Проектирование системы отопления в дошкольной образовательной организации

В данной статье рассмотрен технический расчет энергии для обеспечения теплового комфорта находящихся в здании детей и для возможности выполнения технологических норм.

Аннотация статьи
комфортная среда
параметры воздуха
тепловые потери
Ключевые слова

Теплоснабжение – система обеспечения теплом зданий и сооружений, предназначенного для обеспечения теплового комфорта для находящихся в них людей или для возможности выполнения технологических норм.

Различают два вида теплоснабжения – централизованное и децентрализованное. При децентрализованном теплоснабжении источник и потребитель тепла находятся близко друг от друга. Тепловая сеть отсутствует. Децентрализованное теплоснабжение разделяют на местное (теплоснабжение от местной котельной) и индивидуальное (печное, теплоснабжение от котлов в квартирах).

Температура внутреннего воздуха принимается в зависимости от назначения помещения.

  • Помещения 3а категории – помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды;
  • Помещения 6-й категории: помещения с временным пребыванием людей (вестибюли, гардеробные, коридоры, лестницы, санузлы, кладовые);
  • Помещения 4-й категории: помещения для занятий (комната для работы с детьми).

Параметры внутреннего воздуха приняты согласно [3]:

Для общественных зданий в холодный период года температуру берем минимальную из допустимых значений температур, в теплый период года температуру воздуха в пределах допустимых температур, но не более чем на 3 °С для общественных и административно-бытовых помещений выше расчетной температуры наружного воздуха (параметры А); скорость движения воздуха – в пределах допустимых норм; относительную влажность воздуха – в пределах допустимых норм (при отсутствии специальных требований) по заданию на проектирование [1].

Таблица

Значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне общественных и административных зданий

1) коммуникативная

удовлетворение потребности индивида в общении

2) информационно-просветительная

получение новых знаний, повышение образовательного уровня

Основным документом, используемым при проектировании наружных ограждающих конструкций, является СП [4], который устанавливает требования к тепловой защите зданий в целях экономии энергии при обеспечении санитарно-гигиенических и оптимальных параметров микроклимата помещений и долговечности ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Требования к повышению тепловой защиты зданий и сооружений, основных потребителей энергии, являются важным объектом государственного регулирования в большинстве стран мира.

Многослойное наружное ограждение для детской дошкольной организации приведено ниже (рис.).

Рис. Конструкция наружного ограждения « + », « - »– внутренняя и наружная части ограждений. δ= 0,01м; δ= 0,2м; δ= 0,12м; δ- ?

Расчетные коэффициенты следует принимать при условиях эксплуатации конструкций А и Б. Условия эксплуатации конструкций определяются в зависимости от влажностного режима помещений и зоны влажности района строительства.

Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует устанавливать по таблице [4]. Режим помещений – нормальный.

Зоны влажности района строительства следует принимать по карте [4, приложение В]. Зона влажности района строительства – сухой.

Общее термическое сопротивление теплопередаче однородного наружного ограждения (или неоднородного в характерном сечении, без теплопроводных включений) R0, м2∙°С/Вт, и термическое сопротивление слоя конструкции Ri определяют, пользуясь формулами:

    (1)

    (2)

где – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности, м2⸱℃/Вт;

 – сопротивление теплопередаче наружной поверхности, м2⸱℃/Вт;

Ri – термическое сопротивление теплопередаче отдельного слоя, м2⸱℃/Вт;

δi и λi – соответственно толщина, м, и теплопроводность слоёв конструкции, кроме утеплителя, определяемый по таблице А.1, Вт/м2⸱℃;

αв – нормированные значения коэффициентов теплоотдачи от внутреннего воздуха к ограждающей конструкции, Вт/м2⸱℃; [4, табл.4]; αв=8,7 Вт/м2⸱℃;

αн – нормированные значения коэффициентов теплоотдачи от ограждающей конструкции к наружному воздуху, Вт/м2⸱℃. αн=23 Вт/м2⸱℃;

Подставив значения в формулы (1) и (2), получим:

Чтобы удовлетворить санитарно-гигиеническим требованиям, величину R0тр, м2∙°С/Вт, рассчитывают по формуле:

    (3)

где 𝑡в – расчётная средняя температура внутреннего воздуха здания, ºС,

𝑡н – расчётная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, [2, табл.3.1].

Для г. Казань 𝑡𝐻 = −29𝐶;

Δ𝑡н – нормативный температурный перепад, ºС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции; °С [4, табл.5]: 𝛥𝑡𝐻 = 4 ºС;

αв – нормированные значения коэффициентов теплоотдачи от внутреннего воздуха к ограждающей конструкции, Вт/м2× ºС; [4, табл.4]; =8,7 Вт/м2× ºС;

𝑛 – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимается по таблице А.1. Подставив значения в формулу (3), получим:

 м2∙°С/Вт

Чтобы удовлетворить условиям энергосбережения, величину требуемого термического сопротивления R0тр меньше которого R0 не может быть принята, т.е. R0>R0тр, определяют по нормам [4, табл.3] в зависимости от величины расчётного значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП), °С сут, определяемой по формуле:

    (4)

где 𝑡в – расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая при расчете ограждающих конструкций общественных зданий по минимальным значениям допустимой температуры соответствующих зданий;

𝑡оп – средняя температура отопительного периода, оС [2, табл.3.1].

Zоп – продолжительность отопительного периода (сут.), оС [2, табл.3.1].

Подставив значения в формулу (4), получим:

Базовые значения требуемого сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций, R0тр м2∙°С/Вт, определяемые требованиями энергосбережения, рассчитываются в зависимости от ГСОП по формуле из позиции 1 [3, табл.3. (примечания)]:

    (5)

Подставив значения в формулу (5), получим:

Заданная конструкция ограждения не соответствует теплотехническим требованиям, т. к. не выполняется условие:

    (6)

Для дальнейших расчетов принимается большее значение, т.е.  

Определяется невязка

В качестве утепляющего слоя выбираются плиты из стеклянного штапельного волокна теплопроводностью λут=0.047 Вт/(м·°С) и рассчитывается толщина утеплителя по формуле (7).

 δутут∙∆R, м    (7)

δут=0,047 ⸱ 2,22=0,104 м

Уточняется фактическое общее сопротивление теплопередаче по формуле (8):

    (8)

 

Сравниваем по условию (2)  

Вывод. Таким образом, полученное значение фактического общего сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции удовлетворяет условиям энергосбережения, данная ограждающая конструкция является наиболее приемлемой для детских дошкольный образовательных учреждений.

Текст статьи
  1. Свод правил СП 60.13330.2016 "Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха". Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003 (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 16 декабря 2016 г.).
  2. Свод правил СП 131.13330.2020 "СНиП 23-01-99* Строительная климатология" (утв. приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ от 24 декабря 2020 г.
  3. Свод правил СП 23-101-2004. Проектирование тепловой защиты зданий.
  4. Сканави А. Н., Махов Л. М. Отопление: Учебник для вузов. - М.: Издательство АСВ, 2012. - 576 с.
Список литературы