Курсовая работа: Расчет основных показателей здания

1. Проектирование тепловой защиты здания

1.1 Проектирование наружной стены жилого здания

Требуется определить толщину наружной стены жилого здания.

Исходные данные:

? район строительства - г. Тюмень (Тюменская область, РФ);

? ограждающая конструкция: наружная стена из газобетонных блоков, с утеплителем из плит полужёстких минераловатных,

;

? температура внутреннего воздуха и относительная влажность воздуха щ =55% (таблица 1 [СП 23-101-2004]);

? температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (таблица 3.1 [СП 131.13330]);

? средняя температура отопительного периода (таблица 3.1 СП 131.13330);

? продолжительность отопительного периода суток (таблица 3.1 СП 131.13330);

? условия эксплуатации ограждающих конструкций - А (табл. 2 [СП 50.13330.2012])

Рисунок 1 - Конструкция наружной стены

? штукатурка фасадная, ;

? плиты полужесткие минераловатные, ;

? кладка из газобетонных блоков, , ;

? цементно-песчаный раствор, ;

? тарельчатые дюбели из пластмассы, диаметр 8мм.

Примечание: Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов слоев л определены для условий эксплуатации ограждающих конструкций А.

Коэффициент теплотехнической однородности, учитывающей влияние теплопроводных включений, принимаем равным r=0,96 (по данным кафедры «ГСХ» СибАДИ).

Определим величину градусо-суток отопительного периода , , по формуле (1) [СП 23-101-2004]:

,

где - расчетная средняя температура внутреннего воздуха, принимаемая в соответствии с таблицей 1 [СП 23-101-2004]: =+20;

- соответственно средняя температура воздуха, и продолжительность периода, сут, со средней суточной температурой воздуха (продолжительность отопительного периода), принимаемые по таблице 3.1 [СП 131.13330].

= 223сут.

Для определения толщины ограждающей конструкции найдем нормируемое значение сопротивления теплопередаче по таблице 3 [СП 50.13330].

Интерполяцией по таблице определяем:

.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкцией , с учетом формул (8) и (11) [СП 23-101-2004], следует определять по формуле:

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций,, определяемый по таблице 4 [СП 50.13330]: ;

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, , определяемый по таблице 6 [СП 50.13330]: ;

- термическое сопротивление ограждающей конструкции, , определяемое по формуле (7) [СП 23-101-2004]:

где - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, , определяемые по формуле (6) [СП 23-101-2004]: ;

r - коэффициент теплотехнической однородности.

Для нахождения толщины утеплителя, из формулы для приведенного сопротивления теплопередаче, выражаем толщину утеплителя , при этом вместо задаем . Тогда:

Примем толщину теплоизоляционного слоя из плит минераловаты равной 140 мм в соответствии с номинальными размерами плит по таблице 1 [ГОСТ 10140-2003].

Проверка:

изоляция межкомнатный освещенность строительный

> .

Условие выполняется.

Расчет температурного перепада, , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной стены с учетом формулы (5.4) [СП 50.13330] определяем по формуле:

Нормируемый температурный перепад =4,0 °С в соответствии с таблицей 5 [СП 50.13330].

Условие выполняется.

Температура точки росы для жилых зданий = 10,7°С в соответствии с таблицей 3 [СП 23-101-2004].

Определим температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции:

=

.

Условие выполняется, следовательно, на внутренней поверхности стен не будет образовываться конденсат.

Вывод:

При проектировании тепловой защиты наружной стены используется поэлементный подход:

;

б) ;

Запроектированная конструкция наружной стены:

? штукатурка фасадная, ;

? плиты полужесткие минераловатные, ;

? кладка из газобетонных блоков, , ;

? цементно-песчаный раствор, ;

? тарельчатые дюбели из пластмассы, диаметр 8м м удовлетворяет условиям по тепловой защите наружных стен жилого здания для г. Тюмени.

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции больше требуемого сопротивления теплопередаче:

> ;

Температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной стены меньше нормируемого температурного перепада:

.

Температура внутренней поверхности ограждающей конструкции больше температуры точки росы:

.

1.2 Проектирование чердачного перекрытия жилого здания

Требуется определить толщину чердачного перекрытия жилого здания.

Исходные данные:

- чердачное перекрытие из железобетона с утеплителем из керамзитового гравия ;

Конструкция стены принята в соответствии с таблицей 2 задания.

Рисунок 2 - Расчетная схема чердачного перекрытия

? железобетон, ;

? плиты минераловатные ЗАО «Минеральная вата», ;

? пароизоляция (рубероид), .

Примечание: Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов слоев л определены для условий эксплуатации ограждающих конструкций А.

Для определения толщины ограждающей конструкции найдем нормируемое значение сопротивления теплопередаче по таблице 3 [СП 50.13330].

Интерполяцией по таблице определяем:

.

Сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкцией , следует определять по формуле (8) [СП 23-101-2004]:

где - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций,, определяемый по таблице 4 [СП 50.13330]: ;

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкций для условий холодного периода, , определяемый по таблице 6 [СП 50.13330]: ;

- термическое сопротивление ограждающей конструкции, , определяемое по формуле (7) [СП 23-101-2004]:

где - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, , определяемые по формуле (6) [СП 23-101-2004]: .

Для нахождения толщины утеплителя, из формулы для сопротивления теплопередаче, выражаем толщину утеплителя , при этом вместо задаем . Тогда:

Проверка:

> .

Условие выполняется.

Расчет температурного перепада, , °С, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной стены с учетом формулы (5.4) [СП 50.13330] определяем по формуле

Нормируемый температурный перепад =3,0 °С в соответствии с таблицей 5 [СП 50.13330].

Условие выполняется

Вывод:

При проектировании тепловой защиты чердачного перекрытия используется поэлементный подход:

;

б) ;

Запроектированная конструкция чердачного перекрытия:

? железобетон, ;

? плиты минераловатные ЗАО «Минеральная вата», ;

удовлетворяет условиям по тепловой защите наружных ограждающих конструкций жилого здания для г. Тюмени.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции больше требуемого сопротивления теплопередаче:

> .

Температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности наружной стены меньше нормируемого температурного перепада:

1.3 Проектирование окна жилого здания

Определим нормируемое значение сопротивления теплопередаче по таблице 3 [СП 50.13330] для окон по формуле:

,

где - коэффициенты, определяемые по таблице 3 [СП 50.13330]

a = 0,000075 (для интервала до 6000 );

b=0,15 (для интервала до 6000 ).

.

В соответствии с приложением Л [СП 23-101-2004] для заполнения светового проема принимаем двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла с мягким селективным покрытием. Приведенное сопротивление теплопередаче:

> .

Условие выполняется, следовательно, окно удовлетворяет требованиям по тепловой защите здания.

Вывод: для заполнения светового проема принимаем двухкамерный стеклопакет в одинарном переплете из стекла с мягким селективным покрытием.

2. Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций здания

2.1 Определение индекса изоляции воздушного шума межкомнатной перегородки

Исходные данные:

Материал - керамзитобетон, толщина h =100 мм, плотность г =1400 кг/м3,

Рисунок 3 - Конструктивное решение межкомнатных перегородок

Построим частотную характеристику звукоизоляции воздушного шума межкомнатной перегородкой из керамзитобетона плотностью г =1400 кг/м3 и толщиной h=100 мм.

Построение частотной характеристики производим в соответствии с рисунком 1 [СП 23-103-2003]. Находим частоту, соответствующую точке В (абсциссу точки B), по таблице 8 [СП 23-103-2003]:

.

Округляем до среднегеометрической частоты 1/3-октавной полосы, в пределах которой находится , по таблице 9 [СП 23-103-2003]:

.

Ординату точки В - определяем в зависимости от эквивалентной поверхностной плотности , по формуле (5) [СП 23-103-2003]:

Эквивалентная поверхностная плотность определяется по формуле (6) [СП 23-103-2003]:

,

где - поверхностная плотность, кг/м2;

,

K - коэффициент, определяемый по таблице 10 [СП 23-103-2003], в нашем случае, для керамзитобетона класса В 7,5 и плотностью г =1400 кг/м3, K=1,2.

Тогда равен:

Далее из точки В влево проводим горизонтальный отрезок ВА, вправо от точки В - отрезок ВС с наклоном 6 дБ на октаву до точки С с ординатой 65 дБ.

На рисунке 4 покажем частотную характеристику изоляции воздушного шума межкомнатной перегородкой.

Рисунок 4 - Частотная характеристика изоляции воздушного шума межкомнатной перегородкой

Расчет проводится по форме таблицы 5 [СП 23-103-2003]. Вносим в таблицу значения оценочной кривой и находим неблагоприятные отклонения расчётной частотной характеристики от оценочной кривой. Сумма неблагоприятных отклонений составила 158 дБ, что значительно больше 32 дБ. Смещаем оценочную кривую вниз на 10 дБ и находим сумму неблагоприятных отклонений уже от смещенной оценочной кривой. На этот раз она составляет 32 дБ, что не превышает 32 дБ. За величину индекса изоляции воздушного шума принимаем значение смещенной оценочной кривой в 1/3-октавной полосе 500 Гц, т.е. .

Таблица 1 - Определение индекса изоляции воздушного шума перегородки

Нормативные значения Rw принимаем по таблице 1 [СП 23-103-2003]. Для перегородок между комнатами одной квартиры в домах категории Б нормативное значение Rw составляет 41 дБ.

.

Условие выполняется.

Вывод: Запроектированная перегородка, состоящая из керамзитобетона, толщиной =100 мм, плотностью =1400 кг/, имеет индекс изоляции воздушного шума =42 дБ, что больше нормированного значения индекса изоляции воздушного шума перегородок между комнатами одной квартиры в домах категории Б - . Перегородка удовлетворяет требованиям СП 23-103-2003 и не требует установки дополнительной звукоизоляции.

2.2 Определение индекса изоляции воздушного шума многопустотной плиты перекрытия

Исходные данные:

Железобетонная плита перекрытия.

Рисунок 5 - Поперечное сечение многопустотной плиты перекрытия

Таблица 2 - Параметры многопустотной плиты перекрытия

Построим частотную характеристику изоляции воздушного шума многопустотной плиты перекрытия.

По формуле (7) [СП 23-103-2003] определим коэффициент К

,

где j- момент инерции сечения, ;

b - ширина сечения, м;

- приведенная толщина сечения, м.

Момент инерции находится как разность моментов инерции прямоугольного сечения ( и пяти круглых пустот (:

Приведенную толщину сечения определяем по формуле:

Определим среднюю плотность плиты при l = 6,0 м:

Интерполяцией по таблице 8 [СП 23-103-2003] определим частоту, соответствующую точке В:

В соответствии с таблицей 9 [СП 23-103-2003] применяем равное 160 Гц.

Определим эквивалентную поверхностную плотность конструкции по формуле 6 [СП 23-103-2003]:

,

где m - поверхностная плотность,;

.

Находим ординату точки В по формуле 5 [СП 23-103-2003]:

Гц.

На рисунке 6 покажем частотную характеристику изоляции воздушного шума многопустотной плиты перекрытия.

Рисунок 6 - Частотная характеристика изоляции воздушного шума плитой перекрытия