Расчет теплового баланса помещений и воздухообмена квартиры жилого здания

Рассчитаем сопротивления теплопередачи ограждающих конструкций жилого здания (НС, ОК, ПЛ, ПТ).
По СП 131.13330.2018 «Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99*» или таблице 2 и рис.2 методических указаний к практическим занятиям определяем климатические параметры холодного периода года г. Екатеринбург:
- средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92: t50,92 = tн = - 32°С;
- средняя температура наружного воздуха, °С, отопительного периода,
принимаемая для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С: tоп = - 5,4°С;
- средняя продолжительность, сут/год, отопительного периода,
принимаемая для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С: zоп = 221 сут/год;
- скорость ветра, максимальная из средних скоростей по румбам за январь: vхп = 4,1 м/с.
По ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» и СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» или таблице 3 методических указаний к практическим занятиям определяем расчетные условия и характеристики внутреннего микроклимата жилого здания:
- расчетная температура внутреннего воздуха:
соответствии с Приложением 1:
101 помещении (угловая жилая комната) tв = 22°С;
102 помещении (кухня) tв = 19°С;
103 помещении (коридор, по рядовой жилой комнате) tв = 20°С;
104 помещении (совмещенный санузел) tв = 24°С;
- относительная влажность внутреннего воздуха: φв = 55%.
Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год:
ГСОП  (t в − t оп ) ⋅ zоп  (20 − ( −5,4)) ⋅ 221  С ⋅ сут/год.
По СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003» или таблице 6 методических указаний к практическим занятиям определяем базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче:
- перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами (ПЛ, ПТ)
R0тр=Rб-RмГСОПб-ГСОПмГСОП-ГСОПм+Rм
R0тр=4,6-3,76000-40005614-4000+3,7=4,426 (м2·°С)/Вт
5) Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче:
- перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами (ПЛ, ПТ)
R0норм=R0тр·mp=4,426*0,8=3,686 (м2·°С)/Вт
где mр – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства.
Сопротивления теплопередаче наружной стены и окна принимаем на основе выполненного домашнего задания «Тепловлагопередача через
наружное ограждение»:
-наружной стены (НС): Rофакт = (м2°С)/Вт;
 -окна (ОК): Rо =(м2°С)/Вт.
Тогда коэффициенты теплопередачи ограждающих конструкций
-НС: k=12,311=0,432Вт/(м2°С)
-ПЛ, ПТ: k=13,686=0,27Вт/(м2°С)
-ОК: k=10,65=1,54Вт/(м2°С)
Рассчитаем теплопотери через ограждающие конструкции в помещениях заданной квартиры.
Расчет сводим в таблицу 1.
Рассчитаем теплопотери на нагрев инфильтрующегося воздуха
помещениях заданной квартиры.
Определим плотность внутреннего и наружного воздуха:
ρв=353373+tв=353373+20=1.2 кг/м3
ρн=353373+tв=353373-32=1.47 кг/м3
Определим расчетную разность давлений с двух сторон окон второго этажа (т.к . рассматриваемая квартира находится на 2 этаже):
Δp2э=5,4·Hρн-ρв+0,29ρнv2
где высота от середины окна второго этажа до устья вентиляционной шахты H=h2эт+Hвш-0,75-высота ОК2=3+3,1-0,75-0,75=4,6м
Δp2э=5,4·4,61,47-1,2+0,29·1,47·4,12=7,13 Па
Определим удельный расход инфильтрующегося воздуха на втором этаже (т.к. рассматриваемая квартира находится на 2 этаже):
G0=1Rиф(Δp2э10)2/3=G0=10,4(7,1310)2/3=0,836 кг/(м2·
Rиф- фактическое сопротивление воздухопроницанию окна, принимаемое на основе выполненного домашнего задания «Тепловлагопередача через наружное ограждение» равным 0,4 (м2 ч)/кг.
Определим удельный тепловой поток на нагрев инфильтрующегося воздуха на втором этаже
qинф 2э=0,278·cв·βэtв-tнG0=0,278·1,005·120+320,836=12,15 Вт/м2
где св – массовая теплоемкость воздуха, равная 1,005 кДж/(кг°С); βэ = 1,0 (на основе выполненного домашнего задания «Тепловлагопередача через наружное ограждение» для окон в спаренных переплетах); tв – расчетная температура внутреннего воздуха в здании, °С; tн – расчетная температура наружного воздуха для холодного периода года (tн50,92), °С.
Определим тепловые потери на нагрев инфильтрующегося воздуха:
201 помещение (угловая жилая комната):
Qинф=qинф 2э·Аок=12,15*2*1,5*2=73 Вт
202 помещение (кухня):
Qинф=qинф 2э·Аок=12,15*1,5*1,5=28 Вт
№ поме-щения
Наименование помещения и tв.от,°C
Характеристика ограждения Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2 К) Коэффициент n Температура наружного воздуха Δt
Δt·n
Основные теплопотери Qо, Вт Добавки, β Коэффициент 1+∑β Теплопотери, Qтп, Вт
Температура Наименование Ориентация Размеры a×b, м Площадь А, м2
На ори-ентацию
прочие
1 2   3 4 5 6 7     8   9 10 11 12 13
201 Жилая комната (угловая) 22 НС Ю 6.18 3 18.54 0.432 1 -32 54 54 432.5 0 0.05 1.05 454.13
22 ОК Ю 2 1.5 3 1.108 1 -32 54 54 179.5 0 0.05 1.05 188.47
22 НС З 3.23 3 9.69 0.432 1 -32 54 54 226.05 0.05 0.05 1.1 248.65
22 ОК З 2 1.5 3 1.108 1 -32 54 54 179.5 0.05 0.05 1.1 197.45
22 ПТ   5.82 2.87 16.71 0.27 0.9 -32 54 48.6 243.54     1 243.54
  1333
202 Кухня 19 НС З 3.05 3 9.15 0.432 1 -32 51 51 201.59 0.05   1.05 211.67
19 ОК З 2 1.5 3 1.108 1 -32 51 51 169.52 0.05   1.05 178
19 ПТ   2.97 2.62 7.78 0.27 1 -32 51 51 107.15     1 107.15
  497
203 С/у совм
24 ПТ   1.41 1.41 1.99 0.27 0.9 -32 56 50.4 30.06     1 30.06
0 30.06
204 Коридор 20 ПТ   1.41 3,12 4,40 0.27 0.9 -32 52 46.8 61,765
  1 61,765
  61,765
Рассчитаем теплозатраты на подогрев воздуха, необходимого для компенсации естественной вытяжки из помещений заданной квартиры.
Плотность внутреннего воздуха: ρв  1,2 кг/м3 .
Теплозатраты на подогрев воздуха, необходимого для компенсации естественной вытяжки из помещений квартиры 4:
Qв=0,278cвρвАжlжtв-tн
Qв=0,278*1,005*1,2*16,71*322+32=908Вт
где площадь пола жилой комнаты 201 (угловая жилая комната) определяем по плану этажа (рис