ПРИЛОЖЕНИЕ Н - ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ТЕПЛЫХ ЧЕРДАКОВ И ПОДВАЛОВ

Пример 1

Теплотехнический расчет теплого чердака

А. Исходные данные

Место строительства - Москва, text=-28 °С; Dd=4943 °С×сут.

Тип здания - рядовая секция 17-этажного жилого дома.

Кухни в квартирах с электроплитами.

Площади покрытия (кровли) над теплым чердаком Аg.c=252,8 м2, перекрытия теплого чердака Аg.f=252,8 м2, наружных стен теплого чердака Аf.w=109,6 м2. Приведенную площадь определяем по формуле (28) аg.w=109,6/252,8=0,4335.

Сопротивление теплопередаче стен R0g.w=1,8 м2×°С/Вт.

В теплом чердаке размещена верхняя разводка труб систем отопления и горячего водоснабжения. Расчетные температуры системы: отопления с верхней разводкой 95 °С, горячего водоснабжения - 60 °С. Длина трубопроводов верхней разводки системы отопления составила:

dpi, мм	80	50	32	25	20
lpi, м	15	17	19,3	27,4	6,3

Длина трубопроводов горячего водоснабжения составила:

dpi, мм	80	50	32	25
lpi, м	3,5	16	12,4	6

Температура воздуха в помещениях верхнего этажа tint=20 °С.

Температура воздуха, поступающего в теплый чердак из вентиляционных каналов, tven=21,5 °С.

Б. Порядок расчета

1. Согласно табл. 16 СНиП II-3 требуемое сопротивление теплопередаче покрытия жилого здания R0req для Dd=4943 °С×сут равно 4,67 м2×°С/Вт.

Определим согласно п. 6.2.1 величину требуемого сопротивления теплопередаче перекрытия теплого чердака R0g.f по формуле (23), предварительно вычислив коэффициент n по формуле (24), приняв температуру воздуха в теплом чердаке tintg=14°С.

n=(tint-tintg)/(tint-text)=(20-14)/(20+28)=0,125.

Тогда R0g.f=nR0req=0,125×4,67=0,58 м2×°С/Вт.

Проверим согласно п. 6.2.2 выполнение условия Dt£Dtn для потолков помещений последнего этажа при Dtn= 3°С

Dt=(tint-tintg)/(R0g.fai)=(20-14)/(0,58×8,7)=1,2 °C<Dtn.

2. Вычислим согласно п. 6.2.3 величину сопротивления теплопередаче перекрытия чердака R0g.c, предварительно определив следующие величины:

сопротивление теплопередаче наружных стен чердака из условия невыпадения конденсата равно 1,8 м2×°С/Вт;

приведенный расход воздуха в системе вентиляции определяют по таблице 6:

Gven=26,4 кг/(м2×ч) - для 17-этажного дома с электроплитами.

Приведенные теплопоступления от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения определяют на основе исходных данных для труб и соответствующих значений qpi по таблице 7:

(31,8×15+25×17+22,2×19,3+20,4×27,4+18,1×6,3+19,2×3,5+14,9×16+

+13,3×12,4+12×6)/252,8=10,07 Вт/м2.

Тогда сопротивление теплопередаче покрытия чердака R0g.c равно:

R0g.c=(14+28)/[0,28×26,4(21,5-14)+(20-14)/0,58+10,07-(14+28)×0,4335/1,8]=42/65,74=

=0,64 м2×°С/Вт.

3. Проверим наружные ограждающие конструкции чердака на условие невыпадения конденсата на их внутренней поверхности. С этой целью рассчитывают согласно п. 6.2.5 температуры на внутренней поверхности покрытия tsig.c и стен tsig.w чердака по формуле (28):

tsig.c=14-[(14+28)/(12×0,64)]=8,53 °С;

tsig.w=14-[(14+28)/(8,7×1,8)]=11,32 °С.

Определим температуру точки росы td воздуха в чердаке.

Средняя упругость водяного пара за январь для Москвы равна еH=2,8 гПа. Влагосодержание наружного воздуха fext определяют по формуле (30)

fext=0,794×2,8/(1-28/273)=2,478 г/м3.

Влагосодержание воздуха теплого чердака fg определяют по формуле (29) для домов с электроплитами

fg=2,478+3,6=6,078 г/м3.

Упругость водяного пара воздуха в чердаке еg определяют по формуле (31)

eg=6,078(1+14/273)/0,794=8,047 гПа.

По приложению Л находим температуру точки росы td=3,8 °С, что значительно меньше минимальной температуры поверхности (в данном случае покрытия) 8,53 °С. Следовательно, конденсат на покрытии и стенах чердака выпадать не будет.

Суммарное сопротивление теплопередаче горизонтальных ограждений теплого чердака составляет R0g.c+R0g.f=0,64+0,58=1,22 м2×°С/Вт при требуемом согласно СНиП II-3 сопротивлении теплопередаче обычного покрытия здания R0req= 4,67 м2×°С/Вт. Таким образом, в теплом чердаке теплозащита, эквивалентная требованию СНиП II-3, обеспечивается не только ограждениями (стенами, перекрытиями и покрытиями), а и за счет теплопотерь трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения и утилизации теплоты внутреннего воздуха, удаляемого из квартир при естественной вентиляции.

Пример 2

Теплотехнический расчет «теплого» подвала

А. Исходные данные

Тип здания - рядовая секция 17-этажного жилого дома при наличии нижней разводки труб систем отопления и горячего водоснабжения.

Место строительства - Москва, text=-28 °С; Dd=4943 °С×сут.

Площадь цокольного перекрытия (над подвалом) Аb=281 м2.

Ширина подвала - 13,8 м; площадь пола подвала - 281 м2.

Высота наружной стены подвала, заглубленной в грунт, - 1,04 м. Площадь наружных стен подвала, заглубленных в грунт, - 48,9 м2.

Суммарная длина l поперечного сечения ограждений подвала, заглубленных в грунт,

l=13,8+2×1,04=15,88 м.

Высота наружной стены подвала над уровнем земли - 1,2 м.

Площадь наружных стен над уровнем земли Аb.w=53,3 м2.

Объем подвала Vb=646 м3.

Расчетные температуры системы отопления нижней разводки 70 °С, горячего водоснабжения 60 °С.

Длина трубопровода системы отопления с нижней разводкой lpi составила:

dpi, мм	80	70	50	40	32	25	20
lpi, м	3,5	10,5	11,5	4,0	17,0	14,5	6,3

Длина трубопроводов горячего водоснабжения составляет:

dpi, мм	40	25
lpi, м	47	22

Труб систем газораспределения в подвале нет, поэтому кратность воздухообмена в подвале na=0,5 ч-1.

Температура воздуха в помещениях первого этажа tint=20 °С.

Б. Порядок расчета

1. Сопротивление теплопередаче наружных стен подвала над уровнем земли принимают согласно п. 6.3.2 равным сопротивлению теплопередаче наружных стен R0b.w=3,13 м2×°С/Вт.

2. Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций заглубленной части подвала определим согласно п. 6.3.3 как для стен и полов на грунте, состоящих из термического сопротивления стены, равного 3 м2×°С/Вт, и участков пола подвала. Сопротивление теплопередаче участков пола подвала (начиная от стены до середины подвала) шириной: 1 м - 2,1 м2×°С/Вт; 2 м - 4,3 м2×°С/Вт; 2 м - 8,6 м2×°С/Вт; 1,9 м - 14,2 м2×°С/Вт. Соответственно площадь этих участков для части подвала длиной 1 м будет равна 1,04 м2 (стены, контактирующей с грунтом), 1 м2, 2 м2, 2 м2, 1,9 м2.

Таким образом сопротивление теплопередаче заглубленной части стен подвала равно:

R0r.s=2,1+3=5,1 м2×°С/Вт.

Вычислим приведенное сопротивление теплопередаче ограждений заглубленной части подвала

R0s=7,94/(1,04/5,1+1/2,1+2/4,3+2/8,6+1,9/14,2)=5,25 м2×°С/Вт

3. Согласно таблице 1б СНиП II-3 требуемое сопротивление теплопередаче перекрытия над подвалом жилого здания R0req для Dd=4943 °С×сут равно 4,12 м2×°С/Вт.

Согласно п. 6.3.4 определим значение требуемого сопротивления теплопередаче цокольного перекрытия над «теплым» подвалом R0b.c по формуле

R0b.c=nR0req,

где n - коэффициент, определяемый при принятой минимальной температуре воздуха в подвале tintb=2 °С

n=(tint-tintb)/(tint-text)=(20-2)/(20+28)=0,375.

Тогда R0b.c=0,375×4,12=1,55 м2×°С/Вт.

4. Определим температуру воздуха в подвале tintb согласно п. 6.3.5.

Предварительно определим значение членов формулы (34), касающихся тепловыделений от труб систем отопления и горячего водоснабжения, используя данные таблицы 7

22,8×3,5+2,03×10,5+17,7×11,5+17,3×4+15,8×17+14,4×14,5+12,7×6,3+14,6×47+

+12×22=2073 Вт.

Рассчитаем значение температуры tintb из уравнения теплового баланса при назначенной температуре подвала 2 °С

tintb=[(20×281/1,55+2073-0,28×646×0,5×1,2×28-28×329,9/5,25-28×53,3/3,13)]/(281/1,55+

+0,28×646×0,5×1,2+329,9/5,25+53,3/3,13)=423,8/369,7=1,15 °C.

Тепловой поток через цокольное перекрытие составил

qb.c=(20-1,15)/1,55=12,2 Вт/м2.

5. Проверим, удовлетворяет ли теплозащита перекрытия над подвалом требованию нормативного перепада Dtn= 2 °С для пола первого этажа.

По формуле (1) СНиП II-3 определим требуемое сопротивление теплопередаче

R0req=(20-2)/(2×8,7)=1,03 м2×°С/Вт < R0b.c=1,55 м2×°С/Вт.

Требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия над «теплым» подвалом составляет 1,55 м2×°С/Вт при требуемом согласно СНиП II-3 сопротивлении теплопередаче перекрытий над подвалами 4,12 м2×°С/Вт. Таким образом, в «теплом» подвале эквивалентная требованиям СНиП II-3 теплозащита обеспечивается не только ограждениями (стенами и полом) подвала, но и за счет утилизации теплоты от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения.