Разработка конструктивного решения наружных стен с обеспечением основных параметров теплозащиты

Кафедра «Проектирование зданий»

Разработка конструктивного решения наружных стен с обеспечением основных параметров теплозащиты Выполнил:

студент гр. 1 ПГ 34 з, Фархутдинова Рамиля М.

Казань 2014 год

Индивидуальное задание Разработать конструктивное решение наружной стены с узлами примыкания к несущим конструкциям и обеспечить нормативный уровень основных параметров теплозащиты:

1. Необходимого сопротивления теплопередаче.

2. Ненакопления парообразной влаги в ограждении.

3. Обеспечения теплового комфорта в помещении

4. Обеспечения невыпадения конденсата на внутренних поверхностях наружных стен в местах теплотехнических неоднородностей.

Климатические условия места строительства, назначение задания и параметры ограждения представлены ниже:

1. Место строительства: г. Орел, климатический подрайон IIВ.

2. Назначение: жилой дом.

3. Несущая система здания: монолитный железобетонный каркас.

4. Конструкция наружной стены: двухслойная с наружным утеплением и штукатуркой по сетке.

1. Наружные климатические условия Определены по таблице 1* СНиП 23−01−99*:

— расчетная температура наружного воздуха (температура наиболее холодной пятидневки, обеспеченностью 0,92), =-26єC;

— средняя температура наружного воздуха в течение отопительного периода (для жилого дома со среднесуточной температурой менее или равной 8 єC), =-2,7єC;

— продолжительность отопительного периода =222 сут.;

— зона влажности места строительства — нормальная. Определено по «Карте зон влажности» СНиП 23−02−2003.

2. Параметры внутренней среды помещений Определены по табл. 1 СНиП 23−101−2004 (для жилых и общественных зданий):

— температура наружного воздуха =21 єC;

— относительная влажность внутреннего воздуха =50%.

На основании табл. 1 СНиП 23−02−2003, при =21 єC и =50% определен влажностный режим помещений — нормальный.

3. Определение влажностных условий эксплуатации ограждающих конструкций Определен по табл. 2 СНиП 23−02−20 003 для нормального влажностного режима помещений и нормальной зоны влажности места строительства — условий эксплуатации Б. (Для расчетов принимаем).

4. Требуемое (нормируемое) сопротивление теплопередаче R

Определетабл. 4 СНиП 23−02−2003 на основании градусо-суток отопительного периода

=(21-(-2,7))*222=5261,4єC сут.

Значение ГСОП=5261єC сут. Отличается от табличных значений, в связи с чем воспользуемся приложением к табл. 4 СНиП 23−02−2003:

R

5. Разработка конструктивного решения наружных стен и определение основных теплозащитных параметров Для детальной разработки задана двухслойная стена с наружным утеплением и штукатуркой по сетке. Схема этой конструкции стены приведена на рис. 1

1. Внутренняя штукатурка

2. Конструкционный слой

3. Теплоизоляционный слой

4. Облицовочный слой — наружная штукатурка

Материалы для функциональных слоев приняты по Приложению Д СП 23−101−2004 и приведены в табл.1.

Несущая система здания — монолитный железобетонный каркас.

Наружная стена располагается в пределах каждого этажа и опирается на монолитное железобетонное перекрытие. Узел примыкания наружной стены к железобетонному каркасу и размеры сечений показаны на рис.2

Обеспечение необходимого сопротивления теплопередаче Выбираем толщины функциональных слоев: внутренняя штукатурка — д1 = 20 мм; конструкционный слой из газобетона — д2 = 250 мм; наружная штукатурка — д4 = 15 мм. Толщину теплоизоляционного слоя д3 определим

из формулы:

;

3,24=

д₃=0,063 м Принимаем плиту «URSA» толщиной 100 мм.

Уточненное сопротивление теплопередаче стены (с д₃=0,1м):

Обеспечение не накопления парообразной влаги в ограждении Определяем величину паропроницания отдельных слоев по формуле Gi = мi/дi:

— внутренняя штукатурка

G1= 0,098/0,02=4,9 мг/ (м²* ч * Па);

— газобетон

G²= 0,23/0,25=0,92;

— плиты «URSA»

G₃= 0,5/ 0,1=5,0;

— наружная штукатурка

G4= 0,16/0,015 = 10,6.

Проверяем неравенство G1 < G2 < … < Gn

4,9 > 0,92 < 5,0 < 10,6

Паропроницаемость внутренней штукатурки G1= 4,9 намного превышает G2 = 0,92. Из этого следует, что перед слоем газобетона будет накапливаться за 1 час 4,9 — 0,92 = 3,98 мг влаги. В остальных функциональных слоях неравенство выполняется.

Накопление влаги между внутренней штукатуркой и газобетоном происходит в «теплой» зоне и не приведет к конденсации парообразной влаги. Если давление водяных паров в этом слое превысит их давление во внутреннем воздухе, то парообразная влага начнет диффундировать в помещение через слой штукатурки. В эксплуатируемом здании по внутренней штукатурке наносятся слои шпаклевки, обоев или краски, паропроницаемость которых намного ниже штукатурных слоев. Внутренние отделочные слои по штукатурке и будут определять паропроницаемость первого слоя. Таким образом, разработанная конструкция обеспечивает ненакопление парообразной влаги в эксплуатации.

Обеспечение санитарно-гигиенических показателей тепловой защиты

Показатель, определяющий тепловой комфорт в помещении, то есть перепад температур между внутренним воздухом (t В) и внутренней поверхностью наружной стены по глади (фВ).

Расчетный перепад температур? t0 = (tВ — фВ) определяем по формуле:

? t0=

В соответствии с табл.5 СНиП 23−02−2003, для наружных стен жилых зданий нормируемый температурный перепад? tН = 4⁰С, следовательно? tН =4 >? t0= 1,5 и тепловой комфорт в помещении обеспечен.

Показатель, определяющий невыпадение конденсата на внутренних поверхностях наружных стен в местах теплотехнических неоднородностей, то есть обеспечение неравенства > tр.

Проверке подлежат три сечения разработанной конструкции стены в местах ее сопряжения с несущим каркасом. (рис. 2, сечения 1−1, 2−2, 3−3).

В сечении 3−3 величина может быть определена по формуле для неметаллических теплопроводных включений применительно к схеме III рис. 3:

где: - сопротивление теплопередаче стены по оси несущей колонны, определяется как сумма сопротивлений теплопередаче всех слоев:

;

з — коэффициент, зависящий от соотношений толщины стены и размеров теплопроводного включения, определяется по таблице 1 Приложения 5 Методических указаний.

В нашем случае: схема теплопроводного включения III;

с/д = 200/350=0,57; б/д= 200/350=0,57 и з = 1,7.

= 19,326 єC или 19,3 єC

стена утепление штукатурка температура Температура точки росы для температурно-влажностных условий на поверхности стены (= 19,3 єС и ц B = 55%) в соответствии с приложением Р СП 23−101−2003 и таблицы Приложения 7 составит t= 9,76 єС.

Таким образом, в сечении 3−3 невыпадение конденсата обеспечено = 19,1 > t р = 9,76.

В двух других сечениях (1−1 и 2−2 по рис. 2) классические формулы по определению неприменимы. Требуется расчет температурных полей с использованием компьютерных программ.

На рис. 4 и 5 представлены результаты расчета — графики распределения температур на поверхности узлов в сечениях (1−1) и (2−2) в соответствии с сечениями узлов, представленных на рис. 2.

Рис. 4. Распределение температур на внутренней поверхности узла, сечение 1−1 (минимальная температура =18,6єС) Рис. 5. Распределение температур на внутренней поверхности узла, сечение 2−2. (минимальная температура = 19,2єС) Минимальные температуры оказались: сечение (1−1) — = 18,6єС; сечение (2−2) — = 19,2єС.

Температуры точки росы определяются для температурно-влажностных условий в каждом узле:

сечение (1−1) t = 18,6єС, ц= 55% - t р =9,3єС;

сечение (2−2) t = 19,2єС, ц= 55% - tр =9,8єС.

Температуры поверхностей в узлах превышают температуры точки росы, следовательно, конденсация влаги на внутренних поверхностях исключена.

сечение (1−1) 18,6 > 9,3єС;

сечение (2−2) 19,2 > 9,8єС.

Результаты расчета представлены в сводной таблице 2.

Таблица 2 Сводная таблица результатов расчета