Тепловая защита зданий (стр. 2 из 9)
- выбор конструкции окна по требуемому сопротивлению теплопередаче;
- возможно, расчет влажностного режима ограждающей конструкции;
- возможно, расчет удельного расхода тепловой энергии на отопление и показателя компактности здания.
В тексте записки следует привести основные формулы, пояснения, расчеты и таблицы; указать размерности рассчитываемых величин.
Примечание
Перед выполнением расчета рекомендуется заполнить таблицу 5 задания к курсовой работе. Коэффициенты теплопроводности и паропроницаемости материалов слоев выписать из таблицы приложения Б (с учетом табл. 6 задания к курсовой работе) или – при отсутствии данных - из табл.Д1 СП 23-102-2004.
Введение
В СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» установлены три обязательных взаимно увязанных нормируемых показателя по тепловой защите здания, основанных на:
«а» — нормируемых значениях сопротивления теплопередаче для отдельных ограждающих конструкций тепловой защиты здания;
«б» — нормируемых величинах температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающей конструкции и температурой на внутренней поверхности ограждающей конструкции выше температуры точки росы;
«в» — нормируемом удельном показателе расхода тепловой энергии на отопление, позволяющем варьировать величинами теплозащитных свойств ограждающих конструкций с учетом выбора систем поддержания нормируемых параметров микроклимата.
Требования СНиП 23-02 будут выполнены, если при проектировании жилых и общественных зданий будут соблюдены требования показателей групп «а» и «б» либо «б» и «в», и для зданий производственного назначения — показателей групп «а» и «б». Выбор показателей, по которым будет вестись проектирование, относится к компетенции проектной организации или заказчика. Методы и пути достижения этих нормируемых показателей выбираются при проектировании.
Требованиям показателей «б» должны отвечать все виды ограждающих конструкций: обеспечивать комфортные условия пребывания человека и предотвращать поверхности внутри помещения от увлажнения, намокания и появления плесени.
Показатели «а» и «б» - сопротивление теплопередаче и санитарно-гигиенический показатель - характеризуют теплозащитные свойства наружных ограждающих конструкций. Методы их расчета приведены в разделах 1 и 2 настоящих методических указаний: для несветопрозрачных и светопрозрачных конструкций, соответственно.
Рекомендации по определению удельного расхода тепловой энергии на отопление – показателя «в» - представлены в разделе 5. Там же даны указания по расчету показателя компактности здания, который учитывает влияние объемно-планировочного решения здания на уровень его тепловой защиты.
1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, исходя из зимних условий эксплуатации
Расчет проводится в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».
Целью расчета является определение:
- необходимой толщины теплоизоляционного слоя,
- сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции,
- соответствия температурного перепада между температурами внутреннего воздуха и внутренней поверхности ограждающей конструкции нормативным требованиям.
Порядок расчета
1.1 Определение требуемого сопротивления теплопередаче Rreq
Требуемое сопротивление теплопередаче Rreq определяется по таблице 1.1 в зависимости от градусо-суток отопительного периода в районе строительства D, °С · сут.
Градусо-сутки D рассчитываются по формуле
D = (tint – tht)· zht , (1.1)
где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, принимаемая по таблице 1.2;
tht , zht – средняя температура наружного воздуха и продолжительность в сутках отопительного периода. Принимаются для периода с температурой наружного воздуха не более 10°С – при проектировании лечебно-профилактических и детских учреждений, и не более 8°С – в остальных случаях (табл. А1 Приложения А или СНиП 23-01-99).
Требуемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
Таблица 1.1
| Здания и помещения, коэффициенты a и b | Градусо- сутки отопительного периода D, °С · сут | Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreq, м2· °С/ Вт | |||
| Стен | Покрытий | Перекры- тий чердачных, над неотаплива- емыми под- валами | Окон | ||
| Жилые, лечебно-профи лактич. и детские учрежден, школы, гостиницы и общежития a b | 2000 4000 6000 | 2,1 2,8 3,5 0,00035 1,4 | 3,2 4,2 5,2 0,0005 2,2 | 2,8 3,7 4,6 0,00045 1,9 | 0,3 0,45 0,6 0,000075 0,15 |
| Общественные, кроме указанных выше, админи- стративные, пом. с влажным или мокрым режимом a b | 2000 4000 6000 | 1,8 2,4 3,0 0,0003 1,2 | 2,4 3,2 4,0 0,0004 1,6 | 2,0 2,7 3,4 0,00035 1,3 | 0,3 0,4 0,5 0,00005 0,2 |
| Производственные с сухим и нормальным режимами a b | 2000 4000 6000 | 1,4 1,8 2,2 0,0002 1,0 | 2,0 2,5 3,0 0,00025 1,5 | 1,4 1,8 2,2 0,0002 1,0 | 0,25 0,3 0,35 0,000025 0,2 |
Значения Rreq для величин D, отличающихся от табличных (табл.1.1), следует определять по формуле
Rreq = a · D + b , (1.2)
где a и b – коэффициенты, значения которых принимаются по данным табл.1.1.
Расчетные значения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха помещений
Таблица 1.2
| Здания и помещения | Температура внутреннего воздуха tint, °С | Относительная влажность внутреннего воздуха φint, % |
| 1. Жилые здания, школы и др.общественные здания, кроме перечисл. в п.2 и 3 | 20 | 55 |
| 2. Поликлиники и лечебные учреждения, дома-интернаты | 21 | 55 |
| 3. Дошкольные учреждения | 22 | 55 |
| 4. Производственные здания с нормальным режимом | 18 | 60 |
1.2 Определение необходимой толщины слоя утеплителя
Решение этой задачи осуществляется из условия равенства фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции требуемому значению.
Rо = Rreq (1.3)
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, состоящей из N слоев, определяется по формуле
Rо =
+ 
, (1.4)где Rn – термическое сопротивление слоя n, м2· °С/ Вт,
, (1.5)где δn – толщина слоя n, м;
λn – коэффициент теплопроводности материала слоя n, Вт/(м· °С); принимается по таблице Приложения Б;
αint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности конструкции, Вт/ (м2· °С), ( для гладких стен и потолков равен 8,7 Вт/ (м2· °С));
αext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения; для зимних условий принимается равным 23 Вт/ (м2· °С).
При наличии в ограждающей конструкции прослойки, вентилируемой наружным воздухом:
а) слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой и наружной поверхностью, в теплотехническом расчете не учитываются;
б) на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки, следует принимать коэффициент теплоотдачи αext равным 10,8 Вт/ (м2· °С).
Неизвестная толщина слоя теплоизоляции находится из выражения (1.4) с использованием условия (1.3).
Например, для трехслойной стены, где слой утеплителя имеет номер 2, толщина определяется по формуле
. (1.6)Найденную толщину слоя округляем в большую сторону с точностью до 0,01 м.
1.3 Определение термического сопротивления теплоизоляционного слоя и фактического сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции Rо
После вычисления термического сопротивления слоя утеплителя по формуле (1.5) определяется сопротивление теплопередаче Rо (1.4). Результаты расчета свести в таблицу 1.3.
Толщины и термические сопротивления слоев ограждающей конструкции
Таблица 1.3
| Наименование слоя | Толщина δn, м | Термическое сопротивление Rn , м2· °С/ Вт |
| Внутренний пограничный слой воздуха | - | |
| 1-ый слой | ||
| 2-ой слой | ||
| . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||
| Наружный пограничный слой воздуха | - | |
| Σ | ||
1.4 Ограничение температуры на внутренней поверхности ограждающей конструкции
Расчетный температурный перепад Dt между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины Dt n.
Dt £ Dtn
Нормируемый перепад Dt n устанавливается по таблице 1.4.
Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции