Материал: Эффективность тепловой защиты зданий. Методические указания к выполнению курсовой работы по специальным вопросам архитектурно-строительной теплотехники. Макеев М.Ф., Марченко М.И

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»

Кафедра проектирования зданий и сооружений им.Н.В. Троицкого

Эффективность тепловой защиты зданий Методические указания

к выполнению курсовой работы

по дисциплине

«Специальные вопросы архитектурно-строительной теплотехники,

акустики и светотехники»

для магистрантов направления «Строительство» по программе

«Проектирование гражданских зданий с применением современных

конструктивных и энергосберегающих решений»

В оронеж 2015

ББК 31.31 я7

УДК 699.86 (07)

Составители М.Ф. Макеев. М.И. Марченко

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЙ метод. указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Специальные вопросы архитектурно-строительной теплотехники, акустики и светотехники» для магистрантов по направлению «Строительство» по программе «Проектирование гражданских зданий с применением современных конструктивных и энергосберегающих решений»./Воронежский ГАСУ сост. М.Ф.Макеев. М.И.Марченко. – Воронеж, 2015. ‑ 33 с.

Приводится методика определения класса энергетической эффективности отдельных ограждающих конструкций здания и последовательность приведения их в соответствие определенному классу.

Рассматриваются теоретические основы и последовательность теплотехнического расчета наружных ограждающих конструкций зданий различного назначения в соответствии с требованиями новых нормативных документов по строительной климатологии и тепловой защите зданий. Приводятся примеры расчета, таблицы необходимых параметров.

Предназначено для магистрантов направления «Строительство», обучающихся по программе «Проектирование гражданских зданий с применением современных конструктивных и энергосберегающих решений»

Ил. 3. Табл. 1. Библиогр.: 5 назв.

ББК 31.31 я7

УДК 699.86 (07)

Печатается по решению учебно-методического совета

Воронежского ГАСУ

Р ецензент – В.А. Чертов, к.т.н., доцент кафедры Технологии строительного производства Воронежского ГАСУ

Введение

В современных условия недостаточно оценки отдельных ограждающих конструкций только по их способности создавать оптимальные санитарно- гигиенические условия в помещениях, поэтому требуется учитывать экономический аспект данной проблемы.

«Энергоэффективные здания» как новое направление в экспериментальном строительстве появились после мирового энергетического кризиса 1974 года. Строительство жилых и общественных энергоэффективных зданий заключалась в выявлении суммарного эффекта энергосбережения от использования архитектурных и инженерных решений, направленных на экономию энергетических ресурсов.

Ниже приведена методика определения эффективности тепловой защиты ограждающих конструкций.

1. Классы энергетической эффективности зданий

Энергетическую эффективность жилых и общественных зданий следует ус­танавливать в соответствии с классификацией по табл. 1.1 в зависимости от соотношения величин расчетного (фактического) и нормативного удель­ных расходов тепловой энергии на отопление здания. Присвоение классов D, E на стадии проектирования не допускается. Классы А, В устанавливают для вновь возводимых и реконструируемых зданий на стадии разработки проекта и впоследствии уточняют по результатам эксплуатации. Для достижения классов А, В органам администрации субъектов РФ рекомендуется приме­нять экономическое стимулирование участников проектирования и строи­тельства. Класс С устанавливают при эксплуатации вновь возведенных и ре­конструированных зданий. Классы D, E устанавливают при эксплуатации возведенных до 2000 г. зданий с целью разработки органами администрации субъектов РФ очередности и мероприятий по реконструкции этих зданий.

Ниже приводится методика определения класса энергетической эффективности существующей ограждающей конструкции и приведение ее в соответствие с требуемым классом.

2. Определение фактического теплового потока

Величина расчетного q_т^р теплового потока за отопительный период опре­де­ляется по значению приведенного сопротивления теплопередаче из выраже­ния

q_т^р = (t_в – t_н)/ R_o^р , (1.1)

где t_в – расчетная температура внутреннего воздуха (табл. П.1.2 и П.1.3);

t_н – средняя температура отопительного периода (табл. П.1.8.)

R_o^р рассчитывается для конструкций, состоящих из однородных, последовательно расположенных по отношению к тепловому потоку расположенных слоев, по формуле (1.2):

R_o^р = 1/α_в + Σ(R_i) + 1/α_н , (1.2)

где α_в , α_н - коэффициенты теплообмена поверхностей (табл. П.1.4 и П.1.5.)

R_i = δ_i/λ_i – термические сопротивления слоев конструкции,

где δ_i – толщина i – го слоя в м;

λ_i – расчетные коэффициенты теплопроводности материалов, принимаемые в зависимости от условий эксплуатации ограждения ( табл. П.1.10.)

Таблица 1.1

Классы энергетической эффективности зданий

Б) для облегченной каменной кладки

Приведенное сопротивление теплопередаче неоднородных ограждающих конструкций (многослойной каменной кладки с теплоизоляционным слоем, трехслойных стеновых панелей на гибких или жестких связях (рис.1.1)) опре­деляется следующим образом:

Рис.1.1 Неоднородные ограждающие конструкции: а) многослойная каменная кладка, стеновая панель на жестких связях; б) стеновая панель на гибких связях.

а) плоскостями, параллельными тепловому потоку, конструкция условно разделяется на участки, из которых одни могут быть однородными, а дру­гие – неоднородными. Термическое сопротивление ограждающей конст­рукции определяется по формуле

R_a = (F₁ + F₂ + …..+ F_n)/( F₁/ R₁ + F₂/ R₂ + …..+ F_n/ R_n ), (1.3)

где F₁ , F₂ ,…F_n – площади отдельных участков конструкции (или ее части);

R₁, R₂….. R_n – термические сопротивления указанных участков конст­рукции, определяемые для однородных участков по формуле

R = δ/ λ , (1.4)

где λ – расчетные коэффициенты теплопроводности (табл. П.1.10.)

Для неоднородного участка необходимо произвести суммирование терми­ческих сопротивлений отдельных его частей.

б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, ог­раждающая конструкция условно разделяется на слои, одни из которых могут быть однородными, а другие – неоднородными. Термические сопро­тивления однородных слоев определяются по формуле (1.4), неоднород­ных – по формуле

(1.3), а термическое сопротивление ограждающей кон­струкции R_б – как сумма термических сопротивлений однородных и неод­нородных слоев. Приведенное термическое сопротивление ограждения (если величина R_a не превышает величину R_б более чем на 25%) следует определять по формуле

R_к = (R_a + 2 R_б)/3 (1.5)

В) для наружных панельных стен жилых домов (рис.1.1а, б), а также для ограждений с теплопроводными включениями

R_o^р = (R_o^р)* r _, (1.6)

где (R_o^р)* - сопротивление теплопередаче панельных стен, условно оп­ределяемое по формуле (1.2) без учета теплопроводных включений;

r – коэффициент теплотехнической однородности, зависящий от типа теплопроводных включений по таблице П.1.11.

Г) для характерного участка стены с оконным проемом (рисунок 1.2)

R_o^р = (R_o^стены х F^стены + R_o^окна х F^окна)/( F^стены + F^окна) , (1.7)

где R_o^окна – сопротивление теплопередаче окна (табл. П.1.1);

F^стены, F^окна – площади участка стены и окна соответственно.

Рис.1.2 Характерный участок стены с оконным проемом