Последовательность расчета каждого ограждения

Введение

 

Расчетное задание по дисциплине ТГВ предусматривает выполнение теплотехнического расчета наружной стены, чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом жилого здания, а также подбор отопительных приборов. Расчет производится согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Расчет производится для одноэтажного жилого здания. Здание состоит из одной комнаты размерами 3х3 м высотой 2,5 м, имеет одно окно, ориентированное на юг и входную дверь, расположенную на северной стене здания. Вариант расчетного задания задается преподавателем.

 

Состав и оформление расчетного задания

Расчетное задание сводится к:

1) определению климатических характеристик рассчитываемого объекта;

2) определению требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций (наружной стены, чердачного перекрытия, перекрытия над неотапливаемым подвалом);

3) определению толщины второго (основного) конструктивного слоя наружной стены, толщины теплоизоляционного слоя чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом, а также фактического сопротивления теплопередаче и коэффициентов теплопередачи принятых конструкций;

4) определению коэффициентов теплопередачи;

5) нахождению основных, дополнительных и общих теплопотерь;

6) расчету отопительных приборов;

7) оформлению расчетно-пояснительной записки.

 

Пример оформления расчетного задания прилагается.

 

Определение исходных данных

Исходные данные для выполнения расчетного задания определяются по номеру варианта. В соответствии с вариантом, определяется город по приложению А, и согласно СНиП 23-01-99(2000) «Строительная климатология» заполняется таблица «Климатическая характеристика здания».

Таблица 1 - Характеристика здания

№ Варианта
Город
Здание:
Назначение здания	Жилое
Число этажей
Наличие чердака	бесчердачное покрытие
Ориентация главного фасада	южная
Район застройки:
Влажностные условия эксплуатации ограждающих конструкций жилых зданий (А или Б)
tн	Средняя температура наиболее холодной пятидневки
tоп	Средняя температура отопительного периода
	Средняя температура наиболее холодного месяца
	Относительная влажность наружного воздуха для самого холодного месяца
	Расчетная скорость ветра для холодного периода года:
ΔZоп	Продолжительность отопительного периода:
	Параметры внутреннего воздуха:
tв	Температура воздуха
	Расчетное значение относительной влажности внутреннего воздуха

Данные для заполнения таблицы 1 брать из СНИП 23-01-99 «Строительная климатология», СНИП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

 

Материал слоев ограждающих конструкций определяется согласно варианту расчетного задания по приложениям Б, В, Г, Д. Выбранные расчетные данные заносятся в таблицу «Характеристики ограждающих конструкций». Данные для заполнения таблицы 2 выбирать из СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Таблица 2 - Характеристики ограждающих конструкций

Наименование ограждений	Номер (индекс) слоя конструкции	Материал слоя	g, кг/м3	С0, кДж/кг 0С	l, Вт/м2 0С	S, Вт/м2 0С	m, мг/м·гПа
Наружная стена	
‚
ƒ
Чердачное перекрытие	
‚
ƒ
Перекрытие над неотапливаемым подвалом	
‚
ƒ
„
…

 

Эскиз ограждающих конструкций приведен в примере оформления.

 

Теплотехнический расчет наружных ограждений

Теплотехнический расчет наружных ограждений заключается в определении такой толщины искомого слоя ограждения, при которой выполняются требования 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

В расчетном задании подлежат теплотехническому расчету наружные стены, чердачное перекрытие и перекрытие над неотапливаемым подвалом.

Последовательность расчета каждого ограждения

 

Определяется нормируемое значения сопротивления теплопередаче , в зависимости от градусо-суток района строительства согласно п. 5.3 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

Следуя равенству , где сопротивление теплопередаче, м²·°С/Вт, подставляем значение в формулу для вычисления

 

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м ·°С), принимаемый по таблице 7 СНиП 23-02;

 

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м ·°С), принимаемый по таблице 8 СП 23-101-2004;

Находим толщину второго (основного) конструктивного слоя ограждающей конструкции. В случае необходимости принимаем его кратным стандартному значению (например, если основной слой выполнен из кирпича, то толщина слоя должна быть кратна половине длины кирпича).

После чего проверяют на допустимую величину расчетного температурного перепада между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, определяемому по формуле (4) СНиП 23-02:

, где

- коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в таблице 6 СНиП 23-02;

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций определяемый по таблице 7 СНиП 23-02 ();

- соответственно расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С и расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92

Расчетный температурный перепад не должен превышать нормируемых величин , установленных в таблице 5 СНиП 23-02. Выполняется проверка минимальной температуры, равной температуре точки росы при расчетных условиях внутри помещения на всех участках внутренней поверхности наружных ограждений с температурами ; при этом должно соблюдаться условие . Значения приведены в таблице 3 СП 23-101-2004.

В случае невыполнения требований на величину температурного перепада и на минимальную температуру, равную температуре точки росы величину сопротивления необходимо увеличить за счет увеличения толщины основного конструкционного слоя ограждения.

 

Особенностью расчета чердачного перекрытия является неоднородность конструкции определенная наличием в конструкции пустотной плиты. Для плоских ограждающих конструкций с теплопроводными включениями приведенное термическое сопротивление определяется по следующей формуле:

Для расчета рассекают плиту плоскостями:

а) параллельными направлению теплового потока. Ограждающая конструкция (или часть ее) условно разрезается на участки, из которых одни участки могут быть однородными (однослойными) - из одного материала, а другие неоднородными - из слоев с различными материалами; термическое сопротивление ограждающей конструкции , м ·°С/Вт, определяется по формуле применительно к термическому сопротивлению, где термическое сопротивление отдельных однородных участков и многослойных участков конструкции определяется по соответствующим формулам.

б) перпендикулярными направлению теплового потока. Ограждающая конструкция (или часть ее, принятая для определения ) условно разрезается на слои, из которых одни слои могут быть однородными - из одного материала, а другие неоднородными - из разных материалов. Термическое сопротивление однородных слоев и неоднородных слоев определяется по соответствующим формулам и термическое сопротивление ограждающей конструкции - как сумма термических сопротивлений отдельных однородных и неоднородных слоев.

Пример расчета пустотной плиты приведен в примере оформления.

Часто в теплотехническом расчете пустотной плиты, из-за невозможно определения расстояний между пустотами, или нарушения симметрии расположения пустот в плите, используют следующий прием: все пустоты круглого сечения после преобразования к эквивалентным квадратным как бы «смещают вместе к друг-другу» с целью получения удобной модели для расчета. В результате такого преобразования получается конструкция состоящая из двух участков – однородного и неоднородного с наличием воздушной прослойки. Далее расчет производится по изложенному выше способу.

Если величина превышает величину более чем на 25% или ограждающая конструкция не является плоской (имеет выступы на поверхности), то приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции следует определять в соответствии с пунктом 9.1.4. СП 23-101-2004.