II. Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций

9.2.4. Площади наружных ограждающих конструкций, отапливаемые площадь и объем здания, необходимые для расчета энергетического паспорта, и теплотехнические характеристики ограждающих конструкций здания определялись согласно проекту в соответствии с [7].

Сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций определялись в зависимости от количества и материалов слоев по формулам (6 ÷ 8) [12, с. 18]. При этом коэффициенты теплопроводности , Вт/(м·°С), используемых материалов для условий эксплуатации Б: железобетон (плотностью = 2500 кг/м³), = 2,04 Вт/(м·°С); кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе ( = 18700 кг/м³), = 0,81 Вт/(м·°С); цементно-песчаный раствор ( = 1800 кг/м³), = 0,93 Вт/(м·°С); ячеистобетонные блоки ( = 600 кг/м³), = 0,26 Вт/ (м·°С); гравий керамзитовый ( = 800 кг/м³), = 0,23 Вт/(м·°С); минераловатные плиты производства ЗАО "Минеральная вата" марки Венти Баттс ( = 100 кг/м³), = 0,045 Вт/(м·°С), марки Руф Баттс В ( = 180 кг/м³), = 0,048 Вт/(м·°С), марки Руф Баттс Н ( = 100 кг/м³), = 0,045 Вт/(м·°С).

Наружные стены в корпусе применены трех типов.

Первый тип на первом этаже - кирпичная кладка толщиной 380 мм, утепленная минераловатными плитами Венти Баттс толщиной 120 мм, с облицовочным слоем из гранитных плит на относе, образующим с наружной поверхностью утеплителя вентилируемую воздушную прослойку толщиной 60 мм. Поскольку прослойка вентилируемая, то она и гранитная плита не участвуют в определении теплозащитных свойств стены. Сопротивление теплопередаче этой стены равно:

= 1 / 8,7 + 0,38 / 0,81 + 0,12 / 0,045 + 1 / 23 = 3,3 (м²·°С/Вт).

Второй тип стены применен в ограждениях основных лестничных клеток и стенового ограждения купола и выполнен из железобетона толщиной 250 мм, утепленного минераловатными плитами толщиной 135 мм с облицовочным слоем из гранитных плит на относе. Сопротивление теплопередаче этой стены равно:

= 1 / 8,7 + 0,25 / 2,04 + 0,135 / 0,045 + 1 / 23 = 3,28 (м²·°С/Вт).

Третий тип стены применен на 2 ÷ 5-ом и техническом этажах здания и выполнен из мелких ячеистобетонных блоков толщиной 250 мм, утепленных минераловатными плитами Венти Баттс толщиной 100 мм, с облицовочным слоем из гранитных плит на относе. Сопротивление теплопередаче этой стены равно:

= 1 / 8,7 + 0,25 / 0,26 + 0,1 / 0,045 + 1/23 = 3,34 (м²·°С/Вт).

Стены первого типа имеют площадь = 4613 м² при общей площади всех фасадов 7081 м².

Среднее сопротивление теплопередаче стен здания определяют по формуле (10) [12, с. 19] равно:

= 7081 / (1256 / 3,3 + 1212 / 3,28 + 4613 / 3,34) =

= 3,3 (м²×°С/Вт).

Поскольку стены здания имеют однородную многослойную структуру, то при наличии оконных проемов, образующих в стенах оконные откосы, коэффициент теплотехнической однородности наружных стен принят r = 0,9.

Тогда приведенное сопротивление теплопередаче стен здания, определяемое по формуле (11) [12, с. 19], равно:

= 0,9 · 3,3 = 2,97 (м²·°С/Вт).

Покрытие ( = 2910 м²) здания, выполненное в виде монолитной железобетонной плиты толщиной 220 мм, утеплено двумя слоями минераловатных плит: верхний защитный слой - плиты Руф Баттс В толщиной 40 мм и нижний слой - плиты Руф Баттс Н толщиной 150 мм. Сверху покрытие имеет керамзитовую засыпку средней толщиной 120 мм и цементно-песчаную стяжку толщиной 30 мм.

Сопротивление теплопередаче покрытия составило:

= 1 / 8,7 + 0,22 / 2,04 + 0,04 / 0,048 + 0,15 / 0,045 + 0,12 / 0,23 +

+ 0,03 / 0,93 + 1 / 23 = 4,99 м²·°С/Вт.

Окна и витражи здания ( = 1424 м²) выполнены из блоков с переплетами из алюминиевых сплавов с заполнением из двухкамерных стеклопакетов с толщиной воздушных прослоек 12 мм. Приведенное сопротивление теплопередаче = 0,45 м²·°С/Вт.

Светопрозрачное покрытие купола ( = 288 м²) выполнено из блоков с переплетами из алюминиевых сплавов с заполнением из однокамерных стеклопакетов с наружным стеклом триплекс и внутренним стеклом с селективным покрытием. Приведенное сопротивление теплопередаче = 0,6 м²·°С/Вт.

Ограждения отапливаемого подвала (пол и стены) контактируют с грунтом. Определение приведенного сопротивления теплопередаче ограждений, контактирующих с грунтом, осуществляется по следующей методике.

Для этого ограждения, контактирующие с грунтом ( = 4006 м²), разбиваются на зоны шириной 2 м, начиная от верха наружных стен подвала, контактирующих с грунтом.

Площади зон и их сопротивления теплопередаче:

	, м2	, м2·°С/Вт
Зона I		2,1
Зона II		4,3
Зона III		8,6
Зона IV		14,2

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждений по грунту, определяемое по формуле (10) [12, с. 19], равно:

= 4006/(634/2,1 + 592/4,3 + 556/8,6 + 2224/14,2) = 6,06 м²·°С/Вт.

9.2.5. Приведенный коэффициент теплопередачи через наружные ограждающие конструкции здания определяется по формуле (Г.5) Приложения «Г» [7, с. 20] по приведенным сопротивлениям теплопередаче отдельных ограждающих конструкций оболочки здания и их площадям:

= (5657/2,97 + 1424/0,45 + 2910/4,99 + 288/0,6 + 4006/6,06) /

/ 14285 = 0,476 Вт/(м²·°С).

9.2.6. Условный коэффициент теплопередачи здания , учитывающий теплопотери за счет инфильтрации и вентиляции, определяется по формуле (Г.6) Приложения «Г» [7, с. 20]. При этом:

удельная теплоемкость воздуха с = 1 кДж/(кг·°С);

= 0,85;

отапливаемый объем здания = 72395 м³;

общая площадь внутренних поверхностей наружных ограждающих конструкций = 14285 м²;

средняя плотность приточного воздуха за отопительный период определяется по формуле (Г.7) Приложения «Г» [7, с. 20]:

= 353/[273 + 0,5(21 - 28)] = 1,31 кг/м³;

средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период рассчитывается по суммарному воздухообмену за счет вентиляции и инфильтрации по формуле (Г.8) Приложения «Г» [7, с. 20];

где - количество приточного воздуха при механической вентиляции.

По проекту количество приточного воздуха, поступающего по этажам, составляет: цокольный этаж - 69298 м³/ч, 1-й этаж - 34760 м³/ч, 2-й этаж - 19240 м³/ч, 3-й этаж - 30890 м³/ч, 4-й этаж - 14690 м³/ч, 5-й этаж - 37460 м³/ч, технический этаж - 3610 м³/ч.

- число часов работы механической вентиляции в течение недели; согласно технологическому режиму работы здания 4-й и 5-й этажи вентилируются с помощью механической вентиляции круглосуточно в течение недели 168 ч (), одна треть притока цокольного, 1-го и 2-го этажей, а также приток 3-го этажа и подкупольного пространства - в течение 40 ч в неделю (), две трети цокольного, 1-го и 2-го этажей - в течение 8 ч в неделю ();

- количество инфильтрующегося воздуха в здание через ограждающие конструкции в нерабочее время - для общественных зданий определяется по Приложению «Г» [7, с. 21] определяется по формуле:

,

- отапливаемый объем помещений здания, работающих 40 ч в неделю, = 53154 м³;

k - коэффициент учета влияния встречного теплового потока в светопрозрачных конструкциях, равный для конструкции с одинарными переплетами k = 1;

- число часов учета инфильтрации в течение недели, равное для рассматриваемого здания = 168 - = 168 - 40 = 128 ч.

Тогда:

= {[(14690+37460)168 + (41099+30890 + 3610)40 + 82199,8]/168 +

+ (0,5 · 0,85 · 53154 · 128)/168}/0,85 · 72395 = 1,48 1/ч.

Подставляя приведенные выше значения в формулу (Г.6) Приложения «Г» [7, с. 20], получим:

= 0,28 · 1 · 1,48 · 0,85 · 72395 · 1,31 · 1 / 14285 = 2,337 Вт/(м²·°C).

9.2.7. Общий коэффициент теплопередачи здания , Вт/(м²·°С), определяется по формуле (Г.4) Приложения «Г» [7, с. 20]:

= 0,476 + 2,337 = 2,813 Вт/(м²·°С).

9.2.8. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций согласно табл. 4 [7, с. 3-4] устанавливаются в зависимости от градусо-суток отопительного периода района строительства для каждого вида ограждения. В таблице 9.1 приведены значения нормируемых и приведенных сопротивлений теплопередаче видов ограждений рассматриваемого здания.

Таблица 9.1

Величины нормируемых и приведенных сопротивлений