1803
.pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ) Инженерно-строительный институт
РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ
Методические указания
Составитель С.Ф. Донченко
Омск 2019
УДК 69
Р24
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве методических указаний.
Р 24 Расчет и проектирование ограждающих конструкций зданий [ Электронный ресурс] : методические указания / сост. : С.Ф. Донченко. – Электр. дан. – Омск : Си-
бАДИ, 2019. – Режим доступа:……......………………………………………………...,
свободный после авторизации. – Загл. с экрана.
Рассмотрены особенности расчета и проектирования ограждающих конструкций зданий с учетом вопросов строительной физики, акустики и светотехники.
Предназначены для обучающихся всех форм обучения для выполнения курсового проекта, контрольных и практических работ по дисциплине «Физика среды
иограждающих конструкций» направления «Строительство» профиль «Промышленное и гражданское строительство», направления «Строительство» профиль «Экспертиза и управление недвижимостью». Составлены в соответствии с действующими рабочими программами, стандартами и нормами проектирования.
Могут быть использованы при подготовке ВКР, а также обучающимися при изучении дисциплин, связанных с физико-техническими основами проектирования
ирасчета ограждающих конструкций зданий, направления «Строительство» и направления «Архитектура».
Подготовлены на кафедре «Городское строительство, хозяйство и экспертиза объектов недвижимости»
Текстовое (символьное) издание (6 МБ)
Системныетребования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места нажестком диске; программадля чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Издание первое. Дата подписания к использованию 14.01.2019 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2019
ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление……………………………………………………………………………….3
Введение………………………………………………………………………………….5
1.Общие принципы проектирования ограждающих конструкций здания………….6
2.Сбор исходных данных для расчета и проектирования ограждающих конструкций зданий…………………………………………………………………12
3.Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания…………………..13
3.1.Расчет нормативных показателей теплозащиты……………………….13
3.2.Оценка теплозащитных качеств ограждающих конструкций………...15
3.3.Цель и последовательность выполнения теплотехнического расчета..18
3.4.Выбор исходных данных и пример теплотехнического расчета наружных ограждений…………………………………………………...18
3.5.Пример теплотехнического расчета наружных ограждений…………….19
4.Расчет теплоустойчивости наружных ограждающих конструкций…………….23
4.1.Расчет теплоустойчивости наружных ограждений в теплый период...26
4.2.Расчет нормативных показателей теплоустойчивости………………...29
4.3.Оценка теплоустойчивости ограждающих конструкций……………...30
4.4.Цель и последовательность выполнения расчета на теплоустойчивости……………………………………………………33
4.5.Выбор исходных данных………………………………………………...34
5.Расчет воздухопроницаемости наружных ограждающих конструкций………..35
5.1.Расчет нормативных показателей воздухопроницаемости……………36
5.2.Оценка воздухопроницаемости ограждающих конструкций…………37
5.3.Цель и последовательность выполнения расчета на Воздухопроницаемость………………………………………………….37
5.4.Выбор исходных данных………………………………………………..38
6.Оценка влажностного режима наружных ограждающих конструкций………...39
6.1.Расчет нормативных показателей паропроницания…………………...40
6.2.Оценка влажностного режима ограждающих конструкций от увлажнения парообразной влагой…………………………………...42
6.3.Цель и последовательность выполнения расчета влажностного режима ограждения………………………………………………………44
6.4.Выбор исходных данных………………………………………………...45
6.5.Расчет наружной стены на влагонакопление в холодный период эксплуатации……………………………………………………………..47
7.Расчет естественного освещения здания………………………………………….51
7.1.Расчет нормативных показателей естественного освещения помещений………………………………………………………………..51
7.2.Оценка естественной освещенности помещений……………………...52
7.3.Цель и последовательность выполнения расчета естественной освещенности…………………………………………………………….54
7.4.Выбор исходных данных………………………………………………..54
8.Расчет и проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций зданий..55
8.1.Нормативные требования к звукоизоляции ограждающих конструкций……………………………………………………………..56
8.2.Расчет звукоизоляции внутренних ограждений………………………56
8.3.Цель и последовательность выполнения расчета звукоизоляции……60
3
8.4.Выбора исходных данных…………………………………………….....62
8.5.Приближенный метод расчета показателя изоляции от воздушного шума ограждений гражданских зданий………………………………...63
9.Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Физика среды
иограждающих конструкций»………………………………………………...……64 9.1 Цель и задачи курсового проекта………………………………………………64
9.2. Состав курсового проекта………………………………………………………65
9.3. Порядок выполнения курсового проекта……………………………………...66
Список использованных источников…………………………………………….........68 Приложение П.1. Варианты заданий по дисциплине “Физика среды и
ограждающих конструкций”………………………………………69
Приложение П.2. Карточка-задание……………………………………………..……70
Приложение П.3. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания (варианты заданий)……………………………………… ..71
Приложение П.4. Проектирование звукоизоляции ограждений …………..…….…80
Приложение П.5. График для определения повышения изоляции воздушного шума стеной при устройстве гибких
плит на относе с обеих сторон……………………....…….….85 Приложение П.6. Значения нормативных спектров изоляции
воздушного шума, приведенного уровня ударного шума и эталонного спектра шума транспортного потока………...86
4
ВВЕДЕНИЕ
Учитывая радикальные изменения в нормативной базе, многооб-
разие появившейся технической литературы, носящий рекомендатель-
ный характер, целью данного пособия стало сокращение поиска обу-
чающимися необходимой для самостоятельной работы информации.
Причем на качество изучения отдельных вопросов это никак не повлия-
ет, но сократит сроки поиска информации и избавит от изучения не-
нужной литературы, мешающей ясному восприятию отдельных разде-
лов дисциплины «Физика среды и ограждающих конструкций».
5
1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ
НАРУЖНЫЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
При проектировании ограждающих конструкций здания необхо-
димо обеспечить требуемые эксплуатационные качества наружных ог-
раждений, определяемые сопротивлением теплопередаче, воздухо- и
паропроницанию, теплоустойчивостью, влажностным состоянием, а
также климатической характеристикой района строительства.
Взаимное расположение отдельных слоев ограждающих конст-
рукций должно способствовать высыханию конструкций и исключать
возможность накопления влаги в ограждении в процессе эксплуатации.
При этом расчетом должны быть проверены требования главы СП о не-
допустимости накопления влаги за годовой период, а также об ограни-
чении накопления влаги к концу периода влагонакопления.
Наружные стены. При проектировании наружных стен необхо-
димо предусматривать мероприятия по ограничению их увлажнения
вследствие впитывания внутрь стены атмосферной влаги, смачивающей ее наружную поверхность, и влаги, конденсирующейся на внутренней поверхности, проникания водяного пара внутрь ограждения, воздействия влаги хозяйственно-бытовых процессов и т.п.
Чердачные перекрытия. Чердачные перекрытия 1 степени долговечности следует утеплять неорганическими теплоизоляционными материалами, 2 и 3 степеней долговечности допускается использовать органические теплоизоляционные материалы при обязательной защите их от гниения. Сыпучие воздухопроницаемые теплоизоляционные материалы для применения утепления чердачных перекрытий следует покрывать сверху защитной коркой (смазкой). Для смазки рекомендуется
использовать глиняные или известково-песчаные растворы.
Окна. Выбор того или иного вида светопрозрачных ограждений
зависит от характера и назначения помещений, несущих конструкций
зданий, климатических особенностей района строительства и экономи-
ческой целесообразности.
При проектировании светопрозрачных ограждений необходимо учитывать светорассеивающие свойства некоторых материалов: стеклопластика, узорчатое и т.п. стекла, стеклянные блоки. Переплеты, оконные откосы и другие элементы светопроемов должны иметь светлую диффузноотражающую свет поверхность с коэффициентом отражения не менее 50 %.
6
Необходимая площадь световых проемов в помещениях, их распо-
ложение определяются с учетом преобладающих условий зрительной
работы и особенностей светового климата местности на основе расчета.
ВНУТРЕННИЕ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ
Внутренние стены и перегородки. Внутренние стены и перего-
родки должны удовлетворять требованиям звукоизоляции, изложенным
в СП.
Панельные перегородки изготавливают из легких бетонов, це-
ментных и гипсовых, армированных различным заполнителями из ме-
стных материалов (хворост, тростник, шлак, опилки и т.п.). Перегород-
ки из гипсобетонных панелей (ГОСТ 9574-60) номенклатурой преду-
смотрены толщиной 80 мм (допускается 60 и 70 мм) 15 марок, изготав-
ливают из гипсобетона марки 35 плотностью не менее 1250 кг/м3 и не
более 1400, армированные деревянным реечным каркасом. Межквар-
тирные гипсобетонные панели монтируются из 2 слоев панелей с воз-
душной прослойкой или без неё.
Перегородки из шлакобетонных панелей в соответствии с номенк-
латурой панелей изготавливают из шлакобетона марки 50, для санузла выпускают 6 марок толщиной 60 мм и для подвальных помещений толщиной 150 мм 2 марок.
Внутренние стены и перегородки могут быть панельными, крупноблочными, из штучных камней и изделий, деревянные и из укрупненных листовых материалов.
Панельные – из тяжелого, ячеистого и легкого бетона, керамики, кирпича, гипсобетона, стеклоблоков и др. Применяют для массового строительства. Панели выполняются из тяжелого бетона не ниже марки 200, легкого и силикатного – не ниже марки 150 и гипсобетона и ячеистого бетона не ниже марки 100,
Крупноблочные – из легких и ячеистых бетонов, плотного сили-
катного бетона и др.
Из мелкоразмерных элементов – кирпичными, керамическими, из
стеклоблоков и т.п.
Перегородки из штучных изделий выполняют из гипсовых и гипсобетонных плит (ГОСТ 6428-52), гипсокамышовых (ГОСТ 1007-41) и пеносиликатных плит, шлакобетонных камней (ГОСТ 6133-52), гипсоволокнистых мелких панелей, фибролитовых плит (ГОСТ 8928-58) и др. Межквартирные перегородки выполняют в два слоя с воздушным зазором не менее 60 мм.
Деревянные – брусчатые, щитовые и каркасно-обшивные. Приме-
няются в условиях, где лес является местным материалом.
7
Из укрупненных листовых материалов – сухой штукатурки, дре-
весноволокнистых плит, асбестоцементных плит и т.п. Каркасно-
обшивные перегородки выполняют из деревянных стоек 40х80 или
50х100мм, расположенные через 400-600 мм, и обшивки из сухой шту-
катурки, ГВЛ, ДСП, АЦП, сплошных деревянных щитов, гипсореечных
щитов. Для обеспечения необходимой звукоизоляции между листами
обшивки с одно стороны закладываются сплошные звукоизоляционные
прослойки из минераловатных или стекловолокнистых матов.
Междуэтажные перекрытия. В виде несущей части перекрытий,
как правило, применяют железобетонные изделия из тяжелого и легкого
на цементном вяжущем бетонов, плотного силикатного и др. Проекти-
руют перекрытия чаще всего из крупных панелей и плит.
Междуэтажные перекрытия по способу обеспечения звукоизоля-
ции от воздушного шума подразделяются на акустически однородные и
акустически раздельные.
Акустически однородными называются перекрытия, состоящие из
одного или нескольких жестких слоев, жестко соединенных между со-
бой (в т.ч. имеющие пустоты или щели). Звукоизолирующая способность акустически однородных перекрытий определяется массой, приходящейся на единицу площади (поверхностной плотностью), а также свойствами составляющих их твердых материалов.
Акустически раздельными называются перекрытия, состоящие из двух и более жестких элементов, разделенных сплошным промежутком и не имеющих между собой жестких связей. Звукоизолирующая способность акустически раздельных перекрытий определяется свойствами составляющих их элементов из твердых материалов, разобщенных воздушной прослойкой, толщиной этой прослойки, свойствами звукоизоляционных материалов, заполняющих ее частично или полностью.
Акустически однородные состоят из несущего элемента, обра-
зующего поверхность потолка, и покрытия пола с прослойкой упруго-
мягкого материала, обеспечивающего изоляцию от ударного звука.
Акустически раздельные перекрытия подразделяются на типы:
-с раздельным полом, когда элемент потолка является несущим и имеет значительно большую жесткость, чем элемент пола;
-из двух несущих панелей, жесткости которых отличаются не более чем в 10 раз (толщина звукоизоляционных прокладок и минимальный зазор между панелями должны быть не менее 25 мм);
-с раздельным потолком, когда элемент пола является несущим и имеет значит6ельно большую жесткость, чем элемент потолка;
-с раздельным потолком и звукоизолирующим покрытием пола.
8
Панели междуэтажных перекрытий подразделяются на панели “на
комнату”, панели-настилы, панели полов и панели потолка при раздель-
ных перекрытиях. По величине рабочего пролета панелей перекрытия
подразделяются на панели малого пролета – до 3,6 м; среднего пролета
–от 3,6 до 4,6 м и большого пролета – более 4,6 м.
Вкачестве несущих элементов акустически однородных перекры-
тий малых и средних пролетов рекомендуется применять сплошных па-
нели размером “на комнату” ровной поверхностью, пригодной под на-
стилку звукоизолирующего покрытия пола.
Вкачестве несущих элементов акустически однородных перекры-
тий больших пролетов рекомендуется применять многопустотные пане-
ли-настилы с круглыми пустотами. По верху настилов устраивается вы-
равнивающая и утяжеляющая цементно-песчаная стяжка, которая ис-
пользуется в качестве основания под звукоизолирующее покрытие пола.
В случае, когда требуется по акустическому расчету увеличить вес мно-
гопустотных панелей, имеющих поверхность, пригодную под настилку
покрытия пола, рекомендуется сокращение количества пустот в панели
или уменьшение их диаметров.
Акустически раздельные перекрытия обеспечивают более высокую звукоизоляцию от воздушного звука, чем акустически однородные того же веса. При одинаковой звукоизолирующей способности акустически раздельные перекрытия могут быть значительно легче акустически однородных.
Звукоизолирующая способность акустически раздельных перекрытий (тип 1 и 2) от воздушного и ударного звуков тем выше, чем меньше динамическая жесткость звукоизолирующих прокладок, на которые опираются элементы пола.
Динамическая жесткость определяется отношением динамическо-
го модуля упругости звукоизоляционного материала при данной вели-
чине давления на прокладку к толщине этой прокладки.
Наименьшую динамическую жесткость имеют прокладки из мине-
раловатных и стекловолокнистых материалов. Применение этих мате-
риалов для частичного заполнения воздушной прослойки акустически раздельных перекрытий 1, 2 и 3 типов повышает их звукоизолирующую способность от воздушного и ударного звуков.
Звукоизолирующая способность акустически однородного перекрытия (без учета косвенных путей распространения звука) и его вес, приходящийся на единицу площади, должны быть тем больше, чем меньше отношение жесткости несущих стен, разделяющих помещения,
к жесткости перекрытия. Применение акустически однородных перекрытий наиболее целесообразно при наличии массивных несущих стен
9
и межкомнатных перегородок, не имеющих жестких связей с перекры-
тием. Необходимый вес акустически однородных покрытий в этом слу-
чае меньше, чем при других условиях.
Вслучае, если отношение жесткости несущих стен к жесткости
акустически однородных перекрытий менее 1,7, предварительно следу-
ет назначить большую толщину и больший вес 1 м2 перекрытия, чем это
требуется по расчету. Средний объемный вес тяжелого бетона в сухом
(эксплуатационном) состоянии следует при расчетах звукоизоляции
принимать равным 2,25 т/м3.
Звукоизолирующая способность от воздушного звука перекрытий
сраздельным полом при использовании в качестве сплошного звуко-
изоляционного слоя материалов с высокой динамической жесткостью, а
также засыпок из песка или шлака зависит главным образом от веса
этих перекрытий (с полом), который для жилых зданий должен быть не
менее 320-350 кг/м2.
Полы. Полы являются составным элементом междуэтажных пере-
крытий как комплексных ограждающих конструкций. Выбор конструк-
ции пола производится в зависимости от общего конструктивного решения перекрытия.
Вакустически однородных перекрытиях гражданских зданий, в акустически раздельных перекрытиях с раздельным потолком и звукоизолирующим покрытием пола рекомендуется в качестве покрытия применять материалы, отвечающие требованиям деформативности (двухслойный звукоизолирующий линолеум) и обеспечивающие в комплексе с другими элементами перекрытия нормативные требования по звукоизоляции от ударного звука.
Покрытие пола из двухслойного линолеума на мягкой звукоизолирующей подкладке устраивается непосредственно по выровненной по-
верхности несущих панелей.
Вакустически раздельных перекрытиях в качестве элементов пола
рекомендуется применять:
- сплошные и ребристые тонкостенные панели основания из лег-
ких бетонов на пористых заполнителях и из тяжелого мелкоразмерного бетона;
- сплошные панели основания из легкого бетона на гипсоцемент- но-пуццолановом вяжущем;
- дощатые панели заводского производства, паркетные доски и щиты. Толщину сплошных панелей основания пола для жилых зданий
рекомендуется принимать: из легкого бетона на пористых заполнителях
(прочность не ниже 100 кг/см2) 40 мм, водостойкого гипсобетона (на гипсоцементно-пуццолановом вяжущем) (прочность не ниже 75 кг/см2)
10