Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций здания

Ограждающая конструкция: наружная стена жилого здания

Коэффициент остекленности фасада:17 %

Ограждающая конструкция № слоя Материал Плотность ρ, кг/м3 Толщина слоя δ, м
Известково-песчаный раствор 0,02
Кирпич.кладка из обыкн. глинян. кирпича на цем.-песчаном р-ре 0,25
Плиты минераловатные  
Кирпичная облицовка из керам. пустотного кирпича на цементно-песчаном р-ре 0,12

 

 

2. Подготовка к выполнению курсовой работы

Перед выполнением расчета следует заполнить таблицу 1.

Таблица 1

Теплофизические характеристики материала слоев наружной ограждающей конструкции

№ слоя Материал Плотность ρ, кг/м3 Толщина слоя δ, м Коэф-т теплопровод-ности λ, Вт/(м∙ºС) Коэф-т паропрони- цаемости μ, мг/м∙ч∙Па
           
           
           

 

Для выбора теплофизических характеристик материалов и заполнения таблицы 1 необходимо определить следующие параметры.

1) По таблице А.1 Приложения А определить и выписать расчетные значения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха помещений данного здания: tint и φint, соответственно.

2) По таблице А.2 Приложения А найти влажностный режим помещений.

3) По таблице Г.1 Приложения Г (или Приложению Б – карте зон влажности) определить зону влажности места строительства.

4) По таблице В.1 Приложения В установить условия эксплуатации ограждающих конструкций (А или Б).

5) Из таблицы В.2 Приложения В выписать в таблицу 1 коэффициенты теплопроводности и паропроницаемости материалов данного ограждения.

 

 

3. Методика выполнения работы

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, исходя из зимних условий эксплуатации

Целью расчета является определение:

- необходимой толщины теплоизоляционного слоя,

- сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции,

- соответствия температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей конструкции нормативным требованиям.

Порядок расчета

1.1. Определение требуемого сопротивления теплопередаче Rreq

Требуемое сопротивление теплопередаче Rreq определяется в зависимости от градусо-суток отопительного периода в районе строительства D, °С · сут.

Градусо-сутки D рассчитываются по формуле

D = (tint – tht)· zht , (1)

где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, найденная в предыдущем пункте;

tht , zht – средняя температура наружного воздуха и продолжительность в сутках отопительного периода. Принимаются для периода с температурой наружного воздуха не более 10°С – при проектировании лечебно-профилактических и детских учреждений, и не более 8°С – в остальных случаях (табл. Г.1 Приложения Г).

Значение Rreq рассчитывают по формуле

Rreq = a · D + b , (2)

где a и b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы В.5 Приложения В для соответствующих групп зданий и вида ограждающих конструкций.

1.2. Определение необходимой толщины слоя утеплителя

Решение этой задачи осуществляется из условия равенства фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции требуемому значению:

R0 = Rreq. (3)

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, состоящей из n слоев, определяется по формуле

, (4)

где δi – толщина слоя i, м;

λi – коэффициент теплопроводности материала слоя i, Вт/(м· °С) (таблица 1);

отношение - это термическое сопротивление i –го слоя ограждения (обозначается Ri);

αint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности конструкции, Вт/(м2· °С), принимается по табл.В.4 Приложения В;

αext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения (таблица В.3 Приложения В);

и - термические сопротивления слоев воздуха у внутренней и наружной поверхностей конструкции.

Неизвестная толщина слоя теплоизоляции находится из выражения (4) с использованием условия (3).

Например, для трехслойной стены, сопротивление теплопередаче определяется по формуле

Приравнивая фактическое сопротивление теплопередаче требуемому значению, выразим толщину слоя утеплителя δ2 по формуле

. (5)

Найденную толщину слоя округляем в большую сторону с точностью до 0,01 м.

1.3. Определение термического сопротивления слоя утеплителя и фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R0

После определения толщины вычисляем термическое сопротивление слоя утеплителя (в примере с трехслойной стеной оно равно δ2 / λ2).

Толщины и термические сопротивления всех слоев сводим в таблицу 2 (толщины воздушных слоев не учитываем). Сумма термических сопротивлений равна фактическому сопротивлению теплопередаче R0 (формула (4)). Согласно нормам по тепловой защите зданий должно выполняться условие: R0 ≥ Rreq.Делаем вывод о том, удовлетворяет ли данная ограждающая конструкция нормам.

Таблица 2

Толщины и термические сопротивления слоев ограждающей конструкции

Наименование слоя Толщина δi, м Термическое сопротивление Ri, м2· °С/ Вт
Слой воздуха у внутренней поверхности -  
1-ый слой    
2-ой слой    
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Слой воздуха у наружной поверхности -  
Σ    

 

 

1.4. Ограничение температуры на внутренней поверхности ограждающей конструкции

Расчетный температурный перепад Dt между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины Dtn.

Dt £ Dtn (6)

Нормируемый перепад Dtn устанавливается по табл. В.6 Приложения В.

Расчетный температурный перепад определяется по формуле

, (7)

где n – коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, определяется по табл. В.7 Приложения В; text – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки по табл. Г.1 Приложения Г.

Делаем вывод о соответствии температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей конструкции нормативным требованиям.

Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций здания

В ходе расчета проводятся:

- выбор окон по требуемому сопротивлению теплопередаче,

- проверка обеспечения минимальной температуры на внутренней поверхности.

2.1. По заданию принимается коэффициент остекленности фасада f.

f – это выраженное в процентах отношение площадей окон к суммарной площади наружных стен, включающей светопроемы, все продольные и торцевые стены.

 

2.2. Если коэффициент остекленности фасада f не превышает 18% - для жилых зданий и 25% - для общественных зданий, то конструкция окон выбирается следующим образом.

По формуле (2) с использованием данных таблицы В.5 Приложения В определяется значение требуемого сопротивления теплопередаче Rreq.

Приведенные сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций R0 даны в таблице В.8 Приложения В. Выбираем конструкцию окна с R0 ≥ Rreq.

2.3. Если коэффициент остекленности фасада f более 18% - для жилых зданий и более 25% - для общественных зданий, то следует выбрать окна с приведенным сопротивлением теплопередаче R0 :

не менее 0,51, если D £ 3500, °С×сут;

не менее 0,56, если 3500 < D £ 5200, °С×сут;

не менее 0,65, если 5200 < D £ 7000, °С×сут.

Конструкцию окна выбираем из таблицы В.8 Приложения В.

2.4. Температура внутренней поверхности остекления окон зданий (кроме производственных) tsi должна быть не ниже + 3°С, для производственных зданий - не ниже 0°С.

По формуле (7) определяется разность температур D t между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности остекления. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности окон aint принимается по табл. В.4 Приложения В.

Температура внутренней поверхности остекления tsi рассчитывается по формуле

tsi = tint - Dt (8)

Если в результате расчета окажется, что tsi меньше требуемой, то следует выбрать другое конструктивное решение заполнения окон с целью обеспечения выполнения этого требования.