Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Архитектура гражданских и промышленных зданий» КУРСОВОЙ ПРОЕКТ По дисциплине: «Основы строительной физики» «Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций для г. Барнаул» Вариант 1 Выполнил: Сатановский М.С. студент гр.119 Проверил: преподаватель каф. АГиПЗ _____________________ Томск – 2021г. 2 3 1. Расчет нормируемого сопротивления теплопередаче Расчет ведется в соответствии с СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» и СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Количество градусо-суток отопительного периода для г. Барнаул в соответствии с СП 131.13330.2012 определяется по формуле: ГСОП = (tв – tот) · zот, где tв - расчетная температура внутреннего воздуха здания, ⁰С, принимаемая согласно ГОСТ 30494-2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях» (в интервале 20-22 ⁰С), tв = +20⁰С; tот, zот – средняя температура наружного воздуха, ⁰С, и продолжительность, сут. /год, отопительного периода, принимаемый по таблице 3.1 СП 131.13330.2012 «Строительная климатология» для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8 ⁰С (для г. Барнаул tот = -7,5 ⁰С; zот = 213 суток). Тогда, величина градусо-суток отопительного периода для города Абакана составит: ГСОП = (tв – tот) ·zот = (20-(-7,5)) ·223 = 5857,5 сут. /год. Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R0тр, м2· ⁰С/Вт, определяется по формуле: R0тр = а·ГСОП + b, где а, b – коэффициенты, значения которых принимаются по табл. 3 СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R 0тр для стен составит: R0тр = 0,0003·5857,5+1,2= 2,95 м2·⁰С/Вт. Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R0тр для покрытий и перекрытий над проездами составит: R0тр =0,0004·5857,5+1,6=3,94 м2·°С/Вт 4 Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R 0тр для чердачных перекрытий составит: R0тр =0,00035·5857,5+1,3=3,34 м2·°С/Вт Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R тр для 0 окон и балконных дверей составит: R0тр =0,00005·5857,5+0,3=0,59 м2·°С/Вт Базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче R 0тр для фонарей с вертикальным остеклением составит: R0тр =0,000025·5857,5+0,25=0,39 м2·°С/Вт Нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций R0 норм, м2· ⁰С/Вт, следует определять по формуле: R0 норм = R0тр·mp, где R0тр – базовое значение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, м2·⁰С/Вт, определяется по таблице 3 СП 50.13330.2012 в зависимости от ГСОП региона строительства; mp – коэффициент, учитывающий особенности региона строительства. Принимается равным 1. R0 норм(стены) = 2,95·1 = 2,95м2·⁰С/Вт В соответствии с требованиями СП 50.13330.2012, сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции должно быть не меньше нормируемого значения, т.е., R0 ≥ Rнорм. 5 2. Расчет толщины теплоизоляционного слоя конструкции стены жилого здания (для условий города Барнаул) Требуется определить толщину теплоизоляционного слоя, находящегося в составе конструкции стены, приведенной на рисунке 1. Район строительства – г. Барнаул, типа здания – общественное. Рисунок 3. Расчетная схема характерного участка стены В соответствии с требованиями СП 50.13330.2012, сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции должно быть не меньше нормируемого значения, т.е., R0 ≥ Rнорм. Сопротивления теплопередаче многослойной конструкции R0 определяется по формуле: R0 = Rв · R · Rн = 1 𝛼в + Rк + Rн = 1 ; 𝛼н где αв=8,7 Вт/(м2·⁰С) - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012; αн=23 Вт/(м2·⁰С) - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по таблице 6 СП 50.13330.2012. Термическое сопротивление 4-х слойной конструкции стены определяется как сумма 4-х термических сопротивлений её слоёв: 𝑅к = δ1 λ1 + δ2 λ2 6 + δ3 λ3 + δ4 λ4 Тогда приведенное выше неравенство примет вид: Rнорм ≤ (𝑅 = 0 0 1 + αB δ1 + λ1 δ2 + λ2 δ3 + λ3 δ4 + λ4 1 ) αн Заменив в уравнении неизвестное значение R0 на известное R0норм=2,95 м2·⁰С/Вт, решаем уравнение с одной неизвестной, которая является толщина теплоизоляционного слоя: 𝛿 = ( Rнорм − 3 0 λ3 ≥ (2,95− 1 − δ1 − δ2 − δ4 − 1 ) · λ αВ 1 8,7 − 0,02 λ1 − 0,93 λ2 0,38 − 0,81 λ4 0,12 0,81 − αн 1 3 )·0,034 23 δ3 ≥ 0,077 м Принимаем толщину равной 100 мм. Тогда сопротивление теплопередаче конструкции стены R0 будет равно: 1 𝑅 = + 0,02 + 0,38 + 0,1 + 0,12 + 1 = 3,74 м2·⁰С/Вт, 0 8,7 0,93 0,81 0,034 0,81 23 что больше, чем R0норм(стены)= 2,95 м2·⁰С/Вт, т.е., условие R0 ≥ Rнорм выполняется. 7 3. Расчет температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции для оценки вероятности образования конденсата (для условий г.Барнаул) Температуру внутренней поверхности τв определяется по формуле: τв = tв - (tв - tн) / (R0·αв) где tв – расчетная температура внутреннего воздуха, ℃ (tв= +20 ℃); tн - расчетная температура наружного воздуха, ℃, принимается равной температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по таблице 3.1 СП 131.13330.2012(tн= -36 ℃); αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/ (м2 ·℃), принимаемый по таблице 4 СП 50.13330.2012; R0 – сопротивление теплопередаче по сечению ограждающей конструкции, м2 ·℃/ Вт, вне места теплопроводного включения, определяемое по формуле 1 𝑅 = + 0,02 + 0,38 + 0,1 + 0,12 + 1 = 3,74 м2·⁰С/Вт, 0 8,7 0,93 0,81 0,034 0,81 23 τв = 20 - (20+36) = 18,28 ⁰С. 3,74·8,7 Согласно приложению Р СП 23-101-2004, температура точки росы tр для сочетания температуры tв = 20ºС и относительной влажности φв=50% воздуха в помещении, tр = 10,7 ºС. Так как τв = 18,25ºС > td = 10,7 ºС, следовательно, условие не выпадения конденсата на внутренней поверхности ограждающей конструкции соблюдается. 8 4. Расчет воздухопроницаемости наружных ограждающих конструкций Сопротивление воздухопроницанию наружной ограждающей конструк- ции, согласно СП 50.13330.2012, должно быть не менее нормируемого: Rи ≥ R итр Нормируемое сопротивление воздухопроницанию определяется по формуле Rитр = Δρ / G n, м2·ч·Па/кг где Δρ – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяется в соответствии по п. 7.2 СП 50.13330.2012; Gn – нормируемая воздухопроницаемость наружных ограждающих конструкций, кг/ м2·ч, принимаем в соответствии с п.7.3 СП 50.13330.2012(Gn = 0,5 кг / м2·ч). Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций Δρ, Па, следует определять по формуле Δρ = 0,55H (γн- γв) + 0,03·γн·ν2 где Н – высота здания (от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты), м, (Н = 21м); γн,γв - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м2, определяемый по формуле γ =3463/ (273+t) t – температура воздуха: внутреннего (для определения γв) и наружного (для определения γн); ν – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая по таблице 3.1 СП 131.13330.2012 «Строительная климатология». Для условий г. Барнаул ν = 4 м/сек. 9 γв = γв = 3463 =11,81 Н/м2 273+20 3463 =15,25 Н/м2 273−36 Δρ= 0,55·21(15,25-11,81) +0,03·15,25·42 = 47,05 Па R тр = 47,05 = 94,10 м2·ч·Па/кг. и 0,5 Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции Rи, м2·ч·Па/кг, следует определять по формуле Rи= Rи1 + Rи2+ …+Rиn, где Rи1, Rи2, Rиn – сопротивления воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·ч·Па/кг, принимаемые С СП 50.13330.2012. Тогда Rи1= 373·0,015 = 373 м2·ч·Па/кг; 0,015 Rи2 = 18 м2·ч·Па/кг; Rи3 = 80·0,15 = 120 м2·ч·Па/кг; 0,1 Rи4 = 1 м2·ч·Па/кг. Rи= Rи1 + Rи2+ Rи3+ +Rи4=373+18+120+1= 512 м2·ч·Па/кг. Следовательно, Rи=512 м2·ч·Па/кг ≥ Rитр=94,10 м2·ч·Па/кг. 10 5. Расчет воздухопроницаемости светопрозрачных конструкций и их подбор Нормируемое сопротивление воздуха проницанию конструкций R тр,и (м2·ч/кг), определяют по формуле: R и тр = ( 1 ) ( ∆𝜌 )2/3 G𝑛 ∆𝜌0 где Gn = 5 кг/м2·ч – нормируемая воздухопроницаемость света прозрачной конструкции, принимаем по таблице 9 СП 50.13330.2012 при Δρ0 = 10 Па; Δρ – разность давлений воздуха, Па, на наружной и внутренней поверхностях заполнения оконного проема на уровне пола первого надземного этажа проектируемого здания; при Δρ0 = 10 Па – разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях свет прозрачной конструкции, при которой определяется воздухопроницаемость сертифицируемого образца. R тр = (1) (47,05)2/3 = 0,554 м2·ч/кг. и 5 10 Фактическое сопротивление воздухопроницанию окон определяется по результатам сертификационных испытаний. 11 Список литературы 1. СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003». 2. СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*». 3. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий». 12
