544. Теплотехнический расчет зданий

Скачать Теплотехнический расчет зданий 0,49 Мб — doc —

ЛенЗНИИЭП Госгражданстроя

ПОСОБИЕ

ПО ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

ИНВЕНТАРНЫХ ЗДАНИЙ ПЕРЕДВИЖНЫХ

КОНТЕЙНЕРНЫХ И СБОРНО-РАЗБОРНЫХ

ЛенЗНИИЭП Госгражданстроя

ПОСОБИЕ

ПО ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОМУ РАСЧЕТУ

ИНВЕНТАРНЫХ ЗДАНИЙ ПЕРЕДВИЖНЫХ

КОНТЕЙНЕРНЫХ И СБОРНО-РАЗБОРНЫХ

к СНиП II-3-79

Утверждено

приказом по ЛенЗНИИЭП

от 19 марта 1984 г. № 69

Содержит требования к микроклимату инвентарных зданий различ ного функционального назначения. Изложены методы теплотех ни ческих расчетов. способствующие оптимизации микроклимата и экономии топ лива при эксплуатации зданий в экстремальных климатических условиях северных районов страны.

Для инженерно-технических работников проектных органи заций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Интенсивное освоение северных регионов страны поставило перед строителями актуальную задачу проектирования и строительства зданий полной заводской готовности. пригодных для транспортировки в любые отдаленные районы и отвечающих современных требованиям. предъяв ляемым к среде обитания человека. Подобные здания — мобильные ин вентарные . — выпускаемые в настоящее время отечественной промыш ленностью. не всегда обладают необходимыми качествами. что в значи тельной мере связано с отсутствием специально разработанных для их проектирования документов. Действующие строительные нормы и пра вила создавались для проектирования традиционных многоэтажных зда ний и поэтому не учитывают специфику мобильных инвентарных до мов . относительно большую площадь наружных ограждений. наличие продуваемого пространства под домом. повышенную герметичность и малую инерционность. Эти особенности необходимо учитывать при про ектировании тепловой защиты зданий подобного типа.

Настоящее Пособие. содержащее необходимые дополнения к СНиП II-3-79 в части теплотехнического расчета мобильных инвентар ных зданий. будет способствовать повышению качества проектирования зданий этого типа.

Пособие разработано ЛенЗНИИЭП канд. техн. наук И.А. Казанцев. канд. биол. наук О.Е. Гаврилова. канд. техн. наук М.А. Еремеев. инжене ры Л.Т. Бошнякович. Ж.А. Фершукова. А.Г. Рудинский. П.Н. Семенюк при участии НИИСФ кандидаты техн. наук А.П. Кротов. Л.К. Марков. М.А. Гуревич. Ю.А. Табунщиков . НИИСК кандидаты техн. наук В.П. Хоменко. Г.Г. Варенюк . МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана кандидаты мед. наук И.С. Кирьянова и Т.К. Яньшина .

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее пособие распространяется на проектирование ог раждающих конструкций контейнерных и сборно-разборных мобильных инвентарных зданий различного функционального назначения.

1.2. В целях сокращения потерь тепла в зимний период и поступле ний тепла в летний период при проектировании мобильных инвентарных зданий и сооружений следует предусматривать.

а объемно-планировочные решения с учетом обеспечения наиме ньшей площади ограждающих конструкций

б солнцезащиту световых проемов в соответствии с нормативной величиной коэффициента теплопропускания солнцеза щит ных устройств

в площадь световых проемов в соответствии с нормативным зна чением коэффициента естественной освещенности

г рациональное применение эффективных теплоизоляционных ма териалов

д уплотнение притворов и фальцев в заполнениях проемов и соп ряжений элементов швов в наружных стенах и покрытиях.

1.3. Значение теплотехнических показателей строительных матери алов. приведенные в прил. 3 СНиП II-3-79 для мобильных инвентарных зданий северного исполнения принимаются по условиям «А» кроме ду шевых и бань . для зданий обычного и южного исполнения — по условиям «Б».

1.4. При проектировании мобильных инвентарных зданий и соо ружений следует предусматривать защиту внутренней и наружной повер хностей стен от воздействия влаги производственной и бытовой и атмо сферных осадков с учетом материала стен. условий их эксплуатации и требований нормативных документов по проектированию отдельных ви дов зданий. сооружений и строительных конструкций.

2. РАСЧЕТНЫЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ

2.1. При теплотехническом расчете наружных ограждающих конст рукций отапливаемых мобильных инвентарных зданий температура на ружного воздуха принимается для исполнения северного «С» — минус 20 0 С.

2.2. Расчетные температуры внутреннего воздуха принимаются для жилых и общественных зданий — 22 0 С. для производственных — 12 0 С.

2.3. Суточные колебания температуры внутреннего воздуха . 0 C. не должны превышать.

в жилых домах. детских и лечебно-профилактических учреждениях.

в зимний период + 1. 5

в летний период + 2

в общественных зданиях прочего функционального назначения.

в зимний период + 2

в летний период + 3

2.4. Значение температурного перепада между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхностей стен. ука занное в СНиП II-3-79 п. 2.2 . в помещениях. имеющих более двух наружных ограждений. не считая пола. следует принимать на каждое до полнительное наружное ограждение для жилых домов. детских и лечебно-профилактических учреждений меньше на 1 0 С для общественных зданий прочего функционального назначения больше на 0. 5 0 С.

Примечани е. При обогреваемых полах перепады между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренних поверх ностей стен допускается принимать на один градус больше.

Температура необогреваемого пола должна быть не ниже. в жилых домах. детских и лечебно-профилактических учреждениях — 17 0 С в обще ственных зданиях прочего функционального назначения — 16 0 С. Расчетная температура поверхностей обогреваемого пола принимается равной 21 0 С.

3. СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ

ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1. Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций следует принимать равным экономически целесообразному сопротивле нию теплопередаче . определенному исходя их условия обеспечения наименьших приведенных затрат СНиП II-3-79 . п. 2.15 . но во всех случаях не менее требуемого сопротивления теплопередаче по гигиени ческим условиям. определяемого по формуле 1 .

3.2. Требуемое сопротивление теплопередаче . м 2 ? 0 С/Вт. ограж дающих конструкций. за исключением окон. следует определять по фор муле

1

где n — коэффициент. принимаемый в зависимости от положения наруж ной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху при расчете ограждающих конструкций мобильных инвен тарных зданий n — принимается равным 1 — расчетная температура внутреннего воздуха. принимаемая по п. 2.2 в соответствии с номенкла турой здания. 0 С — расчетная зимняя температура наружного воздуха. принимаемая по п. 2.1 в соответствии с исполнением здания. 0 С — нор мативный температурный перепад между температурой внутреннего воз духа и температурой внутренней поверхности ограждающей конструк ции. 0 С. принимаемый в соответствии с табл. 2. СНиП II-3-79 или п. 2.4 — коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждаю щей конструкции. Вт/ м 2 ? 0 С . определяемый для стен и потолка по форму ле

2

где — коэффициент конвективного теплообмена, Вт/ м 2 ? 0 С , определяе мый по формуле

3

где — коэффициент, принимаемый равным для стен — 2,44 для потолка — 3,26 — коэффициент лучистого теплообмена, принимаемый равным 4,9 Вт/ м 2 ? 0 С — радиационная температура помещения относительно рас сматриваемого ограждения, 0 С, определяемая по формуле

4

где и — соответственно температура и площадь внутренних поверхно стей ограждений, участвующих в радиационном теплообмене с рассмат риваемым ограждением — поправка, учитывающая влияние мебели и приборов отопления на . 0 С, принимаемая для отдельно стоящих блоков равной 1,05, для угловых помещений сборно-разборных зданий и компле ксов из блок — контейнеров — 1,03 — температура на внутренней поверх ности рассматриваемого ограждения, 0 С, определяемая по формуле

5

Температура внутренних поверхностей ограждений, граничащих с отапливаемыми помещениям, принимается равной температуре внутрен него воздуха см. п. 2.2, с неотапливаемыми — на 2 0 С ниже. Температура внутренней поверхности окна . 0 С, определяется по формуле

6

где — сопротивление теплообмену, равное 0,095 м 2 ? 0 С/Вт — сопроти вление теплопередаче окон, принимаемое в соответствии с прил. 6 СНиП II-3-79 .

Примечани е. При определении требуемого сопротивления теплопередаче конструкции пола принимается

,

а определяется по формуле

7

3.3. Расчет ограждающих конструкций сборно-разборных мо бильных инвентарных зданий следует производить по угловому поме щению 1-го этажа.

Пример 1. Определить требуемое сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций одноэтажного сборно-разбор ного дома-общежития, предназначенного для эксплуатации в районах Се вера рис. 1 .

Рис. 1. Схема инвентарного дома-общежития из блок — контейнеров

1 — хозблок 2 — жилые блоки

Расчет производится для жилого блока. Внутренние размеры поме щения: длина — 5,6 м ширина — 2,6 м высота — 1 м. Остекление тройное м 2 ? 0 С/Вт. Площади внутренних поверхностей ограждений: про дольной стены — 14,6 м 2 торцевой глухой стены — 6,8 м 2 торцевой стены без учета площади окна — 5,6 м 2 потолка и пола — 14,6 м 2 окна — 1,2 м 2. Расчетные параметры 0 С п. 2.1 0 С п. 2.2 0 С 0 С п. 2.3 0 С п. 2.4 .

Принята следующая конструкция наружных ограждений. Стены и покрытия:

внутренний слой ДВП.

ДВП.

утеплитель-пенополистирол.

— определяется из условия обеспече ния

наружная обшивка — ДВП.

вагонка.

Наружная обшивка покрыта зеленой масляной краской . Пол необогреваемый :

линолеум.

ДСП.

ДВП.

утеплитель-пенополистирол.

— определяется из условия обеспече ния

наружная обшивка — ДВП.

Расчет продольной стеновой панели ведется по формуле 1 . Коэффициент теплообмена на внутренней поверхности ограждения рассчитывается по формуле 2 . Для этого в первую очередь определяется коэффициент конвективного теплообмена . по формуле 3

Затем по формуле 5 рассчитывается температура на внутренней поверхности наружных ограждений

Температура поверхности окна . определяется по формуле 6 .

Определение радиационной температуры помещения относи тельно рассматриваемого ограждения производится по формуле 4

Далее по формуле 2 находится

Тогда

Расчет потолка

Тогда

Расчет пола

Тогда

3.4. Расчет приведенного сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций мобильных инвентарных зданий . производится по формуле 11 СНиП II-3-79 , в которой коэффициент приведения представляет собой произведение коэффици ентов . . . учитывающих снижение уровня сопротивления теплопе редаче ограждения за счет различных путей локального переноса тепла.

Тогда

8

где — сопротивление теплопередаче наружных ограждений, опреде ляемое по формулам 4 и 5 СНиП II-3-79 без учета факторов, снижа ющих уровень теплозащиты, м 2 ? 0 С/Вт.

Наиболее существенным и постоянным для слоистых панельных ограждений является коэффициент . учитывающий влияние различных теплопроводных включений обрамлений в стыках, ребер, вкладышей и т.д. , определяемый на основании экспериментальных данных или расче тов температурных полей по формуле

9

где — доля отдельных участков ограждения в общей площади — коэф фициент приведения отдельного участка ограждения, определяемый по формуле

10

где — коэффициенты приведения по вертикальному и горизонталь ному сечениям участков ограждения, определяемые по формулам

11

12

где — площади базовых эпюр температурного поля. равные произ ведению температуры внутреннего воздуха на высоту или шири ну отдельного участка ограждения. м ? 0 С — площади эпюр тем пературного поля. равные произведению условной максимальной тем пературы поверхности участка ограждения т.е. определенной без учета теплопроводных включений на высоту или шириной отдельных учас тков ограждения. м ? 0 С — площади эпюр температурного поля. об разованные высотой или шириной отдельных участков ограждения и температурными рельефами этих участков. определяемыми эксперимен тально или расчетным путем. При определении конфигурации площадей сечений температурного рельефа можно представить в упро щенном виде. например. в виде неправильной трапеции с основанием 0. 5 и 2 толщины панели для сечения участков стыков или включений. и в виде правильной трапеции в зоне сквозных болтов с основанием. равным 2 и 6 диаметрам болта — коэффициент. учитывающий исключение наклады ваемых двойных «объемов» температурного рельефа поверхности в уг лах участков ограждения. определяемый по формуле

13

Если в панели теплопроводные включения представлены только ребрами каркаса. допустимо определять коэффициент по графику рис. 2 в зависимости от относительной площади каркаса по внутрен ней поверхности конструкции и отношения коэффициентов теплопрово дности материалов утеплителя и каркаса .

Рис. 2. График для определения коэффициента при

равном. 1 — 0. 4 2 — 0. 3 3 — 0. 2

Для неоднородных ребер каркаса следует определять по фор муле

14

где — толщина панели. м — термическое сопротивление каркаса. оп ределяемое по формуле 5 СНиП II-3-79 .

Коэффициент . учитывающий влияние воздухопроницаемости на понижение общего уровня теплозащиты ограждения. определяется по формуле

15

где — сопротивление теплопередаче ограждения с учетом понижения его за счет переноса тепла фильтрующимся через ограждение воздухом. м ? 0 С/Вт — количество тепла. переносимое через места ограждения без теплопроводных включений. Вт/м 2. определяемое по формуле

16

где — расчетная температура внутреннего и наружного воздуха. 0 С — количество тепла. переносимое фильтрующимся воздухом через ог раждения. Вт/м 2. определяемое по формуле

17

где G — расход воздуха через ограждения, кг/ м 2 ч , определяемый в соот ветствии с разд. 5 СНиП II-3-79 либо в соответствии с другими норма тивными документами — средняя теплоемкость воздуха при постоян ном давлении, равная 1,005 кДж/ кг 0 С — коэффициент, учитывающий неравномерность и влияние встречного теплового потока, равный 0,6 СНиП II-3-75 , табл. 3 .

Коэффициент . учитывающий снижения уровня теплозащиты за счет внутренней конвекции воздуха в трехслойных ограждающих конст рукциях с вентилируемыми воздушными прослойками и воздухопрони цаемым утеплителем, определяется по формуле

18

где — сопротивление теплопередаче с учетом понижения его за счет внутренней конвекции воздуха в панели от одной поверхности огражде ния к другой:

19

где Н — высота панели, м — сопротивление воздухопроницанию утеп лителя, м 2 ч Па/кг, принимается по прил. СНиП II-3- 79 или определя ется экспериментально — удельный вес воздуха, Н/м 3. соответст венно во внутренней и наружной воздушных прослойках, определяется по формуле 31 СНиП II-3-79 , — средние температуры воздуха, 0 С, соответственно во внутренней и наружной воздушных прослойках, определяемые по формулам:

20

21

где — термическое сопротивление слоев от внутренней и нару жной поверхности ограждения до воздушной прослойки, м 2 0 С/Вт к — ко эффициент, учитывающий особенности действия воздушной прослойки, образованной вертикально расположенным профилированным листом с высотой складки не менее 10 мм, определяется по формуле:

22

где a — ширина удаленной от утеплителя полки профилированного листа, мм b — ширина прилегающей к утеплителю полки профилированного ли ста, мм l — шаг складки профилированного листа, мм.

Пример 2. Определить приведенное сопротивление теплопередаче стены с окном мобильного инвентарного здания. Расчетная темпе ратура наружного воздуха . внутреннего . Режим Б. Длина стены В 5,5 м, высота Н 2б8 м, размер окна 1,2 ? 1 м. Каркас панели деревянный, наружная облицовка — гофрированный металл, внут ренняя — гофрированный фибролит с шагом складки l 200 мм, высотой h 30 мм и шириной полок, удаленной от утеплителя a 40 мм, прилегаю щей к утеплителю b 100 мм.

Утеплитель — минвата: плотность кг/м 3. толщина ? 100 мм коэффициент теплопроводности Вт/ м ? С , сопротивление тепло передаче м 2 ? 0 С/Вт. Требуемое сопротивление теплопередаче м 2 ? 0 С/Вт, сопротивление теплопередаче по полю, панели м 2 ? 0 С/Вт, сопротивление теплопередаче окна м 2 ? 0 С/Вт. Воздухопроницаемость панели G 0,5 кг/ м 2 ? ч .

Рассчитываем коэффициент . учитывающий влияние теплопро водных включений, по формулам 9 — 13 .

Для этого рассчитываем площади эпюр распределения температу ры на внутренней поверхности участков а, б, в, г ?. м ? 0 С панели по сечениям рис. 3 .

Рис. 3. Распределение температуры на внутренней поверхности панели по ее сечениям

1. По вертикальным сечениям ось х-х.

площади базовых эпюр температурного поля отдельных участков

.

.

.

условные площади эпюр температурного поля отдельных участков без учета теплопроводных включений

.

.

.

фактические площади эпюр температурного поля отдельных учас тков

.

.

.

.

2. По горизонтальным сечениям ось y-y.

площади базовых эпюр температурного поля отдельных участков

.

.

.

условные площади эпюр температурного поля отдельных участков без учета теплопроводных включений

.

.

.

фактические площади эпюр температурного поля отдельных участков

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

3. Рассчитываем по формулам 11 — 12 коэффициент приведения по вертикальному и горизонтальному сечениям участка «а»

.

.

4. Рассчитываем по формуле 13 коэффициент

.

5. Рассчитываем по формуле 10 коэффициент приведения для участка «а»

.

Аналогичным образом рассчитывались . Полученные ре зультаты представлены в табл. 1.

Комментарии запрещены.

Реклама