10 теплофизические расчеты наружных ограждений в зимних условиях стены перекрытия

Обновлено: 28.03.2024

Лекция на тему "Теплотехнический расчет наружных ограждений"

Теплотехнический расчет проводится для всех наружных ограждений: стен, покрытий, полов, окон, дверей и т.д. Расчет производится для холодного периода года с учетом района строительства, условий эксплуатации, назначения здания и санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям и помещению, согласно СНиП 23-02-2003, и заключается в определении толщины искомого слоя ограждения, при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям и условиям энергосбережения.

Общее термическое сопротивление теплопередаче многослойной конструкции ограждения находим по формуле

где R в , R н – сопротивления теплоотдаче соответственно внутренней и

наружной поверхностей ограждения, м² К/Вт;

R 1 , R 2 , – термические сопротивления отдельных конструктивных слоев

. , R n ограждения, определяемое по формуле

δ i , λ i – соответственно толщина δ i и с коэффициентом

теплопроводности λ i , входящих в рассматриваемый слой;

R в.п. – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки;

Величина общего термического сопротивления теплопередаче наружного ограждения R o должно быть не менее требуемых значений по теплотехническим нормам , вычисленных по формуле

где t в – температура воздуха расчетная в помещении, ° C ;

t н – температура наружного воздуха зимняя расчетная, ° C ;

n – коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности

ограждения по отношению к наружному воздуху;

– нормируемый температурный перепад между температурой воздуха

и температурой внутренней поверхности ограждения, ° C ;

Таким образом, для расчета термического сопротивления ограждающей конструкции необходимо знать степень массивности ее, которая определяется по величине тепловой инерции слоя

где S 1 , S 2 , – коэффициенты теплоусвоения отдельных слоев материала,

. S n Вт/(м² К). При периоде отопления z =24 часа вычисляем по

где с ω – теплоемкость удельная влажного материала, Дж /(кг·К ).

Определяем по формуле

с о – теплоемкость удельная сухого материала, Дж/(кг·К);

ρ ω – плотность влажного материала, кг/ м³. Определяем по формуле

ω – влажность массовая материала, %;

λ – коэффициент теплопроводности материалов, входящих в

рассматриваемый слой и принимаемый в зависимости от условий

эксплуатации ограждений, Вт/ (м К).

Наружные ограждения считаются:

- легкими при D ≤ 1,5;

- малой массивности при 1,5 < D ≤ 4;

- средней массивности при 4 < D ≤ 7;

- массивными при D > 7.

В практике теплотехнических расчетов могут быть три случая сопоставления найденных значений сопротивлений теплопередаче, требуемых по нормам и фактически принятых для запроектированных конструкций наружных ограждений:

- при = R o принятая конструкция ограждения удовлетворяет теплотехническим нормам;

- при > R o наружное ограждение не обладает необходимыми теплозащитными качествами, может накапливать влагу в толще конструкции, промерзать и способствовать конденсации водяных паров на его внутренней поверхности (в практике такой случай недопустимый).

Однако СНиП 23-02-2003 допускается принимать на 5% меньше R o для индустриальных элементов конструкций, а также для сплошных каменных стен из штучных материалов ( кирпича, камней и т.д.);

- при < R o имеет место перерасход строительных материалов и стоимости, поэтому значительное расхождение этих величин требует технико-экомического обоснования.

Требуемое термическое сопротивление для заполнения оконных проемов и дверей следует определять по соответствующей литературе.

ермическое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия и перекрытий над подвалами определяем аналогично расчету термического сопротивления наружного ограждения (стен).

Рассмотрим многослойную стенку (рисунок 1) для расчета термического сопротивления наружного ограждения I этажа:

R 1 =0,525/0,81 = 0,648 м²К/Вт,

R 2 = 0,028/0,93 = 0,03м²К/Вт.

Для определения теплоусвоения наружного ограждения необходимо рассчитать следующие данные.

Теплотехнический расчёт наружных ограждений.

Системы отопления служат для создания и поддержания в помещениях в холодный период года необходимых температур воздуха, регламентируемую соответствующими нормами, и обеспечивают, таким образом, тепловой режим помещений. Основными этапами при проектировании систем отопления являются: расчёт теплового режима, выбор и конструирование системы и теплогидравлический расчёт. В состав контрольной работы № 1 включены некоторые задачи, решаемые при проектировании систем отопления: теплотехнический расчёт наружных ограждений, расчёт тепловых потерь помещениями, и тепловой расчёт отопительных приборов.

Для обеспечения воздушного режима помещений служат системы вентиляции. В жилых зданиях осуществляется преимущественно естественная вытяжная канальная вентиляция помещений. В состав контрольной работы № 2 входит определение необходимого воздухообмена помещений, составление аксонометрической схемы вытяжной вентиляции, а также расчёт воздуховодов и каналов одной вытяжной системы и подбор вентиляционного оборудования для неё.

Методические указания составлены в соответствии с действующими строительными нормами и правилами.

С целью обеспечения удобства использования студентами заочной формы обучения настоящих методических указаний в состав их включены практически все необходимые для расчётов данные из нормативной и справочной литературы.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Номер варианта определяется как сумма двух последних цифр номера зачётной книжки. Расчёты выполняются для квартир жилого дома. Номер плана принимается по Приложению 2.

Географическое положение пункта застройки и ориентация главного фасада здания выбираются по номеру варианта согласно Приложения 2. В том же приложении приведены следующие характеристики:




tхс — средняя температура наружного воздуха наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, °С (прил. 2);

tхп — средняя температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92, °С (прил. 2);

А или Б — условия эксплуатации ограждающих конструкций в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности (прил. 2).

Расчётная температура внутреннего воздуха помещений принимается в соответствии с [8] (ГОСТ 30494-96), табл. 1:

для рядовых жилых комнат tв = +20 °С;

кухонь и туалетов tв = +19 °С;

для ванных и совмещённых санузлов tв = +19 °С;

для лестничной клетки tв = 16 °С.

Расчётный перепад температур теплоносителя в водяной системе отопления рекомендуется принимать tр — tо = 105—70 °С (прил.4).

Воздухообмен помещений определяется в соответствии с нормами [3,4]:

Для жилых комнат 3 м 3 /ч с каждого м 2 площади поверхности пола, L = 3 м 3 /(ч×м 2 );

Для ванных L = 25 м 3 /ч ;

Для туалетов L = 25 м 3 /ч ;

Для кухонь с 2-х, 3-х, 4-х-горелочными плитами соответственно L = 60, 75 и 90 м 3 /ч;

Образец оформления бланка исходных данных приведён в примере расчёта (п. 4).

Эскиз плана квартиры с размещением отопительных приборов ,обозначением стояков системы отопления и элементов вытяжной вентиляции следует выполнять в масштабе 1:100 и поместить в тетради после перечня исходных данных .

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Теплотехнический расчёт наружных ограждений.

Теплозащитные свойства наружных ограждений определяют сопротивлением теплопередаче R0.

В контрольной работе требуется выполнить теплотехнический расчёт следующих ограждающих конструкций:

перекрытий верхнего этажа здания;

полов первого этажа при отсутствии отапливаемого подвала;

световых проёмов (окон);

Теплотехнический расчёт наружных стен и перекрытий выполняется в следующем порядке.

1. Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле

где п — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл. 1;

tint — расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005—88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений (ГОСТ 30494-96);

text — расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01:

aint коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 3.

Примечание. Для чердачных перекрытий тёплых чердаков и цокольных перекрытий над подвалами с температурой воздуха в них tc большей text, но меньшей tint коэффициент n следует определять по формуле:

Нормируемый температурный перепад

Обозначения, принятые в табл. 2: tint — то же, что в формуле (1); td — температуры точки росы, °С, при расчетной температуре и относительной влажности внутреннего воздуха принимаемым по ГОСТ 12.1.005-88, СанПин 2.2.4.548, [4] и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений.

П р и м е ч а н и е. Коэффициент теплоотдачи aint внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих и птицеводческих зданий следует принимать в соответствии со СНиП 2.10.03.

В табл. 4 приведены минимальные значения сопротивления теплопередаче для проектируемого нами четырёхэтажного здания (см. п. 5.3 [2]).

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreq, м 2 , °С/Вт

П р и м е ч а н и е: 1. Значения Rreq для величин Dd, отличающихся от табличных, следует определять по формуле:

2. Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше нормируемого сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих конструкций.

3. Нормируемые значения сопротивления теплопередаче чердачных и цокольных перекрытий, отделяющих помещения здания от неотапливаемых пространств с температурой tc (text<tc<tint), следует уменьшать умножением величин, указанных в графе 5, на коэффициент n, определяемый по примечанию к таблице 1. При этом расчетную температуру воздуха в теплом чердаке, теплом подвале и остекленной лоджии и балконе следует определять на основе расчета теплового баланса.

4. Допускается в отдельных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнений оконных и других проемов, применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже установленного в таблице.

5. Для группы зданий в поз. 1 нормируемые значения сопротивления теплопередаче перекрытий над лестничной клеткой и теплым чердаком, а также над проездами, если перекрытия являются полом технического этажа, следует принимать как для группы зданий в поз. 2.

2. Определяем градусо-сутки отопительного периода Dd по формуле

где tint — то же, что в формуле (1);

tht, zht. — средняя температура, °С, и продолжительность, сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по СНиП 23-01 или по прил. 2.

3. Задаются конструкциями и материалами наружных ограждений (кирпич, блоки, панели, плиты перекрытия, штукатурка, теплогидроизоляционные материалы) и выписывают теплотехнические показатели, используя прил. 3 настоящих методических указаний с учётом показателя (А или Б) условий эксплуатации ограждающих конструкций. Выполняют эскиз ограждающей конструкции с указанием толщины отдельных слоёв, стандартных или принимаемых конструктивно (например, толщина штукатурки, гидроизоляционных слоёв, плит перекрытия и т.п.)

Фактическое сопротивление теплопередаче R0 , М 2 × o C / Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле:

где, aв – то же, что в формуле 1;

aн – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 × o C), принимаемый по таблице 5 или ([2],табл. 6 * );

Rk – термическое сопротивление ограждающей конструкции, М 2 × o C/Вт, определяемое: (однородной) однослойной – по формуле 4, многослойной (с однородными слоями) — по формуле 5.

где d — толщина слоя, м;

l — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С), принимаемый по прил. 3*.

Термическое сопротивление Rк, м×°С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

где R1, R2, . Rn — термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м 2 ×°С/Вт, определяемые по формуле (4);

Rв.п. — термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по табл. 6, с учетом того, что слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.

Наружная поверхность ограждающих конструкций Коэффициент теплоотдачи для зимних условий, aн, Вт/(м 2 ×°С)
1. Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне. 23
2. Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне. 17
3. Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах, а также наружных стен с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом. 12
4. Перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими, подпольями, расположенными ниже уровня земли. 6

замкнутых воздушных прослоек

Термическое сопротивление замкнутой воздушной

прослойки Rв.п, м 2 × °С/Вт

при потоке тепла

при потоке тепла

при температуре воздуха в прослойке

П р и м е ч а н и е. При оклейке одной или обеих поверхностей воздушной прослойки алюминиевой фольгой термическое сопротивление следует увеличивать в 2 раза.

При расчёте наружных стен и перекрытия последнего этажа (при отсутствии воздушных прослоек) Rвп = 0.

Толщину основного слоя наружных стен и теплоизоляционных слоёв перекрытий над последним этажом и над подвалом или техническим подпольем определяют из соотношения:

где: d1, l1 соответственно толщина и коэффициент теплопроводности основного слоя стены и теплоизоляционного слоя перекрытий. Остальные величины то же что и в формулах (1) – (4).

При определении толщины теплоизоляционного слоя утеплённых полов обязательна корректировка толщины, а следовательно и термического сопротивления воздушной прослойки, первоначально задаваемой конструктивно, а затем уточняемой в зависимости от высоты лаги и толщины теплоизоляционного слоя, вычисленной по формуле (7).

Полученное значение искомой толщины слоя d1 округляют до большего стандартного значения (например, толщина кирпичной кладки принимается кратной размеру ½ длины кирпича, толщина засыпок кратна 20 мм, но не менее 40 мм, толщина минераловатных материалов кратна 5 мм, но не менее 10 мм).

Указав толщину всех слоёв конструкции, вычисляют фактическое сопротивление теплопередаче R0 ограждающей конструкции по формуле (3).

Проверяют выполнение условия (6). Если условие не выполнено, увеличивают толщину слоёв или заменяют материалы конструкции на менее теплопроводные.

Для полов первого этажа требуется, кроме того, проверка поверхности пола на показатель теплоусвоения поверхности полов.

Поверхность пола жилых и общественных зданий, вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий и отапливаемых помещений производственных зданий (на участках с постоянными рабочими местами) должна иметь показатель теплоусвоения gn, Вт/(м 2 ×°С), не более нормативной величины, установленной табл. 7.

П р и м е ч а н и я. 1. Не нормируется показатель теплоусвоения поверхности пола:

а) имеющего температуру поверхности выше 23 °С;

б) в отапливаемых помещениях производственных зданий, где выполняются тяжелые физические работы (категория III);

в) производственных зданий при условии укладки на участки постоянных рабочих мест деревянных щитов или теплоизолирующих ковриков;

г) помещений общественных зданий, эксплуатация которых не связана с постоянным пребыванием в них людей (залов музеев и выставок, фойе театров, кинотеатров и т.п.).

2. Теплотехнический расчет полов животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий следует выполнять с учетом требований СНиП 2.10.03-84.

Показатель теплоусвоения поверхности пола Yn, Вт/(м 2 × °С), следует определять следующим образом:

а) если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию D1 = R1s1 ³ 0,5,то показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять по формуле

б) если первые n слоев конструкции пола (n ³ 1) имеют суммарную тепловую инерцию D1 + D2 + . + Dn < 0,5, но тепловая инерция (n + 1)-го слоев D1 + D2 + . + Dn+1 ³ 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола Yn следует определять последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с n-го до 1-го:

для n-го слоя — по формуле

для i-го слоя (i = n — 1; n — 2; . ; 1) — по формуле

Показатель теплоусвоения поверхности пола Yn принимается равным показателю теплоусвоения поверхности 1-го слоя g1.

В формулах (8) — (10) и неравенствах:

s1, s2, sn, sn+1 — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала 1-го, i-го, n-го, (n + 1)-го слоев конструкции пола, Вт/(м 2 ×°С), принимаемые по прил. 3, при этом для зданий, помещений и отдельных участков, приведенных в поз. 1 и 2 табл. 7 — во всех случаях при условии эксплуатации А;

Yn+1 — показатель теплоусвоения поверхности (i + 1)-го слоя конструкции пола, Вт/(м 2 ×°С).

D1, D2, . Dn+1 — тепловая инерция соответственно 1-го, 2-го, . (n + 1)-го слоев конструкции пола, определяемая по формуле

где R1, R2, . Rn термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м 2 ×°С/Вт, определяемые по формуле (4);

s1, s2, . sn — расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ×°С), принимаемые по прил. 3.

Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей) необходимо принимать по табл. 8.

Теплотехнический расчет наружных ограждений

Подробный расчет конкретных ограждающих конструкций и определение толщины утеплителя этих конструкций в полном объеме проводится в курсе «Строительная теплофизика». В курсовой работе предлагается упрощенный метод определения коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций по требуемому сопротивлению теплопередаче этих конструкций Rо тр . При этом, сравнение Rо тр , (м 2.0 С)/Вт, с приведенным сопротивлением теплопередаче ограждающих конструкций, соответствующее высоким теплозащитным свойствам, R0.эн. тр , (м 2.0 С)/Вт, не проводится [1, 3]. Что, по мнению авторов и большинства специалистов проектных организаций, в большей мере соответствует современным строительным условиям.

При выполнении теплотехнического расчета для зимних условий, прежде всего, необходимо убедиться, что конструктивное решение проектируемого ограждения позволяет обеспечить необходимые санитарно-гигиеническиеи комфортные условия микроклимата. Для этого требуемое сопротивление теплопередаче, м 2. °С/Вт, определяют по формуле(2.1):


(2.1)

где tв - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по нормам проектирования, соответствующих зданий [10] (таблица 2.1стр.8);

tн - расчетная зимняя температура, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (приложение Астр55.);


- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С, (таблица 2.4)стр.10;


- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/(м 2 °С),[2, таблица 4*](таблица 2.5стр.10);

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, [2, таблица 3*] (таблица 2.6стр.11).

Коэффициент теплопроводности принятого наружного ограждения стены k, Вт/(м 2 °С), определяется из уравнения:


, (2.2)


где - общее требуемое сопротивление теплопередаче, м 2. °С/Вт.


Таблица 2.4 - Значение нормируемого температурного перепада , °С

Назначение здания Нормируемый температурный перепад,
, °С
наружных стен покрытий и чердачных перекрытий перекрытий над проездами, подвалами и подпольями
1. Жилые 4,0 3,0 2,0


Таблица 2.5 - Значение коэффициента у внутренней поверхности

Внутренняя поверхность ограждающих конструкций Коэффициент теплоотдачи,
, Вт/(м 2 °С)
1. Стен, полов, гладких потолков 8,7

Таблица 2.6 - Значение коэффициента n, учитывающего положение наружного ограждения по отношению к наружному воздуху

Ограждающие конструкции Коэффициент n
1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), перекрытия чердачные и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне

Продолжение таблицы 2.6

2. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах 0,75


Теплотехнический расчет для определения требуемого сопротивления теплопередаче и коэффициентов теплопередачи k, проводится для наружной стены, перекрытий над подвалами и подпольями, чердачного перекрытия по формулам (2.1; 2.2).

Требуемое сопротивление теплопередаче для наружных дверей (кроме балконных) должно быть не менее значения 0,6 для стен зданий и сооружений, определяемого при расчетной зимней температуре наружного воздуха, равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92:


, (м 2 °С)/Вт. (2.3)

В практике строительства жилых и общественных зданий применяется одинарное, двойное и тройное остекление в деревянных, пластмассовых или металлических переплетах, спаренное или раздельное. Теплотехнический расчет балконных дверей и заполнений световых проемов, а также выбор их конструкции осуществляется в зависимости от района строительства и назначения помещений.


Требуемое термическое общее сопротивление теплопередаче , (м 2 °С)/Вт, для световых проемов определяют [9], (таблица 2.7), (приложениеА), в зависимости от величины ГСОП (градусо-сутки отопительного периода, °С . сут).

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С . сут, следует определять по формуле (2.4):

где tоп – средняя температура отопительного периода, °С;

zот – продолжительность, сут.,периода со средней суточной температурой наружного воздуха ниже или равной 10 0 С (отопительного периода).

Таблица 2.7 – Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Здания и помещения Градусо-сутки отопительного периода, °С·сут Нормируемые значения сопротивления теплопередаче,
, м 2 ·°С/Вт, ограждающих конструкций
Стен Покрытий и перекрытий над проездами Перекрытий чердачных, над неотапливаемыми подпольями и подвалами Окон и балконных дверей, витрин и витражей Фонарей с вертикальным остеклением
1 Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, гостиницы, общежития 2,1 3,2 2,8 0,3 0,3
2,8 4,2 3,7 0,45 0,35
3,5 5,2 4,6 0,6 0,4
4,2 6,2 5,5 0,7 0,45
4,9 7,2 6,4 0,75 0,5
5,6 8,2 7,3 0,8 0,55


Примечание: промежуточные значения следует определять интерполяцией.

Затем, по таблице 2.8 [9] и значению , выбирают конструкцию светового проема с приведенным сопротивлением теплопередаче при условии:

³ (2.5)

Таблица 2.8 - Фактическое приведенное сопротивление окон и балконных


дверей

Заполнение светового проема Фактическое приведенное сопротивление теплопередаче,
, м 2 °С/Вт
в деревянных или ПВХ переплетах в алюминиевых переплетах
Двойное остекление в спаренных переплетах 0,4 -
Продолжение таблицы 2.8
Двойное остекление в раздельных переплетах 0,44 0,34*
Тройное остекление в раздельно-спаренных переплетах 0,55 0,46
Однокамерный стеклопакет из обычного стекла 0,38 0,34
Двухкамерный стеклопакет:
из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 6 мм) 0,51 0,43
из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 12 мм) 0,54 0,45
из стекла с твердым селективным покрытием 0,58 0,48
из стекла с мягким селективным покрытием 0,68 0,52
из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном 0,65 0,53
Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах:
из обычного стекла 0,56 -
из стекла с твердым селективным покрытием 0,65 -
из стекла с мягким селективным покрытием 0,72 -
из стекла с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном 0,69 -
Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из обычного стекла 0,68 -
Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах 0,7 -
Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах 0,74 -
Четырехслойное остекление в двух спаренных переплетах 0,8 -

Примечание: * - в стальных переплетах.

Коэффициент теплопередачи двойного остекления (светового проема), kдо, определяем по формуле:


Вт/(м 2 °С), (2.6)

Теплотехнический расчет наружных ограждений.

В помещениях, предназначенных для пребывания людей требуется поддерживать нормальный для жизнедеятельности микроклимат.

Особое внимание уделяется обеспечению теплового режима в зданиях в периоды резких похолоданий и, как следствие, надежной работе отопительно-вентиляционного оборудования.

Тепловой режим в помещении, обеспечиваемый системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. В связи этим высокие требования предъявляются к выбору конструкции наружных ограждений, защищающих помещения от сложных климатических воздействий: резкого переохлаждения или перегрева, увлажнения, промерзания и оттаивания, паро- и воздухопроницания.

При принятии научно обоснованного решения по теплотехнической оценке ограждения и выбору средств поддержания требуемого теплового режима необходимо базироваться на положениях теории тепло- и массообмена и теплопередачи, теории подобия, термодинамики воздуха, климатологии и других наук, которые лежат в основе современных методик расчета, регламентируемых, в частности, действующими СНиП 23-02-2003, СНиП 41-01-2003, СНиП 23-01-99 и другими нормативными документами,

Изложенные в работе подходы позволяют при минимальных энерго- и материальных затратах обеспечить комфортный режим помещений, который важен не только для создания среды обитания человека, но и для сохранения зданий и сооружений и расположенных в них материальных ценностей.

Теплотехнический расчет наружных ограждений.

Теплотехнический расчет проводится для всех наружных ограждений (стен, покрытий, полов, окон, дверей). Расчет производится для холодного периода года с учетом района строительства, условий эксплуатации, назначения здания и санитарно- гигиенических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям и помещению, согласно СНиП 23-02-2003 (СНиП II-3-79*).

Теплотехнический расчет наружного ограждения стены.


Рис.1.1.1. Ограждающая конструкция стены.

1 –Гипсокартон: м; ; =0,190 ; ; 2 –Пароизоляция ( полиэтиленовая пленка); 3 -монолитный пенобетон : ; =0,065 ; ; 4 –керамический кирпич: м; ; =0,70 ; .

1) Определяем требуемое сопротивление теплопередаче.


где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной

поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному

- расчетная температура внутреннего воздуха, ;

- расчетная температура наружного воздуха, ,равная средней температуре

наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по[2,табл.1];


- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего

воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей


конструкции, по[5,табл.5];

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, /

2) Рассчитываем градусо-сутки отопительного периода.


где -средняя температура отопительного периода, по [2,табл.1];


-продолжительность отопительного периода, сут по [2,табл.1].

3) Определяем приведенное термическое сопротивление


где a,b принимаем по [3,табл.4]


4)Определяем предварительную толщину утеплителя


где -толщина отдельных слоев ограждающей конструкции, м по[7,прил.2];


- коэффициент теплопроводности отдельных слоев ограждающей

конструкции, / ,[7,прил.2];

- коэффициент теплопроводности утепляющего слоя, / ,[7,прил.2];

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, / ,

принимаемый по [5,табл.8].



Принимаем м

5) Определяем фактическое сопротивление теплопередач




Таким образом, условие теплотехнического расчета выполнено, так как .


6) Коэффициент теплопередачи для данной ограждающей конструкции равен:

Расчет и подбор элеватора


В практике проектирования применяется водоструйный элеватор 40с10бк ТУ26-07-1255-82, выполненный из углеродистой стали с температурой теплоносителя до 150 о С, предназначенный для смешивания высокотемпературной воды, поступающей из тепловой сети , с охлажденной водой от системы отопления и подачи смеси в систему отопления с температурой .

Подбор осуществляется в определенной последовательности:

1) Определяем расход воды в системе отопления,кг/ч:


,

где и - параметры теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе

системы отопления, ;


c- удельная теплоемкость воды, равная c=4,187 кДж/(кг );


- полные теплопотери здания, Вт.

2)Определяем коэффициент смешения, представляющий собой отношение массы подмешиваемой охлажденной воды к массе воды, поступающей из тепловой сети в элеватор



где - параметры теплоносителя в подающем трубопроводе в тепловой

3) Определяем расчетный диаметр камеры смешивания элеватора, мм:



где - требуемое давление, развиваемое элеватором, принимаемое равным

потерям давления в главном циркуляционном кольце, кПа,

4)Вычисляется расчетный диаметр сопла, мм:


.

После расчетов по [5,табл.37] выбираем номер элеватора. Принимаем элеватор номер 4, с диаметром камеры смешивания dk.=30 мм, с диаметром сопла dc=7-12 мм и массой 18,7 кг.

УНИРС.

Введение

В помещениях, предназначенных для пребывания людей требуется поддерживать нормальный для жизнедеятельности микроклимат.

Особое внимание уделяется обеспечению теплового режима в зданиях в периоды резких похолоданий и, как следствие, надежной работе отопительно-вентиляционного оборудования.

Тепловой режим в помещении, обеспечиваемый системой отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, определяется в первую очередь теплотехническими и теплофизическими свойствами ограждающих конструкций. В связи этим высокие требования предъявляются к выбору конструкции наружных ограждений, защищающих помещения от сложных климатических воздействий: резкого переохлаждения или перегрева, увлажнения, промерзания и оттаивания, паро- и воздухопроницания.

При принятии научно обоснованного решения по теплотехнической оценке ограждения и выбору средств поддержания требуемого теплового режима необходимо базироваться на положениях теории тепло- и массообмена и теплопередачи, теории подобия, термодинамики воздуха, климатологии и других наук, которые лежат в основе современных методик расчета, регламентируемых, в частности, действующими СНиП 23-02-2003, СНиП 41-01-2003, СНиП 23-01-99 и другими нормативными документами,

Изложенные в работе подходы позволяют при минимальных энерго- и материальных затратах обеспечить комфортный режим помещений, который важен не только для создания среды обитания человека, но и для сохранения зданий и сооружений и расположенных в них материальных ценностей.

Теплотехнический расчет наружных ограждений.

Теплотехнический расчет проводится для всех наружных ограждений (стен, покрытий, полов, окон, дверей). Расчет производится для холодного периода года с учетом района строительства, условий эксплуатации, назначения здания и санитарно- гигиенических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям и помещению, согласно СНиП 23-02-2003 (СНиП II-3-79*).

I. Теплотехнический расчет ограждений

Выполнение настоящей работы имеет целью научить будущего инженера принимать оптимальные решения при выборе наружных ограждающих конструкций, технических и экономических требований, а также подготовить студентов к выполнению курсовых и дипломных проектов в части теплового режима зданий.

Исходные данные

1. Район постройки здания – по заданию преподавателя.

2. Характеристика здания:

2.1. Назначение здания – жилое здание коттеджного типа.

2.2. Ориентация фасада принимается по таблице 1.

2.3. Расчетные условия в помещении в зимний период принимаются согласно [4, таблица 1]:

- для жилых, школьных и других общественных зданий:

2.4. Характеристика наружных ограждений.

3. Климатическая характеристика района постройки [6, табл.1, 3]

- температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки text 5 (с обеспеченностью 0,92);

- средняя температура наиболее холодного месяца text I , ºC;

Таблица 1 - Ориентация фасада здания

Последняя цифра зачетной книжки Варианты
0; 6 2; 9
С Ю В СВ СЗ ЮЗ ЮВ З

1.3 Состав и содержание работы

Расчетно-пояснительная часть включает:

I. Теплотехнический расчет ограждений

Для наружных стен здания:

1. Определить требуемое сопротивление теплопередаче.

2. Исходя из значений сопротивления (п. 1) определить расчетное сопротивление теплопередаче, сопротивление отдельных слоев наружной стены и толщину теплоизоляционного слоя конструкции. Рассчитать фактическое сопротивление теплопередаче и коэффициент теплопередачи.

3. Определить санитарно-гигиениченские показатели тепловой защиты здания.

Для остальных наружных ограждений здания

4. Определить сопротивление теплопередаче, а также коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия (бесчердачного покрытия) и перекрытия над неотапливаемым подвалом (техническим подпольем). Определить коэффициенты теплопередачи полов, расположенных на грунте и на лагах.

9. Определить требуемое сопротивление теплопередаче заполнения светового проема и наружной двери, выбрать конструкцию окна и наружной двери с сопротивлением теплопередаче, большим требуемого.

10. Определить фактические коэффициенты теплопередачи окон, наружной и внутренней дверей и других наружных ограждений.

II. Расчет теплового режима помещения

1. Определить расчетные теплопотери заданного помещения.

Графическая часть работы

1. План и разрез здания коттеджного типа в масштабе 1:100, на котором указываются размеры помещения в плане, размеры окна, фактическая (расчетная) толщина стены, высота этажа, высота окна; в названии этого чертежа указывается назначение помещения, а также ориентация помещения.

Теплотехнический расчет неоднородного многослойного

Наружного ограждения

Толщина утепляющего слоя определяется из выражения:

Rreg пт – нормируемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, принимаемое по формуле (8), ;

– сопротивление теплопередаче железобетонной многопустотной плиты, ;

– сопротивление теплопередаче второго слоя чердачного перекрытия, ;

– сопротивление теплопередаче i-го слоя чердачного перекрытия, .

Для упрощения расчета заменяем круглое поперечное сечение пустот в плите равновеликим квадратным (рис. 1) с площадью, м 2 :

где d – диаметр пустот, м.

Сторона квадрата из уравнения (20) будет равна:

В соответствии с нормативным методом расчета при RаТ/RТ<1,25 приведенное термическое сопротивление Rk r =Rпр=R2 ограждающей конструкции следует определять по формуле:

где RаТ – термическое сопротивление теплопередаче, определяемое в соответствии со схемой на рисунке1а.

RТ - термическое сопротивление теплопередаче, определяемое с использованием схемы на рисунке 1б.


Рис.1- Схемы расчета термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты пола чердачного перекрытия (неоднородная ограждающая конструкция):

а) расчетная схема для определения сопротивления RaT;

б) расчетная схема для определения сопротивления RT.

Термическое сопротивление трехслойной конструкции Rk1 r , , определяется по формуле

– толщина однородных железобетонных слоев, м.

Термическое сопротивление однослойной конструкции Rk2 r , , определяется по формуле:

Приведенное сопротивление теплопередаче RaT r , , всей ограждающей конструкции определяется по формуле:

где Аi, RaT r – соответственно площадь i-го участка характерной части ограждающей конструкции, м², и его термическое сопротивление теплопередаче, ;

А – общая площадь конструкции, равная сумме площадей отдельных участ- ков, м².

Плоскостями IV и V, перпендикулярными направлению теплового потока (в данном случае горизонтальными), условно разделяем конструкцию на однородные и неоднородные слои. Тогда искомое термическое сопротивление определяется как сумма термических сопротивлений однородных слоев R1, R3 и неоднородного R2:

Термическое сопротивление однородных слоев определяется:

Термическое сопротивление неоднородного слоя:

Необходимо проверить выполнение условия RaT/RT < 1,25, а затем определять Rk r .

Тепловой защиты здания

В санитарно-гигиенический показатель тепловой защиты здания входят: ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Выполнение условия (31), позволяет обеспечивать невыпадение конденсата на внутренней поверхности наружного ограждения:

Примеры расчетов

Пример №2

Пример №3

Пример №4

Тепловой защиты здания

В санитарно-гигиенический показатель тепловой защиты здания входят: ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности наружной стены.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
КАРТА ЗОН ВЛАЖНОСТИ

Приложение 3

Содержание

Глава 1. Теплотехнический расчет наружных ограждений…………………………….13

2.1 Общие сведения. 13

2.2 Исходные данные. 13

2.3 Состав и содержание работы. 14

2.4 Теплотехнический расчет наружных ограждений. 16

2.4.1 Теплотехнический расчет однородной плоской стены (наружной стены и

перекрытия над неотапливаемым подвалом). 16

2.4.2 Теплотехнический расчет неоднородного многослойного наружного

2.4.3 Теплотехнический расчет окон и балконных дверей . 23

2.4.4 Теплотехнический расчет входных дверей. 25

2.5 Расчет санитарно-гигиенического показателя тепловой защиты здания……………26

Глава 2. Расчет теплового режима помещения. 35

3.1 Определение теплопотерь через ограждения помещения. 35

Глава 4. Примеры расчетов……………………………………………………………….….48

Приложения. 81

4. Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов

5. Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек. 103

1. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

Общие сведения

Выполнение настоящей работы имеет целью научить будущего инженера принимать оптимальные решения при выборе наружных ограждающих конструкций, технических и экономических требований, а также подготовить студентов к выполнению курсовых и дипломных проектов в части теплового режима зданий.

Исходные данные

1. Район постройки здания – по заданию преподавателя.

2. Характеристика здания:

2.1. Назначение здания – жилое здание коттеджного типа.

2.2. Ориентация фасада принимается по таблице 1.

2.3. Расчетные условия в помещении в зимний период принимаются согласно [4, таблица 1]:

- для жилых, школьных и других общественных зданий:

2.4. Характеристика наружных ограждений.

3. Климатическая характеристика района постройки [6, табл.1, 3]

- температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки text 5 (с обеспеченностью 0,92);

- средняя температура наиболее холодного месяца text I , ºC;

Таблица 1 - Ориентация фасада здания

Последняя цифра зачетной книжки Варианты
0; 6 2; 9
С Ю В СВ СЗ ЮЗ ЮВ З

1.3 Состав и содержание работы

Расчетно-пояснительная часть включает:

I. Теплотехнический расчет ограждений

Для наружных стен здания:

1. Определить требуемое сопротивление теплопередаче.

2. Исходя из значений сопротивления (п. 1) определить расчетное сопротивление теплопередаче, сопротивление отдельных слоев наружной стены и толщину теплоизоляционного слоя конструкции. Рассчитать фактическое сопротивление теплопередаче и коэффициент теплопередачи.

3. Определить санитарно-гигиениченские показатели тепловой защиты здания.

Для остальных наружных ограждений здания

4. Определить сопротивление теплопередаче, а также коэффициент теплопередачи чердачного перекрытия (бесчердачного покрытия) и перекрытия над неотапливаемым подвалом (техническим подпольем). Определить коэффициенты теплопередачи полов, расположенных на грунте и на лагах.

9. Определить требуемое сопротивление теплопередаче заполнения светового проема и наружной двери, выбрать конструкцию окна и наружной двери с сопротивлением теплопередаче, большим требуемого.

10. Определить фактические коэффициенты теплопередачи окон, наружной и внутренней дверей и других наружных ограждений.

Читайте также: