- •Строительная теплофизика
- •Содержание
- •Введение
- •1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
- •1.1 Исходные данные и расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха
- •1.2 Расчет толщины утепляющего слоя однородной однослойной и многослойной ограждающей конструкции
- •1.3 Расчет толщины утепляющего слоя неоднородной однослойной и многослойной ограждающей конструкции
- •1.4. Расчет толщины утепляющего слоя конструкции полов над подвалом и подпольем
- •1.5 Теплотехнический расчет утепленных полов, расположенных непосредственно на лагах
- •1.6 Теплотехнический расчет утепленных полов, расположенных непосредственно на грунте
- •1.7 Теплотехнический расчет световых проемов
- •1.8 Теплотехнический расчет наружных дверей
- •2 Расчет теплоустойчивости наружных ограждений в теплый период
- •3 Расчёт теплоусвоения поверхности ограждающих конструкций
- •4 Расчёт влажностного режима наружных ограждений
- •4.1 Проверка внутренней поверхности наружных ограждений на возможность конденсации влаги
- •4.2 Проверка на возможность конденсации влаги в толще наружного ограждения
- •5 Воздушный режим здания
- •5.1 Расчет сопротивления воздухопроницанию ограждающей конструкции (стены)
- •5.2 Расчет сопротивления воздухопроницанию наружных ограждений - окон и балконных дверей
- •5.3 Расчет температуры поверхности и теплопередачи через ограждения при наличии воздухопроницаемости
- •6 Расчет тепловой мощности системы отопления
- •6.1 Уравнение теплового баланса здания
- •6.2 Потери теплоты через ограждающие конструкции зданий: стены, окна, двери, потолки, полы над подвалами и подпольями
- •1 − Пол над подвалом; 2 − пол на лагах; 3 − пол на грунте
- •6.2.1 Основные потери теплоты через утепленные полы на грунте и лагах
- •6.3 Дополнительные потери теплоты через ограждающие конструкции
- •Библиографический список
- •Приложение а Данные для расчета теплотехнических величин
- •Приложение б Характеристики наружных ограждений
- •Строительная теплофизика
- •654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42
1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций
Теплотехнический расчет проводится для всех наружных ограждений для холодного периода года с учетом района строительства, условий эксплуатации, назначения здания и санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям и помещению, из условия, что температура на внутренней поверхности tв,С, должна быть выше температуры точки росы tp, С, но не менее чем на 2÷3 С. Теплотехнический расчет внутренних ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытий) проводится при условии, если разность температур воздуха в помещениях более 3 С.
1.1 Исходные данные и расчетные параметры внутреннего и наружного воздуха
В качестве исходных данных для выполнения теплотехнического расчета, определения теплозащитных свойств ограждающих конструкций и проектирования систем отопления принимаются термодинамические параметры внутреннего и наружного воздуха и теплофизические характеристики строительных материалов ограждений.
В холодный период (tн < 8 С) в качестве исходных данных принимают: расчетную зимнюю температуру наружного воздуха наиболее холодной пятидневки tхп, С; среднюю температуру отопительного периода tот, С; продолжительность отопительного периода zот, сут; максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь Vхп, м/с, (приложение А, таблица А.1), [1, таблица 1, графы 5, 11, 12, 15, 19].
В теплый период (tн > 8 С) в качестве исходных данных принимают: максимальная из средних скоростей ветра по направлениям за июль Vтп, но не менее 1 м/с; среднюю температуру за июль tил, С; максимальное значение суммарной солнечной радиации, прямой и рассеянной, Iмах, Вт/м2; среднее значение суммарной солнечной радиации, прямой и рассеянной, Iср, Вт/м2; максимальную амплитуду суточных колебаний температуры наружного воздуха за июль Atн, С [1, таблицы 2, 4, 5].
При выполнении теплотехнического расчета ограждений важно учитывать назначение и условия эксплуатации помещения, которые определяются температурой (tв,С) и относительной влажностью (φв, %) внутреннего воздуха (таблица 1), (приложение А, таблица А.2).
Таблица 1 – Расчетные параметры внутреннего воздуха для жилого здания (ГОСТ 30494-96)
|
Наименование помещения |
Температура внутреннего воздуха tв,С |
Относительная влажность внутреннего воздуха φв, % |
|
Жилая комната, квартира |
20 |
45 – 60 |
|
Кухня квартиры |
18 |
не нормируется |
|
Лестничная клетка в жилом доме |
16 |
не нормируется |
|
Коридор в квартире |
18 |
45 – 60 |
|
Ванная, совмещенный санузел |
25 |
не нормируется |
|
Туалет |
16 |
не нормируется |
|
Примечание: В районах с температурой tхп= -31С и ниже в жилых комнатах надо приниматьtвна 2С выше | ||
Известно, что строительные материалы являются капиллярно-пористыми телами и интенсивно поглощают влагу из окружающей среды. Следовательно, теплофизические характеристики материалов при расчетах строительных ограждений (расчетные коэффициенты теплопроводности λ, Вт/(м·С), и теплоусвоения s, Вт/(м2·С), следует принимать с учетом зоны влажности и влажностного режима помещения. Зона влажности района застройки может быть сухая, нормальная и влажная и определяется по схематической карте территории РФ (приложение А, рисунок А.1).
Влажностный режим помещения бывает сухой, нормальный, влажный и мокрый. Для холодного периода в жилых зданиях принимается режим нормальный, для других помещений он выбирается в зависимости от φв, %, (таблица 2), (приложение А, таблица А.2)
Таблица 2 – Влажностный режим помещения
|
Режим |
Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре | ||
|
До 12С |
Свыше 12 до 24С |
Свыше 24С | |
|
Сухой |
До 60 |
До 50 |
До 40 |
|
Нормальный |
Св. 60 до 75 |
Св. 50 до 60 |
Св. 40 до 50 |
|
Влажный |
Св. 75 |
Св. 60 до 75 |
Св. 50 до 60 |
|
Мокрый |
– |
Св. 75 |
Св. 60 |
С учетом зоны влажности и влажностного режима помещения выбирают условия эксплуатации (А или Б) для ограждающих конструкций (таблица 3).
Таблица 3 – Условия эксплуатации ограждающих конструкций
|
Влажностный режим помещения |
Условия эксплуатации А или Б в зонах влажности | ||
|
сухой |
нормальной |
влажной | |
|
Сухой |
А |
А |
Б |
|
Нормальный |
А |
Б |
Б |
|
Влажный или мокрый |
Б |
Б |
Б |
Все данные для расчета и теплофизические характеристики материала конструкций наружных ограждений сводим в таблицы 4, 5.
Исходя из условий эксплуатации А и Б для материалов ограждающих конструкций выбираются значения коэффициентов теплопроводности λ, теплоусвоения s и паропроницаемости μ (таблица А.3).
Таблица 4 – Нормативные данные для расчета
|
Наименование величины |
Источник исходных данных |
Данные для расчета |
Единица измерения |
|
1. Температура внутреннего воздуха, |
[5] |
|
C |
|
2. Температура наружного воздуха, |
[1] |
|
C |
|
3. Влажность, {таблица2} |
[5] |
|
% |
|
4. Зона влажности территории |
[2] или рисунок А.1 |
|
|
|
5. Условия эксплуатации конструкции |
таблица 3 |
|
|
|
6. Температура отопительного периода, |
таблица А.1 |
|
C |
|
7. Продолжительность отопительного периода |
таблица А.1 |
|
сут |
|
8. Влажностный режим помещения |
таблица А.2 |
|
|
|
9. Барометрическое давление |
[3, приложение 8] |
|
Гпа |
|
10. Коэффициент теплоотдачи, αв |
[2, таблица 4*] |
|
Вт/(м2·С) |
|
11. Коэффициент теплоотдачи, αн |
[2, таблица 6*] |
стена |
Вт/(м2·С) |
|
пол |
Вт/(м2·С) | ||
|
покрытие |
Вт/(м2·С) | ||
|
12. Коэффициент n |
[2, таблица 3*] |
стена |
|
|
пол |
| ||
|
покрытие |
| ||
|
13. Нормируемый температурный перепад, Δtн |
[2, таблица 2*] |
стена |
С |
|
пол |
С | ||
|
покрытие |
С | ||
|
14. Температура самого холодного месяца, (январь) |
[1, таблица 3, гр.2] |
|
С |
|
15. Максимальная температура за июль |
[1, таблица 2, гр.5] |
|
С |
|
16. Максимальная из средних скоростей ветра по направлениям за июль |
[9, приложение 4] |
|
м/с |
|
17. Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь |
[1, таблица 1, гр. 19] |
|
м/с |
Продолжение таблицы 4
|
Наименование величины |
Источник исходных данных |
Данные для расчета |
Единица измерения |
|
18. Максимальная амплитуда суточных колебаний наружного воздуха за июль, |
[1, таблица 3, гр. 8] |
|
С |
|
19. Барометрическое давление |
таблица А.1 |
|
ГПа |
|
20. Геграфическая широта |
таблица А.1 |
|
град. с.ш. |
|
21. Максимальное значение суммарной солнечной радиации (прямая) |
|
|
– |
|
22. Среднее значение суммарной солнечной радиации (рассеяное) |
|
|
– |
Таблица 5 – Теплофизические характеристики материала конструкций наружных ограждений
|
Вид ограждения |
Номера слоев |
Материал слоя |
Объемная масса в сухом состоянии γо, кг/м3 |
Толщина материала слоя, δм, |
Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м·ºС |
Коэффициент теплоусвоения материала s, (м2·С)/Вт |
Коэффициент паропроницаемости μ, кг/(м·ч·Па) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Стена |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
| |
|
3 |
|
|
|
|
|
| |
|
… |
|
|
|
|
|
| |
|
Покрытие |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
| |
|
3 |
|
|
|
|
|
| |
|
… |
|
|
|
|
|
| |
|
Полы |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
| |
|
3 |
|
|
|
|
|
| |
|
… |
|
|
|
|
|
|