1. Функциональный процесс

Планировочное решение блокированного жилого дома, рассчитанного на заселение двух семей, состоящих из четырех человек, должно удовлетворять многофункциональному назначению в связи с разнохарактерностью жизненных процессов, протекающих в его стенах (процессы отдыха, сна, индивидуальной работы, воспитания детей, ведения домашнего хозяйства, приготовления и принятия пищи, поддержания личной гигиены и пр.).

Соответственно многофункциональному назначению квартира делится на зоны. Так как дом двухэтажный, применяется поэтажное (вертикальное) зонирование: на первом этаже размещена общесемейная часть (холл, общая комната, спальня, кухня), хозяйственно-бытовая часть (кухня, тамбур, ванная, санузел, гардероб, кладовая), на втором этаже - индивидуальная часть (спальная малая, ванная комната, детская, мансардная комната, кладовая). Спальни спроектированы изолированно (вход в спальные осуществляется через холл).

При планировке кухни предусмотрено угловое размещение необходимого инженерного оборудования и мебели.

Расчет наружной стены

По карте зон влажности (СНиП 23-01-2003) определяем, что Красноярск расположен в сухой зоне. Нормальной влажности помещения в нормальной зоне соответствуют условия эксплуатации ограждающих конструкций А.

Поскольку стена выполнена из нескольких слоев материалов, слои которых расположены перпендикулярно тепловому потоку, то конструкцию стены будем считать однородной с теплопроводными включениями.

№	Наименование слоя	Плотность , кг/м3	Толщина слоя , м	Коэффициент теплопроводности , Вт/м0С
1	Известково-песчаный раствор	1600	0,015	0,81
2	Кирпичная кладка	1800	0,380	0,81
3	Утеплитель URSA	90	Х	0,038
4	Воздушная прослойка		0,030
5	Кирпичная кладка	1600	0,120	0,81

5 4 3 2 1

Рис.1.

По СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» градусо-сутки отопительного периода , °С·сут, определяют по формуле:

,

где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз.1 таблицы 4 по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20-22 °С); =21°С;

, - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01; = -7,1⁰С, =234сут.

D_d=(21-(-7,1))*234=6809⁰Ссут

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле

,

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 3*; n=1.

t_int - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005-88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений; t_int=21⁰С.

t_ext - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 ; t_н= -40⁰С.

t_n - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл 2*, СНиП 23-02-2003; t_n=4⁰С.

_int - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4*; _int=8,7.

.

По интерполяции определим минимальное значение теплопередачи пользуясь таблицей 1б* СНиПа.

Найдем толщину утеплителя из формулы сопротивления теплопередачи ограждающей конструкции:

R_к - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²°С/Вт, определяемое по формуле для однородной конструкции

,

где  - толщина слоя, м;

 - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м °С), принимаемый по прил. 3*.

С учетом коэффициента теплопроводного включения r (гибкие связи кладки) получим:

,

где коэффициент теплотехнической однородности r с учетом теплотехнических неоднородностей, оконных откосов и примыкающих внутренних ограждений проектируемой конструкции для стен жилых зданий из кирпича с утеплителем должен быть, как правило, не менее 0,80 при толщине стены 250 мм.

Тогда .

РАСЧЕТ МАНСАРДНОГО ПОКРЫТИЯ

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rо принимаем не менее требуемых значений, R_req, определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле:

,

где - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, для покрытия =3 ; и условий энергосбережения по табл. 1б*:

D_d=6809 сут

,

но чтобы обеспечить такое сопротивление теплопередачи, требуется большая толщина утеплителя. Примем .

Поскольку однородность материала в мансардном покрытии нарушена, расчет термического сопротивления производим дважды: в направлении, параллельном тепловому потоку, и в направлении, перпендикулярном тепловому потоку.

№	Наименование слоя	Плотность , кг/м3	Толщина слоя , м	Коэффициент теплопроводности , Вт/м0С
1	Обрешетка	500	0,030	Вдоль волокон 0,29 Поперек волокон 0,14
2	Стропильная нога	500	0,200	Вдоль волокон 0,29 Поперек волокон 0,14
3	Сухая штукатурка	800	0,010	0,19
4	Утеплитель URSA		0,200	0,038
5	Брусок	500	0,040	Вдоль волокон 0,29 Поперек волокон 0,14

Плоскостями параллельными тепловому потоку разделим покрытие на 2 участка (I и II).

Рис.2

Участок I. Сухая штукатурка и утеплитель.

Площадь:

F₁=0,91=0,9м²

Термическое сопротивление:

R₁=0,01 / 0,19+0,20/0,038=5,316 м²°С/Вт.

Участок II. Сухая штукатурка, стропильная нога, брусок и обрешетка.

Площадь:

F₁=0,11=0,1м²

Термическое сопротивление:

R₂=0,01/0,19+0,20/0,14+0,04/0,14+0,03/0,14=1,981 м²°С/Вт.

Определим термическое сопротивление всей конструкции параллельно тепловому потоку по формуле:

.

Плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, разрезаем мансардное покрытие на 2 слоя: сухая штукатурка (однородный слой), утеплитель и стропильная нога (h=190мм) (неоднородный слой).

Рис.3

Термическое сопротивление слоев:

R₁=0,01/0,19=0,053 м²°С/Вт,

.

Определим термическое сопротивление всей конструкции перпендикулярно тепловому потоку:

R_б= R₁+ R₂=0,053+3,16 =3,213 м²°С/Вт.

Так как величина R_a/R_б=4,55/3,213=1,42>1,25, то приведенное термическое сопротивление R^пр_к такой конструкции следует определять на основании расчета температурного поля следующим образом:

по результатам расчета температурного поля при t_в и t_н определяются средние температуры, °С, внутренней t_в.ср. и наружной t_н.ср. поверхностей ограждающей конструкции и вычисляется величина теплового потока q^расч, Вт/м², по формуле

q^расч = a_в (t_в - t_в.ср.) = a_н (t_н.ср. - t_н.),

где температуру внутренней поверхности t_в, °С, ограждающей конструкции (без теплопроводного включения) следует определять по формуле:

.

Для нашего случая:

q^расч = a_в (t_в - t_в.ср.) = 8,7(22-20,43)=13,63 Вт/м .

q^расч = a_н (t_н.ср. - t_н.), откуда

Приведенное термическое сопротивление конструкций определяется по формуле

.

>

Принимаем утеплитель URSA толщиной 180мм.