Приложение K (справочное). Примеры расчетов

Приложение K
(справочное)

Примеры расчетов

K.1 Пример 1. Плита на грунтовом основании (прямоугольное перекрытие)

K.1.1 Обмеры

Рисунок K.1 показывает террасу (или ряд) из пяти зданий, пронумерованных от 1 до 5 с плитой на грунте типа глина в основании цокольного этажа; размеры пола указаны; перекрытие не изолировано; толщина стены 0,3 м.

1, 2, 3, 4, 5 - номера зданий

Рисунок K.1 - Ряд зданий

Вычисляется коэффициент стационарной теплопередачи через грунт, Н_g:

а) для завершенного строительства (все пять зданий вместе);

б) для каждого из пяти зданий отдельно;

в) складываются вместе результаты из б), затем сравниваются с а).

K.1.2 Здания 1, 2, 3, 4 и 5

Р = 30 + 7 + 30 + 7 = 74 м и A =  = 210 м², поэтому

.

Для глинистой почвы  = 1,5 Вт/(), поэтому

d_t < , поэтому

,

H_g =  = 116,1 Вт/°C.

K.1.3 Здания 1 и 5

Величина P не включает в себя значения длины стен, отделяющих рассматриваемую часть от других отапливаемых частей сооружения согласно описанию в 8.1.

Р = 6 + 7 + 6 = 19 м и A = 42 м², таким образом,  = 4,421 м.

d_t = 0,615 м (как в предыдущем случае).

U = 0,654 Вт/() и Н_g = 27,4 Вт/°С.

K.1.4 Здания 2, 3 и 4

Р = 6 + 6 = 12 м и A = 42 м², таким образом,  = 7,0 м.

d_t = 0,615 м как ранее.

U = 0,478 Вт/() и Н_g = 20,1 Вт/°С.

K.1.5 Сравнение всех зданий и суммы для отдельных домов

Сложение величин H_g для каждого дома дает:

.

Это значение немного отличается от значения 116,1 Вт/°С, полученного при оценке всего здания. Это различие (меньше 1 %) является стандартной погрешностью в результате применения методики к частям дома, а не к целому зданию.

K.2 Пример 2. Плита на грунтовом основании: L-образное здание при различных вариантах изоляции

K.2.1 Обмеры

На рисунке K.2 показано жилое здание L-образной формы с w = 0,3 м. Категория грунта - 2, поэтому  = 2,0 Вт/().

Р = 10 + 6 + 6 + 3 + 4 + 9 = 38 м и A = 42 м², таким образом,  = 4,421 м.

Данная площадь получена как сумма площадей двух прямоугольников.

А = () + () = 72 м²;

 = 72/19 = 3,789 м.

Рисунок K.2 - Здание L-образной формы

K.2.2 Без изоляции перекрытия (сопротивление теплопередаче плиты не учитывается)

d_t = 0,3 + 2,0(0,17 + 0 + 0,04) = 0,72 м;

Вт/().

K.2.3 Фундамент/основание низкой плотности

Фундамент/основание имеет толщину 300 мм и глубину 600 мм с теплопроводностью 0,25 Вт/(). В данной ситуации расчет проводят с использованием методики для вертикальной изоляции.

Для данных оснований:

 =  -  = 1,05 /Вт;

d_t =  =  = 2,1 м;

D = 0,6 м;

 = -  [ln (2,667) - ln (1,426)] = - 0,400 Вт/();

U = 0,91 - /3,789 = 0,70 Вт/().

K.2.4 Всесторонняя изоляции

Сооружение перекрытия включает в себя 25 мм изоляции теплопроводностью 0,04 Вт/().

R_f = 0,25/0,04 = 0,625 /Вт;

d_t = 0,3 + 2,0(0,17 + 0,625 + 0,04) = 1,97 м;

Вт/().

K.2.5 Изоляция с высоким сопротивлением теплопередаче

Сооружение перекрытия включает в себя 100 мм изоляции теплопроводностью 0,04 Вт/().

R_f = 0,01/0,04 = 2,5 /Вт;

d_t = 0,3 + 2,0(0,17 + 2,5 + 0,04) = 5,72 м;

Вт/().

K.2.6 Предыдущий пример с изоляцией (для предохранения от инея)

В дополнение к всесторонней изоляции, как в K.2.5, фундамент/основание отделяется вертикальной изоляцией от внутренней поверхности фундамента на глубину 500 мм и продолжающейся под основанием, чтобы образовать изоляцию грунта, выступающую на 600 мм от здания (см. рисунок K.1). Оба слоя изоляции (и вертикальная, и на грунте) имеют толщину 75 мм с расчетной теплопроводностью 0,05 Вт/(), что дает сопротивление теплопередаче 1,5 /Вт. Дополнительная изоляция предоставляется на углах для предотвращения образования инея, но это не принимается во внимание для расчета тепловых потерь.

Рисунок K.3 - Изоляция для предохранения от инея

Согласно приложению В величину рассчитывают сначала для вертикальной изоляции. Затем для изоляции грунта, чтобы установить, какая из них дает большее снижение потерь тепла.

Дополнительное сопротивление теплопередаче для изоляции находят следующим образом:

 = 1,5 - 0,075/2,0 = 1,46 /Вт,

дополнительная эквивалентная толщина определяется как:

 =  = 2,93 м.

Для вертикальной изоляции:

Вт/().

Для изоляции грунта:

Вт/().

для вертикальной изоляции обеспечивает большее влияние, таким образом, результирующую величину рассчитывают как:

U = 0,27 - /3,789 = 0,25 Вт/().

K.2.7 Теплопроводные включения на краю перекрытия

Данный пример описывает случай изоляции перекрытия, как в K.2.5, но ниже плиты, так что присутствует линейное теплопроводное включение (через край этой плиты, см. рисунок М.4). Численный расчет двухмерного температурного поля используется для определения удельного потока тепла через линейный элемент.

Как в K.2.5, U₀ = 0,27 Вт/().

В рассматриваемом случае в качестве результата численного расчета применяется следующее значение:

 = 0,07 Вт/().

Исходя из допустимой скорости потерь тепла для линейного теплопроводного включения:

Н_g =  +  = 22,1 Вт/°С.

Рисунок K.4 - Мостик холода на краю перекрытия

K.3 Пример 3. Перекрытие без промежуточных опор

K.3.1 Обмеры

Рисунок М.5 показывает прямоугольное перекрытие без промежуточных опор размерами 10,5 м х 7,2 м. Местоположение относится к средней незащищенности от внешнего влияния. Проектная скорость ветра 4,0 м/с; вентиляционное отверстие в стене пространства под перекрытием составляет 0,002 м²/м. Высота перекрытия над уровнем земли равна 0,3 м; толщина стены - 0,3 м; категория грунта - 1.

Рисунок K.5 - Размеры перекрытия без промежуточных опор

K.3.2 Без изоляции

Перекрытие без промежуточных опор является неизолированным [U_f = 2,0 Вт/()] и стены пространства под перекрытием не имеют изоляции [U_w = 1,7 Вт/()].

U_g вычисляют с использованием общей эквивалентной толщины для грунтового основания пространства под перекрытием (которое является неизолированным: R_g = 0);

d_g = 0,3 + 1,5(0,17 + 0 + 0,04) = 0,615 м;

Вт/();

Вт/().

Таким образом,

Вт/().

K.3.3 Изоляция стен пространства под перекрытием

Стены пространства под перекрытием изолированы, т.е.

U_w = 0,5 Вт/();

Вт/();

Вт/().

K.3.4 Изоляция перекрытия без промежуточных опор

Перекрытие без промежуточных опор изолировано, т.е.:

U_f = 0,5 Вт/();

U_x = 0,375 Вт/(), как в М.3.2;

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "К.3.2"

Вт/().

K.4 Пример 4. Отапливаемый подвал

Подвал имеет площадь пола 10 м на 7,5 м и глубину 2,5 м ниже уровня земли. Категория грунта - 2. Толщина стены на уровне земли 0,3 м. Пол подвала не изолирован; стены подвала состоят из 300 мм кирпичной кладки [теплопроводность 1,7 Вт/()] и 50 мм изоляции теплопроводностью 0,035 Вт/().

Р = 35 м; А = 75 м²;  = 4,286 м; z = 2,5 м;

R_f = 0; R_w = 0,05/0,035 + 0,3/1,7 = 1,605 /Вт;

d_t = 0,3 + 2,0 (0,17 + 0 + 0,04) = 0,72 м;

d_w = 2,0 (0,13 + 1,605 + 0,04) = 3,350 м;

d_t + 0,5z = 0,66 + 1,25 = 1,91.

Это меньше, чем , поэтому

Вт/();

Вт/();

H_g = AU_bf + zPU_bw =  +  = 66,4 Вт/°С;

 = 66,4/(75 + ) = 0,41 Вт/().

K.5 Пример 5. Расход тепла за месяц

Для здания 1 в примере 1 принимают изоляцию, сопротивление теплопередаче 1,25 /Вт по всему перекрытию. Средняя месячная наружная температура такая, как задано в таблице М.1.

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "таблица K.1"

Таблица K.1 - Средняя месячная наружная температура

Месяц	Янв.	Фев.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сен.	Окт.	Нояб.	Дек.
Температура, °С	1,3	1,8	3,7	7,6	10,3	13,5	15,4	14,2	10,4	7,3	5,9	4,3

Существуют менее точные данные о внутренней температуре: расчетные оценки составляют 15 °С в январе и 19 °С в июле.

Годовые средние температуры:

- внутренняя -   (15 + 19)/2 = 17,0 °С;

- наружная (сумма упомянутых выше месячных значений, деленная на 12) -  = 7,98 °С.

Амплитуды температуры:

- внутренняя -   (19 - 15)/2 = 2,0 °С;

- наружная -  = (15,4 - 1,3)/2 = 7,05 °С.

16,78 Вт/°С;

Р = 19 м; А = 42 м²;  = 4,421 м;  = 1,5 Вт/(); d_t = 2,49 м;

U₀ = 0,345 Вт/(); Н_g = 14,49 Вт/°С.

По таблице Е.1 принимают  = 2,2 м.

Вт/°С;

Вт/°С.

Принимая z = 1,  = 0,  = 1, можно получить расход тепла для каждого месяца (см. таблицу М.2):

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "таблица К.2"

.

Таблица K.2 - Расход тепла за месяц

Месяц	Янв.	Фев.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сен.	Окт.	Ноябрь	Дек.
Расход тепла, Вт	138	149	155	154	148	136	124	113	107	107	114	125

Если отопительный сезон длится с начала сентября и до конца мая (девять месяцев), то средний расход тепла в течение этого периода по данным таблицы K.2 составляет 133 Вт.

Альтернативно, используя уравнения (А.4) и (А.5), т.е. игнорируя разность фаз, средний расход тепла за отопительный сезон определяют по уравнению (см. таблицу М.3):

 = 14,49(17,0 - 7,98) -  +  = 131 - 10 + 14 = 135 Вт.

Если внутренняя температура является постоянной и равна 20 °С:

Ф_m = 174 + 47,1cos (6,284 ).

Таблица K.3 - Расход тепла за месяц без учета разности фаз

Месяц	Янв.	Фев.	Март	Апр.	Май	Июнь	Июль	Авг.	Сен.	Окт.	Ноябрь	Дек.
Расход тепла, Вт	215	221	215	198	174	151	133	127	133	151	174	198

Средний тепловой поток по таблице K.3 (сентябрь - май) равен 187 Вт.

По уравнению (А.4) средний тепловой поток (сентябрь - май) равен 188 Вт.

Разность фаз оказывает слабое влияние на средний расход тепла за отопительный сезон.