Расчет коэффициента теплопередачи наружной стены

Исходные данные, характеристика объекта

Согласно заданию на курсовое проектирование требуется запроектировать систему отопления 4-этажного лабораторного корпуса с нижней разводкой в г.Ижевске. Здание 4-этажное; высота этажа 3м.; стены кирпичные; перекрытия сборные железобетонные без чердачные; утеплитель минерало – ватные .

Пол над подвалом досчатый; толщина воздушного слоя 50мм.

Окна двойные в ПВХ переплетах.

Входные двери двойные с тамбуром между ними, размером 1,4ĥ2.

Климатические характеристики местности приняты по СНиП-23-01-99 [1]

Расчет строительных конструкций

Задача расчета строительных конструкций - определение коэффициента теплопередачи наружных ограждений.

Коэффициент теплопередачи ограждения (К) - это мощность теплового потока через один квадратный метр ограждения при разнице температур в 1^˚С.

К=1/R_ог, Вт/м²˚С (2.1)

где R_огр -термическое сопротивление ограждения:

R_огр=1/α_в+1/ α_н +δ₁/λ₁+ δ₂/λ₂+… δ_n/λ_n , м²˚С/Вт (2.2)

α_в – коэффициент тепловосприятия (теплоотдачи) внутренней поверхности стены по таблице 4 (3), Вт/м²˚С;

α_н– коэффициент тепловосприятия (теплоотдачи) наружной поверхности стены по таблице 6(3), Вт/м²˚С;

δ₁, δ₂ …– толщина слоев ограждения;

λ₁,λ₂…-коэффициенты теплопроводности материала слоя (Вт/м²˚С) по приложению 3 [3], графа А или Б. Указателями графы А и Б является карата климатологии России и приложение 2 [3].

Для получения минимальной толщины ограждения при отсутствии конденсации влаги в расчет вводится R_O.^тр по градусо - суткам отопительного периода (ГОСП).

Градусо -сутки отопительного периода:

ГОСП=(t_в-t_оп)Z_оп (2.3)

где t_в – температура внутреннего воздуха в помещении;

t_оп – среднесуточная температура отопительного периода при значении <=8˚С по [1] приложения 1;

Z_оп – продолжительность отопительного периода по приложения 1[1]..

Исходные данные, характеристика объекта

Согласно заданию на курсовое проектирование требуется запроектировать систему отопления 4-этажного лабораторного корпуса с нижней разводкой в г.Ижевске. Здание 4-этажное; высота этажа 3м.; стены кирпичные; перекрытия сборные железобетонные без чердачные; утеплитель минерало – ватные .

Пол над подвалом досчатый; толщина воздушного слоя 50мм.

Окна двойные в ПВХ переплетах.

Входные двери двойные с тамбуром между ними, размером 1,4ĥ2.

Климатические характеристики местности приняты по СНиП-23-01-99 [1]

Расчет строительных конструкций

Задача расчета строительных конструкций - определение коэффициента теплопередачи наружных ограждений.

Коэффициент теплопередачи ограждения (К) - это мощность теплового потока через один квадратный метр ограждения при разнице температур в 1^˚С.

К=1/R_ог, Вт/м²˚С (2.1)

где R_огр -термическое сопротивление ограждения:

R_огр=1/α_в+1/ α_н +δ₁/λ₁+ δ₂/λ₂+… δ_n/λ_n , м²˚С/Вт (2.2)

α_в – коэффициент тепловосприятия (теплоотдачи) внутренней поверхности стены по таблице 4 (3), Вт/м²˚С;

α_н– коэффициент тепловосприятия (теплоотдачи) наружной поверхности стены по таблице 6(3), Вт/м²˚С;

δ₁, δ₂ …– толщина слоев ограждения;

λ₁,λ₂…-коэффициенты теплопроводности материала слоя (Вт/м²˚С) по приложению 3 [3], графа А или Б. Указателями графы А и Б является карата климатологии России и приложение 2 [3].

Для получения минимальной толщины ограждения при отсутствии конденсации влаги в расчет вводится R_O.^тр по градусо - суткам отопительного периода (ГОСП).

Градусо -сутки отопительного периода:

ГОСП=(t_в-t_оп)Z_оп (2.3)

где t_в – температура внутреннего воздуха в помещении;

t_оп – среднесуточная температура отопительного периода при значении <=8˚С по [1] приложения 1;

Z_оп – продолжительность отопительного периода по приложения 1[1]..

Расчет коэффициента теплопередачи наружной стены

Исходные данные:

г. Ижевск, гр.А

d₂=?

d₁=d₃=0,25 м

l_к =0,7 Вт/м² приложение 3 [3].

d_шт =0,01

l_шт =0,76 Вт/м² приложение 3 [3].

l_Ут.=0,052 Вт/м² приложение 3 [3].

t_в=18 ^оС таблица 1 [1]

t_н=-34 ^оС таблица 1 [1]

t_о.п.=-5,6 ^оС таблица 1 [1]

z=222 дня таблица 1 [1]

a_в=8,7 Вт/(м^{2 о}С) таблица 4 [3]

a_н=23 Вт/(м^{2 о}С) таблица 6 [3]

Градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП=(t_в-t_о.п.)*z

ГСОП =(18+5,6)*222=5239

Значение R_о^тр по таблице 1 ^б [3].

R_о^тр=3 Вт/м² с интерпoляцией:

R_о^тр=3*5239/6000=2,6 (м ^{2 о}С)/Вт

В расчет принимаем значение:

R_о^тр=3 (м ^{2 о}С)/Вт

Приравнивается

R_о=R_о^тр=3 (м ^{2 о}С)/Вт

Минимальная толщина утеплителя стены из формулы:

R_о=1/a_в+d₁ /l₁+d₂/l₂+d₃/l₃+d₄/l₄+1/a_н ,отсюда:

d₂=l₂*(R_о^тр-1/a_в-d₁ /l₁-d₃/l₃-d₄/l₄-1/a_н)

d₂=0,052*(3,3-1/8,7-1/23-0,01/0,76-0,25/0,7-0,25/0,7)=0,1м.

Коэффициент теплопередачи ограждения находится по формуле:

К=1/R_о^тр;

К=1/2,6=0,4 Вт/м ^оC.

2.2 Расчет коэффициента теплопередачи бесчердачного перекрытия

Исходные данные:

d₁=0,22 м; d₂=0,01 м

d₄=0,04 м; d₅=0,25 м

d₃=?

t_в=18 ^оС таблица 1 [1]

t_н=-34 ^оС таблица 1 [1]

t_о.п.=-5,6 ^оС таблица 1 [1]

z=222 дня таблица 1 [1]

a_в=8,7 Вт/(м^{2 о}С) таблица 4 [3]

a_н=23 Вт/(м^{2 о}С) таблица 6 [3]

l₁=1,92 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

l₂=0,17 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

l₃=0,09 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

l₄=0,76 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

1. Градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП=(t_в-t_о.п.)*z

ГСОП=(18+5,6)*222=5239

1. Значение R_о^тр

по таблице 1 ^б [3]

R_о^тр=4 (м ^{2 о}С)/Вт с интерполяцией

R_о^тр=4*5239/6000=3,5 (м ^{2 о}С)/Вт

1. В расчет принимаем значение:

R_о^тр=3 (м ^{2 о}С)/Вт

Приравнивается

R_о= R_о^тр= 3 (м ^{2 о}С)/В

1. Толщина утеплителя стены из формулы:

R_о^тр=(1/a_в+d₁ /l₁+d₂/l₂+d₃/l₃+d₄/l₄+1/a_н), отсюда

d₃=l₃*(R_о^тр-1/a_в-d₁ /l₁-d₂/l₂-d₄/l₄-1/a_н)

d₃=0,08*(3,5-1/8,7-1/23-0,22/1,92-0,01/0,17-0,04/0,76)=0,25 м

1. Коэффициент теплопередачи ограждения находится по формуле: К=1/R_о^тр

К=1/3,5=0,28 Вт/(м^{2 о}С)

2.3 Расчет коэффициента теплопередачи пола над подвалом

Исходные данные:

d₁=0,22 м; d₂=0,01 м

d₄=0,02 м; d₆=0,04 м;

d₃=?

t_в=18 ^оС

t_н=-34 ^оС таблица 1 [1]

t_о.п.=-5,6 ^оС таблица 1 [1]

z=222 дня таблица 1 [1]

a_в=8,7 Вт/(м^{2 о}С) таблица 4 [3]

a_н=12 Вт/(м^{2 о}С) таблица 6 [3]

l₁=1,92 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

l₂=0,17 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

l₃=0,08 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

l₄=0,76 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

l₆=0,14 Вт/(м ^оС) приложение 3 [3]

R_в.пр.=0,17 (м ^{2 о}С)/Вт приложение 4 [3]

1 Градусо-сутки отопительного периода:

ГСОП=(t_в-t_о.п.)*z

ГСОП=(18+5,6)*222=5239

2 R_о^трпо таблице 1 ^б[3]

R_о^тр=3,4 Вт/м²с⁰ с интерполяцией

R_о^тр=3,4*5239/6000=3 Вт/(м^{2 о}С)

3 В расчет принимаем значение:

R_о^тр=3 Вт/(м ^{2 о}С)

Приравниваем:

R_о^тр=R_о=3 Вт/(м ^{2 о}С)

4 Толщина утеплителя стены из формулы:

R_о^тр=(1/a_в+d₁ /l₁+d₂/l₂+d₃/l₃+d₄/l₄+R_в.пр.+d₆/l₆+ 1/a_н), отсюда

d₃=l₃*(R_о^тр-1/a_в-d₁ /l₁-d₂/l₂-d₄/l₄- R_в.пр-d₆/l₆-1/a_н)

d₃=0,08*(3-1/8,7-1/12-0,22/1,92-0,01/0,17-0,17-0,02/0,76-0,04/0,14)=0,18 м.

5 Коэффициент теплопередачи ограждения:

К=1/R_о^тр

К=1/3=0,33 Вт/(м^{2 о}С)

2.4 Расчет коэффициента окон и наружных дверей

1 Коэффициент теплопередачи окон: К_ок= 1/R₀ ,Вт/м²˚С (2.4)

где R₀- приведенное сопротивление теплопередачи по приложению 6[3]. В случае окна с двойным остеклением в деревянных спаренных переплетах

R₀^ст=0,4 м²˚С/Вт

К_ок= 1/R₀ =1/0,4=2,5 Вт/м²˚С

2 Коэффициент теплопередачи наружных дверей:

К_дв =1/R₀+ ∆К, Вт/м²˚С (2.5)

К_дв =1/0,5+3,9=5,9 Вт/м²˚С

где R₀- приведенное сопротивление теплопередачи для дверей;

R₀ =0,5 м²˚С/Вт

∆К-добавка на инфильтрацию через ворота или двери по приложению 9[1].

Если в проекте рассчитывается здание с наружными двойными дверями с тамбуром между ними: ∆К=0,27 Н Вт;

∆К=0,27 Н=0,27*14,42=3,9 Вт/м²˚С

где Н- высота здания.Н=h_эт*n+δ_под+δ_ут=3*4+0,97+0,25=14,42 м

где δ_под –толщина перекрытия подвала, м

δ_ут -толщина утеплителя верхнего этажа