Практическое занятие № 5
Тема: Расчет теплопотерь.
Цель занятия:   Рас
cчитать теплопотери через наружные  ограждения, определить тепловую

                             нагрузку помещений.
Основные расчетные зависимости:



       Нагрузка на систему отопления складывается из теплопотерь через наружные ограждения за счет теплопередачи и потребности в теплоте на нагревание инфильтрационного воздуха:
1. Теплопотери от теплопередачи ( трансмиссионные) определяются по формуле:

                   Вт ,                                               (1)

где    - это поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные потери;

k – коэффициент теплопередачи;

F_n – площадь поверхности ограждения, м²;

n – поправочный коэффициент к расчетной разности температур, определяется из следующей таблицы (СНИП23-02-2003):

Коэффициент положения ограждения относительно наружного воздуха           

Ограждение	Коэфф – т  п
Наружная стена и покрытие (в том числе вентилируемое наружным воздухом), чердачное перекрытие (с кровлей из штучных материалов) и перекрытие над проездами, перекрытие над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне	1
Перекрытие над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, чердачное перекрытие (с кровлей из рулонных материалов), перекрытие над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне	0,9
Перекрытие над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах	0,75
Перекрытие над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли	0,6
Перекрытие над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных ниже уровня земли	0,4

Определение площади  поверхности производится по чертежам плана и разреза здания, при этом элементы наружных ограждений  измеряют:

- поверхности окон, дверей – по наименьшим размерам проемов в свету;

- высота стен – от нижней поверхности перекрытия пола (над не отапливаемым подвалом) до верха конструкции;

- длина стен и размеры угловых помещений – по размерам между осями внутренних стен, а угловых помещений – от внешней поверхности наружных стен до осей внутренних стен;

- поверхности потолков и пола – по размерам между осями внутренних стен и от внутренней поверхности стен;

При составлении таблицы расчета теплопотерь приняты обозначения:

НС – наружная стена;   ОД – окно двойное,    ПЛ – пол над не отапливаемым подвалом,

ПТ – потолок;

β – добавочные потери тепла на ориентацию по сторонам света.

Теплопотери, рассчитанные по формуле (1) без учета добавочных потерь (при Sb = 0), называются основными. Дополнительные теплопотери учитываются добавками к основным, задаваемыми в долях единицы. Выраженные коэффициентом b добавки подразделяются на несколько видов:

1. Добавка на ориентацию ограждения по сторонам света принимается для всех наружных вертикальных ограждений или проекций на вертикаль наружных наклонных ограждений. Для северной, северо-восточной, северо-западной, восточной ориентации b = 0,1; юго-восточной и западной b = 0,05; южной и юго-западной b = 0

     2. Добавка b = 0,05 вводится для не обогреваемого пола первого этажа над холодным

подпольем здания в местности с расчетной температурой наружного воздуха -40 °С и ниже.
3. Добавка на угловое помещение, имеющее две и более наружных стен, учитывает, что в таком помещении радиационная температура ниже, чем в рядовом. Поэтому в угловом помещении жилого дома температуру внутреннего воздуха принимают на 2 °С выше, чем в рядовом помещении, а в зданиях другого назначения увеличенные теплопотери учитывают добавкой b = 0,05 к основным теплопотерям вертикальных наружных ограждений.
4. Добавка на врывание холодного воздуха через наружные двери в здание, не оборудованное воздушно-тепловой завесой, при их кратковременном открывании принимается к основным теплопотерям дверей. Так, в здании высотой Н для тройных дверей с двумя тамбурами b = 0,20Н, для двойных дверей с тамбуром b = 0,27Н, для двойных дверей без тамбура b = 0,34Н, для одинарных дверей b = 0,22Н. Для наружных ворот при отсутствии тамбура и воздушно-тепловой завесы теплопотери рассчитываются с добавкой b = 3, а при наличии тамбура у ворот - с добавкой b = 1. Указанные добавки не относятся к летним и запасным наружным дверям и воротам.
2. Потери тепла на   нагревание инфильтрационного  наружного воздуха определяется по формуле:

                  ,                           (2)

где:

G – количество инфильтрационного воздуха кг/ч,



с =  1,006  - теплоемкость наружного воздуха;

          = 0,7 -для окон с тройными переплетами; 0,8 – для окон и балконов с двойными раздельными переплетами; 1- для окон с одинарными спаренными переплетами

   

 3. Бытовые теплопотери рассчитываются по формуле   Вт.                       (3)
 Порядок выполнения работы:

1. Определить в соответствии с расчетными зависимостями для каждого помещения трансмиссионные потери.
2.  Найти потери на нагревание инфильтрационного воздуха.
3. Рассчитать бытовые теплопотери.
4. По результатам проведенных расчетов определить требуемую тепловую мощность системы отопления для каждого помещения :
5. Расчёт теплопотерь свести в таблицу :

Помеще- ние		Ограждения						Коэффициент n	Добавки, %		Коэффициент  добавок (1+β)	Общие теплопотери, Вт	Расход тепла на инфильтрацию, Вт	Бытовые теплопотери, Вт	Расчетные теплопотери, Вт
№  помещения	Назначение	Наименование	Ориентация	Размер, мм	Площадь ()	Коэффициент теплопередачи	Рассчетная  разница Температур, ∆t Расчетная разница температур		На ориентацию	прочие
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16

     Расчёт теплопотерь отдельных помещений рекомендуется производить по вертикали: 101, 102, 103.
Графа 1. Поэтажно пронумеровываются помещения   здания: для первого этажа – 101, 102 и т.д., для 2 этажа –201, 202 и т.д.

Графа 2. Указывается назначение помещения и температура внутреннего воздуха в соответствии с его назначением ( по ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях»)


Графа 3. Наименование ограждений помещения: НС –наружная стена, Пл – пол, Пт – потолок, ВД– входнаядверь, БД – балконная дверь, ТО – тройное остекление, ДО– двойное остекление, ОО – одинарное остекление.

Графа 4. Ориентация здания по сторонам света принимается  в соответствии с заданием проекта.. В этой графе стороны света обозначаются сокращенно: С – север, Ю – юг, В –восток, З – запад, СВ – северо-восток, ЮЗ – юго-запад и т.д.

Графа 5. Линейные размеры ограждающих конструкций определяются с точностью до 0,1 м сог-ласно правилам обмера ( см. выше).

Графа 6. Площадь наружных ограждающих конструкций определяется с точностью до 0,1 м2.

Графа 7. Указывается коэффициент теплопередачи из теплотехнического расчета ограждающих конструкций. Для окон и балконных дверей записывается разность коэффициентов теплопередачи для окон и наружных стен.

Графа 8. Расчетная разность температур


Графа 9. Указывается коэффициент n сомножителем к расчетной разности температур для пола и потолка. Например, при t
в=22 °С, t
н= –37 °С, п=0,6 записываем .  Для окон и балконных дверей записывается разность коэффициентов теплопередачи для окон и наружных стен.

Графа10. Добавочные потери тепла на ориентацию по сторонам света принимаются для наружных стен, дверей, светопроемов, обращенных на север, восток, северо-восток и северо-запад– 0,10, на юго-восток и запад –0,05, на юг и юго-запад – 0,00.

Графа 11. Учитываются прочие потери:  для наружных дверей, не оборудованных воздушными и воздушно-тепловыми завесами, при высоте здания Н м, принимаются  в размере: 0,2·Н – для трой-ных дверей с двумя тамбурами между ними; 0,27·Н – для двойных дверей с тамбуром между ни-ми; 0,34·Н – для двойных дверей без тамбура; 0,22·Н – для одинарных дверей.

Графа 12. Указывается коэффициент, учитывающий добавочные теплопетери: (1+β).

Графа 13. Проставляются общие теплопотери ограждающих конструкций Вт.

Графа 14. Потери тепла на нагревание наружного воздуха, поступающего путем инфильтрации в помещение, следует определять расчетом по формуле (2). При большом числе помещений допускается определить потери тепла на инфильтрацию для одного характерного помещения на этаже, затем определить долю потерь на инфильтрацию от основных теплопотерь и подставить это значение в графу 14. Для жилых зданий в расчете допускается теплопотери на инфильтрацию принимать в размере 0,08 от основных для вертикальных поверхностей.

Графа 15. Заносятся бытовые теплопотери, рассчитанные по формуле (3).

Графа 16. Проставляется тепловая мощность системы отопления для каждого помещения:
         После определения теплопотерь всех помещений в здании определяют теплопотери здания Q
зд, суммируя теплопотери отдельных помещений.
  
Пример по расчету теплопотерь.
      Требуется рассчитать теплопотери через ограждающие конструкции 5-ти этажного жилого здания г. Новосибирске  для угловой, средней комнат и лестничной клетки.
Исходные данные: Фрагмент плана типового этажа и разрез здания по рис.(см. прил.)
Расчетная наружная температура t_н = -39 °С, согласно СНИП 23-01-99 «Строительная климатология», берется равной средней температуре наиболее холодной пятидневки (с обеспеченностью 0,92). Зона влажности принимается по СНИП 23-02-2003 «Тепловая защита»- сухая.

Расчетная температура внутреннего воздуха в жилых помещениях t_в = 20-22 °С принимается по ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях», на лестничной клетке -.

Толщина ограждающих конструкций и коэффициенты теплопередачи приведены в таблице:

  

Наименование ограждения	Толщина ограждения	Сопротивление теплопередаче	Коэффициент сопротивления
Наружная стена (многослойная)	476	2,12	0,47
Чердачное перекрытие	330	2,98	0,34
Подвальное перекрытие	330	2,98	0,34
Окно		0,704	1,42
Дверь		1,272	0,79

Решение:

1. Теплопотери через ограждающие конструкции.

а) комната 101,угловая,обращенная на север:
Так как комната угловая, примем  .

НС (наружная стена):   = =389,14 Вт  и умножим на () = (1+0,1) = 1,1- дополнительные теплопотери на ориентацию. Получим 389,14= 428 Вт
ТО ( тройное остекление), обращенное на север:
 =  160 Вт
НС ( наружная стена), ориентированная на запад:

 479  Вт
ПЛ ( пол):    193 Вт,

Итого  = 428+160+479+193= 1260 Вт
Определим потери тепла на   нагревание инфильтрационного  наружного воздуха

в комнате 101:    = 844 Вт

      Здесь 1,509 -  плотность воздуха при
Бытовые тепловыделения рассчитывают по СНИПу 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»:   155 Вт

Расчетные теплопотери, т.е. нагрузка на систему отопления   по комнате 101 составят:
= 1260+844-155=1949 Вт
 По остальным помещениям теплопотери определяются аналогично ( см. таблицу, приложение 1)