Теплотехнический расчет «теплого» подвала

А. Исходные данные

Тип здания - рядовая секция 17-этажного жилого дома при наличии нижней разводки труб систем отопления и горячего водоснабжения.

Место строительства - Москва, t_ext=-28 °С; D_d=4943 °С×сут.

Площадь цокольного перекрытия (над подвалом) А_b=281 м².

Ширина подвала - 13,8 м; площадь пола подвала - 281 м².

Высота наружной стены подвала, заглубленной в грунт, - 1,04 м. Площадь наружных стен подвала, заглубленных в грунт, - 48,9 м².

Суммарная длина l поперечного сечения ограждений подвала, заглубленных в грунт,

l =13,8+2×1,04=15,88 м.

Высота наружной стены подвала над уровнем земли - 1,2 м.

Площадь наружных стен над уровнем земли А_b.w=53,3 м².

Объем подвала V_b=646 м³.

Расчетные температуры системы отопления нижней разводки 70 °С, горячего водоснабжения 60 °С.

Длина трубопровода системы отопления с нижней разводкой l_pi составила:

dpi, мм
l pi, м	3,5	10,5	11,5	4,0	17,0	14,5	6,3

Длина трубопроводов горячего водоснабжения составляет:

dpi, мм
l pi, м

Труб систем газораспределения в подвале нет, поэтому кратность воздухообмена в подвале n_a=0,5 ч^-1.

Температура воздуха в помещениях первого этажа t_int=20 °С.

Б. Порядок расчета

1. Сопротивление теплопередаче наружных стен подвала над уровнем земли принимают согласно п. 6.3.2 равным сопротивлению теплопередаче наружных стен R₀^b.w=3,13 м²×°С/Вт.

2. Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций заглубленной части подвала определим согласно п. 6.3.3 как для стен и полов на грунте, состоящих из термического сопротивления стены, равного 3 м²×°С/Вт, и участков пола подвала. Сопротивление теплопередаче участков пола подвала (начиная от стены до середины подвала) шириной: 1 м - 2,1 м²×°С/Вт; 2 м - 4,3 м²×°С/Вт; 2 м - 8,6 м²×°С/Вт; 1,9 м - 14,2 м²×°С/Вт. Соответственно площадь этих участков для части подвала длиной 1 м будет равна 1,04 м² (стены, контактирующей с грунтом), 1 м², 2 м², 2 м², 1,9 м².

Таким образом сопротивление теплопередаче заглубленной части стен подвала равно:

R₀^r.s=2,1+3=5,1 м²×°С/Вт.

Вычислим приведенное сопротивление теплопередаче ограждений заглубленной части подвала

R₀^s=7,94/(1,04/5,1+1/2,1+2/4,3+2/8,6+1,9/14,2)=5,25 м²×°С/Вт

3. Согласно таблице 1б СНиП II-3 требуемое сопротивление теплопередаче перекрытия над подвалом жилого здания R₀^req для D_d=4943 °С×сут равно 4,12 м²×°С/Вт.

Согласно п. 6.3.4 определим значение требуемого сопротивления теплопередаче цокольного перекрытия над «теплым» подвалом R₀^b.c по формуле

R₀^b.c=nR₀^req,

где n - коэффициент, определяемый при принятой минимальной температуре воздуха в подвале t_int^b=2 °С

n=(t_int-t_int^b)/(t_int-t_ext)=(20-2)/(20+28)=0,375.

Тогда R₀^b.c=0,375×4,12=1,55 м²×°С/Вт.

4. Определим температуру воздуха в подвале t_int^b согласно п. 6.3.5.

Предварительно определим значение членов формулы (34), касающихся тепловыделений от труб систем отопления и горячего водоснабжения, используя данные таблицы 7

22,8×3,5+2,03×10,5+17,7×11,5+17,3×4+15,8×17+14,4×14,5+12,7×6,3+14,6×47+

+12×22=2073 Вт.

Рассчитаем значение температуры t_int^b из уравнения теплового баланса при назначенной температуре подвала 2 °С

t_int^b=[(20×281/1,55+2073-0,28×646×0,5×1,2×28-28×329,9/5,25-28×53,3/3,13)]/(281/1,55+

+0,28×646×0,5×1,2+329,9/5,25+53,3/3,13)=423,8/369,7=1,15 °C.

Тепловой поток через цокольное перекрытие составил

q^b.c=(20-1,15)/1,55=12,2 Вт/м².

5. Проверим, удовлетворяет ли теплозащита перекрытия над подвалом требованию нормативного перепада Dtⁿ= 2 °С для пола первого этажа.

По формуле (1) СНиП II-3 определим требуемое сопротивление теплопередаче

R₀^req=(20-2)/(2×8,7)=1,03 м²×°С/Вт < R₀^b.c=1,55 м²×°С/Вт.

Требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия над «теплым» подвалом составляет 1,55 м²×°С/Вт при требуемом согласно СНиП II-3 сопротивлении теплопередаче перекрытий над подвалами 4,12 м²×°С/Вт. Таким образом, в «теплом» подвале эквивалентная требованиям СНиП II-3 теплозащита обеспечивается не только ограждениями (стенами и полом) подвала, но и за счет утилизации теплоты от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения.

ПРИЛОЖЕНИЕ П