Пособие по теплотехническому расчету инвентарных зданий (передвижных контейнерных и сборно-разборных) (к снип ii-3-79*)

Рассчитаем по формуле (33) , ⁰С/Вт

Далее определяем . Для этого условно рассекаем область ABCD на участки 1-7, перпендикулярные направлению оси , и опреде­ляем по формуле (34) их термические сопротивления , ⁰С/Вт

Рассчитываем , ⁰С/Вт, по формуле (35)

Рассчитываем , ⁰С/Вт, по формуле (31)

Приведенный коэффициент теплопроводности в направлении оси , Вт/(м×⁰С), по формуле (29) равен:

аналогично в направлении оси получим

По формуле (28) рассчитываем приведенное значение , ВТ/(м×⁰С)

Определяем отношение коэффициентов теплопроводности утепли­теля и углового стыка

Из графика (см. рис. 5) находим

Расчет , м²×⁰С/Вт, производится по формулам (3) - (5) СНиП II-3-79**

Далее по формуле (27) определяем значение температуры поверх­ности стены , ⁰С вне зон теплопроводных включений

Температуру в угловом соединении стены и пола , ⁰С рассчи­тываем по формуле (26)

Следовательно, температура в угловом соединении стены и пола будет отвечать требованиям невыпадения конденсата при относительной влажности воздуха помещения .

3.9. Требуемое сопротивление теплопередаче заполнений све­товых проемов (окон), следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

Номенклатура зданий

Исполнение

Требуемое сопротивление теплопередаче заполнений оконных проемов, , м²×⁰С/Вт

1. Жилые дома, детские и лечебно-профилактические учреждения

«С»

«О»

«Ю»

0,53

0,53

0,39

2. Общественные здания, кроме указанных в п. 1

«С»

«О»

«Ю»

0,48

0,48

0,31

3. Производственные здания

«С»

«О»

«Ю»

0,34

0,34

0,31

3.10. Приведенное сопротивление теплопередаче заполнений све­товых проемов (окон) следует принимать по прил. 6* СНиП II-3-79**.

4. ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТЬ ЗДАНИЙ

4.1. Проверка теплоустойчивости помещений производится из ус­ловия обеспечения в нем нормативного уровня амплитуды колебания температуры внутреннего воздуха (п. 2.3).

4.2. Амплитуду колебаний температуры внутреннего воздуха , ⁰С, для зимнего периода года следует определять по формуле

(36)

где - амплитуда суточных колебаний температуры наружного возду­ха, ⁰С, принимаемая независимо от исполнения инвентарных зданий рав­ной 5 ⁰С; m - коэффициент неравномерности отдачи тепла отопительными приборами, принимается равным: при наличии электроотопления (без системы автоматического регулирования) - 0,05; при центральном отоп­лении - 0,1; при печном - 0,5; - расчетная температура внутреннего воз­духа помещения, ⁰С, принимаемая по п. 2.2; - расчетная зимняя темпе­ратура наружного воздуха, ⁰С, принимаемая по п. 2.1; - средневзве­шенное значение сопротивления теплопередаче ограждающих конструк­ций, м²×⁰С/Вт, следует определять по формуле

(37)

где - соответственно значения сопротивлений теплопередаче, м²×⁰С/Вт, и площади внутренних поверхностей наружных ограждений, м²; - коэффициент теплопоглощения поверхностей внутренних огражде­ний (перегородок), Вт/( м²×⁰С), следует применять равным коэффициенту теплоусвоения внутренней поверхности ограждения, , Вт/( м²×⁰С), зна­чения которого рассчитываются следующим образом:

если первый слой ограждения, обращенный в помещение, имеет величину характеристики тепловой инерции

(38)

то , где - коэффициент теплоусвоения материала первого слоя, Вт/( м²×⁰С) [см. СНиП II-3-79*; (прил. 3)]; - термическое сопротивление первого слоя, м²×⁰С/ Вт; рассчитывается по формуле (3) СНиП II-3-79**,

если первый слой имеет , но ( - характеристика тепловой инерции второго слоя), то величину вычисляют по формуле

(39)

где - коэффициент теплоусвоения материала второго слоя, Вт/( м²×⁰С);

если первые слоев конструкции ( ) имеют суммарную теп­ловую инерцию , но тепловая инерция слоев , то величину следует определять, начиная с -го слоя конструкции:

для -го слоя

(40)

для -го слоя ( )

(41)

- площади поверхностей внутренних ограждений, м²; - коэффици­ент теплопоглощения внутренних поверхностей наружных ограждений, Вт/( м²×⁰С); для стен и потолка определяется по формуле

(42)

где - коэффициент конвективного теплообмена, Вт/( м²×⁰С).

Коэффициент теплопоглощения поверхности пола следует при­нимать равным коэффициенту теплоусвоения пола .

Коэффициент теплопоглощения окна , Вт/( м²×⁰С), следует опре­делять по формуле

(43)

где - сопротивление теплопередаче окна м²×⁰С/Вт, (см. прил. 6 СНиП II-3-79**; - удельная теплоемкость материала мебели, кДж/(кг×⁰С) (см. СНиП II-3-79**, прил. 3); - масса мебели, кг. При отсутствии проект­ных данных о мебели ее масса для жилой комнаты принимается равной 200 кг, а удельная теплоемкость - 2,3 кДж/(кг×⁰С).

4.3. Величина ожидаемой амплитуды колебаний температуры воз­духа помещения в летний период эксплуатации определяется по формуле

(44)

где - максимальная амплитуда суточных колебаний температуры на­ружного воздуха в июле, принимаемая для зданий всех исполнений рав­ной 10⁰С; - коэффициент поглощения солнечной радиации наружной поверхностью ограждения (см. СНиП II-3-79**, прил. 7); - амплитуда эквивалентной температуры солнечного облучения, принимаемая для зданий всех исполнений равной 20⁰С.

4.4. Если величина ожидаемой амплитуды колебаний температуры внутреннего воздуха окажется выше нормативных значений (см. п. 2.3), то в этом случае следует: принять большее значение термического сопротивления наружных ограждений или увеличить теплоаккумулиру­ющую способность помещения за счет увеличения толщины внутренних теплоемких слоев ограждения или применения более плотных материалов внутренней обшивки, или предусмотреть автоматическое регулирование температуры воздуха помещений.

Пример 4. Требуется проверить теплоустойчивость жилого поме­щения дома-общежития, описание которого приводится в примере 1. Для этого рассчитывается по формулам (36) и (44) амплитуда колебания внут­реннего воздуха , ожидаемая в зимний и летний периоды года.

Расчетные параметры для зимнего для зимнего периода: =-50⁰С; =22⁰С; =0,05 (электроотопление без системы автоматического регу­лирования температуры воздуха помещения).

Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструк­ций , м²×⁰С/Вт, (см. пример 1): стен - 2,2, потолка - 2,7, пола - 6,0, окна - 0,52. Масса мебели принимается равной 200 кг, изготовлена мебель из ДВП (С=2,3 кДж/(кг×⁰С)).

Для расчета прежде всего определяется средневзвешенная ве­личина из значений сопротивления теплопередаче отдельных ограждаю­щих конструкций [см. формулу (37)].

Затем, чтобы определить коэффициенты теплопоглощения и внутренних поверхностей внутренних и наружных ограждающих кон­струкций, необходимо для каждого слоя рассчитать термическое сопро­тивление , м²×⁰С/Вт, [см. формулу (3) СНиП II-3-79**], тепловую инерцию [см. формулу (38)] и коэффициент теплоусвоения внутрен­ней поверхности ограждения , Вт/(м²×⁰С), по формулам (39) - (41).

Стены внутренние:

ДВП твердая

ДВП мягкая

Пенополистирол

Следовательно расчет У начинаем со 2-го слоя

Тогда

Поскольку для внутренних ограждений

Вт/⁰С.

Стены наружные: Вт/(м²×⁰С), так как конструкция внут­ренних и наружных стен одинакова; Вт/(м²×⁰С) - см. пример 1;

Вт/(м²×⁰С);

Вт/⁰С.

Потолок: Вт/(м²×⁰С) - см. пример 1; Вт/(м²×⁰С) (конструкция стен и потолка одна и та же).

Вт/(м²×⁰С);

Вт/⁰С.

Окно:

Вт/(м²×⁰С);

Вт/⁰С.

Пол:

линолеум

м²×⁰С/ Вт ;

ДСП

м²×⁰С/ Вт ;

ДВП

м²×⁰С/ Вт ;

Пенополистирол

м²×⁰С/ Вт ;

Следовательно, расчет У, Вт/(м²×⁰С), начинаем с 3-го слоя

Вт/⁰С;

⁰С.

Для летних условий определяется по формуле (44) (см. СНиП II-3-79**, прил. 7).

- те же, что и в расчете для зим­них условий;

⁰С.

Таким образом расчет показал, что для зданий условий ⁰С, а для летних условий ⁰С.

Следовательно принятая конструкция здания удовлетворяет требо­ваниям теплоустойчивости, так как ожидаемая при расчетных условиях амплитуда колебаний температуры воздуха помещения в зимний и летний периоды не превышает нормативного уровня (см. п. 2.3).

5. ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

К КОНСТРУКЦИИ ПОЛА

5.1. Показатель теплоусвоения , Вт/(м²×⁰С) поверхности пола в мобильных (инвентарных) зданиях не должен превышать следующих зна­чений:

для жилых домов, детских и лечебно-профилактических учрежде­ний 10

для общественных зданий прочего функционального назначения 12

для отапливаемых помещений производственных зданий с посто­янным пребыванием людей на рабочих местах 14

5.2. Показатель теплоусвоения поверхности пола, , Вт/(м²×⁰С), следует определять следующим образом:

а) если покрытие (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию

(45)

б) если покрытие пола имеет тепловую инерцию , но тепловая инерция первых двух слоев

(46)

в) если первые n слоев конструкции пола (n³2) имеет суммарную тепловую инерцию , но тепловая инерция n+1 сло­ев, , то:

1) вычисляем показатель теплоусвоения наружной поверхности n-го слоя по формуле

(47)

2) вычисляем коэффициенты теплоусвоения наружной поверхнос­ти i-тых слоев по формуле

(48)

для

3) принимаем равным показателю теплоусвоения наружной поверхности 1-го слоя

В формулах (45) - (48):

- термические сопротивления соответственно 1-го, n-го и i-го слоев пола, м²×С/Вт, определяемые по формуле (3) СНиП II-3-79*;

- коэффициенты теплоусвоения материала соот­ветственно 1-го, 2-го, n-го, (n+1)-го, i-го слоев пола, Вт/(м²×⁰С), принима­емые по прил. 3 СНиП II-3-79**; - показатель теплоусвоения наруж­ной поверхности (i+1)-го слоя пола, Вт/(м²×⁰С).

Пример 5. Определить показатель теплоусвоения пола , конст­рукция и теплотехническая характеристика материалов которого приведе­ны в примере 1.

Линолеум

м²×⁰С/ Вт ;

ДСП

м²×⁰С/ Вт ;

Тогда по формуле (46)

Вт/(м²×⁰С).

Следовательно, конструкция пола удовлетворяет предъявленным к ней требованиям, так как Вт/(м²×⁰С)< Вт/(м²×⁰С) п. 5.1.

5.3. Для обеспечения оптимальной температуры поверхности пола в помещениях жилых домов, детских и лечебно-профилактических учреж­дениях необходимо предусматривать искусственный обогрев полов.

5.4. Расчетную температуру поверхности обогреваемого пола сле­дует принимать 21⁰С.

5.5. Для обогрева полов могут быть использованы горячая вода, теплый воздух или электроэнергия. Выбор теплоносителя в каждом отде­льном случае должен производиться на основе технико-экономических обоснований и расчетов.

При проектировании теплых полов необходимо исходить из того, что главной целью обогрева полов является поддержание оптимальной для человека температуры на их поверхности, а не компенсация общих теплопотерь помещением. При этом сопротивление теплопередаче конст­рукции обогреваемого пола во избежание больших теплопотерь через его конструкцию, а также на случай аварийного отключения, системы обог­рева пола должно быть не менее: для исполнения «С» - 4,5 м²×⁰С/Вт; «О» - 3,5 м²×⁰С/Вт; «Ю» - 3,0 м²×⁰С/Вт.

6. ВОЗДУХОПРОНИЦАЕМОСТЬ ЗДАНИЙ

6.1. Нормативную воздухопроницаемость , кг/(м²×ч), огражда­ющих конструкций зданий и сооружений следует принимать по табл. 12 СНиП II-3-79**. При этом суммарный расход воздуха через все ограждаю­щие конструкции G не должны превышать утроенного внутреннего объе­ма здания , т.е. должно выполняться требование .

6.2. Суммарный расход воздуха через все ограждающие конструк­ции G, м²/ч, при расчетной разности давлений воздуха на наружных и внутренних поверхностях ограждающих конструкций (СНиП II-3-79**, п. 5.2) определяется по формуле

(49)

где и - соответственно нормативная воздухопроницаемость, кг/(м²×ч) и площадь, м², наружных ограждений, окон и дверей; и - соответственно нормативная воздухопроницаемость, кг/(м×ч), и длина, м, стыков между панелями наружных ограждений, - удельный вес возду­ха, Н/м³, определяемый по формуле (31) СНиП II-3-79** при температуре воздуха, равной среднему значению между расчетными и .

6.3. В том случае, если , то следует предусмотреть допо­лнительные мероприятия по уменьшению общей воздухопроницаемости (уменьшение общей длины рядовых стыковых соединений между панеля­ми ограждений, введение большого количества глухих стен, применение материалов обшивок с большим сопротивлением воздухопроницанию и т.п.).

Пример 6. Определить, удовлетворяет ли проектируемый блок-кон­тейнер требованиям, предъявляемым к воздухопроницаемости зданий данного типа.

Исполнение - северное: ⁰С; ⁰С. Внутренние габа­риты здания: м. Здание имеет одно окно ( м²) и од­ну входную дверь ( м²). Стыковые соединения имеются только в местах соединения стеновых панелей.

1. Определяем допустимое значение воздухопроницаемости рас­сматриваемого здания (п. 6.1)

м³,

м³/ч.

2. Далее по формуле (49) определим суммарный расход воздуха через ограждающие конструкции и их элементы G, м³/ч.

Внутренняя площадь наружных ограждений , м², за вычетом окна и двери:

Длина стыков l, м:

горизонтальных

вертикальных

общая длина

Нормативная воздухопроницаемость (СНиП II-3-79**, п. 5.3):

для ограждений кг/(м²×⁰С);

для окна кг/(м²×⁰С);

для двери кг/(м²×⁰С);

для стыков кг/(м×ч).

Н/м³;

м³/ч.

3. Здание удовлетворяет требованиям, предъявляемым к его возду­хопроницаемости, так как

7. СОПРОТИВЛЕНИЕ ПАРОПРОНИЦАНИЮ

ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ

7.1. Влажностный режим конструкции существенным образом влияет на ее теплозащитные качества и зависит от температуры внутрен­него воздуха, паропроницаемости используемых в конструкции материа­лов, конструктивного решения ограждений и расположения в нем парои­золяционных и теплоизоляционных слоев.