Тепловая защита здания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вариант № 12

Задание 1

Определить достаточность сопротивления теплопередачи наружной кирпичной стены слоистой кладки с внутренним утепляющим слоем из пенополистирольных плит с объемной массой 100 кг/м3. Выполнить проверку санитарно-гигиенических требований.

А. Исходные данные

Параметры кладки
Х1	Х2	Х3
250	200	120

Место строительства - г. Курск.

Зона влажности - нормальная, прил.В/1/

Продолжительность отопительного периода = 198 суток, табл.1 /2/

Средняя расчетная температура отопительного периода = -2,4єС, табл.1 /2/

Температура холодной пятидневки = -26єС, табл.1 /2/

Температура внутреннего воздуха = + 20єС, табл.1 /3/

Влажность внутреннего воздуха = 55 %, табл.1 /3/

Влажностный режим помещения - нормальный, табл.1 /1/

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б, табл.2 /1/.

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения

= 8,7 Вт/м2 С, /1/

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения

= 23 Вт/м2·°С, табл.8 /3/

Б. Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2) /1/:

= ( 20-(-2,4)·198 = 4435,2 єС.сут.

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче наружных стен вычисляем по формуле (1) /1/ при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4 определяемых по таблице 4 /1/

=0,00035·4435,2 + 1,4 =2,173 м2·°С/Вт.

Нормируемые теплотехнические показатели материалов стены определяем по приложению (Д) /3/ и сводим их в таблицу.

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	,Вт/(м·°С)	, м2·°С/Вт
1	Кирпичная кладка из пустотного кирпича	1200	0,250	0,52	0,481
2	Плиты пенополистирольные	100	0,200	0,052	3,846
3	Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного)	1600	0,120	0,64	0,188

Термическое сопротивление R определяем по формуле:

R = /.

Общее термическое сопротивление стены:

=4,67м2·°С/Вт.

Для наружных стен из кирпича с утеплителем следует принимать приведенное сопротивление теплопередаче с учетом коэффициента теплотехнической однородности , который равен 0,74 (таб. 6 /3/),

=,

где - общее сопротивление теплопередаче ограждения, м2·°С/Вт.

Условие, = 3,46 > , = 3,10 м2 °С/Вт, выполняется.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания

I. Проверяем выполнение условия .

Расчетный температурный перепад t0, °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемых величин tn,°C, установленных в таблице 5, и определяется по формуле (4) /1/:

,

где n-коэффициент учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, таб.6 /1/, определяем

=є С.

Согласно табл. 5 /1/, условие, = 1,132 є С < = 4 є С, выполняется.

II. Проверяем выполнение условия

Температура внутренней поверхности должна быть больше температуры точки росы.

Для расчета используем формулу (25) /3/

= tint - [n (tint - text)] / (Ro int) = є С.

Согласно приложению (Р) /3/ для температуры внутреннего воздуха = 22єС и относительной влажности = 55 % температура точки росы = 12,56єС, следовательно, условие,12,56єС, выполняется.

Вывод: Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Задание 2

Определить толщину утеплителя чердачного перекрытия, состоящего из ж/б панели =100 мм, пароизоляция - 1 слой рубитекса; цементно-песчаной стяжки =30 мм и утеплителя - плиты минераловатные объемной массой =150 кг/м3

А. Исходные данные

Чердачное перекрытие состоит из конструктивных слоев, приведенных в таблице.

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	, Вт/(м·°С)	, (м2·°С/ Вт)
1	Железобетон	2500	0,100	2,04	0,049
2	Пароизоляция - 1 слой рубитекса (ГОСТ 10293)	600	0,005	0,17	0,029
3	Цементно-песчаная стяжка	1800	0,30	0,93	0,322
4	Плиты минераловатные	30	Х	0,046	Х

Место строительства - г.Курск.

Зона влажности - нормальная, прил.В/1/.

Продолжительность отопительного периода = 198 сут, табл.1 /2/

Средняя расчетная температура отопительного периода = -2,4 єС, табл.1 /2/

Температура холодной пятидневки = -26 єС, табл.1 /2/

Температура внутреннего воздуха = 20 єС, табл.1 /3/

Влажность внутреннего воздуха = 55 %, табл.1 /3/

Влажностный режим помещения - нормальный, табл.1 /1/.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б, табл.2 /1/.

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения

= 8,7 Вт/м2·С, /1/.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения

= 12 Вт/м2·°С, табл.8 /1/.

Б. Порядок расчета

Определение градусо-суток отопительного периода по формуле (2) /1/:

Dd = (tint - tht)·zht = (20 + 2,4)·198 = 4435,2 єС·сут.

Нормируемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия вычисляем по формуле (1) /1/ при значениях коэффициентов = 0,00045 и = 1,9 определяемых по таблице 4 /1/:

=0,00045·4435,2 + 1,9 = 3,896 м2 °С/Вт.

Теплотехнический расчет ведется из условия равенства общего термического сопротивления R0 нормируемому Rreq, т.е.

R0 = Rreq.

По формуле (8) /3/ определяем термическое сопротивление ограждающей конструкции Rк

= 3,896 - (1/8,7 + 1/12) = 3,896 - 0,198 = 3,697 м2·°С/Вт,

которое может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев

,

где - термическое сопротивление железобетонной плиты

перекрытия, величина которого составляет 0,049 м2·°С/Вт ;

- термическое сопротивление цементно-песчаной стяжки;

- термическое сопротивление слоя пароизоляции;

- термическое сопротивление утепляющего слоя, определяемое из выражения:

3,697 -(0,049 + 0,029+0,322) = 3,297 м2·°С/Вт.

Далее вычисляем толщину утепляющего слоя:

= 3,297·0,046 = 0,152 м.

Принимаем толщину утепляющего слоя равной 150 мм.

Определяем общее фактическое сопротивление теплопередаче ограждения с учетом принятой толщины утеплителя



Условие, 3,897= 3,896 м2 °С/Вт, выполняется.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания

I. Проверяем выполнение условия .

Величину определяем по формуле (4) /1/

=

Согласно табл. (5) условие < ?tn=3 выполняется.

II. Проверяем выполнение условия .

Значение рассчитываем по формуле (25) /3/:

tsi = tint - [n (tint - text)] / (Ro int) = 20 - = 20 - 1,357 =18,643°С.

Согласно приложению (Р) /3/ для температуры внутреннего воздуха = 20°С и относительной влажности= 55 % температура точки росы = 12,56 °С, следовательно, условие, =18,643 =12,56 °С, выполняется.

Вывод: Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Задание 3

Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены.

А. Исходные данные

Место строительства - г. Курск.

Зона влажности - нормальная, прил.В/1/..

Температура холодной пятидневки = -26єС, таб.1 /2/

Температура внутреннего воздуха = + 20єС, таб.1 /3/

Относительная влажность внутреннего воздуха = 55 %, таб.1 /3/

Влажностный режим помещения - нормальный, таб.1 /1/

Условия эксплуатации ограждающих конструкций - Б, табл.2 /1/..

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения

= 8,7 Вт/м2 С, /1/

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения

= 23 Вт/м2·°С, табл.8 /1/.

Б. Порядок расчета

Расчет ведется в соответствии с требованиями /1/ методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно соблюдаться условие .

Определяем теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции.

Таблица 2

Теплотехнические характеристики материалов ограждающей конструкции

№	Наименование материала	г0, кг/м3	д, м	л, Вт/м · 0С	R, м2·0С/Вт	м, мг/м·ч·Па
1.	Кирпич обыкновенный глиняный	1800	0,380	0,81	0,47	0,11
2.	Пенополистирол	100	0,150	0,052	2,88	0,05
3.	Кирпич обыкновенный глиняный	1800	0,250	0,81	0,20	0,11

Нормируемое сопротивление паропроницанию вычисляется по формуле:

(1)

где eint - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле

(2)

Е - парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле

(3)

где Е1, Е2, Е3 - парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации ?с, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

z1, z2, z3 - продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периода года, определяемая по табл. с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 50 С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 0С до плюс 5 0С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 0С.

- сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации;

eext - среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по табл.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по табл., а значения температур в плоскости возможной конденсации соответствующие этим периодам, по формуле

(4)

где tint, 0C - расчетная температура внутреннего воздуха;

ti, 0C - расчетная температура наружного воздуха i - го периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

Rsi - сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения

м2·0С·Вт;

- термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;

R0 - общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле

R0 = Rsi + R1 + R2 + …. Rn + Rse, (5)

Rse - термическое сопротивление теплоотдачи ограждающей конструкции, равное t

м2 0С/Вт;

R1, R2, и Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые по формуле (6) /8/

(6)

где д i - толщина i-го слоя, м;

лi - коэффициент теплопроводности материала i-го слоя,

Используя данные табл.1, по формуле (5) определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции R0

R0 = 0,115 + 0,469 +2,885 + 0,309 + 0,043 = 3,821 м2 · 0С/Вт.

Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет

(м2 · 0С)/Вт.

Для соответствующих периодов года устанавливаем их продолжительность zi , мес, и среднюю температуру наружного воздуха ti , 0С, а далее по формуле для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации ?i для климатических условий г. Воронежа:

Зимний период включает 3 месяца - (январь, февраль, декабрь),

z1 = 3 мес..

t1 = 0С

0С

Весенне - осенний период включает 2 месяца - (март, ноябрь), z2 = 2 мес.

t2 = 0С

0С

Летний период включает 7 месяцев - (апрель - октябрь), z3 = 7 мес.

t3 = 0С

0С

По приложению (С) /8/ для tint = 20оС устанавливаем численное значение Па, а далее по формуле (3) определяем давление водяного пара внутреннего воздуха

Па

Для соответствующих периодов по найденным температурам (?1, ?2, ?3) определяем по приложению (С) /8/ максимальные парциальные давления (Е1, Е2, Е3) водяного пара: Е1 = 372 Па, Е2 = 606 Па, Е3 = 1640 Па и далее по формуле (4) рассчитываем парциальное давление водяного пара Е, Па,в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции:

Па

Вычисляем сопротивление паропроницанию , м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации.

м2·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха eext, Па, за годовой период, согласно табл. 7 /7/, составляет 790 Па.

По формуле (1) определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации

м2·ч · Па/мг

Вывод : В связи с тем, что сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации = 7,45 м2··ч·Па/мг выше нормируемых значений Rvp1 и Rvp2, соответственно равные 0,94 и 1,07 м2· ч· Па/мг, следовательно, рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-03. по условиям паропроницанигде - среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами;

eint - парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, рассчитываемое по формуле:

 (2)

где Еint - парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре tint (принимается по приложению (С) /3/;

цint - относительная влажность внутреннего воздуха, %, принимаемая в соответствии с п. 5.9. /п.3/, равна 55 %.

По формуле (2) рассчитываем действительное парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха помещения

Па

Согласно табл. 3 /п.3/ устанавливаем месяцы со среднемесячными отрицательными температурами, а затем по табл. 7 /п.2/ для этих месяцев определяем значения действительного парциального давления наружного воздуха, по которым рассчитываем величину среднего парциального давления водяного пара наружного воздуха.

Для г. Курска к месяцам со среднемесячными отрицательными температурами относятся: январь, февраль, март, ноябрь и декабрь, для которых действительная упругость водяного пара наружного воздуха составляет соответственно 3,1 3,3; 4,4; 5,5; и 4,0 гПа.

Отсюда

гПа = 406 Па

Находим нормируемое сопротивление паропроницания по формуле:

м2*ч*Па/мг

Согласно /3/ сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции (или ее части) равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих ее слоев

 (3)

где Rvp1, Rvp2 и Rvpn - сопротивления паропроницанию отдельных слоев ограждения, определяемые по формуле:

(4)

где д - толщина ограждающего слоя, м;

м - коэффициент паропроницания материала слоя ограждения, принимаемый по приложению (Д) /п.5/.

Используя формулу (3), вычисляем численное значение покрытия

м2·ч·Па/мг

В. Вывод

В связи с тем, что фактическое сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции = 8,72 м2·ч·Па/мг выше нормируемой величины м2·ч·Па/мг, следовательно, рассматриваемая конструкция удовлетворяет требованиям сопротивления паропроницанию.

Задание 4

Определить достаточность звукоизоляции от воздушного и ударного шума междуэтажного перекрытия без звукоизолирующего слоя состава:

Вариант	Несущая часть перекрытия	ЦПС =2100кг/м3 и толщиной, мм	Покрытие пола из рулонного материала
12	Круглопустотная ж/б плита д =220мм	30	Теплозвукоизоляционный поливинилхлоридный линолеум на основе лубяных волокон д=3,5мм

Решение. Несущая часть перекрытия: круглопустотная железобетонная плита = 220 мм = 0,22м, плотность 2500кг/м3.

Определяем поверхностную плотность ограждения т = ·h:

ж/б плиты: т = 2500·0,22 = 550 кг/м2.

ЦПС: т = 2100·0,03 = 6,3 кг/м2.

т = 550 + 6,3 = 556,3 кг/м2

mэ = 556,3·1 = 556,3 кг/м2

где mэ эквивалентная поверхностная плотность определяемая по формуле(6)/п.4/

mэ = K m, кг/м2, где

т поверхностная плотность, кг/м2

K коэффициент, учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из бетонов на легких заполнителях, поризованных бетонов и т.п. по отношению к конструкциям из тяжелого бетона с той же поверхностной плотностью.

Для сплошных ограждающих конструкций с плотностью 1800кг/м3 и более принимают К=1.

Rw =37· lgmэ + 55· lgК - 43 = 37· lg556,3 + 55· lg1 - 43 =58,6 дБ

Вычитаем 1 дБ на линолеум и получаем:

Rw=58,6 - 1 = 57,6 дБ.

Индекс приведенного уровня ударного шума определяется по формуле 14 /4/:

Lwn = Lnwo - ? Lnw,

где Lnwo - индекс приведенного уровня ударного шума для несущей плиты перекрытия, дБ; значения индексов определяют по таб. 18 /4/, равен 73 дБ;

? Lnw - индекс снижения приведенного уровня ударного шума, равен 19 дБ.

Lwn = 73 - 19 = 54 дБ.

Сравним с нормативными значениями:

Перекрытия между комнатами в квартире в двух уровнях в домах категории Б:

Rw, = 45 дБ

Lnw, = 66 дБ

Rwн < Rw : 45 дБ <57,6 дБ

Lnwн > Lnw: 66 дБ >54 дБ

Вывод: требования защиты звукоизоляции от воздушного шума выполняются.

Задание 5

Определить площадь бокового одностороннего остекления 3-х пролетного цеха по данным из таблицы. Здание отдельно стоящее. Город Курск.

№ Вар-та	Размеры здания, м L H	e %		Вид остекления	Материал переплетов	Значение коэф-та отражения Потолка стен пола	Ориентация световых проемов	Разряд зрительной работы
12	12 18 12 72 7,2	1,0	1,4	Стекло оконное одинарное	металл	0,9 0,6 0,1	З	V

Решение.

Расчет ведется согласно требований СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение».

Определение площади боковых светопроемов.

Ведется на основании формулы

(1)

Где:

1. - площадь пола, При одностороннем боковом освещении площадь пола , м2, в зависимости от разряда выполняемой работы принимается:

- для V -VII разряда

= 72Ч2Ч7,2 =1036,8

где - длина помещения, м;

Н- высота помещения от уровня пола до низа стропильной конструкции, м

2. Коэффициент запаса Кз = 1,4 устанавливаем по таблице.

3. Нормированное значение КЕО при боковом освещении для работ средней точности для г. Курска согласно формуле (1) /п.6/

,

где - нормированное значение К.Е.О принимается согласно таб.1/5/

-коэффициент светового климата, принимаемый по таб.4 согласно приложению (Д)/5/

4. Световая характеристика окна 0 определяется в зависимости от высоты от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h1 = 7,2 - (0,8 + 0,6) = 5,8 м (рис.2), отношения длины помещения lп к его глубине B=(I1 + I2 + I3) -1 = 41 м2, = 72/41 = 1,7 и отношения = ? 7,1 При полученных отношениях 0 = 18,3.

рис.1 рис.2

Размеры , и устанавливаются в соответствии с рис. 1 и 2.

Глубина помещения , м, при одностороннем освещении - равна ширине здания , м, минус 1м, т.е. м.

5. Находим значение коэффициента r1. Предварительно определяем значение ср при заданных параметрах 1 = 0,9; 2 = 0,6; 3 = 0,1; площади потолка и пола , площади боковых стен . Площадь стены с боковыми световыми проемами в данном случае не учитывается.



При одностороннем боковом освещении для V разряда зрительной работы за расчетную точку согласно п. 5.5 /п.5/ принимают точку, удаленную от светового проема на расстояние, равное 2,0 м высоты от пола до верха светопроемов, т.е. = 2,0 · 7,2 = 14,1 м.

В этом случае отношение составляет

.

Для отношений = 0,30; = 7,1 и = 1,7 величина r1 = 1,31

Коэффициент , так как по условию задачи противостоящие здания отсутствуют.

6. Общий коэффициент светопропускания рассчитывается по формуле:

.

При проектировании только бокового освещения, при определении учитываются только значения , и .

Необходимая площадь боковых световых проемов составляет:

м2

Задаемся шириной оконных проемов =4,5 м, и их количеством (10шт) определяем их высоту , м, по формуле:

=3,0м

где - длина остекления, м, определяемая по формуле:

=(12-2)*4,5=45

где - количество шагов вдоль здания;

- принятая ширина оконного проема, м.

Установленная высота оконных проемов округляется в сторону увеличения кратно 0,6 м. в случае, когда найденная высота оконного проема , м, не превышает максимально возможный размер, установленный по формуле:

=7,2-1.8=5,4м

Принимаем размеры окон =4,5 м, =3,0 м, количество проемов принимаем 10. Считаем площадь с принятыми размерами окон:

S=•10•=3,0•10•4,5=135 м2

Разница между расчетной площадью остекления и принятой, не должна превышать 10%:

1% = ((135+268,37)/2*100%=2,0м2

(268,37-135)/2,0=66%

Вывод: Принятая площадь бокового остекление имеет разницу с расчетной площадью бокового остекления 66%, следовательно, нужно воспользоваться боковым или верхним дополнительным освещением.

Список используемой литературы

1. Строительные нормы и правила, СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”.М.: Госстрой России, 2004.

2. Строительные нормы и правила, СНиП 23-01-99 “Строительная климатология”.М.: Госстрой России, 1999.

3. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-101-2004 “Проектирование тепловой защиты зданий”. М.: Госстрой России, 2004.

4. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-103-2003 “Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий”.М.: Госстрой России, 2004.

5. Строительные нормы и правила, СНиП 23-05-95* “Естественное и искусственное освещение”.- М.: Госстрой России, 2003.

6. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-102-2003 “Естественное и искусственное освещение жилых и общественных зданий”.- М.: Госстрой России, 2003.

7. Строительные нормы и правила, СНиП 23-03-03 “Защита от шума”.М.: Госстрой России, 2003.

Размещено на Allbest.ru