласт
4 – железобетон
5 – раствор цементно-песчаный
Коэффициент теплотехнической однородности наружной стены принимаем для стен зданий из трёхслойных железобетонных панелей с эффективным утеплителем и гибкими связями – r =0,7 (табл. 6 [5]).
Табл. 1.1.1. Расчётные показатели материалов наружной стены:
Номер слоя |
Материал |
Толщина слоя, м |
Плотность материала в сухом состоянии ρо, кг/м³ |
Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С) |
Источник данных |
1 |
Раствор цементно-песчаный |
0,02 |
1800 |
0,93 |
Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
2 |
Железобетон |
0,2 |
2500 |
2,04 |
Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5] |
3 |
Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата» |
— |
45 |
0,045 |
Поз. 54 прил. Д, табл. Д1 [5] |
4 |
Железобетон |
0,2 |
2500 |
2,04 |
Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5] |
5 |
Раствор цементно-песчаный |
0,015 |
1800 |
0,93 |
Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
Нормируемые (требуемые) значения сопротивления теплопередаче Rreq:
Санитарно-гигиенический показатель теплозащиты (требуемое сопротивление теплопередаче):
где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху (табл. 6 [1]);
Δtn - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 5 [1]);
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (табл. 7 [1]).
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения определяется в зависимости от типа здания и числа градусо-суток отопительного периода.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань:
Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:
а=0,0003
b=1,2
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
Для дальнейших расчётов принимается большее значение Rreq – нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче наружной стены Rreq = 2,666 м2∙°С/Вт.
Определяем толщину утепляющего слоя наружной стены и приведённое сопротивление теплопередаче наружной стены.
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению:
где - толщина слоя, м;
- расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя, принимаемый по [5];
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 8 [5];
откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:
Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δут=0,16 м.
Общая толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче
Коэффициент теплопередачи для наружной стены:
БЕСЧЕРДАЧНОЕ ПОКРЫТИЕ
6
5
4
3
2
1
Рис. 1.2.1. Конструкция бесчердачного покрытия
1 – штукатурка – известково-песчаный раствор
2 – монолитная железобетонная плита покрытия
3 – пароизоляция – рубероид
4 – теплоизоляция – минераловатные плиты
5 – стяжка – цементно-песчаный раствор
6 - пароизоляция – рубероид
Коэффициент теплотехнической однородности покрытия принимаем r=0,95.
Табл. 1.2.1. Расчётные показатели материалов покрытия
Номер слоя |
Материал |
Толщина слоя, м |
Плотность материала в сухом состоянии ρ0, кг/м³ |
Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С) |
Источник данных |
1 |
Раствор известково-песчаный |
0,01 |
1600 |
0,81 |
Поз. 229 прил. Д, табл. Д1 [5] |
2 |
Железобетон |
0,2 |
2500 |
2,04 |
Поз. 225 прил. Д, табл. Д1 [5] |
3 |
Рубероид |
0,015 |
600 |
0,17 |
Поз. 248 прил. Д, табл. Д1 [5] |
4 |
Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата» |
— |
180 |
0,048 |
Поз. 50 прил. Д, табл. Д1 [5] |
5 |
Раствор цементно-песчаный |
0,01 |
1800 |
0,93 |
Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
6 |
Рубероид |
0,015 |
600 |
0,17 |
Поз. 248 прил. Д, табл. Д1 [5] |
Нормируемые (требуемые) значения сопротивления теплопередаче Rreg:
Санитарно-гигиенический показатель теплозащиты (требуемое сопротивление теплопередаче):
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения определяется в зависимости от типа здания и числа градусо-суток отопительного периода.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: Dd=4888 °С∙сут.
Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:
а=0,00035; b=1,3
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
Для дальнейших расчётов принимается большее значение Rreq – нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче покрытия Rreq = 3,011 м2∙°С/Вт.
Определяем толщину утепляющего слоя покрытия и приведённое сопротивление теплопередаче покрытия.
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению, откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:
Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δут=0,14 м.
Общая толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче
Коэффициент теплопередачи для покрытия:
ПОЛЫ НА ГРУНТЕ И СТЕНЫ НИЖЕ УРОВНЯ ЗЕМЛИ
Рис. 1.3.1. Конструкция полов на грунте
1 – грунт
2 – бетон на гравии
3 – битум нефтяной строительный
4 – цементно-песчаный раствор
Табл. 1.3.1. Расчётные показатели материалов пола
Номер слоя |
Материал |
Толщина слоя, м |
Плотность материала в сухом состоянии ρ0, кг/м³ |
Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С) |
Источник данных |
2 |
Бетон на гравии |
0,1 |
2400 |
1,86 |
Поз. 226 прил. Д, табл. Д1 [5] |
3 |
Битум нефтяной строительный |
0,004 |
1400 |
0,27 |
Поз. 244 прил. Д, табл. Д1 [5] |
4 |
Цементно-песчаный раствор |
0,03 |
1800 |
0,93 |
Поз. 227 прил. Д, табл. Д1 [5] |
Теплотехнический расчёт состоит в определении термического сопротивления и коэффициента теплопередачи, исходя из деления ограждающей конструкции на зоны.
Стена ниже уровня земли и пол на грунте делятся на 4 зоны, первые три зоны шириной 2 м и четвёртая – это оставшаяся часть пола.
Принимаем сопротивление теплопередаче по прил. 9 [6]:
для I зоны:
для II зоны:
для III зоны:
для IV зоны:
Коэффициенты теплопередачи соответственно равны:
ПЕРЕКРЫТИЕ НАД ТЕХНИЧЕСКИМ ПОДПОЛЬЕМ
Рис. 1.4.1. Конструкция перекрытия
Табл. 1.4.1. Расчётные показатели перекрытия над техническим подпольем
Номер слоя |
Материал |
Толщина слоя, м |
Плотность материала в сухом состоянии ρ0, кг/м³ |
Теплопроводность λБ, Вт/(м∙°С) |
Источник данных |
1 |
Железобетонная плита |
0,12 |
2500 |
2,04 |
Поз. 225 прил. Д табл. Д1 [5] |
2 |
Раствор цементно-песчаный |
0,01 |
1800 |
0,93 |
Поз. 227 прил. Д табл. Д1 [5] |
3 |
Плита минераловатная ЗАО «Минеральная вата» |
— |
45 |
0,045 |
Поз. 54 прил. Д, табл. Д1 [5] |
4 |
Раствор цементно-песчаный |
0,03 |
1800 |
0,93 |
Поз. 227 прил. Д табл. Д1 [5] |
5 |
Линолеум поливинилхлоридный |
0,004 |
1800 |
0,38 |
Поз. 249 прил. Д табл. Д1 [5] |
Нормируемое требуемое приведённое сопротивление теплопередаче перекрытия над техническим подпольем определяется по зависимости:
где Rreq - нормируемое сопротивление теплопередаче перекрытий над неотапливаемыми подпольями, определяемое в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода климатического района строительства;
n – коэффициент, определяемый по зависимости:
Расчётная температура воздуха в техническом подполье при расчётных условиях принимается tb=2°С.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: Dd = 4888 °С∙сут.
Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче конструкции ограждения:
Определяем толщину утепляющего слоя перекрытия и приведённое сопротивление теплопередаче перекрытия.
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции приравнивается к нормируемому значению, откуда определяется ориентировочное значение толщины утепляющего слоя:
Минераловатные плиты имеют толщину от 50 до 200 мм с интервалом 10 мм, поэтому принимается слой теплоизоляции δут=0,13 м.
Общая толщина ограждения:
Приведённое сопротивление теплопередаче всей ограждающей конструкции составляет:
Полученное значение приведённого сопротивления теплопередаче всей ограждающей конструкции превышает нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче
Коэффициент теплопередачи перекрытия над техническим подпольем:
СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
Нормируемое сопротивление теплопередаче светопрозрачных конструкций определяется в зависимости от числа градусо-суток отопительного периода.
Градусо-сутки отопительного периода для г. Рязань: Dd = 4888 °С∙сут.
Численные значения величин а и b определяются по табл. 4 [1]:
Нормируемое приведённое сопротивление теплопередаче светопрозрачной кострукции:
Выбор светопрозрачной конструкции определяется по значению нормируемого приведённого сопротивления теплопередаче.
Принимается двухкамерный стеклопакет в одинарном переплёте с межстекольным расстоянием 8 мм из обычного стекла.
Коэффициент теплопередачи окон:
При измерении наружных стен площадь окон не вычитают, поэтому коэффициент теплопередачи окон находится как разность между коэффициентами теплопередачи окон и стен:
НАРУЖНЫЕ ДВЕРИ
Приведённое сопротивление теплопередаче входных дверей должно быть не менее:
Коэффициент теплопередачи наружных дверей:
Табл. 1.1. Итоговая таблица ограждающих конструкций и их коэффициентов теплопередачи
Наименование ограждения |
Обозначение ограждения |
Коэффициент теплопередачи ограждения k, Вт/м2∙°С |
Наружная стена |
НС |
0,362 |
Покрытие |
Пт |
0,312 |
Пол на грунте |
Пл I |
0,476 |
|
Пл II |
0,233 |
|
Пл III |
0,116 |
|
Пл IV |
0,07 |
Перекрытие над техническим подпольем |
Пл |
0,321 |
Окно |
ОК |
1,599 |
Наружная дверь |
НД |
1,389 |