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 Rreq

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

Градусо-сутки D рассчитываются по формуле

D = (tintthtzht , (1.1)

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

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. А1 Приложения А или СНиП 23-01-99).

Требуемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Таблица 1.1

Здания и помещения, коэффициенты a и

Градусо- сутки отопительного периода D, °С · сут

Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreq, м2· °С/ Вт

СтенПокрытий

Перекры- тий чердачных, над неотаплива-

емыми под- валами

Окон

 Жилые, лечебно-профи лактич. и детские учрежден, школы, гостиницы и общежития

a

2000

4000

6000

2,1

2,8

3,5

0,00035

1,4

3,2

4,2

5,2

0,0005

2,2

2,8

3,7

4,6

0,00045

1,9

0,3

0,45 0,6

0,000075

0,15

Общественные, кроме указанных выше, админи-

стративные, пом. с влажным или мокрым режимом

a

2000

4000

6000

1,8

2,4

3,0

0,0003

1,2

2,4

3,2

4,0

0,0004

1,6

2,0

2,7

3,4

0,00035

1,3

0,3

0,4

0,5

0,00005

0,2

Производственные с сухим и нормальным режимами

a

2000

4000

6000

1,4

1,8

2,2

0,0002

1,0

2,0

2,5

3,0

0,00025

1,5

1,4

1,8

2,2

0,0002

1,0

0,25

0,3

0,35

0,000025

0,2

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

Rreq = 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

Здания и помещения

Температура внутреннего воздуха tint, °С

Относительная влажность внутреннего воздуха φint, %

1. Жилые здания, школы и др.общественные здания, кроме перечисл. в п.2 и 32055
2. Поликлиники и лечебные учреждения, дома-интернаты2155
3. Дошкольные учреждения2255
4. Производственные здания с нормальным режимом1860

1.2 Определение необходимой толщины слоя утеплителя

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

Rо = Rreq(1.3)

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

Rо =+  , (1.4)

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

 , (1.5)


где δn – толщина слоя , м;

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

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

αext – 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 αextравным 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 Rо

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

Толщины и термические сопротивления слоев ограждающей конструкции

Таблица 1.3

Наименование слоя

Толщина δn, м

Термическое сопротивление

Rn , м2· °С/ Вт

Внутренний пограничный слой воздуха-
1-ый слой
2-ой слой
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Наружный пограничный слой воздуха-
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

Нормируемый перепад Dtn устанавливается по таблице 1.4.

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

Таблица 1.4

Здания и помещения

Нормируемый температурный перепад

Dtn, °С, для

наружных стенпокрытий и чердачных перекрытийперекрытий над подвалами
1. Жилые, лечебно-профи- лактические и детские учреждения, школы4,03,02,0
2. Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые4,54,02,5
3. Производственные с сухим и нормальным режимами7,06,02,5

Расчетный температурный перепад рассчитывается по формуле

 , (1.7)

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

text– 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

Ограждающие конструкции

Коэффициент

1. Наружные стены и покрытия1,0
2. Перекрытия над холодными подвалами, перекрытия чердачные0,9

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 = AF / (AW + AF), (2.1)

где AF – площадь окон и балконных дверей, м2;

AW – 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 Rreq.

Приведенные сопротивления теплопередаче светопрозрачных конструкций R0 приведены в таблице 2.1.

Следует выбрать окна с R0 Rreq.

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) tsi 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 aint принимается равным 8,0 Вт/ (м2· °С).

Температура внутренней поверхности остекления tsiрассчитывается по формуле

tsi = tint- Dt (2.2)

Если в результате расчета окажется, что tsi 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

№ п.п.Заполнение светового проемаСветопрозрачные конструкции

в деревянных

или ПХВ

переплетах

в алюминиевых переплетах

R0, м2·°С/Вт

R0, м2·°С/Вт

1Двойное остекление из обычного стекла в спаренных переплетах0,40
2Двойное остекление с твердым селективным покрытием в спаренных переплетах0,55
3Двойное остекление из обычного стекла в раздельных переплетах0,440,34
4Двойное остекление с твердым селективным покрытием в раздельных переплетах0,570,45
5Двойное из органического стекла для зенитных фонарей0,36
6Тройное из органического стекла для зенитных фонарей0,52
7Тройное остекление из обычного стекла в раздельно-спаренных переплетах0,550,46
8Тройное остекление с твердым селективным покрытием в раздельно-спаренных переплетах0,600,50
9Однокамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла:
обычного0,350,34
с твердым селективным покрытием0,510,43
с мягким селективным покрытием0,560,47
10Двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла:
обычного (с межстекольным расстоянием 8 мм)0,500,43
обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм)0,540,45
с твердым селективным покрытием0,580,48
с мягким селективным покрытием0,680,52
с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0,650,53
11Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
обычного0,560,50
с твердым селективным покрытием0,650,56
с мягким селективным покрытием0,720,60
с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0,690,60
12Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
обычного0,65
с твердым селективным покрытием0,72
с мягким селективным покрытием0,80
с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном0,82
13Два однокамерных стеклопаке