Расчет тепловых потерь помещений здания методом составления теплового баланса

Цель: Определение тепловых потерь помещений здания и мощности системы отопления.

В данном курсовом проекте производится расчет теплового баланса всех помещений здания (жилые комнаты, кухни, санузлы, лестничная клетка). Все помещения поэтажно нумеруются: 1 этаж – 101, 102, 103,…, 2 этаж – 201, 202, 203,…, 3 этаж – 301, 302, 303,.... Подсобные помещения квартир (коридоры, кладовые) условно относятся к смежным помещениям.

1). Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции:

 

, (Вт)

 

где А – расчетная площадь ограждающей конструкции, определяемая по правилам обмера, м²;

К - коэффициент теплопередачи по таблице 2, Вт/ м²×°С,

Расчетный коэффициент теплопередачи окон и балконных дверей принимается как разность значений коэффициентов для окон и наружных дверей, т.к. поверхность стен измеряют без вычета площади окон:

 

(Вт/ м²×°С)

 

t_p – расчетная температура внутреннего воздуха помещения здания, принимается по, °С;

t_ext - расчетная температура наружного воздуха холодной пятидневки, °С;

Σ β – добавочные теплопотери в долях от основных потерь,

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, по

Теплопотери через внутренние ограждающие конструкции определяются при разнице температур в смежных помещениях более 3 °С.

2). Затраты теплоты на естественную вытяжную вентиляцию:

 

, (Вт)

 

где с – удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/кг⁰С;

t_р, t_i - расчетные температуры воздуха в помещении и наружного воздуха в холодный период года (параметр Б), ⁰С;

ρ – плотность удаляемого воздуха, кг/м³: ρ = γ/g

 

где γ = 3463/(273+ t_р), (Н/м³)

g = 9.81 м/с² – ускорение свободного падения

 

L_n – расход удаляемого воздуха, м³/ч, не компенсируемый подогретым приточным воздухом. Для жилых зданий удельный нормативный расход 3 м³/ч на 1 м² жилых помещений, т.е.

 

L_n = 3А_n,

 

где А_n – площадь пола помещения, м².

В санузлах

 

L_n = 25 м³/ч.

 

3). Затраты теплоты на подогрев инфильтрирующегося воздуха принимают в размере 0.3 от суммарных теплопотерь через ограждающие конструкции:

 

Q_инф = 0.3 · Σ Q_ок

 

4). Бытовые теплопоступления в помещениях жилых зданий определяют по формуле:

 

Q_быт = 10 А_n,

 

где А_n – площадь пола комнаты или кухни, м².

Дефицит теплоты в помещении определяют на основании составления теплового баланса ΔQ, Вт, определяемого по формуле:

 

ΔQ = Q_потери – Q_{поступл},

 

где Q_потери – суммарные теплопотери помещения, Вт;

Q_{поступл} – суммарные теплопоступления в помещение, Вт.

а) жилые комнаты, кухни:

 

ΔQ = Q_огр + Q_инф(Q_вент) – Q_быт

 

б) лестничная клетка:

 

ΔQ = Q_огр + Q_инф

 

Расчет теплового баланса (теплопотерь) помещения здания выполнен в табличной форме – таблица 3.

В заключение расчета определяем удельный расход тепловой энергии на отопление здания , Вт/м³К, и сравниваем с нормативным значением , равным 0.42 Вт/м³К.

Расчет помещения №101:

Данное помещение является угловая комната с температурой внутреннего воздуха 23 ⁰С. Ограждающие конструкции помещения №101, их ориентация, площадь:

­ наружная стена; западная ориентация: 11.85 м²;

­ наружная стена; южная ориентация; 17.55 м²;

­ наружная стена; восточная ориентация; 4.95 м²;

­ двойное остекление; северная ориентация; 2.25 м²;

­ пол первого этажа; 18.20м².

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции К принимаем по таблице №2 данного курсового проекта.

 

(⁰С)

 

Коэффициент на ориентацию β₁ принимаем в зависимости от ориентации ограждающих

конструкций помещения:

 

С, С-З, С-В, В - β₁ = 0.1;

Ю, Ю-З - β₁ = 0.0;

З, Ю-В - β₁ = 0.05.

 

Коэффициенты: на угловое помещение β₂=0.05, на хол. полы β₃=0.05, (в ЛК - на наружные входные двери

 

β₄=0.2·Н_зд=0.2·12=24).

 

Теплопотери через ограждающие конструкции расчетного помещения:

 

Q _ок,нс1= 11.85·0.276·63·1·1.1=226.65 (Вт)

Q_ок,нс2= 17.75·0.276·63·1·1.05=320.42 (Вт)

Q_ок,нс3= 4.95·0.276·63·1·1.15=98.98 (Вт)

Q_ок= 2.25·(1.621-0.276) ·1·63·1.1=209.72 (Вт)

Q_{пл I}= 18.20·0.210·63·0.6·1.05=151.70 (Вт)

 

Суммарные теплопотери через ограждающие конструкции:

 

∑Q_ок=226.65+320.42+98.98+209.72+151.70=1007.47 (Вт)

 

Расход теплоты на подогрев инфильтрирующегося воздуха:

 

Q_инф = 0.3 · 1007.47=302.24 (Вт)

 

Расход теплоты на естественную вентиляцию:

γ = 3463/(273+ 23) = 11.70(Н/м³), ρ = 11.70/9.81 = 1.193(кг/м³).

Q_евв. = (Вт)

 

Бытовые теплопоступления:

 

Q_быт = 10 ^. 18.20=182.0 (Вт)

 

Тепловой баланс помещения:

 

ΔQ = Q_потери – Q_{поступл}

ΔQ = 1148.64+1007.48 -182.0=1974.11 (Вт).

 

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания:

,

 

где V – отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждений здания, м³: V = 3576.5 м³,

β – поправочный коэффициент, определяемый по формуле:

 

β = 0.54 + 22/(t_р – t_ext) = 0.54 + 22/60 = 0.91

Вт/м³К

< на 7 %.