Над тёплым чердаком.

№ п/п	Наименование материала	γ0,кг/м3	λ0, Вт/м·°C	Толщина δ,м
3	Железобетонная плита	2500	2,04	0,035
4	Рубероид	600	0,17	0,005
5	МВП повыш. жесткости	200	0,076	X
6	Цементно-песчаный раствор	1800	0,93	0,02
7	Бикроэласт	600	0,17	0,006

Место строительства - г. Орёл.

Зона влажности - нормальная [11].

Продолжительность отопительного периода z_ht=205 сут. [11].

Средняя расчетная температура отопительного периода t_ht = -8,7 °С [11].

Температура холодной пятидневки t_ext=-39 °С [11].

Температура внутреннего воздуха t_int =+21 °С [10].

Относительная влажность воздуха: φ=55 %.

Влажностный режим помещения - нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б.

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности покрытия тепло­го чердака a^q_int=9,9 [8].

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения α_ext= 12 Вт/м²·°С [10].

Расчетная температура ноздуха в чердаке t^g_int =+15 °С [8].

Расчёт.

Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-2003 [10]:

Dd=( t_int- t_ht)·z_ht==(21+8,7)·205=6088,5 (°C·сут).

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче покрытия жи­лого дома по формуле (1) СНиП 23-02-2003 [10]:

R_req=a·Dd+b=0,0005·6088,5+2,2=5,28 (м²·°C/Вт).

По формуле (29) СП 23-101-2004 [8] определяем требуемое сопротивле­ние теплопередаче перекрытия теплого чердака R_o^g.f, м³·°С /Вт:

R_o^g.f=n· R_o^req,

где R_o^req -нормируемое сопротивление теплопередаче покрытия;

n – коэффициент, определяемый по формуле (30) СП 23-101-2004 [8],

n=( t_int- t^g_int)/( t_int- t_ext) =(21-15)/(21+39)=0,1.

По найденным значениям R_o^req и n определяем R_o^g.f:

R_o^g.f=0,1·5,28=0,528 (м²·°C/Вт).

Требуемое сопротивление покрытия над теплым чердаком R_o^g.с устанавливаем по формуле (32) СП 23-101-2004 [8]:

(4.1)

где G_ven - приведенный (отнесенный к 1 м² чердака) расход воздуха в сис­теме вентиляции, определяемый по табл. 6 СП 23-101-2004 [8] и равный 19,2 кг/(м²ч);

с - удельная теплоемкость воздуха, равная 1 кДж/(кг·°С);

t_ven — температура воздуха, выходящего из вентиляционных каналов, °С, принимаемая равной t_int + 1,5;

q_pi - линейная плотность теплового потока через поверхность теплоизоляции, приходящаяся на 1 м длины трубопровода, принимаемая для труб отопления равной 25, а для труб горячего водоснабжения -12 Вт/м (таблица 12 СП 23-101-2004 [8]).

Приведенные теплопоступления от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения составляют:

Вт/м²;

α_g.w - приведенная площадь наружных стен чердака м²/м², опреде­ляемая по формуле (33) СП 23-101-2004 [8],

α_g.w= A_g.w/A_g.f =61,486/328,35=0,187;

R_o^g.w - нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен теплого чердака, определяемое через градусо-сутки отопительного периода при температуре внутреннего воздуха в помещении чердака t^g_int =+15 °С.

D_d^g.w=( t^g_int- t_ht)·z_ht=(15+8,7) 205=4858,5 °С·сут,

R_o^g.w=a· D_d^g.w+b=0,00035·4858,5+1,4=3,1 м²·°С/Вт.

Подставляем найденные значения в формулу 4.1 и определяем требуемое сопротивление теплопередаче покрытия над теплым чердаком:

R_o^g.c=(15 + 39)/[(0,28·19,2(22,5 - 15) + (21 - 15)/0,528+

+ 8,96-(15 + 39) ·0,187/3,1]= 0,941 м²·^оС/Вт.

Определяем толщину утеплителя в чердачном перекрытии при R_o^g.f=0,528 (м²·°C/Вт):

δ_ут=(R_o^g.f-1/α_int-R_ж.б-R_руб-1/α_ext)λ_ут=(0,528-1/8,7-0,142 -0,029- 1/23)0,076 = 0,015 м,

принимаем толщину утеплителя δ_ут = 40 мм, так как минимальная толщина минераловатных плит 40 мм (ГОСТ 10140).

Определяем величину утеплителя в покрытии при R_o^g.с =0,941 м²·^оС/Вт:

δ_ут=(R_o^g.с-1/α_int·α_i-R_ж.б-R_руб- R_ц.п.р.- R_бик-1/α_ext)λ_ут=

=(0,941 -1/9,9-0,017 -0,029- 0,022 -0,035 -1/12)0,076 = 0,045м,

принимаем толщину утеплителя (МВП повышенной жесткости) 50 мм.

Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания

Проверяем выполнение условия Δt^g≤Δt_n для чердачного перекрытия:

Δt^g=(t_int-t^g_int)/(R_o^g.f·α_int)=(21 – 15)/(0,528-8,7) = 1,29 °С,

условие выполняется, так как Δt_n = 3 °С, согласно таблице 5 СНиП 23-02-2003 [10], а Δt^g=1,29 °С.

Проверяем наружные ограждающие конструкции чердака на условия невыпадения конденсата на их внутренних поверхностях, т.е. на выполне­ние условия τ_si^gc(τ_si^gw)≥t_d:

-для покрытия над теплым чердаком, приняв α^g_int=9,9 Вт/м²·°С,

τ_si^gc= t^g_int-[( t^g_int- t_ext)]/(R_o^g.c· α^g_int)= 15 - [(15 + 39)]/(0,941·9,9) = 9,2 °С;

- для наружных стен теплого чердака, приняв α^g_int= 8,7 Вт /м²·°С,

τ_si^gc= t^g_int-[( t^g_int- t_ext)]/(R_o^g.w· α^g_int)=15- [(15 + 39)]/(3,1·8,7) =13 °С.

Вычисляем температуру точки росы t_d, °С, на чердаке:

- рассчитываем влагосодержание наружного воздуха, г/м³, при расчё­тной температуре t_ext:

f_ext=0,794·e_ext/(1+ t_ext/273)=0,794 1,9/(1-39/273) = 1,76 г/м³;

- то же, воздуха теплого чердака, приняв приращение влагосодержания Δf для домов с МВП повышенной жесткости , равным 5,2 г/м³:

f_g= f_ext+ Δf=1,76+5,2=6,96 г/м³;

- определяем парциальное давление водяного пара воздуха в теплом чердаке:

e_g=[f_g·(1+ t^g_int/273)]/0,794=[6,96·(1+ 15/273)]/0,794=9,258 ГПа.

По приложению 8 [14] по значению Е = е_g находим температуру точки росы t_d = 5,83 °С.

Полученные значения температуры точки росы сопоставляем с соответствующими значениями τ_si^gc и τ_si^gw:

τ_si^gc = l3 > t_d=5,83 °С; τ_si^gw=9,2>t_d=5,83°C.

Температура точки росы значительно меньше соответствующих тем­ператур на внутренних поверхностях наружных ограждений, следователь­но, конденсат на внутренних поверхностях покрытия и на стенах чердака выпадать не будет.

Вывод. Горизонтальные и вертикальные ограждения теплого чердака удовлетворяют нормативным требованиям тепловой защиты здания.

2. Расчёт на звукоизоляцию.

   1. Расчёт перегородки на воздействие воздушного шума.

Исходные данные: перегородка из гипсобетона толщиной h=0,1 м с плотностью γ=1200 кг/м³.

Для построения частотной характеристики изоляции воздушного шума определяем эквивалентную поверхностную плотность ограждения:

m_э=m·k= γ·h·k=1200·0,1·1,4=168 кг/м²

Устанавливаем значение абсциссы точки B–f_Bв зависимости от плотности гипсоьетона и толщины перегородки:

f_B=35000/100=350 Гц.

Округляем найденную частоту f_B=350 Гц до среднегеометрической частоты согласно данным [8]:

f_B=315 Гц.

Устанавливаем ординату точки B:

R_B=20·lg168-12=33 дБ.

Строим частотную характеристику (рисунок 4.2). Заносим параметры расчётной и нормативной частотных характеристик в таблицу 4.4 и производим дальнейший расчёт в табличной форме.

Рисунок 4.2. Частотная характеристика.

№ п/п	Параметры	Среднегеометрическая частота 1/3-октавной полосы, Гц
		100	125	160	200	250	315	400	500	630	800	1000	1250	1600	2000	2500	3150
1	Расчётная частотная характеристика R, дБ	33	33	33	33	33	33	35	37	39	41	43	45	47	49	51	53
2	Нормативная кривая, дБ	33	36	39	42	45	48	51	52	53	54	55	56	56	56	56	56
3	Неблагоприятные отклонения, дБ	-	3	6	9	12	15	16	15	14	13	12	11	9	7	5	3
4	Нормативная кривая, смещённая вниз на 7 дБ	26	29	32	35	38	41	44	45	46	47	48	49	49	49	49	49
5	Неблагоприятные отклонения от смещённой оценочной кривой, дБ	-	-	-	2	5	8	9	8	7	6	5	4	2	-	-	-
6	Нормативная кривая, смещённая вниз на 10 дБ	23	26	29	32	35	38	41	42	43	44	45	46	46	46	46	46
7	Неблагоприятные отклонения от смещённой оценочной кривой, дБ	-	-	-	-	2	5	6	5	4	3	2	1	-	-	-	-
8	Индекс изоляции воздушного шума Rw, дБ	42

Параметры расчётной и нормативной частотных характеристик. Таблица 4.4.

Находим неблагоприятные отклонения, расположенные ниже нормативной кривой и определяем их сумму, которая равняется 150 дБ, что значительно больше нормативной - 32дБ.

Смещаем нормативную кривую вниз на 7 дБ и находим новую сумму неблагоприятных отклонений, которая составляет 56дБ, что значительно больше нормативной. Смещаем нормативную кривую вниз ещё на 3 дБ и находим новую сумму неблагоприятных отклонений, которая составляет 28дБ, что максимально приближается, но не превышает значения 32дБ.

В этих условиях за расчётную величину индекса изоляции воздушного шума принимается ордината смещённой нормативной кривой частотной характеристики в 1/3-октавной полосе 500 Гц, т.е. R_w^р=42 дБ.

Вывод:Полученный расчётный индекс изоляции воздушного шума не соответствует нормативным параметрам звукоизоляции ограждающих конструкций в домах категории Б, т.е.:R_w^р<R_w^н=52 дБ. Для того, чтобы индекс изоляции воздушного шума соответствовал нормативным параметрам звукоизоляции ограждающих конструкций в домах категории Б необходимо заменить гипсобетонные перегородки толщиной 100 мм на те перегородки, которые удовлетворяют нормативным параметрам звукоизоляции ограждающих конструкций в домах категории Б. Такими перегородками являются перегородки из четырёх гипсокартонных листов толщиной 12,5 мм со звукоизолирующим слоем. Конструкция перегородки представлена на рисунке 4.2.

1 – Гипсокартонный лист. 2 – Звукоизолирующий слой. 3 – Каркас. 4 – Воздушный промежуток.

Рисунок 4.2. Конструкция перегородки.

4.2.2 Расчёт междуэтажного перекрытия на воздействие воздушного шума и на ударное воздействие шума.

Исходные данные для расчёта представлены в таблице 4.5. Конструкция перекрытия показана на рисунке 4.3.

Исходные данные для расчёта.Таблица 4.5.

№ слоя (рис 4.3)	Наименование материала	Плотность γ, кг/м3	Толщина δ,м
1	Линолеум	1100	0,0051
2	Цем.-песч. стяжка	1800	0,095
3	Ж/б плита перекрытия	2500	δприв=0,120

1 - Линолеум – 5 2 - Цем.-песч. стяжка – 95 3 - Ж\б пустотная плита перекрытия - 220

Рисунок 4.3. Конструкция перекрытия.

Индекс звукоизоляции воздушного шума R_w(дБ) для междуэтажного перекрытия без звукоизоляционного слоя с полом из рулонного материала следует определять по формуле:

R_w=37·lgm_э+55·lgK-43, (4.2)

где m_э– эквивалентная поверхностная плотность, кг/м²;K– коэффициент, который для ж\б пустотной плиты перекрытия равен 1,2. Величинуm_эпринимаем равной поверхностной плотности плиты перекрытия (без рулонного пола):

m_э=m₂+m₃= γ₂·δ₂+ γ₃·δ₃=1800·0,095+2500·0,12=471 кг/м².

Подставляем полученные значения в формулу 4.2:

R_w=37·lg471+55·lg1,2-43=56 дБ.

Условие R_w>R_w^р=52 дБ выполнено.

Индекс приведённого ударного шума L_nw(дБ) под перекрытием без звукоизоляционного слоя с полом из рулонных материалов следует определять по формуле:

L_nw=L_nwо-ΔL_nw, (4.3)

где L_nwо– индекс приведённого ударного шума для несущей плиты перекрытия, который определяется исходя из поверхностной плотности несущей плиты перекрытияm₃и равен 80 дБ; ΔL_nw – индекс снижения приведённого ударного шума, который принимается исходя из толщины и типа рулонного материала δ₁и равен 25 дБ.

Подставляем значения в формулу 4.3:

L_nw=80-25=55 дБ.

Условие L_nw<L_nw^н=58 дБ выполнено.

Вывод.Междуэтажное перекрытие удовлетворяем нормативным требованиям на воздействие воздушного шума и на ударное воздействие шума.