Реферат Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
от 25%
договор
Введение
В соответствии с изменениями № 3 СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», введенными
Введенный в действие СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» взамен СНиП II-3-79* не решил возникших проблем, поскольку в нем сохранены те же завышенные требования к теплозащитным качествам наружных стен зданий. Сложилось положение, при котором новая система нормирования теплозащитных качеств наружных ограждающих конструкций не удовлетворяет современную строительную практику и ограничивает применение новых отечественных теплоэффективных, долговечных, огнестойких керамических, ячеистобетонных, полистиролбетонных, пенополиуретановых (с наполнителями), легких керамзитобетонных материалов, альтернативных мягким минераловатным, пенополистирольным. Это обусловило необходимость разработки нового стандарта.
Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий
К ограждающим конструкциям относятся наружные стены, полы на грунте, внутренние стены и перегородки между помещениями с различной температурой внутреннего воздуха, покрытия над верхними этажами, перекрытия над подвалами, техническими подпольями и проездами, заполнения проемов (окна, витражи, витрины, фонари, двери, ворота).
Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые значения температуры, относительной влажности воздуха в помещениях при оптимальном энергопотреблении.
В целях сокращения энергопотребления в зимний период на создание нормируемых параметров микроклимата помещений при проектировании зданий следует предусматривать:
а) объемно-планировочные решения с учетом обеспечения наименьшей площади наружных ограждающих конструкций и минимально возможным соотношением периметра стен к площади здания;
б) расположение зданий на генеральном плане застройки с учетом розы ветров и требований по инсоляции помещений и озеленению территории;
в) применение конструкций окон с повышенными теплозащитными качествами, пониженной воздухопроницаемостью притворов и фальцев, а также с теплоотражающими пленками и покрытиями;
г) рекуперацию теплоты вентиляционных выбросов с использованием ее на подогрев приточного воздуха при наличии механической вентиляции;
д) применение поквартирного учета расхода тепловой энергии и более эффективных отопительных приборов и систем отопления с местным и пофасадным регулированием температурного режима;
е) рациональное применение эффектных теплоизоляционных материалов для повышения теплозащитных качеств, без снижения долговечности наружных стен.
Расчетные параметры воздуха в помещениях для расчета теплозащитных качеств наружных ограждающих конструкций жилых, общественных, административных и бытовых зданий следует принимать по таблице 1, составленной согласно ГОСТ 30494. Для помещений зданий, не указанных в таблице 1, параметры воздуха следует принимать по СанПиН 2.1.2.1002, ГОСТ 30494, ГОСТ 12.1.005 и нормам проектирования соответствующих зданий.
Параметры воздуха в помещениях производственного назначения, а также с влажным и мокрым режимами общественных зданий следует принимать согласно ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 2.04.005 и нормам технологического проектирования соответствующих зданий.
Температура внутренних поверхностей углов стен, оконных откосов, теплопроводных включений в стенках и панелях в виде диафрагм из бетона или металла, межпанельных стыков, гибких связей, оконных обрамлений не должна быть ниже температуры точки росы воздуха, замеренной на расстоянии
Таблица 1 - Расчетные параметры воздуха в помещениях зданий
№ п.п. | Здания, помещения | Температура воздуха, °С | Относительная влажность воздуха, % | Температура, °С, воздуха на расстоянии | Расчетная температура точки росы на внутренней поверхности наружной стены, °С | |||
оптимальная | допустимая | предлагаемая расчетная | допустимая | предлагаемая расчетная для температуры точки росы | ||||
1 | Жилые здания (жилые помещения) | 20-22 | 18-24 | 20 | 35-60 | 55 | 18 | 8,8 |
2 | То же, в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже | 21-23 | 20-24 | 22 | 35-60 | 55 | 20 | 10,7 |
3 | Детские дошкольные учреждения (раздевальная, спальня, туалет) | 21-23 | 20-24 | 24 | 35-60 | 55 | 22 | 12,6 |
4 | То же, в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92), минус 31 °С и ниже | 22-24 | 21-25 | 25 | 35-60 | 55 | 23 | 13,5 |
5 | Общественные здания, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным и мокрым режимами: | | | | | | | |
| а) помещения, в которых люди в положении лежа или сидя находятся в состоянии покоя и отдыха; | 20-22 | 18-24 | 23 | 35-60 | 55 | 21 | 11,6 |
| б) помещения, в которых люди заняты умственным трудом, учебой | 19-21 | 18-23 | 22 | 35-60 | 55 | 20 | 10,7 |
| в) помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении сидя без уличной одежды | 20-21 | 19-23 | 20 | 35-60 | 55 | 18 | 8,8 |
| г) помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся | 14-16 | 12-17 | 15 | 35-60 | 55 | 14 | 5,1 |
| преимущественно в положении сидя в уличной одежде | | | | | | | |
| д) помещения с массовым пребыванием людей, в которых люди находятся преимущественно в положении стоя без уличной одежды | 18-20 | 16-22 | 17 | 35-60 | 55 | 16 | 7,0 |
| е) помещения для занятия подвижными видами спорта | 17-19 | 15-21 | 15 | 35-60 | 55 | 14 | 5,1 |
Расчетную температуру наружного воздуха следует принимать соответствующей средней температуре наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 согласно СНиП 23-01 для определенного района строительства.
Продолжительность отопительного периода zот.пер, сут и среднюю температуру наружного воздуха tот.пер , °C, следует принимать согласно СНиП 23-01 (таблица 1, графы 13, 14 для больниц, школ и дошкольных учреждений, графы 11,12 - для других зданий). При отсутствии данных для конкретного пункта расчетные параметры отопительного периода следует принимать для ближайшего пункта, который указан в СНиП 23-01.
Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха следует устанавливать по таблице 2.
Таблица 2 - Влажностный режим помещения зданий
Влажностный режим помещения | Относительная влажность внутреннего воздуха, %, при температуре, °С | ||
До 12 | Св. 12 до 24 | Св.24 | |
Сухой | До 60 | До 50 | До 40 |
Нормальный | Св. 60 до 75 | Св. 50 до 60 | Св. 40 до 50 |
Влажный | Св.75 | Св. 60 до 75 | Св. 50 до 60 |
Мокрый | - | Св.75 | Св.60 |
Условия эксплуатации ограждающих конструкций А и Б в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства для выбора теплотехнических показателей строительных материалов наружных ограждений следует устанавливать по таблице 3. Зоны влажности территории России следует принимать по приложению 2.
Таблица 3 - Условия эксплуатации ограждающих конструкций
Влажный режим помещений зданий (по таблице 2) | Условия эксплуатации А и Б в зонах влажности (по приложению 2) | ||
Сухой | Нормальной | Влажной | |
Сухой | А | А | Б |
Нормальный | А | Б | Б |
Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
Расчетные теплотехнические показатели строительных материалов при проектировании теплозащитных качеств наружных ограждающих конструкций принимают из приложений 3, 4 для условий эксплуатации А и Б. Эти показатели установлены по данным сертификационных испытаний в аккредитованных лабораториях, СНиП II-3, СП 23-101, а также из таблиц, приведенных в соответствующих разделах и приложениях настоящего стандарта.
Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций
Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче , наружных ограждающих конструкций, за исключением заполнений проемов, должно быть не менее требуемого из условий обеспечения санитарно-гигиенической безопасности проживания людей , и нормативного приведенного сопротивления теплопередаче , из условий энергосбережения и долговечности (таблица 7).
Требуемое приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций из условий обеспечения санитарно-гигиенической безопасности проживания людей следует определять по формуле
(1)
где n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по таблице 4;
tB - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая по таблице 1 или ГОСТ 30494, ГОСТ 12.1.005, СанПиН 2.1.2.1002;
tH - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимаемая равной температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01;
ΔtH - нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С, принимаемый по таблице 5;
α
B - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по таблице 6.
Нормативное приведенное сопротивление теплопередаче установлено из условий экономии энергозатрат на отопление зданий в результате повышения уровня теплозащитных качеств наружных стен за вычетом затрат на дополнительную теплоизоляцию и капитальные ремонты в пределах прогнозируемой долговечности (см. таблицу 7).
Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций (за исключением заполнений проемов) помещений с избытками явной теплоты должно быть не менее , определяемого по формуле (1).
Приведенное сопротивление теплопередаче перекрытий над проездами, подвалами и подпольями, а также покрытиями должно быть не менее требуемого приведенного сопротивления теплопередаче, определяемого по формуле (1) с соответствующими значениями n, ΔtH, αB.
Таблица 4 - Значения коэффициента n
Ограждающие конструкции | Коэффициент n | |
1 | Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухом), перекрытия чердачные (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в северной строительно-климатической зоне | 1 |
2 | Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в северной строительно-климатической зоне | 0,9 |
3 | Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах | 0,75 |
4 | Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенными выше уровня земли | 0,6 |
5 | Перекрытия над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли | 0,4 |
Таблица 5 - Нормируемые величины температурного перепада ΔtH
Здания и помещения | Нормируемый температурный перепад ΔtH, °С, для | ||
наружных стен | покрытий и чердачных перекрытий | перекрытий над проездами, подвалами и подпольями | |
1. Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты | 6,0 | 3,0 | 2,0 |
2 Общественные, кроме указанных в п. 1, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом | 6,0 | 4,0 | 2,5 |
3. Производственные с сухим режимом | tB - tp, но не более 10 | 0,8 (tB - tp), но не более 8 | 2,5 |
4. Производственные с нормальным режимом | tB - tp, но не более 8 | 0,8 (tB - tp), но не более 7 | 2,5 |
5. Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом | tB - tp | 0,8 (tB - tp) | 2,5 |
6. Производственные здания со значительными избытками явной теплоты более 23 Вт/м3 и расчетной относительной влажностью внутреннего воздуха не более 50 % | 12 | 12 | 2,5 |
Примечания: 1. tB - то же, что и формуле (1). 2. tp - температура точки росы, °С, при расчетных температуре и относительной влажности внутреннего воздуха, принимаемым по ГОСТ 12.1.005, СНиП 41-01 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений. 3. Для зданий картофеле- и овощехранилищ ΔtH для наружных стен, покрытий и чердачных перекрытий следует принимать по СНиП 2.11.02. |
Таблица 6 - Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждений αв
Внутренняя поверхность ограждающих конструкций | Коэффициент теплоотдачи αB, Вт/(м2·°С) |
1. Стен вертикальных и с углом наклона более 60° | 6,75 |
2. Полов, гладких потолков. Потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию а между гранями соседних ребер h/a ≤ 0,3 | 8,7 |
3. Потолков с выступающими ребрами при отношении h/a ≥ 0,3 | 7,6 |
4. Окон с нагревательным прибором | 10,7 |
5. Зенитных фонарей | 9,9 |
Примечание. Коэффициент теплоотдачи αB внутренней поверхности ограждающих конструкций животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий следует принимать в соответствии со СНиП 2.10.03. |
Таблица 7- Нормативное приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен из условий энергосбережения и долговечности
Продолжительность эксплуатации наружных стен до первого капитального ремонта (в годах) из таблицы 16 | Расчетная температура наружного воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92 tH, °C | |||||
-10 | -20 | -25 | -30 | -40 | -50 | |
Нормативное приведенное сопротивление теплопередаче наружных стен | ||||||
80; 75; 70 | 0,74 | 0,99 | 1,11 | 1,24 | 1,48 | 1,73 |
65 | 0,88 | 1,18 | 1,32 | 1,48 | 1,75 | 2,05 |
60 | 0,95 | 1,27 | 1,42 | 1,60 | 1,89 | 2,21 |
55 | 1,00 | 1,33 | 1,50 | 1,73 | 2,00 | 2,32 |
50 | 1,05 | 1,40 | 1,57 | 1,79 | 2,10 | 2,44 |
45 | 1Д5 | 1,53 | 1,72 | 1,93 | 2,30 | 2,68 |
40 | 1,20 | 1,60 | 1,80 | 2,00 | 2,40 | 2,80 |
35 и менее | 1,40 | 1,80 | 2,00 | 2,20 | 2,60 | 3,00 |
Примечания: 1. Промежуточные значения следует определять интерполяцией. 2. Превышать верхний предел наружных стен (нижняя строка таблицы) нецелесообразно из экономических условий. |
Приведенное сопротивление теплопередаче внутренних ограждающих конструкций (стен, перегородок, перекрытий) между помещениями с нормируемой температурой воздуха при разности температур воздуха в этих помещениях более 6 °С должно быть не менее требуемого, определяемого по формуле (1).
Для установления требуемой толщины теплоизоляционного слоя при проектировании наружных стен, панелей покрытий и перекрытий определяют условное сопротивление теплопередаче по формуле
(2)
где r - коэффициент теплотехнической однородности наружных ограждений, определяется расчетом по температурным полям или экспериментальным способом по ГОСТ 26254. Для определения ориентировочного значения наружного ограждения в качестве первого варианта следует принимать значения r, приведенные в таблице 8.
Таблица 8 - Значения коэффициента теплотехнической однородности r
для различных конструкций наружных ограждений
| Конструкции наружных ограждений | Коэффициент r |
1. | Сплошная кладка из крупноформатных пустотелых пористых керамических камней | 0,98 |
2. | Сплошная кладка из пустотелого керамического, силикатного камня | 0,97 |
3. | Сплошная кладка из полнотелого и пустотелого керамического, силикатного обыкновенного и утолщенного кирпича | 0,95 |
4. | Сплошная кладка из полнотелого и пустотелого керамического, силикатного обыкновенного и утолщенного кирпича и камня, утепленная пенополиуретаном, напыляемым толщиной 30- | 0,95 |
5. | Облегченная кладка из полнотелого, пустотелого керамического силикатного кирпича или камня с внутренним слоем из плитного эффективного утеплителя с гибкими стальными связями или сетками | 0,75 |
6. | Облегченная кладка из полнотелого, пустотелого керамического кирпича или камня с внутренним слоем из плитного эффективного утеплителя с поперечными связями | 0,50 |
7. | Кладка из полистиролбетонных блоков с арматурой в растворных швах, отштукатуренная по металлической сетке с обеих сторон | 0,87 |
8. | Кладка полистиролбетонных блоков, облицованная с наружной стороны в полкирпича с поперечными металлическими сетками в растворных швах | 0,85 |
9. | Однослойные легкобетонные панели с монтажной арматурой | 0,90 |
10. | Легкобетонные панели с термовкладышами и монтажной арматурой | 0,75 |
11. | Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и гибкими стальными связями | 0,70 |
12. | Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и железобетонными шпонками или поперечными ребрами из керамзитобетона | 0,60 |
13. | Трехслойные железобетонные панели с эффективным утеплителем и поперечными железобетонными ребрами | 0,50 |
14. | Трехслойные металлические панели с эффективным утеплителем | 0,75 |
15. | Трехслойные асбоцементные панели с эффективным утеплителем | 0,70 |
16. | Железобетонные, кирпичные конструкции с плитным утеплителем, закрепленным дюбелями, оштукатуренные по капроновой или металлической сетке (термофасад) | 0,90 |
17. | Железобетонные и кирпичные конструкции (δ = 20- | 0,85 |
18. | Железобетонные и кирпичные конструкции (δ = 20- | 0,70 |
19. | Железобетонные и кирпичные конструкции (δ = 20- | 0,80 |
20. | Железобетонные и кирпичные конструкции (δ = 20- | 0,60 |
21. | Железобетонные и кирпичные конструкции (δ = 20- | От 0,55 до 0,30 |
22. | Конструкции чердачных перекрытий и над подвалами: | |
| а) из железобетонных панелей с плитным эффективным утеплителем | 0,80 |
| б) из железобетонных плит по металлическим балкам с плитным эффективным утеплителем | 0,50 |
| в) из деревянных элементов (балок, брусьев) с плитным эффективным утеплителем | 0,90 |
После установления по формуле (2) требуемой толщины теплоизоляционных слоев рассчитывается по температурным полям приведенное сопротивление теплопередаче Ro.пр наружного ограждения для конкретного проектного решения здания и сравнивается с нормативным приведенным сопротивлением теплопередаче . Принятое конструктивное решение наружного ограждения проверяется расчетом на невыпадение конденсата на внутренней поверхности углов и теплопроводных включений.
Термическое сопротивление R, м2·°С/Вт, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует определять по формуле
(3)
где δ- толщина слоя, м;
λ - расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С).
Сопротивление теплопередаче Rо, м2·°С/Вт, ограждающей конструкции следует определять по формуле
(4)
где αB - то же, что и в формуле (1);
RK - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2·°С/Вт, определяемое: однородной (однослойной) - по формуле (3), многослойной - в соответствии с пп. 5.11 и 5.13;
α
H - коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/( м2·°С), принимаемый по таблице 9.
Таблица 9 - Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции αH
| Наружная поверхность ограждающих конструкций | Коэффициент теплоотдачи для зимних условий αH, Вт/(м2·°С) |
1. | Наружных стен, покрытий, перекрытий над проездами и над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в северной строительно-климатической зоне | 23 |
2. | Перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом, перекрытий над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в северной строительно-климатической зоне | 17 |
3. | Перекрытий чердачных и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах, а также наружных стен с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом | 12 |
4. | Перекрытий над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенных выше уровня земли, и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли | 6 |
При определении RK слои конструкции, расположенные за воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, не учитываются.
Термическое сопротивление RK, м2·°С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:
RK = R1 + R2 + ... + Rn + Rв.п, (5)
где R1, R2, ..., Rn - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·°С/Вт, определяемые по формуле (3);
Rв.п - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по таблицам 10.1 и 10.2.
Таблица 10.1 - Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек Rв.п
Толщина воздушной прослойки, м | Термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки Rв.п, м2·°С/Вт | |||
горизонтальной при потоке теплоты снизу вверх и вертикальной | горизонтальной при потоке теплоты 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 |
0,1 | 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 увеличивать в 2 раза. |
Таблица 10.2 - Термическое сопротивление замкнутых воздушных прослоек (ограниченных размеров) в керамических камнях и кирпичах, расположенных перпендикулярно направлению теплового потока Rв.п
Толщина воздушной прослойки, м | Rв.п, м2·°С/Вт, при средней температуре воздуха в прослойке, °С | ||
12,5 | 0,0 | -40 | |
0,006 | 0,12 | 0,14 | 0,19 |
0,01 | 0,14 | 0,16 | 0,22 |
0,02 | 0,16 | 0,18 | 0,26 |
0,03 | 0,17 | 0,19 | 0,27 |
Приведенное термическое сопротивление Rк.пр, м2·°С/Вт, неоднородной ограждающей конструкции (многослойной каменной стены облегченной кладки с теплоизоляционным слоем и т.п.) определяется следующим образом:
а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока, ограждающая конструкция (или часть ее) условно разрезается на участки, из которых одни участки могут быть однородными (однослойными) - из одного материала, а другие неоднородными - из слоев различных материалов, и термическое сопротивление ограждающей конструкции Ra, м2·°С/Вт, определяется по формуле
(6)
F1, F2, ..., F
n - площади отдельных участков конструкции (или части ее), м2;
R1, R2, ..., Rn - термические сопротивления указанных отдельных участков конструкции, определяемые по формуле (3) для однородных участков и по формуле (5) для последовательно расположенных слоев;
б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, ограждающая конструкция (или часть ее, принятая для определения Ra) условно разрезается на слои, из которых одни слои могут быть однородными - из одного материала, а другие неоднородными - из однослойных участков разных материалов. Термическое сопротивление однородных слоев определяется по формуле (3), неоднородных слоев по формуле (6) и термическое сопротивление ограждающей конструкции R
б - как сумма термических сопротивлений отдельных однородных и неоднородных слоев - по формуле (5). Приведенное термическое сопротивление ограждающей конструкции следует определять по формуле
(7)
Если величина Ra превышает величину R
б более чем на 25 % или ограждающая конструкция не является плоской (имеет выступы на поверхности), то приведенное термическое сопротивление Rк.пр такой конструкции следует определять на основании расчета температурного поля следующим образом.
По результатам расчета температурного поля при tB и t
Н определяют средние температуры, °С, внутренней τв.ср и наружной τн.ср поверхностей ограждающей конструкции и вычисляют величину теплового потока qрасч, Вт/м2, по формуле
qрасч = аB(tB - τв.ср) = a
Н (τн.ср - t
Н), (8)
где аB, tB, t
Н - то же, что и в формуле (1);
aН - то же, что и в формуле (4).
Приведенное термическое сопротивление конструкций определяется по формуле
(9)
5.15 Приведенное сопротивление теплопередаче Rо.пр, м2·°С/Вт, неоднородной ограждающей конструкции следует определять по формуле
(10)
где tB, t
Н - то же, что и в формуле (1);
qрасч - то же, что и в формуле (8).
Допускается ориентировочное значение приведенного сопротивления теплопередаче Rо.пр наружных ограждающих конструкций зданий принимать равным:
(11)
где - сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций, условно определяемое по формулам (4) и (5) без учета теплопроводных включений, м2·°С/Вт;
r - коэффициент теплотехнической однородности, принимаемый по таблице 8.
Температуру внутренней поверхности τв, °С, ограждающей конструкции (без теплопроводного включения) следует определять по формуле
(12)
Температуру внутренней поверхности τ′в, °С, ограждающей конструкции (с теплопроводным включением) необходимо принимать на основании расчета температурного поля конструкции.
Долговечность наружных стен зданий
Под долговечностью наружных стен понимают их способность сохранять требуемые эксплуатационные качества при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Долговечность наружных стен характеризуется сроком службы в годах, в течение которого целесообразно их техническое обслуживание и ремонт для поддержания безопасных условий проживания или работы людей.
Безопасность проживания или работы граждан в помещениях характеризуется обеспечением требуемых санитарно-гигиенических условий, при которых не происходит образования конденсата, плесени и переувлажнения стен, а также увеличения относительной влажности внутреннего воздуха выше нормативных значений.
Санитарно-гигиеническую безопасность в помещениях необходимо обеспечивать при проектировании выполнением нормативных требований к теплозащитным качествам, воздухо- и паропроницанию и другим физическим свойствам ограждений с учетом климатических особенностей района строительства.
Долговечность наружных стен следует обеспечивать применением материалов, имеющих надлежащие прочность, морозостойкость, влагостойкость, теплозащитные свойства, а также соответствующими конструктивными решениями, предусматривающими специальную защиту элементов конструкций, выполненных из недостаточно стойких материалов.
Наружные стены из железобетонных панелей, блоков, кирпича с установленным сроком службы должны удовлетворять требованиям СНиП 52-01, СНиП II-22 и нормативным требованиям по проектированию панельных и блочных зданий.
Допускается для одного и того же здания по высоте принимать конструкции наружных стен с отличающимися доремонтными сроками.
При выборе конструкций наружных стен для здания необходимо дифференцированно совмещать закладываемые в проект прогнозируемую долговечность, доремонтные сроки с требуемым уровнем теплоизоляции, снижением материалоемкости и нагрузки на фундамент.
Для обеспечения прогнозируемой долговечности наружных стен и безопасной эксплуатации до первого капитального ремонта необходимо проводить текущие ремонты с периодичностью 5-7 лет.
Первый капитальный ремонт наружных стен из условий недопустимости нарушения санитарно-гигиенической безопасности проживания граждан и энергосбережения необходимо проводить при снижении , не более чем на 35 % по отношению к экономически целесообразному на текущий момент или не более чем на 15 % по отношению к требуемому сопротивлению теплопередаче по санитарно-гигиеническим условиям.
Перед наступлением срока проведения первого капитального ремонта снижение уровня теплозащитных качеств наружных стен необходимо устанавливать по методике ГОСТ 26254 и испытаниями на теплопроводность отобранных проб утеплителя по ГОСТ 7076, однородность температурных полей стен по фасаду фиксируется тепловизором по ГОСТ 26629.
Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций
Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций, за исключением заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей), зданий и сооружений Rи должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию , м2·ч·Па/кг, определяемого по формуле
(15)
где Δр - разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па.
GH - нормативная воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг/(м2·ч).
Разность давлений воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций Δр, Па, следует определять по формуле
Δр = 0,55·Н· (γн - γв) + 0,03·γн·ν2, (16)
где Н - высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м;
γн, γв - удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, Н/м3, определяемый по формуле
(17)
здесь t - температура воздуха: внутреннего (для определения γв), наружного (для определения γн) согласно таблице 1 и СНиП 23-01;
ν - максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16 % и более, принимаемая согласно СНиП 23-01; для типовых проектов скорость ветра ν следует принимать равной 5 м/с, а в климатических подрайонах 1Б и 1Г – 8 м/с.
Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции Rи, м2·ч·Па/кг, следует определять по формуле
Rи = Rи1 + Rи2 + ... + Rиn , (18)
где Rи1 , Rи2 , ... , Rиn - сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·ч·Па/кг.
Примечание - Сопротивление воздухопроницанию слоев ограждающих конструкций (стен, покрытий), расположенных за воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом, не учитывается.
Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей жилых и общественных зданий, а также окон и фонарей производственных зданий Rи должно быть не менее требуемого сопротивления воздухопроницанию , м2·ч·Па/кг, определяемого по формуле
(19)
где GH - то же, что в формуле (15);
Δр - то же, что в формуле (16);
Δро = 10 Па - разность давления воздуха, при которой определяется сопротивление воздухопроницанию Rи.
Сопротивление воздухопроницанию заполнений световых проемов (окон, балконных дверей и фонарей с различными уплотняющими прокладками) следует принимать по ГОСТ 26602.2. Фактическое значение сопротивления воздухопроницанию наружных ограждающих конструкций в эксплуатируемых зданиях определяют по ГОСТ 31167.
Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций
Сопротивление паропроницанию Rп, м2·ч·Па/мг, ограждающей конструкции (в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации) должно быть не менее наибольшего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию:
а) требуемого сопротивления паропроницанию , м2·ч·Па/мг (из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации), определяемого по формуле
(20)
б) требуемого сопротивления паропроницанию , м2·ч·Па/мг (из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха), определяемого по формуле
(21)
В формулах (20) и (21):
е
B - упругость водяного пара внутреннего воздуха, Па, при расчетной температуре и влажности этого воздуха;
Rпн - сопротивление паропроницанию, м2·ч·Па/мг, части ограждающей конструкции, расположенной между наружной поверхностью ограждающей конструкции и плоскостью возможной конденсации;
еН - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, за годовой период, определяемая согласно СНиП 23-01;
zo - продолжительность, сут, периода влагонакопления, принимаемая равной периоду с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха согласно СНиП 23-01;
Ео - максимальная упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации, определяемая при средней температуре наружного воздуха периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами;
γw - плотность материала увлажняемого слоя, кг/м3;
δw - толщина увлажняемого слоя ограждающей конструкции, м, принимаемая равной 2/3 толщины однородной (однослойной) стены от внутренней поверхности или толщины теплоизоляционного слоя (утеплителя) многослойной ограждающей конструкции;
Δwcp - предельно допустимое приращение расчетного массового отношения влаги в материале увлажняемого слоя, %, за период влагонакопления zo;
Е - максимальная упругость водяного пара, Па, в плоскости возможной конденсации за годовой период эксплуатации, определяемая по формуле
(22)
где E1, Е2, Е3 - упругости водяного пара, Па, принимаемые по температуре в плоскости возможной конденсации, определяемой при средней температуре наружного воздуха соответственно зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов;
z1, z2, z3 - продолжительность, мес, зимнего, весенне-осеннего и летнего периодов, определяемая согласно СНиП 23-01 с учетом следующих условий:
а) к зимнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха ниже минус 5 °С;
б) к весенне-осеннему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха от минус 5 до плюс 5°С;
в) к летнему периоду относятся месяцы со средними температурами наружного воздуха выше плюс 5 °С;
η - определяется по формуле
(23)
где ен.о - средняя упругость водяного пара наружного воздуха, Па, периода месяцев с отрицательными среднемесячными температурами, определяемая согласно СНиП 23-01.
Плоскость максимального увлажнения определяется по методике, базирующейся на использовании метода безразмерных характеристик, разработанной в
(24)
где μi - коэффициент паропроницаемости слоя ограждения, мг/(м·ч·Па);
λi - коэффициент теплопроводности слоя ограждения, Вт/(м·°С);
Rп.о - общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции, (м2·ч·Па)/мг;
tB - расчетная температура внутреннего воздуха в помещении, °С;
е
B - упругость водяного пара внутреннего воздуха в помещении, Па;
tH - температура наружного воздуха, принимаемая равной средней температуре наиболее холодного месяца, °С;
еH - упругость водяного пара наружного воздуха, Па;
Ro - сопротивление теплопередаче ограждения, м2·°С/Вт.
По полученным значениям комплекса F(tki) определяют значения температуры tki в плоскости возможной конденсации для каждого слоя многослойной конструкции. Затем находят координату плоскости возможной конденсации Хi по величине tki. В том случае, если значение координаты существенно выходит за пределы слоя, расчет по накоплению влаги в данном слое не выполняется.
При незначительном отклонении координаты Хi от границы слоя за плоскость возможной конденсации принимают наружную поверхность рассматриваемого слоя, так как в этом случае температура на ней будет мало отличаться от значения tki.
Сопротивление паропроницанию Rп, (м2·ч·Па)/мг, чердачного перекрытия или части конструкции вентилируемого покрытия, расположенной между внутренней поверхностью покрытия и воздушной прослойкой, в зданиях со скатами кровли шириной до
(25)
где еB, еH
.
O - то же, что и в формулах (20), (21) и (23).
Сопротивление паропроницанию Rп, (м2·ч·Па)/мг, однослойной или отдельного слоя многослойной ограждающей конструкции следует определять по формуле
(26)
где δ - толщина слоя ограждающей конструкции, м;
μ - расчетный коэффициент паропроницаемости материала слоя ограждающей конструкции, мг/(м·ч·Па). Определяется по ГОСТ 25898.
Сопротивление паропроницанию многослойной ограждающей конструкции (или ее части) равно сумме сопротивлений паропроницанию составляющих ее слоев.
Примечания: 1. Сопротивление паропроницанию воздушных прослоек в ограждающих конструкциях следует принимать равным нулю независимо от расположения и толщины этих прослоек.
2. Для обеспечения требуемого сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции следует определять сопротивление паропроницанию Rп конструкции в пределах от внутренней поверхности до плоскости возможной конденсации.
3. В помещениях следует предусматривать пароизоляцию теплоизолирующих уплотнителей сопряжения элементов ограждающих конструкций (мест примыкания заполнений проемов к стенам и т.п.) со стороны помещений: сопротивление паропроницанию в местах таких сопряжений проверяется из условия ограничения накопления влаги в сопряжениях за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха на основании расчета температурного и влажностного полей.
Не требуется определять сопротивление паропроницанию следующих ограждающих конструкций:
а) однородных (однослойных) наружных стен помещений с сухим или нормальным режимом;
б) двухслойных наружных стен помещений с сухим или нормальным режимом, если внутренний слой стены имеет сопротивление паропроницанию более 1,6 м2·ч·Па/мг.
Для защиты от увлажнения теплоизоляционного слоя (утеплителя) в покрытиях зданий с влажным или мокрым режимом следует предусматривать пароизоляцию (ниже теплоизоляционного слоя), которую следует учитывать при определении сопротивления паропроницанию покрытия.
Список литературы
1. Андрижиевский А.А. Энергосбережение и энергетический менеджмент: Учебник / Минск: БГТУ, 2003
2. Ливчак В.И. О температурном граафике отпуска тепла для систем отопления жилых зданий / Водоснабжение и санитарная техника, 1973
3. Матросов Ю.Л., Ливчак В.И., Щипанов Ю.Б. Энергосбережение в зданиях / Энергесбережение, 1999
4. Теплотехнический справочник / Под общ.ред. В.Н. Юрьева и П.Д.Лебедева. М.: Энергия, 1976
5. Фокин В.М. Основы энергосбережения и энергоаудита М.: Издательство Машиностроение – 1, 2006
Содержание
1. Введение – 2
2. Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий – 3
3. Сопротивление теплоотдаче ограждающих конструкций – 6
4. Долговечность наружных стен зданий – 17
5. Сопротивление воздухопроницанию ограждающих конструкций – 18
6. Сопротивление паропроницанию ограждающих конструкций – 20
7. Список литературы – 25