Теплотехнический расчет зданий (к СНиП II-3-79), часть 2

• часть 1
• часть 2

Коэффициент теплопоглощения окна , Вт/( м² × ⁰ С), следует определять по формуле

(43)

где - сопротивление теплопередаче окна м² × ⁰ С/Вт, (см. прил. 6 СНиП II-3-79**; - удельная теплоемкость материала мебели, кДж/(кг× ⁰ С) (см. СНиП II-3-79**, прил. 3); - масса мебели, кг. При отсутствии проектных данных о мебели ее масса для жилой комнаты принимается равной 200 кг, а удельная теплоемкость - 2, 3 кДж/(кг× ⁰ С).

4.3. Величина ожидаемой амплитуды колебаний температуры воздуха помещения в летний период эксплуатации определяется по формуле

(44)

где - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле, принимаемая для зданий всех исполнений равной 10⁰ С; - коэффициент поглощения солнечной радиации наружной поверхностью ограждения (см. СНиП II-3-79** , прил. 7); - амплитуда эквивалентной температуры солнечного облучения, принимаемая для зданий всех исполнений равной 20⁰ С.

4.4. Если величина ожидаемой амплитуды колебаний температуры внутреннего воздуха окажется выше нормативных значений (см. п. 2.3), то в этом случае следует: принять большее значение термического сопротивления наружных ограждений или увеличить теплоаккумулирующую способность помещения за счет увеличения толщины внутренних теплоемких слоев ограждения или применения более плотных материалов внутренней обшивки, или предусмотреть автоматическое регулирование температуры воздуха помещений.

Пример 4. Требуется проверить теплоустойчивость жилого помещения дома-общежития, описание которого приводится в примере 1. Для этого рассчитывается по формулам (36) и (44) амплитуда колебания внутреннего воздуха , ожидаемая в зимний и летний периоды года.

Расчетные параметры для зимнего для зимнего периода: =-50⁰ С; =22⁰ С; =0, 05 (электроотопление без системы автоматического регулирования температуры воздуха помещения).

Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций , м² × ⁰ С/ Вт, (см. пример 1): стен - 2, 2, потолка - 2, 7, пола - 6, 0, окна - 0, 52. Масса мебели принимается равной 200 кг, изготовлена мебель из ДВП (С =2, 3 кДж/ (кг× ⁰ С)).

Для расчета прежде всего определяется средневзвешенная величина из значений сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций [ см. формулу (37)] .

Затем, чтобы определить коэффициенты теплопоглощения и внутренних поверхностей внутренних и наружных ограждающих конструкций, необходимо для каждого слоя рассчитать термическое сопротивление , м² × ⁰ С/ Вт, [ см. формулу (3) СНиП II -3-79**] , тепловую инерцию [ см. формулу (38)] и коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения , Вт/ (м² × ⁰ С), по формулам (39) - (41).

Стены внутренние:

ДВП твердая

ДВП мягкая

Пенополистирол

Следовательно расчет У начинаем со 2-го слоя

Тогда

Поскольку для внутренних ограждений

Вт/ ⁰ С.

Стены наружные: Вт/ (м² × ⁰ С), так как конструкция внутренних и наружных стен одинакова; Вт/ (м² × ⁰ С) - см. пример 1;

Вт/ (м² × ⁰ С);

Вт/ ⁰ С.

Потолок: Вт/ (м² × ⁰ С) - см. пример 1; Вт/ (м² × ⁰ С) (конструкция стен и потолка одна и та же).

Вт/ (м² × ⁰ С);

Вт/ ⁰ С.

Окно:

Вт/ (м² × ⁰ С);

Вт/ ⁰ С.

Пол:

линолеум

м² × ⁰ С/ Вт ;

ДСП

м² × ⁰ С/ Вт ;

ДВП

м² × ⁰ С/ Вт ;

Пенополистирол

м² × ⁰ С/ Вт ;

Следовательно, расчет У , Вт/(м² × ⁰ С), начинаем с 3-го слоя

Вт/⁰ С;

⁰ С.

Для летних условий определяется по формуле (44) (см. СНиП II-3-79**, прил. 7).

- те же, что и в расчете для зимних условий;

⁰ С.

Таким образом расчет показал, что для зданий условий ⁰ С, а для летних условий ⁰ С.

Следовательно принятая конструкция здания удовлетворяет требованиям теплоустойчивости, так как ожидаемая при расчетных условиях амплитуда колебаний температуры воздуха помещения в зимний и летний периоды не превышает нормативного уровня (см. п. 2.3).

5. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

К КОНСТРУКЦИИ ПОЛА

5.1. Показатель теплоусвоения , Вт/(м² × ⁰ С) поверхности пола в мобильных (инвентарных) зданиях не должен превышать следующих значений:

для жилых домов, детских и лечебно-профилактических учреждений 10

для общественных зданий прочего функционального назначения 12

для отапливаемых помещений производственных зданий с постоянным пребыванием людей на рабочих местах 14

5.2. Показатель теплоусвоения поверхности пола, , Вт/(м² × ⁰ С), следует определять следующим образом:

а) если покрытие (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию

(45)

б) если покрытие пола имеет тепловую инерцию , но тепловая инерция первых двух слоев

(46)

в) если первые n слоев конструкции пола (n ³ 2) имеет суммарную тепловую инерцию , но тепловая инерция n +1 слоев, , то:

1) вычисляем показатель теплоусвоения наружной поверхности n -го слоя по формуле

(47)

2) вычисляем коэффициенты теплоусвоения наружной поверхности i -тых слоев по формуле

(48)

для

3) принимаем равным показателю теплоусвоения наружной поверхности 1-го слоя

В формулах (45) - (48):

- термические сопротивления соответственно 1-го, n -го и i - го слоев пола, м² × С/ Вт, определяемые по формуле (3) СНиП II -3-79*;

- коэффициенты теплоусвоения материала соответственно 1-го, 2-го, n -го, (n +1)-го, i -го слоев пола, Вт/(м² × ⁰ С), принимаемые по прил. 3 СНиП II -3-79**; - показатель теплоусвоения наружной поверхности (i +1)-го слоя пола, Вт/(м² × ⁰ С).

Пример 5. Определить показатель теплоусвоения пола , конструкция и теплотехническая характеристика материалов которого приведены в примере 1.

Линолеум

м² × ⁰ С/ Вт ;

ДСП

м² × ⁰ С/ Вт ;

Тогда по формуле (46)

Вт/(м² × ⁰ С).

Следовательно, конструкция пола удовлетворяет предъявленным к ней требованиям, так как Вт/(м² × ⁰ С)< Вт/(м² × ⁰ С) п. 5.1.

5.3. Для обеспечения оптимальной температуры поверхности пола в помещениях жилых домов, детских и лечебно-профилактических учреждениях необходимо предусматривать искусственный обогрев полов.

5.4. Расчетную температуру поверхности обогреваемого пола следует принимать 21⁰ С.

5.5. Для обогрева полов могут быть использованы горячая вода, теплый воздух или электроэнергия. Выбор теплоносителя в каждом отдельном случае должен производиться на основе технико-экономических обоснований и расчетов.

При проектировании теплых полов необходимо исходить из того, что главной целью обогрева полов является поддержание оптимальной для человека температуры на их поверхности, а не компенсация общих теплопотерь помещением. При этом сопротивление теплопередаче конструкции обогреваемого пола во избежание больших теплопотерь через его конструкцию, а также на случай аварийного отключения, системы обогрева пола должно быть не менее: для исполнения «С» - 4, 5 м² × ⁰ С/ Вт; «О» - 3, 5 м² × ⁰ С/ Вт; «Ю» - 3, 0 м² × ⁰ С/ Вт.

6. ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ ЗДАНИЙ

6.1. Нормативную воздухопроницаемость , кг/ (м² × ч), ограждающих конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 12 СНиП II -3-79**. При этом суммарный расход воздуха через все ограждающие конструкции G не должны превышать утроенного внутреннего объема здания , т.е. должно выполняться требование .

6.2. Суммарный расход воздуха через все ограждающие конструкции G , м² / ч, при расчетной разности давлений воздуха на наружных и внутренних поверхностях ограждающих конструкций (СНиП II -3-79**, п. 5.2) определяется по формуле

(49)

где и - соответственно нормативная воздухопроницаемость, кг/ (м² × ч) и площадь, м² , наружных ограждений, окон и дверей; и - соответственно нормативная воздухопроницаемость, кг/ (м× ч), и длина, м, стыков между панелями наружных ограждений, - удельный вес воздуха, Н/ м³ , определяемый по формуле (31) СНиП II -3-79** при температуре воздуха, равной среднему значению между расчетными и .

6.3. В том случае, если , то следует предусмотреть дополнительные мероприятия по уменьшению общей воздухопроницаемости (уменьшение общей длины рядовых стыковых соединений между панелями ограждений, введение большого количества глухих стен, применение материалов обшивок с большим сопротивлением воздухопроницанию и т.п.).

Пример 6. Определить, удовлетворяет ли проектируемый блок-контейнер требованиям, предъявляемым к воздухопроницаемости зданий данного типа.

Исполнение - северное: ⁰ С; ⁰ С. Внутренние габариты здания: м. Здание имеет одно окно (м² ) и одну входную дверь (м² ). Стыковые соединения имеются только в местах соединения стеновых панелей.

1. Определяем допустимое значение воздухопроницаемости рассматриваемого здания (п. 6.1)

м³ ,

м³ / ч.

2. Далее по формуле (49) определим суммарный расход воздуха через ограждающие конструкции и их элементы G , м³ / ч.

Внутренняя площадь наружных ограждений , м² , за вычетом окна и двери:

Длина стыков l , м:

горизонтальных

вертикальных

общая длина

Нормативная воздухопроницаемость (СНиП II-3-79**, п. 5.3):

для ограждений кг/(м² × ⁰ С);

для окна кг/(м² × ⁰ С);

для двери кг/(м² × ⁰ С);

для стыков кг/(м× ч).

Н/м³ ;

м³ /ч.

3. Здание удовлетворяет требованиям, предъявляемым к его воздухопроницаемости, так как

7. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПАРОПРОНИЦАНИЮ

ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

7.1. Влажностный режим конструкции существенным образом влияет на ее теплозащитные качества и зависит от температуры внутреннего воздуха, паропроницаемости используемых в конструкции материалов, конструктивного решения ограждений и расположения в нем пароизоляционных и теплоизоляционных слоев.

7.2. Сопротивление паропроницанию внутреннего защитного слоя конструкции из условий недопустимости систематического накопления влаги в ограждении в течение годового периода эксплуатации здания и ограничения накопления влаги в ограждении за период с отрицательными температурами наружного воздуха должно быть не менее 4 м² × ч× Па/мг.

7.3. Необходимую парозащиту, ограничивающую поступление пара из помещения внутрь ограждения, создает внутренний защитный слой конструкции (внутренняя обшивка, пароизоляция), сопротивление паропроницанию которого рассчитывается как сумма сопротивлений паропроницанию составляющих его слоев

(50)

Сопротивление паропроницанию , м² × ч× Па/мг, отдельных слоев вычисляется по формуле

(51)

где d - толщина слоя материала, м; m - коэффициент паропроницаемости материала, мг/(м× ч× Па), принимаемый по прил. 3 СНиП II-3-79**.

7.4. Указанное сопротивление паропроницанию внутреннего слоя конструкции может быть получено покрытием внутренней обшивки ограждения (со стороны примыкания к утеплителю) различными лаками или установкой слоя пароизоляции из полиэтиленовой пленки на границе внутренней обшивки и утеплителя.

7.5. Перечень основных материалов, используемых в инвентарном домостроении в качестве обшивочных и пароизоляционных материалов приведен в табл. 4.

7.6. Для обеспечения качественной пароизоляции ограждения необходимо предусматривать тщательную герметизацию швов внутренней обшивки и непрерывность пароизоляционного слоя.

Пример 7. В рассматриваемой ранее конструкции стеновой панели (см. пример 1) в качестве внутренней обшивки применена древесно-волокнистая плита толщиной 6 мм ( мг/(м× ч× Па). Требуется оценить влажностный режим конструкции.

Сопротивление паропроницанию внутренней обшивки по формуле (51) составляет

м² × ч× Па/мг,

что значительно меньше м² × ч× Па/мг. Следовательно, в ограждающей конструкции будет происходить систематическое ежегодное накопление влаги, что приведет к намоканию мягкой ДВП и значительному сосредоточению влаги в период влагонакопления на границе пенополистирола и наружной обшивки. В данной конструкции необходима пароизоляция из полиэтиленовой пленки (сопротивление паропроницанию 7, 3 м² × ч× Па/мг), которая должна быть установлена на границе внутренней обшивки и мягкой ДВП.

Таблица 4

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

1. Общие положения

2. Расчетные теплотехнические параметры

3. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

4. Теплоустойчивость

5. Теплотехнические требования к конструкции пола

6. Воздухопроницаемость зданий

7. Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций

• часть 1
• часть 2