Графическая часть работы
1. План и разрез здания коттеджного типа в масштабе 1:100, на котором указываются размеры помещения в плане, размеры окна, фактическая (расчетная) толщина стены, высота этажа, высота окна; в названии этого чертежа указывается назначение помещения, а также ориентация помещения.
1.4 Теплотехнический расчет однородной плоской стенки (наружной стены и перекрытия под отапливаемым подвалом)
1. Определить влажностный режим помещения здания, в зависимости от tint и φint по таблице 2 [4, табл.1].
Таблица 2 – Влажностный режим помещений здания
| Влажностный режим помещения | Влажность внутреннего воздуха, φint %, при температуре tint, оС | ||
| до 12 | св.12 до 24 | св.24 | |
| Сухой | До 60 | До 50 | До 40 |
| Нормальный | Св.60 до 75 | Св.50 до 60 | Св.40 до 50 |
| Влажный | Св.75 | Св.60 до 75 | Св. 50 до 60 |
| Мокрый | - | Св.75 | Св.60 |
2. Определить зону влажности района строительства приложение 1 [4,приложение В].
3. Определить условие эксплуатации ограждающих конструкций, в зависимости от влажностного режима помещения и зоны влажности района строительства здания по таблице 3 [4, табл.2].
Таблица 3 – Условия эксплуатации ограждающих конструкций
| Влажностный режим помещений зданий | Условия эксплуатации АиБ в зоне влажности | ||
| сухой | нормальной | влажной | |
| Сухой | А | А | Б |
| Нормальный | А | Б | Б |
| Влажный или мокрый | Б | Б | Б |
4. Определить теплотехнические показатели строительных материалов и изделий λ, s, μ в зависимости от условия эксплуатации по приложению 2 [5, прил. Д].
5. Определить величину градусо-суток, Dd, ºC× сут, в течение отопительного периода:
. (7)
1. Определить нормируемое значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции Rreg, 
:
, (8)
где a,b – числовые коэффициенты, значение которых следует принимать по данным таблицы 4 [4, табл.4] для соответствующей группы зданий.
7. Определить термическое сопротивление каждого слоя наружного ограждения Ri, 
:
, (9)
где δi – толщина отдельного i-го слоя наружного ограждения, м;
λi – коэффициент теплопроводности строительного материала i-го слоя наружной стены, 
.
Таблица 4 – Нормируемые значения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций
| Здания и помещения, коэффициенты a, b | Граду-со-сут- ки отопитель-ного перио-да Dd , oC ·сут | Нормируемые значения сопротивления теплопередаче Rreg, м2·oC/Вт, ограждающих конструкций | ||||
| Стен | Покрытий и перекры-тий над проездами | Перекры-тий чердачных над нео-тапливае- мыми по-дполья-ми и подвалами | Окон и балкон-ных дверей, витрин и витражей | Фонарей с вертикальным остекле-нием | ||
| 1. Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты, гостиницы и общежития a b | 2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6 | 3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 | 2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3 | 0,3 0,45 0,6 0,7 0,75 0,8 | 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 | |
| - | 0,00035 | 0,0005 | 0,00045 | - | 0,000025 | |
| - | 1,4 | 2,2 | 1,9 | - | 0,25 | |
| 2. Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, производственные и другие здания и помещения с влажным или мокрым режимом a b | 1,8 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8 | 2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4 | 2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5 | 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 | 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 | |
| - | 0,0003 | 0,0004 | 0,00035 | 0,00005 | 0,000025 | |
| - | 1,2 | 1,6 | 1,3 | 0,2 | 0,25 | |
| 3. Производственные с сухим и нормальным режимами a b | 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 | 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 | 1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4 | 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 | 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 | |
| - | 0,0002 | 0,00025 | 0,0002 | 0,000025 | 0,000025 | |
| - | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 0,2 | 0,25 | |
| Примечания 1. Значения a и b для групп зданий в поз.1 следует принимать: - для интервала до 6000 оС·сут a=0,000075, b=0,15; - для интервала 6000-8000 оС·сут a=0,00005, b=0,3; - для интервала 8000 и выше оС·сут a=0,000025, b=0,5. 2. Нормируемое приведенное сопротивление теплопередаче чердачных и цокольных перекрытий, отделяющих помещения здания от неотапливаемых пространств с температурой tc (text < tc < tint), следует уменьшать умножением величин, указанных в графе 5, на коэффициент n , определяемый по примечанию к таблице5. |
Таблица 5 – Коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху
| Ограждающие конструкции | Коэффициент n |
| 1. Наружные стены и покрытия (в том числе вентилируемые наружным воздухам), зенитные фонари, перекрытия чердачные ( с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне | |
| 2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия чердачные (с кровлей из рулонных материалов); перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне | 0,9 |
| 3. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах | 0,75 |
| 4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли | 0,6 |
| 5. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные ниже уровня земли | 0,4 |
| Примечания: Для чердачных перекрытий теплых чердаков и цокольных перекрытий над подвалами с температурой воздуха в них tc (text < tc < tint) коэффициент n следует определять по формуле: n=(tint – tc)/(tint - text) |
8. Определить термическое сопротивление теплопередачи на внутренней (Rint) и наружной (Rext) поверхностях наружного ограждения, 
:
, (10)
, (11)
где αint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, 
, определяемый по таблице 6 [4, табл. 7];
αext – коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции, , определяемый по таблице 7 [4, табл. 8].
Таблица 6 - Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции
| Внутренняя поверхность ограждения | Коэффициент теплоотдачи αint,
|
| 1. Стен, полов, гладких потолков с выступающими ребрами при отношении высоты h ребер к расстоянию между гранями соседних ребер h/ а£0,3 | 8,7 |
| 2. Потолков с выступающими ребрами при отношении h/ а >0,3 | 7,6 |
| 3. Окон | 8,0 |
| 4. Зенитных фонарей | 9,9 |
Таблица 7 - Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции
| Наружная поверхность ограждающих конструкций | Коэффициент теплоотдачи αext,
|
| 1. Наружные стены, покрытия, перекрытия над проездами; перекрытия над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне | |
| 2. Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытия над холодными (с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне | |
| 3. Перекрытия чердачные и над неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах, а также наружные стены с воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухам | |
| 4. Перекрытия над неотапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли и над неотапливаемыми техническими подпольями, расположенными ниже уровня земли |
9. Определить требуемое значение термического сопротивления теплопередаче теплоизоляционного слоя R reg(ти), 
:
. (12)
10. Определить предварительную толщину теплоизоляционного слоя
δ предв(ти), м:
. (13)
11. Полученный результат δ предв(ти) округляем в большую сторону до ближайшей унифицированной толщины теплоизоляционного слоя:
- δ крат(ти) = 0,2м – для слоев из легкого бетона;
- δ крат(ти) = 0,05м – для слоев из минеральной, стеклянной ваты, пенопласта и т.п.;
- δ крат(ти) = 0,02м – для засыпок, пенополистирола и пенополиуретана.
12. Определить окончательное значение термического сопротивления теплоизоляционного слоя Rти, 
:
, (14)
где n – количество слоев.
13. Определить расчетную толщину наружного ограждения δно, м:
. (15)
14. Определить общее сопротивление теплопередаче R0, 
:
, (16)
где RВП – термическое сопротивление воздушной прослойки, принимаемое по приложению 3.
Примечание: Слои конструкции, расположенные между воздушной прослойкой, вентилируемой наружным воздухом и наружной поверхностью ограждающей конструкции, не учитываются.
15. Общее сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций R0 должно быть не менее требуемого значения Rreg:
. (17)
16. Определить коэффициенты теплопередачи наружного ограждения k,
:
. (18)
Результаты расчета:
Толщина утепляющего слоя δти, м;
Толщина наружного ограждения δно, м;
Расчетный коэффициент теплопередачи k , 
1.5 Теплотехнический расчет неоднородного многослойного
наружного ограждения
Данный расчет производится для определения коэффициента теплопередачи через пол чердачного перекрытия kпт и толщина ограждения δпт, м.
Толщина утепляющего слоя определяется из выражения:
, м, (19)
где λ утпт – коэффициент теплопроводности утепляющего слоя, 
;
Rregпт – нормируемое сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия, принимаемое по формуле (8), ;
– сопротивление теплопередаче железобетонной многопустотной плиты, 
;
– сопротивление теплопередаче второго слоя чердачного перекрытия, 
;
– сопротивление теплопередаче i-го слоя чердачного перекрытия, .
Входящая в состав чердачного перекрытия многопустотная плита является неоднородной по конструкции. Для нее в соответствии с [4, п.6.1.8] определяется приведенное сопротивление Rпр=R2 изложенным ниже способом.
Для упрощения расчета заменяем круглое поперечное сечение пустот в плите равновеликим квадратным (рис. 1) с площадью, м2:
, (20)
где d – диаметр пустот, м.
Сторона квадрата из уравнения (20) будет равна:
, м.
В соответствии с нормативным методом расчета при RаТ/RТ<1,25 приведенное термическое сопротивление Rkr =Rпр=R2 ограждающей конструкции следует определять по формуле:
(21)
где RаТ – термическое сопротивление теплопередаче, определяемое в соответствии со схемой на рисунке1а.
RТ - термическое сопротивление теплопередаче, определяемое с использованием схемы на рисунке 1б.
Рис.1- Схемы расчета термического сопротивления многопустотной железобетонной плиты пола чердачного перекрытия (неоднородная ограждающая конструкция):
а) расчетная схема для определения сопротивления RaT;
б) расчетная схема для определения сопротивления RT.
Между условными плоскостями, параллельными направлению теплового потока (снизу-вверх), получаем две конструкции: трехслойную с однородными слоями между плоскостями I и II; однослойную между плоскостями II и III. Площадь, которую воспринимает тепловой поток трехслойной конструкции, обозначим через 
, м². Площадь, которая воспринимает тепловой поток в однослойной конструкции, обозначим через A2=( ℓ -a)1, м²,
где ℓ – длина конструкции плиты, м.
Термическое сопротивление трехслойной конструкции Rk1r, , определяется по формуле
, (22)
Где Ral - термическое сопротивление воздушной прослойки,
определяемое по приложению 5 в зависимости от толщины воздушной прослойки δ
=а, м, в направлении теплового потока и температуре в прослойке.
– толщина однородных железобетонных слоев, м.
Термическое сопротивление однослойной конструкции Rk2r, 
, определяется по формуле:
. (23)
Приведенное сопротивление теплопередаче RaT r, 
, всей ограждающей конструкции определяется по формуле:
, (24)
где Аi, RaT r – соответственно площадь i-го участка характерной части ограждающей конструкции, м², и его термическое сопротивление теплопередаче, 
;
А – общая площадь конструкции, равная сумме площадей отдельных участ- ков, м².
Плоскостями IV и V, перпендикулярными направлению теплового потока (в данном случае горизонтальными), условно разделяем конструкцию на однородные и неоднородные слои. Тогда искомое термическое сопротивление определяется как сумма термических сопротивлений однородных слоев R1, R3 и неоднородного R2:
. (25)
Термическое сопротивление однородных слоев определяется:
. (26)
Термическое сопротивление неоднородного слоя:
. (27)
Необходимо проверить выполнение условия RaT/RT < 1,25, а затем определять Rkr.
1.6 Теплотехнический расчет окон и балконных дверей
Необходимо определить для соответствующего района количество градусо-суток отопительного периода Dd, по формуле(7). В зависимости от величины Dd и типа проектируемого здания по графе 6 или 7 таблицы 4 определить значение требуемого сопротивления теплопередаче RF req, 
, по формуле (8).
По таблице 8 [5, табл.5] выбирается тип светопрозрачных конструкций из условия, что RF r ≥ RF req и для выбранного варианта определяется коэффициент теплопередачи окон и балконных дверей.
Необходимо учесть нормативные требования [4 п. 2.17], что суммарная площадь окон жилых и общественных зданий должна быть не более 18% суммарной площади светопрозрачных и непрозрачных ограждающих конструкций стен, если RF r ≥ 0,56 , то площади остекления должны быть не более 25% общей площади фасадов здания.
Далее необходимо проверить выполнение требования по обеспечению минимальной температуры на внутренней поверхности светопрозрачных ограждений.
Температура внутренней поверхности τ
, ºС, светопрозрачных ограждений следует определять по формуле:
, (28)
где αF int– коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности окон, 
, принимаемый по таблице 6 [4, табл.7].
Таблица 8 – Уровни теплозащиты рекомендуемых окон в деревянных и пластмассовых переплетах
| Заполнение светопроемов | Нормативные требования по типам окон (RFr, м2·оС/Вт и Dd oC·сут) | ||
| из обычного стекла | с твердым селективнм покрытием | с мягким селективным покрытием | |
| Однокамерный стеклопакет в одинарном переплете | 0,38/3067 | 0,51/4800 | 0,56/5467 |
| Два стекла в спаренных переплетах | 0,4/3333 | - | - |
| Два стекла в раздельных переплетах | 0,44/3867 | - | - |
| Двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете с межстекольным расстоянием, мм: | 0,51/4800 0,54/5200 | 0,58/5733 | 0,68/7600 |
| Три стекла в раздельно-спаренном переплете | 0,55/5333 | - | - |
| Стекло и однокамерный стеклопакет в раздельных переплетах | 0,56/5467 | 0,65/7000 | 0,72/8800 |
| Стекло и двухкамерный стеклопакет в раздельных переплетах | 0,68/7600 | 0,74/9600 | 0,81/12400 |
| Два однокамерных стеклопакета в спаренных переплетах | 0,7/8000 | - | - |
| Два однокамерных стеклопакета в раздельных переплетах | 0,74/9600 | - | - |
| Четыре стекла в двух спаренных переплетах | 0,8/12000 | - | - |
| Примечание – Перед чертой – значение приведенного сопротивления теплопередаче RFr, за чертой – предельное число градусо-суток Dd при котором применимо заполнение светопроема |
Если в результате расчета окажется, что τFint< 3ºC, то следует выбирать другое конструктивное решение заполнения светопроема, либо предусмотреть установку под окнами приборов системы отопления.
1.7 Теплотехнический расчет входных дверей
Приведенное сопротивление R0вх.дв,
- входных дверей и дверей (без тамбура) квартир первых этажей и ворот, а также дверей квартир с неотапливаемой лестничной клеткой должно быть не менее произведения 0,6·Rreg.2;
- для входных дверей в одноквартирные дома - 0,8·Rreg.2;
- для дверей в квартиры выше I этажа зданий с отапливаемыми лестничными клетками - 0,55·Rreg.2.
где Rreg.2 – приведенное сопротивление теплопередаче стен определенное по санитарно-гигиеническим требованиям:
, (29)
где n –коэффицент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху принимается по таблице 5 [4, табл.6];
Dtn – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, оС , принимается потаблице 9 [4, табл.5].
Вывод: kвх.дв.=1/Rовх.дв 
.
Таблица 9 - Нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции
| Здания и помещения | Нормируемый температурный перепад Dtn, оС для | |||
| наружных стен | покрытий и чердачных перекрытий | перекрытий над проездами, подвалами и подпольями | зенитных фонарей | |
| Жилые, лечебно-профилактические и детские учреждения, школы, интернаты | 4,0 | 3,0 | 2,0 | tint-td |
| Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом | 4,5 | 4,0 | 2,5 | tint-td |
| Производственные с сухим и нормальным режимами | tint-td, но не более 7 | 0,8(tint-td), но не более 6 | 2,5 | tint-td |
| Производственные и другие помещения с влажным или мокрым режимом | tint-td | 0,8(tint-td) | 2,5 | - |
| Производственные здания со значительными избытками явной теплоты (более 23 Вт/м3) и расчетной относительной влажностью внутреннего воздуха более 50% | 2,5 | tint-td | ||
| Примечание- td - температура точки росы, оС, при расчетной температуре tint и относительной влажности внутреннего воздуха |
1.8 Расчет санитарно-гигиенического показателя
тепловой защиты здания
В санитарно-гигиенический показатель тепловой защиты здания входят: ограничение температуры и конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающей конструкции.
Расчетный температурный перепад Δto, ºС, между tint и температурой внутренней поверхности ограждений конструкции не должен превышать нормируемых величин Δtn,ºС, установленных в таблице 9 [4, табл.5] и определяется по формуле:
. (30)
Выполнение условия (31), позволяет обеспечивать невыпадение конденсата на внутренней поверхности наружного ограждения:
Δto ≥ Δtn.. (31)