Расчет теплопотерь зданий

1

Группа компаний «Рентехно»
Комплексные инженерные решения с использованием
технологий энергоэффективности и возобновляемых источников энергии

РАСЧЁТ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ

НА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКУЮ НАДЁЖНОСТЬ

Основные этапы расчѐта:
1. расчѐт термического сопротивления всех элементов ограждения и сопоставление с нормативными;
2. по результатам сопоставления определяются «слабые» места ограждения в теплотехническом отношении;
3. расчѐт наличия потерь тепла здания в течении одного отопительного сезона;
4. предлагаются пять вариантов технического решения по устройству дополнительных утепляющих слоѐв;
5. расчѐт наличия потерь тепла в течении одного отопительного сезона для пяти предлагаемых вариантов;
6. анализ сопоставления полученных в пяти вариантах потерь тепла с первоначальным вариантом;
7. расчѐт срока окупаемости затрат понесѐнных на устройство дополнительных утепляющих слоѐв за счѐт экономии
затрат на производство тепла в пяти предлагаемых вариантах;
8. расчѐт эффективности применения технического решения по устройству дополнительных теплоизоляционных слоѐв
для пяти предлагаемых вариантов.

Расчѐт выполнил к.т.н.
Смирский Юрий Николаевич

2011

2

РАСЧЁТ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ
Наименование объекта: Жилой 12-ти квартирный дом

1. Исходные данные
Область месторасположениѐ зданиѐ- Днепропетровскаѐ
Классификациѐ зданиѐ по предназначения - Жилое здание

№ Единица Величина
Параметр Символ Источник применения
п/п измерения параметра

СНиП 2.02.01-83
Нормативнаѐ глубина промерзаниѐ грунта в "Основаниѐ зданиѐ и
1 Нн м 0,90
данной местности сооружениѐ"
Москва, Стройиздат, 1985 г.
Среднѐѐ расчётнаѐ температура внутреннего Державний комітет України
2 tвн. по житлово-комунальному Таблица 2.2 °С 18,0
воздуха
господарству.
Среднѐѐ температура наружного воздуха в
3 tнар. Норми та вказівки по °С -1,0
течении отопительного периода
нормування витрат палива та Приложение 1
Длительность отопительного периода в данной теплової енергії на опаленнѐ
4 Z Суток 175
местности житлових та господарських
споруд, а також на
Нормативнаѐ потребность тепла на 1 м³ в
5 G господарсько-побутові Таблица 7.1 Гкал 0,038
отопительный сезон
потреби України.
Нормативное удельное количество топлива на КТМ 204 України244-
6 Pн Таблица 7 кг/Гкал 182,210
производство 1 Гкал тепла 94,Київ,2001р.
Номер зоны объекта по географическому месту
7 Приложение В Номер зоны 2
расположениѐ на территории Украины
Степень
8 Режим эксплуатации зданиѐ Приложение Г Нормальный
влажности
Нормативное сопротивление теплопередачи
9 м² °С/Вт 2,500
наружных стен
10 м² °С/Вт 2,500
массива околофудаментной зоны
11 м² °С/Вт 4,500
покрытиѐ (перекрытиѐ)
Rн Таблица 1
12 Нормативное сопротивление теплопередачи окон м² °С/Вт 0,560
13 м² °С/Вт 0,560
дверей
14 м² °С/Вт 0,560
фонарей

15 Стена Вт/м² °С 8,7

16 Пол ДБН В.2.6-31:2006 Вт/м² °С 8,7
Коэффициент
"Теплова ізолѐціѐ будівель"
теплоотдачи на
17 Потолок Мінбуд України Київ 2006 Вт/м² °С 8,7
внутренней
(αвн.) Приложение Е
поверхности
18 Окна Вт/м² °С 8,0
ограждаящей
конструкции
19 Двери Вт/м² °С 8,0

20 Фонари Вт/м² °С 0,0

21 Стена Вт/м² °С 23,0

22 Отмостка Коэффициент Вт/м² °С 23,0
теплоотдачи на
23 Покрытие наружной Вт/м² °С 12,0
поверхности (αнар.) Приложение Е
24 Окна ограждаящей Вт/м² °С 23,0
конструкции длѐ
25 Двери зимних условий Вт/м² °С 23,0

26 Фонари Вт/м² °С 0,0

3

Коэффициент (зависѐщий от ориентации СНиП II-3-79*
27 n Таблица 3 0,4 ÷ 1,0
ограждениѐ к наружному воздуху ) "Строительнаѐ теплотехника"
СНиП 2.04.05-91*
Коэффициент (добавочные потери теплоты "Отопление, вентилѐциѐ и Приложение 9,
28 β 0,13
зависѐщие от предназначениѐ зданиѐ) кондиционирование пункт 2 б)
воздуха"

Додаток Д
29 Степень огнестойкости зданиѐ IV
Таблицѐ Д.1
Требованиѐ к
применения
30 Наружные стены утеплѐящих НГ,Г1,Г2,Г3,Г4
материалов в ДБН В.1.1.7–2002
конструкциѐх "Пожежна безпека об’юктів
ограждениѐ по будівництва"
31 Полы степени их НГ,Г1,Г2,Г3,Г4
огнестойкости, где:
НГ - негорячий
материал;
32 Покрытиѐ, перекрытиѐ Г1 ÷ Г4 - материал с НГ,Г1,Г2,Г3,Г4
различной степенья
горячести
Согласно данных местной
33 Стоимость производства 1 Гкал тепла С Грн 350,00
тепловырабатываящей котельни

34 Этажность Согласно данных проекта Количество 2

35 Высота помещениѐ h Согласно данных проекта м 2,80

36 Общаѐ площадь зданиѐ в плане Согласно данных проекта м² 449,36

Общаѐ площадь стен
37 Согласно данных проекта м² 461,05
(без учёта площади окон и дверей)

38 Общаѐ площадь пристенной зоны пола Согласно данных проекта м² 89,82

39 Общаѐ площадь покрытиѐ (перекрытиѐ) F Согласно данных проекта м² 449,36

40 Общаѐ площадь всех окон Согласно данных проекта м² 85,23

41 Общаѐ площадь всех дверей Согласно данных проекта м² 19,32

42 Общаѐ площадь всех фонарей Согласно данных проекта м² 0,00

43 Объём зданиѐ V Согласно данных проекта м³ 2 516,42

44 Общаѐ толщина наружной стены Согласно данных проекта м 0,450

Общаѐ толщина околофундаментного массива
45 Согласно данных проекта м 2,180
(пол, фундамент, отмостка)

Общаѐ толщина покрытиѐ
46 Согласно данных проекта м 1,668
(потолок, среднѐѐ высота чердака, кровлѐ)
D
47 Общаѐ толщина окна Согласно данных проекта м 0,150

48 Общаѐ толщина двери Согласно данных проекта м 0,150

49 Общаѐ толщина фонарѐ Согласно данных проекта м Отсутствует

4

2. Спецификация применяемых материалов
СТЕНА МАССИВ ОКОЛОФУНДАМЕНТНОЙ ЗОНЫ (пол, фундамент, отмостка)

теплопроводност

и используемого

сухом состоѐнии

толщина слоѐ с


однородным

материалом

материала в

Суммарнаѐ

Суммарнаѐ
материала

материала
Плотность

Плотность
Наименование используемых Наименование используемых
материалов в конструктивном материалов в конструктивном
ограждении ограждении

м кг/м³ Вт/м °С м кг/м³ Вт/м °С
Кладка из блоков
керамзитошлакобетонных 0,400 1 350 0,340 Талый грунт суглинок или глина 1,000 1 800 1,178
на цементно-песчаном растворе

Мёрзлый грунт суглинок или
Раствор цементно-песчанный 0,050 1 600 0,470 0,800 1 800 1,335
глина

Кладка из камнѐ правильной
0,600 2 800 2,559
формы

С терми-
ческим
Воздушнаѐ прослойка
0,100 сопротив- 0,150
толщиной до 100 мм
лением
(м² °С /Вт):
Гравий шлаковый (граншлак) 0,100 300 0,112
Песок длѐ строительных работ 0,100 1 600 0,350
Сосна или ель поперёк волокон 0,050 500 0,090
Асфальтобетон 0,030 2 100 1,050
Общая толщина: 0,450 Общая толщина: 2,780
ПОКРЫТИЕ, ПЕРЕКРЫТИЕ ОКНА








Суммарнаѐ

Суммарнаѐ
материала

материала
Плотность

Плотность

С терми- С терми-
ческим ческим
Воздушнаѐ прослойка Воздушнаѐ прослойка
1,500 сопротив- 0,190 0,150 сопротив- 0,150
толщиной более 200 мм толщиной до 150 мм
лением лением
(м² °С /Вт): (м² °С /Вт):
Гравий шлаковый (граншлак) 0,100 300 0,112 Стекло оконное 0,006 2 500 0,760
Сосна или ель поперёк волокон 0,050 500 0,090
Раствор цементно-песчанный 0,010 1 600 0,470
Лист азбестоцементный 0,008 1 600 0,230

Общая толщина: 1,668 Общая толщина: 0,156
ДВЕРИ ФОНАРИ








Суммарнаѐ

Суммарнаѐ
материала

материала
Плотность
Плотность


С терми-
ческим
Воздушнаѐ прослойка
0,150 сопротив- 0,150
толщиной до 150 мм
лением
(м² °С /Вт):
Стекло оконное 0,006 2 500 0,760

Общая толщина: 0,156

5

3. Расчётная схема R покр. Т нар. = -1 °С

R окна

R стены

Твн. = 18,0°С R двери
R массива

4. Результаты расчёта на теплофизическую надёжность ограждения
Норма- Расчёт-
№ Источник применения Единица
Параметр Символ тивные ные
п/п (формула) измерения
(Rн.) (R*)
1 Общепринѐтаѐ формула определениѐ суммарного ДБН В.2.6-31:2006
термического сопротивлениѐ теплопередачи всех слоёв R "Теплова ізолѐціѐ будівель" м² °С/Вт
ограждаящей конструкции, где: Мінбуд України Київ 2006
- теплопроводность на внутренней поверхности n
αвн. R = 1/αвн. + ∑ Pі/λі + 1/αнар. Вт/м² °С
конструктивного ограждениѐ;
- теплопроводность на наружной поверхности і=1
αнар. Додаток "И" формула (1) Вт/м² °С
конструктивного ограждениѐ;
- толщина і-того слоѐ конструктивного ограждениѐ; Pі м
- теплопроводность і-того слоѐ конструктивного ограждениѐ; λі Вт/м² °С
- общее количество слоёв конструктивного ограждениѐ. n штук
Параметры расчёта
1 Термическое сопротивление теплопередачи наружной стены R стены м² °С/Вт 2,500 1,004
Термическое сопротивление теплопередачи массива (пол,
2 R массива Условиѐ надёжности м² °С/Вт 2,500 3,239
фундамент, отмостка)
ДБН В.2.6-31:2006
Термическое сопротивление теплопередачи покрытиѐ
3 R покрытиѐ "Теплова ізолѐціѐ будівель" м² °С/Вт 4,500 1,467
(потолок, чердак, кровлѐ)
Мінбуд України Київ 2006
4 Термическое сопротивление теплопередачи окон R окна умова (1) м² °С/Вт 0,560 0,326
5 Термическое сопротивление теплопередачи дверей R двери Rогражд. ≥ Rн. м² °С/Вт 0,560 0,326
6 Термическое сопротивление теплопередачи фонарей R фонарѐ м² °С/Вт 0,560 Отсутствует
* - Термическое сопротивление определено при условии теплопроводности используемых материалов при определённом состоѐнии тепловлажностного режима зданиѐ в отопительный период (ДБН В.2.6-31:2006 приложение "Г")

Вывод
№
Конструктивное ограждение здания Результаты расчёта по теплофизической надёжности Мероприятия по достижению теплонадёжности
п/п
1 Стены Не удовлетворѐят нормам эксплуатации Требуетсѐ дополнительный теплоизолѐционный слой 0
2 Массив (пол, фундамент, отмостка) Приемлемый длѐ эксплуатации 1
3 Покрытие (потолок, чердак, кровлѐ) Не удовлетворѐет нормам эксплуатации Требуетсѐ дополнительный теплоизолѐционный слой 0
4 Окна Не удовлетворѐят нормам эксплуатации Требуетсѐ замена на более теплоизолѐционные 0
5 Двери Не удовлетворѐят нормам эксплуатации Требуетсѐ замена на более теплоизолѐционные 0
6 Фонари Отсутствуят 2

6

5. Результаты расчёта по определению потерь тепла через ограждения
Параметр Символ
1 Общепринѐтаѐ формула определениѐ потерь тепла за 1
Q Вт
час времени через определённое ограждение, где:
- площадь определённого ограждениѐ F СНиП 2.04.05-91* м²
- расчётнаѐ температура возуха в помещении; tвн. "Отопление, вентилѐциѐ и °С
- расчётнаѐ темпреатура наружного воздуха; tнар. кондиционирование °С
- коэффициент (ориентациѐ ограждениѐ по отношения к воздуха"
n
наружному воздуху ) Q=F(tвн.-tнар.)(1+β)n/R
- коэффициент (добавочные потери теплоты зависѐщие от Приложение 9
β
предназначениѐ зданиѐ)
- термическое сопротивление ограждениѐ R м² °С/Вт
2 Общепринѐта формула определениѐ количества
W Гкал
терѐемого тепла за один отопительный сезон, где:
- общие потери тепла через все ограждениѐ объекта; Q Вт
W = Q • Z • 0,86/10⁶
- продолжительность отопительного периода; Z час
1 Вт = 0,86 Ккал.; 1 Гкал = 1000000 Ккал. = 10⁶ Ккал. ;
1 сутки = 24 час.
Расчёт при условии первоначального конструктивного решения объекта (до реконструкции)
Потери тепла Потери тепла
Данные о теплофизических свойствах ограждениѐ и через 1 м² через вся
продолжительности отопительного периода площади площадь
ограждениѐ ограждениѐ
Символ Величина
Символ
термического термического Единица
потерь тепла Вт Вт
сопротивлениѐ сопротивлениѐ измерениѐ
ограждениѐ
ограждениѐ (м² °С/Вт)
1 Теплопотери через наружные стены Q стены R стены 1,004 21,3746 9 854,8053
2 Теплопотери через массив (пол, фундамент, отмостка) Q массива R массива 3,239 6,6285 595,3743
3 Теплопотери через покрытие (потолок, чердак, кровлѐ) Q покрытиѐ R покрытиѐ 1,467 14,6339 6 575,8852
4 Теплопотери через окона Q окна R окна 0,326 65,7836 5 606,6071
5 Теплопотери через двери Q двери R двери 0,326 65,7836 1 270,9397
6 Теплопотери через фонари Q фонарѐ R фонарѐ 0,000 Отсутствуят Отсутствуят
Общие потери тепла через все ограждения за 1 час времени Q Вт 23 903,6116
Общие потери тепла в течении одного отопительного периода W Часов 4200 Гкал 86,3398
Расчёт при условии применения теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях объекта (после реконструкции)
№
Вариант 1 Параметры и свойства слоѐ из утеплѐящего материала
п/п
Наименование дополнительного
Коэффициент Термическ. Класс
Наименование применѐемого теплоизолѐционного Толщина Плотность Температура
теплопро- сопротив- горячести
ограждаящего материала слоѐ материала применениѐ
водности ление материала
элемента
м кг/м³ Вт/м °С м² °С/Вт Обозначение °С
Плита жёсткаѐ "Теплонитрон" из
Наружнаѐ полимерного волокна
1 0,1 150 0,045 2,222 Г3 150
стена (ТУ У В. 2.7-24.1-2182810291–001:2005)
толщ. 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мм
Массив
2 фундаментно Отсутствует 0 0 0 0,000
й зоны
Покрытие, полимерного волокна
3 0,15 150 0,045 3,333 Г3 150
перекрытие (ТУ У В. 2.7-24.1-2182810291–001:2005)
толщ. 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мм
Символ

7

№
п/п
Наименование дополнительного Коэффициент Термическ. Класс
элемента
Плита жёсткаѐ пенополистирольнаѐ
Наружнаѐ
1 ПСБС-50 ISOTECH (ДСТУ Б.В.2.7-8-94) 0,1 50 0,033 3,030 Г4 90
стена
толщ. 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мм
Массив
2 фундаментной Отсутствует 0 0 0 0,000
зоны
Покрытие,
3 ПСБС-50 ISOTECH (ДСТУ Б.В.2.7-8-94) 0,15 50 0,033 4,545 Г4 90
перекрытие
толщ. 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мм
Символ

№
п/п
элемента
Плита базальтоваѐ жёсткаѐ
Наружнаѐ
1 ПЖТЗ (ТУ 88 У 023.011-93) 0,095 200 0,046 2,065 НГ 700
стена
толщиной 19 мм
Массив
зоны
Покрытие,
3 ПЖТЗ (ТУ 88 У 023.011-93) 0,152 200 0,046 3,304 НГ 700
Символ

8

№
п/п
элемента
Рулоннаѐ мѐгкаѐ базальтоваѐ плита
Наружнаѐ
1 РОМБ-С (ТУ 88 У 023.012-93) 0,07 100 0,04 1,750 НГ 450
стена
толщиной 30, 50 или 70 мм
Массив
зоны
Покрытие,
3 РОМБ-С (ТУ 88 У 023.012-93) 0,14 100 0,04 3,500 НГ 450
Символ

№
п/п
элемента
Маты минераловатные прошивные
Наружнаѐ
1 МПТБб (ТУ У В.2.7-21.356-99) 0,07 75 0,036 1,944 НГ 450
стена
Массив
зоны
Маты минераловатные прошивные
Покрытие,
3 МПТБб (ТУ У В.2.7-21.356-99) 0,14 75 0,036 3,889 НГ 450
Символ

9

6 Экономические расчёты
Параметр Символ
1 Общепринѐтаѐ формула определениѐ нормативных затрат
Ен. Грн
потребности тепла на весь объём зданиѐ, где:
- стоимость 1 Гкал производства тепла; С Грн
Ен. = С • G • V
- нормативнаѐ потребность тепла на 1 м³ зданиѐ в один
G Гкал
отопительный сезон;
- объём зданиѐ. V м³
2 Общепринѐтаѐ формула определениѐ фактических затрат
E1 Грн
использованиѐ тепла на весь объём зданиѐ, где:
Е1 = С • W
- стоимость 1 Гкал производства тепла; C Грн
- общие потери тепла в течении отопительного периода. W Гкал
3 Общепринѐта формула определениѐ единоразовых затрат
E2 Грн
на устройство дополнительного теплоизолѐцион. слоѐ, где:
- стоимость утеплѐящего материала и затраты на его устро- Е2 = S • Fогр.
S Грн
йство длѐ площади соответствуящего участка ограждениѐ;
- площать сответствуящего участка ограждениѐ. Fогр. м²
4 Общепринѐтаѐ формула определениѐ срока окупаемости Количество
единоразовых затрат, свѐзанных с устройством N отопительных
дополнительного утеплѐящего слоѐ, где: сезонов
- единоразовые затраты на устройство дополнительного
Е2 N = E2/∆E1 Грн
теплоизолѐционного слоѐ
- разность затрат на производство потреблѐемого тепла
длѐ соответствуящего ограждаящего элемента зданиѐ ∆E1 Грн
до и после реконструкции.
5 При устройстве дополнительных утепляющих слоёв, нижеприведенные экономические расчёты отражают учёт основных затрат по составу работ,
а также стоимость основного утепляющего материала и стоимость вспомогательных сопутствующих материалов
Наименование
Описание состава работ и метод устройства теплоизолѐционных слоёв
ограждаящего
(детальный расчёт стоимости материалов и выполнениѐ работ, условно не показано)
элемента
Жёсткие и полужёсткие плиты на вертикальных ограждениѐх крепѐтсѐ с помощья специальных дябелей.
Наружнаѐ
Мѐгкие плиты и маты укладываятсѐ в ниши, полученные путём устройства каркаса из профильного металлопроката и металлических крепёжных
стена элементов. Защита утеплителѐ от внешней среды в обоих случаѐх защищена армированной фасадной штукатуркой.
Массив
Жёсткие плиты устраиваятсѐ в конструкции полов (допускаетсѐ давление вышележащих слоёв на утеплитель).
фундаментной Полужёсткие и мѐгкие плиты (маты) устраиваятсѐ в конструкции полов между лагами (устранѐетсѐ давление вышележащих слоёв на утеплитель).
зоны
Жёсткие плиты устраиваятсѐ в конструкции покрытий (допускаетсѐ давление вышележащих слоёв кровли на утеплитель).
Покрытие,
Полужёсткие и мѐгкие плиты при наличии чердака устраиваятсѐ в конструкции перекрытий (устранѐетсѐ давление вышележащих слоёв на
перекрытие утеплитель).
Экономический расчёт при условии первоначального конструктивного решения (до реконструкции)
№ Единица Величина
Параметры расчёта Символ
п/п измерениѐ параметра
Нормативное удельное количество топлива на
1 Pн кг/Гкал 182,21
производство 1 Гкал тепла
2 Нормативные затраты потребности тепла Ен. Грн 33 468,33
3 Фактические затраты использованиѐ тепла Е1 Грн 30 218,95
Экономический расчёт при условии применения теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях (после реконструкции)
№ Параметры и стоимость данной толщины слоѐ из утеплѐящего материала
п/п Вариант 1 Общаѐ
Наименование дополнительного Класс
Толщина Стоимость Стоимость стоимость Температура
применѐемого теплоизолѐционного горячести
Наименование слоѐ материала устройства утеплѐящего применениѐ
материала материала
ограждаящего слоѐ
элемента м Грн/м² Грн/м² Грн Обозначение °С
Наружнаѐ полимерного волокна
1 0,1 85,00 15,00 46 105,20 Г3 150
стена (ТУ У В. 2.7-24.1-2182810291–001:2005)
толщ. 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мм
Массив
2 фундаментной Отсутствует 0 0,00 0,00 0,00
зоны
Покрытие, полимерного волокна
3 0,15 127,50 20,00 66 280,60 Г3 150
перекрытие (ТУ У В. 2.7-24.1-2182810291–001:2005)
толщ. 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мм
Единица Величина
измерениѐ параметра
Единоразовые затраты на устройство дополнительных
2 Е2 Грн 112 385,80
теплоизолѐционных слоёв
Срок окупаемости единоразовых затрат (в количестве
3 отопительных сезонов) за счёт экономии затрат, N Сезонов 7,83
свѐзанных с уменьшением теплопотерь

10

Наружнаѐ ПСБС-50 ISOTECH (ДСТУ Б.В.2.7-8-94)
1 0,1 86,00 30,00 53 482,03 Г4 90
стена толщиной 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или
100 мм
Массив
зоны
Покрытие, ПСБС-50 ISOTECH (ДСТУ Б.В.2.7-8-94)
3 0,15 129,00 30,00 71 448,24 Г4 90
перекрытие толщиной 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или
100 мм
2 Е2 Грн 124 930,27
Наружнаѐ
1 ПЖТЗ (ТУ 88 У 023.011-93) 0,095 142,50 75,00 100 278,81 НГ 700
стена
Массив
зоны
Покрытие,
3 ПЖТЗ (ТУ 88 У 023.011-93) 0,152 228,00 80,00 138 402,88 НГ 700
2 Е2 Грн 238 681,69
Наружнаѐ
1 РОМБ-С (ТУ 88 У 023.012-93) 0,07 98,00 90,00 86 677,78 НГ 450
стена
Массив
зоны
Покрытие,
3 РОМБ-С (ТУ 88 У 023.012-93) 0,14 196,00 20,00 97 061,76 НГ 450
2 Е2 Грн 183 739,54

Расчет теплопотерь зданий

Расчет теплопотерь зданий

Recommended

Recommended

More Related Content

More from Dmitry Lukomskiy

More from Dmitry Lukomskiy (20)

Расчет теплопотерь зданий