Teplotekhnika

В соответствии с “Изменениями № 3” к СНиП II-3-79* в качестве однородных ограждений рекомендуется применять легкобетонные панели и блоки плотностью не более 1000 кг/м3 для всех типов зданий в регионах южнее широты 60 °С. Применение таких стеновых панелей в районах выше указанной широты приведет к нерациональному утолщению стен, что в современных условиях строительства будет не практично и не экономично.

Данный теплотехнический расчет наружных крупноразмерных стеновых панелей необходимо выполнять в курсовых проектах № 1, 2 и в дипломном проектировании соответствующих зданий.

3.2. Методика расчета

Определение обозначений и данные параметров смотри в описании методики расчета темы № 1.

1. Назначение расчетной схемы (рис. Г) материалов и ориентировочной толщины однослойной стеновой панели.

Определение требуемого сопротивления теплопередачи ограждающих конст-

рукций, исходя из условий энергосбережения Rreq в зависимости от градусосуток отопительного периода по табл. 12 прил. 1 методического указания.

Rв =1/ αв; Rн =1/ αн −термические сопротивления внутреннего и на-

ружного слоев воздуха, м2 °С/Вт.

3. Определение приведенного сопротивления теплопередаче R0пр с уче-

где r −коэффициент теплотехнической однородности ограждающих конструкций, принимаем по табл. 13 прил. 1 пособия.

4. Сравнение приведенного R0пр сопротивления теплопередачи с требуе-

6.Если условие (14) не выполняется, то необходимо выполнить следующие рекомендации:

а)увеличить толщину стеновой панели; б) принять бетон (материал) с меньшей плотностью (объемной массой);

в) изменить расчетную схему стены, добавив с наружной стороны теплоизоляционный слой.

Повторять расчет (п. 3, 4 и 5) до соблюдения условия (14), в конце расчета написать вывод о принятой толщине утеплителя и стеновой конструкции.

3.3. Пример расчета № 4

Рассчитать стандартную толщину наружной однослойной легкобетонной стеновой панели общественного здания кинотеатра в г. Элиста РК, исходя из зимних условий эксплуатации.

Исходные данные:

Место строительства – г. Элиста РК.

Температура наружного воздуха tн =tн5 = −23 °С −по табл. 8 прил.1 дан-

ного пособия.

Зона влажности региона – сухая – принимаем по рис. 2 прил. 2 пособия. tint =18 °С; ϕв = 60 % для общественных зданий – по табл. 2 прил. 1

пособия.

Влажностный режим помещений – нормальный – принимаем по табл. 4 прил. 1 пособия.

Условия эксплуатации в зависимости от зоны влажности (сухая) и влажностного режима помещений (нормальный) соответствуют категории А – по табл. 5 прил. 1 пособия.

Вычерчиваем расчетную схему однослойной стеновой панели с назначением материалов и толщин всех слоев ограждения, принимая ее по табл. 3 прил. 1 пособия. В данном расчете толщину стеновой панели принимаем предварительно, ориентировочно.

22

Рис. Г. Расчетная схема однослойной стеновой панели

Примечания:

1.Декоративно-защитную отделку (1 и 3) условно не считают за слои, но

врасчетах их необходимо учитывать.

2.Расчетную схему стеновой конструкции принимаем № 12 по табл. 3 прил. 1 пособия.

Теплотехнические показатели материалов слоев принимаем для условий эксплуатации здания А – по табл. 5 прил. 1 методического указания и сводим их в табл. В.

Таблица Г. Теплотехнические показатели стеновой панели

Данные для расчета:

n =1−по табл. 7 прил. 1 данного пособия; tн = −23 °С −по табл. 8 прил. 1 пособия;

23

tint =18 °С; ϕв =60 % −по табл.2 прил. 1 пособия; αв =8,7 Вт/ м2 °С −по табл. 10 прил. 1 пособия;

αн =23 Вт/ м2 °С −по табл. 11 прил. 1 пособия; tnt = −1,2 °С −по табл. 8 прил.1– для г. Элисты;

Znt =173 сут. −по табл.8 прил.1– для г. Элисты;

r = 0,9 −для однослойных легкобетонных панелей – по табл. 13 прил. 1.

Порядок расчета:

1. Определяем требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, исходя из условий энергосбережения в зависимости от градусосуток отопительного периода:

Dd =(tint −tnt ) Znt =(18 +1,2) 173 = 3321,6 °C сут.,

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждения из условий энергосбережения Rreq в зависимости от Dd по табл. 12 прил. 1 (формула 26):

2. Определяем общее (фактическое) сопротивление теплопередаче ограждающей панели:

R0 =1/ αв + Rк +1/ αн =1/ αв +δ1 / λ1 +δ2 / λ2 +δ3 / λ3 +1/ αн =

1 / 8,7 + 0,020 / 0,70 + 0,46 / 0,17 + 0,020 / 0,70 +1 / 23 = 2,93 м2 °С / Вт,

3. Определяем приведенное сопротивление теплопередачи однослойной стеновой панели по формуле:

Вывод:

Согласно произведенного расчета толщина керамзитобетонной стеновой панели (0,50 м) принята верно и соответствует климатическим условиям г. Элисты при зимних условиях эксплуатации.

24

Тема 4. Определение воздухопроницаемости ограждающих конструкций и помещений

4.1. Методика расчета

Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей)

где ∆p −разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяемая в соответствии с п. 8.2 [2];

Gn −нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций,

кг/(м2 ч), принимаемая в соответствии с п. 8.3 [2]; Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ог-

где H −высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м;

γext , γint −удельный вес соответственно наружного и внутреннего возду-

t −температура воздуха: внутреннего (для определения γint ) – принима-

ется согласно оптимальным параметрам по ГОСТ 12.1.005. ГОСТ 30494 и СанПиН 2.1.2.1002; наружного (для определения γext ) – принимается равной

средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01;

v − максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь повторяемость, которых составляет 16 % и более, принимаемая по прил.4СНиП 2.01.01-82; для зданий высотой свыше 60 м v следует принимать с учетом коэффициента изменения скорости ветра по высоте (по своду правил).

25

Нормируемую воздухопроницаемость Gn −, кг/(м2 ч), ограждающей кон-

струкции зданий следует принимать по таблице 14 прил. 1.

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий

где Gn −то же, что и в формуле (15);

∆p −то же, что и в формуле (15);

∆p0 =10 Па – разность давлений воздуха на наружной и внутренней по-

верхностях светопрозрачных ограждающих конструкций при которой определяется сопротивление воздухопроницаниюRinf des .

Сопротивление воздухопроницаниюRinf des многослойных ограждающих

конструкций следует принимать по своду правил.

Оконные блоки и балконные двери в жилых и общественных зданиях следует выбирать согласно классификации воздухопроницаемости притворов по ГОСТ 26602.2: 3-этажных и выше – не ниже класса Б; 2-этажных и ниже – в пределах классов В-Д.

Средняя воздухопроницаемость квартир жилых домов и помещений общественных зданий (при закрытых приточно-вытяжных вентиляционных отверстиях) должна обеспечивать в период испытаний воздухообмен кратностью n50. ч-1. при разностидавлений50 Панаружногоивнутреннеговоздухапривентиляции:

−с естественным побуждением n50≤ 4 ч-1;

−с механическим побуждением n50≤ 2 ч-1.

Кратность воздухообмена зданий и помещений при разности давлений 50 Па и их среднюю воздухопроницаемость определяют по ГОСТ 31167.

4.2. Пример расчета №5

Рассчитать воздухопроницаемость ограждающих конструкций и помещений для г. Ухта.

Исходные данные:

H =8 м−высота здания;

26

υ =4,8 м/ с−максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая по СНиП 2.01.01.82 «Строительная климатология и геофизика»;

Gn = 0,5 кг / м2ч−нормируемая воздухопроницаемость наружных стен,

принимаемая по табл. 14 прил. 1 настоящего пособия;

Gn = 6 кг / м2ч−нормируемая воздухопроницаемость окон и балконных

дверей, принимаемая табл. 14 прил. 1 настоящего пособия;

tот.пер = −6,4 °С −средняя температура периода со средней суточной

температурой воздуха ≤8 °С для г. Ухты, принимаемая по табл. 1 [1];

Zот.пер = 261−продолжительность периода со средней суточной темпера-

турой воздуха ≤8 °С для г. Ухты, принимаемая по табл. 1 [1];

tехt =−39 DС−средняя температура наиболее холодной пятидневки обес-

печенностью 0,92 по [1];

tint =18 °С −температура внутреннего воздуха – принимается согласно

оптимальным параметрам по ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 30494 и СанПиН 2.1.2.1002. Порядок расчета:

1.Определяем удельный вес наружного и внутреннего воздуха соответственно:

γext = 2733463−39 = 3463234 =14,79 ≈14,8 Н / м3

γimt = 2733463+18 = 3463291 =11,9 ≈12 Н / м3

2.Определяем разность давлений воздуха на наружной и внутренней по-

верхностях ограждающих конструкций:

∆p = 0,55 H (γext −γint ) + 0,03 γext υ2 = 0,55 8 (14,8 −12) + 0,03 14,8 4,82 = 22,55 Па

3. Находим нормируемое сопротивление воздухопроницанию:

– сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей).

27

– сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий.

4. Назначаем материалы и толщины всех слоев ограждения:

1) цементно-песчаный раствор δ1 = 0,015м, λ1 = 0,76 Втм2 °С;

Rinfdes = Rinf1des + Rinf2des + Rinf3des + Rinf4des ;

где Rinf1des ...Rinf4des −сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограж-

дающей конструкции, м2·ч Па/кг, принимаемые по прил. 9* [3].

Rinfdes = 373 +18 +79 + 2 = 472 м2 ч Па / кг

Вывод:

Поскольку Rinfdes = 472 м2 ч Па / кг> Rinfreg = 45,1 м2 ч Па / кг, то принятая конструкция стены обеспечивает защиту от воздухопроницаемости.

28

Тема 5. Защита от переувлажнения ограждающих конструкций

5.1. Методика расчета

Сопротивление паропроницаниюRvp , м2 ч Па/мг, ограждающей конструк-

ции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее наибольшего из следующих нормируемых сопротивлений паропроницанию:

а) нормируемого сопротивления паропроницаниюRvp1req , м2 ч Па/мг (из

условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), определяемого по формуле:

условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха), определяемого по формуле:

где eint −парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па при

расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха определяемое по формуле:

где Eint −парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при темпе-

ратуре;

tint −принимается по своду правил;

ϕint −относительная влажность внутреннего воздуха, %;

Rvpe −сопротивление паропроницанию, м2 ч Па/мг, части ограждающей

конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемое по своду правил;

29

eext −среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха,

Па, за годовой период, определяемое по таблице 5а [1];

z0 −продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая

равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по[1];

E0 −парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной

конденсации, определяемое при средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами согласно указаниям примечаний к этому пункту;

ρw −плотность материала увлажняемого слоя, кг/м3, принимаемая равной

ρ0 по своду правил;

δw −толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, прини-

маемая равной 2/3 толщины однородной (однослойной) стены или толщине теплоизоляционного слоя (утеплителя) многослойной ограждающей конструкции;

∆wav −предельно допустимое приращение расчетного массового отно-

шения влаги в материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления z0, принимаемое по таблице 15 прил. 1;

E − парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной

температуре в плоскости возможной конденсации, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемое согласно указаниям примечаний к этому пункту;

z1, z2, z3 − продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летне-

го периодов года, определяемая по таблице 3* [1] с учетом следующих условий: а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами на-

ружного воздуха ниже минус 5 °С; б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними темпера-

турами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5 °С; в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воз-

духа выше плюс 5 °С;

30