Потеря теплоты производственным зданием

Введение

 

Кузнечно-прессовые цехи по пожарной опасности цехи относятся к категории «Д».

 

Основные производственные вредности: лучистое и конвективное тепло, продукты сгорания жидкого топлива (окись  углерода, сернистый газ).

 

Метеорологические условия в рабочей  зоне следует принимать для тяжелой  работы при значительных тепловыделениях.

 

Отопление в рабочее время, как правило, не требуется. В качестве дежурного следует использовать приточные установки, включенные на рециркуляцию; возможно применение отопительных агрегатов.

 

Вентиляция создает правильный воздухообмен и чистоту воздушной  среды в помещениях.

 

 Промышленная вентиляция существует  специально для создания в  помещении благоприятной для  здоровья человека воздушной  среды, существует. Промышленную  вентиляцию используют для вентиляции  крупных объектов, где расходуется  большое количество воздуха, холода  и тепла и где необходимо  поддерживать среду, отвечающую  строительным, санитарно-гигиеническим  и техническим требованиям.

 

При выборе системы вентиляции в  каждом индивидуальном случае учитывается  размер, расположение, назначение вентилируемых  помещений, а так же количество людей, на которое расчитанно помещение. Все  параметры определяется в соответствии со СНиП.

 

 Если следовать старым проверенным  способам – периодически проветривать  помещение открывая окно, то вместо  с так называемым «свежим»  уличным воздухом в помещение  будут поступать пыль, неприятные  запахи, уличный шум, будет нарушаться  температурный режим (зимой слишком  холодно, а летом слишком жарко).

 

При отсутствии вентиляции в закрытых помещениях возрастает концентрация вредных  веществ, что негативно сказывается  на самочувствии людей, вызывает головную боль, сонливость и снижение работоспособности.

 

 

 

 

1. Тепловой режим помещения

 

Работа в кузнечно – прессовом  цехе относится к категории работ  IIб с интенсивностью энергозатрат 201-250 ккал/ч (233-290 Вт), связанные с ходьбой, перемещением и переноской тяжести до 10 кг.

 

Под действием разности наружной и  внутренней температур, солнечной радиации и ветра помещение теряет тепло  через ограждения зимой и нагревается  летом, действие ветра и вентиляция создают перепады давлений, приводящие к перетеканию воздуха между сообщающимися помещениями и к eгo фильтрации через поры материала и неплотности ограждений.

 

Атмосферные осадки, влаговыделения в помещениях, разность влажности  внутpeннeгo и наружнoгo воздуха приводят к влагообмену через ограждения, под влиянием котopoгo возможно увлажнение материалов и ухудшение защитных свойств и долговечности наружных стен и покрытий.

 

 

 

 

 

 

1. Выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха

 

Расчетные параметры температуры  наружного воздуха и температуры  внутри помещения для теплотехнического  расчета принимают по               СНиП 23-01-99 «Строительная климатология и геофизика» с учетом тепловой инерции  ограждающих конструкций.

 

Для г.Пензы

 

Максимально низкая температура наружного  воздуха .

Температура воздуха внутри здания, для средней тяжести работ .

Продолжительность отопительного  сезона 206 дней.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет тепловых потерь промышленного здания

 

Расчет теплозащитных качеств  наружных ограждений и выбор оптимальных  конструктивных решений зависят  от назначения здания, характера производственных процессов, которые будут в нем  происходить и допускаемых нормами  параметров воздуха в помещениях.

 

Задачей теплотехнического расчета  является определение требуемой  наименьшей толщины стены и утеплителя в перекрытиях:

 

В процессе расчета:

 

• определяем величину сопротивления теплопередачи ограждения, величину требуемого сопротивления теплопередачи ;

- полученную толщину стены или утеплителя в перекрытиях сравниваем со стандартной толщиной, принятой для наружных ограждений индивидуальной конструкции;

•  найденная величина не должна быть менее требуемого значения

 , т.е ;

- при недостаточной величине сопротивления теплопередаче температура на внутренней поверхности ограждения будет ниже нормируемой, что приведет к конденсации влаги на внутренних поверхности наружных ограждений;

• окончательным результатом расчета является определение толщины ограждений или утеплителя, а также коэффициента теплопередачи

 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение коэффициента теплопередачи стены

 

Потери при  проведении теплового расчета определенные трудности возникают при определении  коэффициентов теплопередачи или  коэффициентов термического сопротивления.

 

Ограждающие конструкции домов редко состоят  из однородного материала, так, например, полы цоколя и подвала обычно многослойные; основание, слой бетона, слой теплоизоляции, гидроизоляция, выравнивающая стяжка, слой клея, собственно напольное покрытие.

 

Для определения  коэффициента теплопередачи многослойной стенки необходимо определить коэффициенты теплопередач каждого слоя по отдельности. Затем сложить все полученные величины, т.к. суммарный коэффициент  термического сопротивления определяется простой суммой сопротивлений всех входящих в стенку слоев.

 

     Схема конструкции  стены:

 

 

 –внутренняя температура помещения.

2, 4 – штукатурка.

3 – кирпич (2 кладки).

5 - – наружная температура воздуха.

 
        Рис.1 – Строение  стены

 

Определение требуемого термического сопротивления теплопередачи стены:

 

, ,

 

где  коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, ;

       расчетная температура внутреннего воздуха, ;

       расчетная зимняя температура наружного воздуха, ;

       нормативный температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждения конструкции;

        температура точки росы, ;;

 коэффициент  теплоотдачи внутренней поверхности  ограждения,

;

 

, ,

 

Определяем наименьшую толщину  основного теплотехнического слоя стены из условия:

 

 

 

где фактическое термическое сопротивление стены, определяется как

 

, ,

 

где коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения,

;

 

       термическое сопротивление слоя ограждения:

 

 , ,

 

где толщина слоя, м;

      коэффициент теплопроводности, ;

 

, ,

 

Условие выполняется: ;

 

Определение коэффициента теплопередачи  стены:

 

,

, 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Определение коэффициента теплопередачи пола

 

Для неутепленных полов на грунте, располагаемых ниже уровня земли, с  коэффициентом теплопроводности по зонам шириной 2м, параллельно наружным стенам, принимаем : (теплопроводность утрамбованного грунта ).

 

Разбиваем пол на участки (зоны).

 

1. зона I
2. зона II
3. зона III
4. зона IV 
   

Рис.2 – зоны пола

 

В соответствии с требованиями СНиП 41-01-2003 « Отопление, вентиляция, кондиционирование» термическое сопротивление теплопередаче  для неутепленных полов составляет:

 

для I зоны                

для II зоны               

для III зоны             

для IV зоны           

 

Коэффициент теплопередачи пола составляет:

 

, ;

 

для I зоны                   

для II зоны                  

для III зоны                

для IV зоны              

 

 

 

 

 

 

3. Определение коэффициента теплопередачи покрытия

 

Коэффициент теплопередачи через  покрытие определяется также как  и коэффициент теплопередачи через стены:

 

Схема конструкции перекрытия:

 

 

1. Железобетон
2. Утеплитель (мин. плита)
3. Рубероид 4 слоя

 

 

 

 

 

Рис. 3 – конструкция перекрытия пола

 

Определим требуемое термическое  сопротивление пола:

 

, ,

 

Определяем наименьшую толщину  основного теплотехнического слоя покрытия:

 

 

 

, ,

 

Условие выполняется: ;

 

Определение коэффициента теплопередачи  стены:

 

,

, 

 

 

 

 

 

 

 

4. Определение коэффициента теплопередачи окон и дверей

 

Расчетный коэффициент теплопередачи  для окон заносится в бланк  расчета теплопотерь, определяется как разность между их действительными  коэффициентами и коэффициентами теплопередачи  стен, т.к площадь окна не вычитается из площади стены. 

 

Определение сопротивления коэффициента теплопередачи окна принимаем по СНиП 23-02-2003 «Строительная теплотехника»

 

В процессе расчета:

 

• для общественных зданий с разностью температур внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки :, обеспеченность 0,9, т.е составляет ;

 

• для двойного остекленения в деревянных или пластмассовых раздельных переплетах составляет 0,37 ;

 

Требование  выполняется:

 

Определение коэффициента теплопередачи  окна:

 

,

,

 

Определение коэффициента теплопередачи  наружной двери

 

, ,

 

Условие выполняется: 1,02

 

Определение коэффициента теплопередачи  двери:

 

,

,

 

 

 

 

 

 

5. Расчет тепловых потерь

 

Основные и добавочные потери теплоты  следует определять, суммируя потери теплоты через отдельные ограждающие  конструкции  (Вт), с округлением до 10 Вт для помещений по формуле:

 

 

 

где расчетная площадь ограждающей конструкции, ;

      сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции,

(Сопротивление теплопередаче конструкций  следует определять по СНиП 23-02-2003 «Строительная теплотехника» (кроме  полов на грунте), для полов  на грунте принимаем , для неутепленных полов для утепленных)

      расчетная температура воздуха, , в помещение с учетом повышения ее зависимости от высоты помещения более 4 метров;

      расчетная температура наружного воздуха, , для холодного периода года, при расчете потерь теплоты через наружные ограждения или температура воздуха более холодного помещения, при расчете потерь теплоты через внутренние ограждения; 

      добавочные потери теплоты, в долях, от основных потерь;

      коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП 20-02-2003 «Строительная теплотехника»;

 

Добавочные потери теплоты  через ограждающие конструкции следует принимать в долях от основных потерь:

 

• в помещениях любого назначения через наружные вертикальные и наклонные (вертикальная проекция) стены, двери и окна, обращенные на север, восток, северо – восток и северо – запад в размере 0,1: на юго – восток и запад – в размере 0,05: в общественных, административно – бытовых и производственных помещениях через две наружные стены и более – 0,15: если одно из ограждений обращено на север, восток, северо – восток и северо – запад и 0,1 в других случаях;

 

• через наружные двери, не оборудованные воздушным или воздушно – типовыми завесами, при высоте здания , м, от средней планировочной отметки земли до верха карниза, центра вытяжных отверстий фонаря или устья шахты в размере: для тройных дверей с двумя тамбурами между ними: для двойных дверей с тамбурами между ними: : для двойных дверей без тамбура: : для одинарных дверей:

 

Результаты расчета сведены  в таблицу

 

Таблица 1 - тепловые потери промышленного здания

 

Наименование	Размеры,м	Площадь,м2	Коэф-т теплопередачи,Вт/м2С	Добавка к потерям,%	ΔT	Теплопотери,Q,Вт
Стена Ю	12∙4,5	54	1,063	0,05	45	2400
Стена З	38,8∙4,5	174,6	1,063	0,05	45	7761
Стена В	38,8∙4,5	174,6	1,063	0,1	45	8130
Стена С	12∙4,5	54	1,063	0,1	45	2515
2 Двери	(3∙4,5)∙2	27	0,98	0,99	45	1676
2 Окна	(29,3∙1,5) ∙2	87,9	1,443	0,08	45	8376
7 Колон З	(	15,75	0,56	0,05	45	14880
7 Колон В	(	15,75	0,56	0,05	45	14880
Потолок	38,8∙12	465,6	0,81	0,05	45	27160
I Зона	(38,8∙2) ∙2 + (12∙2) ∙2-25	178,2	0,48	0,05	45	17540
II Зона	(34,8∙2) ∙2+(8∙2)∙2-25	146,2	0,23	0,05	45	30030
III Зона	(30,8∙2) ∙ ∙2+(4∙2) ∙2-25	114,2	0,12	0,05	45	44970
IV Зона	(26,8∙2) -25	27	0,07	0,05	45	18220
Сумма						198538