Теплотехнический расчет панелей наружных стен
Наружные ограждающие конструкции производственных зданий в теплотехническом отношении должны удовлетворять следующим требованиям: - обладать достаточными теплозащитными свойствами, чтобы лучше сохранять тепло в помещениях в холодное время года, а в жарких районах защищать помещения от перегрева их солнцем в летнее время; - температура внутренних поверхностей при эксплуатации не должна быть слишком низкой, чтобы избежать появления конденсата на стенах; - воздухопроницаемость стен зданий не должна превосходить допустимого предела; в противном случае помещения будут охлаждаться, и вызывать у людей, находящихся вблизи наружных стен, ощущение сквозняка; - сохранять нормальную влажность, так как увлажнение ухудшает теплозащитные свойства и санитарно-гигиенические условия ограждаемого помещения и уменьшает долговечность ограждений. В процессе работы над курсовым проектом для того, чтобы произвести выбор панели наружной стены необходимо произвести теплотехнический расчет, и по его результату подобрать толщину типовой однослойной панели. Легкобетонные панели для отапливаемых производственных зданий с шагом колонн крайних рядов равным 6, 0 м представляют собой плоские однослойные, из легких бетонов, с обеих сторон покрытые фактурным слоем цементно-песчаного раствора (рис.3.2., а). Разрез такой панели (для расчета) приведен на рис 3.21.
Рис. 3.21. Схема разреза наружной стеновой панели
Расчет выполняют в соответствии с требованиями следующих нормативных документов: 1. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»; 2. СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита здания»; 3. СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»; 4. СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. Санитарные правила и нормы». Порядок проведения теплотехнического расчета рассмотрим на следующем примере. Пример. Требуется определить и подобрать толщину однослойной пенобетонной панели плотностью Исходные данные: - место строительства завода железобетонных изделий – г. Ставрополь; - материалы стены: пенобетон плотностью Порядок расчета: По табл. 1 СНиП 23.01-99 находим: - среднюю температуру наружного воздуха Расчетную температуру внутреннего воздуха в производственных помещениях принимают в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-84 ССБТ. «Метрологическое обеспечение», табл. 1 и норм проектирования соответствующих зданий и сооружений. Для курсового проектирования принимаем температуру в помещениях для работ III категории равной нижней границе на рабочих непостоянных местах Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8–часовой рабочей смены. Они не вызывают повреждений или нарушений состояния здоровья, но могут приводить к возникновению общих и локальных ощущений теплового дискомфорта, напряжению механизмов терморегуляции, ухудшению самочувствия и понижению работоспособности. По табл. 1 «Влажностный режим помещений» (СНиП 23-02-2003) определяем влажностный режим помещений цеха в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры внутреннего воздуха. Для производственного здания завода железобетонных изделий (ЖБИ) характерен нормальный влажностный режим с относительной влажностью до 55 %. По приложению В «Карты зон влажности» (СНиП 23-02-30-2003) определяем условия эксплуатации ограждающих конструкций здания. Для г. Ставрополь – это зона влажности 2 – нормальная. По табл. 7 (СНиП 23-02-2003) определяем коэффициент внутренней поверхности наружных стен По табл. 8 (СП 23-101-2004) находим коэффициент теплоотдачи наружной поверхности стены для условий холодного периода: Определяем величину градусо-суток D D где t D Приведенное сопротивление теплопередаче R R где a и b – коэффициенты, значения которых принимают по данным таблицы 4 (СНиП 23-02-2003) для соответствующих групп зданий (графа 1, поз. 3 – производственные процессы с сухим и нормальным режимами) а = 0, 0002; b = 1.0. R Приведенное сопротивление теплопередаче рассчитывают с учетом коэффициента теплотехнической однородности (r) который определяют по таблице 6 (СП 23-101-2004). Для однослойных легкобетонных панелей r = 0, 9, а R Расчет проводят из условия равенства R R Расчетные теплотехнические показатели материалов пенобетонной панели находим в СП 23-101-2004 приложение Д в зависимости от условий эксплуатации (данном случае – Б), приведенные в табл. 3.12. Таблица 3.12 Теплотехнические характеристики пенобетонной панели
Примечание * Термическое сопротивление R определяют по формуле 6 (СП 23-101-2004), где d – толщина слоя, м; l – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/м R где R R где R Общее термическое сопротивление слоев из цементно-песчаного раствора определяют по следующей формуле:
Подставляя значения, получим: R Определяем термическое сопротивление слоя пенобетона в стеновой панели R R Толщину пенобетона стеновой панели находим по формуле 6 (СП 23.101-2004)
Расчетная толщина стеновой панели будет: 0, 34+0, 04= 0, 38 м. Принимаем панель толщиной 400 мм. Определим общее фактическое сопротивление теплопередачи стеновой панели
Фактическое приведенное сопротивление теплопередачи будет
Проверяем условие Необходимо проверить выполнение санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к тепловой защите зданий. По СНиП 23-02-2003 (формула 3) определяют расчетный температурный перепад
где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху и приведенный в табл. 6 (СНиП 23-02-2003). В соответствии с СНиП 23-02-2003, табл.5 нормируемый перепад температур определяют по разности Кроме того необходимо проверить выполнение условия, что температура внутренней поверхности Температуру внутренней поверхности стены
Согласно СП 23-101-2004, приложение Р, для температуры внутреннего воздуха Поскольку Вывод: толщина ограждающей конструкции (наружные стены) здания удовлетворяет нормативным требованиям теплозащиты здания.
|