Оценка теплозащитных качеств ограждающих конструкций

Исходные данные:

Район строительства – г. Салехард.

Согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» (таб. 1*) климатические параметры холодного периода года г. Салехарда следующие:

- расчетная температура наружного воздуха t_ext, определяемая по температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, равна минус 42 °С;

- продолжительность отопительного периода z_ht = 292 сут;

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период t_ht = минус 11,4 °С.

Согласно ГОСТ 30494-96 (табл. 1) оптимальная расчетная температура внутреннего воздуха жилого здания t_int = 22 °С. Согласно СНиП 23-02-2003 (табл. 1) расчетная относительная влажность внутреннего воздуха из условия не выпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных ограждений равна ϕ_int = 55 %.

Согласно пункту 4 СНиП 23-02-2003, по нормальному режиму влажности помещений зданий (таблица 1) и условиям эксплуатации А и Б в зоне влажности (приложение В) (табл. 2), получили сухие условия эксплуатации ограждающих конструкций Б.

α_ext - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(кв.м*°С), принимаемый по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника» (табл. 6*); α_ext =23;

α_int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (табл. 7); α_int =8,7 Вт/(м²*°С);

r=0,96 - коэффициент учитывающий неоднородность связей, принимаемый по отчетным данным кафедры ГСХ.

n — коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» (табл. 6) n =1;

13

Лист

Стеновое ограждение:

Рис. 5. Конструкция наружной стены.

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/(м*°С) определяем в соответствии с приложением Д СП 23-101-2004, для условия эксплуатации ограждающих конструкций Б.

Конструкция стены состоит из четырех слоев:

1. Фасадная штукатурка: δ= 0,01 м, ρ=1400 кг/м³, λ=0,93 Вт/(м²*°С);

2. Плиты жесткие минераловатные: δ=Х, ρ=100 кг/м³, λ=0,065 Вт/(м²*°С);

3. Газобетон: δ= 0,4 м, ρ=800 кг/м³, λ=0,41 Вт/(м²*°С);

4. Цементно–песчаный раствор: δ=0,015 м, ρ=1800 кг/м³, λ=0,93 Вт/(м²*°С).

Сопротивление теплопередаче элементов ограждающих конструкций:

Вычисляем D_d — градусо-сутки отопительного периода, °С*сут, для конкретного пункта согласно формуле:

D_d = (t_int - t_ht) z_ht ; (11)

D_d = (22 + 11,4) * 292 = 9753 (°С*сут).

Вычисляем нормируемое сопротивление теплопередачи:

R_req = aD_d + b. (12)

где a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы 4 (Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций) для соответствующих групп зданий, а = 0,00035; b = 1,4.

По формуле (12):

R_req = 0,00035*9753 + 1,4=4,8 (м²*°С/Вт).

14

Рассчитываем приведенное сопротивление ограждения:

Лист

, где (13) (14)

Из приведенного сопротивления ограждения выражаем толщину утеплителя:

(15)

_мм

Делаем проверку:

Находим расчетный температурный перепад Δt₀, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, который не должен превышать нормируемой величины Δ_tn=4°С

, (16)

отсюда Δt_о=1,5 °С

Условия а и б согласно СНиП 23-02-2003 выполняются:

a) R_o ≥ R_req, 4,8 м²*°С/Вт ≥4,8 м²*°С/Вт;

b) Δt₀ ≤ Δt_n, 1,5 °С ≤ 4 °С.

Рис.6. Конструкция наружной стены.

Вывод: В результате расчета запроектирована конструкция наружной стены с толщинами:

1. Фасадная штукатурка: δ= 0,01 м;

2. Плиты жесткие минераловатные: δ=0,25 м;

3. Газобетон: δ= 0,4 м;

4. Цементно–песчаный раствор: δ=0,015 м.

15

Лист

2.2. Проектирование чердачного перекрытия.

Исходные данные:

Конструкция состоит из:

железобетонной плиты толщиной δ =220 мм, ρ=2400 кг/м³,

минераловатная плита δ=?, ρ=30 кг/м³ ,

пароизоляция.

Рис.7. Конструкция чердачного перекрытия.

По предыдущим расчетам в пункте 2.1.:

D_d = 9753 °С*сут.

Согласно СНиП 23-02-2003 таблица 4 для соответствующих групп зданий, а = 0,00045; b = 1,9.

Вычисляем нормируемое сопротивление теплопередачи:

R_reg=aDd+b

R_req = 0,00045*9753 + 1,9=6,3 (м²*°С/Вт).

В соответствии с приложением Д СП 23-101-2004 принимаем коэффициент теплопроводности минераловатной плиты ρ=30кг/м³ λ=0,045 Вт/(м*°С) для условия эксплуатации ограждающих конструкций Б.

По формуле (15) рассчитываем толщину утеплителя:

По формуле (13) рассчитываем приведенное сопротивление слоев:

Условие проверки R_o ≥ R_req выполняется:

6,8 м²*°С/Вт ≥ 6,3 м²*°С/Вт.

Находим расчетный температурный перепад Δt₀, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности перекрытия конструкции, который не должен превышать нормируемой величины Δ_tn=3°С

, отсюда Δt_о=1,08 °С

16

Лист

Расчетный температурный перепад ∆t₀=1,08°С, не должн превышать нормируемых величин ∆t_n=3 °С.

∆t₀≤∆t_n , 1,08°С ≤3°С

Условия выполняются.

Получим конструкцию:

Рис.8. Конструкция чердачного перекрытия.

Вывод: в результате расчета была запроектирована конструкция чердачного перекрытия с толщиной утеплителя (минераловатная плита) 300 мм и железобетонной плитой толщиной 220 мм.

17

Лист

2.3. Проектирование светопрозрачного ограждения.

Исходные данные:

По предыдущим расчетам в пункте 2.2.:

D_d = 9753 °С*сут.

Согласно СНиП 23-02-2003 таблица 4 для соответствующих групп зданий и D_d в промежутке от 8000 до 10000: а = 0,000025; b = 0,5.

По формуле (12) вычисляем нормируемое сопротивление теплопередачи для светоотражающей конструкции:

R_req = 0,000025*9753 + 0,5=0,74 (м²*°С/Вт).

По СП 23-101-2004 согласно приложению Л находим вид конструкции.

Таким образом из таблицы получим приведенное сопротивление:

R_o^r = 0,75 м²*°С/Вт

Вывод: в результате расчетов была выбрана светопрозрачная конструкция – два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах из стекла с мягким селективным покрытием.

18

Лист

3. Естественное освещение помещения.

Исходные данные:

Ширины помещения b_п=3,5 м,

глубина помещения d_п=3,4 м,

площадь пола помещения А_п=11,9 м²,

толщина наружной стены 0,67м,

высота подоконника h_пд=0,8 м,

высота светового проема окна h_o=1,5 м,

переплеты: два однокамерный стеклопакета в раздельных переплетах,

средневзвешенный коэффициент отражения поверхностей помещения ρ_ср=0,5 (таблица Б5 приложения Б СП 23-102-2003),

коэффициент запаса К_з =1,2 (Снип 23-05 по таблица 3).

Рис. 10. а) разрез б) план

19

Лист

Нормированное значение КЕО е_н, = 0,5 % (По приложению И СНиП 23-05).

Предварительный расчет естественного освещения:

Для оконных проемов:

d_п/h₀ =3,4/1,5=2,3

Согласно СП 23-102-2003 Рисунок 1:

Для окна А_c.o/А_п =13 %,

Площадь светового проема определяем по формуле:

А_с.о= ((А_c.o/А_п)*100)/А; (17)

А_с.о = 0,13 * А_п= 0,13 * 11,9 = 1,5( м²);

Следовательно, ширина светового проема при высоте 1,5 м должна составлять для окна:

b_с.п = 1,5/1,5 = 1,0 (м),

Принимаем оконные блоки размером 1,5 х 1,0 м.

Проверочный расчет:

Проверочный расчет производится по формуле:

, (18)

где :

(19)

n₁- количество лучей по графику I (рис. Б.1), проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на разрезе помещения;

n₂ - количество лучей по графику II (рис. Б.2), проходящих от неба через световые проемы в расчетную точку на плане помещения;

K_з =1,2 (По СНиП 23-05-95*).

По графику I А.М. Данилюка (рисунок 8 СП 23-102-2003):

n₁ = 6,

Отмечаем, что через точку С1 на разрезе помещения проходит концентрическая полуокружности 17,9 графика I.

На поперечных разрезах помещения (рисунок 11, 13) определяем, что:

ϴ1= 16 °С;

По таблице Б.1 приложения Б СП 23-102-2003 находим коэффициенты:

q₁ = 0,67,

20

Лист

По размерам помещения находим, что:

lт/dп = 0,5,

bп/dп =1.

По значениям d_п/h₀; l_т/d_п, b_п/d_п; ρ_cp в приложении Б находим r_o:

r_o = 2,83.

т.к неизвестны окружающие здания: К_ЗД =0

Для двух однокамерных стеклопакетов в раздельных переплетах общий коэффициент светопропускания τ_о:

τ_о = τ₁τ₂τ₃τ₄τ₅, (приложение СП 23-102-2003 Б.6) (20)

τ₁=0,8 — коэффициент светопропускания материала, определяемый по таблице Б.7;

τ₂=065 — коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема, определяемый по таблице Б.7.

τ₃ =1 — коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях, определяемый по таблице Б.8 (при боковом освещении);

τ₄=1 — коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах, определяемый в соответствии с таблицей Б.8;

τ₅=1— коэффициент, учитывающий потери света в защитной сетке, устанавливаемой под фонарями.

Находим общий коэффициент пропускания света по формуле (20):

τ_о=0,8*0,65*1*1*1=0,5

По графику II А.М. Данилюка считаем количество лучей между границами оконного проема т. е.

n₂ = 24,

Находим по формуле (19):

₁=0,01*6*24=1,44 (%)

Находим расчетное значение КЕО по формуле (18)

(1,44*0,67+ 1*1*1)* 0,5*2,83/1,2 = 2,3%

21

Лист

Сравнивая полученные расчетные значения КЕО с нормированным значением КЕО:

2,3%

Т.о. требование норм естественного освещения СНиП 23-05-95* удовлетворены в жилой комнате, т.к. КЕО .

Вывод: в результате расчета были запроектированы оконные проемы размерами 1,5*1,1.

22

Лист

4.Пароизоляция