1 Расчет несущей ограждающей конструкции покрытия

1.1 Исходные данные

Район строительства по снеговой нагрузке I - г. Белгород: S_n = 180 = Па. S = Sq∙M = = кПа

Размер панели в плане:

Обшивки из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ по ГОСТ 3916-69* с объемным весом γ = 700 кг/м³. Толщина листа фанеры δ = 8 мм (λ = 0,15 Вт/м·ºС).

Ребра из сосновых досок второго сорта, клей марки ФРФ-50.

Утеплитель –ВЕНТИ БАТТС толщиной δ = Х мм по ГОСТ 9573-82*. Плотность утеплителя γ = 60 кг/м³ (λ = 0,056 Вт/м·ºС).

Пароизоляция из полиэтиленовой пленки толщиной δ = 0,2 мм (λ = 0,28 Вт/м·ºС). Воздушная прослойка над утеплителем – вентилируемая вдоль панели.

Кровля - утепленная из рулонных материалов (рубероид) трехслойная. Первый слой рубероида наклеивают на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной прокатки слоя. Оставшиеся два слоя наклеивают после установки панели (δ = 4×3 = 12 мм, λ = 0,17 Вт/м·ºС).

1.2 Теплотехнический расчет ограждающей конструкции покрытия

Нормами установлены три показателя тепловой защиты здания:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здании;

б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности, выше точки росы;

в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

Требования тепловой защиты здания будут сохранены, если в общественных зданиях будут соблюдены требования показателей групп «а» и «б» или «б» и «в», а в зданиях производственного назначения - показателей групп «а» и «б».

Теплотехнический расчет выполняется с учетом климатологических данных с целью выбора наиболее целесообразной наружной панели покрытия отапливаемого здания, удовлетворяющей теплотехническим требованиям.

Расчет панели покрытия для производственного здания для города Пенза:

1. Определяем зону влажности, к которой относится район строительства, где расположен строительный объект: г. Белгород зона влажности – сухая.

2. Определяем параметры воздуха внутри производственных зданий из условия комфортности:

– для холодного периода года для производственных зданий: t_int = 16-18ºС и φ_int = 55%;

– для теплого периода года для производственных зданий: t_int = 18 – 20 ºС и φ_int = 55%.

В связи с этим по СНиП 23-02-2003 режим помещений принимается нормальный.

3. Условия эксплуатации ограждающей конструкции – А.

4. Выбираем конструкцию панели и толщины в метрах всех слоев многослойной конструкции с внутренним утеплением (см. рис. 1):

Рисунок 1 - Конструкция панели покрытия

1 СЛОЙ: Три слоя рубероида (δ₁ = 0,012 м, λ₁ = 0,17 Вт/м·ºС);

2 СЛОЙ: Верхний слой фанеры (δ₂ = 0,008 м, λ₂ = 0,15 Вт/м·ºС);

3 СЛОЙ: ВЕНТИ БАТТС связующем (ρ = 90 кг/м³, δ₃ = Х м, λ₃ = 0,035Вт/м·ºС);

4 СЛОЙ: Слой пароизоляции из полиэтиленовой пленки (δ₄=0,002 м, λ₄=0,28 Вт/м·ºС);

5 СЛОЙ: Нижний слой фанеры (δ₅ = 0,008 м, λ₅ = 0,15 Вт/м·ºС).

5. Устанавливаем температуру наиболее холодной пятидневки t_ext, среднюю температуру t_ht и продолжительность отопительного периода z_ht.

Для г.Белгород t_ext = -23 ºC, для производственных зданий: t _ht = -1,9 ºC, z _ht = 191 сут.

Находим градусо–сутки отопительного периода D_d, ºC·сут по формуле:

D_d = (t_int - t_ht )·z_ht, (1.1)

где t_int = 20 ºС – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий;

t _ht = –1,9ºС – средняя температура наружного воздуха;

z _ht = 191сут. – продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 ºС.

D_d =(20–(–1,9))·191 = 5071 ºC·сут,

Находим нормируемые значения сопротивления теплопередаче R_req, м²·ºC/Вт в зависимости от градусо–суток района строительства для производственных зданий, используя формулу:

R_req = a·D_d+b, (1.2)

R_req =0,00025·5071 + 1,5 = 2,76м²·ºC/Вт.

6. Сопротивление теплопередаче R₀, м²·ºС/Вт ограждающей конструкции с однородными слоями определяем по формуле:

R₀ =R_si+R_k+R_se, (1.3)

где Вт/м²·ºС – коэффициент теплоотдачи внутренней

поверхности ограждающей конструкции (α_int = 8,7 Вт/м²·ºС);

Вт/м²·ºС – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода (α_int = 23 Вт/м²·ºС);

R_k – термическое сопротивление ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями, м²·ºС/Вт.

Термическое сопротивление ограждающей конструкции R_k с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев определяется по формуле:

R_k = R₁+R₂+…+R_n+R_al, (1.4)

где R₁, R₂, R_n – термическое сопротивление отдельных слоев ограждающ. конструкции;

R_al – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки м²·ºС/Вт.

Сопротивление для однослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле:

, (1.5)

где δ - толщина расчетного слоя, м;

λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/м·ºС.

7. Проводим проверочный расчет на выполнение условия R₀ > R_req для выбранной конструкции стены:

R₀ = 0,115 + 0,071 + 0,053 + Х/0,056 + 0,007 + 0,053 + 0,18 + 0,043 = 2,76 м²·ºС/Вт;

Х/0,056 + 0,522 = 2,76 ═> Х = 0,1253м

Следовательно, принимаем для панели покрытия утеплитель толщиной 12 см. Значит,

R₀ = 0,115 + 0,071 + 0,053 + 0,120/0,056+ 0,007 + 0,053 + 0,18 + 0,043 = 2,76 м²·ºС/Вт;

R₀ = 2,76 м² · ºС/Вт > R_req = 2,76 м² · ºС/Вт, следовательно, условие выполняется.