Введение

Широкая сфера применения деревянных конструкций в современном строительстве обусловлена хорошими качественными характеристиками дерева и большими лесными богатствами России. Дерево – это отличный строительный материал, свойства которого позволяют изготавливать различные строительные детали, которые могут быть использованы в строительных работах различной сложности и специфики. С архитектурной и эстетической точки зрения деревянные конструкции вполне могут быть поставлены на первое место среди всех остальных конструкционных материалов. С каждым годом они все чаще применяются в малоэтажной застройке городов, а также жилом строительстве в сельской местности. Деревянные конструкции также часто используются для возведения объектов общественного назначения: кафе, клубов, развлекательных комплексов и т.д. Не меньшей популярностью пользуются деревянные элементы и для внутренней отделки. Технологии современного строительства также предполагают использование таких деревянных конструкций как: дверные блоки, оконные рамы, элементы полов, встроенной мебели и пр. Все деревянные конструкции должны быть изготовлены в условиях специализированных производственных цехов с соблюдением технологических особенностей производства. В строительстве промышленных объектов успешно используются клееные деревянные конструкции (КДК). Наравне с древесными плитами они являются прекрасным как конструкционным, так и отделочным материалом. Немалой популярностью пользуются изделия изготовленные с использованием деревопроизводных материалов: кухонные гарнитуры, шкафы. Нередко деревянные конструкции используются для возведения несущих каркасов спортивных и театральных зданий, школ, кинотеатров, складских помещений, библиотек и многих других объектов.

Пролет А- Б имеет длину 24 м перекрывается сегментной фермой склеенным верхом и металлическим нижним поясом. Пролет Б - В перекрыт клееной балкой с двухрядным армированием.

1 Расчет несущей ограждающей конструкции покрытия

1 1 Исходные данные

В данном курсовом проекте проектируется двухпролетное производственное здание в городе Пскове , который находится в третьем снеговом и во втором влажностном районе. Пролет А - Б имеет длину 24 м перекрывается сегментной фермой склеенным верхом и металлическим нижним поясом. Пролет Б - В перекрыт клееной балкой с двухрядным армированием.

Обшивка из водостойкой фанеры марки ФСФ сорта В/ВВ по ГОСТ 3916-69* с объемным весом γ= 700 кг/м³. Толщина листа фанеры δ=8мм(λ=0,15 Вт/м С). Ребра из сосновых досок второго сорта , клей марки ФРФ-50.

Утеплитель пенополистирол –толщиной δ=X мм по ГОСТ 9573-82*. Плотность утеплителя γ=100 кг/м³ ( λ= 0,042 Вт /м * С).

Параизоляция из полиэтиленовой пленки толщиной δ=0,2мм ( λ=0,28 Вт/м С).

Воздушная прослойка над утеплителем - вентилируемая вдоль панели. Кровля – утепленная из рулонных материалов ( рубероид) трехслойная. Первичный слой рубероида наклеивают на заводе с применением мастик повышенной теплостойкости и механизированной прокатки слоя. Оставшиеся два слоя наклеивают после установки панели(δ=4 мм,λ=0,17 Вт/м

1 2 Теплотехнический расчет ограждающей конструкции покрытия

Нормами установлены три показателя тепловой защиты здания:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания:

б) санитарно- гигиенические , 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 величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений зданий и выбора систем поддерживающих микроклимат для достижения нормируемого значения этого показателя.

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

Теплотехнический расчет выполняется с учетом климатических данных с целью выбора наиболее целесообразных наружной панели покрытия здания, удовлетворяющей теплотехническим требованиям.

Расчет панели покрытия для производственного здания для города Псков.

1. Определяем зону влажности, к которой относится район строительства, где расположен строительный объект: г Псков зона влажности- нормальная.

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

- для холодного периода года для производственных зданий:

t=16-18 C и φ=55%.

- для теплого периода года для производственных зданий :

t= 18-20 C и φ=55%.

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

3. Условия эксплуатации ограждающих конструкций –А.

4. Выбираем конструкцию панели в метрах всех слоев многослойной конструкции с внутренним утеплителем ( см.рис 1)

Рисунок 1.1- схема покрытия

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

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

3 СЛОЙ: Теплоизоляционный слой ( γ= 100 кг/м³, δ₃=Х м, λ₃= 0,042 Вт/м С);

4 СЛОЙ: Слой пароизоляции из полиэтиленовой пленки (δ₄=0,0002 м, λ₄=0,28 Вт/м С):

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

Устанавливаем температуру наиболее холодной пятидневки t_ext среднюю температуру t_ht и продолжительность отопительного периода z_ht. Для города Псков t_ext=-26 С, для производственных зданий

t_ht=-1,6С , z_ht= 212сут.

Находим градусо-сутки отопительного периода D_d C сут по формуле;

D_d=( t_int-t_ht) z_ht , (1.1)

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

t_ht=-1,6 С – средняя температура наружного воздуха;

z_ht=212 сут- продолжительность отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 С.

D_d =(20- (-1,6)) 212=4854,8 С сут.

Находим нормируемые значения сопротивления теплопередаче

R_req, м² С/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 4597,2+1,5=2,6493 м² С/Вт.

Сопротивления теплопередаче R₀, м² С/Вт ограждающей конструкции с однородными слоями определяется по формуле;

R₀=R_si+R_k+R_se, (1.3)

где R_si=1/α=1/8,7 Вт/м² С- коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающей конструкции (α_int=8,7Вт/ м² С);

R_se=1/α=1/23 Вт/м² С –коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода (α_int=23 Вт/ м² С);

R_k-термическое сопротивление ограждающей конструкции последовательно расположенными однородными слоями, м² С/Вт.

Термическое сопротивления ограждающей конструкции R_k с последовательно расположенными однородными слоями следует определить как сумму термических сопротивлений отдельных слоев

определяется по формуле;

R_k= R₁+R_2+…..R_n+R_at , (1.4)

где R₁, R_2, R_n –термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей конструкции;

R_at- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки м² С/Вт.

Сопротивление для однослойной ограждающей конструкции следует определить по формуле:

R=δ/λ, (1.5)

где δ-толщина расчетного слоя м;

λ-расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя,

Вт/ м С.

Проводим проверочный расчет на выполнения условий R₀> R_req для выбранной конструкции покрытия;

R₀=1/8,7+δ₁/λ₁₊ δ₂/λ₂+X/λ₃+ δ₄/λ₄+ δ₅/λ₅+1/23= R_req (1.6)

R_req=2,65 м²С/Вт;

R₀=1/8,7+0,012/0,17+0,008/0,18+Х/0,042+0,0002/0,28+0,008/0,18+0,18+1/23=2,65 м² С/Вт;

R₀=0,115+0,071+0,044+Х/0,042+0,0007+0,044+0,044+0,043=2,65м С/Вт;

Х/0,042+0,3097=2,65=>Х=0,1 м

Следовательно , принимаем для панели покрытия утеплитель толщиной 10 см. Значит,

R₀=0,115+0,071+0,044+0,10/0,042+0,007+0,044+0,043=3,1м²С/т;

R₀=2,7м²С/Вт>R_req=2,65м²С/Вт, следовательно условия выполняется.

Определяем санитарно-гигиенический показатель покрытия.

Расчетный температурный период ∆t₀ C между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин ∆t_n и определяется по формуле:

∆t₀=n (t_int-t_ext)/ R₀ α , (1.7)

где n=1- коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкций по отношению к наружному воздуху:

∆t_n=0,8 (t_int-t_d) (1.8)

∆t_n =0,8 (20-8,83)=8,9 С > 6,0 C, значит принимаем ∆t_n= 6,0 С.

∆t₀= 1,0 (20-(-26))/2,7 8,7=1,95 < 6,0

Проверяем возможность выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждения.

Определяем температуру точки росы при t_int=20 С и относительной влажности φ_int=40%, которая равна t_d=8,83 С. Температуру ῐ_s однородной ( без теплопроводных включений) ограждающей конструкции , имеющей сопротивления теплопередаче R₀ определяем по формуле;

ῐ_si= t_int-n(t_int- t_ext)/( R₀ α_int)

ῐ_si=20-(1,0 (20-(-26)/ 2,7 8,7)=18 C > t_d=8,83 С.

Температура однородной ограждающей конструкции больше температуры точки росы, следовательно, толщина утеплителя выбрана правильно и выпадение конденсата не произойдет.