Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

25. Общие теплопотери через наружную ограждающую оболочку здания за отопительный период Q_h, МДж, определяются по формуле (Г.3) приложения Г СНиП 23-02

Q_h = 0,0864 · 1,092 · 5014 · 5395 = 2552185 МДж.

26. Удельные бытовые тепловыделения q_int, Вт/м², следует устанавливать исходя из расчетного удельного электро- и газопотребления здания (по Г.6 СНиП 23-02), но не менее 10 Вт/м². В нашем случае принято 14,5 Вт/м².

27. Бытовые теплопоступления в здание за отопительный период Q_int, МДж, определяются по формуле (Г.10) приложения Г СНиП 23-02

Q_int = 0,0864 · 14,5 · 218 · 3416 = 932945 МДж.

28. Теплопоступления в здание от солнечной радиации за отопительный период Q_s, МДж, определяются по формуле (Г.11) приложения Г СНиП 23-02. Данные о количестве суммарной солнечной радиации (прямой, рассеянной и отраженной) на вертикальные поверхности при действительных условиях облачности за отопительный период вычисляют согласно приложению В. Для г. Твери средняя величина суммарной солнечной радиации при действительных условиях облачности на вертикальные поверхности СВ/СЗ ориентации I = 716 МДж/м², на поверхности ЮВ/ЮЗ ориентации I = 1224 МДж/м². Площади светопроемов соответственно ориентации — по 347 м².

Q_s = 0,5 · 0,76 · (716 · 347 + 1224 · 347) = 255861 МДж.

29. Расход тепловой энергии на отопление здания за отопительный период , МДж, определяется по формуле (Г.2) приложения Г СНиП 23-02

 = [2552185 - (932945 + 255861) 0,8 ·0,85] · 1,13 = 1970491 МДж.

30. Расчетный удельный расход тепловой энергии на отопление здания , кДж/(м²·°С·сут), определяется по формуле (Г.1) приложения Г СНиП 23-02

 = 1970491 · 10³ / (5256 · 5014) = 74,77 кДж/(м²·°С·сут).

31. Нормируемый удельный расход тепловой энергии на отопление здания , кДж/(м²·°С·сут), принимается в соответствии с таблицей 9 СНиП 23-02 равным 76 кДж/(м²·°C·сут). Проект здания соответствует требованиям СНиП 23-02 при следующих сопротивлениях теплопередаче наружных ограждающих конструкций:

стен —  = 2,65 м²·°С/Вт;

окон и балконных дверей —  = 0,55 м²·°С/Вт;

покрытий —  = 4,71 м²·°С/Вт;

перекрытий первого этажа —  = 4,16 м²·°С/Вт.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ К

(рекомендуемое)

 

ПРИМЕР РАСЧЕТА ПРИВЕДЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ФАСАДА ЖИЛОГО ЗДАНИЯ

Исходные данные

 

1. Объект строительства — 16-этажный односекционный крупнопанельный жилой дом, построенный в г. Кашире Московской области. Условие эксплуатации ограждений Б согласно СНиП 23-02.

2. Наружные стены — из трехслойных железобетонных, l_Б = 2,04 Вт/(м·°С), панелей на гибких связях с утеплителем из пенополистирола толщиной 165 мм, l_Б = 0,042 Вт/(м·°С). Панели имеют толщину 335 мм. По периметру панелей и их проемов утеплитель имеет защитный слой из цементно-песчаного раствора толщиной 10 мм. Для соединения железобетонных слоев применены два вида гибких связей из коррозионно-стойкой стали диаметром 8 мм: треугольные и точечные (шпильки). Расчет приведенного сопротивления теплопередаче выполнен согласно формуле (14) и соответствующего примера расчета в приложении Н.

3. Для заполнения проемов применены деревянные оконные блоки с тройным остеклением в раздельно-спаренных переплетах  = 0,55 м²·°С/Вт.

4. В стыках применен минераловатный утеплитель l_Б = 0,07 Вт/(м·°С), снаружи закрытый уплотнителем Вилатерм l_Б = 0,15 Вт/(м·°С).

5. Для Московской области (г. Кашира) согласно СНиП 23-01 средняя температура и продолжительность отопительного периода составляют:  = -3,4 °С; z_ht = 212 сут. Температура внутреннего воздуха t_int = 20 °С. Тогда градусо-сутки отопительного периода согласно формуле (1) составляют

D_d = (20 + 3,4) · 212 = 4961 °С·сут.

 

Порядок расчета

 

1. По таблице 4 СНиП 23-02 D_d = 4961 °С·сут соответствует нормируемое сопротивление теплопередаче для стен жилых зданий R_req = 3,14 м²·°С/Вт.

2. Сопротивление теплопередаче панелей по глади, рассчитанное по формуле (8), равно

R_o = 1 / 8,7 + 0,17 / 2,04 + 0,165 / 0,042 + 1 / 23 = 4,17 м²·°С/Вт.

3. К числу теплопроводных включений и теплотехнических неоднородностей в стенах 16-этажного панельного дома относятся гибкие связи, оконные откосы, горизонтальные и вертикальные стыки панелей, угловые стыки, примыкание панелей к карнизу и цокольному перекрытию.

Для расчета по формуле (14) коэффициентов теплотехнической однородности различных типов панелей коэффициенты влияния теплопроводных включений f_i и площади зон их влияния А _i рассчитаны на основе решения задач стационарной теплопроводности на компьютере соответствующих узлов и приведены в таблице К.1.

4. Коэффициенты теплотехнической однородности стеновых панелей рядового этажа 16-этажного дома, рассчитанные по формуле (14), приведены в таблице К.2.

 

Таблица К.1

 

№ п.п.	Вид теплотехнической неоднородности	Площадь зоны влияния i-й неоднородности А i, м2	Коэффициент влияния i-й неоднородности fi
1	Гибкая связь:
	треугольная	0,71	0,16
	точечная	0,35	0,16
2	Вертикальный стык стеновых панелей с примыкающей внутренней перегородкой из тяжелого бетона	0,94	-0,03
3	Горизонтальный стык стеновых панелей с примыкающим железобетонным перекрытием:
	со стороны пола	0,335 на 1 м	0,07
	со стороны потолка	0,335 на 1 м	0,38
4	Оконные откосы	0,335 на 1 м	0,47
5	Наружный угол, образованный стеновыми панелями	0,94	0,14
6	Внутренний угол, образованный стеновыми панелями	0,94	-0,14
7	Примыкание панели к чердачному перекрытию	0,335 на 1 м	0,33
8	Примыкание панели к цокольному перекрытию	0,335 на 1 м	0,4

 

Таблица К.2

 

№ п.п.	Тип стеновой панели	Количество панелей	Площадь панели (без площади проема), м2	Количество гибких связей		Коэффициент теплотехнической однородности
				треугольных	точечных
1	Панель 3x2,8 м с оконным проемом 1,5x1,5 м Н-101т:		6,15	6	2
	с рядовыми стыками	2				0,743
	с наружным углом	4				0,73
	с наружным и внутренним углами	2				0,74
	с двумя наружными углами	2				0,724
2	Панель 4,5x2,8 м с балконным проемом (1,5x1,5 м + 2,2x0,9 м) Н-100т:		8,37	7	2
	с рядовыми стыками	2				0,75
	с наружным углом	2				0,729
	с внутренним углом	2				0,757
3	Панель 4,5x2,8 м с оконным проемом 2,1x1,5 м Н-123т с наружным и внутренним углами	2	9,45	6	2	0,787
4	Панель лифтового отсека 3,65x2,8 м с дверным проемом 2x1 м Н-201 т с внутренним углом	1	8,22	5	2	0,8
5	Панель лестничной клетки 2,35x2,8 м с дверным проемом 2x1 м Н-202т	1	4,58	5	2	0,714
6	Глухая панель 1,45x2,8 м Н-1т, Н-2т, Н-3т, Н-4т	10	4,06	4	2	0,832
7	Глухая панель 3,25x2,8 м Н-7т, Н-8т	4	9,1	6	3	0,856
8	Глухая панель 1,5x2,8 м Н-28т:		4,2	4	2
	с рядовыми стыками	2				0,836
	с внутренним углом	2				0,864
	Итого	38

 

5. Приведенный коэффициент теплотехнической однородности фасада определяется по формуле (24) и для рядового этажа (в соответствии с количеством типов панелей по таблице К.2) равен:

r_fas = (6,15·10 + 8,37·6 + 9,45·2 + 8,22 + 4,58 + 4,06·10 + 9,1·4 + 4,2·4) / (2·6,15 / 0,743 +

+ 4·6,15 / 0,73 + 2·6,15 / 0,74 + 2·6,15 / 0,724 + 2·8,37 / 0,75 + 2·8,37 / 0,729 + 2·8,37 / 0,757 +

+ 2·9,45 / 0,787 + 8,22 / 0,8 + 4,58 / 0,714 + 10·4,06 / 0,832 + 4·9,1 / 0,856 + 2·4,2 / 0,836 +

+ 2·4,2 / 0,864) = 237,22 / 304 = 0,78;

- для первого этажа

r_fas = 0,78 · 0,962 = 0,75;

- для последнего этажа

r_fas = 0,78 · 0,97 = 0,757.

Приведенный коэффициент теплотехнической однородности фасада здания

 = 16 / (14 / 0,78 + 1 / 0,75 + 1 / 0,757) = 0,777.

Приведенное сопротивление теплопередаче фасада 16-этажного жилого дома по формуле (23) равно

 = 0,777 · 4,17 = 3,24 м²·°С/Вт > R_req = 3,14 м²·°С/Вт.

Следовательно, наружные стены 16-этажного жилого дома удовлетворяют требованиям СНиП 23-02.

ПРИЛОЖЕНИЕ Л

(справочное)

 

ПРИВЕДЕННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ , КОЭФФИЦИЕНТ ЗАТЕНЕНИЯ НЕПРОЗРАЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ t, КОЭФФИЦИЕНТ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ПРОПУСКАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ k ОКОН, БАЛКОННЫХ ДВЕРЕЙ И ФОНАРЕЙ

 

Таблица Л.1

 

№ п.п.	Заполнение светового проема	Светопрозрачные конструкции
		в деревянных или ПХВ переплетах			в алюминиевых переплетах
		, м2·°С/Вт	t	k	, м2·°С/Вт	t	k
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Двойное остекление из обычного стекла в спаренных переплетах	0,40	0,75	0,62	—	0,70	0,62
2	Двойное остекление с твердым селективным покрытием в спаренных переплетах	0,55	0,75	0,65	—	0,70	0,65
3	Двойное остекление из обычного стекла в раздельных переплетах	0,44	0,65	0,62	0,34	0,60	0,62
4	Двойное остекление с твердым селективным покрытием в раздельных переплетах	0,57	0,65	0,60	0,45	0,60	0,60
5	Блоки стеклянные пустотные (с шириной швов 6 мм) размером, мм:
	194 х 194 х 98	0,31	0,90	0,40 (без переплета)
	2544 х 244 х 98	0,33	0,90	0,45 (без переплета)
6	Профильное стекло коробчатого сечения	0,31	0,90	0,50 (без переплета)
7	Двойное из органического стекла для зенитных фонарей	0,36	0,90	0,9	—	0,90	0,90
8	Тройное из органического стекла для зенитных фонарей	0,52	0,90	0,83	—	0,90	0,83
9	Тройное остекление из обычного стекла в раздельно-спаренных переплетах	0,55	0,50	0,70	0,46	0,50	0,70
10	Тройное остекление с твердым селективным покрытием в раздельно-спаренных переплетах	0,60	0,50	0,67	0,50	0,50	0,67
11	Однокамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла:
	обычного	0,35	0,80	0,76	0,34	0,80	0,76
	с твердым селективным покрытием	0,51	0,80	0,75	0,43	0,80	0,75
	с мягким селективным покрытием	0,56	0,80	0,54	0,47	0,80	0,54
12	Двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла:
	обычного (с межстекольным расстоянием 8 мм)	0,50	0,80	0,74	0,43	0,80	0,74
	обычного (с межстекольным расстоянием 12 мм)	0,54	0,80	0,74	0,45	0,80	0,74
	с твердым селективным покрытием	0,58	0,80	0,68	0,48	0,80	0,68
	с мягким селективным покрытием	0,68	0,80	0,48	0,52	0,80	0,48
	с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном	0,65	0,80	0,68	0,53	0,80	0,68
13	Обычное стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
	обычного	0,56	0,60	0,63	0,50	0,60	0,63
	с твердым селективным покрытием	0,65	0,60	0,58	0,56	0,60	0,58
	с мягким селективным покрытием	0,72	0,60	0,51	0,60	0,60	0,58
	с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном	0,69	0,60	0,58	0,60	0,60	0,58
14	Обычное стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах из стекла:
	обычного	0,65	0,60	0,60	—	0,60	0,60
	с твердым селективным покрытием	0,72	0,60	0,56	—	0,58	0,56
	с мягким селективным покрытием	0,80	0,60	0,36	—	0,58	0,56
	с твердым селективным покрытием и заполнением аргоном	0,82	0,60	0,56	—	0,58	0,56
15	Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах	0,70	0,70	0,59	—	0,70	0,59
16	Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах	0,75	0,60	0,54	—	0,60	0,54
17	Четырехслойное остекление из обычного стекла в двух спаренных переплетах	0,80	0,50	0,59	—	0,50	0,59
Примечания 1 Значения приведенного сопротивления теплопередаче, указанные в таблице, допускается применять в качестве расчетных при отсутствии этих значений в стандартах или технических условиях на конструкции или не подтвержденных результатами испытаний. 2 К мягким селективным покрытиям стекла относят покрытия с тепловой эмиссией менее 0,15, к твердым (К-стекло) — 0,15 и более. 3 Значения приведенного сопротивления теплопередаче заполнений световых проемов даны для случаев, когда отношение площади остекления к площади заполнения светового проема равно 0,75. 4 Значения для окон со стеклопакетами приведены: - для деревянных окон при ширине переплета 78 мм; - для конструкций окон в ПВХ переплетах шириной 60 мм с тремя воздушными камерами. При применении ПВХ переплетов шириной 70 мм и с пятью воздушными камерами приведенное сопротивление теплопередаче увеличивается на 0,03 м2 · °С/Вт; - для алюминиевых окон значения приведены для переплетов с термическими вставками.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ М

(обязательное)

 

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИВЕДЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ НА ОСНОВЕ РАСЧЕТА ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ

 

М.1 Ограждающую конструкцию разбивают на расчетные (двухмерные или трехмерные в отношении распределения температур) участки.

М.2 При определении приведенного сопротивления теплопередаче , м²·°С/Вт, по данным расчета на персональном компьютере (ПК) стационарного двухмерного температурного поля различают два случая:

а) исследуемая область, выделенная для расчета температурного поля, представляет собой фрагмент ограждающей конструкции, для которого надлежит определить величину ;

б) исследуемая область, для которой рассчитывается температурное поле, меньше по размеру, чем анализируемый фрагмент ограждающей конструкции.

В первом случае искомая величина  вычисляется по формуле

,                                             (М.1)

где SQ — сумма тепловых потоков, пересекающих исследуемую область, Вт/м², определенная в результате расчета температурного поля;

t_int и t_ext — соответственно температура внутреннего и наружного воздуха, °С;

L — протяженность исследуемой области, м.

Во втором случае  определяют по формуле

,                          (M.2)

где L_con — протяженность, м, однородной части фрагмента ограждающей конструкции, отсеченной от исследуемой области в ходе подготовки данных к расчету температурного поля;

 — сопротивление теплопередаче однородной ограждающей конструкции, м²·°С/Вт.

М.3 При расчете двухмерного температурного поля выбранный участок вычерчивают в определенном масштабе и на основании чертежа составляют схему расчета, упрощая ее для удобства разбиения на участки и блоки. При этом:

а) заменяют сложные конфигурации участков, например криволинейные, более простыми, если эта конфигурация имеет незначительное влияние в теплотехническом отношении;

б) наносят на чертеж границы области исследования и оси координат (х, у или r, z). Выделяют участки с различными теплопроводностями и указывают условия теплообмена на границах. Проставляют все необходимые размеры;

в) расчленяют область исследования на элементарные блоки, выделяя отдельно участки с различными коэффициентами теплопроводности. Вычерчивают в масштабе схему расчленения исследуемой области и проставляют размеры всех блоков;

г) вычерчивают область исследования в условной системе координат х', у', когда все блоки принимаются одного и того же размера. Проставляют координаты вершин полигонов, ограничивающих участки области с различными теплопроводностями, и координаты вершин многоугольников, образующих границы исследуемой области. Нумеруют участки и границы исследуемой области и подписывают вершины областей теплопроводностей, температур (или тепловых потоков) на границах или окружающего воздуха и коэффициентов теплоотдачи;

д) пользуясь двумя чертежами, выполненными по «в» и «г», и руководствуясь стандартной (обычной) последовательностью расположения, составляют комплект численных значений исходных данных для ввода в ПК.

 

Пример расчета 1

 

Требуется определить приведенное сопротивление теплопередаче трехслойной металлической стеновой панели из листовых материалов.

 

Исходные данные

 

1. Конструкция панели изображена на рисунке М.1. Она состоит из двух стальных профилированных листов с коэффициентом теплопроводности 58 Вт/(м·°С), между которыми размещены минераловатные плиты «Роквул» плотностью 200 кг/м³ с коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/(м·°С). Листы соединяются между собой стальными профилями через бакелизированные фанерные прокладки толщиной 8 мм с коэффициентом теплопроводности 0,81 Вт/(м·°С).

2. В расчете приняты следующие условия на сторонах ограждения:

снаружи — t_ext= -30 °С и a_ext = 23 Вт/(м²·°С);

внутри — t_int = 20 °С и a_int = 8,7 Вт/(м²·°С).

 

Порядок расчета

 

На процесс теплопередачи в рассматриваемой конструкции оказывают существенное влияние стальные профили, соединяющие профилированные листы обшивки друг с другом и образующие так называемые мостики холода. Для разрыва этих мостиков холода профили присоединены к листам через фанерные прокладки. Участок конструкции с ребром посередине возможно выделить для расчета температурного поля.

Температурное поле рассматриваемого участка двухмерно, так как распределение температуры во всех плоскостях, параллельных плоскости поперечного сечения конструкции, одинаково. Профили в основной части находятся на расстоянии 2 м один от другого, поэтому при расчете можно учесть ось симметрии посредине этого расстояния.

Исследуемая область (рисунок М.1) имеет форму прямоугольника, две стороны которого являются естественными границами ограждающей конструкции, на которых задаются условия теплообмена с окружающей средой, а остальные две — осями симметрии, на которых возможно задавать условия полной теплоизоляции, т.е. тепловой поток в направлении оси ОХ, равный нулю.

 

 

1 — минераловатные плиты; 2 — профилированные стальные профили; 3 — стальные профили; 4 — фанерные прокладки

Рисунок М.1 — Конструкция трехслойной панели из листовых материалов и чертеж исследуемой области

 

Исследуемая область для расчета согласно М.3 была расчленена на 1215 элементарных блоков с неравномерными интервалами.

В результате расчета двухмерного температурного поля на ПК получен осредненный тепловой поток, проходящий через рассчитанный участок ограждающей конструкции, равный Q=32,66 Вт. Площадь рассчитанного участка составляет А = 2 м².

Приведенное сопротивление теплопередаче рассчитанного фрагмента по формуле (М.1)

 = (20 + 30) (2 / 32,66) = 3,06 м²·°С/Вт.

Для сравнения сопротивление теплопередаче вне теплопроводного включения, определенное по формуле (8), равно

R_o = 1 / 23 + 0,0008 / 58 + 0,17 / 0,05 + 0,0008 / 58 + 1 / 8,7 = 3,56 м²·°С/Вт.

Температура внутренней поверхности в зоне теплопроводного включения по расчету на ПК равна 9,85 °С. Проверим на условие выпадения конденсата при t_int = 20 °С и j_int = 55 %. Согласно приложению Р температура точки росы t_d = 10,7 °С, что выше температуры поверхности по теплопроводному включению, следовательно, при расчетной температуре наружного воздуха -30 °С будет выпадение конденсата и конструкция нуждается в доработке.

Расчетная температура наружного воздуха, при которой не будет выпадения конденсата, следует определять по формуле

 °C.

M.4 При подготовке к решению задач о стационарном трехмерном температурном поле выполняют следующий алгоритм:

а) выбирают требуемый для расчета участок ограждающей конструкции, трехмерный в отношении распределения температур. Вычерчивают в масштабе три проекции ограждающей конструкции и проставляют все размеры;

б) составляют схему расчета (рисунок М.2), вычерчивая в аксонометрической проекции и определенном масштабе изучаемую часть ограждающей конструкции. При этом сложные конфигурации участков заменяют более простыми, состоящими из параллелепипедов. При такой замене необходимо учитывать влияющие в теплотехническом отношении детали конструкции. Наносят на чертеж границы области исследования и оси координат, выделяют в виде параллелепипедов участки с различными теплопроводностями, указывают условия теплообмена на границах и проставляют все размеры;

в) расчленяют область исследования на элементарные параллелепипеды плоскостями, параллельными координатным плоскостям XOY, ZOY, YOZ (рисунок М.2), выделяя отдельно участки с различной теплопроводностью, вычерчивают в масштабе схему расчленения исследуемой области на элементарные параллелепипеды и проставляют размеры;

г) вычерчивают три проекции области исследования на координатные плоскости в условной системе координат X', Y', Z', пользуясь схемами, выполненными согласно «б» и «в». Когда все элементарные параллелепипеды принимаются одного и того же размера, проставляют координаты вершин проекций параллелепипедов, ограничивающих участки области с различными теплопроводностями, и проекции плоскостей, образующих границы исследуемой области. Подписывают величины теплопроводностей, температуру на границах или окружающего воздуха и коэффициенты теплоотдачи;

д) составляют комплект исходных данных, пользуясь схемами «б», «в», «г», для ввода в ПК.

 

Пример расчета 2

 

Определить приведенное сопротивление теплопередаче панели совмещенной крыши, выполненной из ребристых железобетонных оболочек.

 

Исходные данные

 

1. Конструкция панели совмещенной крыши (рисунок М.2) размером 3180x3480x270 мм представляет в сечении трехслойную оболочку. Наружный и внутренний слои толщиной 50 и 60 мм из железобетона с коэффициентом теплопроводности 2,04 Вт/(м·°С). Средний теплоизоляционный слой из пенополистирольных плит с коэффициентом теплопроводности 0,05 Вт/(м·°С). Каждая из оболочек имеет параллельные один другому на расстоянии 700 мм ребра по 60 и 40 мм, доходящие до середины теплоизоляционного слоя. Ребра оболочек взаимно перпендикулярны и, таким образом, каждое ребро одной оболочки примыкает к ребру другой оболочки на площадке 60x40 мм.

2. В расчете приняты следующие условия на поверхностях ограждения

снаружи — t_ext = -40 °С и a_ext = 23 Вт/(м²·°С);

внутри - t_int = 21 °С и a_int = 8,7 Вт/(м²·°С).

 

 

Рисунок М.2 — Конструкция панели совмещенной крыши (а) и схема расчета конструкции панели совмещенной крыши (б)

 

Порядок расчета

 

Процесс теплопередачи такой ограждающей конструкции трехмерен, так как распределение температур определяется не только потоками теплоты, перпендикулярными плоскости ограждения, но и потоками теплоты в его плоскости. Поле температур симметрично относительно координатных плоскостей, поэтому для расчета возможно вырезать исследуемую область конструкции плоскостями, параллельными координатным (на рисунке М.2, а помечено буквами ADBC). На рисунке М.2, б представлено аксонометрическое изображение этой части конструкции. Условия теплообмена: на плоскостях AOD' D, CC' OA, BB' D' D, СС'В'В тепловые потоки, перпендикулярные осям координат ОХ и OY, равны нулю; на плоскостях ACBD и OC' B' D' возможно задать граничные условия второго рода:

- для плоскости ACBD t_ext = -40 °С и a_{ех t} = 23 Вт/(м²·°С);

- для плоскости ОС'В' D' t_int = 21 °С и a_int = 8,7 Вт/(м²·°С).

Согласно принятой методике расчета трехмерного температурного поля исследуемая область расчленяется на 3528 элементарных параллелепипедов. Расчет выполняется на ПК. В результате расчета получаем осредненный тепловой поток Q = 3,215 Вт. Площадь рассчитанного фрагмента А = 0,37 · 0,38 = 0,1406 м².

Приведенное сопротивление теплопередаче рассчитанного участка и всей панели определяется по формуле (М.1)

 = [(21 + 40) 0,1406] / 3,215 = 2,668 м²·°С/Вт.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Н

(рекомендуемое)

 

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ТАБЛИЧНЫМ ЗНАЧЕНИЯМ

 

 

Рисунок Н.1 — Схемы теплопроводных включений в ограждающих конструкциях

H.1 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ r ПО ФОРМУЛЕ (12) НАСТОЯЩЕГО СВОДА ПРАВИЛ

 

Таблица Н.1 — Определение коэффициента k_i

 

Схема теплопроводного включения по рисунку Н.1		lm/l	Коэффициент ki при а/d (рисунок Н.1)
			0,1	0,2	0,4	0,6	0,8	1	1,5	2
I		2	1,02	1,01	1,01	1,01	1	1	1	1
		5	1,16	1,11	1,07	1,05	1,04	1,03	1,02	1,01
		10	1,33	1,25	1,15	1,1	1,08	1,06	1,04	1,03
		30	1,63	1,47	1,27	1,18	1,14	1,11	1,07	1,05
II		10-40	2,65	2,2	1,77	1,6	1,55	—	—	—
III При с/d	0,25	2	1,02	1,01	1,01	1,01	1,01	1,01	1,01	1
		5	1,12	1,08	1,05	1,04	1,03	1,03	1,02	1,01
		10	1,18	1,13	1,07	1,05	1,04	1,04	1,03	1,02
		30	1,21	1,16	1,1	1,07	1,05	1,04	1,03	1,02
	0,5	2	1,05	1,04	1,03	1,02	1,01	1,01	1,01	1,01
		5	1,28	1,21	1,13	1,09	1,07	1,06	1,04	1,03
		10	1,42	1,34	1,22	1,14	1,11	1,09	1,07	1,05
		30	1,62	1,49	1,3	1,19	1,14	1,12	1,09	1,06
	0,75	2	1,06	1,04	1,03	1,02	1,02	1,01	1,01	1,01
		5	1,25	1,2	1,14	1,1	1,08	1,07	1,05	1,03
		10	1,53	1,42	1,25	1,16	1,12	1,11	1,08	1,05
		30	1,85	1,65	1,38	1,24	1,18	1,15	1,11	1,08
IV При c/d	0,25	2	1,03	1,02	1,02	1,01	1,01	1,01	1	1
		5	1,12	1,10	1,07	1,05	1,04	1,03	1,02	1,01
		10	1,2	1,16	1,1	1,07	1,06	1,05	1,03	1,02
		30	1,28	1,22	1,14	1,09	1,07	1,06	1,04	1,03
	0,5	2	1,07	1,05	1,04	1,03	1,02	1,02	1,01	1,01
		5	1,32	1,25	1,17	1,13	1,1	1,08	1,06	1,04
		10	1,54	1,42	1,27	1,19	1,14	1,12	1,09	1,06
		30	1,79	1,61	1,38	1,26	1,19	1,16	1,12	1,08
	0,75	2	1,07	1,05	1,04	1,03	1,02	1,02	1,01	1,01
		5	1,36	1,28	1,18	1,14	1,11	1,09	1,07	1,05
		10	1,64	1,51	1,33	1,23	1,18	1,15	1,11	1,08
		30	2,05	1,82	1,5	1,33	1,25	1,21	1,16	1,11
Примечание — Обозначения приняты по рисунку Н.1.

 

Пример расчета

 

Определить приведенное сопротивление теплопередаче панели с эффективным утеплителем (пенополистирол) и стальными обшивками промышленного здания.

 

Исходные данные

 

Размер панели 6x2 м. Конструктивные и теплотехнические характеристики панели:

толщина стальных обшивок 0,001 м, коэффициент теплопроводности l_m = 58 Вт/(м·°С);

толщина пенополистирольного утеплителя 0,2 м, коэффициент теплопроводности l = 0,04 Вт/(м·°С).

Отбортовка листового материала вдоль протяженных сторон панели приводит к образованию теплопроводного включения типа IIб (рисунок Н.1), имеющего ширину а = 0,002 м.

 

Порядок расчета

 

Сопротивления теплопередаче вдали от включения  и по теплопроводному включению :

 = 1 / 87 + 2 · (0,001 / 58) + 0,2 / 0,04 + 1 / 23 = 5,16 м²·°С/Вт;

 = 1 / 8,7 + (2 · 0,001 + 0,2) / 58 + 1 / 23 = 0,162 м²·°С/Вт.

Значение безразмерного параметра теплопроводного включения по таблице Н.2

a l_m / dl = 0,002 · 58 / (0,2 · 0,04) = 14,5.

По таблице Н.2 по интерполяции определяем величину y

y = 0,43 + [(0,665 - 0,43) 4,5] / 10 = 0,536.

Коэффициент k_i по формуле (13)

k_i = 1 + 0,536 · 0,2² / (0,04 · 0,002 · 5,16) = 52,94.

Коэффициент теплотехнической однородности панели по формуле (12)

r = 1 / {1 + [5,16 / (12·0,162)] 0,002 · 6 · 52,94} = 0,372.

Приведенное сопротивление теплопередаче по формуле (11)

 = 0,372 · 5,16 = 1,92 м²·°С/Вт.

 

Н.2 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ОДНОРОДНОСТИ r ПО ФОРМУЛЕ (14) НАСТОЯЩЕГО СВОДА ПРАВИЛ

Пример расчета

 

Определить приведенное сопротивление теплопередаче  одномодульной трехслойной железобетонной панели на гибких связях с оконным проемом крупнопанельного жилого дома серии III-133.

 

Исходные данные

 

Панель толщиной 300 мм содержит наружный и внутренний железобетонные слои, которые соединены между собой двумя подвесками (в простенках), подкосом, расположенным в нижней зоне подоконного участка, и распорками: 10 — у горизонтальных стыков и 2 — в зоне оконного откоса (рисунок Н.2).

В таблице Н.4 приведены расчетные параметры панели.

В зоне подвесок и петель внутренний бетонный слой имеет утолщения, заменяющие часть слоя утеплителя.

 

Таблица Н.2 — Определение коэффициента y

 

Схема теплопроводного включения по рисунку Н.1		Значения коэффициента y при alm/dl (по рисунку Н.1)
		0,25	0,5	1	2	5	10	20	50	150
I		0,024	0,041	0,066	0,093	0,121	0,137	0,147	0,155	0,19
IIб		—	—	—	0,09	0,231	0,43	0,665	1,254	2,491
III При с/d	0,25	0,016	0,02	0,023	0,026	0,028	0,029	0,03	0,03	0,031
	0,5	0,036	0,054	0,072	0,083	0,096	0,102	0,107	0,109	0,11
	0,75	0,044	0,066	0,095	0,122	0,146	0,161	0,168	0,178	0,194
IV При с/d	0,25	0,015	0,02	0,024	0,026	0,029	0,031	0,033	0,039	0,048
	0,5	0,037	0,056	0,076	0,09	0,103	0,12	0,128	0,136	0,15
	0,75	0,041	0,067	0,01	0,13	0,16	0,176	0,188	0,205	0,22

 

Таблица Н.3 — Определение коэффициента влияния f_i

 

Вид теплопроводного включения	Коэффициент влияния fi
Стыки	Без примыкания внутренних ограждений	С примыканием внутренних ограждений
		Без ребер		С ребрами толщиной, мм
				10		20
:
1 и более	0	0,03		0,07		0,12
0,9	0,005	0,1		0,14		0,17
0,8	0,01	0,13		0,17		0,19
0,7	0,02	0,2		0,24		0,26
0,6	0,03	0,27		0,31		0,34
0,5	0,04	0,33		0,38		0,41
0,4	0,05	0,39		0,45		0,48
0,3	0,06	0,45		0,52		0,55
Оконные откосы	Без ребер		С ребрами толщиной, мм:
			10		20
:
0,2	0,45		0,58		0,67
0,3	0,41		0,54		0,62
0,4	0,35		0,47		0,55
0,5	0,29		0,41		0,48
0,6	0,23		0,34		0,41
0,7	0,17		0,28		0,35
0,8	0,11		0,21		0,28
:
0,9	0,02		—		—
0,8	0,12		—		—
0,7	0,28		—		—
0,6	0,51		—		—
0,5	0,78		—		—
Гибкие связи диаметром, мм:
4	0,05		—		—
6	0,1		—		—
8	0,16		—		—
10	0,21		—		—
12	0,25		—		—
14	0,33		—		—
16	0,43		—		—
18	0,54		—		—
20	0,67		—		—
Примечания 1 В таблице приведены , Rcm, Ry — термические сопротивления, м2 · °С/Вт, соответственно панели вне теплопроводного включения, стыка, утолщения внутреннего железобетонного слоя, определяемые по формуле (8);  и  — расстояния, м, от продольной оси оконной коробки до ее края и до внутренней поверхности панели. 2 Промежуточные значения следует определять интерполяцией.

 

 

1 — распорки; 2 — петля; 3 — подвески; 4 — бетонные утолщения (d = 75 мм внутреннего железобетонного слоя); 5 — подкос

 

Рисунок Н.2 — Конструкция трехслойной панели на гибких связях

 

Таблица Н.4

 

Материал слоя	ro, кг/м3	lБ, Вт/(м·°С)	Толщина слоя, мм
			Вдали от включений	в зоне подвески и петли	горизонтальный стык	вертикальный стык
Наружный железобетонный слой	2500	2,04	65	65	65	65
Теплоизоляционный слой — пенополистирол	40	0,05	135	60	—	—
Минераловатные вкладыши	150	0,075	—	—	135	60
Внутренний железобетонный слой	2500	2,04	100	175	100	175

 

Порядок расчета

 

Конструкция ограждения содержит следующие теплопроводные включения: горизонтальные и вертикальные стыки, оконные откосы, утолщения внутреннего железобетонного слоя и гибкие связи (подвески, подкос, распорки).

Для определения коэффициента влияния отдельных теплопроводных включений предварительно рассчитаем по формуле (7) термические сопротивления отдельных участков панели:

в зоне утолщения внутреннего железобетонного слоя

R_y = 0,175 / 2,04 + 0,06 / 0,042 + 0,065 / 2,04 = 1,546 м²·°С/Вт;

по горизонтальному стыку

 = 0,1 / 2,04 + 0,135 / 0,047 + 0,065 / 2,04 = 2,95 м²·°С/Вт;

по вертикальному стыку

 = 0,175 / 2,04 + 0,06 / 0,047 + 0,065 / 2,04 = 1,394 м²·°С/Вт;

термическое сопротивление панели вдали от теплопроводных включений

 = 0,1 / 2,04 + 0,135 / 0,042 + 0,065 / 2,04 = 3,295 м²·°С/Вт.

Условное сопротивление теплопередаче вдали от теплопроводных включений

 = 1 / 8,7 + 3,295 + 1 / 23 = 3,453 м²·°С/Вт.

Так как панель имеет вертикальную ось симметрии, то определение последующих величин осуществляем для половины панели.

Определим площадь половины панели без учета проема окна

А₀ = 0,5 (2,8·2,7 - 1,48·1,51) = 2,66 м².

Толщина панели d_w = 0,3 м.

Определим площадь зон влияния A_i и коэффициент f_i для каждого теплопроводного включения панели:

для горизонтального стыка

 = 2,95 / 3,295 = 0,895.

По таблице Н.3 f_i = 0,1. Площадь зоны влияния по формуле (15)

А _i = 0,3 · 2 · 1,25 = 0,75 м²;

для вертикального стыка

 = 1,394 / 3,295 = 0,423.

По таблице Н.3 f_i = 0,375. Площадь зоны влияния по формуле (15)

A_i = 0,3 · 2,8 = 0,84 м²;

для оконных откосов при  = 0,065 м и  = 0,18 м, по таблице Н.3 f_i = 0,374. Площадь зоны влияния половины оконного проема с учетом угловых участков определяется по формуле (16)

A_i = 0,5 [2 · 0,3 · (1,53 + 1,56) + 3,14 · 0,3²] = 1,069 м²;

для бетонных утолщений внутреннего железобетонного слоя в зоне подвески и петли при  = 1,546 / 3,295 = 0,469 по таблице M.3 f_i = 0,78. Суммарную площадь зоны влияния утолщений подвески и петли находим по формуле (17)

A_i = (0,6 + 2 · 0,3) · (0,47 + 0,1) + (0,2 + 0,3 + 0,1) · (0,42 + 0,3 + 0,075) = 1,161 м²;

для подвески (диаметр стержня 8 мм) по таблице Н.3 f_i = 0,16, площадь зоны влияния по формуле (17)

A_i = (0,13 + 0,3 + 0,14) · (0,4 + 2 · 0,3) = 0,57 м²;

для подкоса (диаметр стержня 8 мм) по таблице H.3 f_i = 0,16, по формуле (17)

А _i = (0,13 + 0,3) · (0,22 + 0,3 + 0,09) = 0,227 м²;

для распорок (диаметр стержня 4 мм) по таблице Н.3 f_i = 0,05.

При определении суммарной площади зоны влияния пяти распорок следует учитывать, что ширина зоны влияния со стороны стыка ограничена краем панели и составляет 0,09 м. По формуле (18)

А _i = 5 (0,3 + 0,3) · (0,3 + 0,09) = 1,17 м².

Рассчитаем r по формуле (14)

r = 1 / {1 + [2 / (3,453 · 2,66)] · (0,84 · 0,375 + 0,75 · 0,1 + 1,069 · 0,374 + 1,161 · 0,78 +

+ 0,57 · 0,16 + 0,227 · 0,16 + 1,17 · 0,05)} = 0,71.

Приведенное сопротивление теплопередаче панели определим по формуле (11)

 = 0,71 · 3,453 = 2,45 м²·°С/Вт.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ П

(обязательное)