Основные термины и определения

Тепловая защита здания - теплозащитные свойства совокупности наружных и внутренних ограждающих конструкций здания, обеспечивающие заданный уровень расхода тепловой энергии (теплопоступлений) здания с учетом воздухообмена помещений не выше допустимых пределов, а также их воздухопроницаемость и защиту от переувлажнения при оптимальных параметрах микроклимата его помещений.

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период - количество тепловой энергии за отопительный период, необходимое для компенсации теплопотерь здания с учетом воздухообмена и дополнительных тепловыделений при нормируемых параметрах теплового и воздушного режимов помещений в нем, отнесенное к единице площади квартир или полезной площади помещений здания (или к их отапливаемому объему) и градусо-суткам отопительного периода.

Класс энергетической эффективности - обозначение уровня энергетической эффективности здания, характеризуемого интервалом значений удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период.

Микроклимат помещения - состояние внутренней среды помещения, оказывающее воздействие на человека, характеризуемое показателями температуры воздуха и ограждающих конструкций, влажностью и подвижностью воздуха (по ГОСТ 30494).

Оптимальные параметры микроклимата помещений - сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают тепловое состояние организма при минимальном напряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении (по ГОСТ 30494).

Дополнительные тепловыделения в здании - теплота, поступающая в помещения здания от людей, вклю­ченных энергопотребляюших приборов, оборудования, электродвигателей, искусственного освещения и др., а также от проникающей солнечной радиации.

Показатель компактности здания - отношение общей площади внутренней поверхности наружных ограждающих конструкций здания к заключенному в них отапливаемому объему.

Коэффициент остекленности фасада здания - отношение площадей световых проемов к суммарной площади наружных ограждающих конструкций фасада здания, включая световые проемы.

Отапливаемый объем здания - объем, ограниченный внутренними поверхностями наружных ограждений здания — стен, покрытий (чердачных перекрытий), перекрытий пола первого этажа или пола подвала при отапливаемом подвале.

Холодный (отопительный) период года - период года, характеризующийся средней суточной температурой наружного воздуха, равной и ниже 10 или 8 °С в зависимости от вида здания (по ГОСТ 30494).

Проникающий шум - шум, возникающий вне данного помещения и проникающий в него через ограждающие конструкции, системы вентиляции водоснабжения и отопления.

Постоянный шум - шум, уровень звука которого изменяется вовремени не более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187.

Непостоянный шум - шум, уровень звука которого изменяется во времени более чем на 5 дБА при измерениях на временной характеристике «медленно» шумомера по ГОСТ 17187.

Тональный шум - шум, в спектре которого имеются слышимые дискретные тона. Тональный характер шума устанавливают измерением в третьоктавных полосах частот по превышению уровня в одной полосе над соседними не менее чем на 10 дБ.

Импульсный шум - непостоянный шум, состоящий из одного или ряда звуковых сигналов (импульсов), уровни звука которого (которых), измеренные в дБА1 и дБА соответственно на временных характеристиках «импульс» и «медленно» шумомера по ГОСТ 17187. различаются между собой на 7 дБА и более.

Уровень звукового давления - десятикратный десятичный логарифм отношения квадрата звукового давления к квадрату порогового звукового давления (Р _о= 2^.10^-5 Па) в дБ.

Октавный уровень звукового давления - уровень звукового давления в октавной полосе частот в дБ.

Уровень звука - уровень звукового давления шума в нормируемом диапазоне частот, корректированный по частотной характеристике А шумомера по ГОСТ 17187 в БА.

Эквивалентный (по энергии) уровень звука - уровень звука постоянного шума, который имеет то же самое среднеквадратическое значение звукового давления, что и исследуемый непостоянный шум в течение определенного интервала времени в дБА.

Максимальный уровень звука - уровень звука непостоянного: максимальному показанию измерительного, прямо -показывающего прибора (шумомера) при визуальном отсчете, или уровень звука, превышаемый в течение 1 % длительности измерительного интервала при регистрации шума автоматическим оценивающим устройством (статистическим анализатором).

Изоляция ударного шума перекрытием - величина, характеризующая снижение ударного шума перекрытием.

Изоляция воздушного шума (звукоизоизоляция) - способность ограждающей конструкции уменьшать проходящий через нее звук. В общем виде представляет собой десятикратный десятичный логарифм отношения падающей на ограждение звуковой энергии к энергии, проходящей через ограждение. В настоящем документе под звукоизоляцией воздушного шума подразумевается обеспечиваемое разделяющим два помещения ограждения снижение уровней зукового давления в дБ, приведенное к условиям равенства площади ограждающей конструкции и эквивалентной площади звукопоглощения в защищаемом помещении

где -уровень звукового давления в помещении с источником звука, дБ;

- уровень звукового давления в защищаемом помещении, дБ;

- площадь ограждающей конструкции м²;

- эквивалентная площадь звукопоглощения в защищаемом помещении, м²

Приведенный уровень ударного шума под перекрытием -величина, характеризующая изоляцию ударного шума перекрытием (представляет собой уровень звукового давления в помещении под перекрытием при работе на перекрытии ударной машины), условно в помещении стандартной приведенная к величине эквивалентной площади звукопоглощения в помещении = 10 м².

Стандартная ударная машина имеет пять молотков весом по 0,5 кг, падающих с высоты 4 см с частотой 10 ударов в секунду.

Частотная характеристика изоляции воздушного шума - величина изоляции воздушного шума , дБ, в третьоктавных полосах частот в диапазоне 100-3150 Гц (в графической или табличной форме).

Частотная характеристика приведенного уровня ударного шума под перекрытием - величина приведенных уровней ударного шумапод перекрытием , дБ, в третьоктавных полосах частот в диапазоне 100—3150 Гц (в графической или табличной форме).

Индекс изоляции воздушного шума -величина, служащая для оценки звукоизолирующей способности ограждения одним числом. Определяется путем сопоставления частотной характеристики изоляции воздушного шума со специальной оценочной кривой в дБ.

Индекс приведенного уровня ударного шума - величина, служащая для оценки изолирующей способности перекрытия относительно ударного шума одним числом. Определяется путемсопоставления частотной характеристики приведенного уровня ударного шума под перекрытием со специальной оценочной кривой в дБ.

Эвукоизоляция окна - величина, служащая для оценки изоляции воздушного шума окном. Представляет собой изоляцию внешнего шума, создаваемого потоком городского транспорта в дБА.

Звуковая мощность - количество энергии, излучаемой источником шума в единицу времени, Вт.

Уровень звуковой мощности - десятикратный десятичный логарифм отношения звуковой мощности к пороговой звуковой мощности ( = 10^-12 Вт).

Коэффициент звукопоглощения - отношение величины не отраженной от поверхности звуковой энергии к величине падающей энергии.

Эквивалентная площадь поглощения (поверхности или предмета) - площадь поверхности с коэффициентом звукопоглощения = 1 (полностью поглощающей звук), которая поглощает такое же количество звуковой энергии, как и данная поверхность или предмет.

Средний коэффициент звукопоглощения - отношение суммарной эквивалентной площади поглощения в помещении (включая поглощение всех поверхностей, оборудования илюдей) к суммарной площади всех поверхностей помещения

Шумозащитные здания -жилые здания со специальным архитектурно-планировочным решением, при котором жилые комнаты одн о - и двухкомнатных квартир и две комнаты трехкомнатных квартир обращены в сторону, противоположную городской магистрали.

Шумозащитные окна - сооружения со специальными вентиляционными устройствами, обеспечивающие повышенную звукоизоляцию при одновременном обеспечении нормативного воздухообмена в помещении.

Шумозащитные экраны - сооружения в виде стенки, земляной насыпи, галереи, установленные вдоль автомобильных и железнодорожных дорог с целью снижения шума.

Реверберация - явление постепенного спада энергии в помещении после прекращения работы источника звука.

Время реверберации - время, за которое уровень звукового давления после выключения источника звука спадает на 60 дБ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Архитектурная физика: Учеб. для вузов: Спец. ”Архитектура”/ В.К.Лицкевич, Л.И.Макриненко, И.В.Мигалина и др.; Под ред.Н.В.Оболенского.- М.: Стройиздат,2007.-448 с.: ил.

2. Архитектура гражданских и промышленных зданий В 5 т. Учб. для вузов Том V/ Промышленные здания Л.Ф.Шубин – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1986. 335 с.: ил.

3. Архитектура гражданских и промышленных зданий: Гражданские здания / Под ред.А.В.Захарова. - М.: Стройиздат, 1993.- 638 с.

4. Блази В. Справочник проектировщика. Строительная физика. М.: Техносфера, 2004.- 480 с.: ил.

5. Богословский В.Н. Строительная теплофизика: Учеб. для вузов. – 2-е изд. – М.: 1982. – 415 с.: ил.

6. Гусев Н.М. Основы строительной физики. Учеб. для вузов: Спец.”Архитектура”.М.: Стройиздат, 1975. - 400 с.: ил.

Губернский Ю.Д., Лицкевич В.К. Жилище для человека. - М.: Стройиздат, 1991. - 280 с.

7. Дятков С.В. Ахитектура промышленных зданий: Учебн.пособие для строит.вузов. - 2-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 1998. - 480 с.: ил.

Ефимов А.В. Колористика города. - М.: Стройиздат, 1990, - 214 с.

8. Защита от шума в градостроительстве / Г.Л.Осипов,В.Е.Коробков,А.А.Климухин и др./ Под ред.Г.Л.Осипова. - М.: Стройиздат,1993.- 96 с.

9. Ильинский В.М. Строительная теплофизика (Ограждающие конструкции и микроклимат зданий). М.:Стройиздат, 1974. – 319 с.: ил.

10. Ковригин С.Д. Архитектурно - строительная акустика.М.: Высшая школа, 1980. - 184 с.

11. Ковригин С.Д.,Крышов С.П. Архитектурно строительная акустика.- М.: Высшая школа,1986.- 255 с.: ил.

Лицкевич В,К. Жилище и климат. - М.: Стройиздат, 1984, - 284 с.

12 Макриненко Л.И. Акустика помещений общественных зданий. - М.: Стройиздат, 1986. - 176 с.: ил.

13 Мешков В.В., Матвеев А.Б. Основы светотехники.- М.: Энергоиздат. ч.1,1979; ч.11,1989.

14. Оболенский Н.В. Архитектура и солнце. - М.: Стройиздат, 1988. - 207 с.

15. Орловский Б.Я.,Орловский Я.Б.Архитектура гражданских и промышленных зданий. Промышленные здания: Учеб.для вузов по спец.”Пром. и гражд.стр-во”. 4-е изд.,перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1991.- 304 с.: ил.

16. Полуй В.М. Архитектура и градостроительство в суровом климате. - Л.: Стройиздат, 1989. - 300 с.

17. Понаморева Е.С. Цвет в интерьере. - Минск: Высшая школа, 1984, - 251 с.

18. Предтеченский В.М. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Т.11.Основы проектирования.М.: Стройиздат, 1976.-215 с.: ил.

19. Римша А.Н. Градостротельство в условиях жаркого климата: Учеб. Для вузов.- М.: Стройиздат, 1979. - 312 с.

20. Руководство по расчету и проектированию звукоизоляции ограждающих конструкций зданий. НИИСФ Госстроя СССР. -М.: Стройиздат,1983.-64 с.

21. Сербинович П.П. Архитектура гражданских и промышленных зданий. Гражданские здания массового строительства. Учеб. для строит. вузов. Изд. 2-е, испр.и доп.М.: Высшая школа, 1975.- 319 с.: ил.

22. Справочник по защите от шума и вибраций жилых и общественных зданий / Под ред. В.И.Заборова.- Киев: Будивельник, 1984. - 158 с.: ил.

23. Строительные нормы и правила, СНиП 23-05-95* “Естественное и искусственное освещение”.- М.: Госстрой России.2003.

24. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-102-03 “Естественное и искусственное освещение жилых и общественных зданий”.-М.: Госстрой России.2003.

25. СанПиН 2.2.1/1.1.1278-03 “Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий”. М.: Госстрой россии.2003.

26. Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.1/2.1.1.1076-01 “Гигиенические требования к инсоляции и солнцезащите помещений жилых и общественных зданий и территорий”. М.:2001.

27. Строительные нормы и правила, СНиП 23-02-03 “Тепловая защита зданий”.-М.: Госстрой России, 2004.

28. Свод правил по проектированию и строительству СП 23-101-04 “Проектирование тепловой защиты зданий”. М.: Госстрой России. 2004.

29. Строительные нормы и правила, СНиП 23-01-99 “Строительная климатология”.М.: Госстрой России.1999.

30. Строительные нормы и правила, СНиП 23-03-03 “Защита от шума”.М.: Госстрой России.2003.

31.Свод правил по проектированию и строительству СП 23-103-03 “Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий”.М.: Госстрой России.2004.

32. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций: учеб.-метод. пособие /А.Н. Шихов, Т.С. Шептуха, Е.П. Кузнецова. - Пермь: Изд-во Перм. Гос. техн. ун-та, 2009. - 92 с.

33. Указания по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных предприятий. СН 181-70. - М.: Стройиздат, 1972 55 с.

34. Устинов А.И. Цвет в производственной среде. - М.: ВНИИТЭ, 1967, 234 с.

35. Ушков Ф.В. Теплопередача ограждающих конструкций при фильтрации воздуха. – М.: 190. – 143 с.: ил.

36. Физико-техническое проектирование ограждающих конструкций зданий: учеб. Пособие / А.И.Маковецкий, А.Н.Шихов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007.- 356 с.

37. Филонов Г.В. Проведение светотехнического расчета: Учебное пособие. Кострома: Костр. Госуд. Сельхоз. акад, 2002 г. 44 с.

38. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М.: Стройиздат, 1973.

39. Харкнес Е., Мехта М. Регулирование солнечной радиации в зданиях. - М.: Стройиздат, 1984, 115 с.

40. Шевцов К.К. Проектирование зданий для районов с особыми природно-климатическими условиями: Уче. Пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1986. - 232 с.

41. Щепетков Н.И. Проектирование архитектурного освещения города: Учеб пособие для вузов. - М.: 1986, 256 с.

Приложение 1

Приложение 2

Примеры теплотехнических расчетов наружных

ограждающих конструкций зданий

Пример 1. Теплотехнический расчет наружной стены (определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания).

А. Исходные данные

Место строительства – г. Пермь.

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода = 229 суток.

Средняя расчетная температура отопительного периода = –5,9 ºС.

Температура холодной пятидневки = –35 ºС.

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:

температура внутреннего воздуха = + 20ºС;

влажность воздуха: = 55 %;

влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения

= 8,7 Вт/(м²·°С).

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения = 23 Вт/(м²·°С).

Исходные материалы стенового ограждения и нормируемые теплотехнические показатели приведены в таблице:

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	,Вт/(м·°С)	, (м2·°С)/Вт
	Известково-песчаный раствор		0,015	0,81	0,019
	Кирпичная кладка из пустотного кирпича		0,380	0,52	0,731
	Плиты пенополистирольные		Х	0,052	Х
	Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного)		0,120	0,58	0,207

Б. Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2.20):

= (20 – (–5,9)) · 229 = 5931,1 ºС·сут.

Вычисляем нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены по формуле (2.21) при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4:

= 0,00035 · 5931,1 + 1,4 = 3,475 (м²·°С)/Вт.

Для наружных стен из кирпича с утеплителем следует принимать приведенное сопротивление теплопередаче R ₀^r, определяемое по формуле (2.29):

R ₀^r = ,

где R ₀ – общее сопротивление теплопередаче стенового ограждения, (м²·°С)/Вт.

- коэффициент теплотехнической однородности, принимаемый для стен толщиной 510 мм, = 0,74.

Расчет ведется из условия равенства R ₀^r = , следовательно,

= = = 4,695 (м²·°С) /Вт.

Общее термическое сопротивление теплопередаче стенового ограждения без учета утеплителя составляет:

= R _si+ + R _se= ( + + + + ) = = 0,115+0,019+0,731+0,207+0,043 = 1,115 (м²·°С) /Вт,

где R _si - термическое сопротивление тепловосприятия внутренней поверхности ограждения, равное ;

R _se - термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения, равное ;

R ₁, R ₂, R ₄ - соответственно термические сопротивления теплопередаче слоев стенового ограждения, (м²·°С) /Вт; (см. табл.);

, , - соответственно толщины слоев стенового ограждения, м;

, , - соответственно коэффициенты теплопроводности слоев стенового ограждения, Вт/(м ·°С).

Определяем численное значение термическое сопротивление теплопередаче утепляющего слоя :

- - 1,115 = 3,58 (м²·°С) /Вт

Находим толщину утеплителя:

Ри

= · R _ут = 0,052 · 3,58 = 0,186 м.

Принимаем толщину утеплителя 200 мм.

Окончательная толщина стенового ограждения равна:

(380 +200 + 120) = 700 мм.

Вычисляем фактическое общее термическое сопротивление стенового ограждения с учетом принятой толщины утеплителя:

= + = 1,115 + = 4,96 (м²·°С)/Вт.

Производим сравнение термических сопротивлений стенового ограждения

= 4,96 > = 4,81 (м²·°С)/Вт.

Условие выполняется.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

I. Проверяем выполнение условия :

Определяем по формуле (2.40) :

= = ºС.

Согласно табл. 2.12 = 4 °С, следовательно, условие = 1,85 < = 4 ºС выполняется.

II. Проверяем выполнение условия :

Для расчета используем формулу (2.33):

= = ºС.

Согласно приложению (Р) Сп 23-101–04 для температуры внутреннего воздуха = 20 ºС и относительной влажности = 55 % температура точки росы = 10,69 ºС, следовательно, условие > = 10,69 ºС, выполняется.

Вывод. Ограждающая конструкция удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Пример 2. Теплотехнический расчет чердачного перекрытия пятиэтажного жилого дома (определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания).

А. Исходные данные

Место строительства – г. Пермь.

Климатический район – I B.

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода = 229 сут.

Средняя расчетная температура отопительного периода = –5,9 ºС.

Температура холодной пятидневки = –35 ºС.

Температура внутреннего воздуха = + 20ºС.

Влажность воздуха = 55 %.

Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения = 8,7 Вт/(м²·°С).

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения = 12, Вт/(м²·°С).

Исходные материалы чердачного перекрытия и нормируемые теплотехнические показатели приведены в таблице:

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	,Вт/(м·°С)
	Железобетон (ГОСТ 26633)		0,22	2,04
	Пароизоляция – 1 слой (ГОСТ 10293)		0,005	0,17
	Плиты полужесткие минераловатные на битумных связующих (ГОСТ 10140–80)		Х	0,07

Б. Порядок расчета

Величина градусо - суток отопительного периода для г.Перми составляет = 5931,1 ºС·сут (см. пример 1).

Вычисляем величину нормируемого сопротивления теплопередаче чердачного перекрытия по формуле (2.21) при численных значениях коэффициентов = 0,00045 и

= 1,9:

= 0,00045 · 5931,1 + 1,9 = 4,568 (м²·°С)/Вт.

Из условия равенства общего термического сопротивления нормируемому = , определяем термическое сопротивление утепляющего слоя R _ут:

R _ут = - (R _si+ + R _se) =4,568 – ( + 0,142 + + ) = 4,193 (м²·°С)/Вт,

где R _si - термическое сопротивление тепловосприятия внутренней поверхности ограждения, равное ;

R _se - термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения, равное ;

R _ж.б – термическое сопротивление железобетонной плиты перекрытия, величина которого составляет 0,142 (м²·°С)/Вт;

R _п.и – термическое сопротивление слоя пароизоляции;

Далее по формуле (2.5) вычисляем толщину утепляющего слоя:

= 4,193 · 0,07 = 0,293 м.

Принимаем толщину утепляющего слоя 300 мм.

Вычисляем фактическое общее термическое сопротивление чердачного перекрытия с учетом принятой толщины утеплителя:

+ 0,142 + + = 4,625 (м²·°С)/Вт.

Производим сравнение общего фактического и нормируемого термических сопротивлений чердачного перекрытия:

= 4,625 > = 4,568 (м²·°С)/Вт.

Условие выполняется.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

I. Проверяем выполнение условия .

Величину определяем по формуле (2.40)

= = °С.

Согласно табл. (2.12) ∆ t _n=3 °С, следовательно, условие = 1,37 < ∆ t _n=3 °С выполняется.

II. Проверяем выполнение условия .

Значение рассчитываем по формуле (2.33):

= =20 - = 20 – 1,37 = 18,63 °С.

Согласно приложению (Р) СП 23-101–2004 для температуры внутреннего воздуха = 20 °С и относительной влажности = 55 % температура точки росы = 10,69 °С, следовательно, условие = 18,6 3 = 10,69 °С выполняется.

Вывод. Чердачное перекрытие удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Пример 3. Теплотехнический расчет стеновой панели производственного здания (определение толщины теплоизоляционного слоя в трехслойной железобетонной панели на гибких связях).

Исходные данные

Место строительства – г. Пермь.

Климатический район – I B.

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода = 229 сут.

Средняя расчетная температура отопительного периода = –5,9 °С.

Температура холодной пятидневки = –35 °С.

Температура внутреннего воздуха t _int = +18 °С.

Влажность воздуха = 50 %.

Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения = 8,7 Вт/м² ·°С.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения = 23 Вт/м²·°С.

Исходные материалы чердачного перекрытия и нормируемые теплотехнические показатели приведены в таблице:

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	,Вт/(м·°С)	, м	R, м2·°С/Вт
	Железобетон		2,04	0,1	0,049
	Пенополистирол		0,05	Х	Х
	Железобетон		2,04	0,05	0,025

Б. Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2.20) при температуре = +18 °С:

= (18 + 5,9) ·229 = 5471,1 °С^.сут.

Нормируемое сопротивление теплопередаче стеновой панели рассчитываем по формуле (2.21) при численных значениях коэффициентов = 0,0002 и = 1,0:

=0,0002 · 5471,1 + 1,0 = 2,094 (м²·°С/Вт).

Для стеновых панелей индустриального изготовления следует принимать приведенное сопротивление теплопередаче R ₀^r, (м²·°С/Вт), определяемое по формуле (2.29):

R ₀^r = ,

где R ₀ – общее сопротивление теплопередаче стенового ограждения, (м²·°С)/Вт.

- коэффициент теплотехнической однородности, который для железобетонных стеновых панелей с утеплителем и гибкими связями составляет 0,7 (табл.2.13).

Расчет ведется из условия равенства R ₀^r = , следовательно,

= = = 2,991 (м²·°С) /Вт.

Используя формулу (2.8), находим термическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции R _к:

R _к= - (R _si+ R _se)= 2,991- ( + ) = 2,991 - 0,157 = 2,883 (м²·°С) /Вт, которое может быть представлено как сумма термических сопротивлений отдельных слоев, т.е.

R _к = ,

где R ₁ и R ₃ - термические сопротивления соответственно внутреннего и наружного слоев железобетона;

R _ут - термическое сопротивление утепляющего слоя, определяемое из выражения:

R _ут = R _к - (R ₁ + R ₃) =2,883 - (0,049 + 0,025) = 2.883 - 0 073 = 2,81 (м²·°С)/Вт.

По формуле (2.5) находим толщину утеплителя:

Ри

_ут = _ут· R _ут = 0,05 · 2,81 = 0,14м.

Принимаем толщину утеплителя 140 мм.

Общая толщина стеновой панели составляет:

= 100 + 140 + 50 = 290 мм.

Округляем до стандартной толщины стеновую панель и принимаем ее равной

300 мм.

Вычисляем фактическое общее термическое сопротивление стенового ограждения с учетом принятой толщины утеплителя:

+ 0,049 + + = 3,01 (м²·°С)/Вт

Условие = 3,01 > = 2,991 (м²·°С)/Вт выполняется.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

I. Проверяем выполнение условия .

Определяем по формуле (2.40) , ºС:

= = = 2,02 °С.

Согласно табл. (2.12) ∆ t _n = 7 ºС, следовательно, условие = 2,02 < ∆ t _n = 7 ºС выполняется.

III. Проверяем выполнение условия .

Значение рассчитываем по формуле (2.33):

= =18 – = 18 – 2,02 = 15,98 °С.

Согласно приложению (Р) СП 23-101–2004 для температуры внутреннего воздуха t _int = +18 ºС и относительной влажности = 50 % температура точки росы t _d = 7,44 ºС, следовательно, условие = выполняется.

Вывод. Стеновая 3-слойная железобетонная панель с утеплителем толщиной 140 мм удовлетворяет нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Пример 4. Теплотехнический расчет «теплого» чердака (определение толщины утепляющего слоя чердачного перекрытия и покрытия)

А. Исходные данные

Тип здания – 9-этажный жилой дом. Кухни в квартирах оборудованы газовыми плитами. Высота чердачного пространства – 2,0 м. Площади покрытия (кровли)

А _g.c = 367,0 м², перекрытия теплого чердака А _g.f = 367,0 м², наружных стен чердака

А _g.w = 108,2 м². В теплом чердаке размещена верхняя разводка труб систем отопления и водоснабжения. Расчетные температуры системы отопления – 95 °С, горячего водоснабжения – 60 °С.

Диаметр труб отопления 50 мм при длине 55 м, труб горячего водоснабжения

25 мм при длине 30 м.

Место строительства – г. Пермь.

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода z _ht = 229 сут.

Средняя расчетная температура отопительного периода t _ht = –5,9 °С.

Температура холодной пятидневки t _ext = –35 °С.

Температура внутреннего воздуха t _int = + 20 °С.

Относительная влажность воздуха: = 55 %.

Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности покрытия теплого чердака = 9,9 Вт/м² ·°С.

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения чердачного перекрытия а _ext = 12 Вт/м²·°С, а покрытия а _ext = 23 Вт/м²·°С.

Расчетная температура воздуха в теплом чердаке t _int^g = +15 °С.

Исходные материалы и нормируемые теплотехнические показатели чердачного перекрытия приведены в табл. 1.

Таблица 1

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, Вт/м·ºС	, м
	Железобетонная плита		2,04	0,22
	Рубитекс		0,17	0,005
	Плиты жесткие минераловатные		0,08	Х

Совмещенное покрытие над теплым чердаком состоит из конструктивных слоев, выполненных из материалов со следующими расчетными значениями теплотехнических показателей, приведенных в табл. 2.

Таблица 2

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, Вт/м·°С	, м
	Железобетонная плита		2,04	0,035
	Рубитекс		0,17	0,005
	Плиты из газобетона		0,13	Х
	Цементно-песчаный раствор		0,93	0,02
	Техноэласт		0,17	0,006

Б. Порядок расчета

Величина градусо-суток отопительного периода для г.Перми составляет =6160,1 °С сут (см. пример 1).

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия по формуле (2.22):

= n,

где - сопротивление теплопередаче чердачного покрытия;

n - понижающий коэффициент, определяемый по формуле (2.23):

=

Вычисляем требуемое сопротивление теплопередаче покрытия теплового чердака по формуле (2.21) при численных значениях коэффициентов = 0,0005 и = 2,2:

= 0,0005 · 6160,1 + 2,2 = 5,28 (м²·°С)/Вт.

Подставляем найденные значения в формулу (2.22) и определяем требуемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия :

= ∙ n =5,28 · 0,091 = 0,48 (м²·°С)/Вт.

Требуемое сопротивление покрытия над теплым чердаком R ₀^g.c рассчитываем по формуле (2.24), предварительно установив следующие величины:

- – приведенный (отнесенный к 1 м² чердака) расход воздуха в системе вентиляции, определяемый по табл. 2.9 и равный 19,5 кг/(м²·ч);

- удельную теплоемкость воздуха , равную 1 кДж/(кг·°С);

- температуру воздуха, выходящего из вентиляционных каналов, °С, принимаемую равной + 1,5;

– линейную плотность теплового потока через поверхность теплоизоляции, приходящую на 1 м длины трубопровода , принимаемую для труб отопления равной 25, а для труб горячего водоснабжения – 12 Вт/м (табл. 2.10).

Приведенные теплопоступления от трубопроводов систем отопления и горячего водоснабжения определяем из выражения:

= = 4,73 Вт/м²;

Приведенную площадь наружных стен чердака a _g.w м²/м², вычисляем по формуле (2.26):

= = 0,295;

Нормируемое сопротивление теплопередаче наружных стен теплого чердака определяем через градусо-сутки отопительного периода при температуре внутреннего воздуха в помещении чердака = +15 ºС:

– t _ht)· z _ht = (15 + 5,9)229 = 4786,1 °C·сут,

= 0,00035 ^. 4786,1 + 1,4 = 3,08 (м²·°С)/Вт.

Подставляем найденные значения в формулу (2.24) и определяем требуемое сопротивление теплопередаче покрытия над теплым чердаком :

= = 1,09 (м²·°С)/Вт.

Рассчитываем термическое сопротивление утепляющего слоя чердачного перекрытия при R ₀^g.f = 0,48 (м²·°С)/Вт:

= R ₀^g.f – ( + R _ж.б + R _руб + ) = 0,48 – ( – 0,142 –0,029 – ) =

0,111(м²·°С)/Вт.

Вычисляем толщину утеплителя в чердачном перекрытии по формуле (2.5):

= ∙ l_ут = 0,111· 0,08 = 0,01 м.

Принимаем толщину утеплителя =20 мм, так как минимальная толщина минераловатных плит согласно (ГОСТ 10140) составляет 20 мм.

Определяем величину утеплителя в покрытии при R ₀^g.c = 1,09 (м²·°С)/Вт:

= (R ₀^g.c – – R ₁ – R ₂ – R ₄ – R ₅ – )l_ут =

= (1,09 – – 0,017 – 0,029 – 0,022 – 0,035 – ) ∙ 0,13 = 0,113 м,

Принимаем толщину утеплителя (газобетонная плита) 100 мм.

В. Проверка выполнения санитарно-гигиенических требований

тепловой защиты здания

I. Проверяем выполнение условия для чердачного перекрытия.

Величину определяем по формуле (2.40):

= = 1,2 °С.

Условие выполняется, так как согласно табл. 2.12 = 3 °С, а = 1,2 °С.

11. Проверяем наружные ограждающие конструкции чердака на условия не выпадения конденсата на их внутренних поверхностях, т.е. на выполнение условия

:

– для покрытия над теплым чердаком, приняв Вт /м²·°С,

=15 – = 15 – 4,63 = 10,37 °С;

– для наружных стен теплого чердака, приняв Вт /м² ·°С,

=15 – = 15 – 1,49 = 13,5 °С.

III. Вычисляем температуру точки росы t _d, °С, в теплом чердаке и для этого:

– рассчитываем влагосодержание наружного воздуха, г/м³, при расчетной температуре t _ext по формуле (2.38):

= =

– то же, воздуха теплого чердака по формуле (2.37), приняв приращение влагосодержания ∆ f для домов с газовыми плитами, равным 4,0 г/м³:

г/м³;

– определяем парциальное давление водяного пара воздуха в теплом чердаке по формуле (2.39)

=761,3 Па.

По приложению С (табл. 2) СП 23-101-2004 при равенстве значений Е = е _g находим температуру точки росы t _d = 3,05 °С.

Полученные значения температуры точки росы сопоставляем с соответствующими значениями и :

=10,37 > t _d = 3,05 °С; = 13,5 > t _d = 3,05 °С.

Температура точки росы значительно меньше соответствующих температур на внутренних поверхностях наружных ограждений теплого чердака, следовательно, конденсат на внутренних поверхностях покрытия и на стенах чердака выпадать не будет.

Вывод. Горизонтальные и вертикальные ограждения теплого чердака удовлетворяют нормативным требованиям тепловой защиты здания.

Пример 5. Определить удельный расход тепловой энергии на отопление 9-ти этажного односекционного жилого дома (башенного типа), приведенного на прилагаемом рисунке.

План типового этажа 9-этажного односекционного

жилого дома

А. Исходные данные

Место строительства – г. Пермь.

Климатический район – IВ.

Зона влажности – нормальная.

Влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Продолжительность отопительного периода z _ht = 229 сут.

Средняя температура отопительного периода t _ht = –5,9 °С.

Температура внутреннего воздуха t _int = +20 °С.

Температура холодной пятидневки наружного воздуха = - 35 °С.

Здание оборудовано «теплым» чердаком и техническим подвалом.

Температура внутреннего воздуха в техническом подвале = +2 °С.

Высота здания от уровня пола первого этажа до верха вытяжной шахты H = 29,7 м.

Высота этажа – 2,8 м.

Максимальная из средних скоростей ветра по румбу за январь v = 5,2 м/с.

В теплом чердаке размещена верхняя разводка труб системы отопления и расчетной температурой теплоносителя +95 °С. Длина труб отопления диаметром 50 мм составляет 64,4 м.

Б. Порядок расчета

1. Определяем площади ограждающих конструкций на основе плана типового этажа 9-этажного здания и исходных данных раздела А.

Общая площадь пола здания:

А _h = (42,5 + 42,5 + 42,5 + 57,38)·9 = 1663,9 м².

Жилая площадь квартир и кухонь:

А_l = (27,76 + 27,76 + 27,76 + 42,54 + 7,12 + 7,12 +

+ 7,12 + 7,12) 9 = 1388,7 м².

Площадь перекрытия над техническим подвалом А _b.с, чердачного перекрытия А _g.f и покрытия над чердаком А _g.c:

А _b.с = А _g.f = А _g.c = 16 ·16,2 = 259,2 м².

Общая площадь оконных заполнений и балконных дверей А _F при их количестве на этаже:

– оконных заполнений шириной 1,5 м – 6 шт.,

– оконных заполнений шириной 1,2 м – 8 шт.,

– балконных дверей шириной 0,75 м – 4 шт.

Высота окон – 1,2 м; высота балконы дверей – 2,2 м.

А _F = [(1,5 · 6+1,2 · 8) ·1,2+(0,75 · 4 · 2,2)] · 9 = 260,3 м².

Площадь входных дверей в лестничную клетку при их ширине 1,0 и 1,5 м и высоте 2,05 м:

А _ed = (1,5 + 1,0) · 2,05 = 5,12 м².

Площадь оконных заполнений лестничной клетки при ширине окна 1,2 м и высоте 0,9 м:

= (1,2 · 0,9) · 8 = 8,64 м².

Общая площадь наружных дверей квартир при их ширине 0,9 м, высоте 2,05 м и количестве на этаже 4 шт:

А _ed = (0,9 · 2,05 · 4) · 9 = 66,42 м