Конструктивное решение малоэтажного жилого дома

Конструктивная система и схема здания

Конструктивная система — это взаимосвязанная совокупность горизонтальных и вертикальных конструктивных элементов здания, обеспечивающих прочность, жесткость и устойчивость здания.

В моём проекте имеет место стеновая или бескаркасная конструктивная система. Основными конструктивными элементами такой системы являются стены и плиты перекрытия.

Виды конструктивных схем Стеновая схема с поперечными несущими стенами Стеновая схема с продольными несущими стенами Схема с перекрестным расположением несущих конструктивных элементов Конструктивная схема данного здания схема с перекрестным расположением несущих конструктивных элементов.

Конструирование ограждающей конструкции и расчет тепловой защиты здания

Наружные стены здания предназначены для ограждения и защиты от воздействий окружающей среды. Они воспринимают и передают нагрузку от находящихся выше конструкций — перекрытий и покрытий на фундамент.

Толщина наружных стен определяется на основании теплотехнического расчета. Несущий материал стен: кирпич керамический толщиной 380 мм.

В качестве декоративного слоя выбрал кирпич керамический облицовочный. Его толщина 120 мм.

Оконные проемы в стенах запроектированы с четвертями сверху и сбоку, предназначенными для удобства установки оконных блоков и тепловой защиты. Над оконными и дверными проемами уложены железобетонные перемычки. Они передают нагрузку от вышележащих конструкций на стены.

Расчет наружной стены жилого здания Исходные данные:

Рис. 2. Схема ограждающей конструкции

Штукатурка (раствор цементно-песчаный), д₁=10 мм, л₁=0,76 Вт/м· єС;

Кирпич глиняный обыкновенный д₂=380 мм, л₂=0,7 Вт/м· єС;

Плиты минераловатные ЗАО «Минеральная вата» плотностью 180 кг/м³ д₃=х мм, л₃=0,045 Вт/м· єС;

Кирпич керамический пустотный д₃=120 мм, л₃=0,58 Вт/м· єС;

Расчет тепловой защиты здания Первый этап расчета тепловой защиты здания На первом этапе необходимо определить толщину утеплителя данного района строительства, для чего предварительно определяем градусо-сутки отопительного периода D_d, ?C· сут, по формуле:

(1).

Найдем значение параметры формулы:

t_int=20?C (см. п. 1.1);

t_ht — средняя температура наружного воздуха, ?C, отопительного периода, принимаемая для период со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8? C, t_ht= -3 ?C (табл. 1 [3]).

z_ht — продолжительность, сут., отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8? C, z_ht=207 сут. (табл. 1 [3]), тогда.

D_d = (20 +3)· 207 = 4761? C· сут.

По значению D_d по табл. 4, п. 5.3 [2] (для стен жилого здания) определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_reg, м²· ?C/Вт. Т.к. значение D_d не принимает табличной величины, то воспользуемся формулой:

(2).

где a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по табл. 4, п. 5.3 [2] для соответствующих групп зданий (в нашем случае a=0,35, b=1,4), тогда:

R_reg= 0,35*4761+1,4 =3,6 635 м· ?C/Вт, Далее определяем приведенное сопротивление теплопередаче м²· ?C/Вт, заданной многослойной О.К. которое должно быть не менее нормируемого значения R_reg, м²· ?C/Вт, (R₀?R_reg). R₀ находим как сумму термических сопротивлений отдельных слоев с учетом сопротивлений теплопередаче внутренней и наружной поверхностей О.К. (R_si и R_se) по формуле:

(3).

которую приведем к нашему частному случаю:

(4).

где R_si равно:

(5).

где б_int — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности О.К., Вт/(м²· ?C), б_int =8,7 Вт/(м²· ?C) принимаемый по табл. 7, п. 5.8 [2];

R_se равно:

(6).

б_ext — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности О. К, Вт/(м²· ?C), б_ext = 23 Вт/(м²· ?C)принимается по табл. 8, п. 9.12 [4].

R₁, R₂, R₃ R₄ — термические сопротивления отдельных слоев О.К., м²· ?C/Вт, которые равны:

(7).

где д_i — толщина i-го слоя О.К., м;

л_i — расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м· ?C).

Так как R₀?R_reg, то подставляем числовые значения и получаем:

.

откуда выражаем x:

.

Принимаем x=100мм., т. е. округляем до ближайшей промышленной толщины. Тогда.

Таким образом, общая толщина О.К. составляет.

.

которая обеспечивает требования тепловой защиты зданий по показателю а, т.к. R₀= 3,143 555 м²· ?C/Вт?R_reg=3,6 635 м²· ?C/Вт.

Второй этап расчета тепловой защиты здания На втором этапе необходимо определить расчетный температурный перепад? t₀, ?C, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности О.К., который не должен превышать нормируемой величины? t_n, ?C. Для наружных стен жилых зданий? t_n=4?C по табл. 5, п. 5.8[2].

Расчетный температурный перепад определяем по формуле:

. (8).

Найдем значения параметров формулы:

n — коэффициент, учитывающий зависимость положение наружной поверхности О.К. по отношению наружному воздуху,.

n=1 по табл. 6, п. 5.8 [2];

t_int=20?C (см. п. 1.1);

t_ext= -19?C.

R₀= 3,143 555 м²· ?C/Вт (см. п. 1.2.1);

б_int =8,7 Вт/(м²· ?C) (см. п. 1.2.1), тогда подставляя в формулу числовые значения получаем: .

Таким образом, расчетный температурный перепад? t₀=1,426 016 ?C не превышает нормируемого значения? t_n=4?C, что удовлетворяет первому санитарно-гигиеническому условию показателя б.

Третий этап расчета тепловой защиты здания На третьем этапе необходимо проверить выполнение требования второго условия санитарно-гигиенического показателя: температура внутренней поверхности О.К. должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха.

Температуру внутренней поверхности ф_si, ?C. Многослойной О. К. следует определять по формуле:

. или.

(9).

Найдем значение параметров формулы:

t_int=20?C (см. п. 1.1);

t_ext= -19?C (см. п. 1.1);

R₀=3,143 555 м²· ?C/Вт (см. п. 1.2.1);

б_int =8,7 Вт/(м²· ?C) (см. п. 1.2.1).

Тогда .

При t_int=20?C и ц_int=45% температура точки росы внутреннего воздуха t_d=7,72?C ([4]).

Таким образом, температура внутренней поверхности ограждающей конструкции t_si=18,57 398.

?C больше температуры точки росы внутреннего воздуха t_d=7,72?C, т. е. t_si>t_d, что удовлетворяет второму санитарно-гигиеническому условию показателя? б?.

Требования СНиП 23−02−2003 «Тепловая защита зданий» по показателям? а? и? б? выполнены, значит принятая О.К. удовлетворяет климатическим условиям г. Рязань.