Б2.В.4 Строительная физика и ограждающие конструкции

Утверждаю

Декан факультета

Землеустройства и лесного хозяйства

______________ Э.Р. Хасанов

“____”___________2013__ г.

 

 

Б2.В.4 Строительная физика и ограждающие конструкции

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению курсовой работы

дисциплины

Направление подготовки

270800 Строительство

 

 

Профиль подготовки

Промышленное и гражданское строительство

Гидротехническое строительство

 

 

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

 

 

Уфа 2013

Составитель: ассистент А.Р. Раянова

 

 

Программа составлена в соответствии с документами:

 

1 Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 270800 «Строительство», утвержденный приказом Министерства образования и науки Российской Федерации 18.01.2010 г. (№ 54).

2 Основная образовательная программа направления подготовки 270800 «Строительство» по профилю: «Промышленное и гражданское строительство и гидротехническое строительство», утверждена ректором ФГОУ ВПО Башкирский ГАУ «____»__________20 __ г.

3 Рабочий учебный план по направлению подготовки 270800 «Строительство» по профилю: «Промышленное и гражданское строительство и гидротехническое строительство», утвержденный ректором Башкирского ГАУ «21» июня 2012 г. (протокол № 9).

 

Ответственный за выпуск

Зав. каф. Природообустройства, строительства и гидравлики к.с/х.н.доцент Р.Ф.Мустафин

 

 

Рецензент: зам. Декана АСФ УГНТУ к.т.н.доц. Салов А.С.

 

г.Уфа 2013

 

 

Требования к составу и содержанию курсовой работы «Тепловая защита зданий»

 

Состав курсовой работы:

1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций, исходя из зимних условий эксплуатации.

2. Выбор светопрозрачных ограждающих конструкций здания.

3. Расчет влажностного режима ограждающей конструкции.

4. Оценка требуемого уровня тепловой защиты здания по нормируемому удельному расходу тепловой энергии на отопление зданий.

Курсовая работа состоит из графической и расчетной частей и оформляется в виде пояснительной записки и прилагаемых чертежей.

Пояснительная записка содержит:

- выбор расчетных параметров внутреннего и наружного воздуха;

-определение необходимой толщины слоя утеплителя и сопротивления теплопередаче стены;

- проверку ограничения температуры внутренней поверхности стены;

- выбор конструкции окна по требуемому сопротивлению теплопередаче;

- расчет влажностного режима ограждающей конструкции с использованием графоаналитического метода Фокина-Власова;

- определение нормируемого удельного расхода тепловой энергии на отопление в зависимости от характеристик здания.

Примерный объем пояснительной записки равен 8 – 10 страницам.

Графическая часть курсовой работы состоит из 4-х листов формата А4 и содержит:

- график распределения температур в стене по периодам года (1 лист);

- графики изменения парциального давления водяного пара в стене для зимнего, летнего и весенне-осеннего периодов (3 листа).

В тексте записки приводятся основные формулы, пояснения, расчеты и таблицы. В конце каждой части курсовой работы необходимо сделать выводы.

Для выполнения курсовой работы студентам предлагается вариант исходных данных.

Исходные данные:

1. Район строительства – один из городов, приведенных в табл. 1.

2. Назначение здания - варианты с указанием этажности здания и коэффициента остекленности фасада представлены в табл.2.

3. Варианты наружной ограждающей конструкции приведены в табл.3, материал теплоизоляционного слоя – в табл.4.

Перед выполнением расчета рекомендуется заполнить таблицу 5; теплотехнические характеристики материалов даны в таблице Приложения Б; условия эксплуатации зданий А или Б выбрать по табл.6.

Задание к курсовой работе «Тепловая защита зданий»

Район строительства

Вариант	Город	Вариант	Город
	Ростов-на-Дону		Ставрополь
	Краснодар		Воронеж
	Волгоград		Москва
	Астрахань		Нижний Новгород

 

Назначение здания

Вариант	Здания и помещения	Этажность здания	Коэф-т остекл. фасада f, %
	Жилое здание
	Детский сад
	Лечебное учреждение
	Офисное здание
	Выставочный зал
	Гостиница
	Школа
	Производственное здание с нормальным режимом

Варианты наружных ограждающих конструкций здания

Ограждающая Конструкция	Вариант	№ слоя	Материал	Плотность с, кг/м^3	Толщина слоя д, м
Наружные стены
			Известково-песчаный раствор		0,02
	Кирпич.кладка из обыкн. глинян. кирпича на цем.-песчаном р-ре		0,25
	Утеплитель
	Кирпич. облиц-ка из керам.пустотн. кирпича на цем.-песчаном р-ре		0,12
		Сухая гипсовая штукатурка		0,05
	Железобетон		0,10
	Утеплитель
	Кирпич. облиц-ка из керам.пустотн. кирпича на цем.-песчаном р-ре		0,12
		Известково-песчаный раствор		0,02
	Керамзитобетон		0,25
	Утеплитель
	Кирпич. облиц-ка из силикат. кирпича на цем.-песчаном р-ре		0,12
		Сухая гипсовая штукатурка		0,05
	Пенобетон		0,25
	Утеплитель
	Кирпичн.облиц-ка из обыкн. глинян. кирпича на цементно-перлитовом р-ре		0,12
			Известково-песчаный раствор		0,02
	Железобетон		0,10
	Утеплитель
	Железобетон		0,10
	Цементно-перлитовый раствор		0,03
		Сухая гипсовая штукатурка		0,05
	Керамзитобетон		0,20
	Утеплитель
	Керамзитобетон		0,20
	Цементно-перлитовый раствор		0,03
Совмещенные покрытия
			Известково-песчаный раствор		0,02
	Железобетон		0,10
	Утеплитель
	Цем.-песчаный раствор		0,03
	Рубероид		0,005

 

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.

Порядок расчета

1.1 Определение требуемого сопротивления теплопередаче R_req

 

Требуемое сопротивление теплопередаче R_req 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 = (t_int – t_ht)· z_ht, (1.1)

 

где t_int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, принимаемая по таблице 1.2;

t_ht, z_ht – 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, м^2· °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		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		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		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 R_req для величин D, отличающихся от табличных (табл.1.1), следует определять по формуле

R_req = 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 цint, %
1. Жилые здания, школы и др.общественные здания, кроме перечисл. в п.2 и 3
2. Поликлиники и лечебные учреждения, дома-интернаты
3. Дошкольные учреждения
4. Производственные здания с нормальным режимом

Литература

 

1. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. – М.: Госстрой России, 2004.

2. СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий. – М.: Госстрой России, 2004.

3. СП 23-01-2004 Проектирование тепловой защиты зданий. – М.: Госстрой России, 2004.

4. Карасева Л.В., Чебанова Е.В., Геппель С.А. Теплофизика ограждающих конструкций архитектурных объектов: Учебное пособие. – Ростов-на-Дону, 2008.

5. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий / Под ред. Ю.А. Табунщикова, В.Г. Гагарина. – 5-е изд., пересмотр. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2006.

 

Приложение А

Приложение Б

Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов

№ п.п.	Материал	Плотность, кг/м^3	Расчетные коэффициенты
теплопроводности, Вт/(м К)	паропрониц., мг/(м ч Па)
А	Б	А, Б
Теплоизоляционные материалы
	Пенополистирол		0,052	0,06	0,05
	То же		0,041	0,052	0,05
	Пенополистирол Стиропор		0,036	0,040	0,03
	Пенопласт		0,06	0,064	0,23
	То же	100 и менее	0,05	0,052	0,23
	Пенополиуретан		0,05	0,05	0,05
	То же		0,04	0,04	0,05
	Перлитопластбетон		0,052	0,06	0,008
	То же		0,041	0,05	0,008
	Маты минераловатные		0,061	0,067	0,49
	Плиты минераловатные		0,076	0,08	0,49
	То же		0,068	0,073	0,49
	То же		0,06	0,065	0,56
	То же		0,056	0,063	0,60
	Плиты из стекловолокна «URSA»		0,046	0,05	0,50
	То же		0,04	0,045	0,51
	То же		0,042	0,046	0,52
	Плиты фибролитовые		0,13	0,16	0,26
	Плиты камышитовые		0,07	0,09	0,49
	Пеностекло		0,12	0,14	0,02
	Гравий керамзитовый		0,17	0,19	0,23
	То же		0,12	0,13	0,25
Строительные растворы
	Цементно-шлаковый		0,52	0,64	0,11
	Цементно-перлитовый		0,26	0,30	0,15
	То же		0,21	0,26	0,16
	Поризованный гипсоперлитовый		0,15	0,19	0,43
	Цементно-песчаный		0,76	0,93	0,09
	Известково-песчаный		0,7	0,81	0,12
Сухая штукатурка
	Листы гипсовые обшивочные		0,34	0,36	0,075
	То же		0,19	0,21	0,075

 

Конструкционно-теплоизоляционные материалы

	Туфобетон		0,87	0,99	0,09
	То же		0,52	0,58	0,11
	Пемзобетон		0,62	0,68	0,075
	То же		0,40	0,43	0,098
	Керамзитобетон на керамзитовом песке		0,80	0,92	0,09
	То же		0,56	0,65	0,098
	То же		0,44	0,52	0,11
	То же		0,24	0,31	0,19
	То же		0,17	0,23	0,30
	Керамзитобетон на перлитовом песке		0,35	0,41	0,15
	Перлитобетон		0,44	0,50	0,15
	То же		0,27	0,33	0,26
	Шлакопемзобетон		0,44	0,52	0,098
	То же		0,31	0,37	0,11
	Газо- и пенобетон		0,41	0,47	0,11
	То же		0,33	0,37	0,14
	То же		0,22	0,26	0,17
	То же		0,14	0,15	0,23
	То же		0,11	0,13	0,26
Кирпичная кладка из кирпича
	Глиняного обыкн. на цементно-песчаном р-ре		0,7	0,81	0,11
	Глиняного обыкн. на цементно-перлит.р-ре		0,58	0,70	0,15
	Силикатного на цементно-песчаном растворе		0,76	0,87	0,11
	Керамического пустотного на цементно песчаном р-ре		0,58	0,64	0,14
	То же		0,52	0,58	0,16
	То же		0,47	0,52	0,17
Конструкционные материалы
	Железобетон		1,92	2,04	0,03
	Бетон на гравии или щебне из природного камня		1,74	1,86	0,03
Облицовка природным камнем
	Мрамор		2,91	2,91	0,008
	Известняк		0,93	1,05	0,075
	То же		0,56	0,58	0,11
	Туф		0,43	0,52	0,098
Материалы гидроизоляционные
	Рубероид на мастике		0,22	0,22	0,0025

Приложение В

Значения парциального давления насыщенного водяного пара Е, Па, для различных значений температур

Значения парциального давления насыщенного водяного пара Е, Па, для температуры t от 0 до +30 °С (над водой)

t, °С	0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
t, °С	0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9

 

Значения парциального давления насыщенного водяного пара Е, Па, для температуры t от 0 до минус 41 °С (надо льдом)

t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е
		-5,4		-10,6		-16		-23
-0,2		-5,6		-10,8		-16,2		-23,5
-0,4		-5,8		-11		-16,4		-24
t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е
-0,6		-6		-11,2		-16,6		-24,5
-0,8		-6,2		-11,4		-16,8		-25
-1		-6,4		-11,6		-17		-25,5
-1,2		-6,6		-11,8		-17,2		-26
-1,4		-6,8		-12		-17,4		-26,5
-1,6		-7		-12,2		-17,6		-27
-1,8		-7,2		-12,4		-17,8		-27,5
-2		-7,4		-12,6		-18		-28
-2,2		-7,6		-12,8		-18,2		-28,5
-2,4		-7,8		-13		-18,4		-29
-2,6		-8		-13,2		-18,6		-29,5
t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е	t, °С	Е
-2,8		-8,2		-13,4		-18,8		—	—
-3		-8,4		-13,6		-19		-30
-3,2		-8,6		-13,8		-19,2		-31
-3,4		-8,8		-14		-19,4		-32
-3,6		-9		-14,2		-19,6		-33
-3,8		-9,2		-14,4		-19,8		-34
-4		-9,4		-14,6		—	—	-35
-4,2		-9,6		-14,8		-20		-36
-4,4		-9,8		-15		-20,5		-37
-4,6		—	—	-15,2		-21		-38
-4,8		-10		-15,4		-21,5		-39
-5		-10,2		-15,4		-22		-40
-5,2		-10,4		-15,8		-22,5		-41

Приложение Г

Сопротивление паропроницанию листовых материалов и тонких слоев пароизоляции

№ п.п.	Материал	Толщина слоя, мм	Сопротивление паропроницанию Rvp, м^2·ч·Па/мг
	Картон обыкновенный	1,3	0,016
	Листы асбестоцементные		0,3
	Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)		0,12
	Листы древесно-волокнистые жесткие		0,11
	Листы древесно-волокнистые мягкие	12,5	0,05
	Окраска горячим битумом за один раз		0,3
	Окраска горячим битумом за два раза		0,48
	Окраска масляная за два раза с предварительной шпатлевкой и грунтовкой	—	0,64
	Окраска эмалевой краской	—	0,48
	Покрытие изольной мастикой за один раз		0,60
	Покрытие битумно-кукерсольной мастикой за один раз		0,64
	Покрытие битумно-кукерсольной мастикой за два раза		1,1
	Пергамин кровельный	0,4	0,33
	Полиэтиленовая пленка	0,16	7,3
	Рубероид	1,5	1,1
	Толь кровельный	1,9	0,4
	Фанера клееная трехслойная		0,15

 

Утверждаю

Декан факультета

Землеустройства и лесного хозяйства

______________ Э.Р. Хасанов

“____”___________2013__ г.

 

 

Б2.В.4 Строительная физика и ограждающие конструкции

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ