Проектирование энергоэкономичного здания
Министерство образования
и науки Украины
Донбасская национальная
академия строительства и архитектуры
Строительный институт
Практическая работа
Проектирование
энергоэкономичного здания
Выполнил
студент гр. ПГС-57 д Кайда С.Ю.
Проверил Егорченков В.А.
Макеевка
Задание 1
Выполнить теплотехнический расчет стены с утеплителем из шлакового кирпича ().
Район строительства г. Харьков, назначение здания - детские ясли.
Рис.1 - Конструкция стены
1 - известково-песчаный раствор;
-шлаковый кирпич ; 3 - утеплитель;
- цементно-песчаный раствор .
Для внешних ограждающих конструкций отапливаемых зданий
обязательным является выполнения условия:
где - приведенное сопротивление теплопередаче
ограждающей конструкции,;
- минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче
ограждающей конструкции,;
Температурная зона строительства - I, .
Сопротивление теплопередаче термически однородной непрозрачной
ограждающей конструкции:
где - коэффициент теплоотдачи вешней
поверхности,;
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности,;
- термическое сопротивление і-того слоя, .
где - теплопроводность материала і-того
слоя, .
Для І температурной зоны расчетная температура внешнего воздуха . Для детских яслей расчетная температура
внутреннего воздуха , расчетное значение относительной
влажности воздуха , что соответствует нормальному
влажностному режиму помещений здания, условия эксплуатации материала в
ограждающих конструкциях категории Б.
Пусть =, тогда .
Утеплитель - плиты пенополистирольные экструдированные () толщиной 10 см.
Выполняем проверку:
.
Задание 2
Выполнить теплотехнический расчет совмещенного покрытия с утеплителем
из песка вермикулитового ().
Район строительства г. Харьков, назначение здания - детские ясли.
Рис.2 - Конструкция стены
1 - ж.б.плита; 2 -песок вермикулитовый ; 3 - цементно-песчаный раствор; 4 - трехслойный рубероидный ковер .
Для внешних ограждающих конструкций отапливаемых зданий
обязательным является выполнения условия:
где - приведенное сопротивление теплопередаче
ограждающей конструкции,;
- минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче
ограждающей конструкции,;
Температурная зона строительства - I, .
Сопротивление теплопередаче термически однородной непрозрачной
ограждающей конструкции:
где - коэффициент теплоотдачи вешней
поверхности,;
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности,;
- термическое сопротивление і-того слоя, .
где - теплопроводность материала і-того
слоя, .
Для І температурной зоны расчетная температура внешнего воздуха . Для детских яслей расчетная температура
внутреннего воздуха , расчетное значение относительной
влажности воздуха , что соответствует нормальному
влажностному режиму помещений здания, условия эксплуатации материала в
ограждающих конструкциях категории Б.
Пусть =, тогда .
Принимаем конструктивно толщину утеплителя 25 см.
Выполняем проверку:
.
Задание 3
Выполнить теплотехнический расчет перекрытия над неотапливаемым
подвалом с утеплителем из древесноволокнистых плит ().
Район строительства г. Харьков, назначение здания - детские ясли.
Рис.3 - Конструкция стены
1 - ж.б.плита; 2 - древесноволокнистая плита ; 3 - цементно-песчаный раствор; 4 - линолеум .
Для внешних ограждающих конструкций отапливаемых зданий
обязательным является выполнения условия:
где - приведенное сопротивление теплопередаче
ограждающей конструкции,;
- минимально допустимое значение сопротивления теплопередаче
ограждающей конструкции,;
Температурная зона строительства - I, .
где - коэффициент теплоотдачи вешней
поверхности,;
- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности,;
- термическое сопротивление і-того слоя, .
где - теплопроводность материала і-того
слоя, .
Для І температурной зоны расчетная температура внешнего воздуха . Для детских яслей расчетная температура
внутреннего воздуха , расчетное значение относительной
влажности воздуха , что соответствует нормальному влажностному
режиму помещений здания, условия эксплуатации материала в ограждающих
конструкциях категории Б.
Пусть =, тогда .
Принимаем конструктивно толщину утеплителя 27 см.
Выполняем проверку:
.
Задание 4
По условию задачи 1 рассчитать температуру на внутренней
поверхности стены и сделать оценку санитарно-гигиенических требований по
разности температур .
Для внешних ограждающих конструкций отапливаемых зданий
обязательным является выполнения условия:
где - температурный перепад между
температурой внутреннего воздуха и
приведенной температурой внутренней поверхности ограждающей
конструкции;
- допустимая по санитарно-гигиеническим нормам разница между
температурой внутреннего воздуха и приведенной температурой внутренней
поверхности ограждающей конструкции;
- для стен дошкольных учреждений.
,
где - температура на внутренней поверхности
стены
- расчетная температура внутреннего воздуха.
,
где - расчетная температура наружного
воздуха;
- из первой задачи;
- коэффициент теплоотдачи вешней поверхности.
,
Условие выполняется. Принятая конструкция стены удовлетворяет
нормативным санитарно-гигиеническим требованиям.
Задание 5
По условию задачи 2 проверить теплоустойчивость ограждения в
летних условиях.
Для жилых и гражданских зданий обязательно выполнение условия
теплостойкости в летний период года наружных ограждающих конструкций
теплотехнический стена утеплитель
где - амплитуда колебаний температуры
внутренней поверхности непрозрачных ограждающих конструкций.
Таблица 1
Слой ограждения
|
|
|
|
|
Ж.б. плита
|
2500
|
0,042
|
17,98
|
0,755
|
Песок
вермикулитовый
|
100
|
3,125
|
0,7
|
2,19
|
Цементно-песчаный
раствор
|
1800
|
0,022
|
3,53
|
0,078
|
Трехслойный
рубероидный ковер
|
600
|
0,059
|
8,69
|
0,52
|
|
|
|
Итого
|
3,543
|
где - термическое сопротивление і-того слоя,
- коэффициент теплоусвоения материала,
- показатель тепловой инерции.
Расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности
непрозрачных конструкций
,
где - расчетная амплитуда колебаний наружного
воздуха;
- величина затухания расчетной амплитуды колебания температур
наружного воздуха.
,
где - для условий июля (СНиП 2.01.01-82,
приложение 2)
- коэффициент поглощения солнечной радиации для рубероида с
песчаной подсыпкой (таблица П1 ДБН В.2.6-31:2006);
- количество радиации, которая падает на поверхность
- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей
конструкции для условий летней поры года
;
- минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль
(СНиП 2.01.01-82, приложение 4).
,
где ;
- коэффициент теплоусвоения наружной поверхности каждого слоя,
определяемый в зависимости от показателя тепловой инерции:
й
слой если , то ,
если , то ;
й
слой если , то , и т.д.
если , то ,
й
слой если , то ,
если , то , и т.д.
Определим коэффициенты теплоусвоения для трех слоев ограждающей
конструкции
й
слой ;
й
слой ;
й
слой .
й
слой .
Величина затухания расчетной амплитуды колебания температур
наружного воздуха:
Расчетная амплитуда колебаний наружного воздуха:
Тогда расчетная амплитуда колебаний температуры внутренней
поверхности непрозрачных конструкций:
.
Вывод: теплоустойчивость ограждающей конструкции покрытия
соответствует нормативным значениям.
Задание 6
По условию задачи 3 проверить теплоустойчивость пола.
Для поверхности полов общественных зданий должно выполняться
условие:
где - показатель теплоусвоения поверхности
пола, ;
- максимально допустимое значение показателя теплоусвоения
поверхностью поля, которое определяется в зависимости от назначения здания; .
Таблица 2
Слой ограждения
|
|
|
|
|
Линолеум
|
1800
|
0,029
|
8,56
|
0,25
|
Цементно-песчаный
раствор
|
1800
|
0,022
|
3,53
|
0,078
|
Древесноволокнистая
плита
|
200
|
3,375
|
1,67
|
5,64
|
Ж.б. плита
|
2500
|
0,042
|
17,98
|
0,755
|
|
|
|
Итого
|
6,723
|
Показатели тепловой инерции:
линолеум ,
линолеум + стяжка ,
линолеум + стяжка + утеплитель .
Следовательно, показатель теплоусвоения поверхности определяем с .
,
значит, данная конструкция удовлетворяет нормативным
требованиям по теплоустойчивости.
Задание 7
При решении данной задачи используется ДБН 2.5-28-2006
«Естественное и искусственное освещение».
1. Определяем нормативное значение КЕО.
где - нормативное значение КЕО без учета
климатических данных;
ІІІ разряд зрительных работ принимаем совмещенное освещение
;
- коэффициент светового климата. По заданию в здании два
шедовых фонаря, у них ориентация принимается всегда на север; .
2. Определяем величину КЕО от системы бокового
естественного освещения
,
но поскольку противостоящие здания отсутствуют , тогда
,
где - геометрическое значение КЕО в данной
расчетной точке от боковых светопроемов.
,
- количество лучей, посчитанных по графику І;
- то же по графику ІІ.
- коэффициент, учитывающий неравномерную яркость облачного
неба, определяемый по табл. Л10.
- коэффициент, учитывающий повышение КЕО за счет отражения
внутри помещения;
- учитывает потери света при прохождении через оконное
заполнение
.
- загрязнения на стекле; для тройного остекления, ;
- вид переплета; для двойных глухих открывающихся окон, ;
- вид солнцезащитного устройства, ;
- коэффициент запаса; при трехразовой чистке остекления .
Результаты расчетов сводим в табл. 3
Таблица 3
Для того чтобы выбрать значение коэффициента необходимо знать следующие соотношения:
отношение длины помещения к его глубине ;
отношение глубины помещения к высоте от уровня условной рабочей
поверхности до верха окна .
3. Верхнее и комбинированное освещение
Расчет КЕО при верхнем и боковом освещении следует определять
по формуле:
.
Величину КЕО от системы бокового естественного освещения
определена выше. Рассмотрим определение величины КЕО при верхнем освещении
где - геометрический КЕО в расчетной точке
при верхнем освещении, определяемый по графикам ІІ и ІІІ.
- среднее значение геометрического КЕО при верхнем освещении на
линии пересечения условной рабочей поверхности и плоскости характерного
вертикального разреза помещения, определяемое из соотношения
,
- количество расчетных точек;
- геометрический КЕО в расчетных точках:
,
- количество лучей, посчитанных по графику ІІІ;
- коэффициент, определяемый по табл. Л8;
отношение высоты помещения от условной рабочей поверхности до
нижней грани остекления к ширине пролета , тогда .
- коэффициент, учитывающий форму фонаря, определяется по табл.
Л9;
;
- учитывает потери света при прохождении через оконное
заполнение
,
- загрязнения на стекле; для тройного остекления, ;
- вид переплета; для двойных глухих открывающихся окон, ;
- вид солнцезащитного устройства, ;
- при металлической ферме ;
- потеря света от защитной сетки, .
- коэффициент запаса; при трехразовой чистке остекления .
Результаты расчетов сводим в табл. 4.
Таблица 4
Оценка
При системе комбинированного освещения нормируется среднее
значение КЕО:
.
Оценочный показатель
Вывод: данная система не является энергоэкономичной.