Портал о СТРОИТЕЛЬСТВЕ и РЕМОНТЕ
Инф-Ремонт  | Новости |  Прайс на рекламу  | О портале |  Услуги |  Форум |  Калькуляторы |  Контакты  

§ 10. Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций: расчет сопротивления ограждения

Пример расчёта оптимального термического сопротивления ограждающей конструкции

Пример 3. Определение оптимального термического сопротивления ограждения. Теплопотери зданий обратно пропорциональны термическому сопротивлению ограждений. Увеличение термического сопротивления ограждений удорожает конструкции. Однако эти перерасходы в известных условиях в короткий период времени будут компенсированы сокращенными эксплуатационными расходами на отопление.

Для жилых зданий срок окупаемости излишних капиталовложений на устройство ограждений с повышенным термическим сопротивлением следует временно (до утверждения) принимать равным шести годам. На величину оптимального термического сопротивления ограждений влияют климатические условия района строительства, стоимость топлива, теплоизоляции и системы отопления. Территория нашего Союза включает климатические зоны от жарких субтропиков до зон с суровым климатом и длительным зимним периодом. Годовые теплопотери через 1 м2 ограждения (при R0 = 1) для различных районов составляют в ккал: для Красноводска 25 000, Краснодара 57 000, Москвы 113 000, Якутска 242 000. Это показывает, что сохранение тепла имеет особое значение в центральных и северных районах. Стоимость тепловой энергии в каждом конкретном случае обусловливают:

  • вид и стоимость топлива (включая транспортные расходы);
  • особенности отапливаемых объектов и системы теплоснабжения;
  • размеры капиталовложений в соответствующие отрасли промышленности;
  • стоимость электроэнергии, обслуживания и др. (табл. 6-6).

Таблица 6-6.

таблица стоимости тепла

Из таблицы видно, что стоимость тепла колеблется в значительных пределах, причем традиционное топливо — уголь и природный газ — является во многих случаях наиболее дешевым. Обогрев электроэнергией по стоимости не может конкурировать ни с углем, ни с газом. Однако нельзя не учитывать, что этот вид энергии весьма перспективен. Особое значение следует уделять вопросу сохранения дорогостоящего тепла, для которого S > 5 руб.

Рассмотрим один из возможных приемов определения оптимальной величины термического сопротивления ограждений (см. статью инж. В. Зезина в журнале «Жилищное строительство» № 2, за 1965 г.*).

Путем нахождения математического значения минимума суммарных затрат на теплоизоляцию, капиталовложений в отопительную систему и затрат на топливо можно установить для каждого конкретного случая оптимальное значение термического сопротивления ограждения по формуле

формула оптимального значения термического сопротивления ограждения

 

где tв — внутренняя температура помещения;

       tн.ср — средняя температура наружного воздуха за отопительный период;

       tрасч — расчетная зимняя температура наружного воздуха;

       n — количество дней в отопительном периоде;

       S — стоимость (в руб.) 1 млн. ккал тепловой энергии;

       S — удельная стоимость теплоизоляции (стоимость 1 м2 изоляции при R = 1 м2 чград/ккал);

      К — удельные капиталовложения в систему теплоснабжения (на основании сопоставления вариантов).

Для некоторых изоляционных материалов, для которых в ограждающих конструкциях экономически целесообразно увеличивать термическое сопротивление ограждения по сравнению с нормами СНиП, приведенная удельная стоимость составляет (в руб.):

мипора …………………………………………0,25 – 0,5

керамзит насыпной γ = 500 кг/м3 ………………..1 – 1,5

маты из стекловолокна марок 30 – 50 …...........1,2 – 2,1

плиты из минеральной ваты марки 125 ………1,2 – 2,1

цементный фибролит…………………………...1,7 – 2,8

древесноволокнистые плиты (изоляционные)..1,6 – 1,9

пеностекло марки 200 ……………………………4 – 4,5

пенополистирол…………………………………..3,5 – 4

керамзитобетон…………………………………3,4 – 3,8

В качестве базы для сравнения принимается вариант, при котором капиталовложения в систему теплоснабжения определены при термических сопротивлениях ограждений, принятых по нормам СНиП:

K = (K1 - K2) / (W1 - W2)

где K1 — суммарные капиталовложения в руб. в систему теплоснабжения при базисном варианте;

      K2 — то же, при варианте с увеличенным термическим сопротивлением ограждений;

      W1 — потребляемая (или установленная) мощность системы по базовому варианту в ккал/ч;

     W2 — то же, по варианту с повышенным термическим сопротивлением ограждений в ккал/ч.

Экономическую эффективность применения ограждений с оптимальным термическим сопротивлением покажем на примере застройки в северном районе Красноярского края (Игарка, Норильск).

Предположим, что застройку намечено произвести 5-этажными домами общей жилой площадью 37 тыс. м2 (типовой проект серии 1-464 в варианте с трехслойными панелями).

Расчетная температура для проектирования системы отопления tрасч  = — 48° С; продолжительность отопительного периода n = 292 дня; средняя температура за отопительный период tн.ср = —14,5° С; внутренняя температура помещений tв = 18° С. Площадь ограждающих конструкций и их требуемое термическое сопротивление по нормам СНиП: стены (25 тыс.м2) — Rcтр = 1,36; окна (11 тыс.м2) Rотр = 0,6 (тройное остекление); кровля (12 тыс.м2) RКтр = 1,7; пол первого этажа (12 тыс.м2) RПтр = 1,9.

В качестве теплоизоляции ограждений приняты:

для стен — минераловатные плиты, приведенная удельная стоимость которых S = 2,1 руб.; для кровли — насыпной керамзит S = 1,5 руб. Стоимость 1 Мкал тепла S = 10,4 руб.

Ориентировочный расчет производим без учета экономии капиталовложений в систему теплоснабжения, т. е. при условии К = 0.

В этом случае для стен:

формула расчёта

При более точных расчетах, т. е. с учетом коэффициента К, зависящего от мощности и суммарных капиталовложений в систему теплоснабжения сопоставляемых вариантов, оптимальное значение термических сопротивлений ограждений получаем:

для стен RоптС = 2,6 м2 чград/ккал; для кровли RоптК = 3,1 м2 чград/ккал.

Дополнительные затраты на устройство ограждении с увеличенным термическим сопротивлением (с учетом экономии капиталовложений в систему теплоснабжения) окупаются менее чем в два года.


* Более точные расчеты Rопт изложены в «Рекомендациях по определению оптимального сопротивления теплопередаче наружных ограждении при проектировании типовых жилых домов», разработанных и изданных ЦНИИЭП жилища в 1964 г.

<< Теплотехнические расчеты ограждающих конструкций: пример расчета двухслойной панели

Расчет звукоизоляции ограждающих конструкции: общие характеристики >>


 
Информационные разделы Инф-РемонтРАЗДЕЛЫ:


Яндекс.Метрика
Инф-Ремонт - информационный портал.
Технологии, обзоры, фото строительства и ремонта. (c) 2010-2017
При копировании материалов с сайта или цитировании его части, необходимо поставить ссылку на портал Инф-Ремонт!