Лекция 5 . Теплотехнический расчет

1. Последовательность теплотехнического расчета ограждающих конструкций зданий

2.

Пример 1

3.

Пример 1

4.

Пример 1
30
Чердак – холодный
Конструкция чердачного перекрытия:
- ж/б плита толщиной 160 мм плотностью 2500 кг/м3 ;
- утеплитель - пенополистирол плотностью 40 кг/м3;
- стяжка из цементно-песчаного раствора толщиной 30 мм.
3
1
160
2

5.

Нормируемые показатели тепловой защиты зданий
Требования к ограждающим конструкциям и последовательность
проектирования тепловой защиты зданий устанавливаются СНиП 23-02-2003

6.

Сбор (подготовка) исходных данных
Расчет требуемых (нормативных) теплотехнических и теплоэнергетических
показателей
Анализ объемно-планировочных и компоновочных решений здания
принципиальных технических решений ограждающих конструкций,
систем отопления, вентиляции, теплоснабжения здания
Определение экономически целесообразного уровня теплозащиты наружных
ограждающих конструкций
Выбор конструктивного решения и определение расчетных значений
приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих
конструкций
Расчет температурного режима ограждающих конструкций
Rоr Rоreg;
min td; tо tn;
tsureq tsureq
нет
да
Расчет требуемого воздухообмена
Расчет теплопоступлений от возобновляемых источников энергии,
рекуперативных теплообменников и т.п. за отопительный период
Расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию
здания за отопительный период - qhdes
Проверка соответствия расчетного значения удельного расхода тепловой
энергии qhdes нормативным значениям qhreg
qhdes qhreq
да
нет
Анализ структуры теплопотерь, оценка эффективности отдельных
энергосберегающих мероприятий
Сравнительная оценка экономической эффективности энергосберегающих
мероприятий
Определение класса энергетической эффективности здания,
заполнение теплоэнергетического паспорта

7.

Последовательность расчета
приведенного сопротивления
теплопередаче ограждающих
конструкций

8.

А. Теплотехнически однородные конструкции
1. Сбор и подготовка исходных данных:
- район строительства
- назначение здания
- расчетная температура внутреннего воздуха (ГОСТ 30494-96)
- расчетная относительная влажность внутреннего воздуха (СНиП 23-022003) ;
- расчетная температура наружного воздуха (СНиП 23-01-99)
- средняя температура отопительного периода (СНиП 23-01-99)
- продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99)
- предполагаемый состав ограждающих конструкций
2. Определение условий эксплуатации ограждающих конструкций:
- по району строительства – зона влажности (СНиП 23-02-2003, прил.А)
- по температуре и относительная влажность воздуха помещений –
влажностный режим помещений табл.1 СНиП 23-02-2003;
- по табл.2 – условия эксплуатации – А или Б.
3. Определение расчетных коэффициентов теплопроводности
материалов:
- по прил.Д СП 23-101-2004 – расчетный коэффициент
теплопроводности основных материалов

9.

4. Расчетные коэффициенты теплообмена поверхностей:
- коэффициент положения ограждающей конструкции (табл.6 СНиП 2302-2003);
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности (табл.7, СНиП 2302-2003);
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности (табл.8, СП 23-1012004)
5. Определение градусосуток отопительного периода :
6. Определение величины требуемого сопротивления теплопередаче
Dd, назначения здания и
определяется Rreg
-по табл.4 СНиП 23-02-2003 в зависимости от
вида ограждающей конструкции -
7. Определение требуемой толщины утеплителя и Rо (для теплотехнически однородных конструкций)
Rо = 1/ int + i/ i+ 1/ ext
Rо и Rreg
Rо Rreg
8. сопоставление
- должно быть

10.

Для чердачного перекрытия:
Rо = 1/8,7 + 0,16/1,92 + ут/0,041 +0,03/0,76 +1/12
если ут = 190 мм
Rо = 4,96 м2 оС/Вт.
Rо = 4,96 > Rreg = 4,82 м2 оС/Вт.

11.

12.

13.

14.

15.

Требования СНиП 23-02-2003 по показателю приведенное
сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

16.

17.

Пример 2

18.

Пример 2

19.

Пример 2

20.

Пример 2
Назначение здания – жилое.
Район строительства – г.Омск.
Здание запроектировано в конструкциях серии 97.
Стеновые панели – толщиной 400 мм:
- внутренний слой – керамзитобетон плотностью 1600 кг/м3 , толщиной 100 мм,;
- теплоизоляционный слой – пенополистирол плотностью 40 кг/м3;, толщиной
220 мм;
- наружный слой – керамзитобетон плотностью 1600 кг/м3, толщиной 80 мм.
Связь между внутренним и наружным слоями – гибкие связи из стеклопластика.
3
2
1
80
220
100

21.

Б. Теплотехнически неоднородные конструкции
1. Сбор и подготовка исходных данных:
- район строительства
- назначение здания
- расчетная температура внутреннего воздуха (ГОСТ 30494-96)
- расчетная относительная влажность внутреннего воздуха (СНиП 23-022003) ;
- расчетная температура наружного воздуха (СНиП 23-01-99)
- средняя температура отопительного периода (СНиП 23-01-99)
- продолжительность отопительного периода (СНиП 23-01-99)
- предполагаемый состав ограждающих конструкций
2. Определение условий эксплуатации ограждающих конструкций:
- по району строительства – зона влажности (СНиП 23-02-2003, прил.А)
- по температуре и относительная влажность воздуха помещений –
влажностный режим помещений табл.1 СНиП 23-02-2003;
- по табл.2 – условия эксплуатации – А или Б.
3. Определение расчетных коэффициентов теплопроводности
материалов:
- по прил.Д СП 23-101-2004 – расчетный коэффициент
теплопроводности основных материалов

22.

4. Расчетные коэффициенты теплообмена поверхностей:
- коэффициент положения ограждающей конструкции (табл.6 СНиП 2302-2003);
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности (табл.7, СНиП 2302-2003);
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности (табл.8, СП 23-1012004)
5. Определение градусосуток отопительного периода :
6. Определение величины требуемого сопротивления теплопередаче
Dd, назначения здания и
определяется Rreg
-по табл.4 СНиП 23-02-2003 в зависимости от
вида ограждающей конструкции -
7. Определение термического сопротивления по глади конструкции (без
учета теплопроводных включений) - Rkусл
Rkусл = i/ i
8. Определение коэффициента теплотехнической однородности конструкции – r (по справочным данным или расчетом температурных полей)

23.

9. Расчет приведенного термического сопротивления конструкции Rпр :
Rkпр = Rkусл х r
9. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче конструкции
Rопр = Rkпр +1/ int + 1/ ext
10. Сопоставление
Rопр и Rreg
должно быть Rопр Rreg
Rопр

24.

Для стеновой панели:
Rо = 1/8,7 + Rkпр +1/23
RKпр – приведенное термическое сопротивление конструкции (панели)
Rkпр= Rkусл х r,
где r – коэффициент теплотехнической однородности;
Rkусл – термическое сопротивление конструкции без учета теплопроводных
включений (по глади)
Для стеновой панели серии 97
Rkусл = 0,1/0,67 + 0,22/0,041 + 0,08/0,67 = 5,63 м2 оС/Вт.
r = 0,85 (по справочным данным – на основании расчетов температурных
полей )
Соответственно Rкпр = 5,63 х 0,85 = 4,79 м2 оС/Вт.
Rопр = 1/8,7 + 4,79 +1/23 = 4,95 м2 оС/Вт, > Rreg = 3,67 м2 оС/Вт

25.

2800
Расчетный
фрагмент
Lпан
Пример выбора расчетного фрагмента наружной стены (стеновой панели) для
определения приведенного сопротивления теплопередаче по программе «TEMPER-3D»

26.

Пример представления результатов расчета распределения температур по внутренней
поверхности стеновых панелей для определения приведенного сопротивления
теплопередаче по программе «TEMPER-3D»

27.

28.

Проверка нормируемого
температурного перепада
tn

29.

Проверка нормируемого температурного перепада tn :

30.

31.

Проверка нормируемого температурного перепада tn :
tрасч tn
Для жилых зданий:
- стены - tn = 4 оС ;
-перекрытия - tn = 3 оС .
Соответственно:
- для стен t = [21 – (-37)]/(4,95 х 8,7) = 1,3 оС;
- для чердачного перекрытия t = [21 – (-37)]/(4,82 х 8,7) = 1,4 оС.

32.

Проверка температуры внутренней
поверхности (не ниже температуры
точки росы)

33.

34.

35.

Общий вид распределения температур расчетного фрагмента узла сопряжения наружной стены с
плитами чердачного перекрытия при отсутствии в монолитном ж/б поясе термовкладышей