КР 2. Расчет коэффициентов естественной освещенности при боковом освещении помещения

КР 1. Защитные свойства ограждающих конструкций

I. Теплотехнический расчет стен

Подобрать толщину утепляющего слоя (минеральная вата =30кг/м³) наружной стены здания, расположенного в г. Москве. Влажностный режим помещений здания – нормальный. Несущий слой - железобетон, 250мм; наружная отделка – керамический кирпич, 120мм; внутренняя отделка – штукатурка, 20мм.

1) Определение градусо-сутки отопительного периода D_d .

Градусо-сутки отопительного периода для жилого помещения (t_int = 20 °С) в здании расположенном в г. Москве(t_ht = -3,1 °С, z_ht = 214 сут):

D_d = (20-(-3,1)) 214=4943,4 (°С×сут)

2) Определение сопротивления теплопередачи R_req .

Сопротивление теплопередачи рассматриваемой стены R_req определяется по приложению 1 в зависимости от градусо-суток отопительного периода района строительства D_d.

Для нахождения промежуточного значения проинтерполируем табличные значения:

R_req = a D_d + b = 0,00035 4943,4 + 1,4= 3,13 (м²×°С/Вт)

3) Определение условий эксплуатации конструкций.

По карте зон влажности (см. приложение 5) определяем, что Москва расположена во 2 (нормальной) зоне влажности. По приложению 4 зоне влажности 2 и нормальному влажностному режиму помещений соответствуют условия эксплуатации «Б».

3) Определение общего сопротивления теплопередаче R_o .

Рис. Схема ограждающей конструкции к примеру

Табл.5. Расчётные теплотехнические показатели

№ слоя	Наименование слоя	объёмный вес , кг/м3	толщина слоя d, м	коэффициент теплопроводности l, Вт/(м 0С)
	Лицевой керамический кирпич на цементно-песчанном растворе		0,12	0,64
	Минерало-ватная плита		δ	0,045
	Монолитный железобетон		0,25	2,04
	Цементно-песчанная штукатурка		0,02	0,93

Итак, для нашего случая общее сопротивление теплопередаче

(м²×°С/Вт)

4) Определение толщины утепляющего слоя δ.

Приведенное сопротивление теплопередаче R_o^r принимается не менее нормируемого значения R_red.

R_o^r = R_o × r (м²×°С/Вт)

Коэффициент теплотехнической однородности принимаем r = 0,75.

(м)

Округляем толщину в большую сторону до кратности 1см.

Итак, получаем минимальную толщину утепляющего слоя δ=17см.

II. Проверка отсутствия конденсации водяных паров в конструкции

Наружных стен

Конструкцию наружной стены, рассмотренную в теплотехническом расчете, проверить на отсутствие конденсации водяных паров.

Табл. Расчет значений температур (t_x) на границе слоев

	Последов-ть расчета	Задано	прил. 2,3,7	Rxi=гр.1/гр.2	tx=Q гр.3	tx+1= ti + tx
№ слоя	Наименование слоя	толщина слоя di, м	коэффициент теплообмена, Вт/(м оС)	Термическое сопротивление Rx, оС м2/Вт	Температурный перепад tx, оС	Температура на поверхности слоя tx, оС
наружной	внутренней
	Графы
ext	Наружный воздух, jext = 84%		23 (aext)	0,043(Rse)	0,304	-10,2 (ti)	-9,896
	Лицевой керамический кирпич на ц.п.р.	0,12	0,64 ( 1)	0,187 (R1)	1,324	-9,896	-8,572
	Минерало-ватная плита	0,17	0,045 ( 2)	3,778 (R2)	26,745	-8,572	18,173
	Монолитный ж/б	0,25	2,04 ( 3)	0,122 (R3)	0,864	18,173	19,037
	Цементно-песчанная штукатурка	0,02	0,93 ( 4)	0,021 (R4)	0,149	19,037	19,186
int	Воздух пом., jint = 55%		8,7 (aint)	0,115 (Rsi)	0,814	19,186	20 (tint)

Примечания: 1. Общее сопротивление теплопередачи R_о = _x = 4,266 ^оС м²/Вт (сумма знач. в гр. 3).

2. Величина теплового потока Q = (t_int – t_i)/ R_о = (20 – (-10,2))/4,266= 7,079 Вт/м²

3. В расчете не учитывается коэффициент r, приближенно считаем, что он не влияет на распределение температур

Табл. Расчет знач. макс. упругости (E_x) и парциального давления (e_x) в.п. на границе слоев

	Задано	прил. 7	Rnxi=гр.1/гр.2	Rx=G гр.3	Ex=f(tx)	ex+1= eext + Rx
№ слоя	толщина слоя di, м	Коэффициент паропроницаемости m, мг/(м×ч×Па)	сопротивление паропроницанию Rnxi, м2×ч×Па/мг	Перепад сопротивления паропроницанию Rx, Па	Максимальная упругость водяного пара E, Па	Парциальное давление водяного пара e, Па
наружной	внутренней	наружной	внутренней
	0,12	0,14 (m1)	0,86 (Rn1)	86,0	281,6 (Eext)		236,5 (eext)	322,5
	0,17	0,37 (m2)	0,46 (Rn2)	46,0			322,5	368,5
	0,25	0,03 (m3)	8,33 (Rn3)	833,3			368,5	1201,8
	0,02	0,09 (m4)	0,22 (Rn4)	22,0		2225 (Eint)	1201,8	1223,8 (eint)

Примечания: 1. Давление водяного пара на внутренней и наружной поверхности:

2. Общее сопр. паропроницанию R_vp = _nx = 4,266 м²×ч×Па/мг (сумма знач. в гр. 3).

3. Величина потока водяного пара G = (e_int–e_ext)/R_vp = (1223,8–236,5)/9,87 = 100,03мг/(м²×ч)

Рис. Графическое изображение результатов расчета на отсутствие конденсации водяных паров к примеру

Сопоставление значений в граф 5,6 и 7,8 в табл. и анализ графического изображения результатов показывает наличие зоны конденсации в наружной стене на стыке утепляющего слоя и слоя наружной отделки.

КР 2. Расчет коэффициентов естественной освещенности при боковом освещении помещения.

Дано: Жилое помещение жилого многоквартирного здания, расположенное в г. Москва. Материалы отделки помещения имеют следующие коэффициенты отражения: ρ_пол = 0,3, ρ_пот = 0,4, ρ_ст = 0,5. Габаритные размеры помещения B × L: 3,6м × 6м. Помещение высотой H=3м имеет одно окно шириной b=2 и высотой h=1,8м, расположенное на плане в центре наружной стены. Высота от у.ч.п. до низа окна составляет 0,9м.

Необходимо построить график распределения КЕО по 4 точкам (А, Б, В, Г) находящимся в помещении на расстоянии L/5 друг от друга и от стен.

Расчет КЕО в каждой из 4 точек (на примере точки А) следует производить в следующей последовательности:

а) график I (см. прил. ) накладывают на поперечный разрез помещения таким образом, чтобы его полюс (центр) 0 совместился с расчетной точкой А (рисунок 9), а нижняя линия графика — со следом рабочей поверхности. Для жилых помещений уровень следа рабочей поверхности совпадает с у.ч.п.;

б) по графику I подсчитывают число лучей, проходящих через поперечный разрез светового проема от неба n₁ в расчетную точку А;

в) отмечают номер полуокружности на графике I, совпадающей с серединой С участка светопроема, через который из расчетной точки видно небо;

г) определяют значение угла θ, под которым видна середина участка неба из расчетной точки на поперечном разрезе помещения (рисунок 9);

д) график II (см. прил. ) накладывают на план помещения таким образом, чтобы его вертикальная ось и горизонталь, номер которой соответствует номеру концентрической полуокружности (пункт «в»), проходили через точку С;

е) подсчитывают число лучей n₂ по графику II, проходящих от неба через световой проем на плане помещения в расчетную точку А;

Рис. Определение коэффициентов n₁, n₂ и угловой высоты θ с помощью графиков I и II

ж) определяют значение геометрического КЕО ε, учитывающего прямой свет от неба, по формуле ( ):

ε =0,01 n₁n₂ = 0,01 13 16 = 6,5 %

и) определяют значения коэффициентов:

- q в зависимости от угла θ (табл. прил. );

- в зависимости от вида светопропускающего материала, переплета и наличия солнцезащитных устройств:

;

- r₀ по табл. прил. в зависимости от геометрических параметров помещения и отражательной способности используемых материалов в отделке.

где l_i – расстояние от наружной стены до расчетной точки,

h₁ – расстояние от у.ч.п. до верха светового проема, в нашем случае h₁ = h +0,9=2,7.

где S_пол , S_пот – площадь пола и потолка, в нашем случае S_пол = S_пот = 6 3,6 = 21,6 м².

S_ст – площадь стен с учетом вычета светового проема, в нашем случае

S_ст = (6 2 + 3,6 2) 3 – 2 1,8 = 54 м²

- k_з по прил.

к) вычисляют значение КЕО e в расчетной точке помещения.

Примечания

1. Графики I и II применимы только для световых проемов прямоугольной формы.

2. План и разрез помещения выполняют (вычерчивают) в одинаковом масштабе.

3. Рекомендуется для удобства при «ручном» наложении графиков план и разрез вычерчивают на кальке.

Табл. Подсчет КЕО в точках А…Г

точка	n1	№ полуокружности	n2	ε, %	θ, град	q	l1 / L	r0	e, %
А	41-28=13		25+25=50	6,5		1,04	0,2	1,1	3,22
Б	47-38=9		19+19=38	3,42		0,87	0,4	1,26	1,62
В	49-43=6		15+15=30	1,8		0,76	0,6	1,47	0,87
Г	49-45=4		12+12=24	0,96		0,69	0,8	1,78	0,51

Рис. График распределения КЕО на разрезе 1-1