Metodichka_dlya_KP_ST

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ
Во время изучения дисциплины «Строительная теплофизика» студенты очной
формы в шестом семестре должны выполнить курсовую работу и сдать экзамен в
соответствии с экзаменационными вопросами.
Студенты безотрывной (заочной) формы обучения в седьмом, семестре должны
выполнить одну контрольную и одну курсовую работы, сдать экзамен в соответствии с
экзаменационными вопросами.
Методические указания к курсовой работе
по курсу «Строительная теплофизика»
для студентов специальности
270800 «Строительство»
Методические указания содержат рекомендации по теплотехническому расчету
ограждающих конструкций здания. Изложена методика расчета паропроницания и
воздухопроницания конструкции наружной стены. Приведена методика расчета
показателя теплоустойчивости. Содержание указаний соответствует рабочей учебной
программе.
Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой теплотехники и
теплогазоснабжения (протокол №7 от 22.09.04.) и предложены для издания Советом
факультета по направлению 550100-Строительство.
В методических указаниях учтены предложения рецензента и редактора.
Объем 43 с. Тираж 50 экз. Заказ №184
Содержание
I.
Введение ……………………………………………………………………4
II.
Исходные данные и порядок выполнения курсовой работы ……………..4
III.
Теплотехнический расчет ограждающих конструкций………………….5
1. Теплотехнический расчет конструкции наружной стены……………………..6
2. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче сложного
ограждения конструкции наружной стены ……………………………………..9
3. Расчет воздухопроницания конструкции наружной стены ………………..13
4. Расчет паропроницания конструкции наружной стены………………………16
5. Теплотехнический расчет конструкции чердачного
(бесчердачного) перекрытия ……………………………………………………….24
6. Теплотехнический расчет конструкции пола первого этажа
над неотапливаемым подвалом…………………………………………………..26
7. Выбор видов конструкции световых проемов и наружных дверей ……….27
8. Расчет показателя теплоустойчивости помещения …………………………28
9. Приложение 1…………………………………………………………………..35
Приложение 2…………………………………………………………………. 35
Приложение 3…………………………………………………………………. 35
Приложение 4…………………………………………………………………. 36
Приложение 5…………………………………………………………………. 37
Приложение 6…………………………………………………………………. 39
Приложение 7…………………………………………………………………. 40
Приложение 8…………………………………………………………………. 41
Приложение 9…………………………………………………………………. 42
10. Рекомендуемая литература……………………………………………………43
ВВЕДЕНИЕ
Строительная теплофизика занимается изучением теплопередачи, воздухо- и
паропроницания через ограждающие конструкции зданий, а также процессов тепло- и
массообмена, происходящих при формировании микроклимата помещения.
Целью курсовой работы является закрепление студентами теоретических знаний по
дисциплине «Строительная теплофизика» путем комплексного решения ряда инженернотехнических вопросов при проектировании ограждающих конструкций зданий, систем
отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
В методических указаниях изложены требования, предъявляемые к курсовой
работе, пояснения к содержанию и приведена техническая литература, необходимая для
выполнения работы.
Указания
предназначены
для
студентов
специальности
290700«Теплогазоснабжение и вентиляция».
I.
II. Исходные данные и порядок выполнения курсовой работы
Для выполнения курсовой работы необходимо заполнить таблицу №1Климатические данные района проектирования и таблицу №2 – Теплотехнические данные
ограждающих конструкций, приводимые в [приложения 4-9]. План здания выдается
преподавателем.
Курсовая работа состоит из расчетной части, графиков, рисунков, оформленных в
виде пояснительной записки.
Все выполненные расчеты следует располагать в соответствии с приводимым
содержанием курсовой работы по строительной теплофизике. Таблицы исходных данных
№1«Климатические данные района проектирования» и №2- Теплотехнические данные
ограждающих конструкций следует привести в начале расчетной части.
В расчетно-пояснительной записке излагается порядок расчета, обосновываются
решения и делаются выводы с учетом требований строительных норм и правил. По тексту
записки необходимо делать ссылки на используемую литературу. Графики и рисунки,
необходимые для пояснения расчетов должны быть выполнены в масштабе на
миллиметровой или обычной бумаге (форматА4). Таблицы, рисунки и графики
подписываются и нумеруются. Рисунки и графики могут быть выполнены карандашом
или тушью. Пояснительная записка должна быть написана на стандартных листах,
сброшюрована, иметь титульный лист, и оформлена согласна требований, предъявляемых
к оформлению курсовых работ.
III. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций зданий
Целью расчета является определение толщины утепляющего слоя с последующий
ее проверкой на требуемые теплозащитные свойства, нормы паро- и воздухопроницания, а
также обеспечения требуемой теплоустойчивости.
Передача теплоты, фильтрация воздуха и перенос влаги взаимосвязаны и одно
явление оказывает влияние на другое, поэтому определение сопротивлений тепловоздухо- и влагопередаче должно проводиться как общий расчет защитных свойств
наружных ограждений зданий.
Теплозащитные свойства наружных ограждений определяются двумя
показателями: величиной сопротивления теплопередаче R0 и теплоустойчивостью,
которую оценивают по величине тепловой инерции ограждения Д. Величина R0
определяет сопротивление ограждения передаче теплоты в стационарных условиях, а
теплоустойчивость характеризует сопротивляемость ограждения передаче изменяющихся
во времени периодических тепловых воздействий. В зимних условиях теплозащитные
свойства ограждений принято характеризовать в основном величиной R0 , а в летних – их
теплоустойчивостью. Это объясняется тем, что для зимы характерны относительно
устойчивые низкие температуры вне здания и постоянная внутренняя температура,
которую обеспечивает система отопления. Летом характерны периодические суточные
изменения температуры и солнечной радиации и внутри здания температура часто не
регулируется.
Наиболее
важным
является
определение
расчетного
сопротивления
теплопередаче R0 основной части (глади) конструкции ограждения, с чего обычно и
начинают теплотехнический расчет ограждения. Необходимо соблюдать условие,
чтобы R0 равно или больше минимально допустимого по санитарно-гигиеническим и
комфортным соображениям требуемого сопротивления теплопередаче R 0тр1 , т.е.
R0  R0тр1
Однако это условие необходимое, но недостаточное, так как при определении R0
должны учитываться энергосбережения, определяемые величиной R0тр 2 .Если
оказывается, что сопротивление теплопередаче R0тр 2 больше R0тр1 , т.е.
R0тр 2  R0тр1 ,
то расчетное сопротивление должно определяться по условию
R0  R0тр 2 .
В этом случае сопротивление R0 больше минимально допустимого R0тр1 и
соответствует условиям
энергосбережения. Таким образом R0 должно быть
приблизительно равно большему из значений R0тр1 и R0тр 2 .
После определения величины сопротивления теплопередаче глади ограждения R
необходимо проверить теплозащитные свойства реального ограждения с учетом его
двухмерных элементов (стыки, углы, включения), т.е. определить приведенное
сопротивление теплопередачи сложного реального ограждения R0пр . Необходимым и
достаточным условием этого расчета является отсутствие выпадения конденсата на
поверхностях конструкции.
1. Порядок теплотехнического расчета конструкции наружной стены
1.1. Определить требуемое сопротивление теплопередаче R0тр1 , м2· 0С/Вт из санитарногигиенических и комфортных условий по формуле:
n(t  t )
R0тр1  в н ,
(1)
 в t н
где
n коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной
поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по
9, табл3 ;
tв – расчетная температура внутреннего воздуха, 0С, принимаемая по нормам
проектирования СНиП соответствующих зданий и сооружений 11,12 или по
5, табл.1.4;
tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, 0С, равная средней
температуре наиболее холодной пятидневки (к=0,92) 7, табл.1 ;
t н - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего
воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции,
принимаемый по 9, табл.2 ;
 в - коэффициент теплоотдачи
внутренней поверхности ограждающих
конструкций, принимаемы по 9, табл.4 , Вт/м2· 0С.
1.2. Определить требуемое сопротивление теплопередаче по условиям
энергосбережения R0тр 2 по 9, табл.1б в зависимости от назначения здания и величины
градусо-сутки отопительного периода. Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП)
следует определять по формуле:
ГСОП  (t в  t от.п. ) z от.пер. ,
(1а)
где
tв- то же, что в формуле (1);
tот.п.,zот.п.- средняя температура, 0С и продолжительность, сут., периода со
средней суточной температурой воздуха ниже или равной 80С по 7, табл.1 .
1.3. Определить термическое сопротивление слоя утеплителя Rут., м2·0С/Вт, из условия R0
тр1
или R0 = R0тр 2 .
= R0
R0  RВ   RК  RН
;
(2)
Rк  R1  R2  ...  R ут  Rв н  Rн ;
(3)
Rут  R0тр1( 2)  ( Rв  R1  R2  ...  Rвn  Rн ) ,
(4)
где:
R0 - общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2 0С/Вт,
определяемые по формуле:
Rв  1/  В ;
(5)
Rн  1 /  н
(6)
 В  то же, что и в формуле (1);
 н  коэффициент теплопередачи, для зимних условий наружной поверхности
ограждающей конструкции, м2 0С/Вт, принимаемой по 9.табл.6
 Rк  термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2. 0С/Вт;
R1 , R2 , R ут ..., Rn  термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2
определяемые по формуле:
Ri   i / i ,
где:
0
С/Вт,
(7)
 i  толщина слоя, м;
i  расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/м20С
принимаемы по 9.приложение3сучетомприложения1и2;
RВП  термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое
по 9.приложение4сучетомпримечания2кп.2.4.
1.4. Определить толщину слоя утеплителя ограждающей конструкции,  ут , м, по
формуле:
 ут  R ут   ут ,
(8)
где:  ут  расчетный коэффициент материала слоя утеплителя, Вт/м2
0
С
определяем по 9.приложение3.
Определив предварительное значение толщины слоя утеплителя, следует принять
стандартную толщину  ут , по приложению 2, а также с учетом указаний по выбору
рекомендуемой предельной толщины теплоизоляционного слоя по приложению 1 данных
методических указаний.
1.5. Определить фактическое сопротивление слоя утеплителя R ут м2 0С/Вт, для
принятой толщины из унифицированного ряда размеров  ут , м. по формуле:
R
ф
ут
ф
 ут
.

 ут
(9)
1.6. Определить фактическое значение общего сопротивления теплопередаче
ограждающей конструкции R0ф , м2 0С/Вт, для принятой фактической толщины
утепляющего слоя по формуле:
ф
1  1  2  ут
1
ф
(10)
R0 
  
 ... 
В
1
2
 ут
н
1.7. Определить фактическое значение коэффициента теплопередачи ограждающей
конструкции К, Вт/м2 0С, по формуле:
1
К ф.
(11)
R0
1.8. Необходимо обратить внимание, что в дальнейших расчетах под величиной
толщина утепленного слоя, сопротивление теплопередаче и коэффициент теплопередачи
следует понимать найденные фактические значения величин, т.е.
ф
R0ф  R0 ,
Кф  К .
 ут
  ут ,
2. Определение приведенного сопротивления теплопередаче
Конструкции ограждений современных зданий имеют определенное своеобразие.
Конструкции имеют углы, выступы, оконные проемы, теплопроводные включения, на
большей части поверхности наружной стены со стороны помещения примыкают
перегородки и междуэтажные перекрытия, конструкции стеновых панелей обычно
имеют бетонные ребра и обрамления, т.е. по площади наружной стены практически нет
участков, в пределах которых передачу теплоты можно было бы считать проходящей
по одномерной схеме- условие плоской стенки. За счет перечисленных конструктивных
особенностей потери теплоты по всей площади ограждения оказываются часто
большими, чем теплопотери, рассчитанные в предположении одномерности
температурного поля.
Для правильного расчета теплопотерь через ограждения сложной конструкции
используют так называемые приведенное сопротивление теплопередаче сложного
ограждения R0 пр . Приведенным называют сопротивление теплопередаче такого
условного ограждения с одномерным температурным полем, потери теплоты через
которое при одинаковой площади равны теплопотерям сложного ограждения с
двумерным температурным полем.
Пользуясь R0 для одномерного ограждения, можно получить потери теплоты
сложного ограждения. В результате рассмотрения теплопередачи в двумерных
элементах определены факторы формы f для каждого случая. Величина f показывает, во
сколько раз теплопоетри через характерный двумерный элемент шириной в два калибра
 f  2R0   и длиной 1 метр больше основных по глади ограждения такой же площади.
Ниже приведена последовательность определения приведенного сопротивления
теплопередаче сложного ограждения. Возможность выпадения конденсата на
внутренней поверхности в двумерном элементе будет рассмотрена на примере
наружного угла в расчете паропроницания конструкции наружной стены.
Порядок расчета приведенного сопротивления теплопередаче сложного ограждения
(конструкции наружной стены).
2.1 Определить элементы, формирующие двумерные и трехмерные температурные
поля (наружный угол, оконные откосы, стыки и т.д.) для наружной стены одного из
помещений здания, выбранного по плану здания (помещение обозначить на плане здания).
2.2.Привести поясняющий рисунок с указанием характерных элементов и
необходимых размеров- длин сопряжения наружной стены с данными элементами в
соответствии с рис.1.
Рис.1. Элементы формирования двумерных (1, 2, 3,4) и трех мерных (5, 6, 7)
температурных полей в наружных ограждениях здания.
где:
l1 – длина сопряжения наружной стены с наружным углом;
l2 – с внутренней перегородкой;
l3 – с горизонтальным и перекрытиями;
l4 – с окном (по периметру окна)
2.3. Определить приведенное сопротивление теплопередаче R0 пр м2·0С/Вт, по наружному
обмеру.
1
R0 пр 
 R0 ,
(12)
1
1   f ( f i  1)  li
F0
где: R0  сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции наружной стены
(фактическое значение), м2·0С/Вт, определяемые по формуле (10);
F0  площадь поверхности ограждения по наружному и внутреннему обмеру (за
вычетом площади окон), м2;
f i  фактор формы характерного элемента стены с двумерным температурным
полем, определяемый по [1, стр.170, табл.III.2; стр.169, рис.III.29; стр.153, рис.III.13];
li  протяженность участков конструкции наружной стены, сопряженных с
наружным углом, стыками, оконными откосами, м;
 f  ширина участка поверхности наружной стены с двумерным температурным
полем, равная двум калибрам (толщинам) наружной стены, м;
 f  2    R0 ,
(13)
где:   коэффициент теплопроводности теплоизоляционного слоя конструкции
наружной стены, Вт/м2 0С;
Ширина  f в два калибра для оконных откосов равна
 f  2    R0/ ,
где:
(14)
  то же, что в формуле (13);
R0/  сопротивление теплопередаче части ограждения до изотермы (см. рис.2).
Сопротивление теплопередаче части ограждения до изотермы t 0 равно
1 

в 
/
R0 
 R0
,
1  1
 
в
где:

(15)
н
 в , н  то же, что в формулах (5и 6).
  то же, что в формуле (13);
  расстояние от внутренней поверхности до оси расположения заполнения
проема в м, определяемая в соответствии с рис.2;
  общая толщина ограждающей конструкции наружной стены в м,
определяемая в соответствии с рис.2;
 зап  ширина коробки заполнения деревянного переплета (для однокамерных
стеклопакетов, двойного остекления
 зап =125мм; для двухкамерных стеклопакетов,
тройного остекления  зап =150мм).
Рис.2. Теплопередача через оконный откос в наружной стене.
2.4. Данные расчета занести в таблицу расчета №3.
Таблица 3
Наименование элемента с двумерным температурным полем
1 Наружный угол
2 Стык с внутренней перегородкой
3 Стык с полом I этажа
4 Стык с междуэтажным перекрытием
5 Оконные откосы
li ,
м
f ,
м
fi
fi 1
Набор элементов дан для помещения I этажа. Размерами окна студент задается
самостоятельно.
2.5. Определить величину теплового потока q1, Вт/м2 через 1 м2 поверхности
наружной стены по глади стены
1
(16)
q1 
 (t в  t н ) ,
R0
где:
t в  то же, что в формуле (1);
t н  средняя температура наиболее холодной пятидневки , 0С;
R0  то же, что в формуле (10).
2.6. Определить величину теплового потока q2, Вт/м2, через 1 м2 поверхности
наружной стены сложной конструкции с учетом наличия и влияния конструктивных
элементов
1
(17)
q2 
 (t в  t н ) .
R0 пр
2.7. В заключение расчета сравнить приведенное сопротивление теплопередачи
сложного ограждения наружной стены R0пр , м 2 0 С / Вт , с сопротивлением
теплопередаче по глади ограждения R0 и соответствующие тепловые потоки q1 и q2 ,
Вт/м2, сделать выводы о влиянии конструктивных элементов на теплозащитные
свойства ограждающих конструкций.
Примеры расчета приведенного сопротивления теплопередаче сложного
ограждения приведены в [1,§3.10].
3.Расчет воздухопроницания ограждающих конструкций
Воздушным режимом здания называют совокупность факторов и явлений,
определяющих общий процесс обмена воздуха между всеми его помещениями и наружным
воздухом, включающий перемещения воздуха внутри помещений, движение воздуха через
ограждения, проемы, каналы, воздуховоды и обтекание здания потоком воздуха. С
позиций специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция» наиболее актуальны
следующие явления: инфильтрация и эксфильтрация воздуха через наружные ограждения
и проемы (неорганизованный естественный воздухообмен, увеличивающий теплопотери
помещения и снижающий теплозащитные свойства наружных ограждений); аэрация
(организованный естественный воздухообмен для вентиляции теплонапряженных
помещений); перетекание воздуха между смежными помещениями (неорганизованное и
организованное).
Наибольшей воздухопроницаемостью среди строительных конструкций обладают
окна. Воздух фильтрует через примыкание оконной рамы к откосу проему, притворы,
стыки стекла с переплетом.
Целью расчета является определение соответствия нормам воздухопроницания
разделу 5 СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», принимаемых ограждающих
конструкций. Данный расчет выполнить для конструкции наружной стены.
Порядок расчета воздухопроницания конструкции наружной стены.
3.1. Определить разность давлений воздуха на наружной и внутренней
поверхностях ограждающих конструкций ΔР, Па по формуле:
Р  0,55Н ( Н   В )  0,03 Н  2 ,
(18)
где: Н -высота здания (от поверхности земли до верха карниза),м;
 Н ,  В -удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, кг/м 3,
определяемый по формуле:
 
3463
,
273  t
(19)
где: t- температура воздуха, принимаемая: внутреннего воздуха по основному
помещению (для определения  В ); наружного воздуха (для определения  Н )- равной
температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92;
 - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, принимаемая
согласно [7,8], м/с.
3.2. Определить действительное сопротивление воздухопроницанию ограждающей
конструкции Ru , м2·ч·Па/кг по формуле:
Ru  Ru1  Ru 2  ...  Run ,
(20)
где:
Ru1 , Ru 2 ,..., Run - сопротивления вохдухопроницанию отдельных слоев ограждающей
конструкции, м2·ч·Па/кг, принимаемые по [9, прил.9]
3.3. Определить требуемое сопротивление воздупроницанию ограждающей
конструкции Ruтр , м2·ч·Па/кг по формуле
Р
Ruтр 
,
(21)
GН
где: Gн- нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м2·ч) по
[9, табл. 12]
Примечание.
Воздухопроницаемость слоев ограждающих конструкций (стен, покрытий),
расположенных между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, и
наружной поверхностью ограждающей конструкции не учитывается.
3.4.
Определить действительную воздухопроницаемость конструкций G д ,
кг/(м2·ч)
Р
Gд 
.
(22)
Rи
Проверка:
3-79*
3.5.
Gд  Gн
Rи  Rитр
} наружная стена соответствует нормативам главы 5 СНиП II-
Определить температуру на внутренней
ограждающей конструкции при инфильтрации :
 винф  t н  (tв  t н )
е
СВ RХ
е
где:
Gд
3600
G
СВ R0 д
3600
1
,
поверхности
наружной
(23)
1
tн, tв- то же, что в формуле (19);
е- основание натурального логарифма, е=2,72;
св- удельная теплоемкость воздуха, с=1005 Дж/кг·К;
R0- сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции при отсутствии
инфильтрации воздуха, м2·К/Вт;
Rx- термическое сопротивление ограждающей конструкции от наружного
воздуха до рассматриваемой плоскости при отсутствии инфильтрации воздуха,
м2·К/Вт;
RX  R0  RВ ,
где: Rв- то же, что в формуле (5).
3.6 Определить температуру на внутренней поверхности ограждающей конструкции при
отсутствии инфильтрации по формуле
tв  tн
(24)
 Rв
R0
3.7. Определить величину теплового потока при отсутствии инфильтрации q0, Вт/м2, по
формуле:
t t
(25)
q0  в н .
R0
 в  tв 
3.8. Определить величину теплового потока при инфильтрации, q винф , Вт/м2, по формуле:
д
qвинф
сВG д R 
с В G е 3600
 с 3600
(t в  t н ) .
GдR
В
(26)
0
е 3600  1
3.9. Определить коэффициент парового охлаждения ограждающей конструкции,  по
формуле:
qвинф

.
(27)
q0
3.10. По результатам расчета сделать выводы о соответствии ограждающей конструкции
нормам воздухопроницания и о влиянии инфильтрации воздуха на тепловой режим
помещения.
4.Расчет паропроницания ограждающих конструкций
Целью расчета является определение соответствия нормам паропроницания
разделу 6 СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника» принимаемых ограждающих
конструкций.
Анализ возможного влажностного режима ограждения производится из
стационарного состояния с учетом только диффузии водяного пара через ограждения.
Известно, что с повышением влажности строительных материалов понижаются
теплозащитные и гигиенические качества ограждений, снижается их прочность и
долговечность. Появление влаги в ограждении может быть вызвана следующими
причинами: поступлением строительной, атмосферной, грунтовой, эксплуатационной
влаги, образованием гигроскопической влаги, а также процессом конденсации влаги из
воздуха.
В подавляющем большинстве случаев конденсация влаги является единственной
причиной повышения влажности ограждения. Влага из воздуха может конденсироваться
на внутренней поверхности ограждения и в его толще. В результате расчета
необходимо убедиться в отсутствии конденсации водяных паров на внутренней
поверхности основной глади стен, на внутренней поверхности наружного угла, а также
в толще ограждения.
Конденсация влаги не будет происходить на поверхности, если температура
внутренней поверхности наружного ограждения на 1-20С превышает температуру
точки росы  тр , температуру, при которой относительная влажность воздуха φ при
охлаждении достигает 100%.
Сопротивление паропроницанию Rп, м2·ч·Па/кг, ограждающей конструкции (в
пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно
быть не менее:
а) наибольшего требуемого сопротивления паропроницанию Rптр
1 из условия
недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период
эксплуатации;
б) наибольшего требуемого сопротивления паропроницанию Rптр2 из условия
ограждения накопления влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными
среднемесячными температурами наружного воздуха.
Расчет на возможность конденсации влаги из воздуха на внутренней поверхности
и в толще ограждения выполнить для конструкции наружной стены.
Порядок расчета паропроницания конструкции наружной стены.
4.1. Определение возможности конденсации влаги на глади наружной стены и на
внутренней поверхности наружного угла.
4.1.1 Установить значение нормируемой относительной влажности воздуха в
помещении  В , % в соответствии с влажностным режимом помещения (здания) по
[11;12] и [9, табл.11].
4.1.2. Зная нормируемую относительную влажность воздуха  В в данном
помещении, а также температуру воздуха t В в нем, определяют температуру точки
росы  ТР по [6, прил.2].
4.1.3. Определить температуру на внутренней поверхности наружного угла  Вугл из
выражения:
 В   Вугл
≈ 0,18 (1-0,23R0),
(28)
t В  tн
где:  В , t В , t н , R0 – то же, что в формуле (24).
4.1.4. На основании выполненных расчетов сделать вывод – заключение о
возможности конденсации водяных паров на глади стены, сравнивая  В и  тр ; на
внутренней поверхности наружного угла, сравнивая  Вугл и  тр .
4.2. Конденсация влаги в толще ограждающей конструкции.
(Графоаналитический метод определения зоны возможной конденсации).
4.2.1. Определить температуру в характерных сечениях конструкции наружной
стены  iугл , 0С (на внутренней поверхности между конструктивными слоями, на
наружной поверхности) по формуле:
t t 

 i  t В  В н  RВ   Ri  ,
(29)
R0 
n 1

где: t В , t н , R0, RВ – то же, что в формуле (24);
 R сумма термических сопротивлений (n-1) конструктивных слоев, м2·С/Вт.
n 1
i
4.2.2. По найденным значениям температур в характерных сечениях  i , 0С
определить соответствующие значения максимальной упругости Еi, Па по [6,
приложения 4] или [5, табл. 1.11], затем построить графики изменения  i , Еi в
характерных сечениях.
4.2.3. Определить изменение действительной упругости e i, Па в характерных
сечениях ограждения по формуле
e e
ei  eв  в н   Rп ,
(30)
Rп
n 1
где: e в, e н – действительная упругость водяного пара внутреннего и наружного воздуха,
определяемые из формулы
e
  100%
E
по соответствующим значениям  В , ЕВ  f (t В ) и  н , Ен  f (t н ) ,
где: Е В и Ен - максимальные упругости водяных паров внутреннего и наружного
воздуха [6,прил.4] или [5, табл. 1.11];
Rn – сопротивление паропроницанию ограждения, м2·ч·Па/ мг:
S
(31)
Rn  Rnв   i  Rnн .
i
где
Rпв -сопротивление влагообмену внутренней поверхности, Па  м 2  ч / мг
Rn в  (1 
в
)0,133 ;
100
Rnн  сопротивление влагообмену наружной поверхности, Па  м 2  ч / мг
Rпн  (1 
где :
н
100
 i - толщина конструктивного слоя, м;
)0,133 ;
 i  расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей
конструкции м2/м·ч·Па, принимаемый по [9, приложение 3];
 Rп - сумма сопротивлений паропроницаемости (n-1) слоев ограждения, считая
от его внутренней поверхности до рассматриваемого сечения, м2·ч·Па/МГ, определяемая
по формуле 31;
 в - из пункта 4.1.1;
 н - относительная влажность наружного воздуха [табл.1 данной курсовой
работы].
4.2.4. По найденным значениям li, Па построить график изменения действительной
упругости еi, Па в характерных сечениях (рис.3).
График изменения   E e в многослойной ограждающей конструкции.
Рис.3.
4.3 Определение годового баланса влаги в наружной стене.
4.3.1. Определить требуемое сопротивление паропроницанию из условия
недопустимости накопления влаги, м2·ч·Па/мг по формуле:
e Е
RПТР1  ( в / )  R / ПН ,
(32)
Е  eн
где: еВ- упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па,
е/н - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой
период, определяемая по формуле
1
е / н  (е1  е2  е3  ...  е12 ) ,
(33)
12
где: е1, е2, е3,… е12 – упругость водяного пара наружного воздуха, Па, по
месяцам, принимаемая по [7,8];
Е – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за
годовой период эксплуатации, определяемая по формуле
1
E  ( E1 Z1  E 2 Z 2  E3 Z 3 ) ,
(34)
12
где: Z1, Z2, Z3 – продолжительность в месяцах соответственно зимнего, весеннеосеннего и летнего периодов, определяемая согласно главе СНиП по строительной
климатологии и геофизике с учетом следующих условий:
а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха
ниже минус 50С;
б)к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного
воздуха от минус 5 до плюс 50С;
в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха
выше плюс 50С.
По [7,8] определить для заданного геофизического пункта (города)
продолжительность периодов Z1, Z2, Z3 в месяцах и средние сезонные температуры
наружного воздуха t1н, t2н, t3н соответственно для зимнего, весенне-осеннего и летнего
периодов.
Е1, Е2, Е3 – упругость водяного пара, Па, принимаемые по температуре в
плоскости возможной конденсации  1 , 2 , 3 , определяемых при средней температуре
наружного воздуха е1н, е2н, е3н, соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего
периодов [6, приложение 4].
Примечание: при определении упругости Е3 для летнего периода температуру в
плоскости возможной конденсации во всех случаях следует принимать не ниже средней
температуры летнего периода и упругость водяного пара внутреннего воздуха еВ – не
ниже средней упругости водяного пара наружного воздуха за этот период.
Значения температур в плоскости возможной конденсации  1 , 2 , 3 определяют
следующим образом:
t t
 1  t В  В 1н  ( RВ   R) ;
(35)
R0
t t
 2  t В  В 2 н  ( RВ   R ) ;
(36)
R0
t t
 3  t В  В 3 н  ( RВ   R ) ,
(37)
R0
где
tВ, RВ – то же, что в формуле (5);
t1н, t2н, t3н – средние температуры наружного воздуха соответственно
зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, 0С;
R0 – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м2·0С/Вт;
 R - сумма термических сопротивлений слоев конструкции,
расположенной между ее внутренней поверхностью и плоскостью возможной
конденсации, м2·0С/Вт;
R /ПН – сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/МГ, части ограждающей
конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей
конструкции и плоскостью возможной конденсации, определяемой в соответствии с
ниже приводимым примечанием.
Примечание: плоскость возможной конденсации в однослойной однородной
ограждающей конструкции располагается на расстоянии, равном 2/3 толщины
конструкции от ее внутренней поверхности, а в многослойной конструкции совпадает с
наружной поверхностью утеплителя.
Схематически изобразить конструкцию наружной стены и показать плоскость
возможной конденсации, например,
4.3.2.Определить требуемое сопротивление паропроницанию RПТР2 , м2·ч·Па/мг, из условия
ограничения накопления влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными
среднемесячными температурами наружного воздуха по формуле
2,4  Z 0  (eВ  Е0 )
,
(38)
RПТР2 
А        Wср  
где
Z0 – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной
периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха, tно, 0С,
согласно [7,8];
Ео – упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации,
определяемая при температуре в плоскости возможной конденсации,  , формула (35).
Температуру в плоскости возможной конденсации  , 0С, определяют при средней
температуре наружного воздуха, tно, периода месяцев с отрицательными
среднемесячными температурами [7,8].
  -плотность материала увлажняемого слоя (утеплителя), кг/м3, принимаемая
равной  o по [9,приложение 3];
  - толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, принимаемая
равной 2/3 толщины однослойной стены или толщине теплоизоляционного слоя
(утеплителя) многослойной ограждающей конструкции;
Wср - предельно допустимое приращение массового отношения влаги в
материале, утеплителя, %, за период влагонакопления Z0, принимаемое по [9, табл.14];
А – переводной коэффициент, равный 1000 в единицах СИ;
 - определяется по формуле
2,4( Ео  eно ) Z o

,
(39)
R / ПН
l но - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с
где
отрицательными температурами, определяемая согласно [7,8].
Примечание: в формулах (38) и (39) величина 2,4 – переводной коэффициент
размерностей (суток в часы, кг в г, процентов в доли единицы).
4.3.3. Определить сопротивление паропроницанию RПВП ВПК , м2·ч·Па/мг,
ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости
возможной конденсации).
4.3.4. Сравнить полученное сопротивление паропроницанию ограждающей
конструкции RПВП ВПК с требуемыми сопротивлениями паропроницанию, определенными
по формулам (32) и (38). RПВП ВПК должно быть не менее из наибольшего RПТР1 и RПТР2 .
4.3.5. В результате выполненных расчетов сделать выводы о возможности
конденсации водяных паров на глади стены, на внутренней поверхности наружного угла и
в толще ограждения, графически по рисунку определить зону возможной конденсации
водяных паров. В случае установления возможности конденсации влаги необходимо
предусмотреть меры против конденсации влаги [3, главы IX,XI].
Методика и примеры расчета паропроницания ограждающих конструкций
приведены в [6,§6; 9, §4; 3, , §УП-ХI].
5. Теплотехнический расчет конструкции чердачного (бесчердачного) покрытия
Особенностью расчета конструкции чердачного (бесчердачного) покрытия
является наличие неоднородного слоя –железобетонной панели с замкнутыми
воздушными прослойками круглого сечения, для которой следует определить приведенное
термическое сопротивление RПР, м2·0С/Вт.
Порядок теплотехнического расчета чердачного (бесчердачного) покрытия.
5.1. Для упрощения расчета круглые отверстия следует заменить равновеликими по
площади квадратами, определить размеры а, в, с, s,указать направление действия
теплового потока Q, а также характерные сечения, как указано на рисунке 4.
Рис.4. Железобетонная многопустотная панель.
Принять размеры: а=в= П  R 2 ; с  (1 / 2  1 / 3)а
5.2.Определить приведенное термическое сопротивление RПР, м2·0С/Вт,
неоднородной ограждающей конструкции следующим образом:
а) плоскостями параллельными направлению теплового потока, ограждающая
конструкция условно разрезается на участки, из которых одни участки могут быть
однородными – из одного материала (сечение II), а другие неоднородными – из слоев с
различными материалами (сечениеI), и термическое сопротивление ограждающей
конструкции Rа м2·0С/Вт, определяется по формуле:
F  FII
Rа  I
,
(40)
FI FII

RI RII
где FI, FII – площади отдельных участков конструкции (или части ее), м2.
FI  a  l  a 1 n ;
FII  c  l  c 1 m ;
FI  a  l  n ;
FII  c  l  m .
l – длина участка железобетонной плиты, l=1м;
а,с – размеры согласно рисунка 3;
n – количество пустот;
m – количество железобетонных участков между пустотами.
Количество участков n и m принять самостоятельно из расчета стандартной
ширины панели равной 1195мм.
RI- термическое сопротивление неоднородного участка конструкции по сечению II
в
в
RI 
 Rв.п. 
; м2·0С/Вт,
(41)
 ж .б .
 ж .б .
где Rв.п. – термическое сопротивление воздушной прослойки, м2·0С/Вт [9,прил.4]
RII- термическое сопротивление однородного участка конструкции по сечению II-II.

, м2·0С/Вт.
(42)
RII 
 жб
б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, ограждающая
конструкция (или часть ее, принятая для определения Rа) условно разрезается на слои, из
которых одни слои могут быть однородными (сечения III-III и V-V), а другие
неоднородными
(сечение
IV-IV).
Определяем
термическое
сопротивление
железобетонной плиты относительно перпендикулярных сечений (III-III, IV-IV, V-V):
Rб  RIII  RIV  RV , м2·0С/Вт,
(43)
RIII  RV - термическое сопротивление однородных участков конструкции
в
(44)
RIII  RV 
; м2·0С/Вт.
 жб
RIV  термическое сопротивление неоднородного участка по сечению IV-IV:
FI  FII
, м2·0С/Вт,
(45)
RIV 
FI
FII

Rв.п. а / ж.б .
Rв.п.  то же, что в формуле (41).
Величина Rа  может превышать величину Rб , но не более чем на 25%.
Приведенное термическое сопротивление ограждающей конструкции следует
определять по формуле:
R  2 Rб
R ПР  а
.
(46)
3
5.3. Дальнейший порядок выполнения теплотехнического расчета конструкции
чердачного (бесчердачного) покрытия аналогичен порядку теплотехнического расчета
наружной стены, при этом в качестве термического сопротивления слоя
железобетонной панели с воздушными пустотами следует принимать найденное по
формуле (46) приведенное термическое сопротивление RПР , м2·0С/Вт.
Примеры расчета приведенного термического сопротивления неоднородной
ограждающей конструкции RПР приведены в [3, пример 6].
6. Теплотехнический расчет конструкции пола первого этажа
(над неотапливаемым подвалом)
6.1. Порядок теплотехнического расчета пола первого этажа аналогичен
теплотехническому расчету чердачного (бесчердачного) покрытия. При определении Rв.п.
необходимо учесть направление теплового потока Q.
6.2. Определить показатель теплоусвоения поверхности пола J П , Вт/ м2·0С и установить
соответствие полученного значения с нормативным значением показателя J Пнорм по
[9,табл.11*]. Определить показатель теплоусвоения поверхности пола J П , Вт/ м2·0С,
следующим образом:
а) если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию
D1  R1S1  0,5 , то показатель теплоусвоения поверхности пола определяется по
формуле
(47)
J П  2S1 .
б) если первые n слоев конструкции пола (n≥1) имеют суммарную тепловую инерцию
D1  D2  ...  Dn 0,5 , но тепловая инерция n+1 слоев D1  D2  ...  Dn1  0,5 , то
показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять последовательно
расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с n-ого.
2 R  S 2  S n1
JП  n n
.
(48)
0,5  Rn  S n1
Для i-го слоя (i=n-1; n-2; …1) по формуле
4 R S 2  J i 1
Ji  i i
.
(49)
1  Ri  J i 1
Показатель теплоусвоения поверхности пола принимается равным показателю
теплоусвоения поверхности 1-го слоя J1 .
D1  D2  ...  Dn1 - показатель тепловой инерции соответственно 1,2 …, (n+1) –
слоев конструкции пола.
Ri , Rn - термическое сопротивление, м2·0С /Вт, i, n - слоев конструкции пола,
определяемые по формуле (7);
S1 , S 2 , S n , S n 1 - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала
i, n, n  1 - слоев конструкции пола, Вт/ м2·0С, принимаемые по [9,приложение 3].
Если
расчетный
показатель
теплоусвоения
поверхности
пола J П не
соответствует нормативному значению J Пнорм , то следует сделать выводы и дать
рекомендации.
Примеры и методика расчета показателя теплоусвоения ограждающих
конструкций приведены в [3,6].
7. Выбор вида конструкции световых проемов и наружных входных дверей
Выбор вида конструкции световых проемов и наружных входных дверей следует
производить с учетом обеспечения теплотехнических требований, определяемых
величиной требуемого сопротивления теплопередаче R0ТР .
7.1. Выбрать конструкцию заполнения светового проема [9, прил.6] с
сопротивлением теплопередаче R0 , м2·0С /Вт, не менее требуемого [9, 1б].
7.2. Определить коэффициент теплопередачи окна, Вт/ м2·0С,
1
K
,
(50)
R0
где: R0 - сопротивление теплопередаче принятой конструкции светового проема,
м2·0С /Вт.
7.3. Определить RВНД по условию, что требуемое сопротивление теплопередаче
R0ТР дверей (кроме балконных) должно быть не менее 0,6 R0ТР стен зданий и сооружений,
определенного по формуле (1) при расчетной зимней температуре наружного воздуха.
7.4. Определить коэффициент теплопередачи входной наружной двери
1
K ВНД 
; Вт/ м2·0С
(51)
0,6 R0ТР1
8. Определение показателя теплоустойчивости помещения
Тепловой режим помещения определяется поступлениями или потерями тепла
через наружные ограждения, работой отопительно- охладительных и вентиляционных
систем, бытовыми и технологическими тепловыделениями, а также теплофизическими
свойствами ограждений, мебели и оборудования.
Теплоустойчивостью помещения называется его свойство поддерживать
относительное постоянство температуры при периодически изменяющихся
теплопоступлениях. Чем больше способность поглощать тепло у ограждений и
предметов, поверхности которых обращены в помещение, тем меньше в помещении
колебания температуры и тем больше его теплоустойчивость. Так, в качестве
допустимого предела суточного колебания температуры воздуха в жилом помещении
гигиенисты считают AtДОП  1,5 0 С при центральном отоплении и AtДОП  30 С при
печном отоплении.
Помещения, в которых амплитуда колебаний температуры воздуха превышает
допустимые значения, не обладают достаточной теплоустойчивостью и с санитарногигиенической точки зрения являются неудовлетворительными.
Свойство теплоустойчивости помещения, также как и ограждения,
определяется показателями теплоусвоения и теплопоглощения помещения, а также
амплитудой колебания температуры воздуха в помещении. Величины этих показателей
будут зависеть от теплотехнических качеств наружных и внутренних ограждающих
конструкций, свойств отопительной и вентиляционной системы, особенностей
конвективного и лучистого теплообмена, наличия оборудования в помещении и т.д.
Рис.5.
Определение показателей теплоусвоения и теплопоглощения помещения.
Порядок расчета показателя теплоустойчивости помещения.
8.1. Начертить план и разрез помещения принятого для расчета (обозначить помещение
на плане здания), указать все необходимые размеры, как показано на рисунке 5.
8.2. Определить и показать условно на рисунке все элементы помещения, обладающие
свойством теплопоглощения (ограждающие конструкции, воздух помещения, мебель и
т.д.).
8.3. Определить показатель теплопоглощения всех ограждающих конструкций,
поверхности которых обращены внутрь помещения, Вт/ 0С по формуле:
(52)
Pогр   Рогрi   Bi  Fi ,
где: Bi - коэффициент теплопоглощения ограждающей конструкции Вт/м2·0С,
определяемый по формуле(53);
Fi - площадь конструкции, поверхность которой обращена внутрь помещения, м2.
8.4. Определить коэффициент теплопоглощения Bi , Вт/м2·0С, для всех ограждающих
конструкций, поверхности которых обращены в помещение по формуле:
Bi 
i
1
1

J Bi  ki
,
(53)
J Bi - коэффициент теплоусвоения конструкций, Вт/м2·0С, определяемый по методике
приводимой ниже в пункте 8.5.;
 i - коэффициент, зависящий от соотношения складываемых в знаменателе
величин, следует принимать равным 1,05;
 ki - коэффициент конвективного теплообмена на поверхностях определяемый по
формуле:
 ki  в3 t ,
где t - разность между температурами внутренней поверхности ограждения и
воздуха в помещении;
в - температурный коэффициент, определяемый по [1, табл.1.3.]
8.5. Определить коэффициент теплоусвоения
J B Вт/м2·0С, всех конструкций,
поверхности которых обращены в помещение (потолок, внутренние и наружные стены,
окно, двери). J B для пола первого этажа определяют по методике, приводимой выше в
пункте 6.2. Предварительно определяют границу расположения слоя резких колебаний по
показателю тепловой инерции ограждения следующим образом:
а) если D1  R1  S1  1 , слой резких колебаний расположен в первом слое, то коэффициент
теплоусвоения внутренней поверхности следует принимать равным коэффициенту
теплоусвоения S1 материала этого слоя;
б) если D 1 , а D1  D2  1, слой резких колебаний захватывает второй слой, то
коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности J B Вт/м2·0С, следует определять
по формуле:
R  S 2  S2
JВ  1 1
;
(54)
1  R1 S 2
в) если D1  D2  ...  Dn1 1 , но D1  D2  ...  Dn  1 , слой резких колебаний расположен в
нескольких слоях, т.е. граница его находится в некотором n-ом слое ограждения, то
коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности J B Вт/м2·0С , следует определять
начиная с внутренней поверхности (n-1) слоя по формуле
Rn1  S n21  S n
J Вп1 
.
(55)
1  Rn1  S n
Затем переходят к определению коэффициента теплоусвоения J Bп2 :
Rn2  S n22  J n1
(56)
1  Rn2  J n1
и т.д. до тех пор, пока не дойдем до первого слоя ограждения, теплоусвоение, которого и
будет равно теплоусвоению внутренней поверхности ограждения и определяется по
формуле:
R1  S12  J 2
J В  J1 
,
(57)
1  R1  J 2
где: J 2 - теплоусвоение внутренней поверхности второго слоя, определенное
предварительно по формуле (56);
Ri - термическое сопротивление слоя, Вт/м2·0С, определяемое по формуле (7);
S i  коэффициент теплоусвоения материала слоя, Вт/м2·0С, принимаемый по [9,
приложение 3];
Di  тепловая инерция слоя, Di  Ri S i ;
J 1 , J n , J n1 коэффициент
теплоусвоения
внутренней
поверхности
соответственно первого, n и (n-1)- го слоев ограждающей конструкции, Вт/м2·0С.
J Вп2 
Пример расчета: Определить J В  J1 четырехслойной наружной стены.
Если D1  D2  D3 1 , а D1  D2  D3  D4 1 , то граница слоя резких колебаний лежит в
четвертом слое, определение коэффициента теплоусвоения начинаем с третьего слоя:
R  S 2  S4
J3  3 3
;
1  R3  S 4
J2 
R2  S 22  J 3
;
1  R2  J 3
J1 
R1  S12  J 2
;
1  R1  J 2
г) если  Dn 1 , слой резких колебаний выходит за пределы ограждения, т.е. граница его
находится вне ограждения.
В этом случае определяют коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности
последнего слоя ограждения (наружного слоя) по формуле:
Rn  S n2   Н
Jn 
,
(58)
1  Rn   Н
Rn - термическое сопротивление последнего слоя ограждения, Вт/м2·0С;
где
S n - коэффициент теплоусвоения материалам этого слоя, Вт/м2·0С;
n -
коэффициенты теплоотдачи наружной поверхности ограждения,
определяемый по [9, табл.6].
д) если ограждение целиком или отдельный слой ограждения практически не обладает
инерцией (например, окно), то коэффициент теплоусвоения для них равен
1
J
(59)
1
R 
Н
R  R

1

1
,
(60)
В Н
где
 В  то же, что в формуле (2);
 Н  то же, что в формуле (2);
RОК  сопротивление теплопередаче окна, м2·0С/Вт, определяемый при подборе
вида заполнения световых проемов.
е) при определении коэффициента теплоусвоения воздушных прослоек для практических
расчетов принимается коэффициент теплоусвоения воздуха S=0.
ж) для внутренних конструкций подверженных с обеих сторон воздействию
периодических температурных колебаний, коэффициент теплоусвоения J B , Вт/м2·0С,
определяется как для наружных, но принимается что в середине ограждения S=0.
Пример расчета [3,с.130].
з) если однородность материала нарушена, т.е. слой состоит из нескольких материалов,
расположенных по поверхности слоя, причем каждый материал имеет толщину равную
толщине слоя, то средний коэффициент теплоусвоения материалов определяется по
формуле
ок
S СР 
где:
S1  F1  S II  FII  S III  FIII  ...  S n  Fn
,
FI  FII  FIII  ...Fn
(61)
S1 , S II , S III , S n - то же что в формуле (55);
FI , FII , FIII ,...Fn - площади занимаемые отдельными материалами, м2;
n – число материалов, входящих в слой.
Примеры расчета коэффициента теплоусвоения ограждающих конструкций
приведены в [3, глава 5§3; 6, §4; 1 §VII.3].
Данные расчета показателя теплопоглощения всех ограждающих конструкций
помещения по формуле (52) внести в таблицу расчета №4.
8.6. Определить показатель теплопоглощения воздуха, Вт/0С по формуле
1,88V
Рв озд 
(62)
T
где: V – объем помещения, м3;
Т – период времени, равный 24 часам.
8.7. Определить показатель теплопоглощения предметов оборудования и мебели Pоб ,
Вт/0С по формуле:
4,4
Роб 
 Gоб  C об ;
(63)
3600Т
Таблица 4
Определение показателя теплопоглощения ограждающих
конструкций помещения
№
Наименование
Pогрi
J Bi ,
Bi ,
Fi ,
 Pогрi
2
2
2
п/п
ограждающей
0
Вт/м ·С
Вт/м ·С
м
Вт/ С
Вт/0С
конструкции
1
Наружная стена
2
Внутренняя стена
3
Окно
4
Междуэтажные
перекрытия
5
Пол первого этажа
6
Перекрытие верхнего
этажа и т.д.
где:
Т – то же что в формуле (59);
Gоб - вес оборудования, кг, принимаемый по назначению помещений (следует
принимать самостоятельно);
Cоб - удельная теплоемкость материала оборудования или мебели, Дж/кг·0С.
8.8. Определить показатель теплопоглощения воздухообмена Pвент , Вт/0С по формуле:
L C  В
Рвент 
;
(64)
3600
L - воздухообмен в помещении, м3/ч, (для жилых зданий L =3·А пола, где А –
где:
площадь пола данного помещения);
C   В - объемная теплоемкость воздуха, Дж/ м3·0С.
8.9.Определить показатель теплопоглощения PП , Вт/0С по формуле
РП  Рогр  Рвозд  Роб  Рвент ;
(65)
8.10. Определить амплитуду колебания температуры воздуха в помещении Аt, 0С по
формуле
  m  QП
At 
,
(66)
РП
где
PП - то же, что в формуле (62);
 - поправочный коэффициент принимаемый 0,7-0,9;
m – коэффициент неравномерности теплоотдачи приборов систем отопления,
принимаемый по приложению №3;
QП- расчетные теплопотери через ограждающие конструкции помещения, Вт,
определяемые по методике [10, приложение 8,9], условно принять QП  1000 1500 Вт.
8.11. В заключение расчета сделать выводы о соответствии данного помещения нормам
теплоустойчивости. Полученное значение амплитуды колебания температуры воздуха по
формуле (66) не должно превышать +1,5 0С (для центрального отопления) и +3С (для
печного отопления).
Примеры и порядок расчета показателя теплоустойчивости приведены [3,глава 5,
§4; 1§VII.3; 2§2.9; 6§3].
Приложение 1
Предельная толщина теплоизоляционного слоя.
Климатический район по главе СНиП
2.01.01.-82 «Строительная
климатология и геофизика»
прилож.1. рис. 9
I
II
III, IV
Предельная толщина, м
Наружных стен
Утеплителя в
покрытии и
перекрытии
0,65
0,3
0,5
0,2
0,4
0,1
Приложение 2
Унифицированный ряд размеров строительных конструкций
№
1
Наименование, тип конструкции
Стены многослойной конструкции с
утеплителем на основе минеральных
волокон
Толщина, мм
Толщину слоя утеплителя следует
округлять в большую сторону с
кратностью округления 10 мм,
минимальную толщину слоя
утеплителя принимать не менее 50
мм.
Приложение 3
Значение m для различных систем отопления
Вид системы отопления
Водяное отопление зданий с
непрерывным обслуживанием
Паровое отопление или нетеплоемкими
печами:
-время подачи пара или топки печи – 18ч,
перерыв – 6 ч,
- время подачи пара или топки печи –
12ч, перерыв – 12ч,
- время подачи пара или топки печи –
6ч, перерыв –18ч,
Поквартирное водяное (время топки – 6ч)
Печное теплоемкими печами при их
1 раз в сутки:
- толщина стенок печи в ½ кирпича
- толщина стенок печи в ¼ кирпича
m
0,1
0,8
1,4
2,2
1,5
от 0,4 до 0,9
от 0,7 до 1,4
Приложение 4
Район строительства
Цифра
шифра*
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
Город
Цифра шифра
Город
Барнаул
Благовещенск
Онега(Архан.обл.)
Архангельск
Котлас (Архан.обл.)
Астрахань
Уфа
Белгород
Брянск
Владимир
Муром (Владимр.обл.)
Волгоград
Вологда
Череповец (Вологод.обл.)
Воронеж
Арзамас
Горький
Иваново
Нальчик (Кабардино-Балкар.)
Никольск (Вологод.обл.)
Иркутск
Калининград
Калинин
Ржев (Калин.обл.)
Элиста
Калуга
Петропавловск-Камчатский
Петрозаводск
Ухта (Карелия)
Киров
Печора
Сыктывкар
Ухта
Кострома
Армавир (Краснод.кр.)
Краснодар
Ставрополь
Кисловодск
Тамбов
Казань
Томск
Тула
Ижевск
Ульяновск
Бузулук (Оренбург.обл.)
Долинск (Сахалин.обл.)
Миллерово (Ростов.обл.)
Уссурийск (Приморский
край)
Тобольск
Привольск (Саратов.обл.)
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
Новороссийск
Сочи
Туапсе
Тихвин (Ленингр.обл.)
Красноярск
Кашира (Московск.обл.)
Куйбышев
Курган
Курск
Санкт-Петербург
Липецк
Дмитров (Москов.обл.)
Йошкар-ола
Саранск
Москва
Кашира
Мурманск
Новгород
Новосибирск
Омск
Оренбург
Орел
Пенза
Пермь
Соликамск (Пермс.обл.)
Владивосток
Псков
Великие луки (Псков.обл.)
Ростов-на-Дону
Таганрог (Ростов.обл.)
Рязань
Саратов
Курильск (Сахалин)
Свердловск
Боровичи (Новгород.обл.)
Смоленск
Комсомольск-на -Амуре
Охотск (Хабаров.Край)
Хабаровск
Челябинск
Магнитогорск (Челябин.обл.)
Бугульма (Татария)
Чебоксары
Глазов (Удмуртия)
Мензелинск (Татария)
Советская Гавань (Хабар.Край)
Ярославль
Вязьма (Смолен.обл.)
99
100
Грозный
Махачкала
) Район строительства следует принимать согласно двух последних цифр номера
зачетной книжки.
*
Приложение 5
Конструкция наружных стен
Последн
яя цифра
номера
шифра
0
Конструкция
Теплотехниче
ские
показатели
материала*
1-71
2-84
3-143
4-84
1-71
2-85
3-147
4-85
1-71
2-85
3-133
4-85
1
2
3
4
5
0,01
0,380
-
0,120
-
0,01
0,380
-
0,120
-
1- отделочный
слой
2,4- кирпичная
кладка
3- утепляющий
слой
1- ж/б
конструкция
3- бетонная плита
2- утепляющий
слой
0,01
0,380
-
0,120
-
0,12
-
0,060
-
-
1-1
2-143
3-7
4
2- ж/б
конструкция
3- бетонная плита
2- утепляющий
слой
0,12
-
0,060
-
-
1-1
2-148
3-17
5
3- кирпичная
кладка
4- клеящий слой
утепляющий слой
0,01
0,380
0,510
0,004
-
0,01
1-71
2-84
3-180
4-143
5-71
6
5-
0,01
0,380
0,510
0,004
-
0,01
1-73
2-85
3-180
4-147
5-73
7
0,20
-
0,06
-
-
8
0,20
-
0,06
-
-
0,20
-
0,06
-
-
1-7
2-143
3-7
1-17
2-148
3-17
1-37
2-133
3-37
1
2
3
9
1,3- бетонная плита
2- утепляющий
слой
) [9, прил.3]
*
Толщина слоя, м
Приложение 6
Бесчердачное покрытие
Конструкция
1
0,0045
0
0,0045
1
3
1водоизоляционный
ковер
2- асфальтовая
стяжка
3- утеплитель
4- плита
перекрыти
0,0045
0,0045
2
4
Толщина слоя, м
2
3
4
5
6
7
0,01
-
0,12
-
-
-
0,09
0,02
-
0,13
-
-
-
0,09
0,01
-
0,14
-
-
-
0,1
0,02
-
0,15
-
-
-
0,1
0,01
-
0,16
-
-
-
0,11
0,17
-
0,12
4-136
5-186
6-1
0,18
-
0,13
4-142
5-186
6-1
0,19
-
0,14
4-143
5-186
6-1
-
-
-
-
6
-
-
-
-
-
-
-
-
1водоизоляционный
ковер
2- плита
0,003
0,003
0,003
5
7
Теплотехнич
еские
показатели
матери
ала
1-186
2-71
3-136
4-1
1-186
2-72
3-142
4-1
1-186
2-73
3-143
4-1
1-186
2-74
3-146
4-1
1-186
2-75
3-147
4-1
d
0,0045
Последняя
цифра номера
шифра
перекрытия
3- вентилируемая
воздушная
прослойка
4- утеплитель
5-пароизоляция
6- плита
перекрытия
-
-
-
-
Рекомендуемая литература
0,20
0,003
8
-
0,14
4-146
5-186
6-1
1. Богословский В.Н. Строительная теплофизика.- М.:Стройиздат, 1982-415с.
2. Богословский В.Н., Сканави А.Н. Отопление.- М.: Стройиздат, 1991-436с.
3. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания.- М.:
Стройиздат, 1973/-271c.
4. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно- технические устройства.
Часть I. /под.ред. Староверова И.Г./ И.Г.М.: Стройиздат, 1990.-343с
5. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Отопление./под.ред.Щекина
Р.В../-Киев: Будивельник, 1976-351с.
6. Руководство по теплотехническому расчету и проектированию ограждающих
конструкций зданий. –Стройиздат, 19853.-143с.
7. СНиП 23-01-99 Строительная климатология М.: Стройиздат 2000-57с.
8. СНиП 2.01.01.82 Строительная климатология и геофизика М.: Стройиздат,
1983-136с.
9. СНиП II-3-79* Строительная теплотехника М.: Стройиздат, 1998-27с.; СНиП 2302-2003 Тепловая защита зданий, М.: Стройиздат, 2004-25л.
10. СНиП
2.04.05-91*
Отопление,
вентиляция
и
кондиционирование.
–М.:
Стройиздат, 1999.-63с.
11. СНиП 2.08.02.-89 Общественные здания и сооружения М.: Стройиздат. 1989.39с
12. СНиП 2.08.01.-89 Жилые здания. – М.: Стройиздат. 1991.-45с.
Приложение
7
Чердачное перекрытие
Последня
я цифра
номера
шифра
0
Толщина слоя  , м
Конструкция
1
2
3
4
d
0,035
-
0,003
0,12
0,09
1
0,040
-
0,003
0,13
0,09
2
0,050
-
0,003
0,14
0,10
3
0,035
-
0,003
0,15
0,10
4
0,040
-
0,003
0,16
0,11
0,045
-
0,004
0,17
0,12
0,050
-
0,004
0,18
0,13
0,035
-
0,004
0,19
0,14
8
0,040
-
0,004
0,20
0,14
9
0,050
-
0,004
0,22
0,15
5
6
7
1- армированна
я стяжка
2- утепляющий
слой
3- пароизоляцио
нный слой
4- плита
перекрытия
Теплотехнич
еские
показатели
материала
1-71
2-136
3-186
4-1
1-72
2-142
3-186
4-1
1-73
2-143
3-186
4-1
1-71
2-145
3-186
4-1
1-72
2-146
3-186
4-1
1-73
2-147
3-186
4,1
1-72
2-148
3-186
4-1
1-73
2-142
3-186
4-1
1-73
2-147
3-186
4-1
1-72
2-136
3-186
4-1
Приложение 8
Пол первого этажа
Последняя
цифра номера
шифра
Толщина слоя  , м
Конструкция
Теплотехн
ические
показатели
материала
1
2
3
4
5
d
0
0,01
0,02
0,00
3
-
0,12
0,09
1
0,01
0,02
0,00
3
-
0,13
0,09
2
0,01
0,02
0,00
3
-
0,14
0,1
0,01
0,02
0,00
3
-
0,15
0,1
0,01
0,02
0,00
3
-
0,16
0,11
5
0,00
3
0,02
0,00
3
-
0,17
0,12
6
0,00
3
0,02
0,00
3
-
0,18
0,13
0,00
3
0,02
0,00
3
-
0,19
0,14
3
4
7
1- паркет по
мастике
2- стяжка
3- пароизоляци
онный слой
4- теплоизоляц
ионный слой
5- плита
перекрытия
1- линолеум
2- стяжка
3- пароизоляци
онный слой
4- теплоизоляц
ионный слой
1-110
2-72
3-186
4-136
5-1
1-111
2-7
3-186
4-142
5-1
1-110
2-72
3-186
4-143
5-1
1-111
2-72
3-186
4-145
5-1
1-110
2-71
3-186
4-147
5-1
1-187
2-71
3-186
4-155
5-1
1-188
2-72
3-186
4-142
5-1
1-189
2-71
3-186
4-146
5-1
8
9
5- плита
перекрытия
0,00
3
0,02
0,00
3
-
0,20
0,14
0,00
3
0,02
0,00
3
-
0,22
0,15
1-190
2-72
3-186
4-147
5-1
1-191
2-72
3-186
4-136
5-1
Приложение 9
Внутренние конструкции
Междуэтажные перекрытия
Внутренние перегородки крупнопанельного
индустриального изготовления
Внутренние перегородки
кирпичные
Наименова
ние
Толщина слоя  , м
Конструкция
1,3- штукатурка
2- кирпичная кладка
1
2
3
4
0,01
0,125
0,01
-
0,015
0,250
0,015
-
0,01
0,380
0,01
-
0,015
0,510
0,015
-
0,12
-
-
-
0,08
-
-
-
0,10
-
-
-
0,12
-
-
-
Тепло
техни
ческие
показа
тели
матер
иала
1-71
2-84
3-71
1-17
1-82
1- ж/б или
гипсобетонная
конструкция с
поверхностями под
покраску или клейку
обоями
1234-
покрытие пола
стяжка
звукоизоляция
плита перекрытия
0,16
-
-
-
0,01
0,02
0,05
**
1-187
2-71
3-130
4-1
** - принять по данным приложений 7и 8.
1. ВИДЫ И ФОРМЫ ТЕКУЩЕГО, ЕЖЕМЕСЯЧНОГО, РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ,
ИТОГОВЫХ АТТЕСТАЦИЙ
Текущий контроль включает в себя контроль выполнения заданий для
самостоятельной работы. К ежемесячному контролю дополнительно относится контроль
выполнения домашних заданий, осуществляемый в форме индивидуальных консультаций
и проверке заданий, предложенных для самостоятельной работы. Рубежный контроль
осуществляется посредством выполнения контрольных работ (на практических занятиях и
в форме домашней контрольной работы), тестового контроля на лекциях.
Итоговый контроль осуществляется приемом экзамена. Билеты составляются на
основании теоретических вопросов и задач, приведенных ниже, из указанной выше
литературы.
Вопросы к экзамену по курсу «Строительная теплофизика» для специальности
270800- Строительство
1. Конвективный теплообмен в помещении. Виды.
2. Значение влажностного режима наружных ограждений.
3. Какой утеплитель более эффективен с точки зрения теплопередачи: пенополиуретан
(№148 СНиП II-3-79*) или плита минераловатная мягкая (№133)? Почему?
4. Лучистый теплообмен в помещении. Основные характеристики.
5. Причины появления влаги в наружных ограждениях.
6. Температура внутренней поверхности наружного угла 7,60С. Какой станет τуг, если в
углу установлен стояк отопления?
7. Нетрадиционные источники тепла для выработки тепловой и электрической энергии.
8. Причины выпадения конденсата на наружной поверхности наружной стены.
9. Если встать босой ногой на пол из сосновых досок, а затем на бетонный, то в каком
случае ощущение тепла будет большим, почему?
10. Конструкции многослойных ограждений. Функции слоев. Материалы.
11. Источники переувлажнения воздуха помещений.
12. Определить действительную упругость водяного пара наружного воздуха ен для
города .
13. Теплообмен человека. Уравнение теплового баланса человека.
14. Необходимые конструктивные мероприятия по устранению конденсата в
бесчердачных покрытиях и на остеклении оконных проемов.
15. Физический смысл сопротивления теплопередачи ограждения
16. Теплообмен в помещении. Пояснить рисунком. Уравнение теплового баланса в
помещении.
17. Условие возникновения конденсации влаги на внутренней поверхности наружного
ограждения. Методы ее устранения.
18. Определить сопротивление паропроницаемости данной конструкции наружной стены:
1- 71 (СНиП II-3-79)
 1=0,01м
 3= 0,15 м -// 2= 0,38 м  4=
0,01 м
3-143 -//4-71 -//19. Микроклимат помещения, его основные характеристики.
20. Теплоусвоение – важная характеристика ограждений
21. Определить tТ.Р. в жилом здании г. Архангельска
22. Воздухопроницаемость ограждений здания. Причины возникновения. Основные
характеристики. Последствия.
23. Фактор формы- важная характеристика при расчете передачи тепла через ограждение.
24. Паропроницаемость ограждений здания. Причины возникновения. Основные
характеристики. Последствия.
25. Эффективный утеплитель. Материал. Свойства, характеристики.
26. Теплоустойчива ли данная конструкция наружной стены (СНиП II-3-79* прил 3)
27. Теплоустойчивость помещения. Основные характеристики.
28. Виды теплообмена в помещении. Пояснить рисунком.
29. Определить действительную упругость водяного пара внутреннего воздуха ев в жилом
здании города Воронежа .
30. Что изучает наука строительная теплофизика?
31. Конвективный теплообмен в помещении, его формы.
32. Чему равен коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности данной конструкции
наружной стены? (СНиП II-3-79* прил 3)
33. Чем обусловлены высокие теплозащитные качества современных наружных
ограждений?
34. Графоаналитический метод определения конденсации влаги в толще ограждения.
Меры против конденсации.
35. Определить температуру внутренней поверхности наружной стены толщиной в 1,5
кирпича жилого здания (г. Печора).
36. Сопротивление теплопередачи ограждения. (пояснить рисунком на примере наружной
стены). Характеристика составляющих.
37. Показатель теплопоглощения – основная характеристика теплоустойчивости
помещений.
38. Определить, будет ли выпадать конденсат на внутренней поверхности наружной
стены жилого здания (г. Сыктывкар), если В =19,10С
39. Влажностный режим бесчердачного покрытия. Пояснить рисунком.
40. Влияние воздухопроницаемости на теплопередачу в различных элементах ограждений
(массив стены, стык, оконный проем)
41. Определить температуру точки росы в жилом здании (г. Псков) и выяснить
возможность конденсации на внутренней поверхности наружной стены, если В
=18,30С
42. Условие выпадения конденсата на внутренней поверхности наружного угла.
Мероприятия по утеплению наружных углов.
43. Характеристики наружного климата.
44. Определить требуемую толщину тепловой изоляции из керамзитового гравия для
чердачного покрытия жилого здания (г. Владимир)
45. Характеристики влажностного состояния воздуха в помещении.
46. Микроклимат помещения. Оптимальные и допустимые условия. Инженерные
системы, создающие микроклимат помещения.
47. Определить температуру внутренней поверхности наружной стены толщиной в один
кирпич жилого здания (г.Владимир) и выяснить возможность конденсации влаги
48. Условия образования конденсата в толще ограждения и мероприятия по его
устранению.
49. Теплоустойчивость помещений. Основные характеристики.
50. Определить температуру внутренней поверхности наружной стены толщиной в один
кирпич жилого здания (г. Салехард) и выяснить возможность конденсации влаги.
Глоссарий
Температурным полем – называют совокупность значений температуры во всех
точках рассматриваемого тела в данный момент времени.
Отопление – процесс поддержания нормируемой температуры воздуха.
Система отопления – техническая установка, состоящая из комплекта оборудования,
связанного между собой конструктивными элементами, предназначенная для получения,
переноса и передачи заданного количества теплоты в обогреваемое помещение.
Обслуживаемая зона (зона обитания) – это пространство в помещении, ограниченное
плоскостями, параллельными ограждениями, на высоте 0,1 – 2,0 м над уровнем пола, но
не ближе чем на 1,0 м от потолка при потолочном отоплении, на расстоянии 05, м от
внутренних поверхностей наружных стен, окон и отопительных приборов, на расстоянии
1,0 м раздающей поверхности воздухораспределителей.
Скорость движения воздуха – осредненная по объему обслуживаемой зоны скорость
движения воздуха.
Температура воздуха - осредненная по объему обслуживаемой зоны температура
воздуха.
Теплый
период
года
–
период
года,
характеризующийся
среднесуточной
температурой наружного воздуха выше 8 оС.
Холодный период года – период года, характеризующийся среднесуточной
температурой наружного воздуха, равной 8 оС и ниже.
Узел ввода в здание (УВ) – узел ввода трубопроводов теплоснабжения в здание, в
котором при отсутствии ИТП устанавливают отсекающие задвижки и приборы учета
количества тепловой энергии, теплоносителя и воды.
Радиационная температура помещения – осредненная по площади температура
внутренних поверхностей ограждений помещения и отопительных приборов.
Рабочая зона – пространство над уровнем пола или рабочей площадки высотой 2,0 м
при выполнении работы, стоя или 1,5 м при выполнении работы сидя.
Многоэтажное здание – здание с числом этажей два и более.
Надежность систем отопления - способность систем обеспечить в обслуживаемом
помещении нормируемые параметры микроклимата и чистоту воздуха в пределах
заданной обеспеченности в интервале расчетного времени (год, сезон).
Микроклимат
характеризуемое
помещения
следующими
–
состояние
показателями:
внутренней
температура
среды
помещения,
воздуха
помещения,
радиационная температура помещения, скорость движения воздуха в помещении,
относительная влажность воздуха в помещении.
Оптимальные микроклиматические условия – это сочетание значений показателей
микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека
обеспечивают нормальное тепловое состояние организма при минимальном напряжении
механизмов терморегуляции, обеспечивают ощущение теплового комфорта не менее чем
у 80 % людей находящихся в помещении.
Обеспеченность – накопленная вероятность обеспечения заданных параметров (в
среднем за 50 лет) в долях продолжительности года, когда температура наружного
воздуха и его энтальпия не будут для холодного период года ниже, а для теплого периода
выше расчетных значений.
Отказ систем отопления – нарушение в работе оборудования и (или) элементов указанных
систем, вызывающее отклонение параметров микроклимата в обслуживаемой или рабочей
зоне помещения от нормируемых