Теплотехническое обоснование конструктивного решения наружных ограждающих конструкций.

При применении многослойных наружных ограждающих конструкций необходимо использовать в тоще этих конструкций эффективный утеплитель. Толщина утеплителя определяется теплотехническим расчетом из условий обеспечения необходимого уровня тепловой защиты зданий. Основным показателем, характеризующим уровень тепловой защиты ограждающих конструкций, является сопротивление теплопередаче, R ₀, которое должно соответствовать требуемым значениям Строительных норм и правил. Требуемое сопротивление теплопередаче определяется по СНиП 23-02-2003 [1] в зависимости от типа ограждающих конструкций, климатического района и назначения здания.

Последовательность теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций

1. Выбор исходных данных:

назначение здания (из задания);

тип ограждающий конструкции (наружные стены, чердачное перекрытие, покрытие или окна);

климатический район (из задания)

расчетная температура внутреннего воздуха (п. 9.3. СНиП 31-01-2003 [2], табл. 19-27 СНиП 2.08.02-89* [3]);

расчетная влажность наружного воздуха.

 

2. Определение требуемого сопротивления теплопередаче R_red, м²×°С/Вт,

Определяется по таблице 4 [1] в зависимости от градусо-суток отопительного периода района строительства D_d, °С×сут.

Градусо-сутки отопительного периода D_d, °С×сут, определяют по формуле (2) [1]

D_d = (t_int - t_ht) z_ht,                                        (1)

где t_int - расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С;

t_ht, z_ht - средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* [4] для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 °С (определяется для соответствующего района строительства);

 

3. Выбор конструктивного решения наружной ограждающей конструкции

Примерное конструктивное решение ограждающий конструкции приведено в задании на проектирование, либо предлагается преподавателем. Ограждающие конструкции должны состоять из нескольких слоев: несущий, утепляющий, облицовочный слои. Необходимо определить расположение утеплителя по отношению к другим слоям, толщина которых известна.

 

4. Определение толщины утеплителя

Сопротивление теплопередаче R₀, м²×°С/Вт, однородной однослойной или многослойной ограждающей конструкции с однородными слоями следует определять по формуле 5 СП 23-101-2000 [6]

R₀=R_si+R_k+R_se,                      (2)

где R_si=1/a_i, a_i - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²×°С), принимаемый по таблице 4* [5];

R_se=1/a_e, a_e - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода года, Вт/(м²×°С), принимаемый по таблице 6* [5];

R_k – термическое сопротивление ограждающий конструкции, равное сумме термических сопротивлений отдельных слоев

                                               R_k=R₁+R₂+...+R_n,                                     (3)

где R₁, R₂,..., R_n - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²×°С/Вт

Термическое сопротивление каждого слоя определяется по формуле 3 [6]:

R=d/l,                                               (3.4)

где d - толщина слоя, м;

l - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м×°С), принимаемый по приложению Е [6].

Расчетные коэффициенты теплопроводности определяются в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций: А или Б.

Определение условий эксплуатации осуществляется в зависимости от влажностного режима помещений (табл. 1 [1]) и от зоны влажности (прил. В [1])

Сведя вышеизложенные формулы в одну получим:

 

R₀ = 1/a_i + d₁/l₁ + d₂/l₂  + d_n/l_n + … + d_ут/l_ут + 1/a_e          (5)

 

в данном случае d _ут и l _ут – толщина и коэффициент теплопроводности утеплителя.

Так как сопротивление теплопередаче R ₀ должно быть больше или равно требуемому сопротивлению R_red, то для определения толщины утеплителя приравниваем R ₀ к R_red.

Выражая из формулы 5 толщину утеплителя d_ут  и принимая вместо R ₀ - R_red. получим

 

d_ут = (R_red. – 1/a_i – d₁/l₁ – d₂/l₂ – d_n/l_n – 1/a_e)× l_ут          (6)

 

При использовании в многослойной ограждающей конструкции гибких связей сопротивление теплопередаче необходимо корректировать с помощью коэффициента теплотехнической однородности r, определяемого по таблице 3 приложения 13 СНиП II-3-79* [5].

Тогда конечная формула для определения толщины утеплителя в многослойной ограждающей конструкции примет вид:

 

d_ут = (R_red. /r – 1/a_i – d₁/l₁ – d₂/l₂ – d_n/l_n – 1/a_e)× l_ут        (7)

 

По формуле 7 определяется толщина утеплителя в наружных стенах. покрытиях, перекрытиях.

Определения необходимой конструкции светопрозрачных ограждающих конструкций осуществляется в два этапа:

1. Определение требуемого сопротивления теплопередаче, R_red, м²×°С/Вт, для окон (табл. 4 [1]).

2. Определение типа заполнения оконных проемов в зависимости от R_red (табл. 5 [6])

Графическая часть проекта

Выполняетсяна 2 листах формата А1, допускаются комбинации из 4 листов формата А2, из двух листов формата А2 и А1.

На листах должна быть отражена следующая информация о проектируемом объекте:

Лист 1.

Ситуационный план, показывающий место проектируемого объекта в планировочной структуре района строительства в масштабе 1:2000, 1:1000.  

Генеральный план благоустройства и озеленения выполняется в масштабе 1:500. (Показываются дороги, тротуары, автостоянки, площадки, элементы озеленения, малые архитектурные формы; ведомости зданий и сооружений, дорог и площадок, элементов озеленении) Эта часть проекта выполняется в соответствии с ГОСТ 21.508 – 93 Межгосударственный стандарт. Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации генеральных планов предприятий, сооружений и жилищно-гражданских объектов.

Лист 2.

Фасады здания выполняются в зависимости от размеров в масштабе 1:100, 1:200 с обязательной подачей в цветовом решении. На чертеже показывается от одного, для крупных зданий, до четырех фасадов для небольших. 

Лист З.

Показываются планы этажей в масштабе 1:100 или  1:200 в зависимости от размеров здания, конструктивные узлы в масштабе 1:10. 1:20.

Для многоэтажных зданий показывается план первого этажа и план типового этажа. На этом чертеже показываются узлы примыкания элементов к наружным стенам (окон, дверей, колонн, перегородок).

Лист 4.

На этом листе показываются характерные разрезы здания в масштабе 1:50, 1:100, 1:200 в зависимости от размера здания и его этажности, план кровли М 1:200. 1:500, узлы 1:10. 1:20.

Рекомендуется  показать один или два разреза, узлы по сечению несущей стены: парапетный, карнизный; опирание перекрытия, примыкание окон и дверей, опирание лестницы, опирание на фундамент и др.

Все чертежи следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 21.501-93. Правили выполнения архитектурно-строительных рабочих чертежей.