Проектирование системы отопления в дошкольной образовательной организации

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

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. δ₁ = 0,01м; δ₂ = 0,2м; δ₄ = 0,12м; δ₃ - ?

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;

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

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

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

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

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

Чтобы удовлетворить санитарно-гигиеническим требованиям, величину R₀^тр, м²∙°С/Вт, рассчитывают по формуле:

    (3)

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

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

Для г. Казань 𝑡_𝐻 = −29^∘𝐶;

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

α_в – 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 R₀^тр меньше которого R₀ не может быть принята, т.е. R0>R₀^тр, определяют по нормам [4, табл.3] в зависимости от величины расчётного значения градусо-суток отопительного периода (ГСОП), °С сут, определяемой по формуле:

    (4)

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

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

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

Подставив значения в формулу (4), получим:

Базовые значения требуемого сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций, R₀^тр 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 λ_ут=0.047 Вт/(м·°С) и рассчитывается толщина утеплителя по формуле (7).

 δ_ут=λ_ут∙∆R, м    (7)

δ_ут=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.