PASTATO ŠILUMOS NUOSTOLIAI IR ŠILDYMO SISTEMA

1383 0

TURINYS 2

Įvadas 3

PAGRINDINIŲ TERMINŲ ŽODYNAS 4

1.INFORMACIJOS ŠALTINIŲ ANALIZĖ 5

1.1. Šildymo sistemų rūšys ir apibūdinimas 5

1.2. Šildymui naudojamo kuro rūšių apžvalga 7

1.3. Šildymo katilų tipai ir jų apibūdinimas 8

2. PROJEKTINIS SKYRIUS 10

2.1. Bendri pastato duomenys 10

2.2. Išorinės atitvaros šilumos perdavimo koeficiento skaičiavimas 10

2.3. Šilumos nuostolių per grindis ant grunto skaičiavimas 12

2.4. Plokščiojo stogo šilumos perdavimo koeficiento radimas 15

2.5. Langų šilumos perdavimo koeficientas 17

2.6. Durų šilumos perdavimo koeficientas 17

2.7. Pastato atitvarų šilumos perdavimo koeficientai 18

2.8. Galios poreikis dėl šilumos srauto per pastato aitvaras 18

2.9. Šiluminės galios poreikiai vėdinimui 22

2.10. Šiluminės galios poreikis karšto vandens ruošimui 24

2.11. Suminis šiiluminės galios poreikis pastatui 24

2.12. Šilumos katilo parinkimas 25

2.13. Šildymo prietaisų skaičiavimas ir parinkimas 27

2.14. Išsiplėtimo indo ir cirkuliacinio siurblio parinkimas 28

3. REZULTATŲ VERTINIMAS 31

3.1. Metiniai šilumos poreikiai 31

3.2. Šildymo sistemos eksploatacija 31

IŠVADOS 33

LITERATŪRA 34

Įvadas

 

Pastatų apšildymas nuolatos brangsta. Tai veda prie ekonomiškumą didinančių medžiagų ir technologijų panaudojimo. Tikriausiai kiekvienam, susiruošusiam įrengti ar atnaujinti savo būsto šildymo sistemą, kyla labai daug klausimų. Dažniausiai žmogui, neturinčiam šios specifinės srities išsilavinimo, gauti atsakymus į keliamus klausimus ir priimti sprendimus reikia labai daug laiko ir kantrybės. Visgi turime apšildyti sienas, pastoges irr grindis, ar keisti langus ir duris į vis labiau sandarius. Šildymo būdo pasirinkimą lemia labai daug įvairiausių veiksnių. Siekiant aiškiau įsivaizduoti šildymo būdo pasirinkimą, atskirkime dvi jo dalis: energijos (šilumos) šaltinį ir pačią pastato šildymo sistemą. Bendros šildymo išlaidos prilygsta in

nvesticijoms į sistemą (katilo, šildymo sistemos įrengimas) ir eksploatacinėms sąnaudoms (kuro, katilo ir sistemos aptarnavimo ar remonto darbų kaina).

Analizės objektas gyvenamasis namas, statomas Kaune, projektuojama šildymo sistema. Sudarant pastato skaičiuojamąją schemą, priimta prielaida, kad šoninės sienos lygios, be ašių perstūmimo. Pastatui šildyti reikalingas šilumos kiekis nustatomas pagal bendruosius šilumos nuostolius, jiems priskiriami nuostoliai per atitvaras, nuostolius dėl vėdinimo ir karšto vandens ruošimo. Jeigu apskaičiuojami šilumos nuostoliai atskiriems kambariams, tai, savaime suprantama, kampiniams kambariams tenka žymiai didesnis šilumos suvartojimas, lyginant su kambariais vidurinėje pastato dalyje. Nešildant kambario, kuris turi mažai išorinių atitvarų, visi bendrieji pastato nuostoliai faktiškai atitektų kitiems kambariams.

Atliekant šį darbą buvo remtasi Statybos techniniu reglamentu STR 2.09.04:2008, kuriame pateikiama pastato šildymo galia bei energijos sąnaudos šildymui.

Tyrimo objektas gyvenamasis namas pastatytas Kaune.

Tyrimo tikslas – Nustatyti šilumos nuostolius.

Tyrimo uždaviniai:

Apskaičiuoti metinius pastato šilumos energijos poreikius;

2. Parinkti vandens šildymo katilą;

3. Parinkti pastato šildymo prietaisus.

PAGRINDINIŲ TERMINŲ ŽODYNAS

Atitvara pastato elementas, skiriantis patalpas nuo išorės arba nuo kitų patalpų, kai oro temperatūrų skirtumas abiejose atitvaros pusėse didesnis negu 4 K;

Šilumos laidumo koeficientas λ šilumos srauto tankis W/m2, pereinantis per 1 m storio medžiagos sluoksnį, kai temperatūrų skirtumas tarp jo paviršių yra lygus 1K; W/(mK);

Šilumos perdavimo koeficientas U šilumos srauto tankis per atitvarą, esant oro temperatūrų skirtumui abiejose atitvaros pusėse 1 K, W/(m2K);

Šiluminė varža R temperatūrų skirtumas, K, tarp medžiagos sl

luoksnio paviršių, kuriam esant susidaro vienetinis šilumos srauto tankis W/m2; (m2K/W);

Projektinė išorės temperatūra išorės oro temperatūra, nustatoma pagal šio reglamento reikalavimus;

Projektinė vidaus temperatūra vidaus oro temperatūros ir patalpos vidinių paviršių spindulinės temperatūros patalpos viduryje aritmetinis vidurkis (kitaip vadinama atstojamoji temperatūra);

Šildomoji erdvė – patalpa arba erdvė, kurioje palaikoma nustatytoji temperatūra;

Šilumos prietėkis  – šilumos srautas, patenkantis į šildomąją erdvę nuo vidinių arba išorinių šilumos šaltinių, nepriklausančių šildymo sistemai, W;

Savitieji šilumos nuostoliai H – šilumos srautas, pereinantis per pastato atitvaras iš vidaus į išorę, kai temperatūrų skirtumas 1 K, W/K;

Šilumos poreikis šildymui Q – per atitinkamą laikotarpį pastatui arba patalpai šildyti reikalingas šilumos kiekis, kWh;

Skaičiuojamasis laikotarpis – laikotarpis, kuriam skaičiuojamas šilumos poreikis;

Projektinis šilumos poreikis šildymui Q – šilumos poreikis šildymui per skaičiuojamąjį laikotarpį, esant projektiniams savitiesiems šilumos nuostoliams ir aplinkos sąlygoms, kWh;

Projektinė šildymo sistemos galia P – šiluminė galia, reikalinga palaikyti projektinę temperatūrą, esant projektinėms sąlygoms, W;

Šildomasis plotas – visų šildomų pastato patalpų grindų plotų suma, įskaitant šildomų rūsių, laiptinių, bendro naudojimo ir kitų šildomų patalpų grindų plotus, taip pat patalpų, kurias iš visų pusių riboja šildomos patalpos, grindų plotus.

Pagrindiniai dydžiai ir jų simboliai: l – ilgis (m); h – aukštis (m); A – plotas (m2);  – šilumos srautas (W);  – temperatūra (°C);  – naudingumo koeficientas.

INFORMACIJOS ŠALTINIŲ ANALIZĖ 1.1. Šildymo sistemų rūšys ir apibūdinimas

Poreikis nuolat rūpintis pastatų šildymu iškyla visiems, besistatantiems naują būstą, ir ži

inoma, tebelieka aktualus ir svarstantiems apie namų šildymo elementų keitimą: reikia apsispręsti, kokia kuro rūšimi šildysime pastatą ir kokią šildymo sistemą pasirinksime. Šildymo sistemas, šiuo atveju, gali skirstyti pagal šilumos šaltinį ir šildymo elementą (prietaisą, įrenginį).

Šildymas radiatoriais arba konvektoriais. Tai – labiausiai paplitęs gyvenamosios aplinkos šildymo būdas [1]. Dabartinė šildymo radiatoriais sistema kiek kitokia – naudojamas kolektorinis principas. Kolektorius – sienoje įmontuota metalinė spintelė, į kurią ateina šildymo magistralė ir iš kurios paskirstoma šiluma vamzdžiais į visus šildymo prietaisus, t. y. šiluma iš kolektoriaus paduodama spinduliniu principu vamzdžiais, paklotais grindyse arba sienose iki šilimo prietaisų. Tokia kolektorinė šilumos paskirstymo sistema į atskirus prietaisus, sudaro galimybę reguliuoti šilumos srautą iki kiekvieno prietaiso ar jų grupių, ir, reikalui esant, nutraukti šilumos tiekimą į sugedusius ar remonto reikalaujančius prietaisus. Esant poreikiui, taip galima sumažinti ir atskirų kambarių šildymą.

http://manoskelbimas.lt/wp-content/uploads/2012/02/408286.jpg

pav. Radiatoriais šildoma sistema (manoskelbimas.lt)

Analogiškas radiatoriui šildymo prietaisas yra konvektorius. Jis dažniausiai būna mažo aukščio, ant kojelių ir paprastai statomas po didžiulėmis stiklo vitrinomis. Tam, kad stiklas nerasotų, reikalingas šilumos srautas, o normalaus aukščio radiatoriai paprastai po tokiomis vitrinomis retai kada sutelpa. Todėl konvektorius – bene idealiausia išeitis šitokiai problemai spręsti. Dar vienas iš tokio tipo šildymo prietaisų, yra įvairiausių formų ir modifikacijų šildymo elementai, kurie vonios kambariuose atlieka elementaraus gyvatuko funkciją ir šildo bei sau

usina patalpas nešildymo sezono metu. Vasaros periodu, kai šildymo sistema išjungta, beveik visi šio tipo prietaisai turi galimybę būti prijungti prie elektros. Panašiai kaip ir vonios gyvatukai, taip ir minėtieji prietaisai, gali būti pajungti prie karšto vandens sistemos vamzdynų (visada pageidautina su cirkuliaciniu siurbliu, užtikrinančiu priverstinį vandens tekėjimą siurbliu).

Grindinis arba panelinis šildymas. Toks šildymo būdas nepakeičiamas vonios kambariuose, pirtyse, baseinuose ir kitose patalpose, kur ant grindų patenka drėgmė – virtuvėje, tambūre ir pan. [1]. Idealiausia vieta grindiniam šildymui yra keraminės, akmens masės ar natūralaus akmens plytelės. Lygiai taip, kaip galima šildyti grindų plokštumą, įmanomas ir sieninis šildymas. Tiesa, jis įrenginėjamas kiek rečiau ir tik tuomet, kai nepakanka grindų oloto šildymo sistemai išdėstyti. Esant šildomam grindų paviršiui, labai svarbu nepamiršti ir nesirinkti baldų, kurie remiasi į grindis visa plokštuma ir blokuoja iš jų sklindančią šilumą. Tokiu atveju, kai nėra galimybės montuoti tokios konstrukcijos baldų, tikslinga šildymo vamzdelių po baldais išvis nevedžioti, o laisvose zonose juos sutankinti. Prie grindinio šildymo galėtumė priskirti ir grindinį konvektorių. Savo konstrukcija jis labai artimas radiatoriui, tačiau  atsižvelgiant į tai, jog jis sumontuotas taip, kad grindų plokštumoje matyti tik grotelės, galima jį laikyti grindinio šildymo elementu. Grindiniam konvektoriui nereikalingi tokie žemi šilumos parametrai, kaip šildomoms grindims, nes jis šilumą atiduoda aplinkos orui, o ne grindų paviršiui. Grindinio šildymo šilumos nešėjas būna vanduo arba elektra.  Vamzdeliai, kurias teka šiltas vanduo, yra didesnio diametro nei elektros kabeliai, todėl ir būtina tokiai sistemai pastorinti betono pasluoksnį.

http://www.banga.lt/files/content/200811/4915923f298ef.jpg

1.2. pav. Grindų šildymas (banga.lt)

Orinis patalpų šildymas. Pagrindinis  tokios sistemos principas – šilto oro padavimas į patalpas [1]. Pasirinkus tokią sistemą savo namo patalpų šildymui galima ją sutapatinti ir su patalpų vėdinimo sistema. Nuo oro pašildymo agregato iki šildomų patalpų reikalingi ortakiai, o juos būtina paslėpti namo konstrukcijose arba po pakabinamomis lubomis. Apie tokią pasirenkamą šildymo sistemą architektą derėtų informuoti iš anksto, jog jis laiku galėtų numatyti ortakių vietas, paslėpti jas taip, jog nedarkytų patalpų interjero. Orinio patalpų šildymo sistema yra labai patogi kai turime židinį, skirtą orinio šildymo sistemai. Šiuo atveju, malonumas dera su nauda, mat židinio krosnelėmis galima apšildyti iki 100 – 150 kv.m. ploto patalpas. Visgi, ši šildymo sistema turi ir tam tikrų trūkumų: ortakiuose kaupiasi dulkės ir kiti nešvarumai, išvalyti juo sudėtinga, o iš kai kurių vietų ir visai neįmanoma. Taigi, po kelerių metų, ortakiuose prisikaupus dulkėms, kartu su šiltu oru, jos patenka į patalpą. Kitas nepatogumas – sistemos skleidžiamas triukšmas.

1.2. Šildymui naudojamo kuro rūšių apžvalga

Artėjanti žiema – išbandymas ne vienam namų ūkiui. Gyventojai, savo būstuose įsirengę kietojo kuro katilines, krosneles ar židinius, svarsto, kokį kurą pigiausia ir patogiausia naudoti, kad namai būtų šilti. Ekonominiu sunkmečiu vienas svarbiausių kriterijų renkantis kurą yra kaina.

Katilas yra mažiausiai pastebima bet svarbiausia šildymo sistemos dalis. Tai, galima sakyti, šildymo sistemos “širdis”, šilumos generatorius. Būtent katile, energija esanti kure virsta į šilumą, kuri per katilo šilumokaitį perduodama šilumos nešėjui.

Šiuo metu Lietuvoje naudojamos šios kuro rūšys: mediena, akmens anglys, gamtinės dujos, medžio granulės ir briketai, geoterminė šiluma, suskystintos dujos, krosninis kuras, elektros energija. Čia kuro rūšys išvardintos pagal gaunamą šilumos vieneto brangumą.

Mediena – šis kuras daugiausiai naudojamas nedidelėse centrinio šildymo katilinėse ir privačių namų šildymo sistemose. Šį kurą pasiruošti tenka dideliu kiekiu, jis džiovinamas, 3 – 5 kartus per parą užkrauti katilo pakurą, išnešti pelenus, valyti katilą ir kaminą. Sistemą su malkiniu katilu sunku reguliuoti, priverstinės cirkuliacijos sistemose yra pavojus, kad dingus elektros maitinimui perkais katilas.

Anglys – nebrangus kuras, bet beveik turi visas tas pačias problemas kaip kurianant malkomis.

Briketai – toks kietas kuras tinka kūrenti visuose šildymo katiluose, taip pat židiniuose, krosnyse. Briketai pasižymi puikiomis savybėmis – nedideliu drėgnumu, nedideliu likusių pelenų likučiu, dideliu išskiriamu šilumos kiekiu. Įvairių lapuočių medžių rūšių, tam tikru santykiu pagaminti medienos briketai, degdami nežiežirbuoja, neskleidžia dūmų ir nemalonaus suodžių kvapo. Tik vertėtų nepamiršti, kad briketai labai sugeria drėgmę, o jiems drėkstant blogėja šio kuro savybės. Todėl briketus būtina saugoti sausose patalpose, ypač pagamintus iš medžio pjuvenų. Sudrėkę jie gali vėl tapti pjuvenomis.

Gamtinės dujos – santykinai nebrangus kuras, neturintis  esminių trūkumų.

Skystas kuras (krosninis kuras) – gaunamos šilumos kaina žymiai didesnė nei naudojant gamtines dujas, be to reikalingas rezervuaras kurui laikyti, jį reikia nuolat papildyti.

Elektros energija – pats brangiausias kuras, nors paprastai įrengiamas, nebrangi įranga, lengva valdyti, nereikalauja dūmtraukio.

1.3. Šildymo katilų tipai ir jų apibūdinimas

Katilas yra pagrindinis šildymo sistemos elementas, perduodantis kuro degimo metu sukurtą energiją šilumos paskirstymo sistemai. Šilumą sistemoje dažniausiai išnešioja vanduo. Šiuolaikinių šildymo katilų yra labai daug ir skirtingų pagal veikimo principą, naudojamą kurą, gabaritus. Pagrindiniai šildymo katilų tipai skirstomi pagal kuro rūšį: dujiniai, skysto kuro, kieto kuro, elektriniai.

Dujiniai katilai – vieni populiariausių šildymo katilų Lietuvoje. Didžiausi šių katilų privalumai yra mažas dujų sunaudojimas, aukštas naudingo veikimo koeficientas (paprastų dujinių katilų 94 – 97%, dujinių kondensacinių katilų iki 105%) bei saugus katilo darbas. Autonominio šildymo sistemos su dujiniais katilais sėkmingai veikia tiek mažuose butuose, tiek dideliuose daugiabučiuose gyvenamosiose namuose [2]. Pastatomi dujiniai katilai tai tradicinis, konservatyvus ir ilgus metus nesikeičiantis šildymo prietaisas.  Pastatomi dujiniai katilai gali būti vieno kontūro (tik šildymui) ir dviejų kontūrų (šildymui ir buitinio karšto vandens ruošimui). Pakabinami dujiniai katilai – tai palyginti nesenai atsiradę katilai, kurie sugebėjo per neilgą laiko tarpą užsitarnauti daugybę gerbėjų. Vienas populiariausių ir tiksliausių šių katilų apibūdinimų – „miniatiūrinė katilinė”. Šis apibūdinimas yra vartojamas dėl to, jog katile yra ne tik degiklis, šilumokaitis ir valdymo prietaisas. Katile yra įmontuotas vienas ar netgi du cirkuliaciniai siurbliai, išsiplėtimo manometras, termometras, saugų katilo darbą užtikrinanti sistema bei daugelis kitų elementų [2].

Skysto kuro katilas – tai šildymo įrenginys naudojantis krosninį arba dyzelinį kurą. Naudojant šį katilą, pasiekiamas aukštas komforto lygis, galima su vienu įrenginiu pagaminti reikalingą maksimalų šilumos kiekį bei ruošti karštą vandenį, aukštas šildymo įrenginio efektyvumas. Kūrenant skystą kurą, pagal šiuo metu galiojančias kainas,  tai vienas iš brangiausių šildymo būdų, reikalinga kuro talpa.

Kieto kuro katilai – pagal kuro deginimo būdą katilai skirstomi į viršutinio, apatinio degimo (tradiciniai arba įprastiniai katilai) ir dujų generavimo katilus. Kieto kuro katilai [3] yra populiariausi Lietuvoje, nes jie yra pigūs, paprastos konstrukcijos ir nereikalauja ypatingos priežiūros. Šiuolaikiniuose kietojo kuro katiluose patobulinus kietojo kuro degimo procesą ir atskyrus pirminio, antrinio, net tretinio degimui reikalingo oro tiekimą atsirado galimybė žymiai plačiau reguliuoti katilo atiduodamą šilumą. Malkinių katilų trūkumai: nuolatinė priežiūra, reikia dažnai – kas 4–6 valandas – įkrauti malkų, turi būti didelė malkinės patalpa, reikia gerai išdžiovinti malkas.

Elektriniai katilai – tai joniniai, infraraudonųjų spindulių katilai ir plokštės naudojančios elektros energiją šilumai išgauti. Šildymo sistemai nereikia kamino, galima numatyti paprastesnę stogo konstrukciją; katilinė užima labai mažai vietos, nereikia specialių patalpų, todėl reikia kur kas mažesnių investicijų namui statyti ir šiuo požiūriu tai bene pigiausiai įrengiama katilinė; nereikia sandėliuoti malkų, durpių briketų; patalpose palaikoma šeimininko pageidaujama šiluma nustatoma temperatūros reguliatoriais; sistema neskleidžia kvapo, yra ekologiška.

Mano projektuojamam gyvenamajame name šildymui bus naudojama radiatorinė šildomo sistema ir bus parenkamas kieto kuro katilas šildymui prie šio katilo bus atitinkamai naudojamas kuras jam kūrenti.

2. PROJEKTINIS SKYRIUS

2.1. Bendri pastato duomenys

Gyvenamasis namas skirtas statybai lygioje vietoje. Pastatas statomas Kaune. Projektuojamas statinys bus mūrinis šis pastatas bus gyvenamasis, todėl bus įrengta svetainė su vonia, miegamasis, vonia su tualetu bei katilinė. Vieno aukšto pastatas, kuriame gyvens 3 asmenys.

Pastato užstatymo plotas 131,66m2. Pastato plotis 8,86 m, ilgis 14,86 m, aukštis 3,50 m.

Gruntas – priemolis. Gruntiniai vandenys yra 3,0 m gylyje nuo žemės paviršiaus. Pamatai įrengiami 1,4 m gylyje, todėl po pastato pamatais drenažas neįrengiamas.

Pagrindinis įėjimas orientuotas į Pietų pusę, o likusios sienos atitinkamai į Rytų, Vakarų ir Šiaurės pusę.

Pastatas turi viena pagrindinį įėjimą, tai įėjimo durys. Pro pagrindinį įėjimą patenkame į svetainę su virtuve, iš kurios galime patekti į likusias patalpas.

2.2. Išorinės atitvaros šilumos perdavimo koeficiento skaičiavimas

Esant temperatūrų skirtumui tarp patalpos ir išorės aplinkos, per atitvarines konstrukcijas prasideda šilumos mainai, t. y. patalpa atiduoda šilumą išorės orui. Pastato atitvaros sudarytos iš keleto skirtingų sluoksnių su skirtingomis termoizoliacinėmis savybėmis. Norint rasti atitvaros šilumos laidumo koeficientą, pirmiausia skaičiuojama atitvaros šiluminė varža. Atitvarinės konstrukcijos iš vienalyčių sluoksnių šiluminė varža:

R = Riš + Σ Ri + Rvid (2.1)

čia: Riš – išorinio atitvaros paviršiaus šiluminė varža iš [4] 2 lentelės 116 psl. (Riš = 0,04 m2K/W);

Rvid – vidinio atitvaros paviršiaus šiluminė varža iš [4] 2 lentelės 116 psl. (Rvid = 0,13 m2K/W);

Rt – vienalyčių atitvaros sluoksnių šiluminė varža;

 

Bet kokios atitvaros sluoksnio šiluminė varža apskaičiuojama taip:

(2.2)

čia: λd.s. – šio sluoksnio medžiagos projektinis šilumos laidumo koeficientas, W/(m·K),

d – sluoksnio storis, m.

Šiluminiu požiūriu sienos konstrukcija yra vienalytė (2.1 pav.)

 

2. 1. pav. Išorinės sienos konstrukcija: 1 – FIBO keramzitbetonio blokelių mūras 2 – akmens vata WAS 50 3 – oro tarpas; 4 – apdailos tinkas [4]

FIBO keramzitbetonio blokelių mūro šiluminė varža:

(2.3)

čia: – FIBO keramzitbetonio blokelių mūro šilumos laidumo koeficientas iš [4].

Akmens vatos WAS 50 šiluminę varža:

(2.4)

čia: – akmens vatos WAS 50 šilumos laidumo koeficientas iš [4].

Oro tarpo šiluminė varža:

(2.5)

Iš 3 lentelės (116 psl.) [4]. Kai oro tarpas yra tarp 25 ir 50 mm, esant horizontaliai šilumos srauto krypčiai.

 

Apdailinio tinko pastato viduje šiluminė varža:

(2.6)

čia: – apdailinio tinko šilumos laidumo koeficientas iš [4].

Suminė atitvaros šiluminė varža:

(2.7)

Šios sienos šilumos perdavimo koeficientas:

(2.8)

2.3. Šilumos nuostolių per grindis ant grunto skaičiavimas

Šilumos perdavimo koeficientas per grindis ant grunto skaičiuojamas , taikant, kad sienos sandūra su perdanga yra nereikšmintas šilumos tiltelis:

(2.9)

čia: – pagrindinis šilumos perdavimo koeficientas per grindis ant grunto, (W/m2K);

∆Ψ – kraštų įtakos parametras grindims ant grunto, (W/mK);

– grindų ant grunto būdingasis matmuo;

A – grindų ant grunto plotas, (m2);

P – grindų perimetras, (m).

Pagrindinis šilumos perdavimo koeficientas per grindis ant grunto (U0), priklauso nuo grindų matmenų ir plano formos, jas ribojančių sienų storio ir šiluminės izoliacijos įtakos dydžio[4].

Jei grindų plokštuma papildomai neizoliuojama pagal perimetrą arba įrengta vertikali pamatų izoliacija (∆Ψ = 0), tuomet:

ir (2.10)

 

2.2. pav. Grindų ant grunto schema: 1 – Betono sluoksnis armuotas viela 2 – Pūstojo putų polistirolo plokštė EPS 65 3 – hidroizoliacija; 4 – Dolomitinės skaldos sluoksnis 5 – Sutankintas smėlis.[4]

Grindų plotas: A = 108,22 m2;

Grindų perimetras: P = 41,11 m.

Kadangi hidroizoliacija yra palyginti labai plona jos šiluminės varžos nevertinu. Tuomet suminė grindų danga susidės iš:

Betono sluoksnio armuoto viela šiluminė varža:

(2.11)

čia: – betono sluoksnio armuoto viela šilumos laidumo koeficientas iš [4].

Pūstojo putų polistirolo plokštės EPS 65 šiluminė varža:

(2.12)

čia: – pūstojo putų polistirolo plokštės šilumos laidumo koeficientas iš [4].

Dolomitinės skaldos sluoksnio šiluminė varža:

(2.13)

čia: – dolomitinės skaldos sluoksnio šilumos laidumo koeficientas iš [4].

Tuomet šiluminė grindų konstrukcijos varža:

(2.14)

čia: Rsi– vidinio paviršiaus šiluminė varža, kai šilumos srauto kryptis į viršų iš [4] 2 lentelės 116 psl. Rsi = 0,1

Rs – Sutankinto smėlio sluoksnio šiluminė varža iš [4], kuris lygus Rsi = 0,27 .

Redukuotas cokolio storis:

; (2.15)

čia: w – grindis ribojančios sienos storis w = 0,43 m;

λgr – grunto šilumos laidumo koeficientas. Kadangi pastatas pastatytas priesmėlio grunte, šilumos laidumo koeficientas visuose skaičiavimuose imamas gr = 2 W/m2K [5].

Grindų ant grunto būdingas matmuo B (m):

m. (2.16)

čia: A – grindų ant grunto plotas (m2);

P – grindų perimetras (m).

Neizoliuotų grindų U0 vertė apskaičiuojama:

(2.17)

2.4. Plokščiojo stogo šilumos perdavimo koeficiento radimas

Apskaičiuoju nagrinėjamo namo plokščiojo stogo šilumos perdavimo koeficientą U. Šiluminiu požiūriu sienos konstrukcija yra ne vienalytė.

 

sts

2.3 pav. Plokščio stogo konstrukcija

Plokščiojo stogo sandara susidaro iš [5]:

Gelžbetoninė tuštuminė perdengimo plokštės d = 250 mm

Akmens vatos Paroc Extra d = 30 mm

Garo izoliacijos su 0,2 mm storio polietileno plėvele;

Apatinis šiltinimo sluoksnis DACHOTERM SL d = 120 mm

Viršutinio šiltinimo sluoksnio DACHOTERM G d = 60 mm

2 ritininės hidroizoliacijos sluoksnio d = 10 mm

Randame kiekvieno sluoksnį sudarančio komponento šilumines varžas. Kadangi atitvaroje yra ventiliuojamas oro tarpas, siekiant supaprastinti skaičiavimą, nevertinsiu polietileno plėvelės šiluminės varžos.

Gelžbetoninės tuštuminės perdengimo plokštės šiluminė varža:

(2.18)

čia: – gelžbetoninės tuštuminės perdengimo plokštės šilumos laidumo koeficientas

iš [6]

Akmens vatos Paroc Extra šiluminė varža:

(2.19)

čia: – akmens vatos Paroc Extra šilumos laidumo koeficientas iš [11].

Apatinis šiltinimo sluoksnis DACHOTERM SL šiluminė varža:

(2.20)

čia: – apatinio šiltinimo sluoksnio DACHOTERM SL šilumos laidumo koeficientas

iš [5].

Viršutinio šiltinimo sluoksnio DACHOTERM G šiluminė varža:

(2.21)

čia: – viršutinio šiltinimo sluoksnio DACHOTERM G šilumos laidumo koeficientas

iš [5].

 

10 mm storio ritininės hidroizoliacijos šiluminė varža:

(2.22)

čia: – ritininės hidroizoliacijos šilumos laidumo koeficientas iš [11].

Tuomet šiluminė plokštinio stogo konstrukcijos varža Rt:

(2.23)

čia: Rvid – vidinio atitvaros paviršiaus šiluminė varža iš [4] 2 lentelės 116 psl.

(Rvid = 0,13 m2K/W);

Riš – išorinio atitvaros paviršiaus šiluminė varža iš [4] 2 lentelės 116 psl.

(Riš = 0,04 m2K / W);

Šio stogo šilumos perdavimo koeficientas:

(2.24)

2.5. Langų šilumos perdavimo koeficientas

Gyvenamajam namui parenkami UAB „Lanreta“ firmos REHAU EURO-DESIGN 70   5 kamerų profilio plastikiniai langai [7]. 5 kamerų profilio plastikinių langų storis – 70 mm pločio. Šių langų savybės: Sistemos gylis: 70 mm., išorinės sandarinimo tarpinės; Kamerų skaičius: 5 kameros; Šilumos izoliacija: Uf=1,3 W/m2K (su armavimo profiliu); Energijos taupymas: iki 56% (palyginimo pagrindas:medinis/plastikinis langas, kurio Uw=2,7 W/m2K; Garso izoliacija: iki garso izoliacijos klasės 4 (VDI 2719); Priešisilaužiminės savybės: iki atsparumo klasės WK2 (DIN V ENV 1627); Oro/lietaus nepralaidumas: iki klasės C (DIN 18055).

Bendras REHAU EURO-DESIGN 70 lango šilumos perdavimo koeficientas [7]:

U = 1,3 .

2.6. Durų šilumos perdavimo koeficientas

Pastatui parenkame „TOTUM“ firmos lauko duris „TOTUM METAL“ – tai durys skirtos naudoti kaip vidinėse patalpose tiek ir lauke. Dažniausiai jos naudojamos pagalbinėse patalpose, sandeliuose, laiptinėse tačiau gali būtį statomos ir nuosavuose namuose ar butuose. [8]. TOTUM METAL durų konstrukcija pagaminta iš uždarų lankstytų profilių tam, kad durys butu kuo daugiau apsaugotos nuo bet kokio bandymo įsilaužti. Lankstaus gamybos proceso dėka durys gaminamos kaip standartinei komplektacijoje taip ir komplektuojamos pagal individualų užsakymą . TOTUM METAL duryse gali būti panaudotos žymiausių gamintojų tokių kaip ASSA, MUL-T-LOCK, MOTTURA, CISA, ABLOY spynos.

Lauko durų „TOTUM METAL“ šilumos perdavimo koeficientas priimamas [8]:

U = 1,5 .

2.7. Pastato atitvarų šilumos perdavimo koeficientai

Skaičiavimo, kuris buvo atliktas šio paragrafo 2.2. – 2.7. paragrafuose suvestinė pateikta 2.1. lentelėje.

2.1. lentelė Skaičiavimo kuris buvo atliktas šio paragrafo 2.2. – 2.7. paragrafuose suvestinė

Atitvara Žymėjimas Šilumos perdavimo koeficientas U,

W/m2K

Išorinė siena IS 0,24
Grindys G 0,35
Plokštinis stogas S 0,195
Langai L 1,3
Lauko durys LD 1,5

2.8. Galios poreikis dėl šilumos srauto per pastato aitvaras

Projektinė gyvenamojo pastato šildymo sistemų galia turi būti kuo mažesnė, tačiau pakankama, kad atsižvelgiant į vietovės klimatines sąlygas ir pastato naudotojų reikmes, palaikyti pastato šildomose patalpose šiluminį komfortą.

Patalpos ar pastato šildymo sistemos galia turi padengti patalpos ar pastato atitvarų ir ilginių šiluminių tiltelių šilumos nuostolių ir šilumos nuostolių dėl patalpų vėdinimo, visumą.

Visi skaičiavimai atliekami pagal STR 2.09.04:2008 reikalavimus [9].

Kiekvienos atitvaros dalies, apibūdinamos skirtinga šilumos perdavimo koeficiento verte, šilumos srautas skaičiuojamas:

W; (2.25)

čia at – šilumos srautas per atitvarą, W;

U – atitvaros šilumos perdavimo koeficientas, W/(m2K);

A – atitvaros plotas, m2;

– projektinė patalpos oro temperatūra, ˚C. Skaičiuojamosios temperatūros reikšmės šildymo sezono metu nustatomos pagal STR 2.09.04:2008 4.4. lentele.

– projektinė išorės oro temperatūra, ˚C. Parenkama įvertinus atitvaros vietą ir vidutinę pastato išorinių aitvarų šiluminę inerciją.

– pataisa dėl atitvaros padėties pasaulio šalių atžvilgiu; Šiaurinėje pusėje esančiom atitvaros priimu = 0,05.

– pataisa dėl vėjo įtakos. Skaičiavimuose priimu, kad pastatas stovi atviroje vietovėje todėl, todėl pataisa = 0,1.

– pataisa dėl šildymo prietaisų rūšies; Priimu:= 0,04, nes pastate bus naudojami kitos rūšies radiatoriai.

– pataisa dėl lauko durų. Taikoma skaičiuojant durų ir langų šilumos nuostolius (langams= 0,06, durims = 0,12).

2.2. lentelė Šilumos srautas per gyvenamojo pastato išorines sienas

Patalpa Atitvaros pavadinimas, orientacija Atitvaros šilumos perdavimo koeficientas U, W/m2K Atitvaros matmenys A*B, m Atitvaros plotas A, m2 Projektinė vidaus oro temperatūra i , ˚C Projektinė išorės oro temperatūra e , ˚C Temperatūtų skirtumas ie Pataisa dėl at, W
Šildymo prietasų rūšies, kpr Vėjo įtakos, kv Atitvaros orientacios, k0 Išorės durų, kd  
Svetainė su virtuve IS/P

LD/V

IS/V

L/V

IS/Š

L/P

L/Š

0,24

1,5

0,24

1,3

0,24

1,3

1,3

5,27*3,5

0,9*2,10

5,1*3,5

2*2

6,77*3,5

2*2

2*2

18,45

1,89

17,85

23,7

4

22

22

-22

-22

-22

-22

-22

-22

-22

44

44

0,04

0,04

0,04

0,04

0,04

0,04

0,04

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,05

0,05

0,06

0,06

0,06

222,11
142,20
214,89
274,56
297,82
274,56
286,00

 

Vonia ir tualetas IS/Š

IS/R

0,24

0,24

3*3,5

3,7*3,5

10,5

12,95

22

22

-22

-22

44

44

0,04

0,04

0,1

0,1

0,05

131,95
155,90

 

Miegamasis L/P

IS/R

IS/P

1,04

0,24

0,24

2*2

4,5*3,5

4,83*3,5

4

15,75

16,91

18

18

-22

-22

-22

40

40

0,04

0,04

0,04

0,1

0,1

0,1

0,06

199,68
172,37
185,06

 

Katilinė IS/P 0,24 1,77*3,5 6,195 18 -22 40 0,04 0,1 67,8
Bendras šilumos srautas per pastato išorines sienas, [W]  

2624,89

2.3. lentelė Šilumos srautas per pastato stogą

Patalpa Atitvaros pavadinimas, orientacija Atitvaros šilumos perdavimo koeficientas U, W/m2K Atitvaros matmenys A*B, m Atitvaros plotas A, m2 Projektinė vidaus oro temperatūra i , ˚C Projektinė išorės oro temperatūra e , ˚C Temperatūtų skirtumas ie Pataisa dėl at, W
Šildymo prietasų rūšies, kpr Vėjo įtakos, kv Atitvaros orientacios, k0 Išorės durų, kd
Svetainė su virtuve S/P 0,195 A*B 74,6 22 -22 44 0,04 0,1 0,05 761,68
Vonia ir tualetas S/P 0,195 3,43*3,7 12,7 22 -22 44 0,04 0,1 0,05 129,67
Miegamasis S/P 0,195 4,93*4,93 24,45 18 -22 40 0,04 0,1 0,05 226,94
Katilinė S/P 0,195 1,77*2,43 4,3 18 -22 40 0,04 0,1 0,05 39,91
Bendras šilumos srautas per pastato stogą, [W] 1158,21

Šilumos srautas per pastato grindis skaičiuojamas pagal formulę[6]:

W; (2.26)

čia: Ugr – atitvaros šilumos perdavimo koeficientas per grindis, W/(m2K);

Agr – atitvaros plotas;

Katilą gali aptarnauti tik suaugę asmenys susipažinę su katilo instrukcija.

Pagrindinė sąlyga – malkų sausumas. Vieno kilogramo svorio malku šiluminė vertė tiesiogiai priklauso nuo drėgmės (vandens) kiekio. Kuo daugiau vandens, tuo mažesnė malkų šiluminė vertė, nes dalis degančių malkų išskiriamos šilumos sunaudojama vandeniui išgarinti.

Dėl galimo slėgio šildymo sistemoje reikia įrengti apsauginius vožtuvus, kurie padėtų išvengti sistemos sugadinimo ir žmonių sužalojimų.

Naudojant cirkuliacinį siurblį pastarasis privalo būti valomas savarankišku termostatu taip, kad būtų užtikrinta minimali grįžtančio vandens temperatūra.

IŠVADOS

Gyvenamojo namo Kauno mieste šiluminiai nuostoliai, įvertinant pastato aitvaras, nuostolius dėl vėdinimo ir karšto vandens gaminimo, yra Pš = W.

Pastato metiniai šilumos energijos poreikiai yra lygus Q = kWh

Pastatui parenkamas 10 kW galios „Atrama 13“ vandens šildymo katilas, kuris patenkins šilumos gamybos ir karšto vandens tiekimo poreikius.

Nustatyta, kad bus naudojami įvairios galios PURMO plieniniai radiatoriai. Iš viso 4 radiatoriai. Taip pat parenkamas išsiplėtimo indas HYDRO-PRO 5 ir cirkuliacinis siurblys CPD 25-60 sistemos šildymui tinkamai paskirstyti.

LITERATŪRA

Namo šildymo sistemos: http://www.ekspertai.lt/sildymas/straipsniai/namo_sildymo_sistemos žiūrėta (2014-12-02);

Dujiniai katilai: www.dujiniai-katilai.lt žiūrėta (2014-11-20);

Kieto kuro šildymo katilai danrita: www.danrita.lt žiūrėta (2014-11-25);

Kerpauskas P., Stepanas A., Sirvydas P. A., Pastatų šildymas: mokomoji knyga. Akademija, 2009. 5 – 201 p.

Plokščio stogo su šilumos izoliacija, uždengtas ritinine danga sandara: http://www.kaunosilas.lt/naudojimas/stogams/?phpMyAdmin=JksXvCUdWOs4V6kUFzY86jKgDtb žiūrėta (2014-12-10);

Orinis šildymas: http://www.sildymas.com žiūrėta (2014-12-08);

Langų gamintojo techninė informacija: www.languparkas.lt žiūrėta (2014-12-11);

Durų gamintojo techninė informacija: http://www.amex-baczek.pl/index.php?option=com_ content &view=article&id=138&Itemid=133&lang=lt žiūrėta (2014-12-07);

STR 2.09.04:2008, Pastato šildymo sistemos galia. Šilumos poreikis šildymui. Lietuvos Respublikos Seimas, 2008-05-22, Nr. 58-2185; 

Barkauskas V., Stankevičius V., Pastatų atitvarų šiluminė fizika. Kaunas, 2000. 286 p.

Kieto kuro katilai: http://www.siltas.lt/?cat=8&type=3&table=698864&item=2 žiūrėta (2014-12-11);

Plieniniai radiatoriai purmo: www.purmo.com žiūrėta (2014-12-09);

Išsiplėtimo indo techninė informacija: http://www.e-santechnika.lt/preke/talpos/issipletimo_ indai/ rec_23189 žiūrėta (2014-12-10);

Cirkuliacinio siurblio techninė informacija: http://www.irankiubaze.com/Vandens-siurbliai / Cirkuliaciniai-siurbliai/CIRKULIACINIS-SIURBLYS-CPD25-60-180.html

žiūrėta (2014-12-10).

Join the Conversation