- •Эффективность тепловой защиты зданий Методические указания
- •Предназначено для магистрантов направления «Строительство», обучающихся по программе «Проектирование гражданских зданий с применением современных конструктивных и энергосберегающих решений»
- •Введение
- •1. Классы энергетической эффективности зданий
- •2. Определение фактического теплового потока
- •Классы энергетической эффективности зданий
- •3. Определение нормативного теплового потока
- •4. Определение площади и размеров окон
- •5. Примеры расчета
- •Решение
- •1 Проем 1,5 1,5 0,75 м
- •2 Точка (1 м от задней стены, по оси помещения) 0,88
- •Сп 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция сНиП 23-01-99* , м.: Минрегион России, 2012.-108с
- •Сп 52.13330.2011 Естественное и искусственное освещение. Актуализированная редакция сНиП 23-05-95*, Минрегион России. -м.: оао «цпп», 2011.-115с
- •Сп 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция сНиП 23-02-2003, м.: Минрегион России, 2012.-117с
- •Приложения
- •Методические указания
- •«Эффективность тепловой защиты зданий»
- •394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
1 Проем 1,5 1,5 0,75 м
Толщина наружной стены (s): 0,53 м
Заполнение: переплеты деревянные спаренные
Остекление: двойное
Затемнение балконами/навесами: нет
2. - Выводы:
Вычисленные коэффициенты освещенности (КЕО) по точкам:
1 точка (1 м от задней, 1 м от правой стены помещения) 0,84
2 Точка (1 м от задней стены, по оси помещения) 0,88
3 точка (1 м от задней, 1 м от левой стены помещения) 0,84
4 точка (центральная точка помещения) 2,43
Уровень определения КЕО - в уровне пола помещения.
Значение коэффициента Кзд2, учитывающего среднестатистическое затенение световых проемов в жилых помещениях противостоящими зданиями. по табл.П.1.21 Кзд2 = 0,6, тогда расчетное значение КЕО в точке №2 равно
КЕО(2) = 0,88 х 0,6 = 0,53% ˃ 0,45% = eN,
следовательно, КЕО в помещении с окном размером 1,5 х 1,5м соответствует нормативным требованиям.
6. Определим общее сопротивление теплопередаче наружной стены по (1.2)
Roр = 1/αв + Σ(Ri) + 1/αн,
где αв = 8,7 Вт/м2 оС для наружных стен по табл. П.1.4;
αн = 23 Вт/м2 оС по табл. П.1.5.
Ri = δi/λi – термические сопротивления слоев конструкции;
λi – расчетные коэффициенты теплопроводности материалов по табл. П.1.10, принимаемые в зависимости от условий эксплуатации ограждения:
- влажностный режим помещения – нормальный (табл. П.1.6);
- зона влажности территории – сухая (прил. П.1.9);
- условия эксплуатации ограждения – А (табл. П.1.7);
Расчетные коэффициенты теплопроводности для
- сложного раствора λ1 = 0,7 Вт/м оС;
- кладки из силикатного кирпича λ2 = 0,76 Вт/м оС.
Тогда общее сопротивление теплопередаче наружной стены
Roстены = 1/8,7 + 0,02/0,7 + 0,51/0,76 +1/23 =
0,115 + 0,029 + 0,671 + 0,043 = 0,858 м2 оС/ Вт.
Сопротивление теплопередаче заполнения оконного проема для двойных спаренных деревянных переплетов по табл. П.1.1 Roокна = 0,4 м2 оС/ Вт.
Площадь окна составляет Fокна = 2,25м2 ,
-площадь каменной кладки Fстены = (3,0 х 2,8 – 2,25) = 6,15м2.
Значение приведенного общего сопротивления теплопередаче участка стены определим по формуле (1.7)
Roр = (Roстены х Fстены + Roокна х Fокна)/( Fстены + Fокна) =
(0,858 х 6,15 + 0,4 х 2,25)/(6,15 + 2,25) = 0,686 м2 оС/ Вт.
Расчетный тепловой поток за отопительный период равен
qтр = (tв – tн)/ Roр = (20-(-2,5))/0,686 = 32,8 Вт/м2
Значения tв и tн приняты по табл. П.1.2 и .1.8.
Величина нормативного теплового потока qhн определяется по значению нормативного сопротивления теплопередаче по формуле (1.8)
qтн = (tв – tн)/ Roн ,
где Roн – нормируемое значение сопротивления теплопередаче, определяемое исходя из условий энергосбережения для стен жилых зданий по формуле 1.9
Roн = 1,4 + 0,00035 ГСОП.
Параметр ГСОП = (tв – tоп) zоп (формула 1.11) равен
ГСОП = (20-(-2,5)) 190 = 4275 оС сут.,
где zоп = 190сут. (табл. П.1.8).
Тогда
Roн = 1,4 + 0,00035 х 4275 = 2,9 м2оС /Вт
и величина нормативного теплового потока равна
qтн = (20 – (-2,5)/2,9 = 7,76 Вт/ м2
Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода
тепловой энергии на отопление здания qhр от нормативного qhн , % составляет
(qтр – qтн)/ qтр = (32,8 – 7,76)/32,8= 0,76= 76 %.
В соответствии с табл. 1.1 класс энергетической эффективности ограждения Е (низкий). Рекомендуется реконструкция при соответствующем экономическом обосновании или снос.
Пример №2
С целью повышения класса энергетической эффективности ограждения увеличим общее сопротивление теплопередаче наружной стены и заполнения оконных проемов до значений. рекомендуемых СНиП 23-02-2003.
Рекомендуемое сопротивление теплопередаче стены (из примера №1)
Roн = 1,4 + 0,00035 х 4275=2,9 м2оС/Вт.
Сопротивление теплопередаче заполнения оконного проема примем в соответствии с табл. П.1.1 для двухкамерного стеклопакета в одинарном переплете с межстекольным расстоянием 8мм
Rwн = 0.51 м2оС/Вт.
Утепление стены произведем снаружи стены перлитопластобетоном плотностью 100 кг/м3 λ3 = 0,041 Вт/м оС с оштукатуриванием цементно-перлитовым
раствором толщиной 20мм плотностью 800 кг/м3 λ4 = 0,21 Вт/м оС
(табл. П.1.10). Требуемая толщина перлитопластобетона
δ3 >= 0,041 (2,9-1/8,7-0,02/0,7-0,51/0,76-0,02/0,21-1/23)=
0,041 (2,9-0,115-0,029-0,671-0,095-0,043) = 0,08м.
Принимаем толщину утеплителя 0,08м, тогда расчетное сопротивление теплопередаче стены
Roстены = 1/8,7 + 0,02/0,7 + 0,51/0,76 + 0,08/0,041 + 0,02/0,21 + 1/23 =
0,115 + 0,029 + 0,671 + 1,951 + 0,095 + 0,043 = 2,904 м2оС/Вт .
Площадь окна составляет Fокна = 2,25м2 ,
площадь каменной кладки Fстены = (3,0 х 2,8 – 2,25) = 6,15м2.
Значение приведенного общего сопротивления теплопередаче участка стены определим по формуле (1.7)
Roр = (Roстены х Fстены + Roокна х Fокна)/( Fстены + Fокна) =
(2,904 х 6,15 + 0,51 х 2,25)/(6,15 + 2,25) = 2,263 м2 оС/ Вт.
Расчетный тепловой поток за отопительный период равен
qтр = (tв – tн)/ Roр = (20 – (-2,5))/2,263 = 9,94 Вт/ м2
Величина нормативного теплового потока равна
qтн = (20 – (-2,5))/ 2,9 = 7,76 Вт/ м2
Отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания qтр от нормативного qтн , % составляет
(qтр – qтн)/ qтр = (9,94 – 7,76)/9,94 = 0,22
15,1%˂22%˂50%
В соответствии с табл. 1.1 класс энергетической эффективности ограждения D (пониженный). Рекомендуется реконструкция при соответствующем экономическом обосновании.
Следовательно, произведенное утепление наружной стены недостаточно.
Для того, чтобы ограждение отвечало требованиям класса энергетической эффективности С (нормальный) по табл. 1.1, необходимо выполнение условия
-5%˂ (qтр – qтн)/ qhр˂5%
т.е. должно соблюдаться примерное равенство расчетного и рекомендуемого тепловых потоков qтр ≈ qтн, что требует приближенного равенства сопротивлений теплопередаче Roр ≈ Roн, или
Roр = (Roстены х Fстены + Roокна х Fокна)/( Fстены + Fокна) ≈ Roн .
С учетом расчетных значений параметров рассматриваемой конструкции ограждения
(Roстены х 6,15 + Roокна х 2,25)/( 6,15 + 2,25) ≈ 2,9 м2 оС/ Вт.
Приведенное сопротивление теплопередаче ограждения увеличим засчет общего сопротивления теплопередаче каменной кладки, необходимое значение которого найдем из выражения
Roстены ≈ (2,9 × 8,4 – 0,51×2,25)/6,15 = 3,774 м2оС/Вт.
Требуемая толщина утеплителя составит
δ3 ≈ 0,041×(3,774-1/8,7-0,02/0,7-0,51/0,76-0,02/0,21-1/23)=
0,041×(3,774-0,115-0,029-0,671-0,095-0,043) = 0,115м.
Принимаем толщину утеплителя 0,12м. Выполним проверку соответствия ограждения заданному классу энергетической эффективности.
Общее сопротивление теплопередаче стены
Roстены = 1/8,7 +0,02/0,7 + 0,51/0,76 + 0,12/0,041 + 0,02/0,21 + 1/23 =
= 0,115 + 0,029 + 0,671 + 2,927 + 0,095 + 0,043 = 3,78 м2оС/Вт.
Приведенное расчетное сопротивление теплопередаче ограждения
Roр = (Roстены × Fстены + Roокна × Fокна)/( Fстены + Fокна) =
=(3,78 х 6,15+0,51 х 2,25)/(6,15+2,25) = (23,25+1,15)/8,4 = 2,905 м2оС/Вт.
Расчетное значение теплового потока
qтр = (tв – tн)/ Roр = (20 – (-2,5))/2,90 = 7,76 Вт/ м2
Отклонения расчетного (фактического) значения удельного расхода тепловой
энергии на отопление здания qтр от нормативного qтн , % составляет
(qтр – qтн)/ qтр = (7,76 – 7,75)/7,76 = 0,001
-5%˂0,1%˂+5%
В соответствии с табл. 1.1 класс энергетической эффективности ограждения С (нормальный). Рекомендуется экономическое стимулирование органами администрации субъектов РФ.
Произведенное утепление наружной стены является достаточным.
Библиография