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

3. Определение нормативного теплового потока

Величина нормативного теплового потока q_h^н определяется по значе­нию нормативного сопротивления теплопередаче по формуле

q_т^н = (t_в – t_н)/ R_o^н , (1.8)

где R_o^н – нормируемое значение сопротивления теплопередаче, опреде­ляемое исходя из условий энергосбережения

а) для стен жилых, лечебно-профилактических и детских учреждений, школ интернатов, гостиниц и общежитий по формуле (1.9)

R_o^н = 1,4 + 0,00035 ГСОП (1.9)

б) для стен общественных (кроме указанных выше), административных зданий и бытовых помещений по формуле

R_o^н = 1,2 + 0,0003 ГСОП (1.10)

Параметр ГСОП рассчитывается по формуле

ГСОП= (t_в – t_оп) z_оп , (1.11)

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

t_оп, z_оп – по табл. П.1.8 средняя температура наружного воздуха, ^оС, и продолжительность, сут., отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10 ^о С - для лечебно-профилактиче­ских, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8^оС - в остальных случаях.

Требования по энергосбережению не предъявляются:

- при значении параметра ГСОП˂ 2000 ^оС сут.;

- к зданиям с влажным и мокрым режимом;

- к зданиям, предназначенным для сезонной эксплуатации (весной и осе­нью);

- к зданиям с расчетной температурой внутреннего воздуха t_в < 12 ^о С;

-при расчете внутренних ограждающих конструкций при разности тем­ператур на их поверхностях более 6 ^о С.

В этих случаях R_o^н определяется исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле СНиП 23-02-2003:

R_н=(t_в –t_н)/Δt_н α_в , (1.12)

∆t_н - нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха t_в и температурой внутренней поверхности τ_в огра­ждающей конструкции, ^оС, принимаемый по табл. П.1.12. Для производст­венных зданий без значительных избытков явной теплоты (более 23 Вт/м³) ∆t_n определяется с учетом температуры точки росы, принимаемой по таб­л. П1.13.

α_в - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждаю­щих конструкций, Вт/(м^{2 о}С), принимаемый по табл. П.1.4; t _в – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ^оС, принимаемая для расчета ограждающих конструкций зданий (табл. П.1.2, П.1.3.)

t_н -расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ^оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обес­печенностью 0,92 ( табл. П.1.8.) В производственных зданиях, предназна­ченных для сезонной эксплуатации (весной и осенью), в качестве расчет­ной температуры в холодный период года следует принимать минималь­ную температуру наиболее холодного месяца с учетом среднесуточной ам­плитуды.

При определении приведенного расчетного сопротивления теплопе­редаче R_o^н необходимо знать площадь оконных проемов и их заполнение, выбор которых на стадии проектирования определяется в соответствии с назначением здания, его географическим расположением и ориентацией световых проемов по СП 23-102-2003.

4. Определение площади и размеров окон

Значение коэффициента естественной освещенности (КЕО) в жилых и общественных зданиях определяется по формуле

e_N = e_н m _N , (1.13)

где N – номер группы административных районов по таблице П.1.14;

e_н – нормированное значение КЕО по таблице П.1.15;

m _N – коэффициент светового климата по таблице П.1.16.

Предварительный расчет размеров световых проемов при боковом осве­щении без учета противостоящих зданий проводится с применением гра­фиков, приведенных для жилых зданий на рисунке П.1.17, для помещений общественных зданий – на рисунке П.1.18, для школьных классов – на ри­сунке П.1.19.

Графики разработаны применительно к наиболее встречающимся в практике проектирования габаритным схемам жилых зданий и типовому решению светопрозрачных конструкций – деревянным спаренным откры­вающимся переплетам. Если в проекте приняты другие типы заполнения световых проемов, то найденные по рисункам П.1.17 – П.1.19 значения от­носительной площади световых проемов следует делить на коэффициент К₁, приведенный в таблице П.1.20.

Среднестатистическое затенение световых проемов в жилых помещениях противостоящими зданиями учитывается понижающим коэффициентом К_зд2 из таблицы П.1.21.

5. Примеры расчета

Пример №1

Определить класс энергетической эффективности наружного ограждения жилого дома в г. Воронеже (рисунок 1.3).

Характерный фрагмент фасада

Рисунок 1.3 – Разрез и фрагмент фасада

Исходные данные. Глубина помещения d_п = 5,0м, ширина помещения

b_п = 3,0м, высота h_п = 2,8м, наружная стена толщиной 0,53м (кладка из сили­катного кирпича 0,51м и внутренняя штукатурка сложным раствором 0,02м), высота подоконника h_под = 0,8м, высота окна h₀₁ = 1,5м; переплеты спарен­ные с двумя слоями остекления; коэффициент запаса К_з = 1,2.

Решение

1. Нормированное значение КЕО при боковом освещении для жилых зда­ний по табл. П.1.15

e_н = 0,5%.

2. Номер группы административных районов N по ресурсам светового кли­мата по табл. П.1.14 для Воронежской области

N = 2

3. Коэффициент светового климата m _N по табл. П.1.16 принимаем как для северной ориентации световых проемов

m _N = 0,9

4. Значение коэффициента естественной освещенности определяем по фор­муле (1.13)

e_N = e_н m _N = 0,5 х 0,9 = 0,45%

5. Определяем требуемую площадь светового проема по графикам П.1.17.

При d_п/ h₀₁ = 5,0/1,5 = 3,33; относительная площадь светового проема

А_со/А_п = 15%. Тогда

А_со = А_п х 0,15 = (5,0 х 3,0) х 0,15 = 2,25м².

Следовательно, ширина окна при его высоте, назначенной по конструктив­ным соображениям должна составлять

b_оп = 2,25/1,5 = 1,5м.

Принимаем оконный блок размером 1,5 х 1,5м.

Поверочный расчет проведем с использованием программы BASE. Резуль­таты приведены ниже.

Система общестроительных расчетов "Base"

Результаты расчета. Расчет естественного освещения:

1. - Исходные данные:

Административный район: Воронежская область

Ориентация проемов: Север (294°- 68°)

Тип помещения: Жилые помещения

Характер освещения: Естественное

Нормируемый коэффициент естественной освещенности КЕО: 0,45

Характеристика помещения: Высота от пола до верха проема (h0): 2,3 м

Глубина помещения (dp): 5,0 м Ширина помещения (bp): 3,0 м

Расчет по приложению "Б" СП 23-102-2003

Количество проемов в помещении: 1

Характеристика проемов:

Наименование Ширина (bi) Высота (hi) Привязка в плане (pri) Ед. изм.

1 Проем 1,5 1,5 0,75 м

Толщина наружной стены (s): 0,53 м

Заполнение: переплеты деревянные спаренные

Остекление: двойное

Затемнение балконами/навесами: нет

2. - Выводы:

Вычисленные коэффициенты освещенности (КЕО) по точкам:

1 точка (1 м от задней, 1 м от правой стены помещения) 0,84

2 Точка (1 м от задней стены, по оси помещения) 0,88

3 точка (1 м от задней, 1 м от левой стены помещения) 0,84

4 точка (центральная точка помещения) 2,43

Уровень определения КЕО - в уровне пола помещения.

Значение коэффициента К_зд2, учитывающего среднестатистическое затенение световых проемов в жилых помещениях противостоящими зданиями. по табл.П.1.21 К_зд2 = 0,6, тогда расчетное значение КЕО в точке №2 равно

КЕО(2) = 0,88 х 0,6 = 0,53% ˃ 0,45% = e_N,

следовательно, КЕО в помещении с окном размером 1,5 х 1,5м соответствует нормативным требованиям.

6. Определим общее сопротивление теплопередаче наружной стены по (1.2)

R_o^р = 1/α_в + Σ(R_i) + 1/α_н,

где α_в = 8,7 Вт/м^{2 о}С для наружных стен по табл. П.1.4;

α_н = 23 Вт/м^{2 о}С по табл. П.1.5.

R_i = δ_i/λ_i – термические сопротивления слоев конструкции;

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

- влажностный режим помещения – нормальный (табл. П.1.6);

- зона влажности территории – сухая (прил. П.1.9);

- условия эксплуатации ограждения – А (табл. П.1.7);

Расчетные коэффициенты теплопроводности для

- сложного раствора λ₁ = 0,7 Вт/м ^оС;

- кладки из силикатного кирпича λ₂ = 0,76 Вт/м ^оС.

Тогда общее сопротивление теплопередаче наружной стены

R_o^стены = 1/8,7 + 0,02/0,7 + 0,51/0,76 +1/23 =

0,115 + 0,029 + 0,671 + 0,043 = 0,858 м^{2 о}С/ Вт.

Сопротивление теплопередаче заполнения оконного проема для двойных спаренных деревянных переплетов по табл. П.1.1 R_o^окна = 0,4 м^{2 о}С/ Вт.

Площадь окна составляет F^окна = 2,25м² ,

-площадь каменной кладки F^стены = (3,0 х 2,8 – 2,25) = 6,15м².

Значение приведенного общего сопротивления теплопередаче участка стены определим по формуле (1.7)

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