 |
Теплотехнический расчет стены
|
|
|
|
МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
к выполнению курсового и дипломного проектов
по специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
«Теплотехнический расчет наружной стены»
Курск
Одобрено предметной (цикловой) «Утверждаю»
комиссией ССД Заместитель директора
Протокол № ------- от ------ --------------- 200. г. по учебной работе
Председатель --------------------- Грунева О.Б.
--------------------------------- Соляник Ю.А. ------- --------------- 2016 г.
Общие положения
В связи с введением СП 50 13330 «Тепловая защита зданий» взамен СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и специально для дистанционного обучения студентов заочного отделения возникла необходимость разработки методического пособия по принятию конструктивных решений студентами специальности 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» при выполнении курсовых и дипломных проектов.
Теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:
а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);
б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);
в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).
Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б), в).
В рамках курсового и дипломного проектирования рассмотрен расчет только одного показателя тепловой защиты здания.
Данное методическое пособие поможет студентам решить вопросы, связанные с назначением конструкции наружных стен и определением размеров отдельных их элементов из условия, предъявляемого к приведенному сопротивлению теплопередаче.
|
|
|
Приведенное сопротивление теплопередаче Rпр0, m2.°C/Bt, ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45°) следует принимать не менее нормируемых значений Rнорм0 м2×°С/Вт.
Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, Roнорм, (м²·°С)/Вт, следует определять по формуле
Roнорм = Roтрmр, (5.1)
где Roтр - базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м²·°С/Вт, следует принимать в зависимости от градусо-суток отопительного периода, (ГСОП), °С·сут/год, региона строительства и определять по таблице 1;
mр - коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете по формуле (1) принимается равным 1. Допускается снижение значения коэффициента mр в случае, если при выполнении расчета удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания по методике приложения Г выполняются требования п.10.1 (СП) к данной удельной характеристике. Значения коэффициента mр при этом должны быть не менее: mр = 0,63 - для стен, mр = 0,95 - для светопрозрачных конструкций, mр = 0,8 - для остальных ограждающих конструкций.
Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год, определяют по формуле:
ГСОП = (tв - tот) zот, (5.2)
где tот, zот - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, а при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых не более 10 °С;
tв - расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая при расчете ограждающих конструкций групп зданий указанных в таблице 3: по поз.1 - по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С); по поз.2 - согласно классификации помещений и минимальных значений оптимальной температуры по ГОСТ 30494 (в интервале 16-21 °С); по поз.3 - по нормам проектирования соответствующих зданий.
|
|
|
Таблица 3
Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче
ограждающих конструкций
| Здания и помещения, коэффициенты a и b | Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут/год | Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче Roтр, (м²·°С)/Вт, ограждающих конструкций | ||||
| Стен | Покрытий и перекрытий над проездами | Перекрытий чердачных над неотапливаемыми подпольями и подвалами | Окон и балконных дверей, витрин и витражей | Фонарей | ||
| 1 Жилые, лечебно- профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития | 2,1 | 3,2 | 2,8 | 0,3 | 0,3 | |
| 2,8 | 4,2 | 3,7 | 0,45 | 0,35 | ||
| 3,5 | 5,2 | 4,6 | 0,6 | 0,4 | ||
| 4,2 | 6,2 | 5,5 | 0,7 | 0,45 | ||
| 4,9 | 7,2 | 6,4 | 0,75 | 0,5 | ||
| 5,6 | 8,2 | 7,3 | 0,8 | 0,55 | ||
| a | - | 0,00035 | 0,0005 | 0,00045 | - | 0,000025 |
| b | - | 1,4 | 2,2 | 1,9 | - | 0,25 |
| 2 Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, производственные и другие здания и помещения с влажным или мокрым режимом | 1,8 | 2,4 | 2,0 | 0,3 | 0,3 | |
| 2,4 | 3,2 | 2,7 | 0,4 | 0,35 | ||
| 3,0 | 4,0 | 3,4 | 0,5 | 0,4 |
Примечания
1. Значения Roтр для величин ГСОП, отличающихся от табличных, следует определять по формуле
Roтр = a ГСОП + b
где ГСОП — градусо-сутки отопительного периода, °С-сут, для конкретного пункта:
а,b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, за исключением графы 6 для группы зданий в поз. 1, где для интервала до 6000 °С ×сут: а = 0,000075, b= 0,15; для интервала6000-8000 °С×сут: а = 0,00005, b = 0,3; для интервала 8000 °С×сут и более: а = 0,000025; Ь = 0,5.
2. Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше нормируемого сопротивления теплопередаче свегопрозрачной части этих конструкций.
3. Для зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м3, нормируемые значения приведенного сопротивлениятеплопередаче, должны определяться для каждого конкретного здания.
|
|
|
Пример расчета
Теплотехнический расчет стены
Расчет выполнен по СП 50 13330 «Тепловая защита зданий» и
СП 131.13330.2012“Строительная климатология”. Теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций приняты по Приложению 3 к СНиП II-3-79*.
Основное требование к ограждающим конструкциям: приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений
Rпр0 ≥ R0тр
По СП 131.13330.2012 табл.3.1 для Курской области продолжительность отопительного периода zот - составляет 194 суток, среднесуточная температура воздуха tот = - 2,3 0 С.
Расчет выполним для наружной стены детской комнаты с температурой внутреннего воздуха tв = 22 0С.
Определим величину градусо-суток отопительного периода по формуле (5.2):
ГСОП = (tв - tот) zот, = (22 - (- 2,3)) 194 = 4714,2 0С,сут.
Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче для стен должно быть
Roтр = a • ГСОП + b = 0,00035 ×4714,2 + 1,4 = 3,05 м2×0С/Вт
Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б приняты в зависимости от влажности внутреннего воздуха 50-60% (при температуре внутри помещения 12-240С для нормального режима эксплуатации помещений - см. табл. 1) и зон влажности района строительства (Курская область - см. Приложение В).
Конструкцию наружной стены (для помещения с влажностью 50-60 % с нормальным режимом эксплуатации) предварительно примем многослойную облегченную:
1 - слой - кирпич глиняный обыкновенный
(ГОСТ 530-80), l1 = 0,81 Вт/м2,0С, d = 0,12 м
2 - слой - пенополистирол ГОСТ 15588-70*,
g = 40 кг/м3, l2 = 0,05 Вт/м2,0С, d =?
3 - слой - пустотный кирпич ГОСТ 6316 –74
на цементно-песчаном растворе
с g = 1400 кг/м3, l3 = 0,64 Вт/м2, 0С, d = 0,38 м
4 - слой - известково-песчаная штукатурка,
g = 1600 кг/м3 l4 = 0,81 Вт/м2,0С, d = 0,02 м
Требуемую величину (толщину) слоя утеплителя (пенополистирола) определим из условия:
R0тр = 3,05 м2,0С/Вт £ Rпр0 = 
+ å(
) + 
где aв-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 4; для стен aв = 8,7 Вт/м2,0С;
|
|
|
aн – коэффициент теплоотдачи наружнойповерхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 6; для наружних стен aн = 23 Вт/м2,0С.
d - толщина соответствующего слоя в м.
х = d2 = (3,05 - (
)) × 0,05 = 0,110 м.
Принимаем толщину слоя пенополистирола d2 = 110 мм.
В стене предусматриваем гибкие связи в виде сеток из арматуры класса Вр - I диаметром 3 мм с ячейкой 100х100 мм с шагом 600 мм по высоте, а также горизонтальные жесткие связи в уровнях междуэтажных перекрытий, вертикальные жесткие связи (из кирпича) с шагом не более 1040 мм (вдоль стены).
Пример конструкции наружной стены
|
|
|
|
