Климатические характеристики района постройки

Пункт строительства

г. Киев

	Наименование расчетной величины	Обозначение, единица измерения	Значение характеристики	Литературный источник
	1. Средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92	, ^0С	– 21	[2, табл.1.3] или [5, табл.1.3]
	2. Средняя температура за отопительный период	, ^0С	– 1,1	[2, табл.1.3] или [5, табл.1.3]
	3. Продолжительность отопительного периода	zот.пер, сут		[2, табл.1.3] или [5, табл.1.3]
	4. Средняя температура по месяцам:	^0С		[2]
	январь	tн(I)	– 5,9
	февраль	tн(II)	– 5,2
	март	tн(III)	– 0,4
	апрель	tн(IV)	7,5
	май	tн(V)	14,7
	июнь	tн(VI)	17,8
	июль	tн(VII)	19,8
	август	tн(VIII)	18,7
	сентябрь	tн(IX)	13,9
	октябрь	tн(X)	7,5
	ноябрь	tн(XI)	1,2
	декабрь	tн(XII)	– 3,5
	5. Упругость (парциальное давление) водяного пара наружного воздуха по месяцам:	Па		[2]
	январь	ен(I)
	февраль	ен(II)
	март	ен(III)
	апрель	ен(IV)
	май	ен(V)	1 040
	июнь	ен(VI)	1 370
	июль	ен(VII)	1 550
	август	ен(VIII)	1 500
	сентябрь	ен(IX)	1 170
	октябрь	ен(X)
	ноябрь	ен(XI)
	декабрь	ен(XII)
6. Географическая широта рай-она строительства города	–		[2, прил.1]
7. Минимальная средняя скорость ветра по румбам за июль	, м/с	(принимается 1,0 м/с)	[2, прил.4]
8. Максимальная (прямая) солнечная радиация, поступающая в июле на вертикальные поверхности	Imax, Вт/м2		[2, прил.6 или 7]
9. Средняя (рассеянная) солнечная радиация, поступающая в июле на вертикальные поверхности	Iср, Вт/м2		[2, прил.6 или 7]
10. Максимальная амплитуда суточных колебаний температуры наружного воздуха в июле	Atн, 0С	18,4	[2, прил.2]

2. Вычисляем требуемое сопротивление теплопередаче ограждения по санитарно-гигиеническим и комфортным требованиям по формуле (5) при n = 1 [1, табл.3^*]; Вт/(м²∙К) [1, табл.4^*]; ⁰С [1, табл.2^*]:

.

3. Необходимое термическое сопротивление слоя утеплителя (2-го слоя рассчитываемой 3-слойной панели) определяют из уравнения (1):

R₀ = R_в + R₁ +R_ут + R₃ + R_н,

откуда

R_ут = R₀ – (R_в + R₁ + R₃ + R_н).

4. В соответствии со СНиП II-3-79^* [1] находим:

[1, табл.4^*];

[1, табл.6^*].

5. Определяем термические сопротивления внутреннего и наружного слоев ограждения для условий категории “Б” эксплуатации наружной стены:

;

.

6. Находим требуемое термическое сопротивление слоя утеплителя из условия :

R_ут = 1,121 – (0,115 + 0,0215 + 0,0538 + 0,0435) = 0,887 .

7. Необходимая толщина слоя утеплителя вычисляется по формуле (3):

δ _ут = λ _ут ∙ R_ут = 0,13 ∙ 0,887 = 0,0115 м.

8. Округляя толщину слоя утеплителя до сотых долей метра, окончательно принимаем δ _ут = 0,12 м. При этой величине действительное термическое сопротивление слоя утеплителя равно

.

9. Фактическое сопротивление теплопередаче наружной стены равно

R₀ = 0,115 + 0,0215 + 0,923 + 0,0538 + 0,0435 = 1,1568 .

10. Из сравнения

следует, что рассчитываемая конструкция наружной стены соответствует санитарно-гигиеническим и комфортным требованиям.

11. Расчетный коэффициент теплопередачи данной конструкции стены равен

.

12. Рассчитаем требуемое сопротивление теплопередаче данной конструкции наружной стены из условия энергосбережения.

Предварительно определяем градусо-сутки отопительного периода по формуле (6):

ГСОП = (t_в – t_от.пер)∙ z_от.пер = (18 + 1,1)∙187 = 3 572 ⁰С∙сут.

Находим требуемое сопротивление теплопередаче в соответствии с табл.1б^* СНиП II-3-79^* [1] методом интерполяции.

ГСОП, ^0С∙сут
2 000	2,1
4 000	2,8

.

Таким образом, по условиям энергосбережения в соответствии с новой редакцией СНиП II-3-79^* [1] сопротивление теплопередаче наружной стены должно быть не менее .

Пример 2. Определить соответствие теплозащитных свойств чердачного перекрытия верхнего этажа жилого дома с кровлей из рулонных материалов для климатических условий, описанных в примере 1 (район строительства – г. Киев).

Исходные данные. Конструкция чердачного перекрытия (прил.6, рис.2): внутренний слой (несущая основа) δ₁ = 0,22 м из железобетонной плиты: ρ₁=2 500 кг/м³; λ₁ = 2,04 Вт/(м∙К); слой утеплителя – шлаковая пемза δ₂ = 0,12 м; ρ₂= 400 кг/м³; λ₂ = 0,16 Вт/(м∙К); наружный слой δ₃ = 0,05 м – цементно-песчанная стяжка λ₃ = 0,93 Вт/(м∙К).

Климатические характеристики района строительства определены в примере 1: ; t_от.пер = – 1,1 ⁰С; z_от.пер = 187 сут. Группа условий эксплуатации ограждения – категория “Б”.

Порядок расчета

1. Определяем нормативные величины, необходимые для расчета требуемого сопротивления теплопередачи для чердачного перекрытия здания с кровлей из рулонных материалов:

n = 0,9 ([1] табл.3^*); Δ t^н = 3⁰С ([1] табл.2^*);

α_в = 8,7 Вт/(м²∙К); α_н = 12 Вт/(м²∙К) ([1],табл.4^*);

м²∙К/Вт ([1],табл.6^*).

2. Вычисляем требуемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия по санитарно-гигиеническим и комфортным требованиям по формуле (5):

.

3. Находим сопротивление теплопередачи заданной конструкции перекрытия по формуле (1):

4. Сравнивая результаты расчетов, устанавливаем, что общее сопротивление теплопередачи перекрытия меньше требуемого:

,

значит, рассматриваемая конструкция не удовлетворяет санитарно-гигиеническим и комфортным требованиям

5. Для повышения сопротивления теплопередачи данного ограждения необходимо увеличить толщину утеплителя.

Примем необходимую толщину утеплителя δ₂ = 160 мм (0,16 м).

Тогда общее сопротивление теплопередаче перекрытия будет равно

.

В этом случае

,

т.е. чердачное перекрытие обеспечивает санитарно-гигиенические и комфортные условия в помещении.

6. Расчетная величина коэффициента теплопередачи перекрытия равна

.

7. Проверяем соответствие данной конструкции чердачного перекрытия условиям энергосбережения.

В соответствии с выполненными в примере 1 расчетами, градусо-сутки отопительного периода для условий города Киева равны ГСОП = 3 572 ⁰С∙сут.

Находим требуемое сопротивление теплопередаче по табл.1б^* СНиП II-3-79^* [1]:

ГСОП, ^0С∙сут
2 000	2,8
4 000	3,7

.

Таким образом, для обеспечения соответствия данного чердачного перекрытия условиям энергосбережения необходимо значительно увеличить толщину утеплителя, чтобы повысить требуемое сопротивление теплопередаче до расчетной величины .

Пример 3. Проверить конструкцию наружной стены жилого здания (описанную в примере 1) на конденсацию влаги на внутренней поверхности.

Исходные данные. Влажностной режим помещения, климатическая характеристика района строительства (г. Киев) и расчетный коэффициент сопротивления теплопередаче ограждения определены в примере 1:

t_в = 18⁰С; φ_в = 60%; –21⁰С; R₀ = 1,157 .

Порядок расчета

1. Определяем температуру внутренней поверхности наружной стены по формуле (8):

14,1⁰С.

2. Находим температуру точки росы t_т.р воздуха в помещении с помощью Id – диаграммы (рис.2). Она составляет 10,1⁰С.

3. Сравнение полученных результатов показывает, что

τ_в.п = 14,1⁰С > t_т.р = 10,1⁰С,

поэтому конденсации водяных паров на внутренней поверхности наружной стены происходить не будет.

Пример 4. Проверить теплозащитные свойства теплоустойчивости наружной стены жилого дома, конструкция которой принята в примере 1, для летнего режима (район строительства – г. Киев).

Исходные данные. Теплотехнические характеристики материалов слоев ограждения принимаем по результатам выполненных в примере 1 расчетов и табл.1:

для внутреннего слоя δ₁ = 0,04 м; s₁ = 17,88 Вт/(м²∙К);

α_в = 8,7 ; R₁ = 0,0215 ;

для слоя утеплителя δ₂ = 0,12 м; s₂ = 1,95 Вт/(м²∙К);

R₂ = 0,923 ;

для наружного слоя δ₃ = 0,10 м; s₃ = 17,88 Вт/(м²∙К);

ρ = 0,7; R₃ = 0,0538 .

Необходимые климатические характеристики района строительства выписываем из табл.2: υ = 1,9 м/с; I_max = 601 Вт/м²; I_ср = 174 Вт/м²; A_tн =18,4 ⁰С; t_н(VII) = 19,8 ⁰С.

Порядок расчета

1. Находим коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения для летних условий по формуле (12):

;

здесь при табличном значении υ = 0 м/с принимаем υ = 1,0 м/с.

2. Определяем расчетную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха по формуле (11):

.

3. Находим тепловую инерцию слоев ограждения по формуле (14):

;

;

.

4. Вычисляем коэффициенты теплоусвоения наружных поверхностей слоев ограждения:

первого слоя при D₁ < 1 по формуле (16)

;

второго слоя при D₂ > 1

;

третьего слоя при D₃ < 1 по формуле (17)

5. Тепловая инерция ограждения равна

D = D₁ + D₂ + D₃ = 0,38 + 1,8 + 0,96 = 3,14.

6. Определяем величину затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха по формуле (13):

7. Находим амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности стены по формуле (18)

.

8. Находим требуемую величину амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены. Поскольку средняя температура наружного воздуха за июль t_н(VII) = 19,8⁰С < 21⁰С, принимаем в соответствии со СНиП II-3-79^* [1]

9. Из сравнения

следует, что ограждение удовлетворяет требованию теплоустойчивости для летнего режима.

Дата добавления: 2015-12-08