Разработка технологической карты на инъекционное закрепление грунтов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ «ЭКОНОМИКИ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА»

Кафедра «Экономики и экономической безопасности»

КУРСОВАЯ РАБОТА

«ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»

ТЕПЛОЗАЩИТА ЗДАНИЙ

Разработка технологической карты на инъекционное закрепление грунтов

вариант № 4

Челябинск

2009

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮЖНО-УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ЭКОНОМИКИ И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА

Кафедра «Экономики и экономической безопасности»

Специальности 080502 -«Экономика и управление на предприятии (по отраслям)»

Задание на КУРСОВУЮ РАБОТУ

по дисциплине ЕН. Ф. Здания и сооружения (обслуживание), Физико-технические основы»

Вариант № 4

Задание 1. Определить расчётную величину коэффициента теплопроводности шлакопемзобетона (термозитобетон) с ?0= 1800 кг/м3 для наружной стены жилого дома в условиях г. Уфы. Температура воздуха внутри помещения должна составлять не менее 20оС, а относительная влажность воздуха в= 55%.

Решение. Влажностный режим помещения, с учётом справочных данных (см. табл. 3, табл. 4, табл. 5, табл. 6), в зависимости от tв в - нормальный. По карте зон влажности г. Уфа относится к сухой зоне. Следовательно, условия эксплуатации «А» (см. справочные данные) и коэффициент принимается равным =0,63 Вт/м·оС.

Задание 2. Выполнить расчет по определению толщины ограждения при проектировании условий теплозащиты производственного здания, строящегося в г. Березники. Согласно заданию на проектирование стена должна быть выполнена из глиняного обыкновенного (обожжённого) кирпича на цементно-песчаном растворе (по ГОСТ 530-80) и оштукатурена с двух сторон цементно-песчаным раствором толщиной 2,5 см. Расчетная температура воздуха в помещения tв = 22 °С, относительная влажность воздуха ?в = 75 %. Схема стены к расчету приведена на рис. 5.

Рис. 5. Схема стены

Решение. 1. Исходя из значений температуры воздуха в помещении tв = 22 °С и влажности ?в = 75 % по табл.4 [1] определяется режим помещения - режим помещения влажный. Следовательно, требуемое сопротивление Rотр для стены необходимо определять по санитарным условиям, используя формулу (41). Величина Rотр, будет равна

,

где n =1 по табл. 17 [1]; ?в= 8,7 Вт/(м2?°С) по табл. 10 [1]; tн = -35 °С (г. Березники) по табл.16 [2].

Значение нормируемого температурного перепада согласно (табл. 9 по формуле ?tн = tв - tр = 22- 17,5=4,5 °С. Здесь tр - температура точки росы при заданной влажности воздуха ?в = 75 % помещения. Действительное парциальное давление водяного пара (абсолютная влажность - пропорциональная величина давлению пара) f рассчитывается по соотношению

,

где fmax= 2642 Па при температуре воздуха в помещении tв =22 °С - давление насыщенного пара (max влажность - количество насыщенного пара - величина пропорциональная давлению пара, приложение 1); ?в =75 % - заданной влажности воздуха в помещении.

По действительному парциальному давлению водяного пара f=1981,5 Па находится температура точки росы определяется tр = 17,5 °С (при f= 1981,5Па интерполяция по приложению 1).

2. По данным, приведённых в табл.3 и приложения 2 (выписка из [1]), устанавливаются условия эксплуатации ограждающих конструкций. В зависимости от влажности в зоне строительства, по приложению 2 (выписка из [1]), условия эксплуатации ограждения относится к категории « Б ».

3. По табл. 2 (данные СНиП II-3-79 [1]) определяются расчетные коэффициенты теплопроводности материалов ограждения:

· для кирпичной кладки - ?к= 0,81 Вт/(м?°С);

· для цементно-песчаного раствора - ?р = 0,93 Вт/(м?°С).

4. Толщина кирпичной кладки из условия равенства (равновесия) Rо = Rо1тр определяется по формулам (29) - (32).

;

,

здесь ?в = 8,7 Вт/(м?°С) - коэффициент теплоотдачи поверхности внутренней стены (принят по табл.10 выписка из СНиП II-3-3-79* [1 табл.4*]);

?н= 23 Вт/(м?°С) - коэффициент теплоотдачи наружной стены (принят по табл.11 выписка из [1 табл. 6*]).

Общий вывод. Таким образом, необходимые теплотехнические условия обеспечит стена толщиной 49см (два кирпича).

Известково-песчаная

Задание 3. Выполнить расчет по определению толщины теплоизоляции для чердачного перекрытия двухэтажного жилого дома, строящегося в г. Вайда-Губа Мурманской области. Крыша скатная с наклонными стропилами, перекрытие из сплошных железобетонных плит толщиной ?жбп=22 см. Теплоизоляция должна быть выполнена из минераловатных плит толщиной ?мвп=120 мм и плотностью ?0=125 кг/м3, защищенных стяжкой из известково-песчаного раствора толщиной ?ц ст= 25 мм с армированной сеткой. Схема к расчету приведена на рис. 6. Температура внутреннего воздуха tв =25 °С, относительная влажность воздуха ?в = 65 %.

Рис. 6. Схема чердачного перекрытия

Решение. 1. Исходя из значений температуры воздуха в помещении tв = 25°С и влажности ?в =65% по табл.4 [1] определяется режим помещения - режим помещения мокрый. Требуемое сопротивление Rо2тр , следовательно, определяется из условия энергосбережения по величине градусо-суток отопительного периода (ГСОП), Величина ГСОП будет равна

,

где zоп =294сут. - продолжительность отопительного периода по табл. 16 (выписка из СНиП 23-01-99 [2]); tоп =-0,7°С - средняя температура отопительного периода по табл. 16 (выписка из СНиП 23-01-99 [2].

По величины ГСОП =5497,8 °С?сут. требуемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия по табл. 18 (выписка из СНиП II-3-79*[1]) по интерполяции равно Rотр = 4,38 м2?°С/Вт.

2. По данным, приведённых в табл. 3 и приложения 2 (выписка из [1]) устанавливаются условия эксплуатации ограждающих конструкций. В зависимости от влажности в зоне строительства (г. Вайда-Губа во влажной зоне), по приложению 2 (выписка из [1]), условия эксплуатации перекрытия относится к категории «Б ».

3. По табл. 10 (выписка из СНиП II-3-3-79* [1]), коэффициент теплоотдачи ?в =8,7 Вт/(м2?°С), а коэффициент ?н =23 Вт/(м2?°С) (см. табл. 11 [1]).

4. По табл. 2 (данные СНиП II-3-79 [1]) определяются расчетные коэффициенты теплопроводности материалов перекрытия:

· Железобетонная плита перекрытия - ?жбп = 2,04 Вт/(м?°С);

· Известково-песчаная стяжка - ?ц ст = 0,81 Вт/(м?°С);

· Минераловатные плиты ?0=125 кг/м3 (ГОСТ 9573-82) - ?мвп= 0,06 Вт/(м?°С).

5. Толщина теплоизоляции из условия равенства (равновесия) Rо = Rо2тр определяется по формулам (29) - (32).

;

,

здесь ?в = 8,7 Вт/(м?°С) - коэффициент теплоотдачи поверхности внутренней части перекрытия (принят по табл.10 из СНиП II-3-3-79* [1]);

?н = 23 Вт/(м?°С) - коэффициент теплоотдачи наружной части перекрытия (принят по табл.11 СНиП II-3-3-79* [1]).

Таким образом, для обеспечения требуемой теплоизоляции чердачного перекрытия необходимо уложить по плитам перекрытия минераловатные плиты плотностью 125кг/ м3 с толщиной слоя не менее 0,201 м=20 см.

Задание 4. Рассчитать толщину теплоизоляции перекрытия ?двп первого этажа жилого здания, расположенного над подвальными помещениями, строящегося в г. Архангельске. Расчетная температура в помещениях первого этажа tв = 23°С, температура в подвальных помещениях tвп = 1°С. Перекрытие над подвалом выполнены из сплошной железобетонной плиты толщиной ?жбп=16 см. По плите перекрытия необходимо уложить теплоизоляцию из древесноволокнистых плит ?двп = 1000 кг/м3 и уложить деревянный пол по лагам ?д = 500 кг/м3 толщиной ?д= 15 мм с покрытием из линолеума ?л = 1800 кг/м3 по (по ГОСТ 14632-79) толщиной ?л= 7 мм. Толщину воздушной прослойки принять ?пр=0,05 м. Схема к расчету приведена на рис. 7.

Решение. 1. Так как разность температур tв - tвп = 23-1=22 °С >6°C, расчет требуемого сопротивления производим по формуле (41). Величина Rо1тр, будет равна

где ?в =8,7 Вт/(м2?°С) - коэффициент теплоотдачи поверхности внутренней стены (принят по табл.10 из СНиП II-3-3-79* [1]); n = 1 по табл. 17 [1]. Значение нормируемого температурного перепада согласно (табл. 9 ?tн = 2,0 °С).

Рис. 7. Схема перекрытия

2. По данным, приведённых в табл. 3 и приложения 2 (выписка из [1]) устанавливаются условия эксплуатации ограждающих конструкций. В зависимости от влажности в зоне строительства (г.Архангельск во влажной зоне), по приложению 2 (выписка из [1]), условия эксплуатации перекрытия относится к категории «Б ».

3. По табл. 2 (данные СНиП II-3-79 [1]) определяются расчетные коэффициенты тепопроводности материалов перекрытия:

· Железобетонная плита перекрытия - ?жбп = 2,04 Вт/(м?°С);

· древесноволокнистые плиты ?двп = 1000 кг/м3 (по ГОСТ 4998-84*) - ?двп = 0,29 Вт/(м?°С);

· древесина (сосна поперек волокон) ?д = 500 кг/м3 - ?д = 0,18 Вт/(м?°С);

· линолеум поливинилхлоридный многослойный (по ГОСТ 14632-79) ?л = 1800 кг/м3 - ?л = 0,38 Вт/(м?°С).

4. Толщина теплоизоляции из условия равенства, (равновесия) Rо = Rо1тр определяется по формулам (29) - (32).

;

,

здесь ?в = 8,7 Вт/(м?°С) - коэффициент теплоотдачи поверхности внутренней части перекрытия (принят по табл.10 из СНиП II-3-3-79* [1]); Rвп = 0,16 м2?°С/Вт - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки под полом, принятое по прил. 3 (выписка из [1]

Таким образом, для обеспечения требуемой теплоизоляции чердачного перекрытия первого этажа необходимо дополнительно уложить древесноволокнистую плиту с ?0 = 1000 кг/ м3 толщиной 4,3 см=43 мм.

Задание 5. Проверить на соответствие теплотехническим требованиям облегченную кирпичную стену двухэтажного жилого дома, сложенную из глиняного обыкновенного (обожжённого) кирпича (240х120х60) на известково-песчаном растворе с заполнением вермикулитобетоном (рис. 4). Стена оштукатурена с внутренней стороны цементно-песчаным раствором толщиной ц =0,15 м с наружной стороны - сложным известково-цементным раствором толщиной из=0,27 м. Материал стены нарушен как в параллельном, так и в перпендикулярном направлении тепловому потоку.

Исходные данные: 1. Район строительства - г. Сим (Челябинской области). Климатические данные района строительства: средняя температура и продолжительность отопительного периода tоп = - 7,5 °С, zоп = 221 сут. (см. табл.16 выписка из [2]).

2. Параметры внутреннего воздуха: температура tв = 22 °С относительная влажность внутреннего воздуха ?в = 66 %.

3. Необходимые теплотехнические показатели и коэффициенты:

n = 1 (табл. 17, выписка из [1]); ?в = 8,7 Вт/(м2?°С) по табл. 10 (выписка [1]);

?н = 23 Вт/(м2?°С) по табл. 11 (выписка [1]); ?tн = 4 °С (табл. 9 выписка [1].

4. Зона влажности - сухая , прил. 2 (выписка из [1]).

5. Температурно-влажноствный режим - сухой (табл. 3 и табл.4 выписка из [1]). Условия эксплуатации - « А » (прил. 2, табл. 2, выписка из [1]).

6. Коэффициенты теплопроводности материалов:

· кирпичной кладки - ?к = 0,70 Вт/(м?°С);

· вермикулитобетона - ?п = 0,09 Вт/(м?°С);

· известково-песчаного раствора - ?из = 0,70 Вт/(м?°С);

· цементно-песчаного раствора - ?ц = 0,76 Вт/(м?°С).

7. Структура стены не меняется по длине, а по вертикали повторяется через каждые семь рядов. Толщина 2-х кирпичей на цементно-песчаном растворе (рис. 4) составит 2к(цем-п)=140 мм ,а расчетная площадь 1 м стены первого участка термического сопротивления будет равна . Толщина 5-ти кирпичей на цементно-песчаном растворе составит 5к(ц-п)=385 мм, а расчетная площадь 1 м стены второго участка термического сопротивления будет равна .

8. Толщина кирпичной кладки по сечению стены параллельно тепловому потоку составит 2к(ц-п)= (2?240)+15+15= 510 мм (два кирпича с учётом толщины цементно-песчаного раствора ц кл= 0,015 м).

Решение

1. Определить сопротивление теплопередаче стены. Так как однородность материала стены нарушена как в параллельном, так и в перпендикулярном тепловому потоку направлениях; следовательно, расчет необходимо произвести как для неоднородной конструкции с регулярной структурой по следующей схеме (метод по СНиП II-3-79* [1]).

· Сопротивление теплопередаче стены определяется как

,

где ?в= 8,7 - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.10 (выписка из СНиП II-3-3-79*); ?н= 23 - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.11 (выписка из СНиП II-3-3-79*); Rотр - приведенное термическое сопротивление конструкции стены теплопередаче ограждающих конструкций, определяемое в следующем порядке:

Ш условно разделить (разрезать) конструкцию стены плоскостями параллельными направлению теплового потока, на два участка и по формуле (34) определить

,

где если структура стены не меняется по длине, а по вертикали
повторяется через каждые семь рядов, то - расчетная площадь 1 м стены первого участка термического сопротивления - ; - расчетная площадь 1 м стены второго участка термические сопротивления -

;

;

Ш условно разделить (разрезать) конструкцию стены плоскостями перпендикулярными направлению теплового потока в соответствии с ее структурой, на пять слоёв и по формуле (31) определить первого, второго, третьего, четвертого и пятого однородных слоев

;

;

;

сопротивление третьего неоднородного слоя составит

,

где - термическое сопротивление части третьего слоя, состоящей из кирпичной кладки;

- термическое сопротивление части третьего слоя, состоящей из вермикулитобетона.

Суммарное термическое сопротивление будет равно

;

· Так как условие , что составляет 23%, т. е. меньше 25% по норме, то расчёт приведённого термического сопротивления определяется по формуле (35)

.

· Определить требуемое сопротивление теплопередаче стены Rотр. Так как здание жилое и режим помещений сухой, то требуемое сопротивление устанавливается из условия энергосбережения по табл.18 (выписка из [1]).

При градусосутках отопительного периода, равных

,

по табл.18 (выписка из [1]) требуемое сопротивление теплопередаче стены Rо2тр= м2?°С/Вт. Так как , то данная конструкция стены не может применяться при строительстве дома, потому что не соответствует требованиям энергосбережения.

Тогда по данной методике возможно произвести расчет неоднородных конструкций, выполненных в виде панелей. Расчет в данном случае может производиться для площади стены, равной площади панели.

Задание 6. Запроектировать стену одноэтажного производственного здания ремонтного предприятия из панелей на деревянном каркасе с асбестоцементными обшивками толщиной по ?ац-п= 12 мм и утеплителем из пенополистирола ?ппс=400 кг/м3 (рис. 8).

Исходные данные. 1. Район строительства - г. Тында (Амурская область).

2. Параметры внутренней среды:

· температура воздуха tв=20°С;

· относительная влажность внутреннего воздуха ?в=65 %;

· температурно-влажностный режим помещения - влажный, (см. прил. 2 (выписка из [1]).

3. Климатические данные района строительства:

· средняя температура и продолжительность отопительного периода tоп= -14,7 °С, zоп= 258 сут. (см. табл.16 выписка из [2]).

4. Зона влажности района строительства - (см. табл. 3 и табл.4 выписка из [1]), при условии эксплуатации ограждающих конструкций - « Б » (прил. 2, табл. 2, выписка из [1]).

5. Необходимые теплотехнические показатели и коэффициенты:

· для пенополистирола плотностью ?ппс= 400 кг/м3, коэффициент теплопроводности - ?ппс= 0,041 Вт/(м?°С);

· для дерева (сосна) - ?д= 0,18 Вт/(м?°С);

· для асбестоцемента плотностью ?ас-п=1800 кг/м3 - ?ас-п= 0,52 Вт/(м?°С).

Рис. 8. Схема панели

Решение

1. Определить требуемое сопротивление теплопередаче стены . Так как режим помещения влжный, то величина определяется по условию энергосбережения и, соответственно, по табл.18 (выписка из [1]) требуемое сопротивление теплопередаче стены составит Rо2тр= 4,5 м2?°С/Вт.

2. В соответствии с модульным рядом толщин панелей её размер составит
3?1,2 м с толщиной утеплителя ?ппс=8 см. Деревянный каркас панели представляет собой бруски сечением 0,05?0,08 м, расположенные по контуру панели и через 1,5 м по длине панели (0,05+1,475+0,025=1,5) (рис. 8).

3. Стеновая панель является неоднородной многослойной конструкцией, и поэтому необходимо определить ее приведенное термическое сопротивление в соответствии с [1]:

· по формуле (34) определить термическое сопротивление Rа

,

где F2 =2(1,5·0,5·3)=0,45м2 - площадь участков панели, занятая деревом каркаса; F1 = 3·1,2- F2=3·1,2-0,45=3,15 м2 - площадь участков панели, занятая утеплителем; R1 и R2 - термические сопротивления участков панели с утеплителем и занятых каркасом (см. формулу 32):

,

,

где ?ац-п - толщина асбестоцементной обшивки (плиты), (2 шт. по ?ац-п= 12 мм); ?ац-п - коэффициент теплопроводности асбестоцементной обшивки, (плиты) - ?ац-п= 0,52 Вт/(м?°С); ?ппс - толщина пенополистирола (утеплителя) - ?ппс = 0,08 см; ?ппс - коэффициент теплопроводности - ?ппс= 0,041 Вт/(м?°С); ?д - толщина деревянного каркаса - ?д = 0,08 см; ?д - коэффициент теплопроводности дерева - ?д= 0,18 Вт/(м?°С).

Для расчёта термического сопротивления Rб необходимо определить два показателя:

ь термическое сопротивление для двух однородных асбестоцементных слоев (см.формулу 31)

;

ь термическое сопротивление для неоднородного слоя: пенополистирола (утеплителя) и каркаса панели (см. формулу 34)

,

где R1, R2 - термические сопротивления утеплителя - пенополистирола и каркаса панели см. формулу 32)

;

.

Тогда термическое сопротивление Rб будет равно

.

Так как , что составляет 6,4 % т. е. меньше 25 % по норме, то расчёт приведённого термического сопротивления определяется как (см. формулу 35)

.

4. В свою очередь, приведенное сопротивление теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции определяется как

,

где ?в= 8,7 Вт/(м2?°С) - коэффициент теплоотдачи поверхности внутренней стены по табл. 10 (выписка [1]); ?н= 23 Вт/(м2?°С) - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.11 (выписка из СНиП II-3-3-79*).

5. Так как Rо= 1,126 м2?°С/Вт < Rо2тр= 4,5 м2?°С/Вт, то данная панель удовлетворяет теплотехническим требованиям.

Задание 7. Трехслойная стеновая панель с наружными слоями из керамзитобетона на керамзитовом песке плотностью ?ст.п=1400 кг/м3 и средним слоем из полистирольного пенопласта ?п-пл = 40 кг/м3 производится заводами строительных материалов. Наружный и внутренний слои панели соединены по контуру. Панели и оконные проемы армированы керамзитобетонными ребрами.

Площадь панели (без учета площади окна) F1=12,35 м2, площадь ребер
F2 = 0,93 м2. Панель имеет внутренний отделочный и наружный защитно-декоративный слои из цементно-песчаного раствора толщиной по ?цпр-р= 2,5 см. Общая толщина панели равна ?панель= 40 см, среднего утепляющего слоя ?пср.ут=16 см.

Определить, может ли данная панель применяться при строительстве девятиэтажного жилого дома в г. Челябинске.

Исходные данные. 1. Параметры внутреннего воздуха: температура tв=25оС относительная влажность ?в=65%.

2. Режим помещения согласно табл.3 и табл. 4 (выписка из [1]) - мокрый. Зона влажности района строительства -сухая. Условия эксплуатации ограждающих конструкций - «Б» (прил.2 выписка из [1].

3. Климатические данные района строительства: средняя температура и продолжительность отопительного периода tоп= -6,5°С, zоп= 218 сут. (табл. 16 выписка из [2]).

Решение.

1. Определить требуемое сопротивление теплопередаче стены . Так как режим помещения нормальный, то величина определяется по условию энергосбережения и, соответственно, по табл.18 (выписка из [1]) требуемое сопротивление теплопередаче стены составит Rо2тр= 3,8 м2?°С/Вт.

2. Условное сопротивление теплопередаче панели без учета теплопроводных включений будет равно

где ?цпр-р= 0,76 Вт/(м?°С); ?кб = 0,56 Вт/(м?°С); ?ппс = 0,041 Вт/(м?°С) - коэффициенты теплопроводности соответственно цементно-песчаного раствора, керамзитобетона и пенополистирола (полистирольный пенопласт) (см. табл.2 выписка из [1]); ?цпр-р=0,25 м;
?кб= 0,08 м; ?ппс= 0,15 м; ?в= 8,7 (см. табл.10 [1]); ?н= 23 (см. табл.11 [1]).

3. Коэффициент теплотехнической однородности определяется как по табл.13 (выписка из [1]). При , (см. табл. 14 (выписка из [1]). Тогда .

В соответствии с (СНиП II-3-3-79* [1]) коэффициент теплотехнической однородности должен быть не менее значений, указанных в табл. 15 (выписка из [1]). В рассматриваемом случае величина теплотехнической однородности равна , что больше (или меньше) (). В противном случае, при следовало бы изменить конструкцию панели, например, изменить ширину ребер и т. п.

Тогда приведенное сопротивление теплопередаче панели равно

.

Данная стеновая панель обладает достаточными теплозащитными свойствами для первого этапа применения, так как выполняется условие оценки применения

Подбор конструкции окон по условиям теплозащиты. Большая доля окон в общей площади фасадов большинства зданий (20…30 %). Низкие по сравнению с глухими участками стен теплозащитными качествами окон приводит к значительным теплопотерям через светопрозрачные элементы. В этой связи при проектировании должны приниматься оконные заполнения с высокими теплозащитными свойствами. При невозможности обеспечения этих свойств, площадь окон должна быть уменьшена до минимально возможной по условиям освещенности. В соответствии с последним, как было указано в п. 3.12 в гражданских зданиях площадь окон с приведенным сопротивлением теплопередаче меньше (или больше) 0,56 м2?°С/Вт должна быть по отношению к суммарной площади светопрозрачных и непрозрачных ограждающих конструкций стен не более 18 % [1].

Проектировать окна с более высоким приведенным сопротивлением теплопередаче возможно путем применения оконных заполнений с тройным остеклением, а также заполнений из двух- и трехслойных стеклопакетов со стеклами, имеющими специальные покрытия. В ряде случаев могут приниматься конструкции стеклопакетов с заполнением межстекольного пространства аргоном.

Задание 8. Подобрать конструкцию окна жилого дома при следующих исходных данных:

1. Район строительства - г. Онега (Архангельская область).

2. Площадь окон здания - Ѕок= 655 м2, суммарная площадь светопрозрачных и непрозрачных ограждающих конструкций стен - Ѕсум =3610 м2.

3. Расчетная температура внутреннего воздуха tв = 20 °С.

4. Климатические данные района строительства по табл.8 и табл. 16 (выписка из [1, 2]): средняя температура tоп = -3,9 °С и средняя продолжительность отопительного периода zоп = 248 сут.

Решение

1. Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче окон рассчитываются из условий энергосбережения

и, соответственно, по табл.18 (выписка из [1]) требуемое сопротивление теплопередаче стены составит Rо2тр= 0,49 м2?°С/Вт.

Отношение площади окон Ѕок к суммарной площади стен Ѕсум равно

,

так как , то фактическое приведенное сопротивление теплопередаче в соответствии с требованиями норм (см. табл. 18) должно быть не менее 0,49 м2?°С/Вт.

В соответствии с требованием по табл. 19, конструкцию оконного заполнения необходимо принять как двойное остекление в деревянных или пластмассовых раздельных переплетах с .

2. Далее необходима проверка соответствия выбранного оконного заполнения требованиям теплозащиты и санитарных норм. Для этого, учитывая, что разность температуры внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 в г. Онега составляет , (см. табл. 19), а величина составит - .

Следовательно, принятое оконное заполнение удовлетворяет
требованиям санитарных норм .

Следует иметь в виду, что если площадь окон будет составлять более 18 % общей площади фасадов здания, то окна должны иметь сопротивление теплопередаче не менее (см. табл. 19). В этом случае, требуемое сопротивление обеспечится при устройстве окон с заполнением трехслойными стеклопакетами в деревянных или пластмассовых переплетах с мягким селективным покрытием среднего стекла, где должны выполнятся условия

.

Задание 9. Подобрать конструкцию окна гражданского здания при следующих исходных данных:

1. Район строительства - г. Саратов.

2. Срок строительства - до 2011 года.

3. Расчетная температура внутреннего воздуха tв=18оС; относительная влажность ?в = 65 %, режим помещения по табл.3 и табл. 4 (выписка из [1]) - влажный.

4. Климатические данные района строительства по табл.8 и табл. 16 (выписка из [1, 2]): средняя температура tоп=-4,3 °С и средняя продолжительность отопительного периода zоп = 196 сут.

Решение.

1. Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче окон рассчитываются из условий энергосбережения при градусосутках отопительного периода

и, соответственно, по табл.18 (выписка из [1]) требуемое сопротивление теплопередаче стены составит Rо2тр=0,25 м2?°С/Вт.

В соответствии с требованием по табл. 19, конструкцию оконного заполнения необходимо принять как двухслойный стеклопакет в металлических переплётах с .

В этом случае фактическое приведенное сопротивление теплопередаче в соответствии с требованиями норм (см. табл. 18) должно быть не менее 0,31 м2?°С/Вт.

2. Далее необходима проверка соответствия выбранного оконного заполнения требованиям теплозащиты и санитарных норм. Для этого, учитывая, что разность температуры внутреннего воздуха и средней температуры наиболее холодной пятидневки обеспеченность 0,92 в г. Саратове составляет , (см. табл. 19) величина составит - .

Следовательно, принятое оконное заполнение удовлетворяет требованиям санитарных норм с .

Задание 10. Рассчитать толщину утеплителя теплого чердака жилого девятиэтажного дома.

Исходные данные:

1. Место строительства - Нижний Новгород;

2. Время строительства - до 2010 г.;

3. Температура внутреннего воздуха tв = 15 °С;

4. Относительная влажность внутреннего воздуха ?в=65 %;

5. Площадь потолка Fпот= 390 м2;

6. Площадь стен чердака в пределах секций Fст = 145 м2;

7. Температура наиболее холодной пятидневки tн = -31 °С, средняя температура tоп= -4,1 °С и продолжительность zоп= 215 сут. отопительного периода [1];

8. Зона влажности района строительства [2] - нормальная. Условия эксплуатации ограждающих конструкций [1] - «Б».

Схема к расчету представлена на рис. 9.

Наименование слоев ограждений и их теплотехнические характеристики приведены в табл. 21-23, где приняты следующие обозначения: ? - толщина слоя, м; ? - плотность, кг/м3; ? - коэффициент теплопроводности, Вт/(м?°С).



Рис. 9. Схема тёплого чердака (для расчёта задания 10)

Табл. 21

Теплотехнические параметры чердачного перекрытия (выписка из [6, табл. 13])

Наименование слоев	?, м	?, кг/м3	?, Вт/(м?°С
Железобетон	0,160	2500	2,039
Цементно-песчаный раствор	0,03	1800	0,930

Табл. 22

Теплотехнические параметры стены чердака (выписка из [6, табл. 12])

Наименование слоев	?, м	?, кг/м3	?, Вт/(м?°С
Цементно-песчаный раствор	0,020	1800	0,930
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетоне	0,310	1200	0,520

Табл. 23

Теплотехнические параметры покрытия (выписка из [1, прил.3*])

Наименование слоев	?, м	?, кг/м3	?, Вт/(м?°С
Железобетон	0,040	2500	2,039
Окраска горячим битумом за два раза	0,004	1200	0,220
Полужесткая минераловатная плита		100	0,07
Цементно-песчаный раствор	0,030	1800	0,930
Рубероид	0,01	600	0,170

Решение.

1. Сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия определяется по табл.21 ((выписка из [6, табл. 13])

где ?в= 8,7 - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.10; ?н= 12 - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.11; - толщина ЖБП; - толщина цементно-песчаной стяжки (табл. 21); - коэффициент теплопроводности железобетонной плиты (см. табл.2 и табл. 21); - коэффициент теплопроводности цеметно-песчаного раствора (стяжки) (см. табл.2 и табл. 21).

2. Сопротивление теплопередаче стены чердака рассчитывается по выражению (табл. 22)

,

где ?в= 8,7 - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.10; ?н= 23 - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.11; - толщина ЖБП; - толщин цементно-песчаного раствора; (табл. 22); - коэффициент теплопроводности керамзитобетонной плиты (см. табл.2 и табл. 22); - коэффициент теплопроводности цеметно-песчаного раствора (стяжки) (см. табл.2 и табл. 21); .

3. Требуемое сопротивление теплопередаче определяется по формуле (44)

где

при - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и поверхностью чердачного перекрытия по (см. табл.9);

qв=5,5 Вт/(м2?°С) - удельные теплопоступления в чердак по табл. 19;

n1= 1,1 - при наличии теплопоступлений в чердачное пространство; - отношение площади стен к площади потолка при
, - площади стен и потолка чердака в пределах жилой секции; - тепло, поступающее от вентиляционных источников (кухня, ванная комната и т. п.).

4. Требуемое сопротивление теплопередаче определяется по формуле (44)

где - температура чердака по условию энергосбережения.

5. Требуемое сопротивление теплопередаче покрытия будет равно (см. табл.18) при градусосутках отопительного периода .

6. Требуемое сопротивление теплопередаче из условия обеспечения невыпадения конденсата на внутренних поверхностях ограждения чердака определяется по формуле (47).

Требуемое сопротивление теплопередаче покрытия будет равно

,

где - минимальная температура внутренней поверхности стен чердака (рис. 9); - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности покрытия (табл.20).

7. Из сравнения полученных значений

< > .

Конструкция теплоизоляции покрытия будет выглядеть так:

· в качестве утеплителя принимаются полужесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем (?ут= 100 кг/м3) с коэффициентом теплопроводности ?= 0,07 Вт/(м?°С) (см. табл.23).

· требуемая толщина плит определяется из равенства

;

,

Следовательно, возможно принять толщину минераловатной плиты равной .

Задание 11. Определить температуру на внутренней поверхности стены, усиленной железобетонным поясом. Схема стены на участке размещения пояса приведена на рис. 14. Кирпичная кладка выполнена из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе. Стена оштукатурена цементно-песчаным раствором. Температура в помещении tв=22 °С, относительная влажность воздуха ?в=55 %. Место строительства г. Брянск.



Решение

1. Теплопроводное включение в виде железобетонного пояса соответствует схеме III на рис. 13. Расчет внутренней поверхности стены в этом случае определяется по формуле (50)

Здесь tв=22°С - температура внутреннего воздуха;

tн= -26 °С - температура наиболее холодной пятидневки в г. Брянске по табл.16 [2,табл.1];

n = 1 - коэффициент положения конструкции по отношению к наружному воздуху по табл.17 [1,табл. 3*];

?в= 8,7 Вт/(м2?°С) - коэффициент теплоотдачи внутренне поверхности по табл.10 (выписка из [1, табл. 4*]);

?= 2,72 - коэффициент, определяемый по табл. 24 (из [1, табл. 7*] для III схемы рис. 13 при и с); - сопротивление теплопередаче стены вне места теплопроводного включения, определяемое как

,

где ?в= 8,7 см. табл.10 (выписка из [1, табл. 5*]); ?н= 23 Вт/(м2?°С) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности перекрытия по см. табл.11 (выписка из [1, табл. 6*]; - толщина штукатурки и цементно-песчаного раствора кирпичной кладки стены (рис.14); ?шт= 0,93 Вт/(м?°С) - коэффициент теплопроводности цементно-песчаного раствора и штукатурки (табл. 2 и рис 14);

- толщина кирпичной стены (кладки) на цементно-песчаном растворе, определяемой по толщине кирпичной кладки стены на цементно-песчаном растворе (0,24·2+0,015·2=0,51м, рис.14); ?кл= 0,76 - Вт/(м?°С) - коэффициент теплопроводности кирпичной кладки (табл. 2); - высота кирпичной кладки на цементно-песчаном растворе, определяемой по высоте кладки с раствором (0,06·5+0,015·5=0,375м, рис.14); - сопротивление теплопередаче стены в месте теплопроводного включения, определяемое как

где - толщина поверхности стены, усиленной железобетонным поясом (рис.14); ?жб= 2,04 Вт/(м?°С - коэффициенты теплопроводности железобетонного пояса, принимаемого по табл.2 (выписка из [1, прил. 3*]) для условий эксплуатации «Б» по табл. 2 (выписка из [1, прил. 2*], так как температурно-влажностный режим нормальный по табл. 2 (см. [1, табл. 1]), и зоны влажности г. Брянска нормальный (по табл. 2. из [1, прил. 1*]).

2. Расчет температуры внутренней поверхности вне места теплопроводного включения производится по формуле (48)

.

где - сопротивление теплопередаче стены вне места теплопроводного включения; - температура внутреннего воздуха, оС; - температура наружного воздуха, оС; - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2?°С).

Данные расчёта показали, что наличие железобетонного пояса повышает температуру поверхности: ??в=17,4 °С < ?х= 15,7 °С.

3. Возможность выпадения конденсата на поверхности ограждения в месте расположения железобетонного пояса определяется по температуре точки росы при . и tв=22°С. Температура точки росы tр при заданной влажности воздуха ?в = 55% помещения будет равна tр= °С (при f= 2642 Па интерполяция по приложению 1).

Действительное парциальное давление водяного пара (абсолютная влажность - пропорциональная величина давлению пара) f рассчитывается по соотношению

,

где fmax= 2642 Па при температуре воздуха в помещении tв = 22 °С - давление насыщенного пара (max влажность - количество насыщенного пара - величина пропорциональная давлению пара, приложение 1); ?в = 55 % - заданной влажности воздуха в помещении.

Так как : ??в= 17,4 °С < tр= 13,6 °С на поверхности пояса невозможно выпадение конденсата. Для исключения этого необходимо утеплить пояс устройством дополнительной теплоизоляции, размещая его в кладке за поясом.

Задание 12. Проверить для летнего и сравнить с зимним временем теплоустойчивость стены жилого дома (с внутренней температурой воздуха tв=24оС) из легкого бетона (?= 1200 кг/м; ?= 0,47 Вт/(м?°С); коэффициент теплоусвоения материала в данном случае определяется по выражению (53) и равен

где ?бет = 0,47 Вт/(м?°С) - коэффициент теплопроводности материала;
?бет= 1200 кг/м3 - объемная плотность материала; сбет= 0,84 кДж/(кг?°С) - удельная теплоемкость материала; zпот= 24 часа - период колебания теплового потока. Толщина бетонной стены ?бет= 16 см в условиях г. Актюбинска (tн июля= 22,6 °С)).

Решение. Допустимая температура внутренней поверхности ограждения, определяемая по формуле (56) будет равна

,

а тепловая инерция ограждения составит

.

Так как конструкция однослойная и D= 3,785 > 1, то коэффициент теплоусвоения бетонной наружной поверхности равен Sбет, т.е. коэффициент теплоусвоения наружной поверхности бетонной стены Sбет равен коэффициенту теплоусвоения бетона Yбет, т. е. Sбет= Yбет = 11,131 Вт/(м2?°С).

Величина затухания ? вычисляется как

,

где значение ?в = 8,7 Вт/м2·оС (см. табл. 10 [1,табл.4*]), а величина ?н будет равна , где = 2 м/с (принято по [3].

Если при расчетной амплитуде колебаний температуры наружного воздуха (потока) - zпот= 24 часа, расчётная температура внутренней поверхности ограждения , будет равна

,

где значения Jmax = 740 и Jср = 169 - максимальной и средней суммарной солнечной радиации, прияты по [3] для наружных стен - как для вертикальных поверхностей западной ориентации и для покрытий - как для горизонтальной поверхности; ?= 0,7 - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждения по табл.2 [1, прил. 7]; Аtн= 22,5 °С - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, принимаемая по [2];

то амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены А?в.будет равна

.

Так как , то теплоустойчивость стены достаточна.

Сопротивлением теплопередаче бетонной стены для зимних условий равно

.

А требуемое сопротивлением теплопередаче бетонной стены для зимних условий из расчёта экономии, с учётом

равно (см. табл.18) при градусосутках отопительного периода -

Таким образом, установлено, что бетонная стена, обладающая плохими теплозащитными качествами для зимних условий (так как), не обеспечивает (или обеспечивает) защиту помещения от перегрева в летних условиях. Для увеличения ( или уменьшения) теплоустойчивости необходимо увеличить тепловую инерцию стены D за счет её увеличения.

Задание 13. Проверить теплоустойчивость совмещенной крыши жилого дома (с внутренней температурой воздуха tв=25оС) при воздействии на нее солнечной радиации при условиях эксплуатации «А». Здание расположено в г. Бабушкин (республика Бурятия) (tн июля = 14,2 °С)). Конструкция крыши состоит из железобетонной плиты, слоя утеплителя (пенобетон) и рубероидного ковра.

Решение. Теплофизические свойства всех слоев ограждения определены и представлены в табл. 26. Коэффициенты теплоусвоения материалов в данном случае определяются по выражению (53) и равны:

коэффициент теплоусвоения наружной поверхности железобетонной стены Sбет,

;

коэффициент теплоусвоения наружной поверхности пенобетона Sпен-бет,

;

коэффициент теплоусвоения наружной поверхности рубероидного ковра Sруб,

,

где zпот= 85,8 часа - период колебания теплового потока.

Табл.26

Основные теплофизические характеристики крыши

Наименование слоя	Удельная теплоемкость с кДж/кг?°С	Плотность материала ?, кг/м3	Толщина материала ?, м	Коэффициент теплопроводности материала ?,Вт/(м?°С)	Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности перекрытия S,Вт/(м2?оС)	Сопротивление теплопередаче Rо, м2?оС/Вт	Тепловая инерция конструкции D
Железобетонная плита	0,92	2500	0,05	1,92	17,98	0,026	0,467
Пенобетон	0,84	1000	0,25	0,41	5,023	0,609	3,063
Рубероидный ковер	0,84	600	0,01	0,17	2,505	0,059	0,147
?	-	-	-	-	0,694	3,678

Допустимая температура внутренней поверхности ограждения, определяемая по формуле (56) будет равна

,

а тепловая инерция ограждения составит:

· для железобетонной плиты;

· для пенобетона ;

· для рубероидного ковра.

Суммарная тепловая инерция многослойного ограждения будет равна

Так как конструкция многослойная и Dобщ= 3,678 >1,5 , то коэффициент теплоусвоения многослойного покрытия рассчитывается по формуле (61)

,

где величина для многослойной конструкции будет равна

;

а величина , равна

при сопротивлении теплопередаче многослойного покрытия равно

,

где ?н будет равна при = 2 м/с (принято по [3];

,

термическое сопротивление Rбет однослойных бетонных ограждений определяемое по формуле (31) равно; термическое сопротивление Rпено-бет однослойного пенобетонного утеплителя равно; термическое сопротивление Rруб однослойного рубероидного ковра равно.

Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха , определяемой по формуле (58) равна

,

где Аtн = 14,2 - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, принимаемая по [2]; ?= 0,9 - коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждения по табл.2 [1, прил. 7]; значения Jmax = 928 и Jср = 333 - максимальной и средней суммарной солнечной радиации, прияты по [3] для наружных стен - как для вертикальных поверхностей западной ориентации и для покрытий - как для горизонтальной поверхности.

Амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены А?в.будет равна

.

Так как , то теплоустойчивость стены не достаточна.

Требуемое сопротивлением теплопередаче бетонной стены для зимних условий из расчёта экономии, с учётом

равно (см. табл.18) при градусосутках отопительного периода - .

Таким образом, установлено, что многослойная ограждающая конструкция, обладающая не достаточно хорошими теплозащитными качествами для зимних условий (так как ), также не обеспечивает защиту помещения от перегрева в летних условиях.

Задание 14. Определить теплоустойчивость пола в квартире с покрытием из дубового штучного паркета, уложенного по цементно-песчаной стяжке. Условия эксплуатации «А».

Решение. Характеристики материалов пола: паркет толщиной ?1= 0,015 м и плотностью ?1 = 700 кг/м3; теплопроводностью ?1 = 0,18 Вт/(м?°С); коэффициентом теплоусвоения S1 = 5,00 Вт/(м2?°С); толщина цементно-песчаной стяжки ?2 = 0,04 м; плотность цементно-песчаной стяжки ?2 = 1800 кг/м3; теплопроводность цементно-песчаной стяжки ?2= 0,76 Вт/(м?°С); коэффициент теплоусвоения S2 = 9,60 Вт/(м2?°С). Характеристики приняты по табл.2 [1, прил. 3*].

1. Тепловая инерция первого слоя пола-паркета равна

Так как D1 = 0,42 < 0,5, то необходимо рассчитать тепловую инерцию и второго слоя D2 - цементно-песчаной стяжки

,

т. е. суммарная тепловая инерция двух слоев - паркета и стяжки равна:

.

2. Так как D1 + D2 = 0,93 > 0,5, то показатель теплоусвоения пола, рассчитанный по формуле (64) будет равен

(66)

3. По табл.27 (выписка из [1, табл. 11*])величина показателя теплоусвоения поверхности пола (нормальная величина) меньше расчётной величины показателя теплоусвоения поверхности пола, поэтому конструкция не обеспечивает требуемую теплоустойчивость.

Задание 15. Определить теплоустойчивость пола в административном помещении с покрытием из линолеума ПВХ на тканевой основе, уложенного по древесноволокнистым плитам (ДСП), которые в свою очередь уложены по холодной мастике на цементно-песчаную стяжку.

Решение. Характеристики материалов пола: линолеум ПВХ толщиной ?1 = 0,003 м, и плотностью ?1 = 1400 кг/м3; теплопроводность линолеума равна ?1 = 0,23 Вт/(м?°С), а коэффициент теплоусвоения S1 = 5,87 Вт/(м2?°С), толщина древесноволокнистой плиты (ДВП) на холодной мастике равна ?2 = 0,005 м, плотностью ?2 =600 кг/м3, и теплопроводностью ?2 = 0,13 Вт/(м?°С), коэффициент теплоусвоения S2 = 3,93 Вт/(м2?°С); толщина цементно-песчаной стяжки равна ?3 = 0,035 м, плотностью ?3 = 1800 кг/м3, теплопроводностью ?3 = 0,76 Вт/(м?°С), и коэффициентом теплоусвоения S3 = 9,60 Вт/(м2?°С).

Характеристики приняты по табл.2 [1, прил. 3*].

1. Тепловая инерция первого слоя пола-линолеума равна

теплопроводимость стена строительство пол

Так как D1 = 0,08 < 0,5 , то необходимо рассчитать тепловую инерцию и второго слоя (возможно, это и не требуется). Если принято решение по расчёту второго слоя, то величина D2 - древесноволокнистой плиты на холодной мастике будет равна

.

Так как (надо произвести оценку) D1 + D2= 0,08 + 0,15= 0,23 < 0,5 , то необходимо рассчитать тепловую инерцию и третьего слоя (возможно, это и не требуется). Величина D3 - цементно-песчаной стяжки равна

2. Так как D1 + D2 +D3 = 0,08 + 0,15 + 0,44 = 0,67 > 0,5 , то показатель теплоусвоения пола , по рассчитанным формуле (66), будет равен

.

3. По табл.2 (из [1, табл. 11*]) величина показателя теплоусвоения поверхности пола (нормальная величина для промышленных зданий) будет равна

, т. е. больше расчётной величины показателя теплоусвоения поверхности пола, поэтому конструкция пола обеспечивает требуемую теплоустойчивость.

В случае, если такую конструкцию пола следует применить в жилом здании, то по табл.2 (выписка из [1, табл. 11*]) величина показателя теплоусвоения поверхности пола (нормальная величина для жилых зданий) будет равна

т. е. меньше (или больше) расчётной величины показателя теплоусвоения поверхности пола, поэтому конструкция пола не обеспечивает требуемую теплоустойчивость. В этом случае, необходимо повысить ее теплотехнические качества, например, за счет укладки двух слоев древесноволокнистых плит (ДВП) (?2 = 0,005 + 0,005 = 0,01 м). Тогда показатель теплоусвоения при расчете по формулам (64) и(65) будет равен Yп

.

Задание 16. Проверить воздухопроницаемость кирпичной стены толщиной ?к =51 см, оштукатуренной с внутренней стороны известково-песчаным раствором толщиной ?шт=2,0 см, на первом этаже двенадцати этажного дома для условий г. Челябинске. Стена с наружной стороны утеплена минераловатной плитой толщиной ?мп=14 см. Отделка наружной поверхности стены выполнена из керамических плит, закрепленных на металлических направляющих. Между плитами и утеплителем имеется вентилируемая воздушная прослойка. При проверке необходимо определить снижение сопротивления теплопередаче стены и температуру внутренней поверхности при инфильтрации.

Решение. Данные, необходимые для расчета:

Внутренняя температура - tв = 22 °С; относительная влажность внутреннего воздуха ?в = 65 %; по табл. 3 из ([1, прил.1 и 2]) условия эксплуатации « Б »; по табл.2 из [1, прил. 3*] для глиняного кирпича плотностью ?к = 1800 кг/м3 теплопроводность ?к = 0,81 Вт/(м?°С); для штукатурки из известково-песчаного раствора плотностью ?шт = 1600 кг/м3; теплопроводность ?шт = 0,81 Вт/(м?°С); для минераловатной плиты плотностью ?мп = 200 кг/м3; теплопроводность ?мп =0,08 Вт/(м?°С); по [2] для г. Челябинска tн5= 0,9 оС, максимальная из средних скоростей ветра за январь, средняя температура отопительного периода tоп= -11,4 оС, продолжительность отопительного периода zоп= 160 сут; по табл. 18 из ([1, табл. 1а* и 1б*]) при ГСОП=(tв-tоп) zоп = (22-0,9)160 = 21,1*160 = 3376 оС·сут. требуемое сопротивление теплопередаче стены равно , по табл.10 и 11 [1] при коэффициентах теплоотдаче,

,

1. Фактическое сопротивление теплопередаче стены равно

Так как , то стена не удовлетворяет требованию по теплозащите без учета фильтрации воздуха.

1. Требуемое сопротивление воздухопроницанию, формула (71) будет равно

,

где - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждения (формула 73) равна

,

при максимальной скорости из средних скоростей ветра за январь и «удельных весов»

наружного

и внутреннего воздуха

двенадцати этажного дома (Н12 = h·12= 2,8·12=33,6м, h - высота одного этажа); Gн = 0,5 кг/м2?ч - нормативная воздухопроницаемость конструкции, принимаемая по табл.28.

2. Фактическое сопротивление воздухопроницаемости стены Rи, м2 ?ч Па/кг по табл. 29 (из [1, прил 9*]) равно

,

где - фактическое сопротивление воздухопроницаемости кирпичной кладки; - известково-песчаной штукатурки; - минераловатной плиты.

Здесь при определении сопротивления воздухопроницанию минераловатной плиты учтена фактическая толщина плит ?мп = 0,140 м.; i= 0,150 кг/(м?ч?Па).- коэффициент воздухопроницаемости (см. справку).

Так как , стена отвечает требованиям по защите от воздухопроницаемости.

3. Снижение сопротивления теплопередаче стены при фильтрации (формула 70) равно

,

где количество воздуха проходящего через конструкцию

,

при - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждения (формула 73); - фактическое сопротивление воздухопроницаемости стены (см. табл. 29 из [1, прил. 9*])

Таким образом, сопротивление теплопередаче стены при наличии фильтрации может снизиться на

Значит, сопротивление теплопередаче стены при наличии фильтрации может повыситься на 1,57 %

4. Температура в любом сечении ограждении внутренней поверхности стены при инфильтрации воздуха определяется по формуле (69)

,

где tв= 22 оС, tн = 0,9 оС - температура внутреннего и наружного воздуха, с = 1 кДж/(кг?С) - удельная теплоемкость воздуха;

- термическое сопротивление ограждений от наружной поверхности до рассматриваемого сечения; фактическое сопротивление теплопередаче стены - ; коэффициент внутренней теплоотдаче - (см. табл.10); - количество воздуха, проходящего через ограждение.

В соответствии с санитарными требованиями температура на внутренней поверхности стены ?в должна быть не ниже (tв - ?tн) =22-4=18 °С, где ?tн= 4,00 - нормируемый температурный перепад по табл.9 из ([1, табл.2*]). Это условие обеспечивается, т. к. температура в любом сечении ограждении внутренней поверхности стены при инфильтрации воздуха равна ().

Однако, очевидно, при наличии фильтрации резко повышается сопротивление теплопередаче стены. Сопротивление теплопередаче стены при наличии фильтрации может повыситься на (см. данные расчёта).

Данное обстоятельство является негативным, и, следовательно, на нижних этажах здания необходимо повысить сопротивление воздухопроницанию стены, например, за счет замены известково-песчаной штукатурки на цементно-песчаную с Rшт = 373 м2?ч?Па/кг. Эта замена позволит избежать значительного понижения Rо и и снижения температуры поверхности ?ви.

Задание 17. Определить, удовлетворяет ли требованиям воздухопроницания принятые по условиям теплозащиты конструкция окна (см. задание 8) с двойным остеклением в пластмассовых раздельных переплетах с Rо =0,42 м2?°С/Вт. Жилое 12-ти этажное здание построено в г. Уфалей (Челябинская область). Высота здания Н=12х2,8=33,6 м. Согласно сертификату воздухопроницаемость оконного блока при ?Pо = 10 Па, равна GS = 4,0 кг/(м2?ч), а показатель режима фильтрации n = 0,55.

Решение. Для г. Уфалея согласно [2] расчетная скорость ветра в январе равна ? = 4,5 м/с, а наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 - tн5 =-34 °С. Расчетная температура воздуха внутри жилых помещений tв = 23 °С.

1. Удельные веса наружного и внутреннего воздуха рассчитываются по формуле (74)

для наружного воздуха ;

для внутреннего воздуха .

2. Расчётная разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхности окна первого этажа рассчитывается по формуле (73)

где - максимальная из средних скоростей ветра за январь при повторяемости 16% и более по [8]; - высота здания (при высоте одного этажа 2,8 м); - «удельный вес» соответственно, наружного и внутреннего воздуха.

3. Требуемое сопротивление воздухопроницанию окон, определяемое по формуле (72), буде равно

,

где Gн = 5 кг/(м2?ч) - нормативная воздухопроницаемость для пластмассовых или алюминиевых конструкции, (по табл.28 (из [1, табл. 12*]); - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждения; ?Р0 = 10 Па - разность давлений воздуха при которой определяется сопротивление.

Сопротивление воздухопроницанию оконного блока, определяемое по формуле (75), буде равно

где GS = 4 кг/(м2?ч) - по сертификату нормативная воздухопроницаемость для пластмассовых или алюминиевых конструкции, (по табл.28 (из [1, табл. 12) при ?Pо = 10 Па, полученная в результате сертификационных исследований; n= 0,55 - показатель режима фильтрации светопрозрачной конструкции, полученной в результате сертификационных испытаний.

Таким образом, выбранный оконный блок удовлетворяет (или не удовлетворяет) требованиям СНиП II-3-79* [1], так как

Задание 18. Подобрать конструкцию уплотнения деревянных переплетов, обеспечивающую требуемое сопротивление воздухопроницанию окон семиэтажного жилого дома в г. Бабушкин (Республика Бурятия). Окна приняты по условиям теплозащиты с двойным остеклением в деревянных раздельных переплетах (см. задание 8). По условиям теплозащиты конструкция окна (см. задание 8) с двойным остеклением в деревянных раздельных переплетах с Rо =0,42 м2?°С/Вт. Высота здания Н7=7х2,8=19,6 м. Согласно сертификату воздухопроницаемость оконного блока при ?Pо = 10 Па, равна GS = 6,0 кг/(м2?ч), а показатель режима фильтрации n = 0,55.