В результате выполнения практического задания студент должен. -функции наружных ограждающих конструкций

знать:

-функции наружных ограждающих конструкций;

-конструктивные решения стен гражданских зданий.

уметь:

-выполнить теплотехнический расчет стены;

-работать с нормативной и справочной литературой.

Исходные данные:

1. Паспорт здания

2. Таблица выбора варианта;

3. Приложение 1

Таблица Выбор варианта

Вариант	Район строительства	Конструкция стеновой панели
	Челябинск	Двухслойная
	Москва	Трехслойная
	Кемерово	Двухслойная
	Омск	Трехслойная
	Оренбург	Двухслойная
	Пермь	Трехслойная
	Екатеринбург	Двухслойная
	Пенза	Трехслойная
	Ростов-на-Дону	Двухслойная
	Петрозаводск	Трехслойная
	Смоленск	Двухслойная
	Рязань	Трехслойная
	Астрахань	Двухслойная
	Самара	Трехслойная
	Саратов	Двухслойная
	Волгоград	Трехслойная
	Нижний тагил	Двухслойная
	Южноуральск	Трехслойная
	Тюмень	Двухслойная
	Новосибирск	Трехслойная
	Тобольск	Двухслойная
	Норильск	Трехслойная
	Нижний Новгород	Двухслойная
	Тверь	Трехслойная
	Брянск	Двухслойная
	Чебоксары	Трехслойная
	Уфа	Двухслойная
	Калининград	Трехслойная
	Орск	Двухслойная
	Казань	Трехслойная

Примечание: Номер варианта определяется по номеру в журнале группы;

- для всех вариантов температура внутреннего воздуха 20°С, влажность воздуха внутри помещения j450-60%.

Порядок выполнения практического задания:

1. Выполняем эскиз сечения стены с указанием материала и толщины слоев.

2. Определяем зону влажности [2стр.14 приложение1].

3. Влажностный режим помещения[2стр.1 таблица1]

4. Условия эксплуатации ограждающих конструкций[2стр.15 приложение2]

5. Определяем градусо-сутки отопительного периода ГСОП, °С, по формуле [2стр.3 формула 1б]

ГСОП=(t_в-t_от.пер)хZ_от.пер,

где t_в- расчетная температура внутреннего воздуха °С;

t_от, Z_от.пер - суточная температура воздуха, продолжительность суток, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С по СНиПу 2.01.01-82;

ГСОП=(16+7,3)х218=5079

6. Методом интерполяции определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции [2стр.3 таблица 1б]

7. Определяем сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R_о, м²°С/Вт по формуле [2стр. 5 формула4 ]

R_o=1/a_в+R₁+R₂+R₃+1/a_н,

где a_в-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, м²°С/Вт, [2стр.4 таблица4]

a_н-коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, м²°С/Вт, [2стр.5 таблица6]

R₁, R₂, R₃-термическое сопротивление отдельных слоев ограждающих конструкций, м²°С/Вт.

8. Определяем термическое сопротивление каждого слоя R, м²°С/Вт, по формуле [2стр.5 формула 3]

R=d/l,

где d-толщина слоя, м;

l-расчетный коэффициент теплопроводности материала, м²°С/Вт, [2стр.15 приложение3]

10. Принимаем R_о=R_тр/о

R_тр/о =1/a_в+R₁+R₂+R₃+1/a_н,

11. Определяем толщину второго слоя

d₂= l₂×(R_{тр/о -} 1/a_в -R₁ - R₃-1/a_н )

12.Определяем общую толщину стены d_общ, по формуле

d_общ=d₁+d₂+d₃,

13. Принимаем толщину стены

14. Определяем толщину второго слоя

d₂=d_стены-d₁-d₃,

15. Определяем сопротивление теплопередаче второго слоя

R=d/l,

16. Определяем сопротивление теплопередаче стен

R_o=1/a_в+R₁+R₂+R₃+1/a_н,

17. Проверяем условие R_о³R_тр/о.

Стены панельных зданий возводят из многослойных сплошных панелей. толщиной 300, 350, 400 мм.

Панели сплошного сечения изготавливаются из ячеистых бетонов с плотностью 600-1000 кг/м3 и легких бетонов плотностью 900-1200 кг/м3. Панели с наружной и с внутренней стороны покрывают цементно-песчаным раствором толщиной 20 мм.

Двухслойные стеновые панели применяют для стен зданий с высокой влажностью внутреннего воздуха, и состоит из наружного слоя (легкий или ячеистый бетон малой плотности) и внутреннего защитно-пароизоляционного (плотный бетон класса В15), толщиной 50-70 мм с обработанной поверхностью водоотталкивающими составами. Панели офактурены с наружной стороны цементно-песчаным раствором 15 мм.

Трехслойные железобетонные панели состоят из наружного и внутреннего слоев железобетона толщиной 50, 100 мм и утепляющего слоя между ними из минераловатных плит, ячеистых бетонов плотностью 400 кг/м3, пенополиуретана. Взаимное соединение железобетонных слоев обеспечивают стальные связи, защищенные слоем цинка.

Теплозащитные свойства ограждения зависят от теплопроводности материала. Коэффициент теплопроводности l - количество тепла, которое проходит через слой материала площадью 1 квадратный метр толщиной 1метр за один час при разности температур его поверхности в 1 градус. Количество тепла, проходящее при тех же условиях через слой материала толщиной d, составит: k=l/d - коэффициент теплопередачи слоя. Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, характеризующая сопротивляемость слоя прохождению через него тепла, называется термическим сопротивлением слоя.

R=d/l - основной теплотехнический показатель слоя.

Любая ограждающая конструкция не является однородной, каждый слой обладает своим термическим сопротивлением, поэтому общее термическое сопротивление складывается из термических сопротивлений каждого слоя.

Выполнение теплотехнических расчетов. При проектировании ограждающих конструкций необходимо помнить «о мостиках холода», они получаются, когда в ограждение включается элемент из другого материала с большей теплопроводностью (железобетон или металл имеют большую теплопроводность, чем кирпич). Чтобы зимой не было промерзания, необходимо мостик холода ликвидировать, проложив слой эффективного утеплителя.

Пример:

Выполнить теплотехнический расчет стенового ограждения производственного здания в г. Астрахань в виде трехслойной панели, состоящей:

1Железобетон: g=2500 кг/м³, d=0,05м;

2 Минераловатные плиты: g=200 кг/м³;

3 Железобетон: g=2500 кг/м³, d=0,1м.

- Температура внутреннего воздуха 16°С;

- Влажность воздуха внутри помещения j=49%;

- Зона влажности сухая;

- Влажностный режим помещения сухой;

- Условия эксплуатации ограждающих конструкций А.

Определяем градусо-сутки отопительного периода ГСОП, °С, по формуле

ГСОП=(t_в-t_от.пер)хZ_от.пер,

где t_в- расчетная температура внутреннего воздуха °С;

t_от, Z_от.пер - суточная температура воздуха, продолжительность суток, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8°С по СНиПу 2.01.01-82;

ГСОП=(16+1,6)х172=3027,2=3028

Методом интерполяции определяем приведенное сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции:

2000 – 1,4

3029 – R_тр/о

4000– 1,8

1. 4000-3028=1028

2. 4000-2000=2000

3. 1,8-1,4=0,4

4. 2000 – 0,4

1028 – х

Х=(0,4х1028)/2000=0,2056=0,206

R_тр/о=0,206+1,4=1,606м²°С/Вт.

Определяем сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций R_о, м²°С/Вт, вычисляем по формуле

R_o=1/a_в+R₁+R₂+R₃+1/a_н,

где a_в-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, м²°С/Вт;

a_н-коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, м²°С/Вт;

R₁, R₂, R₃-термическое сопротивление отдельных слоев ограждающих конструкций, м²°С/Вт.

Определяем термическое сопротивление каждого слоя R, м²°С/Вт, по формуле

R=d/l,

где d-толщина слоя, м;

l-расчетный коэффициент теплопроводности материала, м²°С/Вт, определяется по приложению 3 СНиПа II – 3 – 79*

R₁=0,05/1,92=0,026;

R₂=d₂/0,07;

R₃=0,01/1,92=0,05.

Принимаем R_о=R_тр/о,

R_тр/о =1/a_в+R₁+R₂+R₃+1/a_н,

1,606=1/8,7+0,026+d₂/0,07+0,05+1/23

Определяем толщину второго слоя

d₂=l₂х(R_тр/о,-1/a_в- R₁-R₃-1/23)

d₂=0,07x(1.606-1/87-0.026-0.05-1/23)

d₂=0.096

Определяем общую толщину стены d_общ, по формуле

d_общ=d₁+d₂+d₃,

d_общ=0,05+0,096+0,1=0,246

Принимаем толщину стены равную 280мм.

Определяем толщину второго слоя:

d₂=d_стены-d₁-d₃

d₂=0,28-0,05=0,13

Определяем сопротивление теплопередаче второго слоя:

R₂=0,13/0,07=1,857;

Определяем сопротивление теплопередаче стены:

R_о=0,115+0,026+1,857+0,05+0,043=2,09

Проверяем условие R_о³R_тр/о;

2,09>1,606.

Условие выполнено.

Контрольные вопросы:

1 Из каких материалов изготавливается однослойная стеновая панель?

2 Из каких материалов изготавливается двухслойная стеновая панель?

3 Из каких материалов изготавливается трехслойная стеновая панель?

4 Какой толщины изготавливаются стеновые панели?

5 Что показывает коэффициент теплопроводности?

6 В чем смысл теплотехнического расчета стены?

Литература:

1 Вильчик Н.П. «Архитектура зданий» М ИНФРА-М 2010

2 [СНиП II -3-79*Строительная теплотехника

3 СНиП 23.01-90 Строительная климатология и геофизика