IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Проектирование ограждающих конструкций зданий и сооружений должно осуществляться с учетом обеспечения следующих требований [1]:

• заданных параметров микроклимата, необходимых для жизнедеятельности людей и работы технологического или бытового оборудования;

• тепловой защиты;

• защиты от переувлажнения ограждающих конструкций;

• эффективности расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию;

• необходимой надежности и долговечности конструкций.

Долговечность ограждающих конструкций следует обеспечивать применением материалов, имеющих надлежащую стойкость (морозостойкость, влагостойкость, биостойкость, коррозионную стойкость, стойкость к температурным воздействиям, в том числе циклическим, к другим разрушительным воздействиям окружающей среды), предусматривая в случае необходимости специальную защиту элементов конструкций. [1]

Теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям [1]:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);

б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);

в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены при одновременном выполнении требований а), б) и в).

Рассмотрим на примере теплотехнического расчета наружной стены гальванического цеха условия обеспечения требования в), т. е. выполнения санитарно-гигиенических требований.

Исходные данные для теплотехнического расчета:

• месторасположение цеха – Нижний Новгород (верхняя часть);

• расчетная температура наиболее холодной пятидневки t_н = -31 ºС [2];

• температура воздуха рабочей зоны в холодный период t_в=18 ºС;

• относительная влажность воздуха 50%.

Для обеспечения санитарно-гигиенических требований необходимо, чтобы сопротивление теплопередаче конструкции было не меньше требуемого, определяемого по формуле [1]:

, (1)

где n – коэффициент, применяемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, n=1;

– расчётная температура внутреннего воздуха, С, принимаемая согласно нормам проектирования соответствующих зданий;

– расчётная зимняя температура наружного воздуха, С, равная температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92;

– нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, для гальванического цеха принимаем согласно [1] =7;

– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаем согласно [1] =8,7.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче для стены гальванического цеха:

.

Фактическое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции рассчитывается по формуле:

, (2)

где  – толщина слоя конструкции, м;

 – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), принимается по таблице Т.1[1] для условий эксплуатации по параметрам Б;

– коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции (для зимних условий), , принимаем для наружной стены согласно [1] =23;

Рис. 1 Конструкция наружной стены гальванического цеха.

Рассмотрим несколько вариантов конструкции наружной стены гальванического цеха (см. рис. 1).

Вариант 1.

Состав конструкции наружной стены:

• кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе δ=0,64 м (2,5 кирпича), λ = 0,87 Вт/(м·ºС) (позиция 183 табл.Т.1 [1]);

• цементно-песчаная штукатурка δ=0,01 м, λ = 0,93 Вт/(м·ºС) (позиция 201 табл.Т.1 [1]);

• керамическая плитка δ=0,01 м, λ = 0,58 Вт/(м·ºС) (позиция 182 табл.Т.1 [1]).

Термическое сопротивление для слоя или однородной ограждающей конструкции определяют по формуле:

. (3)

Определяем термические сопротивления теплопередаче слоев конструкции наружной стены для варианта 1:

– кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе;

– цементно-песчаная штукатурка;

– керамическая плитка.

Определяем сопротивление теплопередаче слоев конструкции наружной стены для варианта 1:

.

Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены не меньше требуемого, определенного по формуле (1):

0,92 >0,805

Вывод: принятая конструкция стены (кладка в два с половиной кирпича из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе) удовлетворяет требуемому сопротивлению теплопередаче ограждающей конструкции гальванического цеха.

Вариант 2.

Состав конструкции наружной стены:

• кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича четырнадцатипустотного на цементно-песчаном растворе δ=0,64 м, λ=0,76 Вт/(м·ºС) (позиция 191 табл.Т.1 [1]);

• цементно-песчаная штукатурка δ =0,01 м, λ = 0,93 Вт/(м·ºС) (позиция 201 табл.Т.1 [1]);

• керамическая плитка δ=0,01 м, λ = 0,58 Вт/(м·ºС) (позиция 182 табл.Т.1 [1]);

Определяем термические сопротивления теплопередаче слоев конструк-ции наружной стены для варианта 2:

– кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе;

– цементно-песчаная штукатурка;

– керамическая плитка.

Определяем сопротивление теплопередаче слоев конструкции наружной стены для варианта 2:

.

Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены не меньше требуемого, определенного по формуле (1):

1,01 > 0,805

Вывод: принятая конструкция (кладка в два с половиной кирпича из сплошного силикатного кирпича четырнадцатипустотного на цементно-песчаном растворе) стены удовлетворяет требуемому сопротивлению теплопередаче ограждающей конструкции гальванического цеха.

Вариант 3.

Состав конструкции наружной стены:

• кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе δ=0,51 м (2,5 кирпича), λ = 0,87 Вт/(м·ºС) (позиция 183 табл.Т.1 [1]);

• цементно-песчаная штукатурка δ=0,01 м, λ = 0,93 Вт/(м·ºС) (позиция 201 табл.Т.1 [1]);

• керамическая плитка δ=0,01 м, λ = 0,58 Вт/(м·ºС) (позиция 182 табл.Т.1 [1]).

Определяем термические сопротивления теплопередаче слоев конструкции наружной стены для варианта 1:

– кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе;

– цементно-песчаная штукатурка;

– керамическая плитка.

Определяем сопротивление теплопередаче слоев конструкции наружной стены для варианта 3:

.

Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены меньше требуемого, определенного по формуле (1):

0,77 < 0.805

Вывод: данная конструкция стены (кладка в два кирпича из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе) не удовлетворяет требуемому сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций гальванического цеха.

Вариант 4.

Состав конструкции наружной стены:

• кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича четырнадцатипустотного на цементно-песчаном растворе δ=0,51 м, λ=0,76 Вт/(м·ºС) (позиция 191 табл.Т.1 [1]);

• цементно-песчаная штукатурка δ =0,01 м, λ = 0,93 Вт/(м·ºС) (позиция 201 табл.Т.1 [1]);

• керамическая плитка δ=0,01 м, λ = 0,58 Вт/(м·ºС) (позиция 182 табл.Т.1 [1]);

Определяем термические сопротивления теплопередаче слоев конструк-ции наружной стены для варианта 4:

– кирпичная кладка из сплошного силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе;

– цементно-песчаная штукатурка;

– керамическая плитка.

Определяем сопротивление теплопередаче слоев конструкции наружной стены для варианта 4:

.

Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены не меньше требуемого, определенного по формуле (1):

0,85 > 0,805

Вывод: данная конструкция стены (кладка в два с половиной кирпича из сплошного силикатного кирпича четырнадцатипустотного на цементно-песчаном растворе) удовлетворяет требуемому сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций гальванического цеха.

Таким образом, на основании произведенных расчетов можно осуществлять выбор конструкции наружной стены. Санитарно-гигиенические нормы в гальваническом цехе будут обеспечены конструкциями, приведенными в вариантах 1, 2 и 4.

Вариант конструкции 3 не подходит, так как не будет обеспечена требуемая температура на внутренних поверхностях такой наружной стены в данном климатическом районе.

Вариант 4 более экономичен на стадии строительства и с точки зрения капитальных затрат является наиболее привлекательным.

Однако окончательное решение по составу конструкционных слоев наружной стены здания следует принимать на основании полного теплотехнического расчета всех ограждающих конструкций и определения тепловых потерь через эти конструкции. Кроме того в данной работе были выполнены только расчеты по обеспечению условия обеспечения требуемой температуры на внутренних поверхностях наружной стены, что является условием необходимым, но недостаточным для полного выполнения требований тепловой защиты зданий.

Список использованных источников

1. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакцияСНиП 23-02-2003 : утв. Приказом Минрегион России от 30.06.2012 г. №265 : дата введ. 01.01.2013. - 96 с. : ил.

2. ТСН 31-301-96 НН Строительная климатология для пунктов Нижегородской области : территориальные строит. нормы Нижегородской области : утв. Постановлением Администрации Нижегородской области 04.01.96: дата введ. 29.11.96. – Н. Новгород : Администрация Нижегородской области, 1997. – 5 с.

10

Код для цитирования: Скопировать