Разработка подсистемы САПР теплосберегающих элементов коттеджей
Дипломная работа - Строительство
Другие дипломы по предмету Строительство
Введение
Начиная строительство, владелец будущего коттеджа должен задумываться не только над архитектурным обликом и планировкой своего дома, но и о грядущих расходах, связанных с эксплуатацией здания и о затратах на отопление. Основным показателем качества дома является его объемно-планировочное решение, такая компоновка помещений и их размеры, которые создают наилучшие условия проживания. Очень важно при этом обеспечить комфортную температуру воздуха внутри помещения, его влажность и скорость движения. В холодный период года такие условия удается создать отоплением дома. Но при этом часть тепла все же уходит наружу через стены, крышу, пол первого этажа. Причем чем больше поверхность ограждений, соприкасающихся с наружным воздухом, тем потери тепла больше и затраты на отопление выше. Тепло потери измеряют в Вт (ккал/ч). Индивидуальный дом имеет удельные затраты на отопление в 2-2,5 раза выше, чем многоэтажный, многосекционный дом. Снизить потери тепла можно за счет увеличения толщины наружных ограждений или использования высокоэффективных теплоизоляционных материалов. Можно уменьшить потери тепла и оптимальными объемно-планировочными пропорциями дома. Наиболее важным является площадь поверхности наружных ограждений, приходящаяся на 1 кв. м объема дома или на 1 кв. м общей площади. Такое отношение площади наружного ограждения к общей площади называется коэффициентом компактности К3. Чем меньше значение Кз, тем затраты на отопление будут меньше. Обычно К3 = 0,8-1,3. Из геометрии известно, что наименьшую поверхность имеют шар, затем куб и прямоугольный параллепипед. Знание этого используют проектировщики и для снижения теплопотерь здания, иногда выполняя план дома в форме окружности, квадрата. Целью данной дипломной работы является разработка подсистемы САПР теплосберегающих элементов коттеджей.
1. Анализ предметной области
.1 Теплопотери дома
Выбор теплоизоляции, вариантов отделок стен для большинства заказчиков-застройщиков задача сложная. Слишком много противоречивых проблем требуется решить одновременно. В настоящее время теплосбережение энергоресурсов приобрело большое значение. Согласно СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника"[4], сопротивление теплопередаче определяется исходя из:
санитарно-гигиенических и комфортных условий
условий энергосбережения (второе условие).
Для Тамбова и ее области требуемое теплотехническое сопротивление стены по первому условию составляет 1,1 См. кв./Вт, а по второму условию:
для дома постоянного проживания 3,33 См. кв./ Вт,
для дома сезонного проживания 2,16 См. кв./ Вт.
Таблица 1.1 - толщин и термических сопротивление материалов для условий Тамбова и Тамбовской области.
Наименование материала стеныТолщина стены и соответствующее ей термическое сопротивлениеНеобходимая толщина по первому условию (R=1,1 См. кв./ Вт) и второму условию (R=3,33 См. кв./ Вт)Полнотелый керамический кирпич510 мм, R=1,1 См. кв./Вт510 мм 1550 ммКерамзитобетон (плотность 1200 кг/куб.м.)300 мм, R=0,8 См. кв./Вт415 мм 1250 ммДеревянныйбрус150 мм, R=1,0 См. кв./Вт165 мм 500 ммДеревянный щит с заполнением минеральной ватой М 100100 мм, R=1,33 См. кв./Вт85 мм 250 мм
Таблица 1.2 - минимального приведенного сопротивления теплопередаче наружных конструкций в домах Тамбовской области.
Наружная стенаОкно, балконная дверьПокрытиеПерекрытие чердачноеПерекрытие над холодными подвалом подполомПо первому условию1,1-1,81,631,62По второму условию3,330,534,704,154,15
Из этих таблиц видно, что большинство загородного жилья в Тамбовской области не удовлетворяют требованиям по теплосбережению, при этом даже первое условие несоблюдается во многих вновь строящихся зданиях. Поэтому, подбирая котел или обогревательные приборы только по указанным в их документации способности обогреть определенную площадь, Вы утверждаете, что Ваш дом построен со строгим учетом требований СНиП II-3-79*[4].Из вышеизложенного материала следует вывод. Для правильного выбора мощности котла и обогревательных приборов, необходимо рассчитать реальные Тепло потери помещений дома. Дом теряет тепло через стену, крышу, сильные выбросы тепла идут через окна, в землю тоже уходит тепло, существенные потери тепла могут приходиться на вентиляцию.
Тепловые потери в основном зависят от:
разницы температур в доме и на улице (чем разница больше, тем потери выше),
теплозащитных свойств стен, окон, перекрытий, покрытий (или, как говорят ограждающих конструкций).
Ограждающие конструкции сопротивляются утечкам тепла, поэтому их теплозащитные свойства оценивают величиной, называемой сопротивлением теплопередачи. Сопротивление теплопередачи показывает, какое количество тепла уйдет через квадратный метр ограждающей конструкции при заданном перепаде температур. Можно сказать и наоборот, какой перепад температур возникнет при прохождении определенного количества тепла через квадратный метр ограждений.
R = ?T/q, (1.1)
где q - это количество тепла, которое теряет квадратный метр ограждающей поверхности. Его измеряют в ваттах на квадратный метр (Вт/м2); ?T - это разница между температурой на улице и в комнате (С) и, R - это сопротивление теплопередачи (С/ Вт/м. кв. или См. кв./ Вт).
Когда речь идет о многослойной конструкции, то сопротивление слоев просто складываются. Например, сопротивление стены из дерева, обложенного кирпичом, является суммой трех сопротивлений: кирп?/p>