Расчет удельной теплозащитной характеристики

Удельная теплозащитная характеристика здания k _об, Вт/(м³ · °С), рассчитывается по формуле [1, ф.(Ж.1)]

,                          (5.1)

    где – приведенное сопротивление теплопередаче i -го фрагмента теплозащитной оболочки здания, (м^{2. о}С)/ Вт;

A_i  – площадь соответствующего фрагмента теплозащитной оболочки здания, м²;

V _от – отапливаемый объем здания, м³;

n_t – коэффициент, учитывающий отличие внутренней или наружной температуры у конструкции от принятых в расчете ГСОП, рассчитываемый по формуле

n_t =(t _в * – t _от *)/(t _в – t _от),                                    (5.2)

 

где t _в *, t _от *– температура внутреннего и наружного воздуха для данного ограждения, ^оС;

t_в, t_от – то же, что в формуле (2.1).

К_комп – показатель компактности здания, м^-1, определяется по формуле (3.2).

К_общ – общий коэффициент теплопередаче здания,  Вт/(м² · °С), рассчитывается по формуле [1, ф.(Ж.2)]

,                                         (5.3)

где А_н^сум  – сумма площадей всех наружных ограждений (по внутреннему обмеру), м². n_t, , A_i  – см ф. (5.1).

Полученное по формуле (5.1) значение удельной теплозащитной характеристики должно быть не менее нормируемого значения k ^тр, Вт/(м³ · °С), которое определяется по [1, табл. 7] в зависимости от отапливаемого объема здания и градусо-суток отопительного периода.

 

Пример 5.1. Расчет удельной теплозащитой характеристики

 

Требуется рассчитать удельную теплозащитную характеристику для жилого дома, план-схема и разрез которого приведены на рис.5.1, 5.2.

Исходные данные

1) Средняя температура за отопительный период t_от = -4,7°С;

2) ГСОП = 6200 °С·сут/год;

3) Расчетные температуры воздуха (указаны на плане здания):

– в жилых помещениях 20 °С, 22 °С;

– в кухнях 18°С;

– в помещениях лестничных клеток 14 °С;

– в подвальном помещении +2 °С.

– в помещении чердака +8 °С

4) Отапливаемый объем здания V_от = 1215 м³;

5) Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций:

    – наружной стены R _ст = 5,14 Вт/(м² · °С)

    – окон R _ок = 0,81Вт/(м² · °С)

    – перекрытия верхнего этажа R _пв = 5,82 Вт/(м² · °С)

    – перекрытия подвала R _пв = 5,86 Вт/(м² · °С)

    – входной двери R _вд = 3,1 Вт/(м² · °С)

 

Рис. 5.1. План-схема здания

 

Рис. 5.2. Разрез здания

 

Решение

Используя размеры, указанные на чертежах здания, вычисляем площади наружных ограждений, контактирующие с различной температурой наружного и внутреннего воздуха (при определении площади наружных стен не забываем вычитать площадь окон и входной двери):

Площади окон:

А_{ОК t =20} = 9∙1,5∙1,5 = 20,25 ;

А_{ОК t =18} = 6∙1,5∙1,5 = 13,5м² ;

А_{ОК t =22} = 12∙1,5∙1,5 = 27м² ;

А_{ОК t =14} = 3∙1,5∙1,5 = 6,75м² ;

Площадь входной двери лестничной клетки

А_{ОК t =14} = 3∙1,5∙1,5 = 6,75м² ;

Площади наружных стен:

А_{НС t =20} = (3+3+3+3)∙9 – 9∙1,5∙1,5 = 60,75м² ;

А_{НС t =18} = (3+3)∙9 – 6∙1,5∙1,5 = 40,5м² ;

А_{НС t =22} = (3+3+3+3+4+4+5+5)∙9 – 12∙1,5∙1,5 = 243м² ;

А_{НС t =14} = 3∙9 – 3∙1,5∙1,5 – 1,2∙2,0 = 11,1м² ;

 

Площади перекрытий подвала и верхнего этажа:

А_{ПП t =20} = А_{ПВ t =20} = 2∙(3∙5) + 3∙4 = 42 м² ;

А_{ПП t =18} = А_{ПВ t =18} = 2∙(3∙4) = 24м² ;

А_{ПП t =22} = А_{ПВ t =22} = 2∙(3∙4) + 2∙(3∙5) = 54м² ;

А_{ПП t =14} = А_{ПВ t =14} = 3∙5 = 15м² ;

Результаты вычислений площадей заносим в табл.5.1

 

Рассчитываем коэффициенты, учитывающие отличие внутренней и наружной температур воздуха от принятой при расчете ГСОП, по формуле (5.2):

 

n_18/-4,7 =(18 – (-4,7))/(20 – (-4,7) = 0,919;

n_22/-4,7 =(22 – (-4,7))/(20 – (-4,7)= 1,081;

n_14/-4,7 =(14 – (-4,7))/(20 – (-4,7)= 0,757;

n_20/8 =(20 -8)/(20 – (-4,7) = 0,486;

n_18/8 =(18 -8)/(20 – (-4,7) = 0,405;

n_22/8 =(22 -8)/(20 – (-4,7) = 0,583;

n_14/8 =(14 -8)/(20 – (-4,7) = 0,243;

n_20/2 =(20 -2)/(20 – (-4,7) = 0,729;

n_18/2 =(18 -2)/(20 – (-4,7) = 0,648;

n_22/2 =(22 -2)/(20 – (-4,7) = 0,810;

n_14/2 =(14 -2)/(20 – (-4,7) = 0,486;

Вычисленные значения А _i, и n_t заносим в табл.5.1, в последней графе которой проводим вычисления, необходимые для расчета удельной теплозащитной характеристики по формуле (5.1)

Т а б л и ц а 5.1

 

Геометрические и теплотехнические характеристики

Наружных ограждений

Наименование ограждения	Сопротивление теплопередаче (м2. оС)/ Вт	Температура внутреннего воздуха t в *, °С	Температура наружного воздуха t от *, °С	Площадь ограждения А i, м2	nt (по формуле (5.2)
Наружная стена	5,14	20	-4,7	60,75	1	11,82
		18	-4,7	40,5	0,919	7,24
		22	-4,7	243	1,081	51,1
		14	-4,7	11,1	0,757	1,63
Окно	0,81	20	-4,7	20,25	1	25,00
		18	-4,7	13,5	0,919	15,32
		22	-4,7	27	1,081	36,03
		14	-4,7	6,75	0,757	6,31
Перекрытие верхнего этажа	5,82	20	+8	42	0,486	3,51
		18	+8	24	0,405	1,67
		22	+8	54	0,583	5,41
		14	+8	15	0,243	0,63
Перекрытие подвала	5,86	20	+2	42	0,729	5,22
		18	+2	24	0,648	2,65
		22	+2	54	0,810	7,46
		14	+2	15	0,486	1,24
Входная дверь	3,1	14	-4,7	2,4	0,757	0,59

Σ182,83  

Подставляя найденное значение Σ (n _t · А _i / ) = 182,83 из табл. 5.1 в формулу (5.1), получаем расчетное значение удельной теплозащитной характеристики здания:

 Вт/(м³·°С).

 

Рассчитанное значение k _об нужно сравнить с нормируемой величиной k ^тр, определяемой в соответствии с [1, табл. 7]:

 

 Вт/(м³·°С).

Расчетное значение удельной теплозащитной характеристики здания k _об меньше нормируемого k ^тр, значит, комплексное требование по тепловой защите выполнено.