Файл: Проектирование торгового центра (супермаркета).pdf

В соответствии со строительными нормами сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0 принимается равным большему из двух: требуемого сопротивления по санитарно-гигиеническим нормам и сопротивления теплопередаче исходя из условий энергосбережения.

Определим минимальное сопротивление теплопередаче, необходимое в соответствии с санитарно-гигиеническими условиями:

м²*ºС/Вт

где	-		это вычисляемое требуемое сопротивление теплопередаче, м²^оС / Вт;
n=1- -		поправочный коэффициент на расчётную разность по температурам, который зависит от того, в каком положении находится наружная поверхность относительно наружного воздуха;
t_в -		расчетная температура внутреннего воздуха, ^оС;
t_н -		расчетная температура наружного воздуха, которая равняется температуре холодной 5-дневки,^оС;
DDt ^н-		Обусловленный нормами температурный перепад (разность) температуры внутреннего воздуха и температуры внутренней поверхности стены;
aa_в -		Коэффициент, учитывающий тепловосприятие внутренней поверхности ограждения, равный aa_в = 8,7 Вт/(м^2.^оС).

Вычислим величину градусо-суток для отопительного периода:

где t_оп – это средняя температура наружного воздуха за весь отопительный период, ^оС;

Z_оп - длительность отопительного периода, сут.

Определяем сопротивление теплопередаче согласно условий энергосбережения =3,5 м²*ºС/Вт. Уравнение для вычисления толщины искомого слоя примет вид:

Термическое сопротивление слоя утеплителя, по которому определяется толщина утепляющего слоя конструкции (пенополиуретан), определяется уравнением:

= 1 /aa_в +R₁+…+ R_i_ут + …+ R_n +1/aa_н

где R1…Rn – термические сопротивления конкретных слоёв ограждающей конструкции, которые определяются для каждого слоя: R_i = _i / _i, м^{2. о}С / Вт;

_i - толщина i -го слоя, м;

_i - коэффициент теплопроводности материала i -го слоя, Вт/(м* ^оС);

aa_н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции;

Тепловой режим в помещении не является стационарным. Связано это с тем, что изменяется температура наружного воздуха, теплоотдача отопительных систем, тепловыделения от оборудования и теплопоступления от солнечной радиации.

Определим амплитуду изменения температуры внутреннего воздуха с учётом того, что работа системы центрального отопления регулируется пропусками с температурой t_n = 0^оС:

А_t_в=  0,7 *165,31 / (2,021*8,40) = 6,82

где	M = (Q_максQ_мин)/2Q_ср -		коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи нагревательных приборов;

Q_макс -		максимальная теплоотдача нагревательных приборов, которая равняется теплопотерям через наружные ограждения при температуре наружного воздуха в момент отключения отопления, Вт;
Q_мин -		минимальная теплоотдача нагревательных приборов, которая равняется 0 при отключении отопления, Вт;
Q_ср -		средняя во времени теплоотдача нагревательных приборов, Вт;
m , n -		время работы и отключения системы отопления, ч ;
B_iF_i-		теплопоглощение внутренними поверхностями ограждающих конструкций, Вт/^оС.

;

Q_тп = 1/3,5 *51*5,85 + 1/0,53*51*2,55= 85,24+245,38=330,62 Вт;

Q_ср=330,62/2=165,31 Вт;

М= Q_макс/2Q_ср =1;

Для внутренних поверхностей ограждений определим коэффициенты теплопоглощения В по следующей формуле:

где _в–коэффициент, учитывающий тепловосприятие поверхности со стороны периодического теплового воздействия [Вт/(м²*ºС)]

Y_в– коэффициент теплоусвоения данной поверхности [Вт/(м²*ºС)]

Величина Y_вопределяется в зависимости от положения границы слоя резких температурных колебаний. Инерционность слоя с резкими колебаниями численно равняется единице (D_РК= 1). В данном случае используем показатель инерционности, который вычисляется следующим образом:

D = R*S,

где S – это коэффициент, который учитывает теплоусвоение материала [Вт/(м²*ºС)].

В нашем случае тепловая инерция первого слоя от внутренней поверхности конструкции меньше единицы D₁=R₁*S₁=0,05*8,69=0,4345<1, следовательно, рассчитаем тепловую инерцию второго слоя и определим, чем будет равна суммарная инерция первых 2-х слоёв D₁=D₂. Если D₁=D₂ больше 1, то граница резких колебаний температуры расположена в пределах второго слоя конструкции, а на затухание температурных колебаний влияют теплотехнические свойства материалов , составляющих первый и второй слой. Отсюда выходит, что коэффициент теплоусвоения равен:

Рисунок 1 – К определению коэффициента усвоения внутренней поверхности

Сопротивление ограждающей конструкции паропроницанию не должно быть ниже, чем требуемое, определяемого согласно теплотехническим нормам.

Термические сопротивления слоёв: R₁= 0,154; R₂= 0,216; R₃= 0,3 м²*ºС/Вт;

Сопротивление тепловосприятию на внутренней поверхности R_В= 0,115 м²*ºС/Вт; Сопротивление теплоотдаче на наружной поверхности R_Н= 0,043 м²*ºС/Вт;

t_B= 20 ºС; t_н= –31ºС.

Определим общее сопротивление теплопередаче:

R₀ = R_B+ƩR_n+R_H = 0,115+3,266+0,043 = 3,42 м²*ºС/Вт

Теплопотери для 1 м² стены составят:

q = (20+31)/3,42 = 14,9 Вт/м²

Для расчёта температуры внутренней поверхности ограждения τ_в сумма термических сопротивлений равняется R_B. Отсюда следует:

τ_в= 20–14,9*0,115 = 18,3ºС

Температура границы первого и второго слоёв:

τ₁= 20–14,9*(0,115+0,05) = 18,2ºС

Аналогично просчитываются остальные температуры:

τ₂= 20–14,9*(0,115+0,05+0,216) = 14,3ºС

τ₃= 20–14,9*(0,115+0,05+0,216+3,0) = –30,4ºС

τ_н= 20–14,9*3,42 = –31ºС

Под влиянием теплового напора и ветра через неплотности поры и щели наружных ограждений может проникать наружный воздух. Данное явление называется инфильтрацией, что увеличивает затраты на отопление, поскольку часть тепла тратится на обогрев инфильтрующегося воздуха. Для того чтобы уменьшить и наиболее точно учесть такие затраты, проверяют соответствие ограждающих конструкций требованиям по инфильтрации и расчёт количества тепла на обогрев проникающего воздуха.

Требуемое сопротивление инфильтрации для окон и стен определяют по формулам:

м²*ч*Па/кг м²*ч*Па/кг

где			-	требуемое сопротивление стеновой инфильтрации, м²чПа/кг;
	-	требуемое сопротивление оконной инфильтрации, м²чПа^2/3/кг;
	-	разность давлений воздуха наружной поверхности и внутренней поверхности ограждающих конструкций, Па;
G ^Н	-	нормативная воздухопроницаемость: для окон G ^Н= 6 кг/(м²ч); для стен G ^Н= 0,5 кг/(м²ч);.

Разность давлений воздуха, под воздействием которой происходит инфильтрация, определяют по формуле:

Па

где Н = 30 м – высота здания;

_Н, _В– удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м³, определяемые следующим образом:

 = 3463 / (273+t) (24), для подсчёта _Н подставляем t_Н, а для подсчёта _В подставляем t_В.

v = 5 м/с – скорость ветра.

Определим соответствие рассчитанных параметров требуемым условиям:

R_и,нс ≥ ; R_и,ок ≥

м²чПа/кг

Согласно представленным требуемым условиям R_и,нс ≥ запроектированная конструкция не соответствует нормативам.

Расход тепла для нагрева инфильтрующегося воздуха определяют по формуле:

Дж/(кг*ºС)

где с = 1000 Дж/(кг⁰С) – удельная теплоемкость воздуха;

G_нс = 0,5, G_ок = 6 кг/(м²ч) – расходы воздуха, которые инфильтруются через наружные стены и окна.

F_нс – площадь наружный стен, м²;

F_ок– площадь остекления, м²;

А_нс= 0,8; А_ок= 0,6 – коэффициенты учёта действия встречного теплового потока;

t_В– температура внутреннего воздуха,⁰С;

t_Н– расчетная температура наружного воздуха, используемая в расчётах для проектирования систем отопления и вентиляции в холодный годовой период, равна средней температуре наиболее холодной 5-дневки (t_Н= t_ХП),⁰С.

Фактический расход инфильтрующегося воздуха рассчитывают для остекления и наружных стен следующим образом:

кг/(м²ч);

кг(м²ч);

где Р_Ф– фактическая разность давлений воздуха, Па;

Определим фактическую разность давлений:

∆P_ф = (H – h)(γ_н – γ_в) + 0,05 γ_нv²(C_н – C_з)k