Тема 2.Физико-технические основы проектирования

Общественных зданий

Вопросы строительной физики. Тепловая защита зданий (поэлементное, комплексное, санитарно-гигиеническое требования). Инсоляция. Защита от шума.

При проектировании зданий в первую очередь решают следующие теплотехнические задачи:

- обеспечение необходимой теплозащитной способности наружных ограждений;

- обеспечение на внутренней поверхности ограждения температур, незначительно отличающихся от температуры воздуха в помещении, во избежание выпадения на этой поверхности конденсата; обеспечение теплоустойчивости ограждения;

- создание осушающего влажностного режима наружных ограждений в эксплуатации; ограничение воздухопроницаемости наружных ограждений.

Согласно СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий (Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003) 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) и в).

Поэлементные требования

Задачей теплотехнического расчёта является определение наименьшей толщины ограждающей конструкции внешней стены, покрытия при обеспечении требуемого внутреннего температурно-влажностного режима помещения.

В процессе расчёта определяется величина приведенного сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций ,

Величина R₀ должна быть не менее нормируемых значений приведённого значений сопротивления теплопередаче:

Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, , (м·°С)/Вт, следует определять по формуле

(1)

где - базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м·°С/Вт, следует принимать в зависимости от градусо-суток отопительного периода, (ГСОП), °С·сут/год, региона строительства и определять по таблице 3СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий»;

- коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. В расчете по формуле (1) принимается равным 1. Допускается снижение значения коэффициента 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 к данной удельной характеристике. Значения коэффициента при этом должны быть не менее: 0,63 - для стен, 0,95 - для светопрозрачных конструкций, 0,8 - для остальных ограждающих конструкций.

Для того, чтобы найти значение базового требуемого приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций необходимо определить градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле:

(2)

– расчётная температура внутреннего воздуха (°С), принимаемая по нормам

проектирования соответствующих зданий и сооружений, в данном случае по СП "Общественные здания и сооружения" , °С

, - средняя температура,( и продолжительность, (сут.), отопительного периода, т.е. периода со среднесуточной температурой по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».

Приведенное сопротивление теплопередаче фрагмента теплозащитной оболочки здания (или любой выделенной ограждающей конструкции) , (м·°С)/Вт, рассчитывается в соответствии с приложением ЕСП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий», с использованием результатов расчетов температурных полей.

При расчете приведенного сопротивления теплопередаче, коэффициенты теплоотдачи внутренних поверхностей ограждающих конструкций и коэффициенты теплоотдачи наружных поверхностей следует принимать в соответствии с таблицами:

Чтобы определить приведенное сопротивление теплоотдаче ограждающей конструкции , , нужно сначала рассчитать термическое сопротивление для многослойной конструкции:

(3)

- термическое сопротивление ограждающей конструкции, ;

термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающей конструкции, ;

(4)

– толщина i-го слоя;

– расчётный коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, принимаемый по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»,

- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки толщиной 20 мм, , принятое из СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

Формула для расчёта сопротивления теплоотдаче:

(6)

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, ;

-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций.

Из условия выбираем минимальную толщину слоя утеплителя. Таким образом, получаем наименьшую толщину ограждающей конструкции внешней стены, которая будет обеспечивать требуемый внутренний температурно-влажностного режим помещения.

Комплексное требование

Нормируемое значение удельной теплозащитной характеристики здания, , Вт/(м·°С), следует принимать в зависимости от отапливаемого объема здания и градусо-суток отопительного периода района строительства по таблице 7 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» с учетом примечаний.

Удельная теплозащитная характеристика здания, , Вт/(м³·°С), рассчитывается по приложению ЖСП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий».

Санитарно-гигиеническое требование

Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции (за исключением вертикальных светопрозрачных конструкций, т.е. с углом наклона к горизонту 45° и более) в зоне теплопроводных включений, в углах и оконных откосах, а также зенитных фонарей должна быть не ниже точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха - , °C, принимаемой в соответствии с пояснениями к формуле (5.4)