7316
.pdf
Таблица 2.4
Расчет δут и Rопр чердачного перекрытия
I. Расчет известных элементов конструкции чердачного перекрытия
|
№. Наименование конструктивного слоя |
δs, мм |
|
λs, Вт/м·°C |
Rs, м2·°C/Вт |
0. |
1/αв = 1/8,7 |
- |
|
- |
0,115 |
1. |
Железобетонная плита |
По расчетуп. 2.3 |
0,150 |
||
2. |
Пароизоляционный слой (пренебрегаем) |
0,2 |
|
- |
0 |
3. |
Цементно-песчаная стяжка |
50 |
|
0,93 |
0,053 |
4. |
Каменная вата «РУФ БАТТС» |
-1 |
|
0,041 |
-1 |
5. |
Пленка ПВХ (пренебрегаем) |
0,4 |
|
- |
0 |
6. |
Асбестоцементные листы, 2 слоя |
12 |
|
0,52 |
0,23 |
7. |
1/αн = 1/12 |
- |
|
- |
0,083 |
|
|
|
|
Итого: |
0,631 |
|
II. Расчет приведенного сопротивления конструкции чердачного перекрытия |
||||
Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче R0норм , м2·°C/Вт |
3,47 |
||||
Коэффициент теплотехнической однородностиr, (по заданию) |
|
0,9 |
|||
Требуемая толщина утеплителя δут, м, формула (2.6) |
|
0,132 |
|||
Принимаемая толщина утеплителя δут(ф), м |
|
|
|
0,140 |
|
Условное сопротивление теплопередаче R0усл , м2·°C/Вт, формула (2,3) |
4,05 |
||||
Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр , м2·°C/Вт, формула (2.5) |
3,64 |
||||
Примечание: 1 – требуется определить |
|
|
|
|
|
|
Расчет δут и R0пр |
пола 1-го этажа |
|
Таблица 2.5 |
|
|
|
|
|||
|
|
||||
|
I. Расчет известных элементов перекрытия над неотапливаемым подвалом |
||||
|
№. Наименование конструктивного слоя |
δs, мм |
|
λs, Вт/м·°C |
Rs, м²·°C/Вт |
0. |
1/αн = 1/12 |
- |
|
- |
0,083 |
1. |
Железобетонная плита |
По расчетуп. 2.3 |
0,150 |
||
2. |
Цементно-песчаная стяжка |
20 |
|
0,93 |
0,022 |
3. |
Базальтовая минеральная вата «Флор» |
-1 |
|
0,04 |
-1 |
4. |
Пленка ПВХ (пренебрегаем) |
0,2 |
|
- |
0 |
5. |
Гипсоволокнистый лист |
30,8 |
|
0,36 |
0,086 |
6. |
Линолеум |
2 |
|
0,38 |
0,005 |
7. |
1/αн = 1/8,7 |
- |
|
- |
0,115 |
|
|
|
|
Итого: |
0,461 |
|
II. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче конструкции |
||||
|
перекрытия над неотапливаемым подвалом |
|
|||
Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче R0норм , м2·°C/Вт |
3,47 |
||||
Коэффициент теплотехнической однородностиr, (по заданию) |
|
0,95 |
|||
Требуемая толщина утеплителя δут, формула (2.6) |
|
0,127 |
|||
Принимаемая толщина утеплителя δут(ф), м |
|
|
|
0,130 |
|
Условное сопротивление теплопередаче R0усл , м2·°C/Вт, формула (2,3) |
3,71 |
||||
Приведенное сопротивление теплопередаче R0пр , м2·°C/Вт, формула (2.5) |
3,53 |
||||
Примечание: 1 – требуется определить |
|
|
|
|
|
20
2.1.3. Входная дверь в подъезд Минимальное приведенное сопротивление теплопередаче входных две-
рей определяется как 0,6·R0норм наружной стены, равное:
R0норм |
tв t |
н |
, |
(2.7) |
tн |
|
|||
|
в |
|
||
где tн – температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92, °C [2]; tн – нормируемый перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружного ограждения, °C, принимается по таблице 5 [1].
Пример № 7. Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче наружной стены равно:
R0норм 21 31 1,49 м2·°C/Вт.
4 8,7
Минимальное нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче входной двери равно 0,6·R0норм = 0,6·1,49 = 0,894 м2·°C/Вт.
При отсутствии данных о конструкции двери в дальнейших расчетах расчетное приведенное сопротивление теплопередаче входной двери в подъезд приравнивается к нормируемому значению:
R0пр R0норм 0,894 м2·°C/Вт.
Полученные в примерах № 4-7 значения приведенного сопротивления теплопередаче принимаются для расчета фактической величины удельного расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию, с последующим определением класса энергосбережения здания.
21
2.2. Определение класса энергосбережения здания
Для оценки достигнутой в проекте здания потребности энергии на ото-
пление и вентиляцию, установлены следующие классы энергосбережения (таб-
лица 2.6) в процентах отклонения расчетной удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания (определяемой по форму-
ле (1.7) от нормируемой величины (принимаемой по таблицам п. 10.1 [1]).
Проектирование зданий класса D и E не допускается.
|
|
|
Таблица 2.6 |
|
|
Классы энергосбережения жилых и общественных зданий |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Величина отклонения расчетного |
Рекомендуемые |
|
|
|
(фактического) значения удельной |
||
Обозначение |
Наименование |
мероприятия, |
||
класса |
класса |
характеристики расхода тепловой |
разрабатываемые |
|
энергии на отопление и вентиляцию |
||||
|
|
субъектами РФ |
||
|
|
здания от нормируемого, % |
||
|
|
|
||
А++ |
Очень |
Ниже ‒60 |
Экономическое |
|
А+ |
От ‒50 до ‒60 включительно |
|||
высокий |
стимулирование |
|||
А |
От ‒40 до ‒50 включительно |
|||
|
|
|||
В+ |
Высокий |
От ‒30 до ‒40 включительно |
Экономическое |
|
В |
От ‒15 до ‒30 включительно |
стимулирование |
||
|
||||
С+ |
|
От ‒5 до ‒15 включительно |
Мероприятия не |
|
С |
Нормальный |
От +5 до ‒5 включительно |
||
разрабатываются |
||||
С- |
|
От +15 до +5 включительно |
||
|
|
|||
|
|
|
Реконструкция при |
|
D |
Пониженный |
От +15,1 до +50 включительно |
соответствующем |
|
экономическом |
||||
|
|
|
||
|
|
|
обосновании |
|
|
|
|
Реконструкция при |
|
|
|
|
соответствующем |
|
E |
Низкий |
Более +50 |
экономическом |
|
|
|
|
обосновании или |
|
|
|
|
снос |
|
Пример № 8.
Рассчитываем фактическое значение удельной теплозащитной характери-
стики здания по формуле (1.13):
k |
тр |
1 |
|
261,4 |
261,4 |
1696,9 |
345,3 |
|
0,20 |
3 |
|
||||||
об |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вт/(м |
·°C). |
||
|
3,64 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
7240 |
|
3,53 |
2,56 |
0,54 |
|
|
|
|
|
||||||
22
Определяем фактическое значение удельной характеристики расхода теп-
ловой энергии на отопление и вентиляцию здания, по (1.7):
qотр 0,2 0,184 (0,0639 0,0468)0,81 1(1 0,1)1,11= 0,294 Вт/(м3·°C).
Величина отклонения расчетного (фактического) значения удельной ха-
рактеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания от нормируемого составляет:
0,294 0,319100 ‒7,84 %.
0,319
По данным таблицы 2.6 принимаем класс энергосбережения рассматри-
ваемого многоквартирного жилого дома равным «С+».
2.3. Пример определения приведенного термического сопротивления теплопередаче пустотной железобетонной плиты
Расчет приведенного термического сопротивления пустотной панели пе-
рекрытия представлен для двух случаев: чердачного перекрытия и перекрытия над неотапливаемым подвалом. Плита выполнена из железобетона с коэффици-
ентом теплопроводности λБ = 2,04 Вт/(м·°C). Поперечное сечение плиты с раз-
мерами и расчетная схема сечения приведены на рис. 2.5.
Рис. 2.5. Поперечное сечение плиты (а) и расчетная схема (б)
23
Для простоты расчета принимаем схему сечения плиты с квадратными отверстиями в плите вместо круглых. Так, сторона эквивалентного по площади
квадрата (Aквадр = Aкруга):
a |
d2 |
|
3,14 0,162 |
0,14 м. |
|
4 |
4 |
||||
|
|
|
Выделяем регулярный элемент и делим его плоскостями, параллельными тепловому потоку. Получаем два параллельных участка. Участок I – однород-
ный, участок II – многослойный, состоящий из двух одинаковых по толщине слоев «а» и «в», а также горизонтальной воздушной прослойки. Сопротивления теплопередаче этих участков RI и RII соответственно равны:
|
RI |
|
δ1 |
|
|
0,22 |
|
0,108 м2·°C/Вт, |
|
(2.8) |
|||||||
|
λ1 |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
2,04 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
2δ |
а |
|
|
|
|
2 0,04 |
|
|
|||
RII Rа Rв.п. Rв |
2Rа Rв.п |
|
|
|
Rв.п |
|
|
Rв.п |
0,04 Rв.п. |
(2.9) |
|||||||
λа |
2,04 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Для панели чердачного перекрытия горизонтальная воздушная прослойка
с потоком теплоты снизу вверх отделена от холодного чердака слоем утеплите-
ля, поэтому в ней воздух находится при положительной температуре. Для про-
слойки толщиной 0,14 м в этих условиях Rв.п 0,15 м2·°C/Вт. Следовательно,
RII 0,15 + 0,04 = 0,19 м2·°C/Вт.
Для панели перекрытия над неотапливаемым подвалом с утеплителем,
лежащим над железобетонной плитой, горизонтальная воздушная прослойка от холодного техподполья не отделена слоем утеплителя, поэтому в ней воздух находится при отрицательной температуре. Для прослойки толщиной 0,14 м в этих условиях при потоке теплоты сверху вниз Rв.п 0,15 м2·°C/Вт. Следова-
тельно, RII 0,15 + 0,04 = 0,19 м2·°C/Вт.
Сопротивление теплопередаче всего регулярного элемента при разбивке его плоскостями, параллельными тепловому потоку, определяем по формуле,
м2·°C/Вт:
24
m
Ai
Rа.т. |
i 1 |
|
, |
(2.10) |
|
m |
A |
||||
|
|
i |
|
|
|
R |
|
||||
|
i 1 |
|
|||
|
|
i |
|
||
где Ai – площадь i-го участка части ограждения, м2; Ri – приведенное сопро-
тивление теплопередаче i-го участка, м2·°C/Вт; m – число участков ограждаю-
щей конструкций с различным приведенным сопротивлением теплопередаче.
Для чердачного перекрытия и пола 1-го этажа:
R |
а.т |
|
|
0,07 0,14 |
= 0,152 м2·°C/Вт |
|||
|
|
|||||||
|
|
|
0,07 |
0,14 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,108 |
|
|||
|
|
|
|
0,19 |
|
|
||
Делим регулярный элемент плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, и получаем три параллельных участка. Участок «а» и «в» – однород-
ные, участок «б» – неоднородный, состоящий из горизонтальной воздушной прослойки и слоя железобетона шириной I = 0,07 м и толщиной б = 0,14 м
(Rж/б 0,14/2,04 = 0,069 м2·°C/Вт).
Определяем сопротивление теплопередаче этих участков:
Rа |
|
Rв |
δ |
а |
|
0,04 |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
= 0,02 м ·°C/Вт |
(2.11) |
||||||
|
λа |
2,04 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Для чердачного перекрытия и пола 1-го этажа: |
|
||||||||||||
R |
б |
|
0,07 |
0,14 |
= 0,108 м2·°C/Вт |
(2.12) |
|||||||
|
|
||||||||||||
|
0,07 |
|
0,14 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,069 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
0,15 |
|
|
|
|
||||||
Сопротивление теплопередаче всего регулярного элемента Rв.т , м2·°C/Вт при разбивке его плоскостями, перпендикулярными тепловому потоку, опреде-
ляем по формуле:
Rв.т 2Rа Rб 2 0,02 Rб , |
(2.13) |
Для чердачного перекрытия и пола 1-го этажа:
Rв.т 2 0,02 0,108= 0,148 м2·°C/Вт.
25
Приведенное термическое сопротивление теплопередаче плиты, опреде-
ляется по формуле, м2·°C/Вт: |
|
|
|
|
Rт |
|
Rа.т 2Rв.т |
. |
(2.14) |
|
||||
|
3 |
|
|
|
Для чердачного перекрытия и пола 1-го этажа:
Rт 0,152 2 0,148= 0,150 м2·°C/Вт. 3
2.4.Контрольные вопросы и задания для самостоятельной работы
1)Что такое коэффициент теплотехнической однородности наружной ог-
раждающей конструкции здания?
2)Как определить сопротивление теплопередаче наружной ограждающей конструкции здания?
3)Дайте определение линейной и точечной теплотехнической неодно-
родности ограждающей конструкции, каков её физический смысл?
4) Как определить условное сопротивление теплопередаче наружной ог-
раждающей конструкции здания?
5)Как определить класс энергосбережения здания?
6)Какой минимальный класс энергосбережения зданий допустим в со-
временном строительстве зданий?
26
Глава 3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО, ВОЗДУШНОГО И ВЛАЖНОСТНОГО РЕЖИМА НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ
3.1. Расчет распределения температуры по сечению наружного ограждения
Температура в характерных сечениях наружных ограждений определяет-
ся по формуле, °C:
ti 1 |
ti |
|
RS |
(tв tн ), |
(3.1) |
|
R0усл |
||||||
|
|
|
|
|
где ti – температура на внутренней поверхности i-го слоя, °C; ti+1 – темпе-
ратура на наружной поверхности i-го слоя (на внутренней поверхности после-
дующего слоя ограждения).
Пример № 8. Температуры на внутренней поверхности слоев стены опре-
деляются следующим образом:
Штукатурка цементно-песчаная – t1 21 |
0,115 |
52= 19,62 °C; |
|
||
|
4,328 |
|
Газобетонные блоки – t2 19,62 0,021 52= 19,37 °C;
4,328
Тепловая изоляция – t3 19,37 0,962 52= 7,81 °C;
4,328
Кладка из керамического кирпича – t4 7,81 |
3,0 |
52= ‒28,24°C; |
|
||
|
4,328 |
|
Температура на наружной поверхности стены:
t5 28,24 0,187 52= ‒30,48 °C. 4,328
Проверка правильности расчета:
t6 30,48 0,043 52= ‒31 °C. 4,328
Полученное значение соответствует расчетной температуре наружного воздуха. Расчет распределения температуры по сечению наружных ограждений,
рассмотренных в главе 2, приведен на рисунке 3.1. 27
Рис. 3.1. Распределение температуры по сечению ограждения: а – наружная стена; б – чердачное перекрытие; в – перекрытие над неотапливаемым подвалом
28
3.2. Определение воздухопроницаемости наружной стены
Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций Ru, (м2·ч·Па)/кг, должно быть не менее нормируемого сопротивления воздухопро-
ницанию Ruтр, (м2·ч·Па)/кг, определяемого по формуле:
Rтр |
= p/Gн, |
(3.2) |
u |
|
|
где p – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па; Gн – нормируемая поперечная воздухопрони-
цаемость ограждающих конструкций, кг/(м2·ч).
Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ог-
раждающих конструкций p, Па, определяется по формуле: |
|
p = 0,55Н(γн – γв) + 0,03γнv2, |
(3.3) |
где H – высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шах-
ты); γн, γв – удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха,
Н/м3; v – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повто-
ряемость которых составляет 16% и более, м/с, согласно [7].
Сопротивление воздухопроницанию Ru, (м2·ч·Па)/кг, многослойной огра-
ждающей конструкции следует рассчитывать по формуле: |
|
Ru = Ru1 + Ru2 +…+ Run, |
(3.4) |
где Ru1, Ru2, … Run – сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев огра-
ждающей конструкции, (м2·ч·Па)/кг.
Пример № 9. Проведем расчет для стены рассматриваемой в главе 2.
Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ог-
раждающих конструкций p, Па, составляет:
Δp 0,55 31 14,3 11,8 0,03 14,3 5,12 53,8Па.
Нормируемое сопротивление воздухопроницанию наружной стены Ruтр,
(м2·ч·Па)/кг, равно:
Ruтр= 53,8/0,5 ≈ 107,6 (м2·ч·Па)/кг.
29