Сложный раствор(Цемент, песок, известь)

Раздел 3.1

Архитектурная физика

Расчет теплозащиты наружной стены собственной констркукции(г. Боровое)

53°05′14″ с. ш.

70°18′00″ в. д.

 

Обеспечение микроклимата

Таблица характеристики материалов

№	Материал		Характеристики материалов в сухом состоянии	Толщина
Плотность	Удельная теплоемость	Коэффициент теплоемкости
	Гипсоперлитовый раствор		0,84	0,14	0,02
	Кладка керамического кирпича		0,88	0,41	0,125
	Цементно-песчанный раствор		0,84	0,21	0,01
	Кирпичная кладка силикатного кирпича		0,88	0,70	0,25
	ТИМ(минерало-ватные плиты повышенной жесткости)		0,084	0,064	0,05
	Сложный раствор		0,84	0,52	0,03

 

Теплотехнический расчет

1. Сопротивление теплопередаче:

R=0.02/0.14+0.125/0.41+0.01/0.21+0.25/0.70+0.05/0.064+0.03/0.52=

=0.142+0.304+0.048+0.357+0.781+0.057=1.689 м²/Вт

2. Общее сопротивление теплопередаче:

Rтр=1/8,7+1,689+1/23=0,115+1,689+0,043=1,847 м²/Вт - Удовлитворительно т.к. Rmin=1.2

3. Общий коэффициент теплопередачи:

U=1/Rтр=1/1,847=0,5 Вт/м² - Удовлитворительно т.к. Umax=0.5

4. Распределение температуры по сечению конструкции

Т=tв-tн=20-(-31)=51 гр.С

t = (T*R_н)/ R_тр

tв=51*0,115/1,847=3,175

t1=51*0,142/1,847=3,92

t2=51*0,304/1,847=8,394

t3=51*0,048/1,847=1,325

t4=51*0,357/1,847=9,857

t5=51*0,781/1,847=21,565

t6=51*0,057/1,847=1,57

tн=51*0,043/1,847=1,187

Проверка:

T=20-3,175-3,92-8,394-1,325-9,857-21,565-1,57-1,187=-30.993

 

5. Тепло-накопительная способность Q.

 

Q =m’*C* Q = (p1*d1*c1 + p2*d2*c2 + p3*d3*c3 + p4*d4*c4 + p5*d5*c5 + p6*d6*c6)*(tв-tcp)*(600*0,84*0,02+1600*0,88*0,125+600*0,84*0,01*+1800*0,88*0,25+200*0,084*0,05+1700*0,84*0,03)(20-14,5)=638,6*5,5=3510,9 Дж/м²

6. ГСОП

ГСОП=(tв- tот.пер.)*Zот.пер= (20-8)*22=264

Вывод:

 

Расположенный снаружи утеплитель защищает кирпичную кладку зимой от сильного охлаждения, а летом – от сильного нагревания и обеспечивает тем самым хорошим тепло-накоплением, за счет отдачи накопленного тепла в воздух помещения зимой. Летом кладка в течении дня принимает в себя днем избыточное тепло из воздуха помещения, а в ночное время суток она снова отдает тепло в охлажденный воздух помещения. Тепло-охлаждение обеспечивает баланс и выравнивание температуры в помещении днем и ночью.

При отключении отопления наружу будет передаваться небольшое количество тепловой энергии, т.к. ее передача будет задерживаться. Поэтому не будет возникать трещин от температурных деформаций, внутренняя штукатурка и большая масса стены смогут выполнять важную задачу накопления тепла. Следствием является комфорт жилища в любое время года.

 

Гипсоперлит

Гипсоперлитовые теплоизоляционные изделия изготавливают на основе строительного гипса и вспученного перлита плотностью 80 - 150 кг/м³ способами литья, вибрирования и полусухого прессования. При соотношении гипс: перлит 1:7…8 могут быть получены теплоизоляционные изделия плотностью 300 - 400 кг/м³ и пределом прочности при сжатии 0,15 - 0.5 МПа. Гипсоперлитовые изделия рекомендуются для тепловой изоляции поверхностей энергетического и технологического оборудования, газо- и паропроводов при температурах, не превышающих 600 ^oС.

Керамический кирпич

Среди большой группы стеновых керамических материалов и изделий в настоящее время наиболее распространены керамический кирпич, различные виды эффективных керамических материалов, а также стеновые кирпичные панели.
Кирпич керамический полнотелый имеет форму прямоугольного параллелепипеда размером 250Х X120X65 мм (рис. 18) или 250X120X88 мм. Для модульного кирпича толщиной 88 мм обязательно наличие технологических пустот. Допускаемые отклонения от указанных размеров не должны превышать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм.
Кирпич должен быть нормально обожжен. Кирпич-недожог алого цвета, пониженной плотности и морозостойкости, кирпич-пережог отличается большой плотностью, прочностью и сравнительно высокой теплопроводностью.
Плотность кирпича в сухом состоянии колеблется в пределах 1600—1900 кг/м3, а теплопроводность — 0,71— 0,82 Вт/(м-иС). Эти свойства кирпича зависят от способа его изготовления. Большую плотность, а следовательно, и большую теплопроводность имеет кирпич полусухого прессования. По пределу прочности при сжатии и изгибе кирпич подразделяют на следующие марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300 (табл. 6).
Водопоглощение кирпича, высушенного до постоянной массы, должно быть не менее 8 %.
Меньшая величина водопоглощения свидетельствует о повышенной теплопроводности кирпича, что нежелательно.
По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений (расслоения, выкрашивания и т. д.) не менее 15 циклов попеременного замораживания при —15 °С и ниже с последующим оттаиванием в воде при 15±5°С.

 

Цементно-песчанный раствор

Состав цементно песчаного раствора для кладки кирпича. В зависимости от состава раствора для кладки кирпича можно условно разделить все растворы для кладки кирпича на известковые растворы и смешанные: цементно известковые растворы для кладки кирпича. В состав раствора для кладки кирпича, который называется известковым раствором, входят гашёная известь, в качестве вяжущего, песок в качестве наполнителя и вода. Такой состав раствора для кладки кирпича имеют растворы марки М4 и М10. Эти составы раствора для кладки кирпича очень удобны в работе и имеют самую низкую цену раствора для кладки кирпича. Но параметр: цена раствора для кладки кирпича не единственная его характеристика. Все известковые растворы для кладки кирпича имеют и низкую прочность. В тех случаях, когда вам нужен более прочный раствор для кладки кирпича, вам нужно выбрать другой состав раствора для кладки кирпича. Например, один из растворов марок: М150, М100, М75, М50 или М25. Это уже цементные растворы для кладки кирпича. Цементные растворы для кладки кирпича имеют в своём составе два вида вяжущего: цемент и известь, смешанные в различных пропорциях. Пропорция раствора для кладки кирпича и определяется маркой раствора.

 

 

 

 

Силикатный кирпич

Силикатный кирпич является экологически чистым продуктом. По технико-экономическим показателям он значительно превосходит глиняный кирпич. На его производство затрачивается 15…18 часов, в то время как на производство глиняного кирпича - 5…6 дней и больше. В два раза снижаются трудоемкость и расход топлива, а стоимость - на 15…40%. Однако у силикатного кирпича меньше огнестойкость, химическая стойкость, морозостойкость, водостойкость, несколько больше плотность и теплопроводность. В условиях постоянного увлажнения прочность силикатного кирпича снижается. Силикатный кирпич производится нескольких размеров:

 

Минерало-ватные плиты

Плиты минераловатные - теплоизоляционных материал на базе габро-базальтового волокна. Плиты получают путем расплава горных пород и имеют волокнистую структуру. Благодаря наличию польшого количества микропор, заполненных воздухом, минплита обладает высокими тепло- и звукоизолирующими свойствами.

По желанию заказчика, возможна обработка минплиты специальными добавками снижающими водопоглощение и тем самым улучшающими потребительскими свойства.

Архитектурная физика

Расчет Коэффициента Естественной Освещенности, Искусственной освещенности и

инсоляции кабинета

 

 

 

АРХИТЕКТУРНАЯ ФИЗИКА

Восприятия среды обитания обеспечивается органами чувств через воздействие солнца – солнечной радиации в ультрафиолетовом (УФ) и видимом и инфракрасном (ИК) спектрах.

Недостаточность ультрафиолета для человека приводит к развитию патологических явлений, названных «световым голоданием организма» или «ультрафиолетовой недостаточностью». Эта недостаточность проявляется в форме авитаминоза, который сопровождается нарушением фосфорно-кальциевого обмена объизвествления костной ткани (рахитом). С другой стороны, ультрафиолетовая переоблученность также приводит к тяжелым последствиям.

Важно учитывать годовые и сезонные суммы радиации, так как они соответствуют биологическим ритмам жизни на Земле и резким различиям состояния облученности и подстилающих поверхностей по сезонам года.

Поступление солнечной радиации в помещение и ее снижение от экранирующего воздействия застройки составляют минимальную нормативную продолжительность инсоляции 2,5−2 часа. Инсоляция помещения через двойное остекление за 2,5−2 часа приводит к 100% инакцивации бактерий.

В северных районах предпочитается вечерняя инсоляция, а в центральных и южных − утренняя.

Коэффициент естественной освещенности является одной из характеристик световой среды помещения, зависящей от естественного освещения.

 

В данном разделе выполняются следующие виды расчетов: анализ инсоляционного режима, расчет естественного и искусственного освещения помещения. Заданным районом строительства Детского лечебно-оздоровительного комплекса является г. Боровое.

Раздел 3.1

Архитектурная физика

Расчет теплозащиты наружной стены собственной констркукции(г. Боровое)

53°05′14″ с. ш.

70°18′00″ в. д.

 

Обеспечение микроклимата

Таблица характеристики материалов

№	Материал		Характеристики материалов в сухом состоянии	Толщина
Плотность	Удельная теплоемость	Коэффициент теплоемкости
	Гипсоперлитовый раствор		0,84	0,14	0,02
	Кладка керамического кирпича		0,88	0,41	0,125
	Цементно-песчанный раствор		0,84	0,21	0,01
	Кирпичная кладка силикатного кирпича		0,88	0,70	0,25
	ТИМ(минерало-ватные плиты повышенной жесткости)		0,084	0,064	0,05
	Сложный раствор		0,84	0,52	0,03

 

Теплотехнический расчет

1. Сопротивление теплопередаче:

R=0.02/0.14+0.125/0.41+0.01/0.21+0.25/0.70+0.05/0.064+0.03/0.52=

=0.142+0.304+0.048+0.357+0.781+0.057=1.689 м²/Вт

2. Общее сопротивление теплопередаче:

Rтр=1/8,7+1,689+1/23=0,115+1,689+0,043=1,847 м²/Вт - Удовлитворительно т.к. Rmin=1.2

3. Общий коэффициент теплопередачи:

U=1/Rтр=1/1,847=0,5 Вт/м² - Удовлитворительно т.к. Umax=0.5

4. Распределение температуры по сечению конструкции

Т=tв-tн=20-(-31)=51 гр.С

t = (T*R_н)/ R_тр

tв=51*0,115/1,847=3,175

t1=51*0,142/1,847=3,92

t2=51*0,304/1,847=8,394

t3=51*0,048/1,847=1,325

t4=51*0,357/1,847=9,857

t5=51*0,781/1,847=21,565

t6=51*0,057/1,847=1,57

tн=51*0,043/1,847=1,187

Проверка:

T=20-3,175-3,92-8,394-1,325-9,857-21,565-1,57-1,187=-30.993

 

5. Тепло-накопительная способность Q.

 

Q =m’*C* Q = (p1*d1*c1 + p2*d2*c2 + p3*d3*c3 + p4*d4*c4 + p5*d5*c5 + p6*d6*c6)*(tв-tcp)*(600*0,84*0,02+1600*0,88*0,125+600*0,84*0,01*+1800*0,88*0,25+200*0,084*0,05+1700*0,84*0,03)(20-14,5)=638,6*5,5=3510,9 Дж/м²

6. ГСОП

ГСОП=(tв- tот.пер.)*Zот.пер= (20-8)*22=264

Вывод:

 

Расположенный снаружи утеплитель защищает кирпичную кладку зимой от сильного охлаждения, а летом – от сильного нагревания и обеспечивает тем самым хорошим тепло-накоплением, за счет отдачи накопленного тепла в воздух помещения зимой. Летом кладка в течении дня принимает в себя днем избыточное тепло из воздуха помещения, а в ночное время суток она снова отдает тепло в охлажденный воздух помещения. Тепло-охлаждение обеспечивает баланс и выравнивание температуры в помещении днем и ночью.

При отключении отопления наружу будет передаваться небольшое количество тепловой энергии, т.к. ее передача будет задерживаться. Поэтому не будет возникать трещин от температурных деформаций, внутренняя штукатурка и большая масса стены смогут выполнять важную задачу накопления тепла. Следствием является комфорт жилища в любое время года.

 

Гипсоперлит

Гипсоперлитовые теплоизоляционные изделия изготавливают на основе строительного гипса и вспученного перлита плотностью 80 - 150 кг/м³ способами литья, вибрирования и полусухого прессования. При соотношении гипс: перлит 1:7…8 могут быть получены теплоизоляционные изделия плотностью 300 - 400 кг/м³ и пределом прочности при сжатии 0,15 - 0.5 МПа. Гипсоперлитовые изделия рекомендуются для тепловой изоляции поверхностей энергетического и технологического оборудования, газо- и паропроводов при температурах, не превышающих 600 ^oС.

Керамический кирпич

Среди большой группы стеновых керамических материалов и изделий в настоящее время наиболее распространены керамический кирпич, различные виды эффективных керамических материалов, а также стеновые кирпичные панели.
Кирпич керамический полнотелый имеет форму прямоугольного параллелепипеда размером 250Х X120X65 мм (рис. 18) или 250X120X88 мм. Для модульного кирпича толщиной 88 мм обязательно наличие технологических пустот. Допускаемые отклонения от указанных размеров не должны превышать по длине ±5, по ширине ±4, по толщине ±3 мм.
Кирпич должен быть нормально обожжен. Кирпич-недожог алого цвета, пониженной плотности и морозостойкости, кирпич-пережог отличается большой плотностью, прочностью и сравнительно высокой теплопроводностью.
Плотность кирпича в сухом состоянии колеблется в пределах 1600—1900 кг/м3, а теплопроводность — 0,71— 0,82 Вт/(м-иС). Эти свойства кирпича зависят от способа его изготовления. Большую плотность, а следовательно, и большую теплопроводность имеет кирпич полусухого прессования. По пределу прочности при сжатии и изгибе кирпич подразделяют на следующие марки: 75, 100, 125, 150, 175, 200 и 300 (табл. 6).
Водопоглощение кирпича, высушенного до постоянной массы, должно быть не менее 8 %.
Меньшая величина водопоглощения свидетельствует о повышенной теплопроводности кирпича, что нежелательно.
По морозостойкости насыщенный водой кирпич должен выдерживать без каких-либо признаков видимых повреждений (расслоения, выкрашивания и т. д.) не менее 15 циклов попеременного замораживания при —15 °С и ниже с последующим оттаиванием в воде при 15±5°С.

 

Цементно-песчанный раствор

Состав цементно песчаного раствора для кладки кирпича. В зависимости от состава раствора для кладки кирпича можно условно разделить все растворы для кладки кирпича на известковые растворы и смешанные: цементно известковые растворы для кладки кирпича. В состав раствора для кладки кирпича, который называется известковым раствором, входят гашёная известь, в качестве вяжущего, песок в качестве наполнителя и вода. Такой состав раствора для кладки кирпича имеют растворы марки М4 и М10. Эти составы раствора для кладки кирпича очень удобны в работе и имеют самую низкую цену раствора для кладки кирпича. Но параметр: цена раствора для кладки кирпича не единственная его характеристика. Все известковые растворы для кладки кирпича имеют и низкую прочность. В тех случаях, когда вам нужен более прочный раствор для кладки кирпича, вам нужно выбрать другой состав раствора для кладки кирпича. Например, один из растворов марок: М150, М100, М75, М50 или М25. Это уже цементные растворы для кладки кирпича. Цементные растворы для кладки кирпича имеют в своём составе два вида вяжущего: цемент и известь, смешанные в различных пропорциях. Пропорция раствора для кладки кирпича и определяется маркой раствора.

 

 

 

 

Силикатный кирпич

Силикатный кирпич является экологически чистым продуктом. По технико-экономическим показателям он значительно превосходит глиняный кирпич. На его производство затрачивается 15…18 часов, в то время как на производство глиняного кирпича - 5…6 дней и больше. В два раза снижаются трудоемкость и расход топлива, а стоимость - на 15…40%. Однако у силикатного кирпича меньше огнестойкость, химическая стойкость, морозостойкость, водостойкость, несколько больше плотность и теплопроводность. В условиях постоянного увлажнения прочность силикатного кирпича снижается. Силикатный кирпич производится нескольких размеров:

 

Минерало-ватные плиты

Плиты минераловатные - теплоизоляционных материал на базе габро-базальтового волокна. Плиты получают путем расплава горных пород и имеют волокнистую структуру. Благодаря наличию польшого количества микропор, заполненных воздухом, минплита обладает высокими тепло- и звукоизолирующими свойствами.

По желанию заказчика, возможна обработка минплиты специальными добавками снижающими водопоглощение и тем самым улучшающими потребительскими свойства.

Сложный раствор(Цемент, песок, известь)

Цементно-известковые растворы широко распространены. У них много достоинств: значительно экономится дефицитный цемент; по сравнению с цементным раствором он более пластичен; присутствие извести значительно замедляет время начала схватывания раствора в емкости; если он начинает загустевать, его можно дополнительно затворить водой. А в целом сроки схватывания раствора на поверхности оптимальные, повышается удобоукладываеммость, покрытие хорошо противостоит сырости, влажности.

Рекомендуется для применения большое разнообразие цементно-известковых растворов, рецепты которых следующие: на 1 ч. цемента рекомендуется брать 1...3 ч. извести или известкового теста, и на 1 ч. вяжущего (включая вместе цемент и известь) 3...4 ч. песка, тогда предельные значения компонентов цементо-известкового раствора будут от 1:1:6 (цемент: известь: песок) до 1:3:15.

Вода для приготовления растворов должна быть проточной, без значительного содержания различных взвесей и примесей. Количество потребной воды для затворения раствора обычно определяется исходя из водоцементного отношения, которое для простых растворов обычно колеблется в пределах 0,3...0,8. Если для приготовления раствора с водоцементным отношением (В/Ц) 0,5 принято 300 кг цемента, для его затворения требуется 150 л воды. Этот показатель не «срабатывает» для сложного раствора, где В/Ц изменяется в значительных пределах. В любом случае из нанесенного на поверхность раствора лишняя вода всегда испарится, поэтому приготовляемая смесь должна быть пластичной, легко приставать к поверхности, при этом не сползая с нее.

 

Раздел 3.2

Архитектурная физика

Расчет Коэффициента Естественной Освещенности, Искусственной освещенности и

инсоляции кабинета

 

 

 

АРХИТЕКТУРНАЯ ФИЗИКА

Восприятия среды обитания обеспечивается органами чувств через воздействие солнца – солнечной радиации в ультрафиолетовом (УФ) и видимом и инфракрасном (ИК) спектрах.

Недостаточность ультрафиолета для человека приводит к развитию патологических явлений, названных «световым голоданием организма» или «ультрафиолетовой недостаточностью». Эта недостаточность проявляется в форме авитаминоза, который сопровождается нарушением фосфорно-кальциевого обмена объизвествления костной ткани (рахитом). С другой стороны, ультрафиолетовая переоблученность также приводит к тяжелым последствиям.

Важно учитывать годовые и сезонные суммы радиации, так как они соответствуют биологическим ритмам жизни на Земле и резким различиям состояния облученности и подстилающих поверхностей по сезонам года.

Поступление солнечной радиации в помещение и ее снижение от экранирующего воздействия застройки составляют минимальную нормативную продолжительность инсоляции 2,5−2 часа. Инсоляция помещения через двойное остекление за 2,5−2 часа приводит к 100% инакцивации бактерий.

В северных районах предпочитается вечерняя инсоляция, а в центральных и южных − утренняя.

Коэффициент естественной освещенности является одной из характеристик световой среды помещения, зависящей от естественного освещения.

 

В данном разделе выполняются следующие виды расчетов: анализ инсоляционного режима, расчет естественного и искусственного освещения помещения. Заданным районом строительства Детского лечебно-оздоровительного комплекса является г. Боровое.