Розрахунок теплопередачі опалювального приміщення

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра автоматизації та енергоменеджменту

Курсова робота

Тема:  Розрахунок теплопередачі опалювального приміщення

Виконавець: студент групи ЕС-405  КАПЛЮК Костянтин Геннадійович

Керівник: к.т.н., доцент кафедри каф. АЕМ   КРАВЧУК Микола Петрович

Київ 2016

ЗАВДАННЯ

на виконання курсової роботи

студент  Каплюк Костянтин Геннадійович

1.     Тема курсової роботи: Розрахунок теплопередачі опалювального приміщення

2.     Вихідні дані до роботи:

Вихідні дані для розрахунку:

Коефіцієнт теплопровідності і товщина стін	Коефіцієнт теплопровідності і товщина вікон
	65		0,81
	0,93		0,037
	0,23		0,003
	0,031		0,02
	0,33		9,24
	8,4		22,81
	23,4
Коефіцієнт теплопровідності і товщина покриття приміщення	Коефіцієнт теплопровідності і товщина полового покриття приміщення
	0,22		2,5
	1,3		2
	0,02		0,04
	0,21		0,35
	9,5		9,01
	22,9
Коефіцієнт теплопровідності і товщина дверей
	47
	0,045
	9,18
	23,6

3.     Зміст пояснювальної записки:

Вступ.

Розділ 1 Аналіз теплотехнічних характеристик огороджувальних та віконних конструкцій будівель і споруд.

Розділ 2 Розрахунок теплопередачі внутрішньої та зовнішньої поверхні опалювального приміщення.

Висновки.

Список використаних джерел.

ЗМІСТ

	ВСТУП	5
1	АНАЛІЗ ТЕПЛОТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОГОРОДЖУВАЛЬНИХ ТА ВІКОННИХ КОНСТРУКЦІЙ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД	8
1.1	Визначення необхідного (нормативного) опору теплопередачі Rq min зовнішніх непрозорих огороджувальних конструкцій	10
1.2	Визначення необхідного опору теплопередачі Rq min внутрішніх непрозорих огороджувальних конструкцій	11
1.3	Визначення приведеного (дійсного) опору теплопередачі, RΣпр	15
1.4	Теплотехнічний розрахунок підлог, розташованих безпосередньо на ґрунті	17
1.5	Перевірка температурних показників огороджувальних конструкцій	19
1.6	Характеристики віконних та дверних конструкцій будівель і споруд	20
2	РОЗРАХУНОК ТЕПЛОПРИТОКІВ ОПАЛЮВАЛЬНОГО ПРИМІЩЕННЯ	23
2.1	Розрахунок теплопровідності стін опалювального приміщення	23
2.2	Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі вікон приміщення	24
2.3	Розрахунок коефіцієнта теплопередачі дверей приміщення	25
2.4	Розрахунок ізоляції покриття приміщення	25
2.5	Розрахунок ізоляції на половому покриті	26
	ВИСНОВОК	27
	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ДОДАТОК	28 29

ВСТУП

На сучасному етапі розвитку технологічних рішень з підвищення рівня енергоощадності під час використання енергоносіїв головним чинником у показанні ефективності енергозбереження в будівлях є рівень збереження теплової енергії, тому що кількість матеріальних і фінансових ресурсів, які затрачуються на теплозабезпечення, набагато більші, ніж витрати на системи освітлення, електропостачання та вентиляції. Збереження теплової енергії є центральним завданням, вирішення якого впливає на організацію роботи інших, пов"язаних із цим енергетичних систем.

Із загального обсягу виробленої теплової енергії для будівель, до 90 % витрачається на опалення. Для зменшення невиправдано великого експлуатаційного енергоспоживання будинків введені нові нормативи щодо теплозахисту будинків, які передбачають поетапне зниження енергоспоживання на 20–40 % шляхом збільшення в 1,5–3,5 раза опору теплопередачі конструкцій стін і скорочення тепловтрат різних конструктивних елементів.

Особлива увага у вирішенні цієї проблеми приділяється не лише новому будівництву, а й фонду житлових і громадських будинків, що експлуатуються, теплотехнічні характеристики яких не задовольняють сучасні вимоги. Зниження енергоспоживання будинків, що експлуатуються, може бути досягнуте шляхом підвищення теплотехнічних характеристик огороджувальних конструкцій, а також створенням опалювальних систем із керованими тепловими режимами.

Зведення до нормативних показників теплозахисних якостей огороджувальних конструкцій дає значний ефект в економії енергетичних ресурсів, що йдуть на опалення будинків. Проте це досягається лише в тому разі, якщо впроваджуються зовсім нові конструктивні й технологічні рішення зовнішніх стін, які пристосовані не тільки до кліматичних умов, а й до будівельної бази.

Виходячи з того, що на сьогодні майже 90 % усього житлового комплексу нашої країни було зведено за старими нормативами з опору теплопередачі огороджувальних конструкцій, основним завданням є проведення комплексного підходу в енергетичному обстеженні (енергоаудиті) таких будинків і споруд з метою подальшого їх приведення до відповідних сучасних нормативів з теплозбереження.

Енергетичний аудит (енергетичне обстеження) – це обстеження підприємств різної сфери та окремих виробництв за їх ініціативою з точки зору їх енергоспоживання з метою визначення можливостей економії енергії та допомоги в економії на практиці шляхом упровадження механізмів підвищення енергетичної ефективності, а також із метою впровадження на підприємстві системи енергетичного менеджменту.

Енергоаудит відіграє ключову роль в ефективному використанні енергії в промисловості, побуті, а також у сфері послуг. Він є інструментом для повної оцінки споживання паливно-енергетичних ресурсів, створення управлінськіх впливів, а також і для оцінки того, наскільки ці впливи є ефективними. Таким чином енергетичний аудит (енергетичне обстеження) – постійно діючий механізм безупинного спостереження за станом об’єкта, що експлуатується, перевірка, ревізія до якогось даного еталона.

Предметом енергетичного аудиту є система обстеження споживання палива і енергії, аналіз і надання рекомендацій по ефективному споживанню енергоресурсів.

Основною метою енергетичного аудиту є пошук можливостей енергозбереження і допомога господарським суб’єктам у визначенні напрямків ефективного енергозбереження.

Об’єктом енергетичного аудита є суб’єкт господарської діяльності різної форми власності.

Головним завданням під час проведення енергетичного обстеження будівель і споруд , які вже знаходяться тривалий час в експлуатації, є визначення їх дійсної теплової потужності з урахуванням усіх основних чинників, що визначають тепловтрати та теплонадходження. Таким чином, визначивши величину теплової потужності будівлі при диференційному підході у розрахунку її складових, можна виявити ті з них, які найбільше впливають на рівень тепловтрат або на незадовільну експлуатацію системи теплопостачання всієї споруди.

1 АНАЛІЗ ТЕПЛОТЕХНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОГОРОДЖУВАЛЬНИХ

ТА ВІКОННИХ КОНСТРУКЦІЙ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД

За результатами проведеного першого етапу енергетичного аудиту будівлі, який забезпечує енергоаудитора первинною інформацією про дійсний стан об’єкта енергетичного обстеження, що подані у формі вихідних даних до розрахунку, проводиться розрахунковий аналіз теплотехнічного стану огороджувальних конструкцій на предмет їх відповідності нормативним показникам, які спрямовані на дотримання санітарно-гігієнічних (комфортних) умов і вимог з енергозбереження під час експлуатації будівель.

Нормативні значення температурного режиму для різних видів приміщень та нормативні значення вологісного режиму наведені у табл. 1 і 2, вологісні умови експлуатації матеріалів огороджувальних конструкцій у табл. 3. Отримані показники використовують у разі відсутності даних інструментального обстеження з вимірювання дійсної внутрішньої температури та вологості в обстежуваній будівлі.

Якщо було отримано дійсне значення температур і вологості у приміщеннях будівлі, з якої здійснюється енергетичне обстеження (перший етап з енергообстеження), проводиться їх порівняння з нормативними даними. Залежно від результатів порівняння енергоаудитором визначаються можливі причини порушення виконань санітарно-гігєнічних умов, які є важливими в енергоефективності експлуатації будівель, а також залежно від установлених причин, обґрунтовує шляхи з упровадження енергозберігаючих заходів для приведення умов режиму експлуатації приміщень до нормативних показників. Визначені нормативні дані також необхідні для подальшого їх використання під час вибору коефіцієнта теплопровідності матеріалів залежно від режиму експлуатації обстежуваної будівлі.

Наступним етапом під час проведення енергетичного обстеження будівлі з подальшим розрахунком її теплової потужності є визначення відповідності дійсного (приведеного) опору теплопередачі з нормативними показниками. Цей порівняльний аналіз необхідно проводити для обґрунтування необхідності подальших дій з реновації будівлі або з модернізації існуючої її системи теплопостачання, в основному для вертикальних зовнішніх стін.

Приведений опір теплопередачі дійсних огороджувальних конструкцій R_Σпр, м²·К/Вт, повиненн бути не меншим від потрібних значень R_q min, що визначаються виходячи із санітарно-гігієнічних і комфортних умов та умов енергозбереження. Теплотехнічний розрахунок внутрішніх огороджувальних конструкції будівлі проводиться за умови, що різниця температур між приміщеннями не більше 3 ⁰С.

Для зовнішніх огороджувальних конструкцій опалюваних будинків та споруд і внутрішніх міжквартирних конструкцій, що розділяють приміщення, температури повітря в яких відрізняються на 3 ⁰С та більше, обов"язкове виконання умов:

R_{Σ пр} ≥ R_{q min},

Δt_пр ≤ Δt_cг,

де R_Σпр – приведений (дійсний) опір теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції (для термічно однорідних огороджувальних конструкцій визначається опір теплопередачі), приведений опір теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції, м²·К/Вт;

R_{q min} – мінімально допустиме значення опору теплопередачі непрозорої огороджувальної конструкції чи непрозорої частини огороджувальної конструкції, мінімальне значення опору теплопередачі світлопрозорої огороджувальної конструкції, м²·К/Вт;

Δt_пр – температурний перепад між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, ⁰С;

Δt_cг – допустима за санітарно-гігієнічними вимогами різниця між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, ⁰С, встановлюється залежно від призначення будинку і виду огороджувальної конструкції згідно з табл. 4.

1.1 Визначення необхідного (нормативного) опору теплопередачі R_q min зовнішніх непрозорих огороджувальних конструкцій

Мінімально допустиме значення, R_q min, опору теплопередачі зовнішніх непрозорих огороджувальних конструкцій, світлопрозорих огороджувальних конструкцій і дверей житлових і громадських будинків залежно від температурної зони експлуатації будинку, яку беруть за табл. 5, встановлюють згідно з табл. 6.

У разі реконструкції житлових та громадських будинків, що виконується з метою їх термомодернізації, допускається для непрозорих огороджувальних конструкцій приймати значення R_q min  згідно з табл. 6 з коефіцієнтом 0,8 .

Мінімально допустиме значення, R_q min, опору теплопередачі зовнішніх непрозорих огороджувальних конструкцій, світлопрозорих огороджувальних конструкцій, дверей та воріт промислових (сільськогосподарських) будинків установлюється згідно з табл. 7 залежно від температурної зони експлуатації будинку, тепловологісного режиму внутрішнього середовища і теплової інерції огороджувальних конструкцій, D. Необхідно відмітити, що визначення допустимого значення R_q min для дверей, воріт, вікон і зенітних ліхтарів за величиною теплової інерції огороджувальних конструкцій промислових будинків не проводиться. Величину теплової інерції розраховують за формулою:

,

де R_i – термічний опір i-го шару конструкції, м²·К/Вт, що розраховують за формулою:

,

де δ_i – товщина i-го шару конструкції, м;

λ_iр – теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(м _· К);

s_i – коефіцієнт теплозасвоєння матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(м²·К);

n – кількість шарів у конструкції за напрямком теплового потоку.

Мінімально допустиме значення опору теплопередачі заповнень світлових прорізів із конструкцією у два і більше скла (вікон, балконних дверей і світових ліхтарів) для сучасних або нових вікон з елементами склопакетів необхідно брати за таблицею[9]. Взяту величину для вказаних світлових прорізів можна використовувати у подальших розрахунках тепловтрат через віконні прорізи.

Умови експлуатації при розрахунках опору теплопередачі огороджувальних конструкцій беруть залежно від розрахункового вологісного режиму експлуатації приміщення та конструктивного рішення огородження. Розрахункові значення теплофізичних характеристик матеріалів беруть згідно з таблицею[9].

1.2 Визначення необхідного опору теплопередачі R_q min внутрішніх непрозорих огороджувальних конструкцій

Визначення необхідного опору теплопередачі внутрішніх непрозорих огороджувальних конструкцій проводиться за необхідністю, якщо у цьому є потреба. Мінімально допустиме значення, R_q min, опору теплопередачі внутрішніх огороджувальних конструкцій, що розмежовують приміщення з розрахунковими температурами повітря, які відрізняються більше ніж на 3 ⁰С (стіни, перекриття), і приміщень з поквартирним регулюванням теплоспоживання визначають за формулою:

,

де t_в1, t_в2 – температури повітря в приміщеннях, ⁰С, що беруть згідно з проведеними вимірами, або приймаються згідно з табл. 2;

α_в – коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні конструкцій, Вт/(м²∙К).

Якщо під час проведення енергетичного обстеження будівлі були встановлені деякі конструктивні або експлуатаційні особливості огороджувальних конструкцій, їх також можна (за необхідності) перевірити на відповідність нормативним показникам. Найбільш поширеними особливостями в експлуатації огороджувальних конструкцій у діючих спорудах є перекриття над теплими підвалами (цокольні поверхи) або перекриття теплих горищ, де розташовані теплокомунікації з внутрішньою температурою приміщень вище +8 ⁰С.

Необхідний опір теплопередачі перекриття теплого горища та цокольних перекриттів над теплими техпідвалами R^ТП_q min, м²·К/Вт, визначають за формулою:

,

де R_{q min} – мінімально допустиме значення опору теплопередачі покриття та перекриття над підвалами (м²·К)/Вт, що беруть згідно з табл. 6 та 7  залежно від температурної зони експлуатації будинку;

n – поправковий коефіцієнт, що визначається як:

,

де t_з.р  – розрахункове значення температури зовнішнього повітря, ⁰С, що визначається залежно від температурної зони експлуатації будинку згідно з табл. 8;

t_в – розрахункова температура внутрішнього повітря основної частини приміщень будинків, які контактують із перекриттям, ⁰С, визначається залежно від призначення будинку згідно з табл. 2;

t_р – температура точки роси у приміщенні (за результатами інструментальних вимірювань), ⁰С, для оцінних розрахунків можна взяти 8 ⁰С;

t_х – температура внутрішнього повітря теплого горища, ⁰С, встановлюється на підставі проведених вимірювань або на підставі розрахунку теплового балансу (для 6–8-поверхових будинків 14 ⁰С, для 9–12-поверхових будинків 15–16 ⁰С, для 14–17 поверхових будинків 17–18 ⁰С); для техпідвалу не нижче ніж +5 ⁰С або за формулою визначення температури повітря в техпідвалі t_ц (за відсутності вимірювання температури у підвалі):

де F_ц1  – площа перекриття над техпідвалом, м²;

V_П – об"єм техпідвалу, м³;

n_обП – кратність повітрообміну в техпідвалі, год^-1; в усіх випадках n_обП= 0,5 год^-1 (у разі встановлення в підвалі газових труб n_обП= 1,0 год^-1);

ρ_П – густина повітря в техпідвалі, кг/м³ (беруть такою, що дорівнює ρ_П = 1,2 кг/м³);

F_Пц1 – площа підлоги та стін підвалу, що контактують із ґрунтом, м²;

F_Сц1 – площа зовнішніх стін підвалу над поверхнею ґрунту, м²;

R_Пц1 – опір теплопередачі огороджувальних конструкцій, що контактують із ґрунтом, (м²·К)/Вт, визначається за формулою;

R_qСц1 – нормативне значення опору теплопередачі зовнішніх цокольних стінових огороджувальних конструкцій, що розташовані над рівнем поверхні ґрунту, (м²·К)/Вт; беруть згідно з табл. 6 та 7 як для зовнішніх стін ;

l – довжина гарячого трубопроводу відповідного діаметра, що розташований у підвалі (беруть за проектом або за результатами вимірювань), м.

q – густина теплового потоку через поверхню теплоізоляції, що припадає на 1 м довжини трубопроводу відповідного діаметра, Вт/м;

,

де q₁₈ – густина теплового потоку при середній температурі навколишнього повітря +18 ⁰С (табл. 1.1), Вт/м;

t_Т – температура теплоносія, що циркулює в трубопроводі, ⁰С, за результатами вимірювання;

t_Х – температура в приміщеннях техпідвалу, де прокладений трубопровід, ⁰С, за результатами вимірювання.

Таблиця 1.1 – Густина теплового потоку

Якщо t_ц менше від раніше взятої температури, то це свідчить про значні тепловтрати у техпідвалі. Тоді проводиться оптимізація теплоізоляції огороджувальних конструкцій техпідвалу і розрахунок повторюється до отримання значення t_ц, що дорівнює або більше за розрахункове.

1.3 Визначення приведеного (дійсного) опору теплопередачі, R_Σпр

Приведений опір (дійсний опір) теплопередачі, R_Σпр, м²·К/Вт, для непрозорої або прозорої вертикальної огороджувальної конструкції чи її частини також горизонтального перекриття (даху) при перевірці виконання умови за формулою    R_{Σ пр} ≥ R_{q min}, , розраховують за формуло:

,

де α_в, α_з – коефіцієнти тепловіддачі внутрішньої і зовнішньої поверхонь огороджувальної конструкції, Вт/(м²·К);

δ_i – товщина i-го шару конструкції, м;

λ_iр – теплопровідність матеріалу i-го шару конструкції в розрахункових умовах експлуатації, Вт/(м·К);

n – кількість шарів у конструкції за напрямком теплового потоку;

R_i – термічний опір i-го шару конструкції, згідно з формулою , м² К/Вт.

Теплотехнічний розрахунок підлог, розташованих над холодними приміщеннями або над проїздами, проводять як для зовнішніх огороджувальних конструкцій за формулою.

У разі, якщо підлога над холодним приміщенням або над проїздами та перекриття останнього поверху, що огороджує його з холодним горищем, виконана із стандартної залізобетонної плити (див. рис. 1.1) з коефіцієнтом теплопровідності λ_плити = 1,92 Вт/(м·°С), її термічний опір дорівнює:

- для горищного перекриття, яке утеплене з боку горища – R_у.г.п = 0,151 м²·⁰С/Вт;

- неутеплене горищне перекриття – R_х.г.п = 0,17 м^{2 0}С/Вт;

- для перекриття над холодним підвалом, яке утеплене з боку підвалу, – R_у.п.п = 0,166 м^{2 0}С/Вт;

- для неутепленого перекриття над холодним підвалом – R_х.п.п = 0,18 м^{2 0}С/Вт.

Рисунок 1.1 – Схематичне зображення перекриття зі стандартної залізобетонної панелі

Теплотехнічний розрахунок світлових прорізів, що мають конструкцію лише в одне скло, також проводять за формулою , і для подальших розрахунків тепловтрат крізь такий конструктивний тип світлових прорізів використовується приведений опір теплопередачі, який розрахований за вказаною формулою.

Після визначення приведеного опору теплопередачі, R_Σпр, огороджувальних конструкцій будівлі проводиться порівняльний аналіз його з мінімально допустимим значенням, R_{q min,} опору теплопередачі непрозорих огороджувальних конструкцій.

Порівняльний аналіз визначених опорів теплопередачі:

Якщо R_Σпр ≈ R_q min – конструкція огородження задовольняє теплотехнічні норми. В подальших розрахунках визначення теплової потужності будівлі береться величина R_Σпр. Розбіжність для вказаної умови, що допускається, R_Σпр  з R_q min до ± 5 %.

Якщо R_Σпр > R_q min – конструкція зовнішнього огородження також задовольняє теплотехнічні норми. Значна розбіжність вказує на необґрунтовану перевитрату будівельних матеріалів під час зведення огороджень та збільшення їх вартості. В подальших розрахунках визначення теплової потужності будівлі беруть величину R_Σпр.

Якщо R_Σпр < R_q min (розбіжність між R_Σпр  та R_q min більше 5 %) – теплозахисні властивості зовнішніх огороджень незадовільні, що вимагає впровадження енергозберігаючих заходів щодо збільшення їх опору теплопередачі. При подальшому визначенні теплової потужності при дійсному стані огороджувальних конструкцій необхідно брати величину R_Σпр.

1.4 Теплотехнічний розрахунок підлог, розташованих безпосередньо на ґрунті

Термічний опір теплопередачі підлог, що контактують не з повітрям, а із ґрунтом, визначається приблизно. У теплотехнічному відношенні підлоги підрозділяються на: утеплені й неутеплені на ґрунті або на лагах. Під час будівництва житлових і громадських будинків застосовують лише утеплені підлоги. Утеплювальним шаром підлог, розташованих на ґрунті, є не лише повітряний прошарок, але й теплоізоляційні будівельні матеріали.

Відомо, що температурне поле ґрунту під підлогою різне: чим ближче до зовнішньої стінки, тим температура ґрунту нижча. Прийнято такі підлоги розмежовувати на чотири зони шириною по 2 м (приклад: див. рис. 1.2), починаючи від зовнішньої поверхні стіни в середину будівлі з умовно сталою температурою у кожній зоні. Потрібно відмітити, що для різного типу приміщень за їх розмірами кількість зон може бути меншою ніж чотири, при цьому площа останньої або четвертої зони вже не поділяється.

Термічний опір теплопередачі окремих зон підлог на ґрунті R_пг, (м²·⁰С)/Вт, визначається за формулами :

І зона – ;

ІІ зона – ;

ІІІ зона – ;                          

ІV зона – ,

де , , ,  – значення термічного опору теплопередачі окремих зон підлог на ґрунті, (м²·⁰С)/Вт, відповідно чисельно дорівнюють 2,2; 4,3; 8,6; 14,2;

ΣR_п – сума значень термічного опору теплопередачі шарів підлоги на ґрунті, (м²·⁰С)/Вт.

Величину ΣR_п розраховують за рівнянням:

,

де n – кількість шарів підлоги на ґрунті;

δ_і – товщина і-го прошарку, м;

λ_і – коефіцієнт теплопровідності матеріалу і-го прошарку, (м²·⁰С)/Вт.

Рисунок 1.2 – Схема розбиття на температурні зони підлоги по ґрунту (приклад)

1.5 Перевірка температурних показників огороджувальних конструкцій

Під час проведення енергообстеження огороджувальних конструкцій будівлі за допомогою інструментальних вимірювань (використання тепловізорів, пірометрів) можна встановити реальну температуру внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції. Подальшими діями буде перевірка на виконання умови (1.2) з метою визначення відповідності стану огороджувальної конструкції нормативним вимогам з енергозбереження, а також визначенням можливих енергозберігаючих заходів для їх упровадження для забезпечення виконання зазначеної умови. Таку перевірку температурних показників огороджувальних конструкцій проводять за необхідністю, якщо метою енергетичного обстеження не є визначення теплової потужності будівлі, і тільки для стін або перекриттів із найбільш мінімальною температурою внутрішньої поверхні.

Допустима за санітарно-гігієнічними вимогами різниця між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, Δt_СГ, ⁰С, встановлюється залежно від призначення будинку і виду огороджувальної конструкції згідно з табл. 4 (додаток Б).

Температурний перепад Δt_пр. для огороджувальних конструкцій при виконанні умови (1.2) розраховується тільки для непрозорої частини огородження за формулою:

,

де t_впр – приведена температура внутрішньої поверхні, ⁰С, термічно неоднорідної непрозорої конструкції, при розрахунковому значенні температури внутрішнього повітря, t_в, і розрахунковому значенні температури зовнішнього повітря, t_з.р, визначається за формулою:

,

де t^¯_ві – осереднена за внутрішньою площею і-ї поверхні огороджувальної конструкції температура, ⁰С (за результатами вимірювання);

F_і – внутрішня площа і-ї поверхні огороджувальної конструкції, м²;

F_Σ – сумарна площа внутрішніх поверхонь у приміщенні, м².

За невиконання умови (1.2) за результатами розрахунків здійснюють зміну конструктивного принципу огородження. Для непрозорих огороджувальних конструкцій з метою забезпечення умови (1.2) здійснюють таке:

– збільшують товщину теплоізоляційного шару;

– здійснюють заміну виду теплоізоляційного матеріалу на більш ефективний;

– встановлюють додаткові шари конструкції;

– забезпечують підвищення термічної однорідності за рахунок зміни конструктивних рішень щодо кріплення теплоізоляційного шару в конструкції.

1.6 Характеристики віконних та дверних конструкцій будівель і споруд

Вікна. Розмір вікон встановлюють у залежності від   необхідної освітленості приміщень. Орієнтовно для ІІІ поясу світлового клімату (райони переважно середньої кліматичної смуги) площу вікна орієнто- вно приймають рівною 1/6–1/8 площі підлоги освітлюваного примі- щення, а для ІV пояса (на півдні) – 1/10. Необхідну природну освітле- ність приміщень визначають розрахунком.

Недостатня площа вікон не забезпечує нормативну освітленість приміщень, а зайва спричиняє охолодження приміщень узимку і нагрівання влітку. До того ж стіна з вікнами дорожче за глуху (без вікон).

Вікна у будівлях бувають:

• за характером функціонування – з глухими стулкам і стулками, що відчиняють;

• за способом відкривання стулок – розсувні, з бічною  підвіскою

стулок, верхнє- і нижнєпідвісні;

• за видом матеріалу дерев’яні, пластикові і металопластикові;

• за кількістю стулок – одно-, двох- і трьохстулкові;

• за конструктивним рішенням – з роздільними, зі спареними плетіннями і з потрійним склінням у спарених плетіннях, а також у вигляді склопакетів;

• за кількістю стекол у стулках – з одинарним, подвійним і пот- рійним склінням, а також зі склоблоків і склопрофіліту.

Вікна утворюють, вставляючи віконні заповнення у віконні прорізи зовнішніх стін. Заповнення прорізів складається з віконних коробок, у чверті яких (вирізи в перетині коробок по контуру, що становить приблизно ¼ частину площі перетину) наві- шують стулки відкриванні чи глухі або плетіння віконних рам зі вставленими в них стеклами. Плетіння разом з коробками, що утворюють віконні блоки, збирають на заводах.

Двері. Розміщення, кількість і розміри дверей призначають з ро- зрахунком, щоби забезпечити необхідну пропускну здатність і вільно пронести меблі чи устаткування, використовуване в будівлях.

Двері можуть бути:

• за кількістю дверних полотнин (пілок) – однопілкові, полуторні (із двома полотнинами різної ширини) і двохпілкові;

• за положенням у будинку – внутрішні, зовнішні і шафові;

• за матеріалом – у житлових будинках дерев’яні, у громадських можуть бути, окрім дерев’яних, ще металеві зі сталевого прокату, а також цілком скляні. Застосовують ще металеві з багатокамерних алю- мінієвих профілів «одягнених» у ПХВ чи без цього. Внутрішні двері бувають глухі і засклені для освітлення другим світлом підсобних при- міщень. Для цього над дверима влаштовують фрамуги. Балконні двері засклені і їх застосовують у сполученні з вікнами.

Двері складають з коробок (чи обв’язок), закріплених у дверних прорізах, і полотнин, що відкривають, їх навішують на дверні коробки. В обв’язці обрані чверті для навішення пілок. Ширина чверті є відповідною товщині дверної полотнини, глибина – 12 мм. Для пристрою фрамуги над дверима в обв’язку вводять горизонтальний брус – імпост. Нижній брус обв’язки з чвертю у зовнішніх дверях утворює поріг.

Двері мають модульні розміри. Однопілкові двері мають шири- ну 600, 700, 800, 900 і 1100 мм; двохпілкові – 1200, 1400 і 1800 мм; висота дверей – 2000 для житлових і 2300 мм для громадських буді- вель.

 2 РОЗРАХУНОК ТЕПЛОПРИТОКІВ ОПАЛЮВАЛЬНОГО ПРИМІЩЕННЯ

2.1. Розрахунок теплопровідності стін опалювального приміщення

Рис 1. Конструкція стіни

1-    Металева покриття

2-    Цегла

3-    Штукатурка суха

Дійсний коефіцієнт теплопередачі:

Для кожного матеріалу вибираємо відповідний коефіцієнт теплопровідності

і товщину:                                                      

  ;                                

                                                                

Для внутрішньої поверхні стін опалювальних приміщень

Для зовнішньої поверхні стін  

2.2. Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі вікон приміщення

1,3- скло   

         2- повітря

Рис 2. Конструкція вікна

Для кожного матеріалу вибираємо відповідний коефіцієнт теплопровідності

і товщину:

                           

 

Для внутрішньої поверхні вікон

Для зовнішньої поверхні вікон

2.3. Розрахунок коефіцієнта теплопередачі дверей приміщення

Для матеріалу (сталь) відповідний коефіцієнт теплопровідності і товщина:

                           ;

Для внутрішньої поверхні дверей

Для зовнішньої поверхні дверей 

Дійсний коефіцієнт теплопередачі:

2.4. Розрахунок ізоляції покриття приміщення

1-    шар гідроізоляції

2-    залізобетонна плита перекриття

Рис 3.  Конструкція покриття

Для матеріалу відповідний коефіцієнт теплопровідності і товщина:

                 

 

Для внутрішньої поверхні стелі  

Для зовнішньої поверхні стелі 

2.5. Розрахунок ізоляції на половому покриті

1-Плитка для полу

2-Бетона плита

Рис 4. Конструкція полу

Для матеріалу відповідний коефіцієнт теплопровідності і товщина:

                    

     ;

Для внутрішньої поверхні полу

ВИСНОВОК

Основні втрати тепла в будівлі припадають на стіни і вікна. (Приклад складових втрат тепла будівлею першої масової серії,%: стіни - 32; вікна - 24; повітрообмін - 11; фундамент - 6; дах - 27).Відзначимо, що тільки за рахунок утеплення огороджувальних конструкцій, модернізації віконних і дверних заповнень, систем вентиляції контролю та подачі тепла можна зменшити енергоспоживання в житловому фонді на 40%, що адекватно економії до 15% усієї вироблюваної в країні енергії.

 Також в курсовій роботі були проведенні розрахунки коефіцієнтів: теплопровідності стін - Кс=1,534 Вт/(м2К) , тепловіддачі вікон приміщення - Кс=1,429 Вт/(м2К), теплопередачі дверей приміщення - Кс=6,568 Вт/(м2К), ізоляції покриття приміщення - Кс=2,491 Вт/(м2К), ізоляції на половому покритті приміщення Кс=3,311 Вт/(м2К) відповідно при заданих параметрах даного приміщення. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

1. Энергосбережение. Практическое пособие по выбору и разработке энергосберегающих проектов / Под общ. ред. О.Л. Данилова, П.А. Костюченко. – М., 2006. – 668 с.

2. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление: Учеб. для вузов. – М.: Стройиздат, 1991. – 735 с.

3. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М., Шилкин Н.В. Энергоэффективные здания. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. – 200 с.

4. Милашечкина О.Н., Ежова И.К. Энергосберегающие здания: учеб. пособие. – Саратов: СГТУ, 2006. – 76 с.

5. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. – 194 с.

6. Экономия электроэнергии, воды и теплоты в жилых зданиях: Справочное пособие / Л.Д. Богуславский, М.А. Винокур, Л.А. Воробьев; под ред. Л.Д. Богуславского. – М.: Стройиздат, 1991. – 160 с.

7. Теплопотери здания: справочное пособие / Е.Г. Малявина. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2007. – 144 с.

8. Пристрої для утилізації теплової енергії: Навч. посібник / Мисак Й.С., Гнатишин Я.М., Близнюк В.Ф., Крук В.Ю. – Львів: Вид-во Нац. ун-ту «Львівська політехніка», 2006. – 152 с.

9. ДБН В.2.6-31:2006. Конструкції будинків і споруд. Теплова ізоляція будівель.–Зі зміною № 1 від 1 липня 2013 року. На заміну СНіП ІІ-3-79. Введ. 09.09.2006 р. – К. : Міністерство будівництва, архітектури та житлово-комунального господарства України, 2006. –72 с.

ДОДАТОК

     Табличні дані:

Таблиця 1 – Градація вологісного режиму приміщень (ДБН В.2.6-31:2006)

Таблиця 2 – Параметри мікроклімату приміщень, які беруться при теплотехнічних розрахунках огороджувальних конструкцій (ДБН В.2.6-31:2006) та (МГСН 2.01-99*)

Таблиця 3 – вологісні умови експлуатації матеріалу в огороджувальних конструкціях (ДБН В.2.6-31:2006)

Таблиця 4 – Допустима за санітарно-гігієнічними вимогами різниця між температурою внутрішнього повітря і приведеною температурою внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, Δt_cг,⁰С (ДБН В.2.6-31:2006)

Таблиця 5 – Кількість градусо-діб опалювального періоду D_d за температурними зонами України (ДБН В.2.6-31:2006)

Таблиця 6 – Мінімально допустиме значення опору теплопередачі огороджувальної конструкції житлових та громадських будинків, R_{q min}, м²·К/Вт (ДБН В.2.6-31:2006)

Таблиця 7 – Мінімально допустиме значення опору теплопередачі огороджувальних  конструкцій промислових будинків, R_{q min} , м²·К/Вт (ДБН В.2.6-31:2006)