tвн — расчетная температура внутреннего воздуха — приложение 8;
tн — расчетная температура наружного воздуха — приложение 1;
Δtн — нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции — приложение 9;
αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций — приложение 10.
Определим теплопотери сельского дома, план которого представлен на рис. 2.
Рис. 2. План дома:
1 — кухня-столовая; 2 и 3 — жилые комнаты; 4 — ванная комната с санузлом; 5 — коридор; 6 — котельная.
Подчеркнутые размеры являются длиной наружных ограждений отдельных помещений дома
Наружные стены дома (рис. 3), выполненные из силикатного кирпича, имеют толщину 0,51 м с внутренней штукатуркой толщиной 0,02 м. Окна двойные со спаренными деревянными переплетами.
Рис. 3.Наружные ограждения:
I — стена; II — потолок; III — пол; 1 — кирпичная кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе; 2 — штукатурка на известково-песчаном растворе; 3 — засыпка из керамзитового гравия; 4 — пергамин; 5 — железобетонная плита; 6 — линолеум; 7 — оргалит; 8 — пергамин; 9 — доска сосновая
Размер строительных проемов под них составляет 1,6х1,6 м. Наружные двери двойные, размер строительных проемов под них — 2,2x1,2 м.
Потолок в здании (рис. 3) имеет трехслойное покрытие, состоящее из железобетонной плиты толщиной 0,05 м, слоя пергамина толщиной 0,002 м и гравия керамзитового, слой которого имеет толщину 0,2 м.
Полы уложены на лагах. Настил пола (рис. 3) выполнен из сосновых досок толщиной 0,04 м и имеет сверх того трехслойное покрытие, состоящее из пергамина толщиной 0,002 м, оргалита толщиной 0,005 м и линолеума толщиной 0,005 м.
Высота помещения (расстояние от чистого пола до потолка) — 2,7 м. Расстояние or земли до чистого пола — 0,8 м (рис. 4).
Рис. 4. Принципиальная схема горячего и холодного водоснабжения с элементами системы отопления:
1 — артскважина; 2 — бак-накопитель холодной воды; 3 — водонагреватель; 4 — дровяная колонка с ванной; 5 — трубопроводы подачи холодной воды; 6 — трубопровод подачи теплой воды из водонагревателя; 7 — котел системы отопления; 8 — главный стояк; 9 — стояк; 10 — подающие трубопроводы; 11 — обратные трубопроводы; 12 — подводка к батареям; 13 — батареи; 14 — расширительный бак; 15 — сигнальные трубы; 16 — циркуляционная труба; 17 — гибкие трубопроводы; ЦК — центр котла; ЦБ — центр батареи
К стене, обращенной на северо-запад, пристроена котельная, наружные размеры которой составляют 4,5x2,3 м. В этой помещении находится отопительные котел 1, артскважина 2, ящик для хранения запаса топлива, расположенный паз площадкой 5 (рис. 5), и накопительная емкость для холодной воды 2 (рис. 4). Потолок пристройки (рис. 4) находится на уровне потолка жилого помещения, а пол заглублен на 0,4 м в землю. Полом пристройки (рис. 3) является монолитная бетонная плита толщиной 0,1 м. Наружные стены пристройки, как и всего дома, выполнены из силикатного кирпича и имеют толщину 0,51 м с внутренней штукатуркой толщиной 0,02 м. Пристройка имеет фрамугу, строительный проем которой равен 0,6x1,6 м. Дом, рассчитанный на 4 человек, находится в Московской области. Крыша дома покрыта рулонным материалом. Чердачное помещение не продуваемое, в силу чего температура воздуха в нем на 3…5 °C выше, чем снаружи.
Рис. 5. Размещение в доме сантехнического оборудования и газовой плиты:
1 — котел отопительный; 2 — артскважина; 3 — ванна и дровяная колонка; 4 — водоподогреватель; 5 — площадка, под которой размещается ящик для топлива; 6 — умывальник; 7 — унитаз; 8 — мойка; 9 — газовая плита; 10 — батарея
Расчетная зимняя температура наружного воздуха в Московской области tн = —25 °C, зона влажности нормальная (см. приложение 1).
Относительная влажность воздуха в жилых помещениях должна быть в пределах 50…60 %. Исходя из этих данных по приложению 3, устанавливаем условия эксплуатации. Они соответствуют букве «Б». Конкретные значения колонки «Б» находим в приложении 4.
Из условий примера известно, что для сооружения дома использованы следующие материалы, толщина и теплопроводность которых приведены в табл.1.
Располагая всеми необходимыми сведениями, рассчитаем сопротивление теплопередачи наружных ограждений дома.
Определим величину сопротивления теплопередаче стен дома.
Rост = Rан + δ3/λ3 + δ4/λ4 + Rн,
Rан = 0,115 м2°С/Вт, Rн = 0,043 м2°С/Вт + Rост = 0,115 + 0,51/0,81 + 0,043 = 0, 763 м2°С/Вт
Определим величину сопротивления теплопередаче потолка.
Rопт = Rан + δ1/λ1 + δ7/λ7 + δ3/λ3 + Rн,
Rан = 0,115 м2°С/Вт, Rн = 0,086 м2°С/Вт
Rопт = 0,115 + 0,05/2,04 + 0,002/0,17 + 0,2/0,2 + 0,086 = 1,235 м2°С/Вт
Таким же образом вычислим сопротивление теплопередаче полов. Полы в пристройке (котельной) являются неутепленными, так как бетонное покрытие пола имеет теплопроводность, превышающую 1,16 Вт/(м°С), в силу чего Rнеут. пола I зоны = 2,15 м2°С/Вт, а Rнеут. пола II зоны = 4,3 м2°С/Вт.
Полы в жилой части строения, кроме дощатого настила толщиной 0,04 м, имеют трехслойное покрытие из пергамина, оргалита и линолеума.
Rутепл. пола I зоны = Rнеутепл. пола I зоны + δ6/λ6 + δ7/λ7 + δ9/λ9 + δ8/λ8 = 2,15 + 0,040/0,18 + 0,002/0,17 + 0,005/0,23 + 0,005/0,35 = 2,15 + 0,264 = 2,414 м2°С/Вт
Rутепл. пола II зоны = 4,3 + 0,264 = 4,564 м2°С/Вт
Сопротивление теплопередаче полов, расположенных на лагах, будет следующим:
Rлаг = Rутепл. пола/0,85
Rлаг I зоны = 2,414/0,85 = 2,84 м2°С/Вт
Rлаг II зоны = 4,564/0,85 = 2,84 м2°С/Вт
Сопротивление теплопередаче двойных окон Rокон = 0,34 м2°С/Вт
Сопротивление теплопередаче двойных дверей Rо дверей = 0,43 м2°С/Вт
Как было сказано ранее, теплопотери через отдельные ограждения вычисляются по формуле: Ф = F·I/Rо·(tвн — tн)·n + Фдоб.
Рассмотрим значение каждого члена этой формулы применительно к условиям нашего примера.
F — площадь ограждения, которая вычисляется с соблюдением правил, изложенных ранее.
Размеры потолка и пола приведены на рис. 6, размеры наружных стен приведены на рис. 2. И те и другие подчеркнуты.
Толщина потолка, пола и высота наружных стен приведены ниже.
Толщина потолка:
- плита железобетонная…0,050 м
- засыпка из керамзитового гравия… 0,2 м
- пергамин…0,002 м
- толщина потолка…0,252 м
Толщина пола:
- дощатый настил…0,04 м
- пергамин…0,002 м
- оргалит…0,005 м
- линолеум…0,005 м
- толщина пола…0,052 м
Высота стен в пристройке (котельной):
- толщина потолка…0,252 м
- высота помещения…2,7 м
- расстояние от чистого пола до земли…0,8 м
- высота стен в пристройке…3,75 м
Высота стен в жилых помещениях:
- толщина потолка…0,252 м
- высота помещения…2,7 м
- толщина пола…0,052 м
- высота стен в жилых помещениях…3 м
I/Rо — К — коэффициент передачи ограждения, величина, обратная сопротивлению теплопередаче.
Значения сопротивления теплопередаче и коэффициента теплопередачи ограждений приведены в табл.2.
(tвн — tн)·n — расчетная разность температур.
Пример: Вычислить представленное выражение для наружной стены дома, находящегося в Подмосковье. Стена является ограждением жилой комнаты.
Решение: tн = -25 °C, tвн = 20 °C, n = 1
[20 — (-25)]·1 = 20 + 25 = 45 °C
Фдоб = добавочные теплопотери
Значения добавочных теплопотерь в процентах к основным теплопотерям приведены выше. Для проведения расчетов необходимо перевести проценты в коэффициент для учета добавок.
Пример 1. Основные теплопотери через ограждения составляют 2000 Вт. Добавки составляют: на страны света 5 %, на ветер 5 %, прочие 5 %. Определить величину теплопотерь ограждения вместе с добавками.
Решение.