ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

 

Теплотехнический расчет производится для определения толщины на­ружного ограждения из условия, что приведенное сопротивление теплопередаче [22] ограждающих конструкций R_o сле­дует принимать в соответствии с заданием на проектирование, но не менее тре­буемых значений R_o^тp, определяемых исходя из комфортных условий по форму­ле (2) и условий энергосбережений - по табл.1б* [22]. Для определения приведен­ного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций вычисляем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле:

ГСОП = (tв – t_{от. пер.}) z_{oт. пер.}, (1)

где tв - расчетная температура внутреннего воздуха (°С), принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;

t_{от. пер.,} z_{oт. пер.} - средняя температура (°С) и продолжительность периода (сут.) со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8 °С по [14].

По вычисленному значению градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С (сут.) По табл. 1б* для наружных ограждающих конструкций (стен) выбирается приведенное сопротивление теплопередаче R_o^тp, м² °С/Вт

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим условиям, определяем по формуле:

 

R_o^тp = n (tв – t_н ) / ∆tн *α_в (2)

где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по табл.3*;

tв - то же, что в формуле (1);

t_н - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по [14];

∆tн - нормативный температурный перепад между температурой внут­реннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей кон­струкции, принимаемых по табл. 2* [22];

α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 4* [22];

Из двух полученных значений — (приведенное сопротивление теплопе­редаче и требуемое сопротивление теплопередаче) — выбирается наибольшее значение. Это наибольшее значение - приравнивается (для определения ис­комой толщины) по формуле (для трехслойной конструкции) к R_o:

 

R_o = 1/ α_в + R1+ R₂+ R3+… 1/ α_н = R_o^тp (или R_o^пp ) (3)

 

или

1/ α_в + δ₁/ λ₁+ δ₂/ λ₂ + δ₃/ λ₃ + 1/ α_н = R_o^тp (3а)

α_н - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверх­ности ограждающих конструкций Вт/(м²- °С), принимаемый по табл. 6* [22];

R1, R₂, R3 - термические сопротивления отдельных слоев ограждающих конструкций, м² °С/Вт, определяются из соотношений:

 

R1= δ₁/ λ₁; R2= δ₂/ λ₂; R3= δ₃/ λ₃; (4)

 

где, δ₁ - толщина 1-го слоя, в м;

λ₁ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м-°С), принимаемый по приложению 3* [22];

δ₂ - искомая толщина 2-го слоя, в м;

λ₂ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м°С), принимаемый по приложению 3* [22];

δ₃ - толщина 3-го слоя, в м;

λ₃ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя Вт/(м-°С).

После подстановки всех известных значений в формулу (3) находим искомую толщину слоя δ_х.

Ниже приводится пример теплотехнического расчета наружной стены.

 

Требуется определить толщину наружной стены из облегченной клад­ки с внутренним утеплением из легкого бетона для климатических условий г. Нальчика.

Стена имеет многослойную структуру (см. рис.).

 

Из приложений 1 и 2 [22] выписываем все необходимые расчетные ко­эффициенты (при условии эксплуатации ограждающих конструкций в зави­симости от влажностного режима помещений и зон влажности:

δ₁ - наружная цементно-песчаная штукатурка толщиной 0,015 м., с коэффициентом теплопроводности λ₁ = 0,93 Вт/(м°С); ρ₁= 1800 кг/ м³

δ_2, δ₄ - кирпичные кладки толщиной 0,12 м, λ_2, λ₄ = 0,81 Вт/(м°С);

δ₃ - искомая толщина утеплителя - для пенобетона с объемной массой ρ₃ = 400 кг/ м³; λ₃ = 0,15 Вт/(м°С);

δ₅ - внутренняя штукатурка из цементно-перлитового раствора толщиной 0,01 м, λ₅ = 0,3 Вт/(м°С); ρ₅ = 1000 кг/ м³;

Определяем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) по формуле (1):

ГСОП = (t_B – t_от.пер) z_от.пер. = [18- 0,6]*168 = 2923 ⁰С*сут

 

По значению 2923 ⁰С*сут по табл. 1б* [22] находим приведенное сопротивление теплопередаче R_o = 2,45 м^{2 0}С/Вт.

Теперь требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конст­рукций определяем по формуле:

 

R_o^тp = n (tв – t_н ) / ∆tн α_в = 1(18-(-18) / 4*8,7 = 36 / 34,8 = 1,03 м^{2 0}С/Вт

 

Исходя из условий, что приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R_o должно быть менее R_o^тp для дальнейших расчетов, берем значение R_o = 2,45, т.к. 2,45 >1,03.

По формуле (3а) имеем:

 

R_o =1/ α_в + δ₁/ λ₁+ δ₂/ λ₂ + δ₃/ λ₃ + δ₄/ λ₄ + δ₅/ λ₅ + 1/ α_н;

 

 

2,45 = 1/8,7 + 0,015/0,93 + 0,12/0,81 + δ₃/0,15 + 0,12/0,81 + 0,01/0,3 + 1/23;

 

2,45 = 0,111+0,016+0,148+ δ₃/0,15+0,148 + 0,033 + 0,043;

 

δ₃/0,15+ 0,5 = 2,45 δ₃= 0,15*1,95 = 0,2925м

 

Следовательно, искомая толщина утеплителя из пенобетона равна 29 см.

Список литературы

 

1. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Жилые здания Т. III, IV / Под ред. К.К. Шевцова. - М: Стройиздат, 1983.

2. Маклакова Т.Г. Архитектура: Учебник для ВУЗов. - М.: АСВ, 2004

3. Гаевой А.Ф., Усик С.А. Курсовое и дипломное проектирование- про­мышленные и гражданские здания. -Л.: Стройиздат, 1987.

4. Ковригин С.Д., Крышов СИ. Архитектурно-строительная акустика
М: Высшая школа, 1986.

5. Конструкции гражданских зданий: Учебное пособие для вузов / Т.Г. Мак­лакова и др. - М.: Стройиздат, 1986.

6. Лебедев М.М. Индустриальные методы внутренней отделки зданий -М.: Стройиздат, 1988.

7. Махвиладзе Л.С. Сейсмостойкое крупнопанельное домостроение. – М.: Стройиздат, 1987.

8. Семенов В.Н. Унификация и стандартизация проектной документации в строительстве. -Л: Стройиздат, 1985.

9. Шерешевский И.А. Конструирование гражданских зданий. — Л.: Строй­издат, 1981.

10. Государственные стандарты ЕСКД. - М: Изд-во стандартов, 1984.

11. Государственные стандарты СПДС. - М.: Изд-во стандартов, 1990.

12. Предтеченский В.М. Архитектура гражданских и промышленных зда­ний. - М.: Стройиздат, 1976.

13. Сабанчиев З.М., Бжахов М.И., Шогенов С.Х. Учебное пособие по выполнению выпускных квалификационных работ (проектов). - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2005. - 93 с.

14. СНиП 23-01-99 Строительная климатология.

15. СНиП 31-01 -2003 Здания жилые многоквартирные.

16. СниП 23.02.2003 Тепловая защита зданий.

17. СНиП 23-03-2003 Защита от шума.

18. СниП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка и застройка город­ских и сельских поселений.

19. СниП 2.01.02-85. Противопожарные нормы.

20. СниП П-7-81 *. Строительство в сейсмических районах.

21. СниП 2.08.02-89. Общественные здания.

22. СНиП П -3-79* . Строительная теплотехника

 

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

МАЙКОПСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Факультет Технологический

(наименование факультета)

Кафедра Строительных и общепрофессиональных дисциплин

(наименование кафедры)