Климатическая характеристика района строительства

1. Климатическая характеристика района строительства

Район строительства: город Тула

Расчетные параметры наружного воздуха

Таблица 1.1 - Расчетные параметры наружного воздуха [1, табл.1]

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки, °С, обеспеченностью 0,92; text	Период со среднесуточной температурой ≤ 8 °С		Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь м/с
	Продолжительность, сут. Zht	Средняя температура воздуха, °С tht
-27	207	-3	-

Зона влажности территории России: 2 – «нормальная» [2, прил. В]

Влажностный режим помещений зданий: «нормальный» [2, табл. 1], т.к. tint = 20...220С и φ= 50...55% [3, табл. 1]

Условия эксплуатации ограждающей конструкции: «Б» [2, табл.2]

2. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Теплотехнический расчет заключается в определении толщины искомого слоя ограждения, при котором температура на внутренней поверхности ограждения будет выше температуры точки росы внутреннего воздуха и будет удовлетворять теплотехническим требованиям: R0 ≥ Rreg.

Расчет выполняется в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

Теплотехническому расчету подлежат наружные стены, бесчердачные покрытия, перекрытия над неотапливаемым подвалом, окна и наружные двери, внутренние стены (перегородки), неутепленный пол лестничной клетки.

2.1 Наружная стена

Эскиз элемента ограждающей конструкции (по варианту)

Рисунок 2.1

Теплотехническая характеристика ограждающей конструкции (наружной стены)

Таблица 2.1 - Нормируемые теплотехнические показатели строительных материалов и изделий [4, табл. Е.1]

Наименование материальных слоев ограждающей конструкции	Обозначение	Толщина слоя, м	Расчетный коэффициент λ, Вт/(м·°С)
1. Цементно-песчаный раствор, ρ0 = 1800 кг/м3	δ1	0,025	0,93
2. Железобетон, ρ0 = 2500 кг/м3	δ 2	0,05	2,04
3. Пенополистирол (ГОСТ 15588), ρ0 = 40 кг/м3	δ 3	—	0,05
4. Железобетон, ρ0 = 2500 кг/м3	δ 4	0,15	2,04
5. Цементно-песчаный раствор, ρ0 = 1800 кг/м3	δ 5	0,025	0,93

Примечание: Расчетный коэффициент теплопроводности λ принимается в зависимости от плотности материала и условий эксплуатации ограждающих конструкций.

Градусо – сутки отопительного периода Dd ,°С ·сут [2, формула 2]

, (1)

где:

Dd – градусо-сутки отопительного периода, °С·сут, для конкретного пункта;

tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для расчета ограждающих конструкций группы зданий по поз. 1 [2, табл.4] по минимальным значениям оптимальной температуры соответствующих зданий по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22 °С);

tht , zht — средняя температура наружного воздуха, °С и

продолжительность, сут., отопительного периода, принимаемые по СНиП 23-01-99* для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10°С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 °С – в остальных случаях.

Dd = (20 – (-3))·207 =4761 °С ·сут

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче Rreg, (м2·°С)/Вт, ограждающей конструкции [2, п. 5.3, табл.4, формула 1]

, (2)

где:

a, b - коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий и соответствующих видов конструкций, за исключением графы 6 для группы зданий в поз.1, где для интервала до 6000 °С·сут: а = 0,000075; b = 0,15; для интервала 6000-8000 °С·сут: а = 0,00005; b = 0,3; для интервала 8000 °С·сут и более: а = 0,000025; b = 0,5.

Rreg = 0,00035·4761+1,4 = 3,066 (м2·°С)/Вт

Минимальная толщина искомого слоя ограждающей конструкции δmin, м, (для наружной стены - теплоизолирующего слоя) принимается из теплотехнических требований, предъявляемых к ограждающим конструкциям: R0 ≥Rreg.

Толщина будет минимальной при выполнении равенства R0 = Rreg, где: Rreg – нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт; R0 - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт, определяемое по формуле:

, (3)

где:

- термическое сопротивление теплоотдачи, (м2·°С)/Вт;

- термическое сопротивление тепловосприятию, (м2·°С)/Вт;

αint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2 · °С) [2, табл.7];

αext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2 · °С),

Rk - термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м2·°С)/Вт, определяемое для однородной (однослойной) ограждающей конструкции по формуле [4, формула 3]:

 , (4)

где:

δ – толщина слоя ограждающей конструкции, м

λ – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя,

Вт/(м · °С), [4, табл. E.1]

Термическое сопротивление ограждающей конструкции Rk с

последовательно расположенными однородными слоями, (м · °С)/Вт, следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев [4, формула 4]:

, (5)

где:

R1, R2 ... Rn- термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, (м2 · °С)/Вт, определяемые по формуле (4);

Ra.l – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, (м2 · °С)/Вт, (табл.2.2).

Таблица 2.2 – Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек

Толщина воздушной прослойки, м	Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки Ra.l , (м2 · °С)/Вт
	Горизонтальной при потоке тепла снизу вверх и вертикальной		Горизонтальной при потоке тепла сверху вниз
	При температуре воздуха в прослойке
	Положительной	Отрицательной	Положительной	Отрицательной
0,01	0,13	0,15	0,14	0,15
0,02	0,14	0,15	0,15	0,19
0,03	0,14	0,16	0,16	0,21
0,05	0,14	0,17	0,17	0,22
0,10	0,15	0,18	0,18	0,23
0,15	0,15	0,18	0,19	0,24
0,2.. .0,3	0,15	0,19	0,19	0,24

Примечание: При оклейке одной или обеих поверхностей воздушной прослойки алюминиевой фольгой термическое сопротивление следует увеличить в 2 раза.

Таким образом:

Rreg = 1/αint+δ1/λ1+ δ2/λ2+ δ3/λ3+ δ4/λ4+ δ5/λ5+1/αext

δmin => δ3 = [Rreg-(1/αint+ δ1/λ1+ δ2/λ2 + δ4/λ4+ δ5/λ5+1/αext)]· λ3

δmin = [3,066-(1/8,7+0,025/0,93+0,05/2,04+0,15/2,04+0,025/0,93+1/23)] ·0,05 = 0,138 м

Фактическая толщина искомого слоя ограждающей конструкции δ 3, м

Фактическую толщину искомого слоя ограждающей конструкции δ3, м, принимаем исходя из условия, что минимальная толщина наружной стены равна 300 мм, толщина панелей кратна 0,05 м и исходя из толщины плит утеплителя (от 20 до 500 мм с интервалом через 10 мм) равной 150 мм [4].

Общая толщина ограждающей конструкции δ = 0,4 м.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R0, (м2 · °С)/Вт, определяется на основании формулы (3)

, (6)

где δ3, м, принимается по п. 2.1.6.

R0 = 1/8,7+0,025/0,93+0,05/2,04+0,15/0,05+0,15/2,04+0,025/0,93+1/23 = 3,310 (м2 · °С)/Вт

Проверка выполнения условия: R0 ≥Rreg.

Ro = 3,310 (м2 ·°С)/Вт	R0 ≥ Rreg.
Rreg= 3,066 (м2 ·°С)/Вт

Коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции k, Вт/(м2 · °С)

k = 1/R0 (7)

k = 1/3,31= 0,30 Вт/(м2 · °С)