Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительная физика. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Учебное пособие
.pdf
21
- средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью
0.92: tн = –27 C;
- продолжительность периода со среднесуточной температурой воздуха
меньше 0 С: z0 = 138 суток.
Таблица 11
Теплофизические характеристики материалов
ограждающей конструкции
№
слоя
Материал
Плотность ,
кг/м³
Толщина
δ, м
Теплопроводность
λ, Вт/(м · °С)
1
Штукатурка (цементноизвестковый раствор)
1 700
0,02
0,87
2
Кладка из сплошного глиня-
ного кирпича
1 800
0,25
0,81
3
Плита минераловатная про-
шивная на синтетическом свя-
зующем (ГОСТ 21880)
125 ? 0,07
4
Штукатурка (цементнопесчаный раствор)
1 800
0,02
0,93
1.2. Определение режима эксплуатации помещения с учетом нормативных
санитарно-гигиенических показателей микроклимата его внутренней среды.
Параметры воздушной среды для обеспечения минимально допустимых
условий комфортности внутри жилого помещения в холодный период года,
определяемые согласно табл. 1, составляют:
- температура воздуха tв = 20 С;
- относительная влажность воздуха
в
= 55 %.
Режим эксплуатации помещения в холодный период года, в зависимости
от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха, определяется
по табл. 4: нормальный.
1.3. Определение условий эксплуатации ограждающей конструкции (ОК).
Условия эксплуатации ограждающей конструкции определяются с учетом
климатических показателей района строительства и режима эксплуатации зда-
ний и помещений.
22
Определяем зону влажности района строительства (г. Великий Новгород)
по климатическим показателям наружной среды согласно приложению Б: нор-
мальная.
Условия эксплуатации ОК определяются по табл. 5. Для нормального режима эксплуатации помещения и нормальной зоны влажности условия экс-
плуатации ОК соответствуют параметру «Б».
1.4. Заполнить прил. А.
Для табл. А.2 теплофизические характеристики материалов выбираются
по прил. В или [4, прил. Д].
Пункт строительства — г. Великий Новгород.
Здание — жилое.
Порядок расчета
1.5.1. Приведенное сопротивление теплопередаче R
0
, (м2°С)/Вт, ограж-
дающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений
, (м
2
×°С)/Вт, определяемых по табл. 6 в зависимости от градусо-суток
отопительного периода района строительства ГСОП, °С сут.
Определяем градусо-сутки отопительного периода по формуле (2):
;
1.5.2. Определяем нормированное сопротивление теплопередаче по фор-
муле (1):
,
где а = 0,00035; b = 1,4 (табл. 6).
;
.
23
1.5.3. Находим требуемое условное сопротивление теплопередаче по
формуле (4):
,
где
— требуемое сопротивление теплопередаче конструкции без учета
теплотехнической неоднородности ОК; r — коэффициент теплотехнической
неоднородности, «глади», глухой части стены. В рассматриваемом варианте
принимаем r = 0,75 по прил. Г.
.
1.5.4. Требуемое значение сопротивления теплопередаче слоя утеплителя
из плит минераловатных прошивных на синтетическом связующем находим по
формуле (7):
(7)
где
— коэффициент сопротивления теплоотдаче внутренней поверхно-
сти ограждающих конструкций.
в
принимаем по табл. 7: в = 8,7 [Вт /(м2×С)];
— коэффициент сопротивления теплоотдаче наружной поверхности
ограждающих конструкций.
н
принимаем по табл. 9: н = 23 [Вт /(м2×С)];
— сумма сопротивления теплоотдаче известных слоев ограждающих
конструкций:
[м2С/Вт],
где
1
— толщина 1-го известного слоя ОК;
1
— коэффициент теплопроводно-
сти 1-го известного слоя ОК; n — количество слоев многослойной ограждающей конструкции (см. табл. 11).
.
24
П р и м е ч а н и е :
Расчет сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции с вентилируемой воздушной прослойкой следует выполнять в соответствии с СП
345.1325800 [8]. Термическое сопротивление воздушной прослойки приведено в
приложении Д.
1.6.1. Расчетную толщину утеплителя находим по формуле:
; (8)
.
1.6.2. Для проверки полученного результата находим приведенное со-
противление теплопередаче наружной стены по формулам (9)–(10):
, (9)
, (10)
.
Проверяем выполнение неравенства:
Вывод: условие выполняется — фактическое сопротивление теплопере-
даче не меньше нормируемого.
1.7.1. Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции
должна быть не ниже точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года tн, °С, принимаемой равной
средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по
СП 131.13330.
25
Определяем температуру внутренней поверхности ограждающей кон-
струкции по формуле:
где n — коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной по-
верхности ограждения по отношению к наружному воздуху. Принимаем по
табл. 6 СНиП 23-02-2003 n = 1; tв — температура внутреннего воздуха здания: tв
= 20 С; tн — температура наружного воздуха в холодный период года, С, при-
нимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспе-
ченностью 0.92:
tн = –27 С; R0 — фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, определенное по формуле (10):
1.7.2. Проверяем условие
, где tр — температура точки росы внут-
реннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха tн, С, прини-
маемой в соответствии с [4, приложение Р] или табл. 3:
Вывод: условие выполняется — принятая конструкция удовлетворяет
требованиям нормативных документов по санитарно-гигиеническим требованиям.
ПРИМЕР 2. РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ
НЕОДНОРОДНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Задание: рассчитать сопротивления теплопередаче
.
26
Расчет приведенного сопротивления теплопередаче
выполнен на при-
мере фрагмента навесной фасадной системы (НФС) с учетом линейных и точеч-
ных теплотехнических однородностей с использованием формулы (4.2) [5]:
где Ai — площадь конструкции i-го вида в рассматриваемом фрагменте, м2;
Li — протяженность всех стыков j-го вида в рассматриваемом фрагменте, м;
Nk — число точечных теплотехнических неоднородностей k-го вида в рассматриваемом фрагменте, шт.; R
0,i
— сопротивление теплопередаче однородной ча-
сти конструкции i-го вида, м2 С/Вт;
j
— дополнительные удельные линейные потери теплоты через стык j-го вида, Вт/(м С); Kk — дополнительные
удельные потери теплоты через точечную теплотехническую неоднородность k-
го вида, Вт/С.
Исходные данные проектируемого здания: НФС устанавливают на стены
здания, выполненного по каркасной схеме. Стеновые проемы наружных стен
заполняют кирпичной кладкой из полнотелого кирпича толщиной в один кир-
пич. Высота этажа (от пола до пола) — 3 300 мм. Толщина перекрытия — 200
мм. Под перекрытием проходит железобетонная балка высотой 400 мм. На не-
сущие слои стены (кирпичная кладка, железобетон) крепят навесную фасадную
систему, представляющую собой минераловатные плиты, фиксируемые на
наружной поверхности несущей части стены тарельчатыми дюбелями. Защит-
ным слоем утеплителя является тонкий штукатурный слой толщиной 6 мм
(например, полимерцементная штукатурка, армированная стеклосеткой и имею-
щая в своем составе компоненты, обеспечивающие хорошую паропроницаемость
защитного слоя) [5, прил. А].
Узел примыкания перекрытия к наружной стене приведен на рис. 2.
Пункт строительства — г. Великий Новгород.
Здание — жилое.
27
Рис. 2. Узел примыкания наружной стены
к междуэтажному перекрытию [5]
Порядок расчета
А.1. Так как балка, совмещенная с торцом перекрытия, составляет суще-
ственную долю площади фасада, то эту часть фасада рассматривают как стену
другого состава. Суммарная протяженность торцов перекрытий на фасаде равна
822 м. Таким образом, площадь стены с внутренним несущим слоем из моно-
литного железобетона А
1
равна
А
1
= 822 (0,2+0,4) = 493 м2.
Фасад содержит проемы размером: 2400 2000 мм — 80 шт., 1200 2000
мм — 80 шт., 1200 1200 мм — 24 шт. Суммарная площадь проемов - 611 м2.
Вычитая из общей площади фасада (2740 м2) площадь стены с несущим
слоем из железобетона и проемов, находим площадь стены А
2
с внутренним
слоем из кирпичной кладки:
А
2
= 2740 — 493 — 611 = 1636 м2.
Состав стены с внутренним слоем из железобетона (начиная от внутрен-
ней поверхности):
- внутренняя штукатурка толщиной
шт
= 20 мм, коэффициент теплопро-
водности материала для расчетных условий Б:
шт
= 0,93 Вт/(м °С);
- монолитный железобетон толщиной
жб
= 250 мм, коэффициент тепло-
проводности материала для расчетных условий Б:
жб
= 2,04 Вт/(м °С);
28
- минераловатные плиты толщиной
мвп
= 150 мм, коэффициент тепло-
проводности материала для расчетных условий Б:
мвп
= 0,045 Вт/(м °С);
- толщина наружной штукатурки 6 мм.
Сопротивление теплопередаче однородной части конструкции, определя-
емое по формуле (4.13) [5], должно быть равно:
Ro1 = 1/8,7 + 0,02/0,93 + 0,25/2,04 + 0,15/0,045 + 1/23 = 3,64 (м2 °С)/Вт.
Состав стены с самонесущим слоем в виде кирпичной кладки:
- внутренняя штукатурка толщиной
шт
= 20 мм, коэффициент теплопро-
водности материала для расчетных условий Б:
шт
= 0,93 Вт/(м °С);
- кладка из кирпича толщиной
к
= 250 мм, коэффициент теплопроводно-
сти материала для расчетных условий Б:
к
= 0,81 Вт/(м °С);
- минераловатные плиты толщиной
мвп
= 150 мм, коэффициент тепло-
проводности материала для расчетных условий Б:
мвп
= 0,045 Вт/(м °С);
- толщина наружной штукатурки 6 мм.
Сопротивление теплопередаче однородной части конструкции Ro2 опре-
деляется по формуле (4.13) [5] и равно:
Ro2 = 1/8,7 + 0,02/0,93 + 0,25/0,81 + 0,15/0,045 + 1/23 = 3,82 (м2 °С)/Вт.
Данный фасад содержит следующие теплотехнические неоднородности:
- тарельчатые дюбели для крепления утеплителя, в среднем 8 шт./м2;
- оконные откосы.
Для каждого вида стены эти неоднородности рассчитывают отдельно.
Расчет температурных полей проводят для tв = +20 °С и tн = —28 °С.
А.2. Тарельчатые дюбели.
Расчет температурного поля выполняют в цилиндрических координатах.
Расчетный участок 1 представляет собой цилиндр диаметром 400 и тол-
щиной 426 мм. Ось дюбеля совпадает с осью вращения цилиндра.
Площадь стены, вошедшая в расчетный участок, А
11
= 0,125 м2.
Потери теплоты через расчетный участок с дюбелем Q11 = 1,9 Вт.
Потери теплоты через однородный участок стены, равный по площади
расчетному участку, Q
11
равны:
Q11 = [20 – (–28)]/3,64 – 0,125 = 1,65 Вт.
29
Дополнительные потери теплоты через дюбель составляют:
Q
Q
Q Вт.
Удельные потери теплоты через дюбель определяются по формуле (4.7) [5]:
К
1
= 0,25/[20 – (–28)] = 0,0052 Вт/°С.
Расчетный участок 2 представляет собой цилиндр диаметром 400 и тол-
щиной 426 мм. Ось дюбеля совпадает с осью вращения цилиндра.
Площадь стены, вошедшая в расчетный участок, А
21
= 0,125 м2.
Потери теплоты через расчетный участок с дюбелем Q
= 1,8 Вт.
Потери теплоты через однородный участок стены, равный по площади
расчетному участку, Q
21
равны:
Q21 = [20 – (–28)]/3,82 – 0,125 = 1,57 Вт.
Дополнительные потери теплоты через дюбель составляют:
Q
Q
Q Вт.
Удельные потери теплоты через дюбель определяются по формуле (4.7) [5]:
К
2
= 0,23/[20 – (–28)] = 0,0048 Вт/°С.
А.3. Верхний оконный откос (основание — стены из железобетона).
Расчетный участок размером 426 800 мм. Площадь стены с основанием
из железобетона, вошедшая в расчетный участок, А
12
= 0,532 м2.
Потери теплоты через стеновую конструкцию, вошедшую в узел,
Q
= 12,0 Вт.
Потери теплоты через участок однородной стены Q
12
определяются по
формуле (4.5) [5] и равны:
Q12 = [20 – (–28)]/3,64 0,532 = 7,0 Вт.
30
Дополнительные потери теплоты через верхний откос ∆Q
определяются
по формуле (4.4) [5] и равны:
∆Q
= 12,0 – 7,0 = 5,0 Вт.
Удельные линейные потери теплоты через верхний откос
1
определяют
по формуле (4.3) [5]:
1
= 5/[20 – (–28)] = 0,104 Вт/(м °С).
Суммарную протяженность всех верхних откосов L1 определяют по экс-
пликации оконных проемов:
L1 = 2,4 80 + 1,2 80 + 1,2 24 = 317 м.
А.4. Нижний и боковой оконные откосы (основание стены из кир-
пичной кладки).
Размеры расчетного участка 426 800 мм.
Площадь стены с основанием из железобетона, вошедшая в расчетный
участок, А
22
= 0,532 м2.
Потери теплоты через стеновую конструкцию, вошедшую в узел,
Q
= 11,2 Вт.
Потери теплоты через участок однородной стены Q
22
определяют по
формуле (4.6) [5]:
Q22 = [20 – (–28)]/3,82 0,532 = 6,7 Вт.
Дополнительные потери теплоты через откос ∆Q
определяются по фор-
муле (4.4) [5]:
∆Q
= 11,2 – 6,7 = 4,5 Вт.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]