Теплоустойчивость ограждающих конструкций 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Теплоустойчивость ограждающих конструкций



3.1. При проектировании ограждающих конструкций с учетом их теплоустойчивости необходимо руководствоваться следующими положениями:

теплоустойчивость конструкции зависит от порядка расположения слоев материалов;

величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в двухслойной конструкции увеличивается, если более теплоустойчивый материал расположен изнутри;

наличие в конструкции ограждения воздушной прослойки увеличивает теплоустойчивость конструкции. В замкнутой воздушной прослойке целесообразно устраивать отражательную теплоизоляцию;

слои конструкции, расположенные между вентилируемой наружным воздухом воздушной прослойкой и наружной поверхностью ограждающей конструкции, должны иметь минимально возможную толщину. Наиболее целесообразно выполнять эти слои из тонких металлических или асбестоцементных листов.

3.2. Теплоустойчивость ограждающей конструкции здания должна соответствовать требованиям СНиП II-3-79**; для этого определяют:

требуемую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции A tвтр, °С, по формуле [18];

величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в ограждающей конструкции, состоящей из однородных слоев по формуле [21], а величину v для многослойной неоднородной ограждающей конструкции с теплопроводными включениями в виде обрамляющих ребер в соответствии с ГОСТ 26253-84 (см. пример 3).

расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха A tнрасч, °С, по формуле [20] и амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции A tв, по формуле [19].

Если A tв£ A tвтр, то ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям норм по теплоустойчивости.

Пример 1. Определить, удовлетворяет ли требованию теплоустойчивости керамзитобетонная панель толщиной 250 мм в г. Одессе.

А. Исходные данные

1. Панель состоит из следующих слоев, считая от ее внутренней поверхности: фактурный слой из цементно-песчаного раствора плотностью 1800 кг/м3, толщиной 20мм, керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией плотностью 1000 кг/м3, толщиной 210 мм, наружный фактурный слой такой же, как внутренний.

2. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) t н=22,2°С.

3. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха A tн=14,7°С.

4. Максимальное и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации I макс=752 Вт/м2 и I ср=182 Вт/м2.

5. Расчетная скорость ветра V =4,3 м/с.

Значения параметров пп. 2-5 определяются по СНиП 2.01.01-82.

6. Теплотехнические характеристики материалов панели выбираются по условиям эксплуатации А из прил. [3*]:

для фактурных слоев из цементно-песчаного раствора

l1=l3=0,76 Вт/(м·°С); s 1= s 3=9,60 Вт/(м2·°С);

для керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией

l2=0,41 Вт/(м·°С); s 2=5,49 Вт/(м2·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления отдельных слоев стеновой панели:

фактурных слоев

 Вт/(м2·°С);

слоя керамзитобетона

 Вт/(м2·°С).

2. Тепловая инерция слоев и самой стены:

фактурных D 1= D 3=0,263<1.

3. Керамзитобетона D 2=0,512·5,49=2,81

панели S Di =0,252·2+2,81=3,31.

Поскольку тепловая инерция стеновой панели Д <4, требуется расчет панели на теплоустойчивость.

4. Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности определяется по формуле [18]

А tвтр=2,5-0,1(22,2-21)=2,38°С.

5. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле [20]

°С,

где aн - по летним условиям вычисляется по формуле [24];

°С.

6. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя:

для внутреннего фактурного слоя с тепловой инерцией D <1рассчитывается по формуле [22]

 Вт/(м2·°С)

для среднего слоя из керамзитобетона, имеющего D >1, принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала

Y 2= s 2=5,49 Вт/(м2·°С);

для наружного фактурного слоя с тепловой инерцией D <1 рассчитывается по формуле [23]

Вт/(м2·°С)

7. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции вычисляется по формуле [21]

.

8. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]

°С.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.

Пример 2. Определить, удовлетворяет ли требованию теплоустойчивости экранированная стена с замкнутой воздушной прослойкой в г. Одессе.

А. Исходные данные

1. Стена такой же конструкции, как в примере 1, имеет с наружной стороны воздушную прослойку 60 мм, ограниченную стальным листом 8 мм.

2. Коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции для стали листовой, окрашенной белой краской r=0,45.

3. Теплотехнические характеристики и климатические данные по летним условиям принимаются как в предыдущем примере. Коэффициент теплоусвоения воздушной прослойки s 4=0, стального листа s 5=126,5 Вт/(м2·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления слоев стены:

фактурных R 1= R 3=0,0263 м2·°С/Вт;

керамзитобетона R 2=0,512 м2·°С/Вт;

воздушной прослойки R 4=0,14 м2·°С/Вт;

стального листа R 5 = 0,08/0,58=0,0014 м2·°С/Вт.

2. Тепловая инерция слоев стены:

фактурных D 1= D 3=0,0263·9,60=0,252<1;

керамзитобетона D 2=0,512·5,49=2,81;

воздушной прослойки D 4=0;

металлического экрана D 5=0,177;

стены D =S Di =0,252·2+2,81+0,177=3,48<4, т.е. требуется проверка на теплоустойчивость.

3. Значения требуемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены А tвтр и расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха тоже, что в предыдущем примере,

А tвтр=2,38, А tнрасч=15°С

4. Коэффициент теплоусвоения наружных поверхностей слоев:

внутреннего фактурного слоя, среднего слоя керамзитобетона и наружного фактурного слоя Y 1, Y 2 и Y 3, как в примере 1;

воздушной прослойки (s 4=0)

 Вт/(м2·°С);

металлического экрана (s 5=126,5; s 4=0)

 Вт/(м2·°С).

5. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для вентилируемой ограждающей конструкции определяется по формуле [21]:

Рис. 12. Схема конструкции панели из керамзитобетона с термовкладышами из газобетона

Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]

°С.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.

Пример 3. Определить, удовлетворяет ли требованию теплоустойчивости панель (рис. 12) из керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией плотностью 1200 кг/м3, толщиной 260 мм, имеющей термовкладыш из газобетона плотностью 300 кг/м3, толщиной 70 мм в г. Ростове-на-Дону,

А. Исходные данные

1. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) t н=22,9°С.

2. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха А t н=20,8°С.

3. Максимальное и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации I макс=764 Вт/м2 и I ср=184 Вт/м2.

4. Расчетная скорость ветра V =3,6 м/с.

Значения параметров в пп. 1-4 определяются по СНиП 2.01.01-82.

5. Теплотехнические характеристики материалов панели выбираются по условиям эксплуатации А по прил. [3*]:

для керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией

l1=0,52 Вт/(м·°С), s 1=6,77 Вт/(м2·°С);

для газобетона l2=0,11 Вт/(м·°С); s 2=l,68 Вт/(м2·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления отдельных слоев стеновой панели:

для керамзитобетона R 1=0,1/0,52=0,192 м2·°С/Вт;

для газобетона R 2=0,07/0,11=0,636 м2·°С/Вт;

для керамзитобетона R 3=0,09/0,52=0,173 м2·°С/Вт.

2. Тепловая инерция каждого слоя:

D 1=0,192·6,77=1,299;

D 2=0,636·1,68=1,068;

D 3=0,173·6,77=1,171

и всей панели S Di =1,299+1,068+1,171=3,538<4 и требуется расчет панели на теплоустойчивость.

3. Так как D 1, D 2, D 3>1, то коэффициенты теплоусвоения слоев панели принимаются равными коэффициентам теплоусвоения материалов

Y 1= Y 3= s 1=6,77 и Y 2= s 2=1,68 Вт/(м2·°С).

4. Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности определяется по формуле [18]

A tвтр=2,5-0,1(22,9-21)=2,3°С.

5. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле [20]

°С,

где aн - по летним условиям вычисляется по формуле [24]:

 Вт/(м2·°С).

6. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции вычисляется по формуле [21]

7. Так как тепловая инерция участка панели со сквозными ребрами >1

D p=3,385>l, то значение Y р= s р=6,77.

8. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для участка панели со сквозными ребрами

.

9. Площадь участка панели с термовкладышем:

f 1=2,76·2,78-1,56·1,7=5,02 м2;

То же, с ребрами

F 2=2,96·2,98-5,02-1,36·1,50=1,76 м2.

Их отношение f =1,76:5,02=0,35.

10. Величину затухания амплитуды колебаний наружного воздуха для неоднородной ограждающей конструкции с одним видом включения определяют по формуле, приведенной в ГОСТ 26253-84:

.

где f = F 2 / F 1 - отношение площади участка конструкции с ребрами F 2 к площади участка с термовкладышами F 1; v 1 и v 2; D 1 и D 2 - соответственно величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха и тепловая инерция участков конструкции.

11. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]

.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.

Пример 4. Определить, удовлетворяет ли требованиям теплоустойчивости трехслойная железобетонная панель плотностью 2500 кг/м3 (2 слоя 60 и 80 мм) с ребрами из керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией плотностью 800 кг/м3 сечением 40´80 мм и с утеплителем из плит полужестких минераловатных на крахмальном связующем плотностью 200 кг/м3 и толщиной 80 мм в г. Ростове-на-Дону (рис. 13).

А. Исходные данные

Рис. 13. Схема трехслойной железобетонной панели с ребрами из керамзитобетона и с утеплителем из минераловатных плит

1 - керамзитобетон; 2 - железобетон

1. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) t н=22,9°С.

2. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха А t н=20,8°С.

3. Максимальное и среднее значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации I макс=764 Вт/м2 и I ср=184 Вт/м2.

4. Расчетная скорость ветра V =3,6 м/с.

Значения параметров в пп. 1-4 определяются по СНиП 2.01.01-82.

5. Теплотехнические характеристики материалов панели выбираются по условиям эксплуатации А:

для железобетона l1=l,92 Вт/(м·°С), s 1=17,98 Вт/(м2·°С);

для керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией l2=0,29 Вт/(м·°С), s 2=4,13 Вт/(м2·°С);

для минераловатных плит l3=0,076 Вт/(м·°С); s 3=1,01 Вт/(м2·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления отдельных слоев участка панели с утеплителем:

для железобетона R 1=0,08/l,92=0,0417 м2·°С/Вт;

для минераловатных плит R 2=0,08/0,076=1,05 м2·°С/Вт;

для железобетона R 3=0,06/1,92=0,0312 м2·°С/Вт.

2. Тепловая инерция участка панели с утеплителем:

D 1=0,0417·17,98=0,75;

D 2=1,05·1,01=1,06;

D 3=0,0312·17,98=0,56.

Суммарное значение тепловой инерции участка панели с утеплителем

D =0,75+1,06+0,56=2,37.

3. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y:

для внутреннего слоя с тепловой инерцией D <1 рассчитывается по формуле [22]

 Вт/(м2·°С)

для утеплителя, имеющего D >1, принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала Y 2= s 2=1,01 Вт/(м2·°С);

для наружного слоя с тепловой инерцией D <1 определяется расчетом по формуле [23]

 Вт/(м2·°С)

4. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для участка панели с утеплителем по формуле [21]

.

5. Термические сопротивления отдельных слоев участка панели с ребрами R 1 и R 3 определяются так же, как в примере 1; для керамзитобетонных ребер R 2=0,08/0,29=0,276 м2·°С/Вт

6. Тепловая инерция участка панели с ребрами D 1 и D 3 определяется так же, как в примере п. 2, D 2=0,276·4,13=1,14. Суммарное значение тепловой инерции участка панели с ребрами

D =0,75+1,14+0,56=2,45.

7. Коэффициент теплоусвоения участка панели с ребрами:

для внутреннего слоя определяется так же, как в п. 3;

для керамзитобетонных ребер, имеющих D >1, принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала

Y 2= s p=4,13;

для наружного слоя с тепловой инерцией D <1 определяется расчетом по формуле [23]

.

8. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для участка панели с ребрами

.

9. Площадь участков панели с утеплителем:

F 1=2,88·2,9- 1,44·1,58=6,1 м2;

площадь участков панели с ребрами:

F 2=2,96·2,98-6,1-1,36·1,5=0,71 м2;

отношение площадей участков панели:

f =0,71/6,1=0,116.

10. Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для неоднородной ограждающей конструкции с одним видом включения определяют по формуле ГОСТ 26253-84 (см. п. 10 примера 3)

.

11. Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности определяется по формуле [18]

А tвтр=2,5-0,1 (22,9-21)=2,3°С.

12. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле [20]:

°С,

где aн - по летним условиям вычисляется по формуле [24]:

 Вт/(м2·°С).

13. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]:

.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 216; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 107.21.176.63 (0.117 с.)