Теплотехнический расчет техподполья

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 техподпольем) А_b = 281 м².

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

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

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

l = 13,8 + 2×1,04 = 15,88 м.

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

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

Объем техподполья V_b = 646 м³.

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

Длина трубопроводов системы отопления с нижней разводкой l_pi составила:

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

Длина трубопроводов горячего водоснабжения составила:

dpi,мм
lpi, м

Газораспределительных труб в техподполье нет, поэтому кратность воздухообмена в техподполье I = 0,5 ч^-1.

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

Порядок расчета

1. Сопротивление теплопередаче наружных стен техподполья над уровнем земли принимают согласно 9.3.2 равным сопротивлению теплопередаче наружных стен R_o^b.w = 3,13 м²×°С/Вт.

2. Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций заглубленной части техподполья определим согласно 9.3.3 как для утепленных полов на грунте, состоящей из термического сопротивления стены, равного 3 м²×°С/Вт, и участков пола техподполья.

Сопротивление теплопередаче участков пола техподполья (начиная от стены до середины техподполья) 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 техподполья 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 техподполья равно

R_o^s = 2,1 + 3= 5,1м²×°С/Вт.

Вычислим приведенное сопротивление теплопередаче ограждений заглубленной части техподполья

R_o^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 СНиП 23-02 нормируемое сопротивление теплопередаче перекрытия над техподпольем жилого здания R_req для D_d = 4943 °С×сут равно 4,12 м²×°С/Вт.

Согласно 9.3.4 определим значение требуемого сопротивления теплопередаче цокольного перекрытия над техподпольем R_o^b.c по формуле

R_o^b.c = nR_req,

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

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

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

4. Определим температуру воздуха в техподполье t_int^b согласно 9.3.5.

Предварительно определим значение членов формулы (41), касающихся тепловыделений от труб систем отопления и горячего водоснабжения, используя данные таблицы 12. При температуре воздуха в техподполье 2 °С плотность теплового потока от трубопроводов возрастет по сравнению с значениями, приведенными в таблице 12, на величину коэффициента, полученного из уравнения (34): для трубопроводов системы отопления - на коэффициент [(70 - 2)/(70 - 18)]^1,283 = 1,41; для трубопроводов горячего водоснабжения - [(60 - 2)/(60 - 18)^1,283 = 1,51. Тогда

= 1,41(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) + 1,51(14,6×47 + 12×22) = 1313 + 1435 = 2848 Вт.

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

t_int^b = (20×281/1,55 + 2848 - 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) = 1198,75/369,7 = 3,24 °С.

Тепловой поток через цокольное перекрытие составил

q^b.c = (20 - 3,24)/1,55 = 10,8 Вт/м².

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

По формуле (3) СНиП 23-02 определим минимально допустимое сопротивление теплопередаче

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

Требуемое сопротивление теплопередаче цокольного перекрытия над техподпольем составляет 1,55 м²×°С/Вт при нормируемом согласно СНиП 23-02 сопротивлении теплопередаче перекрытий над подвалами 4,12 м²×°С/Вт. Таким образом, в техподполье эквивалентная нормам СНиП 23-02 тепловая защита обеспечивается не только ограждениями (стенами и полом) техподполья, но и за счет теплоты от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения.

ПРИЛОЖЕНИЕ У

(рекомендуемое)