Лабораторная работа №2 Расчет оптимальной толщины утеплителя

Исходные данные: здание жилое; район строительства - Махачкала; температура внутреннего воздуха +20°С; влажность внутреннего воздуха 55%; конструкция стены приведена на рисунке 2.

и,П итакат^рка - gQ____________________

Кивпимная н ладна...и^...&ишн,а1ног..р. кирпича на il.p. растворе - 530

Утеплитель______________________

Слоимый ростьор - 30

Рис. 2. Конструкция стены

Критерием оптимальности является минимум приведенных затрат.

П=С_ад+Т_н*Э С_ед=С_м^г|:б_ут Э=(1,5*10'⁴*z_np*(t_int-t_hp)*C_T)/R где Т_н=8 лет - срок окупаемости; С_м=130 руб/ГДж - стоимость тепловой энергии; С\_т= 1100 руб/м³ — стоимость утеплителя; Т_э—8 лет — нормативный коэффициент окупаемости

В качестве утеплителя принят пенополистирол плотностью 100 кг/м³ - 0,1 м. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.

Таблица 2. Результаты расчета оптимальной толщины утеплителя.

Толщина утеплителя	R	г ед руб/м	Т ^х н	П
0,04	1,903	120	365	485
0,06	2,391	142	291	433
0,08	2,879	164	241	405
0,10	3,367	186	206	392
0,12	3,854	208	180	388
0,14	4,342	230	160	390
0,16	4,830	252	144	396
0,18	5,318	274	131	405
0,20	5,806	296	120	416
0,22	6,293	318	110	428

На основании выполненных расчетов построен график зависимости затрат от толщины утеплителя.

Вывод: установлено, что минимум приведенных затрат наблюдается при толщине утеплителя 12 см.

С_м—150 руб/ГДж - стоимость тепловой энергии Сут~ 1100 руб/м³ - стоимость утеплителя Т_э=8 лет

Таблица 3. Результаты расчета оптимальной толщины утеплителя.

Толщина	R	с ^ед	Т ¹ н	П
утеплителя		руб/м³
0,14	4,342	230	185	415

Вывод: Результаты расчета (табл. 3) показали, что с увеличением стоимости тепловой энергии (со 130 до 150 руб/ГДж), возрастает значение оптимальной толщины утеплителя до 14см.

С_м=130 руб/ГДж - стоимость тепловой энергии Сут=2000 руб/м³ - стоимость утеплителя Т_э=8 лет

Таблица 4. Результаты расчета оптимальной толщины утеплителя.

Толщина	R	с ^ед	Т ¹ н	П
утеплителя		руб/м
0,08	2,879	236	241	477

Вывод: Результаты расчета (табл. 4) показали, что с увеличением стоимости утеплителя (с 1100 до 2000 руб/м³), уменьшается значение оптимальной толщины утеплителя до 8 см.

						л
					ТГТУ 270105 -609-2010
Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата

С_м=130 руб/ГДж - стоимость тепловой энергии (^=1100 руб/м³ - стоимость утеплителя Т_э=15 лет

Таблица 5. Результаты расчета оптимальной толщины утеплителя.

Толщина утеплителя	R	г ^_ед руб/м	Т ¹ н	П
0,18	5,318	274	245	519

Вывод: Результаты расчета (табл. 5) показали, что с увеличением нормативного коэффициента окупаемости (с 8 до 15 лет), возрастает значение оптимальной толщины утеплителя до 18 см.

Опытным путем выяснили, что наименьшие затраты достигаются при следующих данных: С_м=130 руб/ГДж, С_ут=1100 руб/м³, Т_э=8 лет и толщине утеплителя с1=0.12м.

Лабораторная работа №3 Исследование влияния объемно-планировочных параметров здания на теплопотери.

Цель работы: исследовать влияние объемно-планировочных параметров здания на его теплопотери.

Исходные данные: здание жилое; район строительства - Махачкала; температура внутреннего воздуха +20°С; влажность внутреннего воздуха 55%.

Рис. 4. Расчетная схема здания.

Для здания в форме прямоугольного параллелепипеда теплопотери рассчитываются по формуле:

Q = ^x-y-(9noj,+4_r) + ^-x-z-q^+2-yz-q_m.

A /,

q_f= —^L - тепловой поток.

В качестве критерия теплотехнических свойств здания используется критерий удельных потерь. Расчет теплопотерь выполняется на ЭВМ по программе Optiml.exe.

Влияние пропорций зданий на теплопотери

Влияние этажности на теплопотери приведено в таблице и на графике. При расчете ширина здания принималась 14 м, здание жилое, его объем V=24000 м³, доля окон на фасадах: 30% и 20% для главного и бокового фасадов.

Таблица 6. Зависимость тегшопотерь здания от этажности.

Этажи	Длина	Т еплопагери
1	619	_п 3286
2	310	^97699
3	206	87922
4	155	83598
5	124	81455
6	103	80402
	88	79973
8	77	79933
Э	69	80153
10	62	80554
11	56	81088
12	52	81721
13	48	82430
14	44	83199
15	41	84016
16	39	84872

Вывод: Результаты расчета показали, что минимальными теплопотерями будет обладать 8-ти этажное здание размерами 57x14 м.

Влияние объема здания на удельные теплопотери

Влияние объема здания на теплопотери приведено в таблице.

Объем здания	Q	У	N
8000	28847	3,61	4
12000	40632	3,39	5
16000	52082	3,26	6
20000	63340	3,17	7

Вывод: Чем крупнее здание, тем меньше удельные теплопотери. таким образом, строить высокие здания экономически оправданно.

Влияние ширины здания на удельные теплопотери

Влияние ширины здания на теплопотери приведено в таблице.

Глубина здания	Q	У	N
12	89097	3,43	8
14	79932	3,07	8
18	68290	2,63	7
20	64486	2,48	6

Вывод: Чем шире здание, тем меньше теплопотери как общие, так и удельные. Для уменьшения теплопотерь следует проектировать здания с большей шириной.

Лабораторная работа №4 Исследование зависимости потерь от воздухопроницаемости при различной ориентации здания.

Цель работы: Выполнить анализ теплопотерь здания с учетом ветрого режима местности

Исходные данные: здание жилое; район строительства - Махачкала; доля окон 20%, Узд=24000 м³.

Таблица 9. Вертровой режим местности

Январь	С	С-В	В	Ю-В	Ю	ю-з	3	3-В
повторяемость	2	1	2	31	3	0	17	44
скорость	1,9	1,3	2,9	8,5	6	0	5,2	7

Господствующее направление: южное.

• повторяемость

Рис. б Роза ветров.

Расчет теплопотерь здания по азимутам вычисляется с помощью программы «Ориент».

Азимут 0: у_тЫ =4,3361 Азимут 45: у_тт = 4,6036 Азимут 90: у_тт = 4.2384 Азимут 135: у_тп =3,4292

Максимальная разница минимальных потерь составляет

Таблица 10. Результаты расчета

Этаж	Удельная температура	Удельный ветер	Удельные общие
1	5,787	0,3347	6,1216
2	4,496	0,3566	4,8526
3	4,131	0,3785	4,5094
4	3,997	0,4003	4,3976
5	3,956	0,4222	4,3784
6	3,961	0,4440	4,4055
7	3,993	0,4659	4,4591
8	4,041	0,4878	4,5292
9	4,101	0,5096	4,6103
10	4,168	0,5315	4,6991
11	4,240	0,5533	4,7936
12	4,317	0,5752	4,8922
13	4,397	0,5971	4,9941
14	4,480	0,6189	5,0985
15	4,564	0,6408	5,2050
16	4,650	0,6626	5,3131
17	4,738	0,6845	5,4226
18	4,827	0,7064	5,5332
19	4,917	0,7282	5,6448
20	5,007	0,7501	5,7571

--------- Удельная температура

--------- Удельный ветер

--------- Удельные общие

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Рис. 7. График зависимости удельных теплопотерь от этажности.

Вывод: В ходе расчетов выяснил, что для экономии энергоресурсов предпочтительно располагать здание с азимутом 0, при этом расположении теплопотери минимальны. Экономически эфеективно строительство 5 этажных домов.