Федякова С.Н., Узунова Л.В. Методические указания. Архитектура
Подождите немного. Документ загружается.
КАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Архитектура
Методические указания
по выполнению теплотехнического расчета ограждающих конструкций к
курсовому проектированию для студентов всех форм обучения
специальностей 590700-Теплогазоснабжение и вентиляция и 270102.65-
Промышленное и гражданское строительство
Калининград
Издательство КГТУ
2006\
УДК 72(076)
УТВЕРЖДЕНО
Ректором Калининградского государственного технического университета
АВТОРЫ - Федякова С.Н., к. т. н., с. н. с, доцент кафедры
строительства, теплогазоснабжения и вентиляции
Калининградского государственного технического
университета
Узунова Л. В., старший преподаватель той же кафедры
Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой строительства,
теплогазоснабжения и вентиляции Калининградского государственного
технического университета ., протокол №
РЕЦЕНЗЕНТ - кафедра строительства, теплогазоснабжения и вентиляции
Калининградского государственного технического университета
©Калининградский государственный технический университет, 2006г.
Настоящие методические указания содержат учебно-методическую
информацию и необходимые исходные данные для проведения
расчета наружных ограждающих конструкций в курсовых работах
“Жилое здание” , “Общественное здание” и “Промышленное здание”
студентами специальности
270102.65 Промышленное и гражданское строительство очной и заочной
форм обучения и студентами специальности 270109.65 Теплогазоснабжение
и вентиляция всех форм обучения в расчетно-графических контрольных
работах в данных указаниях изложены основы теплотехнического расчета
наружных ограждающих конструкций в соответствии с последними
требованиями по теплотехнике. Здесь же приведены некоторые
теплотехнические показатели строительных материалов и конструкций,
климатические данные для различных районов строительства, которые
необходимы студентам как при выполнении курсовых работ и проектов по
архитектуре, так и при разработке архитектурно-планировочной части
дипломного проекта.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.......................................................................................5
Расчет сопротивления теплопередаче ограждения и
определение толщины ограждающей конструкции.................6
Определение точки росы............................................................9
Пример расчета точки росы.......................................................11
Оформление теплотехнического расчета в пояснительной
записке.........................................................................................12
Рекомендуемая литература........................................................13
Приложение. Упрощенные таблицы расчетных величин:
Таблица П. 1................................................................................14
Таблица П. 2................................................................................18
Таблица П.З.................................................................................19
Таблица П. 4................................................................................19
Таблица П. 5................................................................................20
Таблица П. 6................................................................................24
Таблица П. 7................................................................................24
Таблица П. 8................................................................................25
Таблица П. 9................................................................................27
Таблица П.10...............................................................................27
Таблица П.11...............................................................................28
Таблица П.12...............................................................................28
Таблица П.13...............................................................................29
ВВЕДЕНИЕ
Задачей теплотехнического расчета является определение наименьшей
толщины ограждающей конструкции наружной стены или чердачного
перекрытия при обеспечении требуемого внутреннего температурно-
влажностного режима помещений.
В процессе расчета определяется величина общего
сопротивления теплопередаче выбранной конструкции ограждения
R
o
,М
2
∙˚С/Вт.
Величина R
0
должна быть не менее требуемых значений R0
тр
R0
тр.пр
определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий
по формуле (I) СНиП П- 3- 79** «Строительная теплотехника» и
условий энергосбережения — по формуле(2) и табл. П.З. Для зданий с
влажным и мокрым режимами, зданий с расчетной температурой
внутреннего воздуха t =12
º
C и ниже должно быть выполнено одно условие :
Ro≥ R0
тр
.
Все величины, входящие в теплотехнический расчет, должны быть приняты
по СНиП 23-02-2003 "Тепловая защита зданий” и СНиП 23-01-99
“Строительная климатология”
В связи с отсутствием в библиотечном фонде института нормативной
литературы в достаточном количестве, минимально необходимые расчетные
параметры приведены в настоящих методических указаниях.
Перед тем, как приступить к расчету, необходимо определить
следующие исходные данные:
1. Климатическую зону заданного района строительства, которая
определяется по схематической карте климатического районирования
(Приложение I, рис. 9 СНиП 23-01-99 или по табл. П. 1 методических
указаний).
2. Зону влажности, которая определяется по карте зон влажности
(Приложение 1 СНиП 23-02-2003 или по табл. П. 1 методических указаний).
3. Расчетную зимнюю температуру наружного воздуха, среднюю
температуру и продолжительность периода со средней суточной
температурой воздуха ≤ 8С (по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология"
или по табл. П. 1 методических указаний).
4. Внутреннюю температуру помещения жилого, общественного, или
промышленного здания по соответствующим СНиПам или по таблице П.8
5. Положение ограждения по отношению к наружному воздуху
6. Влажностный режим помещения, что даёт возможность определить
условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б (сухой
относительной влажности внутреннего воздуха меньше 50%; нормальный
режим - от 50 до 60%; влажный - от 61 до 75% и мокрый - свыше 75%).
7. Количество и толщину слоев ограждения.
8. Коэффициенты теплопроводности слоев ограждения ( λ, ВТ/(М ˚С) - по
табл. П .5 методических указаний или по СНиП 23-02-2003
9 Объемную массу материала каждого слоя ограждения (γ, кг./м )- по табл.
П.5 методических указаний или по СНиП 23-02-2003
РАСЧЕТ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОГРАЖДЕНИЯ И
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ОГРАЖДАЮЩЕЙ КОНСТРУКЦИИ
Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий
внутренней среды, общее сопротивление теплопередаче ограждения должно
быть не менее требуемой величины, т. е. Ro≥ R0
тр
, где R0
тр
определяется по
формуле (1) методических указаний
А также, исходя из условий энергосбережения , R
o
должно быть не
менее приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих
конструкций в определяемого по табл. П.З методических указаний, т. е. Ro≥
R0
тр.пр
Требуемое сопротивление теплопередаче R0
тр
; М
2
∙˚С/Вт; ограждающих
конструкций определяется по формуле
вн
нв
тр
t
ttn
R
)(
0
где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной
поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному
воздуху по таблице 6 СНиП 23-02-2003. Для наружных стен и покрытий ( в
том числе вентилируемые наружным воздухом), зенитных фонарей,
перекрытий чердачных (с кровлей из штучных материалов) и над проездами;
перекрытий над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в
Северной строительно-климатической зоне n=1. Для перекрытий над
холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытий
чердачных (с кровлей из рулонных материалов); перекрытий над холодными
( с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной
строительно-климатической зоне n=0.9. Для перекрытий над не
отапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах n=0.75. Для
перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в
стенах, расположенные выше уровня земли n=0.6. Для перекрытий над не
отапливаемыми техническими подпольями, расположенных ниже уровня
земли n=0.4.
для
â
t
- расчетная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая по нормам
проектирования соответствующих зданий и сооружений:
жилых домов квартирного типа принимается по СНиП31-01-2003
“Здания жилые многоквартирные” и СНиП 31-03-2001“Производственные
здания” значение
в
t
для помещений общественных зданий принимаются по
табл. 19-25 СНиП 2.08.02-89* "Общественные здания и сооружения" или по
табл. П.8 методических указаний, для помещений промышленных зданий по
СНип 31-03-2001 “Производственные здания”.
н
t
- расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимается
равной средней температуре наиболее холодной пятидневки
обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" или
по табл. П. 1 методических указаний;
в
-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих
конструкций, принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003
«Строительная теплотехника». Для стен, полов, гладких потолков
7.8
в
)/(
2
СмВт
н
t
- нормативный температурный перепад между температурой
внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности
ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 5 СНиП 23-02-2003, или
по табл.П,4 данных методических указаний.
Для того, чтобы найти по табл. П.З значение требуемого приведенного
сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
пртр
R
.
0
необходимо
определить градусосутки отопительного периода (ГСОП) по формуле
опопв
ZttГСОП )(
(2)
Где
в
t
то же, что в формуле (I);
оп
t
,
оп
Z
- средняя температура, °С, и продолжительность, сут , периода со
средней суточной температурой воздуха ≤8°С по СНиП 23-01-99
«Строительная климатология» или по табл.П.1 методических указаний.
Термическое сопротивление R,
)(
2
См
/
Вт
, слоя многослойной
ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной)
ограждающей конструкции следует определять по формуле
R
(3)
где
- толщина слоя, м;
- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя,
СмВт
2
/(
), принимаемый по СНиП 23-02-2003
или по табл. П. 5 методических
указаний.
Сопротивление теплопередаче R
o
,
)(
2
См
/
Вт
, ограждающей
конструкции следует определять по формуле
к
нв
RR
11
0
(4)
где
в
- то же, что в формуле (1);
н
- коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности
ограждающей конструкции,
)/(
2
СмВт
, принимаемый по 'СНиП 23-02-
2003,
Для наружных стен, покрытий над проездами и над холодными (без стен)
подпольями в Северной строительно-климатической зоне
н
=23,0
СмВт
2
/(
).
Для чердачных перекрытий и для перекрытий над
неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах
н
= 12,0
СмВт
2
/(
);
к
R
- термическое сопротивление ограждающей конструкции,
См
2
(
)/
Вт
,
определяемое для однослойной конструкции по формуле (3), для
многослойной конструкции по формуле (5). Термическое сопротивление
к
R
,
См
2
(
)/
Вт
, ограждающей конструкции с последовательно
расположенными однородными слоями следует определять как сумму
термических сопротивлений отдельных слоев:
.,.21
...
nвnк
RRRRR
(5)
где
n
RRR ...,
21
- термические сопротивления отдельных слоев ограждающей
конструкции,
См
2
(
)/
Вт
, определяемые по формуле (3);
..пв
R
- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки:
)(
2
См
/
Вт
, принимаемое по - СНиП 23-02-2003 или по табл. П. 7
методических указаний. Найденное расчетное значение толщины
ограждающей конструкции стены приводится к ее номинальному значению
( с учетом размеров стеновых элементов: кирпича, керамических блоков,
стеновых панелей и т.д.), после чего производится проверка на
удовлетворение условий
тр
RR
00
и
пртр
RR
.
00
.Если толщина стен
получается более 510 мм ( 2 кирпича), то рекомендуется наружное
ограждение проектировать многослойным, вводя в его
конструкцию эффективные теплоизоляционные материалы (рис. 1 и 2).
Схема расположения слоев чердачного перекрытия и плоского покрытия
дана на рис.3.
Рис. 1
1-наружная кирпичная кладка; 2-воздушная
прослойка;
3- утеплитель;4- внутренняя кирпичная кладка
1- кирпичная стена;
2- воздушная прослойка;
3- плитный утеплитель
Рис. 2
1-сборная ж. б. плита перекрытия;
2-пароизоляция; 3-утеплителъ;4-
стяжка; 5-рулонный кровельный
ковер (для плоского покрытия)
Рис. 3
Определение точки росы
Для того чтобы обеспечить необходимые теплозащитные качества и
долговечность ограждений, необходимо установить правильный прогноз
влажностного их состояния.
Основным источником увлажнения ограждений является конденсационная
влага. Во избежание конденсации водяного пара на внутренней поверхности
ограждения ее температура должна быть выше точки росы, т.е.
;
в
рв
/
где
в
- температура внутренней поверхности, °С, ограждающей
конструкции (без теплопроводного включения);
/
в
- температура внутренней
поверхности, °С , ограждающей конструкции по теплопроводному
включению;
р
- температура точки росы, °С.
в
нв
вв
R
ttn
t
0
)(
(6)
Где
в
t
,
н
t
,n,
в
,
0
R
- то же, что и в предыдущих формулах.
Температуру внутренней поверхности
/
в
, °С, ограждающей конструкции по
теплопроводному включению (если такие имеются) необходимо определять
по формулам (7) и (7а) данных методических указаний. Теплопроводными
включениями, или, как их еще называют, «мостиками холода», являются,
например, железобетонные ребра крупных стеновых панелей, жесткие и
гибкие связи многослойных стен. Для этих мест, т.е. для мест, имеющих
конструктивные включения из материалов с относительно большей
теплопроводностью, чем основной массив стены, нужно произвести
дополнительный расчет температуры: для неметаллических теплопроводных
включений - по формуле
11
)(
|
0
0
0
/
R
R
R
ttn
t
усл
в
усл
нв
вв
(7)
для металлических теплопроводных включений - по формуле
в
усл
в
усл
нв
вв
R
R
ttn
t
0
0
/
1
)(
(8)
где
в
t
,
н
t
, n,
в
, Ro - то же, что и в предыдущих формулах;
Ro,
|
0
R
- сопротивления теплопередаче в ограждающей конструкции,
соответственно в местах теплопроводных включений и вне этих мест,
определяемые по формуле (4);
η, ξ - коэффициенты, принимаемые по табл. П.9 и П. 10 данных
методических указаний . Для определения коэффициентов η и ξ необходимо
также определить схему теплопроводного включения по рис. 4.