Умовні позначення основних індексів:
b - база, основа
с - додаток
d - година, доба
h - теплота
ht - опалення, тепловтрати приміщення
i - цілочисельний перелік
max - максимальне значення
n - нормативне значення
r - зведене значення
req - потрібне значення
si - внутрішнє середовище
sе - зовнішнє середовище
v -середньодобове значення
1, 2, 3 - порядкова нумерація символу
Δ - перепад, надмірність температури
υ - вентиляція
(рекомендований)
В.1 Вихідні дані
Нагрівальна секція укладається в підлогу приміщення площею 16,0 м2, розташованого на першому поверсі будинку. Ескіз плану підлоги з укладеною нагрівальною секцією наведено на рисунку В.1. Розріз підлоги з укладеною нагрівальною секцією наведено на рисунку В.2.
Sht- крок укладання нагрівального кабелю;
dk - діаметр нагрівального кабелю
Рисунок В.1 - Ескіз плану укладанння нагрівальної секції в підлозі
|
1 - стіна; 2 - лицьове покриття; 3 - підоснова; 4 - датчик температури; 5 - стяжка;
6 – нагрівальний кабель; 7 - монтажна стрічка; 8 - теплоізоляція;
9 - плита міжповерхового перекриття; 10 - торцева теплоізоляція
Рисунок В.2 - Приклад розрізу підлоги з укладеною нагрівальною секцією
Шари, розташовані вище нагрівального кабелю:
- цементно-піщана стяжка:
товщина msi1 0,03 м;
коефіцієнт теплопровідності λsi1 0,93 Вт/( м2 ∙ 0С);
- клеюча мастика:
товщина msi20,001 м;
коефіцієнт теплопровідності λsi2 0,17 Вт/( м2 ∙ 0С);
- підоснова:
товщина msi3 0,003 м;
коефіцієнт теплопровідності λsi3 0,047 Вт/( м2 ∙ 0С);
- лицьове покриття:
товщина msi4 0,003 м;
коефіцієнт теплопровідності λsi4 0,33 Вт/( м2 ∙ 0С).
Шари, розташовані нижче нагрівального кабелю:
- цементно-піщана стяжка:
товщина mse1 0,01 м;
коефіцієнт теплопровідності λse1 0,93 Вт/( м2 ∙ 0С);
- теплоізоляція:
товщина mse2 0,05 м;
коефіцієнт теплопровідності λse2 0,041 Вт/( м2 ∙ 0С);
- плита міжповерхового перекриття:
товщина mse3 0,25 м;
коефіцієнт теплопровідності λse3 1,74 Вт/( м2 ∙ 0С).
Розрахункова втрата теплоти в приміщенні Qvht = 1170 Вт.
В.2 Порядок розрахунків
В.2.1 Визначимо загальний термічний опір шарів підлоги, що розташовані вище нагрівального кабелю за 3.3
Rsi= msi1/ λsi1+ msi2/ λsi2+ msi3/ λsi3+ msi4/ λsi4+1/ αsi=
=0,03 / 0,93+0,001 / 0,17+0,003 / 0,047+0,003 / 0,33+1 / 9,9 =0,212 (м2 ∙ 0С)/Вт
В.2.2 Визначимо загальний термічний опір шарів підлоги, що розташовані нижче нагрівального кабелю за 3.3
Rse= mse1/ λse1+ mse2/ λse2+ mse3/ λse3+1/ αse=
= 0,01 / 0,93+0,05 / 0,041+0,25 /1,74 +1/23,26 = 1,418 (м2 ∙ 0С)/Вт.
В.2.3 Визначимо теплову потужність нагрівальної секції за (3.1)
Qreqht= Qvht ∙ (Rsi + Rse ) / Rse =1170 (0,212+1,418) /1,418 = 1345 Вт.
В.2.4 Визначимо електричну потужність нагрівальної секції за (3.2)
Preqht=kz∙ Qreqht=1,3 ∙ 1345=1748 Вт.
В.2.5 Довжину нагрівального кабелю визначаємо за (3.3)
Lk= PreqhtI Рn= 1748/18 = 97 м .
В.2.6 Вибираємо нагрівальну секцію потужністю Preqht = 1900 Вт з такими параметрами: довжина нагрівального кабелю Lk= 105 м, зовнішній діаметр кабелю dk = 0,008 м, допустима кратність радіуса внутрішньої кривої вигину нагрівального кабелю до його зовнішнього діаметра Krd≥6.
В.2.7 Крок укладання кабелю визначаємо за формулою (3.4)
Sht=100 ∙ Fht / Lk = 100 ∙ 16,0 / 105 = 0,15 м.
В.2.8 Перевірка на допустиму кратність радіуса г внутрішньої кривої вигину нагрівального кабелю виконується за формулою (3.5),
де Kr=8,9>Krd=6;
Kr=r / 2 ∙ dk= (Sht-0,008)/2 ∙ dk= (0,15 -0,008)/ 2 ∙ 0,008 = 8,9 .
(рекомендований)
Г.1 Вихідні дані
Будинок розміщений у м. Києві. Приміщення розташоване на 12 поверсі і є торцевою житловою секцією з однією зовнішньою стіною з вікном і трьома внутрішніми перегородками.
Геометричні розміри приміщення і вікон наведені у таблиці Г.1.
Таблиця Г.1
Найменування об’єкта |
Індекс |
Ширина, b , м |
Довжина, а, м |
Висота, h, м |
Площа, F, м2 |
Приміщення |
si |
3 |
4 |
3 |
12 |
Вікно |
F |
2 |
- |
2 |
4 |
Допустима амплітуда коливань внутрішнього повітря у приміщенні Aht= 2,5 0С
Розрахункова температура зовнішнього повітря tse = -22 0С
Середня температура опалювального періоду tvse= -1,1 0С
Середня температура внутрішнього повітря приміщення tv= 18 0С
Середня нормована температура поверхні підлоги за час використання приміщення
τ v = 28 0С
Контрольний показник питомого теплового потоку q*hn= 57 Вт/( м2 ∙ 0С)
Коефіцієнти тепловіддачі:
- внутрішніх поверхонь стін, підлог αsi = 9,9 Вт/( м2 ∙ 0С)
- зовнішніх поверхонь αse= 23,26 Вт/( м2 ∙ 0С)
Нормативне значення опору теплопередачі вікон Rf= 0,5 (м2 ∙ 0С)/Вт
Тривалість пільгового часу zb= 7 год
Коефіцієнт циклічності kb= 0,292
Розглянемо два варіанти виконання огороджувальних конструкцій будинку.
Перший варіант. Зовнішні стіни виконують цегляними (2,5 цеглини) і опоряджують керамічною плиткою з фасадної частини та штукатуркою всередині. Внутрішні перегородки виконують з цегли.
Другий варіант. З фасадної частини виконують утеплення у вигляді спеціальної конструкції з повітряним прошарком і зовнішнім утеплювачем. Використовують поквартирні теплоутилізатори з електронагрівачем, який дозволяє зменшити втрати теплоти на 30-50 %.
Г.2 Порядок розрахунків
Г.2.1 У таблиці Г.2 наведені розрахунки втрат теплоти за першим та другим варіантами при tse = -22 °С, виконані згідно з додатком 12* до СНІП 2.04.05, та перевірка вимоги щодо непере-вищення контрольних показників питомого потоку теплоти, яку визначають за додатком 25 до СНіП 2.04.05.
Таблиця Г.2
Складові розрахунків |
Позначення |
Числовое значення за вариантом, Вт |
Розрахункова формула |
||
1-й |
2-й |
||||
Тепловтрати, Вт |
крізь стіни |
Qsi |
206,1 |
75,8 |
Відповідно СНіП 2.04.05 |
крізь вікна |
QF |
243,2 |
243,2 |
Відповідно СНіП 2.04.05 |
|
крізь стіни і вікна |
- |
449,3 |
319,0 |
- |
|
на вентиляцію |
Qυ |
485,3 |
242,6 |
Відповідно СНіП 2.04.05 |
|
крізь стіни, вікна і на вентиляцію |
Qvht |
934,6 |
561,6 |
Qvht = Qsi+ QF + Qυ |
|
Розрахунковий питомий потік теплоти, Вт/м2 |
qreqh |
77,8 |
46,8 |
за формулою (4.1) |
|
Перевірка на вимогу неперевищення контрольных показників, Вт/м2 |
q*hn≥ qreqh |
57<77,8 |
57>46,8 |
за формулою (4.3) |
Г.2.2 Висновки за енергоефективністю варіантів:
- 1-й варіант не відповідає контрольним показникам;
- 2-й варіант відповідає контрольним показникам.
Приймаємо для подальшого розгляду другий варіант.
Г.2.3 За формулою (4.4) визначаємо допустимий питомий потік теплоти від підлоги
qmaxh = αsi ∙ (τv – tv) = 9,9 ∙ (28 -18) = 99 Вт/м2,
що забезпечує опалення приміщення згідно з 4.5.6
q*hn= 46,8 < qmaxh = 99 Вт/м2.
Г.2.4 Визначимо розрахункову амплітуду коливань повітря у приміщенні.
Г.2.4.1 Для зовнішніх стін прошарок різких коливань температури встановлюється у двох перших прошарках, тобто його межа знаходиться у другому прошарку і коефіцієнт теплозасвоєння внутрішньої поверхні зовнішніх стін розраховуємо за формулою (4.14). Результати розрахунків наведені у таблиці Г.3.
Г.2.4.2 У середині внутрішніх перегородок (симетричних огорож) приймаємо s = 0. Тоді Y визначаємо за (4.13), (4.14). Результати розрахунків коефіцієнтів теплозасвоєння зовнішньої поверхні внутрішніх перегородок наведені у таблиці Г.4.
Таблиця Г.3 - Зовнішні стіни загальною площею 5 м2
№ |
Матеріал прошарку |
Розрахункові величини |
Формула |
||||||
δ, м |
λ, Вт/(м2∙ 0С) |
s, Вт/( м2∙ 0С) |
R, Вт/( м2∙ 0С) |
Di=Ri∙si |
∑Di=∑Ri∙si (у порядку зростання ) |
Y, Вт/( м2∙ 0С) |
|||
1 |
Штукатурка |
0,0015 |
0,76 |
11,09 |
0,02 |
0,22 |
0,22 |
10,46 |
Y1=(R1∙s21+s2) /(1+R1∙s2) |
2 |
Цегла (2,5 цеглини) |
0,640 |
0,81 |
10,12 |
0,80 |
8,12 |
8,34 |
||
3 |
Повітряний шар |
0,008 |
0,03 |
0 |
0,25 |
0 |
8,34 |
||
4 |
Пінополістирол (ППС) |
0,064 |
0,04 |
0,82 |
1,59 |
1,30 |
9,64 |
||
5 |
Плитка керамічна |
0,007 |
0,81 |
9,86 |
0,01 |
0,09 |
9,73 |
||
Всього |
0,734 |
2,67 |
Таблиця Г.4 - Перегородки загальною площею 33 м2
№ |
Матеріал шару |
Розрахункові величини |
Формула |
||||||
δ, м |
λ, Вт/(м2∙ 0С) |
s, Вт/( м2∙ 0С) |
R, Вт/( м2∙ 0С) |
Di=Ri∙si |
∑Di=∑Ri∙si (у порядку зростання) |
Y, Вт/( м2∙ 0С) |
|||
1 |
Штукатурка |
0,02 |
0,76 |
11,20 |
0,03 |
0,33 |
0,33 |
13,48 |
Y1=(R1∙s21+ Y2)/(1+R1∙ Y2) |
2 |
Цегла (0,5 цеглини) |
0,12 |
0,81 |
10,12 |
0,16 |
1,62 |
1,95 |
16,39 |
Y1=(R2∙s22+s2а) /(1+R2∙s2а) |
2а |
Умовна середина міжповерхового перекриття |
0 |
0 |
0 |
|||||
3 |
Штукатурка |
0,02 |
0,76 |
11,10 |
0,03 |
0,33 |
2,28 |
||
Всього |
0,22 |