Разработка конструктивного решения наружных стен с обеспечением основных параметров теплозащиты

Разработка конструктивного решения наружных стен с обеспечением основных параметров теплозащиты

Кафедра "Проектирование зданий"

Разработка конструктивного решения наружных стен с обеспечением основных параметров теплозащиты

Выполнил:

студент гр. 1 ПГ 34 з,

Фархутдинова Рамиля М.

Казань 2014 год

Индивидуальное задание

Разработать конструктивное решение наружной стены с узлами примыкания к несущим конструкциям и обеспечить нормативный уровень основных параметров теплозащиты:

.        Необходимого сопротивления теплопередаче.

.        Ненакопления парообразной влаги в ограждении.

.        Обеспечения теплового комфорта в помещении

.        Обеспечения невыпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных стен в местах теплотехнических неоднородностей.

Климатические условия места строительства, назначение задания и параметры ограждения представлены ниже:

.        Место строительства: г.Орел, климатический подрайон IIВ.

.        Назначение: жилой дом.

.        Несущая система здания: монолитный железобетонный каркас.

.        Конструкция наружной стены: двухслойная с наружным утеплением и штукатуркой по сетке.

.       
Наружные климатические условия

Определены по таблице 1* СНиП 23-01-99*:

- расчетная температура наружного воздуха (температура наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92), =-26ºC;

средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода (для жилого дома со среднесуточной температурой менее или равной 8 ºC), =-2,7ºC;

продолжительность отопительного периода =222 сут.;

зона влажности места строительства - нормальная. Определено по "Карте зон влажности" СНиП 23-02-2003.

2.      Параметры внутренней среды помещений

Определены по табл. 1 СНиП 23-101-2004 (для жилых и общественных зданий):

- температура наружного воздуха =21 ºC;

относительная влажность внутреннего воздуха =50%.

На основании табл. 1 СНиП 23-02-2003, при =21 ºC и =50% определен влажностный режим помещений - нормальный.

3.      Определение влажностных условий эксплуатации ограждающих конструкций

Определен по табл. 2 СНиП 23-02-20003 для нормального влажностного режима помещений и нормальной зоны влажности места строительства - условий эксплуатации Б. (Для расчетов принимаем  ).

4.     
Требуемое (нормируемое) сопротивление теплопередаче R

Определетабл. 4 СНиП 23-02-2003 на основании градусо-суток отопительного периода

=(21-(-2,7))*222=5261,4ºC сут.

Значение ГСОП=5261ºC сут. Отличается от табличных значений, в связи с чем воспользуемся приложением к табл. 4 СНиП 23-02-2003:

R

5.      Разработка конструктивного решения наружных стен и определение основных теплозащитных параметров

Для детальной разработки задана двухслойная стена с наружным утеплением и штукатуркой по сетке. Схема этой конструкции стены приведена на рис. 1

1. Внутренняя штукатурка

. Конструкционный слой

. Теплоизоляционный слой

. Облицовочный слой - наружная штукатурка

Материалы для функциональных слоев приняты по Приложению Д СП 23-101-2004 и приведены в табл.1.

Несущая система здания - монолитный железобетонный каркас.

Наружная стена располагается в пределах каждого этажа и опирается на монолитное железобетонное перекрытие. Узел примыкания наружной стены к железобетонному каркасу и размеры сечений показаны на рис.2

Обеспечение необходимого сопротивления теплопередаче

Выбираем толщины функциональных слоев: внутренняя штукатурка - δ1 = 20 мм; конструкционный слой из газобетона - δ2 = 250 мм; наружная штукатурка - δ4 = 15 мм. Толщину теплоизоляционного слоя δ3 определим

из формулы:

;

3,24=

δ₃=0,063 м

Принимаем плиту "URSA" толщиной 100 мм.

Уточненное сопротивление теплопередаче стены (с δ₃=0,1м):

Обеспечение не накопления парообразной влаги в ограждении

Определяем величину паропроницания отдельных слоев по формуле Gi = μi/δi:

внутренняя штукатурка

= 0,098/0,02=4,9 мг/ (м²• ч • Па);

газобетон

²= 0,23/0,25=0,92;

- плиты "URSA"

₃= 0,5/ 0,1=5,0;

- наружная штукатурка

G4= 0,16/0,015 = 10,6.

Проверяем неравенство G1 < G2 < … < Gn

,9 > 0,92 < 5,0 < 10,6

Накопление влаги между внутренней штукатуркой и газобетоном происходит в "теплой" зоне и не приведет к конденсации парообразной влаги. Если давление водяных паров в этом слое превысит их давление во внутреннем воздухе, то парообразная влага начнет диффундировать в помещение через слой штукатурки. В эксплуатируемом здании по внутренней штукатурке наносятся слои шпаклевки, обоев или краски, паропроницаемость которых намного ниже штукатурных слоев. Внутренние отделочные слои по штукатурке и будут определять паропроницаемость первого слоя. Таким образом, разработанная конструкция обеспечивает ненакопление парообразной влаги в эксплуатации.

Обеспечение санитарно-гигиенических показателей тепловой защиты

Показатель, определяющий тепловой комфорт в помещении, то есть перепад температур между внутренним воздухом (t В) и внутренней поверхностью наружной стены по глади (τВ).

Расчетный перепад температур ∆ t0 = (tВ - τВ) определяем по формуле:

∆ t0=

В соответствии с табл.5 СНиП 23-02-2003, для наружных стен жилых зданий нормируемый температурный перепад ∆ tН = 4⁰С, следовательно ∆ tН =4 > ∆ t0= 1,5 и тепловой комфорт в помещении обеспечен.

Показатель, определяющий невыпадение конденсата на внутренних поверхностях наружных стен в местах теплотехнических неоднородностей, то есть обеспечение неравенства > tр.

Проверке подлежат три сечения разработанной конструкции стены в местах ее сопряжения с несущим каркасом. (рис.2, сечения 1-1, 2-2, 3-3).

В сечении 3-3 величина  может быть определена по формуле для неметаллических теплопроводных включений применительно к схеме III рис. 3:

где:  - сопротивление теплопередаче стены по оси несущей колонны, определяется как сумма сопротивлений теплопередаче всех слоев:

;

η - коэффициент, зависящий от соотношений толщины стены и размеров теплопроводного включения, определяется по таблице 1 Приложения 5 Методических указаний.

В нашем случае: схема теплопроводного включения III;

с/δ = 200/350=0,57; α/δ= 200/350=0,57 и η = 1,7.

= 19,326 ºC или 19,3 ºC

стена утепление штукатурка температура

Температура точки росы для температурно-влажностных условий на поверхности стены ( = 19,3 ºС и φ B = 55%) в соответствии с приложением Р СП 23-101-2003 и таблицы Приложения 7 составит t= 9,76 ºС.

Таким образом, в сечении 3-3 невыпадение конденсата обеспечено  = 19,1 > t р = 9,76.

В двух других сечениях (1-1 и 2-2 по рис. 2) классические формулы по определению  неприменимы. Требуется расчет температурных полей с использованием компьютерных программ.

На рис. 4 и 5 представлены результаты расчета - графики распределения температур на поверхности узлов в сечениях (1-1) и (2-2) в соответствии с сечениями узлов, представленных на рис.2.

Рис. 4. Распределение температур на внутренней поверхности узла, сечение 1-1 (минимальная температура  =18,6ºС)

Рис. 5. Распределение температур на внутренней поверхности узла, сечение 2-2. (минимальная температура  = 19,2ºС)

Минимальные температуры оказались: сечение (1-1) -  = 18,6ºС; сечение (2-2) -  = 19,2ºС.

Температуры точки росы определяются для температурно-влажностных условий в каждом узле:

сечение (1-1) t = 18,6ºС, φ= 55% - t р =9,3ºС;

сечение (2-2) t = 19,2ºС, φ= 55% - tр =9,8ºС.

Температуры поверхностей в узлах превышают температуры точки

росы, следовательно, конденсация влаги на внутренних поверхностях

исключена.

сечение (1-1) 18,6 > 9,3ºС;

сечение (2-2) 19,2 > 9,8ºС.

Результаты расчета представлены в сводной таблице 2.

Таблица 2 Сводная таблица результатов расчета

1                Сопротивление теплопередаче, (м² ºС)/Вт: - по глади стены R_то - требуемое

,0

,37R_{то >}

4,0>3,37

3                Температуры , ºС

- узел 1 (сечение 1-1)

узел 2 (сечение 2-2)

,6

,2

5                Невыпадение конденсата на внутренних поверхностях расчетных узлов - узел 1 (сечение 1-1) - узел 2 (сечение 2-2)                 - -         >tр

,6>9,3

19,2>9,8

Соответствует