Теплоустойчивость ограждающих конструкций

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 15Следующая ⇒

3.1. При проектировании ограждающих конструкций с учетом их теплоустойчивости необходимо руководствоваться следующими положениями:

теплоустойчивость конструкции зависит от порядка расположения слоев материалов;

величина затухания амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в двухслойной конструкции увеличивается, если более теплоустойчивый материал расположен изнутри;

наличие в конструкции ограждения воздушной прослойки увеличивает теплоустойчивость конструкции. В замкнутой воздушной прослойке целесообразно устраивать отражательную теплоизоляцию;

слои конструкции, расположенные между вентилируемой наружным воздухом воздушной прослойкой и наружной поверхностью ограждающей конструкции, должны иметь минимально возможную толщину. Наиболее целесообразно выполнять эти слои из тонких металлических или асбестоцементных листов.

3.2. Теплоустойчивость ограждающей конструкции здания должна соответствовать требованиям СНиП II-3-79**; для этого определяют:

требуемую амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции A _tв^тр, °С, по формуле [18];

величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха v в ограждающей конструкции, состоящей из однородных слоев по формуле [21], а величину v для многослойной неоднородной ограждающей конструкции с теплопроводными включениями в виде обрамляющих ребер в соответствии с ГОСТ 26253-84 (см. пример 3).

расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха A _tн^расч, °С, по формуле [20] и амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности ограждающей конструкции A _tв, по формуле [19].

Если A _tв£ A _tв^тр, то ограждающая конструкция удовлетворяет требованиям норм по теплоустойчивости.

Пример 1. Определить, удовлетворяет ли требованию теплоустойчивости керамзитобетонная панель толщиной 250 мм в г. Одессе.

А. Исходные данные

1. Панель состоит из следующих слоев, считая от ее внутренней поверхности: фактурный слой из цементно-песчаного раствора плотностью 1800 кг/м³, толщиной 20мм, керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией плотностью 1000 кг/м³, толщиной 210 мм, наружный фактурный слой такой же, как внутренний.

2. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) t _н=22,2°С.

3. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха A _tн=14,7°С.

4. Максимальное и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации I _макс=752 Вт/м² и I _ср=182 Вт/м².

5. Расчетная скорость ветра V =4,3 м/с.

Значения параметров пп. 2-5 определяются по СНиП 2.01.01-82.

6. Теплотехнические характеристики материалов панели выбираются по условиям эксплуатации А из прил. [3*]:

для фактурных слоев из цементно-песчаного раствора

l₁=l₃=0,76 Вт/(м·°С); s ₁= s ₃=9,60 Вт/(м²·°С);

для керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией

l₂=0,41 Вт/(м·°С); s ₂=5,49 Вт/(м²·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления отдельных слоев стеновой панели:

фактурных слоев

 Вт/(м²·°С);

слоя керамзитобетона

 Вт/(м²·°С).

2. Тепловая инерция слоев и самой стены:

фактурных D ₁= D ₃=0,263<1.

3. Керамзитобетона D ₂=0,512·5,49=2,81

панели S D_i =0,252·2+2,81=3,31.

Поскольку тепловая инерция стеновой панели Д <4, требуется расчет панели на теплоустойчивость.

4. Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности определяется по формуле [18]

А _tв^тр=2,5-0,1(22,2-21)=2,38°С.

5. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле [20]

°С,

где a_н - по летним условиям вычисляется по формуле [24];

°С.

6. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя:

для внутреннего фактурного слоя с тепловой инерцией D <1рассчитывается по формуле [22]

 Вт/(м²·°С)

для среднего слоя из керамзитобетона, имеющего D >1, принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала

Y ₂= s ₂=5,49 Вт/(м²·°С);

для наружного фактурного слоя с тепловой инерцией D <1 рассчитывается по формуле [23]

Вт/(м²·°С)

7. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции вычисляется по формуле [21]

.

8. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]

°С.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.

Пример 2. Определить, удовлетворяет ли требованию теплоустойчивости экранированная стена с замкнутой воздушной прослойкой в г. Одессе.

А. Исходные данные

1. Стена такой же конструкции, как в примере 1, имеет с наружной стороны воздушную прослойку 60 мм, ограниченную стальным листом 8 мм.

2. Коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции для стали листовой, окрашенной белой краской r=0,45.

3. Теплотехнические характеристики и климатические данные по летним условиям принимаются как в предыдущем примере. Коэффициент теплоусвоения воздушной прослойки s ₄=0, стального листа s ₅=126,5 Вт/(м²·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления слоев стены:

фактурных R ₁= R ₃=0,0263 м²·°С/Вт;

керамзитобетона R ₂=0,512 м²·°С/Вт;

воздушной прослойки R ₄=0,14 м²·°С/Вт;

стального листа R ₅ = 0,08/0,58=0,0014 м²·°С/Вт.

2. Тепловая инерция слоев стены:

фактурных D ₁= D ₃=0,0263·9,60=0,252<1;

керамзитобетона D ₂=0,512·5,49=2,81;

воздушной прослойки D ₄=0;

металлического экрана D ₅=0,177;

стены D =S D_i =0,252·2+2,81+0,177=3,48<4, т.е. требуется проверка на теплоустойчивость.

3. Значения требуемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены А _tв^тр и расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха тоже, что в предыдущем примере,

А _tв^тр=2,38, А _tн^расч=15°С

4. Коэффициент теплоусвоения наружных поверхностей слоев:

внутреннего фактурного слоя, среднего слоя керамзитобетона и наружного фактурного слоя Y ₁, Y ₂ и Y ₃, как в примере 1;

воздушной прослойки (s ₄=0)

 Вт/(м²·°С);

металлического экрана (s ₅=126,5; s ₄=0)

 Вт/(м²·°С).

5. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для вентилируемой ограждающей конструкции определяется по формуле [21]:

Рис. 12. Схема конструкции панели из керамзитобетона с термовкладышами из газобетона

Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]

°С.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.

Пример 3. Определить, удовлетворяет ли требованию теплоустойчивости панель (рис. 12) из керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией плотностью 1200 кг/м³, толщиной 260 мм, имеющей термовкладыш из газобетона плотностью 300 кг/м³, толщиной 70 мм в г. Ростове-на-Дону,

А. Исходные данные

1. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) t _н=22,9°С.

2. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха А t _н=20,8°С.

3. Максимальное и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации I _макс=764 Вт/м² и I _ср=184 Вт/м².

4. Расчетная скорость ветра V =3,6 м/с.

Значения параметров в пп. 1-4 определяются по СНиП 2.01.01-82.

5. Теплотехнические характеристики материалов панели выбираются по условиям эксплуатации А по прил. [3*]:

для керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией

l₁=0,52 Вт/(м·°С), s ₁=6,77 Вт/(м²·°С);

для газобетона l₂=0,11 Вт/(м·°С); s ₂=l,68 Вт/(м²·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления отдельных слоев стеновой панели:

для керамзитобетона R ₁=0,1/0,52=0,192 м²·°С/Вт;

для газобетона R ₂=0,07/0,11=0,636 м²·°С/Вт;

для керамзитобетона R ₃=0,09/0,52=0,173 м²·°С/Вт.

2. Тепловая инерция каждого слоя:

D ₁=0,192·6,77=1,299;

D ₂=0,636·1,68=1,068;

D ₃=0,173·6,77=1,171

и всей панели S D_i =1,299+1,068+1,171=3,538<4 и требуется расчет панели на теплоустойчивость.

3. Так как D ₁, D ₂, D ₃>1, то коэффициенты теплоусвоения слоев панели принимаются равными коэффициентам теплоусвоения материалов

Y ₁= Y ₃= s ₁=6,77 и Y ₂= s ₂=1,68 Вт/(м²·°С).

4. Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности определяется по формуле [18]

A _tв^тр=2,5-0,1(22,9-21)=2,3°С.

5. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле [20]

°С,

где a_н - по летним условиям вычисляется по формуле [24]:

 Вт/(м²·°С).

6. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции вычисляется по формуле [21]

7. Так как тепловая инерция участка панели со сквозными ребрами >1

D _p=3,385>l, то значение Y _р= s _р=6,77.

8. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для участка панели со сквозными ребрами

.

9. Площадь участка панели с термовкладышем:

f ₁=2,76·2,78-1,56·1,7=5,02 м²;

То же, с ребрами

F ₂=2,96·2,98-5,02-1,36·1,50=1,76 м².

Их отношение f =1,76:5,02=0,35.

10. Величину затухания амплитуды колебаний наружного воздуха для неоднородной ограждающей конструкции с одним видом включения определяют по формуле, приведенной в ГОСТ 26253-84:

.

где f = F ₂ / F ₁ - отношение площади участка конструкции с ребрами F ₂ к площади участка с термовкладышами F ₁; v ₁ и v ₂; D ₁ и D ₂ - соответственно величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха и тепловая инерция участков конструкции.

11. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]

.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.

Пример 4. Определить, удовлетворяет ли требованиям теплоустойчивости трехслойная железобетонная панель плотностью 2500 кг/м³ (2 слоя 60 и 80 мм) с ребрами из керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией плотностью 800 кг/м³ сечением 40´80 мм и с утеплителем из плит полужестких минераловатных на крахмальном связующем плотностью 200 кг/м³ и толщиной 80 мм в г. Ростове-на-Дону (рис. 13).

А. Исходные данные

Рис. 13. Схема трехслойной железобетонной панели с ребрами из керамзитобетона и с утеплителем из минераловатных плит

1 - керамзитобетон; 2 - железобетон

1. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) t _н=22,9°С.

2. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха А t _н=20,8°С.

3. Максимальное и среднее значение суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентации I _макс=764 Вт/м² и I _ср=184 Вт/м².

4. Расчетная скорость ветра V =3,6 м/с.

Значения параметров в пп. 1-4 определяются по СНиП 2.01.01-82.

5. Теплотехнические характеристики материалов панели выбираются по условиям эксплуатации А:

для железобетона l₁=l,92 Вт/(м·°С), s ₁=17,98 Вт/(м²·°С);

для керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией l₂=0,29 Вт/(м·°С), s ₂=4,13 Вт/(м²·°С);

для минераловатных плит l₃=0,076 Вт/(м·°С); s ₃=1,01 Вт/(м²·°С).

Б. Порядок расчета

1. Термические сопротивления отдельных слоев участка панели с утеплителем:

для железобетона R ₁=0,08/l,92=0,0417 м²·°С/Вт;

для минераловатных плит R ₂=0,08/0,076=1,05 м²·°С/Вт;

для железобетона R ₃=0,06/1,92=0,0312 м²·°С/Вт.

2. Тепловая инерция участка панели с утеплителем:

D ₁=0,0417·17,98=0,75;

D ₂=1,05·1,01=1,06;

D ₃=0,0312·17,98=0,56.

Суммарное значение тепловой инерции участка панели с утеплителем

D =0,75+1,06+0,56=2,37.

3. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y:

для внутреннего слоя с тепловой инерцией D <1 рассчитывается по формуле [22]

 Вт/(м²·°С)

для утеплителя, имеющего D >1, принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала Y ₂= s ₂=1,01 Вт/(м²·°С);

для наружного слоя с тепловой инерцией D <1 определяется расчетом по формуле [23]

 Вт/(м²·°С)

4. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для участка панели с утеплителем по формуле [21]

.

5. Термические сопротивления отдельных слоев участка панели с ребрами R ₁ и R ₃ определяются так же, как в примере 1; для керамзитобетонных ребер R ₂=0,08/0,29=0,276 м²·°С/Вт

6. Тепловая инерция участка панели с ребрами D ₁ и D ₃ определяется так же, как в примере п. 2, D ₂=0,276·4,13=1,14. Суммарное значение тепловой инерции участка панели с ребрами

D =0,75+1,14+0,56=2,45.

7. Коэффициент теплоусвоения участка панели с ребрами:

для внутреннего слоя определяется так же, как в п. 3;

для керамзитобетонных ребер, имеющих D >1, принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала

Y ₂= s _p=4,13;

для наружного слоя с тепловой инерцией D <1 определяется расчетом по формуле [23]

.

8. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для участка панели с ребрами

.

9. Площадь участков панели с утеплителем:

F ₁=2,88·2,9- 1,44·1,58=6,1 м²;

площадь участков панели с ребрами:

F ₂=2,96·2,98-6,1-1,36·1,5=0,71 м²;

отношение площадей участков панели:

f =0,71/6,1=0,116.

10. Величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для неоднородной ограждающей конструкции с одним видом включения определяют по формуле ГОСТ 26253-84 (см. п. 10 примера 3)

.

11. Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности определяется по формуле [18]

А _tв^тр=2,5-0,1 (22,9-21)=2,3°С.

12. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле [20]:

°С,

где a_н - по летним условиям вычисляется по формуле [24]:

 Вт/(м²·°С).

13. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]:

.

что отвечает требованиям СНиП II-3-79**.

Познавательные статьи:



Техника нижней прямой подачи мяча

Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса

Стандарт Порядок надевания противочумного костюма

Общеразвивающие упражнения без предметов