Тепловой защиты здания

Проверяем выполнение условия :

 

∆ t = (t _int – t _ext)/  a _int = (20+28) /4,56*8.7 = 48/39,67= 1,21°С

 

Согласно табл. 5 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Нормируемый температурный перепад чердачных перекрытий в жилых зданиях ∆ t _n = 3°С, следовательно, условие ∆ t =1,21°С < ∆ t _n = 3°С выполняется.

Проверяем выполнение условия :

= t _int - [n(t _int - t _ext)] / ( а _int)= 20-[ 1 (20+28) ] / (4,56*8.7) = 18,79°С

       Значение коэффициента, учитывающего зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху n=1 для чердачного перекрытия находим по табл.6 СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.

 

Согласно приложению (Р) СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий для температуры внутреннего воздуха t _int = +20 °С и относительной влажности  = 55 % температура точки росы t _d = 10,69 °С, следовательно, условие > t d

 18,79 °С > t _d = 10,69 °С выполняется.

 

Вывод: Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

 

Задание 3

Определить достаточность сопротивления паропроницанию слоистой кирпичной стены, состоящей из:

1 слой – кирпичной кладки

2 слой – пенополистерольного утеплителя

3 слой - кирпичной кладки

Характеристики материалов:

1. Кирпичная кладка из обыкновенного глиняного кирпича на цементо-песчаном растворе,

2. Пенополистирол,

 

А. Исходные данные

 

· Место строительства – г. Владимир

· Зона влажности – нормальная [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий. Приложение В-обязательное];

· Температура холодной пятидневки t _ext = –28ºС [согласно СНиП 23-01–99. Строительная климатология., табл. 1, столбец 5, с обеспеченностью 0,92].

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:

· температура внутреннего воздуха t _int = + 20ºС [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.Табл.1-для жилых зданий температура +20...+22 ºС. ];

· относительная влажность внутреннего воздуха: int = 55 % [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий. Табл.1-для жилых зданий относительная влажность воздуха 55%];

· Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б [согласно СНиП 23-02–2003.].

· Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения а _int = 8,7 Вт/м² °С [согласно СНиП 23-02–2003. Тепловая защита зданий.].

· Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения a _ext = 23 Вт/м²·°С [согласно СП 23-101–2004. Свод правил по проектированию и строительству. Проектирование тепловой защиты зданий.- таблица 8]

 

 

Наименование	Значение
Место строительства	г. Владимир
Температура внутреннего воздуха	tint = +20 0С
Расчетная зимняя температура	text= -28 0С
Относительная влажность внутреннего воздуха	φint=55 %
Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения	αint=8,7 Вт/м2·0С
Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждений	αext=23 Вт/м2·0С

 

 

Б. Порядок расчета

 

Расчет ведется в соответствии с требованиями СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» методом сравнения фактического сопротивления паропроницанию  рассматриваемого ограждения с нормируемым сопротивлением паропроницанию . При этом должно соблюдаться условие .

Используя приложение (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», определяем теплотехнические характеристики материалов ограждения.

 

№	Наименование материала	γ0, кг/м3	δ, м	λ, Вт/м 0С	R, м2·0С/Вт	μ, мг/м·ч·Па
11	Кирпичная кладка из пустотного кирпича	1800	0,51	0,56	0,91	0,11
22	Утеплитель Пенополистирол	100	0,15	0,041	3,66	0,05
3	Кирпичная кладка из пустотного кирпича	1800	0,25	0,56	0,91	0,11

 

Согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» п. 9.1, примечание 3 плоскость возможной конденсации в многослойной конструкции совпадает с наружной поверхностью утеплителя.

Сопротивление паропроницанию м²·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее нормируемых сопротивлений паропроницанию:

- нормируемого сопротивления паропроницанию  м²·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период), определяемого по формуле (16) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

- нормируемого сопротивления паропроницанию м^2·ч·Па/мг, (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха) определяемого по формуле (17) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

                                                                               

где e_int – парциальное давление водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и относительной влажности этого воздуха, определяемое по формуле (18) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

где Е_int – парциальное давление насыщенного водяного пара, Па, при температуре t_int, ⁰С, принимаемое по СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий», приложению (С);

φ_int – относительная влажность внутреннего воздуха;

Е – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемое по формуле (19) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

,

где Е₁, Е₂, Е₃ – парциальное давление водяного пара, Па, принимаемое по температуре в плоскости возможной конденсации τ_с, устанавливаемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;

z₁, z₂, z₃ – продолжительность, мес., зимнего, весенне-осеннего и летнего периода года, определяемая по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3 с учетом следующих условий:

а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5⁰ С;

б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 ⁰С до плюс 5 ⁰С;

в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами воздуха выше плюс 5 ⁰С.

 – сопротивление паропроницанию, м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации;

e_ext – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемое по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7;

z₀ – продолжительность, сут., периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха по «Строительная климатология», табл. 3;

Е₀ – парциальное давление водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемое по средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами;

ρ_w – плотность материала увлажняемого слоя, кг/м³, в сухом состоянии;

δ_w – толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м;

∆w_av – предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления z₀;

 – коэффициент, определяемый по формуле (20) СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»

где  – среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемое по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7.

Продолжительность периодов и их средняя температура определяются по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3, а значения температур в плоскости возможной конденсации τ_i, соответствующие этим периодам, по формуле (74) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

где t_int, ⁰C – расчетная температура внутреннего воздуха;

  t_i, ⁰C – расчетная температура наружного воздуха i – го периода, принимаемая равной средней температуре соответствующего периода;

   R_si – сопротивление теплопередаче внутренней поверхности ограждения

 м²·⁰С·Вт;

   – термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации;

    R₀ – общее сопротивление теплопередаче ограждения, определяемое по формуле (8) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

R₀ = R_si + R₁ + R₂ + …. R_n + R_se,

R_se  - термическое сопротивление теплоотдачи ограждающей конструкции

 м^{2 0}С/Вт;

R₁, R₂, и R_n  - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, определяемые по формуле (6) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»

где δ_i – толщина i-го слоя, м;

λ_i - коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, определяемый по приложению (Д) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Определяем величину общего термического сопротивления ограждающей конструкции  м²·⁰С/Вт

Термическое сопротивление слоя ограждения в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации составляет

(м² · ⁰С)/Вт

Для соответствующих периодов года устанавливаем их продолжительность z_i, мес., и среднюю температуру наружного воздуха t_i, ⁰С, а далее по формуле  для этих же периодов рассчитываем температуры в плоскости возможной конденсации τ_i для климатических условий г.Брянска:

 - зима (январь, февраль, декабрь), z₁ = 3 месяца

t₁ =  ⁰С

 ⁰С

- весна – осень (март, апрель, октябрь, ноябрь), z₂ = 4 месяца

t₂ =  ⁰С

⁰С

 

- лето (май – сентябрь), z₃ = 5 месяцев

t₃ =  ⁰С

⁰С

По приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» для t_int = 20^оС устанавливаем численное значение  Па, а далее по формуле определяем давление водяного пара внутреннего воздуха

 Па

Для соответствующих периодов по найденным температурам (τ₁, τ₂, τ₃) определяем по приложению (С) СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий» максимальные парциальные давления (Е₁, Е₂, Е₃) водяного пара: Е₁ = 310 Па, Е₂ = 676 Па, Е₃ = 1705 Па и далее по формуле  рассчитываем парциальное давление водяного пара Е, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации ограждающей конструкции:

Па

Вычисляем сопротивление паропроницанию , м²·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью и плоскостью возможной конденсации.

 м²·ч·Па/мг

Среднее парциальное давление водяного пара наружного воздуха e_ext, Па, за годовой период, согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 7, составляет 810 Па.

По формуле  определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации                 

м²·ч · Па/мг

Для расчета нормируемого сопротивления паропроницанию  из условия ограничения влаги за период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха сначала устанавливаем продолжительность этого периода z_о= 148 сут. и его среднюю температуру t_i = -6,9 ⁰С по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 1.

Определяем температуру τ₀, ⁰С в плоскости возможной конденсации для этого периода:

=  ⁰С

Парциальное давление водяного пара Е₀, Па, в плоскости возможной конденсации при τ₀ = -5,6 ⁰С равняется Е₀ = 381 Па.

Согласно п.9.1 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в многослойной ограждающей конструкции увлажняемым слоем является утеплитель (ρ_w = 100 кг/м³, γ_w = 0,15 м). Предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале утеплителя, согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», табл. 12, составляет ∆w_aw =25 %.

Средняя упругость водяного пара наружного воздуха периода месяцев с отрицательными средними месячными температурами, по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», табл. 3, равняется  Па.

Рассчитываем коэффициент η

По формуле  определяем нормируемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за

период с отрицательными средними месячными температурами наружного воздуха

 м²·ч·Па/мг

Согласно указаниям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» п.9.1, определяем сопротивление паропроницанию  в пределах от внутренней поверхности ограждающей конструкции до плоскости возможной конденсации

=  м²·^·ч·Па/мг

 

В. Вывод

 

Сопротивление паропроницанию части ограждающей конструкции, расположенной между внутренней поверхностью ограждения и плоскостью возможной конденсации = 7,6 ≥  = 0,95 м²·ч·Па/мг и = 7,6 ≥  = 0,83 м²·ч·Па/мг, рассматриваемая ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» по условиям паропроницания.

 

Задание 4

Определить достаточность звукоизоляции от воздушного и ударного шума междуэтажного перекрытия без звукоизолирующего слоя состава:

 

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м
1	Сплошная железобетонная панель перекрытия	2500	0,10
2	Цементно-песчаная стяжка	2100	0,05
3	Поливинилхлоридный линолеум с подосновой из нитрона		0,0036

 

Несущая часть перекрытия: Сплошная  железобетонная панель перекрытия, = 100 мм, выполненная из тяжелого бетона плотностью g = 2500 кг/м³.

Индекс изоляции воздушного шума:

- эквивалентная поверхностная плотность.

т – поверхностная плотность ограждающей конструкции

К – коэффициент учитывающий относительное увеличение изгибной жесткости ограждения из легких и поризованных бетонов по отношению к конструкциям из жесткого бетона с той же плотностью.

Для сплошных ограждающих конструкций плотностью 1800 кг/м³ и более K =1(СП23-103, п 3.2)

 

 поверхностная плотность плиты (кг/м ):

 кг/м²

· поверхностная плотность стяжки

 кг/м²

250+105=m

m =355 кг/м²

К=1

- эквивалентная поверхностная плотность равна;

Теперь вычисляем индекс изоляции воздушного шума:

дБ

Скидываем 1 дБ на линолеум:

дБ

Индекс приведенного уровня ударного шуманаходим по данным СП 23-103-2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий», табл. 18 для плиты перекрытия индекс приведенного уровня ударного шума:

L _nwo = 82 дб

Устанавливаем индекс снижения приведенного уровня ударного шума в зависимости от материала покрытия пола (поливинилхлоридный линолеум на основе лубяных волокон)

Покрытие пола	Толщина, мм	, дБ
1. Поливинилхлоридный линолеум с подосновой из нитрона	3,6	19
2. То же	5,1	25

 

Определяем по формуле (14) СП 23-103-2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий» индекс приведенного уровня ударного шума L _nw под междуэтажным перекрытием:

L_nw = L_{nw 0} - D L_nw = 82 – 19 = 63 дб

По табл. 1 СП 23-103-2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий» определяем нормативное значение индекса приведенного уровня ударного шума под междуэтажным перекрытием для жилых зданий категории Б равняется дБ.

Условие дБ не выполняется, поэтому необходимо увеличить толщину покрытия из рулонного материала до 5,1 мм.

L_nw = L_{nw 0} - D L_nw = 82 – 25 = 57 дб

 

 

Сравним с нормативными значениями:

Перекрытия между комнатами в квартире в двух уровнях:

 в домах категории Б: R_w, дБ =52

                                         L_nw, дБ=58

 

R ^p_w< Rⁿ_w               50,35 дБ <52 дБ

 

L^p_nw ˂ Lⁿ_nw            57 дБ ˂58 дБ

Вывод: требования защиты звукоизоляции от воздушного шума выполняются.

Задание 5

Определить площадь бокового одностороннего остекления 3-х пролётного цеха по данным, приведенным в таблице. Здание отдельно стоящее. Город Брянск.

 

№ варианта

Размеры здания, м

еµ %

К3

Вид остекления

Материал переплетов

Значение коэф-та отражения

Ориентация световых проемов

Разряд зрительной работы

I1

I2

I3

L

H

q1

q2

q3

3

12

18

18

60

9

1,5

1,3

Стекло оконное одинарное

дерево

0,9

0,6

0,3

СЗ

IV

 

1. Определение площади боковых светопроемов

Расчет ведется согласно требований СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение».

Определяем необходимую площадь световых проемов _, для чего предварительно производим расчеты остальных параметров формулы.

1. Площадь пола при одностороннем расположении световых проемов вычисляем согласно формуле

2. Нормированное значение КЕО при боковом освещении  для работ IV разряда точности для г. Владимира согласно формуле (1) СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение», составляет:

,

е_H — значение КЕО по СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение», табл. 1; е_H=1,5 (разряд зрительной работы – IVа, боковое освещение)

m_N — коэффициент светового климата по СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение», табл. 4; m_N=1 (разряд зрительной работы – IV, ориентация световых проемов – СЗ)

N=1 — номер группы обеспеченности естественным светом по СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение», табл. 4.

3. Световая характеристика окна h₀ определяется в зависимости от высоты от уровня условной рабочей поверхности до верха окна h ₁ = 9 – (0,9 + 0,6) = 7,5 м отношения длины помещения l_п к его глубине B,  = 60/47 = 1,3

и отношения =  = 6,3. При полученных отношениях по итогам интерполирования h₀ = 21,95.

4. значение коэффициента r₁ на уровне условной рабочей поверхности при открытом горизонте находим

r₁ = 0,8; r₂ = 0,6; r₃ = 0,3 - коэффициенты отражения потолка, стен и пола; площади потолка и пола , площади боковых стен . Площадь стены с боковыми световыми проемами в данном случае не учитывается.

 

При одностороннем боковом освещении для IV разряда зрительной работы за расчетную точку согласно п. 5.5 СНиП 23-05-95* «Естественное и искусственное освещение» принимают точку, удаленную от светового проема на расстояние, равное 1,5 м высоты от пола до верха светопроемов, т.е.  = 1,5h = 1,5·8,4 = 12,6 м.

                                                                                                  (h = H - 0,6)

В этом случае отношение  составляет

Для отношений = 0,30; = 6,3 и = 1,3  по итогам интерполирования величина r₁ = 2,001.

Коэффициент , так как по условию задачи противостоящие здания отсутствуют.

5. Общий коэффициент светопропускания

При проектировании только бокового освещения, при определении  учитываются только значения ,  и = 0,8*0,6*1=0,48

где  - коэффициент светопропускания материала-стекло оконное двойное =0,8 по прилож Б. табл Б7;

 - коэффициент, учитывающий потери света в переплётах - вид переплета двойные раздельные деревянные =0,6 по прилож Б. табл Б7;

 - коэффициент, учитывающий световые потери в солнцезащитных устройствах (приложение 8) убирающиеся регулируемые жалюзи = 1;

 

Необходимая площадь боковых световых проемов составляет:

 м²

Задавшись шириной оконных проемов =4,5 м, и их количеством (8 шт) определяют их высоту , м, по формуле:

                                                                           (12)

=10 м

где  - длина остекления, м, определяемая по формуле:

        =(10-2)*4,5=36 (13)

 где  - количество шагов;

 - принятая ширина оконного проема, м.

 

Установленная по формуле (12) высота оконных проемов округляется в сторону увеличения кратно 0,6 м.  м В данном случае, найденная по формуле (12) высота оконного проема ,м, превышает максимально возможный размер, установленный по формуле:

=9 - 1.8=7,2                          (14)

 

Следовательно:

- либо принимаем размеры окон = 4,5 м, = 7,2 м, 8 - количество проемов и считаем площадь с принятыми размерами окон:

 

S= *8* =7,2*8*4,5=259,2 м²

Вывод №1: Определенная по формуле (12) высота оконного проема =10,2 м, превышает размер, установленный по формуле (14) = 7,2, следовательно, освещение является недостаточным и необходимо запроектировать световой фонарь.

 

- либо уменьшаем шаг до 3 м (чтобы увеличить количество проёмов) при этом ширину проема принимаем 3 м:

 

- количество шагов       l₀ = (20-2) 3= 54 - длина остекления 

 

 м – высота оконного проема

 

Установленная по формуле (12) высота оконных проемов округляется в сторону увеличения кратно 0,6 м. h_о.к.= 7,2 м. В данном случае, найденная по формуле (12) высота оконного проема 7,2 м, не превышает максимально возможный размер, установленный по формуле:

                                 =9 - 1.8=7,2       

принимаем размеры окон b₀= 3 м, h_о.к.= 7,2 м, 18 - количество проемов и считаем площадь с принятыми размерами окон:

 

                             S= *18*  =7,2*18*3=389 м²

    Вывод №2: Определенная по формуле (12) высота оконного проема 5 м, не превышает размер, установленный по формуле (14) = 7,2, следовательно, запроектированное освещение является достаточным.

 

 

Список используемой литературы

1. Строительные нормы и правила, СНиП 23-05-95* “Естественное и искусственное освещение”.- М.: Госстрой России, 2003.

2. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-102-2003 “Естественное и искусственное освещение жилых и общественных зданий”.- М.: Госстрой России, 2003.

3. Строительные нормы и правила, СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”.М.: Госстрой России, 2004.

4. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-101-2004 “Проектирование тепловой защиты зданий”. М.: Госстрой России, 2004.

5. Строительные нормы и правила, СНиП 23-01-99 “Строительная климатология”.М.: Госстрой России, 1999.

6. Строительные нормы и правила, СНиП 23-03-03 “Защита от шума”.М.: Госстрой России, 2003.

7. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-103-2003 “Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий”.М.: Госстрой России, 2004.