Тепловая защита зданий

Требуемые сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
рассматриваемого здания жилого дома
Результаты определения требуемых значений базового (Rотр) и нормируемого (Rонорм) сопротивления теплопередаче заносятся в таблицу

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Рис.1Чердачное перекрытие
Рис. 2 Однослойная или многослойная стена без теплопроводных включений
Теплотехнически однородные конструкции

3
20
380
1
150
120
2
4
Стена с разной площадью тепловосприятия и теплоотдачи
Fвых
Fвх
Б – неоднородность второго рода
А – неоднородность первого рода
Теплотехнически неоднородные конструкции

Однослойная теплотехнически однородная стена аналогичной площади с равными теплопо-терями ∑ Qст
Fвх
Многослойная стена с тепло-проводными включениями (теплопотери ∑ Qст )
Fвх
tint - text
∑ Qст = ---------- ⋅ Апр
R0 пр

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче ОК
Приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций не считают студенты заочной формы обучения в данной работе!
Характеристики теплозащитных элементов здания см. по варианту района строительства

1. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче наружных стен
Для теплотехнически неоднородных наружных ограждающих конструкций, содержащих углы, проемы, соединительные элементы между наружными облицовочными слоями (ребра, шпонки, стержневые связи), сквозные и несквозные теплопроводные включения, выполняют теплотехнический расчет выбранных конструктивных решений на основе расчета температурных полей, в результате чего определяют коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции.
В соответствии с ГОСТ 54851-2011 [6] приведенное сопротивление ограждаю-щей конструкции можно определять по формуле:
Rо,wr = Rусл ∙ r,
где Rусл - условное сопротивление теплопередаче однородной ограждающей конструкции, определяемое по формуле, м ·°С/Вт;
r - коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений.

Условное сопротивление теплопередаче определяется по формуле Е.6 приложения Е СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»:

Коэффициент теплотехнической однородности составляет для наружных стен: вариант 1 – r = 0,7; вариант 2 – r = 0,65; вариант 3 – r = 0,75; вариант 4 – r = 0,82; вариант 5 – r = 0,6.
Расчетная теплопроводность материала слоя, λs
принимается по приложению Т
СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

2. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче совмещенного покрытия
Приведенное сопротивление теплопередаче совмещенного покрытия рассчиты-
вается как для однородной ограждающей конструкции, т.е. с коэффициентом теплотехнической однородности r=1.
3. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче оконных блоков
Приведенное сопротивление теплопередаче и конструктивное решение оконного блока принимается по приложению Л СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» таким образом чтобы значение приведенного сопротивления теплопередаче оконного блока определенное по таблице приложения Л (Rокпр) было больше базового значения (Rотр) рассчитанного по таблице 3 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», т.е. Rокпр >Rотр .
4. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче наружных дверей
Приведенное сопротивление теплопередаче входных дверей принимается равным нормируемому значению рассчитанного по СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

По заданию полы здания по грунту, неутепленные.
5. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче полов по грунту
В соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» сопротивление теплопередаче полов по грунту, отдельно для каждой из 4-х зон составит:
I зона - Rо = 2,1 м2⋅оС/Вт;
II зона - Rо = 4,3 м2⋅оС/Вт;
III зона - Rо = 8,6 м2⋅оС/Вт;
IV зона - Rо = 14,2 м2⋅оС/Вт.

Расчет удельной теплозащитной характеристики здания

В соответствии с СП 50.13330.2012

В соответствии с СП 50.13330.2012
Таблица 7

Расчет удельной теплозащитной характеристики здания производится в соответствии с Приложением Ж СП 50.13330.2012

Величина R0 – приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций определена в ходе предыдущих расчетов для всех ограждающих конструкций здания согласно задания.
Aф, i – площадь фрагмента теплозащитной оболочки
Данная величина определяется по внутренним обмерам ограждающих конструкций с использованием поэтажных планов и разрезов здания:
- в площадь наружных стен не входит площадь светопрозрачных ограждающих конструкций;
полы по грунту разбиваются на 4 зоны по 2 метра начиная от уровня грунта;
площадь светопрозрачных конструкций определяется с учетом их ориентации по сторонам света

Фрагмент плана с примером обмера ограждающих конструкций

Фрагмент разреза с примером обмера ограждающих конструкций

Для неутепленных стен ниже уровня земли и полов по грунту:
Первая зона RI= 2,1 м2⋅°С/ Вт; Вторая зона RII= 4,2 м2⋅°С/ Вт;
Третья зона RIII= 8,4 м2⋅°С/ Вт; Четвертая зона RIV= 14,2 м2⋅°С/ Вт.

Для удобства дальнейшей работы результаты расчета геометрических параметров здания записываются в таблицу

В отапливаемый объем не входит объем «теплого чердака» и технического подвала
Все результаты расчетов сводятся в таблицу с указанием процентного распределения потерь тепла через все конструкции здания

Производится сравнение значения расчетной теплозащитной характеристики здания с нормируемым значением, в соответствии с требованиями СП 50.13330.2012 должно выполнятся неравенство
кобтр ≥ коб
В случае если по результатам расчета данное условие не выполняется, требуется изменение теплозащитных качеств ограждающих конструкций0

Требования к расходу тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий

В соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» показателем расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилого или общественного здания на стадии разработки проектной документации является удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания, численно равная расходу тепловой энергии на 1 м3 отапливаемого объема здания в единицу времени при перепаде температуры в 1 °C, , Вт/(м3·°C). Расчетное значение удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания , Вт/(м3·°C), определяется по методике Приложения Г с учетом климатических условий района строительства, выбранных объемно-планировочных решений, ориентации здания, теплозащитных свойств ограждающих конструкций, принятой системы вентиляции здания, а также применения энергосберегающих технологий.

Расчетное значение удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания должно быть меньше или равно нормируемому значению Для нормирования энергопотребления здания расчетное значение удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию определяется в режиме, усредненном за отопительный период.
где - нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, Вт/(м3·°C), определяемая для различных типов жилых и общественных зданий по таблице 13 или 14.

Таблица 13

Таблица 14

Для оценки достигнутой в проекте здания или в эксплуатируемом здании потребности в энергии на отопление и вентиляцию установлены следующие классы энергосбережения (таблица 15) в % отклонения расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемой (базовой) величины.
Для всех заданий нормируемая (базовая) удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий принимается по таблице 14, поскольку у всех многоэтажные жилые здания

В соответствии с приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ «Об утверждении Требований энергетической эффективности зданий, строений, сооружений» №1550 от 17 ноября 2017 года (п.п.7) с 1 июля 2018 г. удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию уменьшается на 20% по отношению к нормируемой характеристики, указанной в таблице 14 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».
С учетом требуемого 20-ти процентного уменьшения нормируемая удельная характеристика расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию составит –
(определенное по таблице 14) умножить на 0,8.

Для оценки, достигнутой в проекте здания или в эксплуатируемом здании потребности энергии на отопление и вентиляцию, установлены следующие классы энергосбережения (см. таблицу 15) в % отклонения расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемой (базовой) величины.
Класс энергосбережения определяется по таблице 15 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»
Проектирование зданий с классами энергосбережения D, E не допускается. Классы A, B, C устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проектной документации.

Таблица 15

Расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию жилых и общественных зданий определяется в соответствии с методикой приложения Г СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»
(Рассчитана ранее)

Средняя кратность воздухообмена здания за отопительный период определяется по формуле Г.4

В соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» чтобы не рассчи-
тывать количество инфильтрующегося воздуха, поступающего в лестничную клетку
жилого дома по формуле Г.5, допускается принимать:
В соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» для общественной
части здания, допускается принимать:

Поскольку не известно расчетное количество жителей, то количество приточного воздуха для жилой части здания принимается в размере 3·Аж. Для общественной части здания принимается в размере 4·Ар.
где Ар - расчетная площадь общественной части здания определяется как сумма площадей входящих в него помещений, за исключением: коридоров, тамбуров, переходов, лестничных клеток, внутренних открытых лестниц и пандусов; лифтовых шахт; помещений и пространств, предназначенных для размещения инженерного оборудования и инженерных сетей.
средняя температура отопительного периода для рассматриваемого района строительства

Коэффициент эффективности рекуператора принимается равным нулю поскольку по заданию его установка не предусмотрена.

Расчет удельной характеристики бытовых тепловыделений

В соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» расчетное значение удельной характеристики бытовых тепловыделений жилых зданий, Вт/(м3·°C), определяется по методике Приложения Г.

Поскольку не известно расчетное количество жителей, то величина бытовых тепловыделений для жилых зданий принимаем в размере qбыт = 10 Вт/м2 на 1 м2 жилой площади Аж.

Количество расчетных часов работы в неделю принимается для пятидневной или шестидневной рабочей недели с продолжительностью рабочего дня 8 часов, т.е. 48 часов для шестидневной рабочей недели или 40 часов для пятидневной рабочей недели.
Поскольку для общественной части здания не известно расчетное количество служащих, то величина бытовых тепловыделений для общественной части принимаем в размере qбыт = 10 Вт/м2 на 1 м2 расчетной площади общественной части здания Ар.
Исходные данные:
Расчетная температура внутреннего воздуха в здания tв = +20оС;
Средняя температура отопительного периода tот = -8,1 оС;
Жилая площадь здания - Аж = 5550,6 м2;
Расчетная площадь помещений общественного назначения – Ар = 271,8 м2;
Отапливаемый объем здания – Vот = 45132,3 м3 в том числе: жилой части - 44138,6 м2; общественной части - 993,7 м2.
Количество часов работы общественной части здания – 48 часов.
Общее число часов в неделе – 168 часов.
Пример расчета удельной характеристики бытовых тепловыделений жилых зданий

Расчет удельной характеристики бытовых тепловыделений здания:
kбыт = (qбыт· Аж)/(Vотжил·(tв-tот)) +(qбыт·Ар·n/168)/(Vотобщ·(tв-tот)) = =(10·5550,6)/(44138,6·(20-(-8,1)))+
+(10·271,8·48/168)/(993,7·(20-(-8,1))) = 0,0447 + 0,0278 = 0,0725 Вт/(м3· оС);
где qбыт – величина бытовых тепловыделений для общественной части принимается в размере qбыт = 10 Вт/м2 на 1 м2 расчетной площади помещений Ар и для жилой части принята в размере qбыт = 10 Вт/м2 на 1 м2 жилой площади помещений Аж

Расчет удельной характеристики теплопоступлений в здание от солнечной радиации
Данный показатель студент заочной формы рассчитывает по действующему СП 50.13330 с изм. №1

Теплопоступления от солнечной радиации в течение отопительного периода определяются по методике раздела 10 СП 345.1325800.2017 «Здания жилые и общественные. Правила проектирования тепловой защиты» (по желанию студентов для самостоятельного изучения) или по данным территориальных строительных норм (ТСН) для соответствующего района строительства, так, например, для Омска и Омской области ТСН 23-338-2002 Омской области «Энергосбережение в гражданских зданиях. Нормативы по теплопотреблению и теплозащите».
При отсутствии ТСН для рассматриваемого района строительного района принимаются данные о теплопоступлениях от солнечной радиации в течение отопительного периода для ближайшего города для которого были разработаны ТСН.

Пример расчета удельной характеристики теплопоступлений в здание от солнечной радиации
Исходные данные:
Район строительства – г.Омск
Расчетная температура внутреннего воздуха в здания tв = +20оС;
Средняя температура отопительного периода tот = -8,1 оС;
Градусо-сутки отопительного периода ГСОП = 6070 оС⋅сут/год
Отапливаемый объем здания – Vот = 45132,3 м3
Окон, выходящих непосредственно на улицу: Aок (СВ) = 201,6 м2; Aок (ЮВ) = 712,7 м2; Aок(ЮЗ) = 137,1 м2; Aок (СЗ) = 499,8 м2;

Теплопоступления в здание через окна от солнечной радиации за отопительный период Qрадгод, МДж, определяются по формуле, принимая для окон, выходящих на северо-запад I = 965 МДж/(м2·год), на юго-запад I = 1901 МДж/(м2·год), на юго-восток I = 1901 МДж/(м2·год), на северо-восток I = 965 МДж/(м2·год) – в соответствии с ТСН 23-338-2002 Омской области; τ1ок = 0,80 – коэффициент затенения светового проема для оконных блоков из ПВХ профиля с заполнением светопрозрачной части двухкамерными стеклопакетами; τ2ок = 0,48 – коэффициент относительного пропускания солнечной радиации для оконных блоков из ПВХ профиля с заполнением светопрозрачной части двухкамерными стеклопакетами.
где τ1ок– коэффициент затенения светового проема; τ2ок– коэффициент относительного пропускания солнечной радиации.
Коэффициенты τ1ок и τ2ок принимаются по приложению Л СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» в зависимости от конструктивного решения оконного блока для рассматриваемого здания.

Qрадгод = 0,80 ⋅ 0,48 ⋅ (201,6·965+712,7·1901+137,1·1901+499,8·965)
= 880251 (МДж/год).
В примере приняты оконные блоки из ПВХ-профилей с заполнением светопрозрачной части двухкамерными стеклопакетами с мягким селективным покрытием и заполнением камер воздухом (4М1-12-4М1-12-4И)
Подставляем полученные значения kоб , kбыт и kрад и βКПИ в формулу Г.1
СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» и рассчитываем удельную характеристику расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания qотр
Сопоставляем расчетную удельную характеристику расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания qотр с нормируемой удельной характеристикой расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, qоттр, определенной по таблице 14 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» с учетом 20% снижения.
kрад = (11,6·Qрадгод) / (Vот ·ГСОП) = (11,6·880251) / (45132,3·6070) = 0,037 (Вт/(м3· оС).

Присваиваем класс энергосбережения в соответствии с данными таблицы 15 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»
Проектирование зданий с классами энергосбережения D, E не допускается. Классы A, B, C устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проектной документации.
Если класс энергосбережения для рассматриваемого здания присвоен D, E (по результатам расчетов) в соответствии с данными таблицы 15 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» необходимо дать рекомендации (самостоятельно разрабатываются студентами) по уменьшению расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания qотр для достижения классов энергосбережения A, B, C.

Форма для заполнения энергетического паспорта проекта здания

Форма для заполнения энергетического паспорта представлена Приложении Д СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»