Отопление и вентиляция жилого здания
1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций
1.1 Расчет наружной стены здания
Стена изображена схематически на рис. 1:
Рисунок 1 - Наружная стена
Согласно таблице 4.1 СНБ 2.01.01 расчётная температура для жилых зданий составляет tв =180С, относительная влажность воздуха 55%.
В соответствии с приложением А табл. А.1 СНБ 2.04.01 значение коэффициентов теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов составляет:
1) Известково-песчаная штукатурка
л1=0,7 Вт/(мЧ0С), Ѕ1=8,69 Вт/(м2Ч0С), д1=0,02 м;
2) Утеплитель д2=0,08 м
3) кирпич силикатный на цементно-песчаном растворе
л3=1,36 Вт/(мЧ0С),
Ѕ2=10,99 Вт/(м2Ч0С),
д3=0,51 м;
Сопротивление теплопередачи наружной стены:
; (1.1.1)
где д - толщина слоя, м; л - коэффициент теплопроводности слоя, принятый с учетом условий эксплуатации, Вт/(мЧ0С), - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, Вт/(мЧ0С), принимается по таблице 5.7 [2] (=23), - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается конструктивно =8,7 Вт/(мЧ0С).
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции следует принимать равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче , определенному исходя из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но во всех случаях не менее требуемого сопротивления теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям и не менее нормативного .
Принимаем , где - нормативное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, которое следует принимать по таблице 5.1 [2]: =2,0 (м2Ч0С)/ Вт;
Отсюда по формуле (1.1.1):
; (1.1.2)
= 0,08/(2-1/8,7-0,02/0,7-0,51/1,36-1/23)=0,056 Вт/(мЧ0С);
Выбираем материал из условия . Теплоизоляционный материал принимаем согласно СНБ 2-04-97 из приложения А по таблице А1: пенополиуретан (ТУ 8-56-70): л2 =0,05 Вт/(мЧ0С), Ѕ2= 0,67 Вт/(м2Ч0С);
Для применяемых материалов имеем:
R0=1/8,7+0,02/0,7+0,08/0,05+0,51/1,36+1/23=2,154 (м2Ч0С)/ Вт;
Тепловую инерцию D ограждающей конструкции рассчитываем по формуле:
; (1.1.3)
где - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, (м2Ч0С)/ Вт; - расчетные коэффициенты теплоусвоения материалов отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2Ч0С), принимаемый по таблице А1 приложения А [2]:
D = 8,69*0,02/0,7+0,67*0,08/0,05+10,99*0,51/1,36=5,445;
т.к. тепловая инерция находится в интервале от 4 до 7, то расчетная наружная температура будет равна температуре наиболее холодных 3-х суток со степенью обеспеченности 0,92:
; (1.1.4)
tн1 - средняя температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92 0С;
tн2 - средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 0С;
tн = ((-31)+(-22))/2= -28 0С;
Рассчитаем требуемое термическое сопротивление:
; (1.1.5)
где:
- расчётная температура внутреннего воздуха, 0С, принимается по таблице 4.1 СНБ 2.04.01-97 (=180С );
- расчётная зимняя температура наружного воздуха, 0С, принимается по таблице 4.3 с учётом тепловой инерции ограждающей конструкции (= -280С );
n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемы по таблице 5.3 [2] (n=1);
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2Ч0С), принимаемый по таблице 5.4 (=8,7 Вт/(м2Ч0С) );
- расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, 0С, применяемый по таблице 5.5 (= 60С);
=1*(18+28)/(8,7*6)=0,881(м2Ч0С)/ Вт;
Т.к. > (2,154 > 0,881) - условие выполняется, данный утеплитель удовлетворяет требованиям СНБ 2.04.01-97.
Проверка на отсутствие конденсации влаги на поверхности ограждающей конструкции
Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции:
; (1.1.6)
=18 - (18+28)/(2,154х8,7)=15,55 0С;
Полученное значение должно быть больше температуры точки росы , которая определяется по формуле:
; (1.1.7)
где - упругость водяных паров в воздухе помещения, Па:
; (1.1.8)
где ц - относительная влажность воздуха в помещении, %, (ц=55%);
=0,55х2128,64=1170,75 Па;
=20,1-11,62=8,480С;
Т.к. >(15,55>8,48) - условие выполняется.