Скачать

Тепловая защита зданий

В СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» установлены три обязательных взаимно увязанных нормируемых показателя по тепловой защите здания, основанных на:

«а» — нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания;

«б» — нормируемых величинах температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающей конструкции и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции выше температуры точки росы;

«в» — нормируемом удельном показателе расхода тепловой энергии на отопление, позволяющем варьировать величинами теплозащитных свойств ограждающих конструкций с учетом выбора систем поддержания нормируемых параметров микроклимата.

Требования СНиП 23-02 будут выполнены, если при проектировании жилых и общественных зданий будут соблюдены требования показателей групп «а» и «б» либо «б» и «в», и для зданий производственного назначения — показателей групп «а» и «б». Выбор показателей, по которым будет вестись проектирование, относится к компетенции проектной организации или заказчика. Методы и пути достижения этих нормируемых показателей выбираются при проектировании.

Требованиям показателей «б» должны отвечать все виды ограждающих конструкций: обеспечивать комфортные условия пребывания человека и предотвращать поверхности внутри помещения от увлажнения, намокания и появления плесени.

Показатели «а» и «б» - сопротивление теплопередаче и санитарно-гигиенический показатель - характеризуют теплозащитные свойства наружных ограждающих конструкций. Методы их расчета приведены в разделах 1 и 2 настоящих методических указаний: для несветопрозрачных и светопрозрачных конструкций, соответственно.

Рекомендации по определению удельного расхода тепловой энергии на отопление – показателя «в» - представлены в разделе 5. Там же даны указания по расчету показателя компактности здания, который учитывает влияние объемно-планировочного решения здания на уровень его тепловой защиты.

1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, исходя из зимних условий эксплуатации

Расчет проводится в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

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 R_req

Требуемое сопротивление теплопередаче R_reqопределяется по таблице 1.1 в зависимости от градусо-суток отопительного периода в районе строительства D, °С · сут.

Градусо-сутки D рассчитываются по формуле

D = (t_int – t_ht)· z_ht , (1.1)

где t_int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, принимаемая по таблице 1.2;

t_ht, z_ht – 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. А1 Приложения А или СНиП 23-01-99).

Требуемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Таблица 1.1

Значения R_req для величин D, отличающихся от табличных (табл.1.1), следует определять по формуле

R_req = a · D + , (1.2)

где a и – коэффициенты, значения которых принимаются по данным табл.1.1.

Расчетные значения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха помещений

Таблица 1.2

1.2 Определение необходимой толщины слоя утеплителя

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

R_о = R_req(1.3)

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

R_о =+  , (1.4)

где R_n – термическое сопротивление слоя , м²· °С/ Вт,

 , (1.5)

где δ_n – толщина слоя , м;

λ_n – коэффициент теплопроводности материала слоя , Вт/(м· °С); принимается по таблице Приложения Б;

α_int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности конструкции, Вт/ (м²· °С), ( для гладких стен и потолков равен 8,7 Вт/ (м²· °С));

α_ext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения; для зимних условий принимается равным 23 Вт/ (м²· °С).

При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом:

а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в теплотехническом расчете не учитываются;

б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи α_extравным 10,8 Вт/ (м²· °С).

Неизвестная толщина слоя теплоизоляции находится из выражения (1.4) с использованием условия (1.3).

Например, для трехслойной стены, где слой утеплителя имеет номер 2, толщина определяется по формуле

. (1.6)

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

1.3 Определение термического сопротивления теплоизоляционного слоя и фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R_о

После вычисления термического сопротивления слоя утеплителя по формуле (1.5) определяется сопротивление теплопередаче R_о (1.4). Результаты расчета свести в таблицу 1.3.

Толщины и термические сопротивления слоев ограждающей конструкции

Таблица 1.3

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 Dt_n.

Dt£Dt_n

Нормируемый перепад Dt_n устанавливается по таблице 1.4.

Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции

Таблица 1.4

Расчетный температурный перепад рассчитывается по формуле

 , (1.7)

где – коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, определяется по табл.1.5;

t_ext– расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки по табл. А1 Приложения А.

Коэффициент, учитывающий положение ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху

Таблица 1.5

2. Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций здания

В ходе расчета проводятся:

- выбор светопрозрачных конструкций по требуемому сопротивлению теплопередаче,

- проверка обеспечения минимальной температуры на внутренней поверхности.

2.1 Определяется коэффициент остекленности фасада f

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

f = A_F / (A_W + A_F), (2.1)

где A_F – площадь окон и балконных дверей, м²;

A_W – площадь наружных стен, м².

При выполнении курсовой работы значение f принимается по заданию.

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

По формуле (1.1) вычисляют градусо-сутки отопительного периода D. По формуле (1.2) с использованием данных таблицы 1.1 определяется значение требуемого сопротивления теплопередаче R_req.

Приведенные сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций R₀ приведены в таблице 2.1.

Следует выбрать окна с R₀ ≥ R_req.

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.

Температура внутренней поверхности остекления окон зданий (кроме производственных) t_si должна быть не ниже + 3°С, для производственных зданий - не ниже 0°С. По формуле (1.7) определяется разность температур Dt между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности остекления. Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности окон a_int принимается равным 8,0 Вт/ (м²· °С).

Температура внутренней поверхности остекления t_siрассчитывается по формуле

t_si = t_int- Dt (2.2)

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

Приведенное сопротивление теплопередаче окон, балконных дверей и фонарей

Таблица 2.1