Теплотехнический расчет наружной стены ограждения

Строительство зданий должно осуществляться в соответствии с требованиями к тепловой защите зданий для обеспечения установленного для проживания и деятельности людей микроклимата в здании, необходимой надежности и долговечности конструкций, климатических условий работы технического оборудования при минимальном расходе тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий за отопительный период.

Долговечность ограждающих конструкций следует обеспечивать применением материалов, имеющих надлежащую стойкость (морозостойкость, влагостойкость, биостойкость, стойкость против коррозии, высокой температуры, цикличности температурных колебаний и других разрушающих воздействий окружающей среды), предусматривая в случае необходимости специальную защиту элементов конструкций, выполненных из недостаточно стойких материалов.

В нормах устанавливаются требования к:

- приведенному сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций здания;

- ограничению температуры и недопущению конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающих конструкций, за исключением окон с вертикальным остеклением;

- удельному показателю расхода тепловой энергии на отопление здания;

- теплоустойчивости ограждающих конструкций в теплый период года и помещений зданий в холодный период года;

- воздухопроницаемости ограждающих конструкций и помещений зданий;

- защите от переувлажнения ограждающих конструкций;

- теплоусвоению поверхности полов;

- классификации, определению и повышенной энергетической эффективности проектируемых и существующих зданий;

- контролю нормируемых показателей, включая энергетический паспорт здания.

Нормами установлены три показателя тепловой защиты здания:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;

б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций, и температурой на внутренней поверхности выше температуры точки росы;

в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций здания с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

Требования тепловой защиты будут выполняться, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей «а» и «б», либо «б» и «в».

Приведенное сопротивление теплопередаче Ro, м²·ºС/Вт, ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений Rreq, м²·ºС/Вт, определяемых по таблице 4 [2], в зависимости от градусо-суток района строительства Dd, ºС·сут.

Градусо-сутки отопительного периода Dd, ºС·сут, определяются по формуле:

 

Dd = ( tint – tht ) · Zht,

 

где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ºС. Для жилых зданий по ГОСТ 30494 tint = 20-22 ºC. Берем 22 ºС;

tht – средняя температура наружного воздуха, ºС. По заданию tht = -10 ºC.

Zht – продолжительность суток отопительного периода принимаемая по СНиП 23-01, Zht = 240 суток.

 

Dd = (22 – (-10)) · 240 = 7680 ºC / сут.

Rreq = а · Dd + b = 0,00035 · 7680 + 1,4 = 4 м² · ºС / Вт

Для стен: а = 0,00035; b = 1,4

Ro = Rreq = 4 м² · ºС / Вт

 

Расчетный температурный перепад Δto, ºС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций не должен превышать нормируемых величин Δtn, ºС, устанавливаемых в таблице 5 и определяется по формуле:

 

Δto = n (tint – text) / Ro · αint;

 

где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружных поверхностей ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;

text – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ºС;

αint – коэффициент теплоотдачи внутренних поверхностей ограждающих конструкций, Вт / (м² · ºС).

В нашем случае: n=1; text = -28 ºC; αint = 8,7 Вт / (м² · ºС).

 

Δto = 1 · (22-(-28)) / 4 · 8,7 = 1,44 ºС;

Δtn = 4,0 ºС – для стен;

 

4 > 1,44 – условие выполняется.

Определим точку росы. Точкой росы называется температура, при которой водяные пары, не насыщавшие ранее воздух, становятся насыщающими. При определении точки росы используется таблица давления насыщенного водяного пара при различных температурах, приведенная в справочнике по физике. [11]

Для жилых зданий по [2], относительная влажность принимается 55%. Температура внутри помещения у нас 22 ºС.

Относительная влажность определяется по формуле:

 

r = p / pн,

 

где p – давление водяных паров, находящихся в воздухе;

pн – давление водяных паров, насыщающих пространство при данной температуре.

При 22 ºС давление насыщающего пара: 19 мм.рт.ст. (по табл.). Давление p = pн · r или

 

P = 19 · 0,55 = 10,5 мм.рт.ст.

 

Конденсация паров начнется при той температуре воздуха, для которой давление р будет соответствовать давлению пара, насыщающего пространство. Из таблицы [11] находим, что давление 10,5 мм.рт.ст. соответствует температуре 12 ºС.

Температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года.

Температуру внутренних поверхностей ограждающих конструкций определим как:

 

22 ºС – Δto = 22 – 1,44 = 20,56 ºС

20,56 ºС > 12 ºC – условие выполняется.

des

 

Расчетный показатель компактности здания Ке определяется по формуле:

 

des sum

Ке = Ае / Vh,

sum

 

где Ае - общая площадь внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций, включая покрытие (перекрытие) верхнего этажа и перекрытие пола нижнего отапливаемого помещения, м²;

Vh – отапливаемый объем здания, равный объему, ограниченному внутренними поверхностями наружных ограждающих конструкций здания, м³.

В нашем случае по плану и разрезу:

 

sum

Ае = 1197 м²;

Vh = 2760 м³;

des

Ке = 1197 / 2760 = 0,43.

 

По [2], должно выполняться условие:

 

des

Ке < 0,61;

0,43 < 0,61.

Конструктивная часть

Фундаменты

Фундаментные плиты.

Ленточные, железобетонные по ГОСТ 13580-85. Технические характеристики фундаментов.

Плиты ж/б для ленточных фундаментов группы 2 разработаны для применения их при расчетном давлении на основание 2,5 кг/см³ (при расчетном давлении на основание) при минимальной толщине наружной стены 160 мм.

Армирование плит производится сварными сетками с обрывом арматуры в соответствии с эпюрой моментов. Для плит больших ширин сетки собираются в плоские арматурные блоки. Для рабочей арматуры применяется сталь класса А по ГОСТ 5781-75, d_стер = 12 мм и d = 6-9 мм класса А – по ГОСТ 5781-75 и арматурная проволока d = 5 мм, класса В – по ТУ14-4-659-75.

 

Фундаментные блоки.

 

Фундаментные блоки – применяются в качестве блоков стен подвалов. Изготовляются в соответствии с ГОСТ 13573-87.

 

ФБС 24.6.6-Т; ФБС 12.6.6-Т; ФБС 9.6.6-Т; ФБС 24.4.6-Т; ФБС 9.4.6-Т.

 

Перекрытия

Перекрытия – предварительно напряженные панели с круглыми пустотами, толщиной 220 мм, опирание не менее 100 мм. Швы между длинными сторонами панелей заделываются цементно-песочным раствором М25 для придания свойства жесткой диафрагмы.

 

 

Серия 1.141 выпуск 58: ПК 54.12 – 8 тонн; ПК 54.15 – 8 тонн; ПК 54.18 – 8 тонн; ПК 65.12 – 8 тонн.

Козырьки

Козырьки выполнены по серии 1.238-1 вып. 1. Козырьки предназначены для установки над служебными входами. Козырьки входов рассчитаны на действие снегового покрова в 200 кгс/м² и проверены на сосредоточенную нагрузку 100 кгс, приложенную на конце вылета консоли. Козырьки входов изготовляются из тяжелого бетона с проектной маркой по прочности 200.

 

 

КВ 22.

Покрытия

Покрытия – предварительно напряженные ж/б ребристые плиты, толщиной 300 мм, применяемые для строительства жилых и промышленных зданий. Швы между длинными сторонами плит заделываются цементно-песочным раствором М25 для придания свойства жесткой диафрагмы

Серия 1.165-6 выпуск 1: ПР3-54.12.3; ПР3-54.15.3; ПР3-54.18.3; ПР3- 65.12.3.

Стены и перегородки

Стены наружные из керамического кирпича М 100 и утеплителя пенополистирола, внутренние также только без утеплителя. Толщина наружной стены 640 мм. Все внутренние стены приняты толщиной 380 мм. Перегородки кирпичные толщиной 120 мм.

 

 

Лестницы

Лестничные марши.

Лестничные марши предназначены для устройства сборных двухмаршевых лестниц в жилых домах до 9 этажей и для массового производства этих изделий предприятиями строительной промышленности при устройстве в зданиях с высотой этажа 3,0 м.

Лестничные марши выполняют из тяжелого бетона марки 300.

Армирование маршей выполняется сварными сетками и каркасами. Рабочая арматура нижних сеток принята по ГОСТ 5781-61 из стали класса А-III.

 

ЛМ 28.12 п

 

Лестничное ограждение.

 

 

Лестничные площадки.

Лестничные площадки предназначены для применения в сочетании с маршами ребристой конструкции с фризовыми ступенями, с чистой бетонной поверхностью и с накладными проступями в жилых зданиях с высотой этажа 3,0 м.

Лестничные площадки запроектированы ребристой конструкции с мозаичным отделочным слоем толщиной 20 мм и рассчитаны на приложенную к изделию расчетную полезную нагрузку 520 кг/м².

Лестничные площадки, включая мозаичный слой, изготавливают из тяжелого бетона проектной марки по прочности на сжатие 200.

ЛП 28.12 - 4

 

Окна

Окна должны изготавливаться в соответствии с ГОСТ 16289-86 «Окна и балконные двери деревянные с тройным остеклением для жилых и общественных зданий». Внутренняя створка – двойная, а внешняя одинарная.

Окна и балконные двери должны применяться согласно СНиП 11-3-79.

 

ОРС 15-13,5; ОРС 15-9; ОРС 9-12.

 

Двери

Двери внутренние изготавливаются в соответствии с ГОСТ 6629-88 «Двери деревянные внутренние для жилых и общественных зданий».

Двери наружные и тамбурные изготавливаются в соответствии с отраслевым стандартом ОСТ 20-3-78 «Двери деревянные входные наружные, тамбурные и служебные для жилых и общественных зданий».

 

Ведомость проемов.

 

БРС 22-7,5; ДН 21-10; ДГ 21-10; ДГ 21-10 ЛП; ДГ 21-8.

 

Полы

Полы – это конструкции, постоянно подвергающиеся механическим воздействиям. Полы по междуэтажным перекрытиям должны обладать звукоизоляционными свойствами. В санитарном узле покрытие пола выполняется керамической плиткой.

В помещениях полы примыкают к стенам. Для того, чтобы не было зазоров между полом и стенами, по всему периметру помещения прибиваются деревянные плинтусы. В помещениях, где поверхностью пола служит керамическая плитка, используется плинтус из фасонной керамической плитки.

В зависимости от назначения помещений и расположения их по этажам, используются следующие конструкции полов:

Экспликация полов.

 

 

Кровля

Выбор кровли для здания основывался на простоте устройства и эксплуатации. Покрытие кровли – железобетонные ребристые плиты, уклон создается легким бетоном. Имеется две водоприемные воронки. Уклон крыши: 2%, 3% и 3,5%. Доступ на крышу осуществляется через чердачное помещение. На крыше расположены три вентиляционные трубы.