Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительная физика. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Учебное пособие
.pdf
31
Удельные линейные потери теплоты через верхний откос
2
определяют
по формуле (4.3) [5]:
2
= 4,5/[20 – (–28)] = 0,094 Вт/(м °С).
Суммарную протяженность всех нижних и боковых откосов L2 определя-
ют по экспликации оконных проемов:
L2 = (2,4 + 2 2)80 + (1,2 + 2 2)80 + (1,2 + 2 1,2)24 = 1014 м.
Приведенное сопротивление теплопередаче стены
определяют по
формуле (4.2) [5]:
= (493 + 1636)/(493/3,64 + 1636/3,82 + 317 0,104 + 1014 0,094 +
+ 493 8 0,0052 + 1636 8 0,0048) = 2129/(135 + 33 + 95 + 20,5 + 63) =
= 2129/775 = 2,75 (м
2
°С)/Вт.
Доля всех теплопотерь через рассчитанное наружное ограждение, прихо-
дящаяся на участки стены по глади, линейные и точечные теплотехнические
неоднородности, приведена в табл. 12.
Таблица 12
Распределение теплопотерь по видам многослойных стен
и теплотехнических неоднородностей [5]
Элемент
Геометрическая
характеристика
Теплотехническая
характеристика,
Вклад в
тепловые
потери
Однородная стена с основанием
из бетона
493 м
2
= 3,67(м2 °С)/Вт
17,4 %
Однородная стена с основанием
из кирпича
1 636 м
2
= 3,82(м2 °С)/Вт
55,3 %
Верхний откос
317 м
= 0,104 Вт/(м °С)
4,3 %
Нижний и боковые откосы
1 014 м
= 0,094 Вт/(м °С)
12,3 %
32
Элемент
Геометрическая
характеристика
Теплотехническая
характеристика,
Вклад в
тепловые
потери
Тарельчатый дюбель в бетонное
основание
3 944 шт.
К = 0,0052 Вт/°С
2,6 %
Тарельчатый дюбель в кирпич-
ное основание
13 088 шт.
К = 0,0048 Вт/°С
8,1 %
Наибольшая доля теплопотерь приходится на однородную стену с осно-
ванием из кирпича. Проверяем условие энергосбережения
, где
определяем, исходя из градусо-суток отопительного периода для г. Вели-
кий Новгород:
Вывод: предлагаемая наружная ограждающая конструкция отвечает
современным требования и может быть применена в г. Великом Новгороде.
33
3. ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА
В районах со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше расчетная
амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности ограждающих
конструкций (наружных стен и перекрытий/покрытий) А
, С, жилых зданий,
медицинских организаций (больниц, клиник, стационаров и госпиталей), дис-
пансеров, амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов
ребенка, домов-интернатов для престарелых и инвалидов, дошкольных образовательных организаций, яслей-садов (комбинатов) и детских домов, а также
производственных зданий, в которых необходимо соблюдать оптимальные па-
раметры температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне в
теплый период года или по условиям технологии поддерживать постоянными
температуру или температуру и относительную влажность воздуха, не должна
быть более нормируемой амплитуды колебаний температуры внутренней по-
верхности ограждающей конструкции
, С, определяемой по формуле:
, (11)
где tн — средняя месячная температура наружного воздуха за июль, °С, принимаемая по СП 131.13330.
Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждаю-
щих конструкций
, °С, следует определять по формуле:
, (12)
где
— расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха,
°С, определяемая по формуле (13); ν — величина затухания расчетной ампли-
туды колебаний температуры наружного воздуха
в ограждающей кон-
струкции, определяемая по формуле (14).
Расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха
,
°С, следует определять по формуле:
34
max
, (13)
где
— максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наруж-
ного воздуха в июле, °С, принимаемая согласно СП 131.13330; ρ — коэффици-
ент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности
ограждающей конструкции, принимаемый по табл. Е.1 (приложение Е);
I
max
, Icp — максимальное и среднее значения суммарной солнечной радиации
(прямой и рассеянной) соответственно, Вт/м
2
, принимаемые по табл. Д.2 для
наружных стен — как для вертикальных поверхностей западной ориентации и
для покрытий — как для горизонтальной поверхности; αн — коэффициент теп-
лоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции по летним услови-
ям, Вт/(м
2
· °С), определяемый по формуле (19).
Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры
наружного воздуха ν в ограждающей конструкции, состоящей из однородных
слоев, следует определять по формуле:
, (14)
где е = 2,718 — основание натуральных логарифмов; D — тепловая инерция
ограждающей конструкции, определяемая по формуле (15); s1, s2, …, sn — рас-
четные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждаю-
щей конструкции, Вт/(м
2
C); Y1, Y2, …, Y
n-1
, Yn — коэффициенты теплоусвое-
ния наружной поверхности отдельных слоев ограждающей конструкции,
Вт/(м
2
· °С), определяемые по формулам (17), (18); αв — то же, что в формуле
(3); αн — то же, что в формуле (13).
Порядок нумерации слоев в формуле (14) принят в направлении от внут-
ренней поверхности к наружной.
Для многослойной неоднородной ограждающей конструкции с теплопро-
водными включениями величину затухания расчетной амплитуды колебаний
температуры наружного воздуха v в ограждающей конструкции следует опре-
делять в соответствии с ГОСТ 26253.
35
Тепловую инерцию D ограждающей конструкции следует определять как
сумму значений тепловой инерции Di всех слоев многослойной конструкции,
определяемых по формуле:
Di = R
i
si, (15)
где Ri — термическое сопротивление отдельного i-го слоя ограждающей кон-
струкции, (м
2
· °С)/Вт, определяемое по формуле:
Ri = δi / λi, (16)
где δi — толщина i-го слоя конструкции, м; λi — расчетная теплопроводность
материала i-го слоя конструкции, Вт/(м·°С).
Ограждающие конструкции считаются:
- легкими при D 4;
- средней массивности при 4 D 7;
- массивными при D 7.
Теплоустойчивость ограждения зависит от порядка расположения слоев и
от того, какой материал будет располагаться в слое резких колебаний, который
непосредственно прилегает к наружной поверхности.
Расчеты многослойных ограждений показывают, что конструкция более
теплоустойчива, когда материал с высоким коэффициентом теплоусвоения рас-
полагается с внутренней стороны ограждения.
П р и м е ч а н и я :
1. Расчетное теплоусвоение воздушных прослоек принимается равным
нулю.
2. Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой,
вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей
конструкции не учитываются.
3. При суммарной тепловой инерции ограждающей конструкции D ≥ 4
расчета на теплоустойчивость не требуется.
Для определения теплоусвоения наружной поверхности отдельных слоев
ограждающей конструкции следует предварительно вычислить тепловую инерцию D каждого слоя по формуле (15).
36
Теплоусвоение наружной поверхности слоя Y, Вт/(м2·°С), с тепловой
инерцией D ≥ 1 следует принимать равным расчетному теплоусвоению s материала этого слоя конструкции.
Теплоусвоение наружной поверхности слоя Y с тепловой инерцией D < 1
следует определять расчетом, начиная с первого слоя (считая от внутренней поверхности ограждающей конструкции), следующим образом:
а) для первого слоя — по формуле:
; (17)
б) для i-го слоя — по формуле
, (18)
где R1, Ri — термические сопротивления соответственно первого и i-го слоев
ограждающей конструкции, (м
2
· °С)/Вт, определяемые по формуле (16);
s1, si — расчетное теплоусвоение материала соответственно первого и i-го сло-
ев, Вт/(м
2
·°С); αв — то же, что в формуле (3); Y1, Yi, Y
i–1
— теплоусвоение
наружной поверхности соответственно первого, i-го и (i – 1)-го слоев ограждающей конструкции, Вт/(м2·°С).
, (19)
где — минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль, повторя-
емость которых составляет 16 % и более, принимаемая согласно СП 131.13330,
но не менее 1 м/с.
ПРИМЕР 3. РАСЧЕТ НА ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ
В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД ГОДА НАРУЖНОЙ СТЕНЫ ЗДАНИЯ
Задание: определить удовлетворяет ли наружная стена проектируемого
здания требованиям на теплоустойчивость в теплый период года.
Исходные данные проектируемого здания.
37
Схема ограждающей конструкции приведена на рис. 3.
Рис. 3. Схема ограждающей конструкции
Теплофизические характеристики материалов приведены в табл. 13.
Таблица 13
Теплофизические характеристики материалов
ограждающей конструкции
№
слоя
Материал
Плотность
, кг/м³
Толщина δ, м
Теплопроводность
λ, Вт/(м
· °С)
Термическое сопро-
тивление
R, (м
2
С)/Вт
Теплоусвоение
s, Вт/(м
2
С)
Паропроницаемость
, мг/(м
чПа)
1
Штукатурка (цементно-песчаный
раствор)
1800
0,02
0,93
0,022
11,09
0,09
2
Однослойная панель из шлако-
пемзобетона
1800
0,25
0,76
0,33
10,83
0,075
4
Штукатурка (цементно-песчаный
раствор)
1800
0,02
0,93
0,022
11,09
0,09
38
Пункт строительства — г. Симферополь.
Здание — жилое.
Порядок расчета
1.1. Тепловую инерцию D ограждающей конструкции следует определять
по формуле (15):
D = (0,02/0,93) 11,09 + (0,25/0,76) 10,83 + (0,02/0,93) 11,09 =
= 0,24 + 3,56 + 0,24 = 4,04.
1.2. Определяем требуемую амплитуду колебаний внутренней поверхно-
сти ограждающей конструкции по формуле (11):
tн = 26,9 С [3],
С.
1.3. Расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха
°С, следует определять по формуле (13):
Вт/(м
2
·°С),
max
С,
где ρ = 0,1, прил. Е, табл. Е1 — фасадная штукатурка белая;
= 21 С [3, табл.
6.1]; I
max
= 756 Вт/м2 прил. Е, табл. Е2; Iср = 180 Вт/м2 прил. Е, табл. Е2;
= 1,4 м/с [3, табл. 4.1]
1.4. Определяем величину затухания расчетной амплитуды колебаний
температуры наружного воздуха согласно п. 2,5:
Вт/(м
2
·°С),
39
где: α
в
= 8,7 (м2 С)/Вт (см. табл. 7); Y1, Y2, Y3 (см. формулы (17), (18)).
1.5. Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограж-
дающих конструкций следует определять по формуле:
С, что меньше
С.
Вывод: амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности
ограждающей конструкции меньше требуемой амплитуды, что соответствует требованиям теплотехнических норм.
40
4. ЗАЩИТА ОТ ПЕРЕУВЛАЖНЕНИЯ
ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Защита от переувлажнения ограждающих конструкций должна обеспечи-
ваться путем проектирования ограждающих конструкций с сопротивлением па-
ропроницанию внутренних слоев не менее требуемого значения, определяемого
расчетом одномерного влагопереноса (осуществляемого по механизму паропроницаемости).
Сопротивление паропроницанию R
n
, (м
2
ч Па)/мг, ограждающей кон-
струкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости максимального
увлажнения) должно быть не менее наибольшего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию:
а) требуемого сопротивления паропроницанию
, (м
2
ч Па)/мг (из
условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), определяемого по формуле:
, (20)
где eв — парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при
расчетных температуре и относительной влажности воздуха в помещении,
определяемое по формуле:
, (21)
где Е
в
— парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при темпера-
туре внутреннего воздуха помещения tв, определяется по формуле (28);
в
— относительная влажность внутреннего воздуха, %, для различных зданий
следует принимать:
- для помещений жилых зданий, медицинских организаций, диспансеров,
амбулаторно-поликлинических учреждений, родильных домов, домов-
интернатов для престарелых и инвалидов, общеобразовательных организаций,
дошкольных образовательных организаций, яслей-садов (комбинатов) и детских домов — 55 %;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]