Устойчивост на топлопредаване на врати и порти. Входни метални врати с термо прекъсване

Изискваното общо съпротивление на топлопреминаване за външни врати (с изключение на балконски врати) трябва да бъде най-малко 0,6
за стени на сгради и конструкции, определени при прогнозната зимна температура на външния въздух, равна на средната температура на най-студения петдневен период с вероятност 0,92.

Приемаме действителното общо съпротивление на топлопреминаване на външни врати
=
, тогава действителното съпротивление на топлопреминаване на външните врати е
, (m 2 ·С)/W,

, (18)

където t in, t n, n, Δt n, α in – същото като в уравнение (1).

Коефициентът на топлопреминаване на външните врати k dv, W/(m 2 ·С), се изчислява по уравнението:

.

Пример 6. Топлотехнически изчисления на външни огради

Изходни данни.

Жилищна сграда, t = 20С .

Стойности на топлинните характеристики и коефициенти tхп(0,92) = -29С (Приложение А);

α in = 8,7 W/(m 2 ·С) (Таблица 8); Δt n = 4С (Таблица 6).

Процедура за изчисление.

Определете действителното съпротивление на топлопреминаване външна врата
съгласно уравнение (18):

(m 2 ·С)/W.

Коефициентът на топлопреминаване на външната врата k dv се определя по формулата:

W/(m 2 ·С).

2 Изчисляване на топлоустойчивостта на външните огради през топлия период

Външните огради се проверяват за устойчивост на топлина в райони със средна месечна температура на въздуха през юли от 21 ° C и по-висока. Установено е, че колебанията в температурата на външния въздух A t n, C възникват циклично, подчиняват се на закона на синусоидата (Фигура 6) и от своя страна предизвикват колебания в действителната температура чрез вътрешна повърхностфехтовка
, които също протичат хармонично според закона на синусоидата (Фигура 7).

Термичното съпротивление е свойството на оградата да поддържа относително постоянна температура на вътрешната повърхност τ в, С, с колебания във външни топлинни влияния
, С, и предоставят комфортни условияв стая. Докато се отдалечавате от външната повърхност, амплитудата на температурните колебания в дебелината на оградата A τ , С намалява, главно в дебелината на слоя, който е най-близо до външния въздух. Този слой с дебелина δ pk, m, се нарича слой с резки температурни колебания A τ, С.

Фигура 6 – Флуктуации в топлинните потоци и температурите на повърхността на оградата

Фигура 7 – Затихване на температурните колебания в оградата

Изпитването на термична устойчивост се извършва за хоризонтални (покриващи) и вертикални (стенни) огради. Първо се установява допустимата (необходима) амплитуда на температурните колебания на вътрешната повърхност
външна ограда, като се вземат предвид санитарните и хигиенните изисквания в израза:

, (19)

където t nl е средната месечна външна температура за юли (летен месец), С, .

Тези колебания възникват поради колебания в проектните температури на външния въздух
,С, определя се по формулата:

където A t n е максималната амплитуда на дневните колебания на външния въздух за юли, С, ;

ρ – коефициент на поглъщане на слънчевата радиация от материала на външната повърхност (табл. 14);

I max, I avg – съответно максималните и средните стойности на общата слънчева радиация (директна и дифузна), W/m 3, приети:

а) за външни стени - като за вертикални повърхности със западна ориентация;

б) за покрития - като за хоризонтална повърхност;

α n - коефициент на топлопреминаване на външната повърхност на оградата при летни условия, W/(m 2 ·С), равен на

където υ е максималната средна скорост на вятъра за юли, но не по-малко от 1 m/s.

Таблица 14 – Коефициент на поглъщане на слънчевата радиация ρ

Големината на действителните вибрации във вътрешната равнина
,С, ще зависи от свойствата на материала, характеризиращ се със стойностите на D, S, R, Y, α n и допринасящ за намаляване на амплитудата на температурните колебания в дебелината на оградата A t. Коефициент на затихване определя се по формулата:

където D е топлинната инерция на ограждащата конструкция, определена по формулата ΣD i = ΣR i ·S i ;

e = 2.718 – основа на натурален логаритъм;

S 1 , S 2 , …, S n – изчислени коефициенти на топлопоглъщане на материала на отделните слоеве на оградата (Приложение А, таблица А.3) или таблица 4;

α n – коефициентът на топлопреминаване на външната повърхност на оградата, W/(m 2 ·С), се определя по формула (21);

Y 1, Y 2,…, Y n е коефициентът на топлопоглъщане на материала върху външната повърхност на отделните слоеве на оградата, определен по формули (23 ÷ 26).

,

където δi е дебелината на отделните слоеве на ограждащата конструкция, m;

λ i – коефициент на топлопроводимост на отделните слоеве на ограждащата конструкция, W/(m·С) (Приложение А, Таблица А.2).

Коефициентът на топлопоглъщане на външната повърхност Y, W/(m 2 ·С), на отделен слой зависи от стойността на неговата топлинна инерция и се определя при изчислението, като се започне от първия слой от вътрешната повърхност на стая към външната.

Ако първият слой има D i ≥1, тогава трябва да се вземе коефициентът на поглъщане на топлина на външната повърхност на слоя Y 1

Y 1 = S 1 . (23)

Ако първият слой има D i< 1, то коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоев ограждающей конструкции, начиная с первого слоя:

за първия слой
; (24)

за втория слой
; (25)

за n-ти слой
, (26)

където R 1 , R 2 ,…, R n – топлинно съпротивление на 1-ви, 2-ри и n-ти слоеве на оградата, (m 2 ·С)/W, определено по формулата
;

α in – коефициент на топлопреминаване на вътрешната повърхност на оградата, W/(m 2 ·С) (Таблица 8);

Въз основа на известни стойности И
определяне на действителната амплитуда на температурните колебания на вътрешната повърхност на ограждащата конструкция
,C,

. (27)

Ограждащата конструкция ще отговаря на изискванията за устойчивост на топлина, ако условието е изпълнено

(28)

В този случай ограждащата конструкция осигурява комфортни условия в помещението, предпазвайки от въздействието на външни топлинни колебания. Ако
, тогава ограждащата конструкция не е топлоустойчива, тогава е необходимо да се използва материал с висок коефициент на топлопоглъщане S, W/(m 2 ·С) за външните слоеве (по-близо до външния въздух).

Пример 7. Изчисляване на топлоустойчивостта на външна ограда

Изходни данни.

Ограждаща конструкция, състояща се от три слоя: мазилка от цименто-пясъчен разтвор с обемна маса γ 1 = 1800 kg/m 3, дебелина δ 1 = 0,04 m, λ 1 = 0,76 W/(m·С); изолационен слой от обикновена глинена тухла γ 2 = 1800 kg/m 3, дебелина δ 2 = 0,510 m, λ 2 = 0,76 W/(mС); изправени пред пясъчно-варова тухлаγ 3 = 1800 kg/m 3, дебелина δ 3 = 0,125 m, λ 3 = 0,76 W/(m·С).

Район на строителството - Пенза.

Прогнозна вътрешна температура на въздуха tв = 18 С .

Нивото на влажност в помещението е нормално.

Работно състояние – А.

Изчислени стойности на топлинните характеристики и коефициенти във формулите:

t nl = 19,8С;

R1 = 0,04/0,76 = 0,05 (m 2 °C)/W;

R2 = 0,51/0,7 = 0,73 (m 2 °C)/W;

R3 = 0,125/0,76 = 0,16 (m 2 °C)/W;

S 1 = 9,60 W/(m 2 °C); S 2 = 9,20 W/(m 2 °C);

S3 = 9,77 W/(m 2 °C); (Приложение A, Таблица A.2);

V = 3,9 m/s;

A t n = 18,4 С;

I max = 607 W/m 2 , I av = 174 W/m 2 ;

ρ= 0,6 (Таблица 14);

D = R i · S i = 0,05·9,6+0,73·9,20+0,16·9,77 = 8,75;

α in = 8,7 W/(m 2 °C) (Таблица 8),

Процедура за изчисление.

1. Определете допустимата амплитуда на температурните колебания на вътрешната повърхност
външна ограда съгласно уравнение (19):

2. Изчислете очакваната амплитуда на колебанията на температурата на външния въздух
по формула (20):

където α n се определя от уравнение (21):

W/(m 2 ·С).

3. В зависимост от топлинната инерция на ограждащата конструкция D i = R i ·S i = 0,05 · 9,6 = 0,48<1, находим коэффициент теплоусвоения наружной поверхности для каждого слоя по формулам  (24 – 26):

W/(m 2 °C).

W/(m 2 °C).

W/(m 2 °C).

4. Определяме коефициента на затихване на изчислената амплитуда на колебанията на външния въздух V в дебелината на оградата, използвайки формула (22):

5. Изчисляваме действителната амплитуда на температурните колебания на вътрешната повърхност на ограждащата конструкция
, С.

Ако условието, формула (28), е изпълнено, конструкцията отговаря на изискванията за устойчивост на топлина.

Общата схема на процедурата за проектиране на топлинна защита на сгради, изисквана в съответствие със схема 1, е представена на фигура 2.1.

Където R req , R min – нормализирана и минимална стойност на съпротивлението на топлопреминаване, m 2 ×°C/W;

, – стандартна изчислена специфична консумация на топлинна енергия за отопление на сгради през отоплителния период, kJ/(m 2 °C ден) или kJ/(m °C ден).

метод "б" метод "а"

Промяна на проекта

НЕ

ДА

Където R вътр , Rext - съпротивление на топлопреминаване по вътрешната и външната повърхност на оградата, (m 2 K)/W;

R до- термично съпротивление на слоевете на ограждащата конструкция, (m 2 × K)/W;

R pr– намалено термично съпротивление на нееднородна структура (структура с топлопроводими включвания), (m 2 K)/W;

a int, a ext – коефициентите на топлопреминаване по вътрешната и външната повърхност на оградата, W/(m 2 K), се вземат съгласно таблицата. 7 и табл. 8 ;

d i– дебелина на слоя на ограждащата конструкция, m;

аз– коефициент на топлопроводимост на материала на слоя, W/(m 2 K).

Тъй като топлопроводимостта на материалите до голяма степен зависи от тяхната влажност, се определят условията на тяхната работа. Съгласно приложение „Б” на територията на страната се установява зоната на влажност, след това съгласно табл. 2, в зависимост от режима на влажност на помещението и зоната на влажност, се определят условията на работа на ограждащата конструкция А или Б. Ако режимът на влажност на помещението не е посочен, тогава се допуска да се приеме за нормален. След това, съгласно Приложение "D", в зависимост от установените условия на работа (A или B), се определя коефициентът на топлопроводимост на материала (виж Приложение "E").

Ако оградата включва конструкции с нехомогенни включвания (подови панели с въздушни междини, големи блокове с топлопроводими включвания и др.), Тогава изчисляването на такива конструкции се извършва по специални методи. Тези методи са представени в приложения “M”, “N”, “P”. В курсовия проект такива конструкции са подовите панели на първия етаж и тавана на последния етаж, тяхната намалена термична устойчивост се определя, както следва.

А). Чрез равнини, успоредни на топлинния поток, панелът е разделен на секции, които са хомогенни и разнородни по състав (фиг. 2.2, А). Области с еднакъв състав и размер получават еднакъв номер. Общото съпротивление на подовия панел ще бъде равно на средното съпротивление. Поради размера си секциите оказват неравномерно влияние върху общата устойчивост на конструкцията. Следователно термичното съпротивление на панела се изчислява, като се вземат предвид площите, заети от секциите в хоризонталната равнина, като се използва формулата:

Където l стоманобетон – коефициент на топлопроводимост на стоманобетон, взет в зависимост от работните условия А или В;

R a . ж.─ термично съпротивление на затворен въздушен слой, взето съгласно табл. 7 при положителна температура на въздуха в междинния слой, (m 2 K)/W.

Но полученото термично съпротивление на подовия панел не съвпада с данните от лабораторния експеримент, така че се извършва втората част от изчислението.

Б). Чрез равнини, перпендикулярни на посоката на топлинния поток, структурата също е разделена на хомогенни и нехомогенни слоеве, които обикновено се обозначават с главни букви на руската азбука (фиг. 2.2, b). Общото термично съпротивление на панела в този случай е:

където е термичното съпротивление на слоеве “А”, (m 2 K)/W;

Рб– термично съпротивление на слой “B”, (m 2 K)/W.

При изчисляване Р бнеобходимо е да се вземе предвид различната степен на влияние на зоните върху термичното съпротивление на слоя поради техните размери:

Изчисленията могат да бъдат осреднени, както следва: изчисленията и в двата случая не съвпадат с данните от лабораторния експеримент, които са по-близки до стойността R 2 .

Изчисляването на подовия панел трябва да се извърши два пъти: за случая, когато топлинният поток е насочен отдолу нагоре (таван) и отгоре надолу (под).

Съпротивлението на топлопреминаване на външните врати може да се вземе съгласно таблицата. 2.3, прозорци и балконски врати - по табл. 2.2 от това ръководство

Използвайки таблица A11, определяме термичното съпротивление на външните и вътрешните врати: R nd = 0,21 (m 2 0 C)/W, следователно приемаме двойни външни врати; R ind1 = 0,34 (m 2 0 C)/W, R ind2 = 0,27 (m 2 0 C)/W.

След това, използвайки формула (6), определяме коефициента на топлопреминаване на външни и вътрешни врати:

W/m 2 o C

W/m 2 o C

2 Изчисляване на топлинните загуби

Топлинните загуби условно се разделят на основни и допълнителни.

Топлинните загуби през вътрешните ограждащи конструкции между помещенията се изчисляват, ако температурната разлика от двете страни е >3 0 C.

Основните топлинни загуби на помещения, W, се определят по формулата:

където F е прогнозната площ на оградата, m2.

Топлинните загуби, съгласно формула (9), се закръглят до 10 W. Температурата t в ъгловите стаи се приема с 2 0 С по-висока от стандартната. Изчисляваме топлинните загуби за външни стени (NS) и вътрешни стени (WS), прегради (PR), тавани над сутерена (PL), тройна дограма (TO), двойни външни врати (DD), вътрешни врати (ID), тавански етажи(PT).

При изчисляване на топлинните загуби през подовете над сутерена температурата на най-студения петдневен период с вероятност 0,92 се приема като температура на външния въздух tn.

Допълнителните топлинни загуби включват топлинни загуби, които зависят от ориентацията на помещенията спрямо кардиналните посоки, от вятъра, от дизайна на външните врати и др.

Добавката за ориентация на ограждащи конструкции към кардиналните точки се взема в размер на 10% от основните топлинни загуби, ако оградата е обърната на изток (E), север (N), североизток (NE) и северозапад (NW) и 5% - ако е запад (З) и югоизток (ЮИ). Добавка за отопление на студения въздух, нахлуващ през външните врати на височина на сградата N, m, вземаме 0,27 N от основните топлинни загуби външна стена.

Консумацията на топлина за отопление на подавания вентилационен въздух, W, се определя по формулата:

където L p – дебит захранващ въздух, m 3 / h, за дневни вземаме 3 m 3 / h на 1 m 2 жилищна площ и кухненска площ;

 n – плътност на външния въздух равна на 1,43 kg/m3;

c – специфичен топлинен капацитет, равен на 1 kJ/(kg 0 C).

Топлинните емисии на домакинствата допълват топлинната мощност на отоплителните уреди и се изчисляват по формулата:

, (11)

където F p е площта на пода на отопляемото помещение, m 2.

Общата (общата) топлинна загуба на Q етаж на сградата се определя като сумата от топлинните загуби от всички помещения, включително стълбища.

След това изчисляваме специфичната топлинна характеристика на сградата, W/(m 3 0 C), като използваме формулата:

, (13)

където  е коефициент, отчитащ влиянието на местните климатични условия(за Беларус
);

V сграда - обем на сградата, взет по външни измервания, m3.

стая 101 – кухня; t in =17+2 0 C.

Изчисляваме топлинните загуби през външната стена със северозападна ориентация (C):

външна стена Ф= 12,3 м2;

температурна разлика t= 41 0 C;

коефициент, отчитащ положението на външната повърхност на ограждащата конструкция спрямо външния въздух, n=1;

коефициент на топлопреминаване, като се вземе предвид прозоречни отвори k = 1,5 W/(m 2 0 C).

Основните топлинни загуби на помещенията W се определят по формула (9):

Допълнителната загуба на топлина за ориентация е 10% от Q main и е равна на:

У

Консумацията на топлина за отопление на подавания вентилационен въздух, W, се определя по формула (10):

Топлинните емисии на домакинствата се определят с помощта на формула (11):

Консумацията на топлина за отопление на захранващия вентилационен въздух Q вени и топлинните емисии на домакинството Q домакинство остават същите.

За троен стъклопакет: F = 1,99 m 2, t = 44 0 C, n = 1, коефициент на топлопреминаване K = 1,82 W/m 2 0 C, от което следва, че основните топлинни загуби на прозореца Q main = 175 W, и допълнителен Q ext = 15,9 W. Топлинни загуби на външната стена (B) Q main = 474,4 W и допълнителни Q add = 47,7 W. Топлинни загуби на пода са: Q pl. =149 W.

Обобщаваме получените стойности на Q i и намираме общата топлинна загуба за тази стая: Q = 1710 W. По същия начин намираме топлинни загуби за други стаи. Резултатите от изчисленията се въвеждат в таблица 2.1.

Продължение на таблица 2.1

Продължение на таблица 2.1

Продължение на таблица 2.1

След изчислението е необходимо да се изчислят специфичните топлинни характеристики на сградата:

,

където α-коефициент, отчитащ влиянието на местните климатични условия (за Беларус - α≈1,06);

V сграда - обем на сградата, взет по външни измервания, m3

Сравняваме получената специфична топлинна характеристика, използвайки формулата:

,

където H е височината на изчисляваната сграда.

Ако изчислената стойност на топлинната характеристика се отклонява от стандартната стойност с повече от 20%, е необходимо да се установят причините за това отклонение.

,

защото <тогава приемаме, че нашите изчисления са правилни.

1.4 Устойчивост на топлопреминаване на външни врати и портали

За външни врати необходимото съпротивление на топлопреминаване R o tr трябва да бъде най-малко 0,6 R o tr на стените на сградите и конструкциите, определено по формули (1) и (2).

0,6R o tr =0,6*0,57=0,3 m²·ºС/W.

Въз основа на приетите проекти на външни и вътрешни врати съгласно таблица А.12 се приемат техните термични съпротивления.

Външни дървени врати и двукрили портали 0,43 м²·ºС/W.

Единични вътрешни врати 0,34 м²·ºС/W

1.5 Устойчивост на топлопреминаване на пълнежи на светли отвори

За избрания тип стъклопакет съгласно Приложение А се определя стойността на термичното съпротивление на топлопреминаване на светлинните отвори.

В този случай съпротивлението на топлопреминаване на пълнежа на външни светлинни отвори R приблизително трябва да бъде не по-малко от стандартното съпротивление на топлопреминаване

определен съгласно таблица 5.1, и не по-малко от необходимото съпротивление

R= 0,39, определен съгласно таблица 5.6

Съпротивление на топлопреминаване на пълнежа на светлинни отвори, въз основа на разликата в изчислените температури на вътрешния въздух t in (таблица A.3) и външния въздух t n и използвайки таблица A.10 (t n е температурата на най-студения петдневен Период).

Rt= t в -(- t n)=18-(-29)=47 m²·ºС/W

R ok = 0,55 -

за троен стъклопакет в дървени двойки крила.

Когато съотношението на площта на остъкляването към площта на запълване на светлия отвор в дървени рамки е равно на 0,6 - 0,74, определената стойност на R ok трябва да се увеличи с 10%

R=0,55∙1,1=0,605 m 2 Cº/W.

1.6 Съпротивление на топлопреминаване на вътрешни стени и прегради

Секция 13. - тройник за преминаване 1 бр. z = 1,2; - изход 2 бр. z = 0,8; Секция 14 - клон 1 бр. z = 0,8; - клапан 1 бр. z = 4,5; Местните коефициенти на съпротивление на останалите участъци от отоплителната система на жилищна сграда и гараж се определят по подобен начин. 1.4.4. Общи разпоредби за проектиране на отоплителна система за гараж. Система...

Топлинна защита на сгради. SNiP 3.05.01-85* Вътрешни санитарни системи. ГОСТ 30494-96 Жилищни и обществени сгради. Параметри на микроклимата в помещението. ГОСТ 21.205-93 SPDS. Символи за елементи на санитарни системи. 2. Определяне на топлинната мощност на отоплителната система Ограждащите ограждащи елементи на сградата са външни стени, тавана над горния етаж...

... ; m3; W/m3 ∙ °С. Условието трябва да е изпълнено. Стандартната стойност се взема от таблица 4 в зависимост от. Стойността на стандартизираните специфични топлинни характеристики за гражданска сграда (туристическа база). От 0.16< 0,35, следовательно, условие выполняется. 3 РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ Для поддержания в помещении требуемой температуры необходимо, ...

Дизайнер. Вътрешни санитарно-технически инсталации: в 3 часа – гл.1 Отопление; редактиран от И. Г. Староверов, Ю. И. Шилер. – М: Стойиздат, 1990 – 344 с. 8. Лаврентьева В. М., Бочарникова О. В. Отопление и вентилация на жилищна сграда: МУ. – Новосибирск: NGASU, 2005. – 40 с. 9. Eremkin A.I., Королева T.I. Топлинен режим на сгради: Учебник. – М.: Издателство АСВ, 2000. – 369 с. ...