Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Тепловой режим зданий. Ч.1. Строительная теплофизика. Учебное пособие по направлениям подготовки 08.03.01, 08.04.01 «Строительство» направленности «Те
.pdf
Район строительства – г. Пенза.
R
2.
Влажностный режим – нормальный.
3.
Зона влажности – сухая.
4.
Условия эксплуатации – А.
5.
Порядок расчета
Определяем термическое сопротивление теплопередаче
ствии с формулой (3.11) по зонам:
10,04
I
R
пл
II
R
пл
III
R
пл
0,85 0, 29
IV
R
пл
0,85 0, 29
Коэффициент теплопередачи k
2, 2 0,19 3,0
0,85 0, 29
10,04
4,3 0,19 5,46
0,85 0,29
10,04
8, 6 0,19 10,54
(м2 С)/Вт;
(м2 С)/Вт;
(м2 С)/Вт;
10,04
14,2 0,19 17,15
(м2 С)/Вт.
отдельных слоев определяем по фор-
пл
муле (3.19):
1
I
k
пл
3, 0
Вт/(м2 С);
0,33
I
в соответ-
R
пл
II
k
пл
III
k
пл
IV
k
пл
1
5, 46
1
10,54
1
17,15
Вт/(м2 С);
0,18
Вт/(м2 С);
0,09
Вт/(м2 С).
0,06
3.6. Теплотехнический расчет утепленных полов,
расположенных непосредственно на грунте
Утепляющим слоем полов, расположенных на грунте (рис. 3.5), являются не только воздушная прослойка, но и теплоизоляционные строительные материалы.
Термическое сопротивление теплопередаче отдельных зон полов на
грунте
I зона:
II зона:
, (м2 С)/Вт определяется по формуле
пг
II
RR R
пг нп ус
II II
RR R
пг нп ус
;
; (3.20)
31
III зона:
IV зона:
R
I
нп
где
, ...,
III III
RR R
пг нп ус
IV IV
RR R
пг нп ус
R
R
IV
пл
ус
то же, что и в формуле (3.6);
–
сумма значений термических сопротивлений теплопе-
–
редаче утепляющих слоев, (м
по формуле
;
,
2
С)/Вт, определяемых
ут
R
ус
.
ут
Коэффициент теплопередачи k
, Вт/(м2 С), для отдельных зон утеп-
пг
ленных полов на грунте вычисляют по формуле:
III
IV
пг
1
II
;
I
R
пг
1
; (3.21)
II
R
пг
1
R
пг
III
;
1
R
пг
IV
.
I зона:
II зона:
III зона:
IV зона:
I
k
пг
k
k
пг
k
пг
Рис. 3.5. Конструкция пола на грунте:
1 – покрытие пола; 2 – выравнивающий слой; 3 – теплоизоляционный слой;
4 – пароизоляционный слой; 5 – бетонное основание
3.7. Теплотехнический расчет световых проемов
В практике строительства жилых зданий применяется: одинарное, двой-
ное и тройное остекление в деревянных, пластмассовых или металлических
32
переплётах, спаренное или раздельное. Теплотехнический расчет световых
R
R
проемов и выбор их конструкций осуществляется в зависимости от района
строительства и назначения помещений.
По формуле (3.2) рассчитывают градусо-сутки отопительного периода,
°С·сут.
Находят базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче
ограждающей конструкции световых проемов
тр
, (м2·°С)/Вт , по табл. 3.6.
R
0
Определяют коэффициент nt по формуле (3.3).
Умножают базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче
ограждающей конструкции световых проемов, полученное по табл. 3.6, на
коэффициент nt , полученный по формуле (3.3).
Рассчитывают нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции световых проемов
норм
, (м2·°С)/Вт,
R
0
по формуле (3.1), при этом коэффициент mр=1.
Затем по [14, прил. Л], (табл. 3.11) в зависимости от значения
R
норм
0
вы-
бирают ограждающую конструкцию светового проема с фактическим приведенным сопротивлением теплопередаче
условие (3.7), при этом уменьшение
R
пр
0
от
пр
так, чтобы выполнялось
R
0
норм
R
на 5 % допустимо.
0
Таблица 3.11
Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче
R
пр
,
0
коэффициент относительного проникания солнечной радиации
для светопропускающих заполнений τ1, коэффициент,
учитывающий затенение светового проема непрозрачными элементами
заполнения τ2 окон, балконных дверей и фонарей
Светопрозрачные конструкции
в деревянных или ПХВ
№
п/п
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Двойное остекление из
2 Двойное остекление с
3 Двойное остекление из
Заполнение светового
проема
обычного стекла в спаренных переплетах
твердым селективным покрытием в спаренных переплетах
обычного стекла в раздельных переплетах
переплетах
пр
,
0
(м2·°С)/Вт
0,40 0,75 0,62 - 0,70 0,62
0,55 0,75 0,65 - 0,70 0,65
0,44 0,65 0,62 0,34 0,60 0,62
τ
τ
2
1
в алюминиевых
переплетах
пр
,
0
(м2·°С)/Вт
τ
τ
2
1
33
Продолжение табл. 3.11
1 2 3 4 5 6 7 8
4 Двойное остекление с
твердым селективным покрытием в раздельных переплетах
5 Блоки стеклянные пустот-
ные (с шириной швов
6 мм)
6 Профильное стекло короб-
чатого сечения
7 Двойное из органического
стекла для зенитных фонарей
8 Тройное из органического
стекла для зенитных фонарей
9 Тройное остекление из
обычного стекла в раздельно-спаренных переплетах
10 Тройное остекление с
твердым селективным покрытием в раздельно спаренных переплетах
11 Однокамерный стеклопа-
кет в одинарном переплете
из стекла:
– обычного 0,35 0,80 0,76 0,34 0,80 0,76
– с твердым селективным
покрытием
– с мягким селективным
покрытием
12 Двухкамерный стеклопа-
кет в одинарном переплете
из стекла:
– обычного (с межстекольным расстоянием 8 мм)
– обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм)
– с твердым селективным
покрытием
– с мягким селективным
покрытием
– с твердым селективным
покрытием и заполнением
аргоном
0,57 0,65 0,60 0,45 0,60 0,60
0,31
0,33
0,31 0,90 0,5 (без переплета)
0,36 0,90 0,9 0,90 0,90
0,52 0,90 0,83 0,90 0,83
0,55 0,50 0,70 0,46 0,50 0,70
0,60 0,50 0,67 0,50 0,50 0,67
0,51 0,80 0,75 0,43 0,80 0,75
0,56 0,80 0,54 0,47 0,80 0,54
0,50 0,80 0,74 0,43 0,80 0,74
0,54 0,80 0,74 0,45 0,80 0,74
0,58 0,80 0,68 0,48 0,80 0,68
0,68 0,80 0,48 0,52 0,80 0,48
0,65 0,80 0,68 0,53 0,80 0,68
0,90
0,90
0,40 (без переплета)
0,45 (без переплета)
34
Окончание табл. 3.11
1 2 3 4 5 6 7 8
Обычное стекло и однока-
3
мерный стеклопакет в раздельных переплетах из
стекла:
– обычного 0,56 0,60 0,63 0,50 0,60 0,63
– с твердым селективным
покрытием
– с мягким селективным
покрытием
– с твердым селективным
покрытием и заполнением
аргоном
14 Обычное стекло и двухка-
мерный стеклопакет в раздельных переплетах из
стекла:
– обычного 0,65 0,60 0,60 - 0,60 0,60
– с твердым селективным
покрытием
– с мягким селективным
покрытием
– с твердым селективным
покрытием и заполнением
аргоном
15 Два однокамерных стекло-
пакета в спаренных переплетах
16 Два однокамерных стекло-
пакета в раздельных переплетах
17 Четырехслойное остекление
из обычного стекла в двух
спаренных переплетах
0,65 0,60 0,58 0,56 0,60 0,58
0,72 0,60 0,51 0,60 0,60 0,58
0,69 0,60 0,58 0,60 0,60 0,58
0,72 0,60 0,56 - 0,58 0,56
0,80 0,60 0,36 - 0,58 0,56
0,82 0,60 0,56 0,58 0,56
0,70 0,70 0,59 0,70 0,59
0,75 0,60 0,54 0,60 0,54
0,80 0,50 0,59 0,50 0,59
Примечания:
1. Значения фактического приведенного сопротивления теплопередаче, указанные в
таблице, допускается применять в качестве расчетных при отсутствии этих значений в
стандартах или технических условиях на конструкции или не подтвержденных результатами испытаний.
2. К мягким селективным покрытиям стекла относят покрытия с тепловой эмиссией
менее 0,15, к твердым (К-стекло) – 0,15 и более.
3. Значения фактического
световых проемов даны для случаев, когда отношение площади остекления к площади
заполнения светового проема равно 0,75.
4. Значения для окон со стеклопакетами приведены:
для деревянных окон при ширине переплета 78 мм;
для конструкций окон в ПВХ переплетах шириной 60 мм с тремя воздушными
камерами.
приведенного сопротивления теплопередаче заполнений
35
При применении ПВХ переплетов шириной 70 мм и с пятью воздушными камерами
приведенное сопротивление теплопередаче увеличивается на 0,03 м2°С/Вт;
– для алюминиевых окон значения приведены для переплетов с термическими встав-
ками.
ПРИМЕР 3.5
Теплотехнический расчет оконных проемов
Исходные данные
1. Район строительства – г. Пенза.
2. Расчетная температура внутреннего воздуха основных помещений
здания tв = 20 °C (см. табл. 3.5).
3. Условие эксплуатации – А [13, прил. 2].
4. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в фор-
мулах: tоп = – 4,1 °С; Zоп= 200; а = 0,00005, b = 0,2 (табл. 3.6).
Порядок расчета
1. По формуле (3.2) рассчитывают градусо-сутки отопительного периода
ГСОП = (20 + 4,1) · 200 = 4820 °С·сут.
2. Рассчитываем базовое значение требуемого сопротивления теплопе-
редаче ограждающей конструкции светового проема по табл. 3.6
тр
= 0,00005·4820+0,2=0,441 (м2·°С)/Вт.
R
0
3. Определяем коэффициент nt по формуле (3.3)
20 ( 4,1)
n
t
20 ( 4,1)
.
1
4. Умножаем базовое значение требуемого сопротивления теплопере-
даче ограждающей светового проема, полученное по табл. 3.6, на коэффициент nt , полученный по формуле (3.3)
тр
= 0,441·1 = 0,441 (м2·°С)/Вт.
R
0
5. Рассчитываем нормируемое значение приведенного сопротивления
теплопередаче ограждающей конструкции светового проема по формуле
(3.1), при этом коэффициент mp= 1.
норм
= 0,441·1 = 0,441 (м2·°С)/Вт.
R
0
6. Таким образом, принимают конструкцию светового проема из дере-
вянных или ПВХ переплетов с двойным остеклением из обычного стекла в
раздельных переплетах с фактическим приведенным сопротивлением теп-
лопередаче
тр
= 0,44 м2·°С/Вт.
R
0
7. Коэффициент теплопередачи для ограждающей конструкции стены
определяют по уравнению (3.8)
1
k
0,273
0,44
Вт/(м2 С).
36
3.8. Теплотехнический расчет наружных дверей
Согласно [17], нормируемое значение сопротивления теплопередаче
входных дверей и ворот
норм
, должно быть не менее 0,6
R
0
определяемого по формуле (3.4).
В зависимости от значения
норм
выбирают ограждающую конструкцию
R
0
входных дверей с фактическим приведенным сопротивлением теплопередаче
пр
так, чтобы выполнялось условие (3.7).
R
0
ПРИМЕР 3.6
Теплотехнический расчет входных дверей
Исходные данные
1. Здание жилое.
2. Район строительства – г. Пенза.
3. Расчетная температура внутреннего воздуха основных помещений
здания tв = 20 °С (см. табл. 3.5).
4. Значение теплотехнических характеристик и коэффициентов в формулах: t
= – 27 °С; αв = 8,7 Вт/(м2·°С) (см. табл. 3.8); Δtн = 4 °С (см. табл. 3.7);
хп(0,92)
αн = 23 Вт/(м2·°С), (см. табл. 3.9).
Порядок расчета
1. Определяют минимальное нормируемое значение сопротивления
теплопередаче входных дверей по уравнению (3.4)
R
норм
0
(20 ( 27))
0,6 0,811
48,7
(м2·°С)/Вт.
норм
стен зданий,
R
0
2. Выбирают ограждающую конструкцию входных дверей с фактиче-
ским приведенным сопротивлением теплопередаче
пр
так, чтобы выполня-
R
0
лось условие (3.7).
3. Минимальное значение коэффициента теплопередачи наружной
двери k определяют по уравнению (3.8)
1
k
1, 23 3
0,811
Вт/(м2 С).
37
4. РАСЧЕТ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ
НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ В ТЕПЛЫЙ ПЕРИОД
Проверка наружных ограждений на теплоустойчивость осуществляется
в районах со среднемесячной температурой воздуха в июле 21 С и выше.
Установлено, что колебания температуры наружного воздуха А
С, про-
tн,
исходят циклически, подчиняются закону синусоиды (рис. 4.1) и вызывают,
в свою очередь, колебания фактической температуры на внутренней поверх-
ф
ности ограждения А
, которые также протекают гармонически по закону
в
синусоиды (рис. 4.2).
Рис. 4.1. Колебания тепловых потоков и температур
на поверхности ограждения
Рис. 4.2. Затухание температурных колебаний в ограждении
38
Теплоустойчивость – это свойство ограждения сохранять относительное
A
A
A
A
A
р
A
A
постоянство температуры на внутренней поверхности
внешних тепловых воздействий
, С, и обеспечивать комфортные условия
t
н
С, при колебаниях
в,
в помещении. По мере удаления от наружной поверхности амплитуда колебаний температуры в толще ограждения,
зом, в толще слоя, ближайшего к наружному воздуху. Этот слой толщиной
м, называется слоем резких колебаний температуры
, С, уменьшается, главным обра-
рк
, С.
Проверку на теплоустойчивость осуществляют для горизонтальных (покрытия) и вертикальных (стены) ограждений . Вначале устанавливают допустимую (требуемую) амплитуду колебаний температуры внутренней по-
тр
верхности
наружных ограждений с учётом санитарно-гигиенических
в
требований по формуле
тр
=2,5 – 0,1(tнл – 21), (4.1)
в
где t
– среднемесячная температура наружного воздуха за июль (летний
нл
месяц), С.
Эти колебания происходят вследствие колебаний расчётных температур
ас
наружного воздуха
, С, определяемых по формуле
t
н
,
()
II
max ср
н
, (4.2)
где
рас
АА
максимальная амплитуда суточных колебаний наружного воз-
–
t
н
0,5
t
н
t
н
духа за июль, С;
–
коэффициент поглощения солнечной радиации материалом
наружной поверхности, (табл. 4.1);
I
мах, Iср
– соответственно максимальное и среднее значения суммарной
солнечной радиации (прямой и рассеянной);
коэффициент теплопередачи наружной поверхности огражде-
–
н
2
ния при летних условиях, Вт/(м
1,16 5 10 v
н
С), равный
; (4.3)
здесь v – максимальная из средних скоростей ветра за июль, м/с, но не
менее 1 м/с.
39
Таблица 4.1
A
A
–
Коэффициент поглощения солнечной радиации
Материал наружной поверхности ограждения
Бетоны
Защитный слой рулонной кровли из светлого гравия
Кирпич глиняный красный
Кирпич силикатный
Облицовка природным камнем (белым)
Штукатурка известковая темно-серая
Штукатурка цементная светло-голубая
Штукатурка цементная темно-зелёная
Штукатурка цементная кремовая
Величина фактических колебаний на внутренней плоскости
Коэффициент поглощения
0,7
0,65
0,7
0,6
0,45
0,7
0,3
0,6
0,4
ф
, С, бу-
t
в
дет зависеть от свойств материала, характеризуемых значениями D, S, R, Y,
и способствующих затуханию амплитуды колебаний температуры в
н
толще ограждения
0,9 ,
. Коэффициент затухания определяют по формуле
t
D
( )( )...( )( )
SSYSY Y
1 в 21 1н
2
e
( )( )...( )
SYS Y S Y
112 2 н
nn n
nn
(4.4)
где D – тепловая инерция ограждающей конструкции;
е = 2,718
, S2,..., Sn – расчётные коэффициенты теплоусвоения материала от-
S
1
основание натурального логарифма;
дельных слоев ограждения;
Y
, Y2,..., Yn – коэффициент теплоусвоения материала наружной поверх-
1
то же, что в формуле (3.4);
–
в
то же, что в формуле (4.3);
–
н
ности отдельных слоёв ограждения, определяемый по формулам (4.5) – (4.9).
Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности Y, Вт/(м2 С), отдельного слоя зависит от значения его тепловой инерции и определяется при
расчёте, начиная с первого слоя от внутренней поверхности помещения к
наружной.
Если первый слой имеет D
поверхности слоя Y
следует принимать равным
1
1, то коэффициент теплоусвоения наружной
1
Y
= S1. (4.5)
1
Если первый слой имеет D
<1, то коэффициент теплоусвоения наруж-
1
ной поверхности слоя следует определить расчетом для всех слоёв ограждающей конструкции, начиная с первого слоя:
– для первого слоя
2
RS
1
11 в
1
Y
40
R
1 в
;
(4.6)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]