Определение тепловых потерь зданий. Нормативный метод

Тепловую энергию, бесцельно уходящую за пределы здания, называют теплопотерями.

Общие теплопотери здания слагаются из потерь теплоты через наружные стены, пол, потолок, оконные и дверные заполнения, а также из теплоты, расходуемой на подогрев холодного воздуха, поступающего в помещения через притворы окон и дверей. Приток воздуха через ограждающие конструкции здания называют инфильтрацией. Если инфильтрация незначительна, ее в расчет теплопотерь не включают.



Система печного отопления эффективно функционирует, если соблюдается уравнение теплового баланса:



ΣQ0 = Qп + Qвн,



где ΣQ0 — суммарные тепловые потери, Вт; Qп — теплопроизводительность печей, Вт; Qвн — теплота, поступающая в помещение от тепловыделяющих бытовых приборов, людей, а в животноводческих фермах — скота, Вт.

Теплопроизводительность печей Qп определяют из уравнения



Qп = ΣQ0 - Qвн



Суммарные тепловые потери складываются из основных и добавочных. Основные теплопотери ΣQ0 (СНиП 2.04.05-86) определяют путем суммирования утечек теплоты через ограждающие конструкции помещения (с округлением до 10 Вт) по формуле



ΣQ0 = FK(tв - tн)n,



где F — расчетная площадь ограждающей конструкции, м2; К — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 * °С) (табл. 10); tв — расчетная внутренняя температура помещения, зависящая от его назначения, °С (приведена ниже); tн — расчетная температура наружного воздуха, °С (табл. 11); n — коэффициент, зависящий от ориентации наружной поверхности ограждающей конструкции и от скорости наружного воздуха.

За расчетную температуру наружного воздуха принимают среднюю температуру наиболее холодной пятидневки в данной местности



Гражданские здания
Кабинеты,; столовые, передние, спальни, коридоры 18
Туалеты 16
Кухни 15
Ванные 25
Сельскохозяйственные здания
Помещение для холостых и супоросных маток 16
Помещение для поросят-отъемышей 20
Свинарник-маточник 20
Свинарник-откормочник 18
Помещение для содержания взрослой птицы 16
Помещение для птицы-молодняка. 24



Добавочные теплопотери зависят от ориентации ограждающих конструкций по странам света, а также от расположения здания на открытой местности, скорости ветра в данном географическом районе и инфильтрации. В зависимости от ориентации наружных конструктивных элементов здания (стены, окна, двери) дополнительные теплопотери составляют: 10%, если они обращены на север, северо-восток и северо-запад; 5% — на юго-восток и запд.



Расход теплоты, необходимый для нагрева воздуха, поступающего в жилые помещения за счет инфильтрации ^в (Вт), вычисляют по формуле



qв = Fпл * (tв - tна )



где Fпл — площадь пола отапливаемого помещения, м2; tна — наружная расчетная температура (средняя температура наиболее холодного периода; см. табл. 11).



При расчете общие теплопотери помещений жилых зданий следует уменьшить на величину бытовых тепловыделений Qвн, определяемых из расчета 21 Вт на 1 м2 площади пола помещений, для которых предусматривается установка печей:



Qвн = 21 * Fпл.



Таким образом, для определения расчетной тепло-производительности печи необходимо: вычислить теплопотери через ограждающие конструкции, к ним прибавить дополнительные потери теплоты, а из полученной суммы вычесть величину, характеризующую бытовые тепловыделения.

Коэффициенты теплопередачи К строительных конструкций

конструкция толщина конструкции, мм

К, Вт/(м2-°С)

Кирпичная стена (на холодном растворе с внутренней штукатуркой) толщиной:
в 1 '/2 кирпича
в 2 кирпича
в 2'/2 кирпича



395
525
655



1,5
1,24
1,04
Рубленые деревянные стены из бревен диаметром, мм:
200
240


160
200


1,02
0,85
Брусчатые, деревянные стены 150 1
Чердачное деревянное перекрытие 100 1
Двойные окна - 2,68
Двойные двери - 2,63


Климатические расчетные данные некоторых городов СССР (СНиП 2.01.01-82)

Населенный пункт

Температура наружного воздуха, °С, для расчета

Температура наружного воздуха, °С, для расчета

1 основных теплопотерь

инфильтра­ции

Населенный пункт

основных теплопотерь

инфильтра­ции

Абакан

-42

-27

Киев

Алма-Ата

-25

-10

Кишинев

-21

-10

Архангельск

-32

-19

Кустанай

-15

-7

Астрахань

-22

-8

Ленинград

-35

-22

Ашхабад

-11

-2

Москва

-25

-11

Байкит (Крас-

-50

-38

Ново-

-25

-14

ноярский край)

сибирск

-39

-24

Баку

-4

+ 1

Барнаул .

-39

-23

Одесса

-18

-6

Березники

-35

-21

Рига

-20

-9

(Пермская обл.)

Таллинн

-21

-9

Братск

-43

-30

Тбилиси

-7

0

Вильнюс

-23

-9

Томск

-40

-25

Владивосток

-25

-16

Фрунзе

-23

-9

Ереван

-19

-4

Чита

-38

-30

Иркутск

-38

-25

Якутск

-55

-45



Пример. Определить теплопотери помещений (рис. 133) жилых комнат, расположенных в одноэтажном кирпичном доме. Здание находится в Литовской ССР, tн=-23°С. Толщина наружных стен со штукатуркой 525 мм, окна двойные. Стены ориентированы на запад и север. Размеры ограждающих конструкций приведены в табл.



Находим расчетную разность температур



tв — tн = 18 — ( -23) = 41°С.



Наряду с найденными потерями тепловой энергии через ограждающие конструкции определяют дополнительные затраты теплоты на подогрев инфильтра-ционного воздуха, поступающего в каждую из комнат:



в угловую (101)

q1в = Fпл * (tв — tнa)= 18,4 * [18-(-11)] = 535 Вт;



в среднюю (102)

q2в = 18 [18 - (-11)] = 522 Вт.



Определим бытовые тепловыделения Q1вн = 21Fпл для угловой и средней комнат:



Q1вн = 21 * 18,4 = 386 Вт; Q2вн = 21 * 18 = 378 Вт.



Подсчитаем необходимую теплопроизводительность печи, численно равную разности между полными тепло-потерями и бытовыми теплопоступлениями:



Q0 = (2802 + 1523 + 535 + 522) - (380 + 378) = 4618 Вт.

Округленно эта величина составляет 4600 Вт.



Из рис. 55 находим, что заданным условиям отвечает печь ПТО-4500 (с учетом допустимого колебания тепло-производительности ±15%) или ПТО-4800 (превышает ее теплопроизводительность лишь на 4,3%). При расчете следует учитывать, что фасадная стенка печи будет выходить в коридор, т. е. за пределы отапливаемого помещения. Известно, что теплоотдача этой стенки печи ПТО-4500 составляет около 1100 Вт. Таким образом, фактические теплопоступления в помещение снизятся и будут равны Qп = 4500 - 1100 = 3400 Вт.

Рис. 133. План и разрез помещений (к расчету теплопотерь)



Конст -рукции Размеры, мм Пло -щадь, м2 tв - tн K, Вт/(м2 * С) Основные тепло - потери Q0, Вт Ориен -тация Дополнительные
теплопотери
Q0-Qд, Вт Примечания
на стороны-
света
на ветер прочие
Угловая комната
Стена наружная 5000 х 3000 15 41 1,24 760 Запад 5 5 5 874 Надбавка 5% на две наружные стены помещения
К равен коэффициенту окна за вычетом коэффициента стены
К полов принят по справочным данным с учетом зон
То же 4600 х 3000 13,8 41 1,24 697 Север 10 5 5 835
Двойное окно 1800 х 1900 3,4 41 2,68 - 1,24 = 1,44 195 - 10 5 5 234
Потолок 4500 х 4100 18,4 41 х 0,9 0,6 408 - - - - 408
Пол 4500 х 4100 По зонам 41 11 451 - - - - 451
Итого... 2802
Средняя комната
Стена наружняя 4000 х 3000 12 41 1,24 604 Север 10 5 - 695
Двойное окно 1800 х 1900 3,4 41 1,4 195 - 10 5 - 224
Потолок 4000 х 4500 18 36,9 0,6 398 - - - - 398
Пол 4000 х 4500 По зонам 41 х 0,8 = 32,8 6,3 206 - - - - 206
Итого... 1523



Так как расчетные теплопотери помещений составляют 4600 Вт, а теплоотдача поверхностей, выходящих в отапливаемые помещения, всего 3400 Вт, то для обеспечения теплового баланса дополнительно потребуется: 4600 - 3400 = 1200 Вт, что составляет 26%, что больше 15%. Следовательно, печь ПТО-4500 не обеспечивает необходимых условий отопления.



Рассмотрим возможность использования печи ПТО-4800. Из рис. 56 можно заключить, что ее фасадная стенка намного меньше аналогичного элемента печи ПТО-4500. Эта стенка будет отдавать в коридор (при двухразовой топке в сутки) лишь 570 Вт. В отапливаемые помещения будет поступать 4800 — 570 = 4230 Вт, что меньше потребности в теплоте на 4600 — 4230 = 370 Вт. Полученная величина составляет 8% от теплопотребности. Поэтому печь ПТО-4800 может быть принята к сооружению при формировании системы печного отопления.



Однако как показывает дальнейший расчет, ПТО-4800 не покрывает тепловой нагрузки угловой комнаты, в которую будут выходить левая и задняя стенки печи. Их суммарная теплоотдача составляет: 1821 + 603 = 2424 Вт.

Потребность в теплоте угловой комнаты 2800 Вт, что на 13% меньше необходимой. Если учесть, что часть теплоотдающих стенок будет закрыта перегородками, то становится очевидным необходимость поиска другого решения.



Возможны следующие варианты: выбор печи большей теплопроизводительности или установка в каждой комнате по одной печи. Рассмотрим первый вариант. Выбираем печь ПТО-5300. Стенка, выходящая в коридор, снизит теплопоступления до 5300 — 1200 = 4100 Вт. Две стенки печи, которые будут выходить в угловое помещение, как и в предыдущем случае, не смогут его отопить.

Во втором варианте выбираем две печи: ПТО-3100 (для угловой комнаты) и ПТК-1700 (для средней). Это решение приводит к снижению массы отопительной системы: масса печи ПТО-5300 - 4000 кг; масса печи ПТО-3100-— 1880 кг и ПТК-1700 —530 кг; в сумме они составляют 2410 кг, что на 1600 кг меньше.

2015-08-27 fireplace.su расчеты печей 4.96 (авторизуйтесь, чтобы поставить оценку)


Советуем прочитать:

up
Наличие и цена
Заполните форму ниже и закажите обратный звонок
Ваше имя
Заполните пож-ста поле ИМЯ !
Ваш телефон
Укажите пож-ста Ваш телефон !