Теплотехнические требования к стенам

Теплотехнические требования к стенам

Стены, покрытия и другие конструкции отапливаемых промышленных зданий в теплотехническом отношении должны:

препятствовать прохождению через них тепла, т. е. обладать достаточными теплозащитными свойствами;

сохранять на внутренней поверхности ограждения температуру, не допускающую образования конденсата (капель воды выпадающих из воздуха);

2. Строительная индустрия

3. Пищевая (холодильники)

иметь достаточную теплоустойчивость, т. е. сохранять относительно постоянную температуру на внутренней поверхности огражде- имя при колебаниях наружных н внутренних температур;

препятствовать прониканию воздуха в помещение;

сох р а н ять посто я и и у ю влажность, обеспечивая нормальный влажностный режим в помещении и долговечность ограждения.

При переходе тепла через ограждение ( 5) наблюдается падение температуры от до ta, обусловленное термическим сопротивлением конструкции, с, — температура внутренней поверхности ограждения всегда ниже температуры воздуха помещения на величину Д/».

величина температурного перепада, в промышленных зданиях допускается в пределах 8—12°С,

тв — температура наружной поверхности ограждения выше температуры наружного воздуха.

Перепад температур у наружной поверхности составляет Тн Каждый температурный перепад вызван сопротивлением переносу тепла и имеет название:

fa — ta — сопротивление тепло- восприятию Ru;

тв—Тц — термические сопротивления конструкции /. ;

тп — ‘н — сопротивление теплоотдаче Ra.

Из 5 видно, что общее сопротивление теплопередаче R0 составит:

Термическое сопротивление многослойных ограждений определяют по формуле:

к — коэффициент теплопроводности материалов слоев.

При теплотехнических расчетах проверяют теплозащитные качества ограждения или определяют его толщину. В этих случаях вместо сопротивлений тепловоспрнятню и теплоотдаче используют величины, им обратные, называемые соответственно коэффициентами теплоотдачи внутренней и наружной поверхности ав=—;

Для выбранного ограждения вычисляют фактическую величину сопротивления теплопередаче /?„ и полученное значение сопоставляют с требуемым сопротивлением теплопередаче Rf* , причем R^

Ограждающие конструкции рассчитывают в соответствии с требованиями Строительных норм и правил, глава «Строительная теплотехника

Ограждения здания должны обладать требуемыми теплозащитными свойствами и быть в достаточной степени воздухо- и влагонепроницаемыми.

Шнуровочные ограждения служат для точной разметки плана здания на площадке. Чтобы определить местоположение шнуровочных ограждений.

Внутренняя поверхность наружного ограждения обменивается теплом с помещением. Сопротивление теплообмену на внутренней поверхности равно Ra— l/aB.

Ограждение участка (строго в пределах плана землепользования) — обязательная составная часть его благоустройства.

— свойство ограждения сохранять относит, постоянство темп-ры при периодич. изменении тепловых воздействий со стороны наружной и внутренней сред помещения.

Ограждение — непременный элемент обустройства участка.
При устройстве ограждения сначала определяется его протяженность.

Первоначально устраивали только деревянные шпунтовые ограждения, а затем начали устраивать ограждения из стальных и железобетонных свай.

Приведенное сопротивление теплопередаче сложного ограждения /?о.ор равно сопротивлению теплопередаче однородного ограждения.

Стеновые ограждения большепролетных одноэтажных зданий могут быть несущими, самонесущими, навесными.

Типовые решения конструкции стен

Один из первых вопросов, встающих при строительстве дома — выбор материала стен. Параметров для сравнения материалов достаточно много, один из важнейших — энергосберегающие характеристики будущего дома.

Основной нормативный документ, регламентирующий параметры теплопотерь дома — СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий». В этом документе, в частности, прописаны требования к сопротивлению теплопередаче стены.

Этот параметр рассчитывается по следующей формуле:
R req. = S материала (м) / коэффициент теплопроводности.
S – толщина материала, м.
Коэффициент теплопроводности для каждого материала индивидуален.
R req. – сопротивление теплопередачи стены . Оно зависит от региона проживания.

Нормативный показатель на сопротивление теплопередаче стены для московского региона составляет R=3,16 м2°C/Вт.

Мы подобрали несколько типовых решений конструкций стен для строительства сезонных и круглогодичных домов. Конструкции стен, предназначенных для домов постоянного проживания, расчитаны с точки зрения минимизации теплопотерь и отвечают требованиям СНиП 23-02-2003 по тепловой защите жилых зданий.

Теплотехнические требования к стенам

В промышленных зданиях требования, предъявляемые к наружным стенам, еще более разнообразны, чем в гражданских. Главными из них являются: обеспечение в помещениях температурно-влажностного режима в соответствии с необходимыми условиями производственно-технологического процесса и с учетом обеспечения комфортных условий труда, требования прочности, устойчивости, долговечности, огнестойкости и надежности в различных условиях эксплуатации. Конструкции стен должны быть индустриальны, удобны при транспортировке и монтаже, ремонтоспособны и иметь небольшую массу. От вида стен во многом зависят художественно-эстетические качества здания.

Стены являются одним из дорогих и трудоемких элементов здания. В общей стоимости строительства одноэтажных промышленных зданий на наружные стены (вместе с окнами, дверями и воротами) в среднем приходится около 12%, а в многоэтажных — около 20%. Кроме того, конструкции стен влияют на теплозащитные свойства и энергопотребление здания. В связи с этим к стенам промышленных зданий предъявляют высокие теплотехнические и экономические требования. На снижение стоимости конструкций стен влияют многие факторы, среди которых стоимость материала, технологичность изготовления и удобство монтажа 1 являются определяющими. Поэтому использование для конструкций стен местных строительных материалов, отходов промышленного производства и ресурсосберегающих технологий представляет собой один из основных источником их удешевления.

Наружные стены промышленных зданий классифицируют по ряду признаков.

По характеру статической работы они бывают несущие, самонесущие и ненесущие (навесные).

Несущие стены возводят в зданиях бескаркасных и с неполным каркасом. Их выполняют из кирпича, мелких и крупных блоков. Выполняя одновременно несущую и ограждающую функции, такие стены воспринимают массу покрытия, перекрытий, ветровые усилия и иногда нагрузки от подъемно-транспортного оборудования. Несущие стены опирают на фундаменты по типу гражданских зданий.

Самонесущие стены несут собственную массу в пределах всей высоты здания и передают ее на фундаментные балки. Ветровые нагрузки, воздействующие на стены, воспринимает каркас здания или фахверк. Стеновое заполнение связывают с каркасом гибкими или скользящими анкерами, не препятствующими осадке стен. Высоту самонесуших стен ограничивают в зависимости от прочности материала и толщины

стены, шага пристенных колонн, величины ветровой нагрузки и т.д. Самонесущие стены выполняют из кирпича, блоков или панелей.

Ненесущие (навесные) стены выполняют в основном ограждающие функции. Их масса полностью передается на колонны каркаса и фахверка за исключением нижнего подоконного яруса, опирающегося на фундаментные балки. Колонны воспринимают массу ненесущих стен через обвязочные балки, ригели фахверка или опорные стальные столики. В промышленных зданиях навесная конструкция стен наиболее распространена, хотя и не лишена таких недостатков, как утяжеление колонн, наличие стальных опорных столиков, недоступных для осмотра с целью своевременной защиты от коррозии и др.

По конструктивному исполнению стены могут быть монолитными и сборными из кирпича, мелкоразмерных и крупноразмерных блоков, панелей и листов. Каждый из этих конструктивных видов, в свою очередь, может иметь другую классификацию, например по видам используемых материалов, количеству их слоев и т.п.

По теплотехническим качествам стеновые конструкции могут быть утепленные и холодные. Утепленные конструкции стен применяют в отапливаемых зданиях с нормальным температурным режимом или с повышенной влажностью, возводимых в северных и средних районах. Холодные конструкции стен назначают в неотапливаемых зданиях, в которых технологический процесс связан с выделением избыточного количества тепла, а также в зданиях, возводимых в южных районах с жарким климатом.

Стены классифицируют и по другим признакам (огнестойкость, долговечность и т.д.), которые являются общими для всех основных конструкций здания (см. главу I).

Стены промышленных зданий в отличие от гражданских, как правило, имеют большую протяженность и высоту при сравнительно небольшой толщине. Поэтому для обеспечения их устойчивости принимают специальные меры, среди которых наиболее распространенной является использование фахверка.

Элементы ограждения располагают перед колоннами, между колоннами и за внутренней гранью колонн (см. рис. XIV-3, а). Лучшим решением, отвечающим требованиям унификации и привязки, является полный вынос ограждения за наружную грань колонн. При этом упрощается онструкция стены, облегчается устройство остекления, уменьшается мо типоразмеров панелей, а элементы каркаса лучше защищаются от гмосферных воздействий. Располагать стеновые заполнения между ко-оннами можно в неотапливаемых зданиях и зданиях с избыточными пловыделениями, а также во внутренних кирпичных стенах. Примыка-е ограждений к внутренним граням колонн допускается в помещениях

с сильно агрессивной средой производства. Такое решение улучшает санитарно-гигиенические качества интерьера, обогащает архитектуру здания, так как выступающие несущие конструкции выполняют роль композиционных элементов, повышает надежность здания, но несколько сокращает его объем.

Долгоруковский завод быстровозводимого жилья

Теплотехнические требования включают следующие характеристики:

— сопротивление теплопередаче

Расчет сопротивления теплопередаче утепляемой стены должен производиться в соответствии со СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» исходя из условий энергосбережения второго этапа в предположении, что утепляющий слой является одним из однородных слоев многослойного плоского ограждения.

— теплоустойчивость ограждающей конструкции

В районах со среднемесячной температурой июля 21 °С и выше амплитудаколебанийтемпе- ратуры внутренней поверхности ограждающих конструкций (наружных стен с тепловой инерцией ме- нее 4) жилых и гражданских зданий, а также производственных зданий, в которых должны соблю- даться оптимальные нормы температуры и относительной влажности воздуха в рабочей зоне или по условиям технологии должны поддерживаться постоянными температура или температура и относи- тельная влажность воздуха, недолжнабытьболеетребуемойамплитуды. Расчет амплитуда колеба- ний температуры внутренней поверхности стены и требуемой амплитуды производится по СНиП 23- 02-2003 «Тепловая защита зданий».

— паропроницаемость ограждающей конструкции

Сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции должно быть не менее наиболь- шего из следующих требуемых сопротивлений паропроницанию:

  1. требуемое сопротивление паропроницанию из условия недопустимости накопления влаги в ограждающей конструкции за годовой период эксплуатации;
  2. требуемое сопротивление паропроницанию из условия ограничения влаги в ограждающей конструкции за период с отрицательными среднемесячными температурами наружного воздуха.

Расчет сопротивления паропроницанию ограждающей конструкции и требуемых сопротивле- ний паропроницанию производится по СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий».

2.2. Требования к восприятию нагрузок

Способность системы воспринимать нагрузки определяется расчетом в соответствии со СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия», СНиП II-23-81* «Стальные конструкции», СНиП II-25-80 «Де- ревянные конструкции».

Смотрите так же:  Менялся ли транспортный налог

В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и вре- менные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки:

К постояннымнагрузкам относится собственный вес системы.

К длительнымнагрузкам относятся: температурные технологические воздействия от стацио- нарного оборудования; температурные климатические воздействия с пониженными нормативными значениями.

К кратковременнымнагрузкам относятся: температурные климатические воздействия с пол- ным нормативным значением; ветровые нагрузки; гололедные нагрузки.

К особымнагрузкам относятся: нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования.

Исходя из нагрузок, действующих на систему, производится расчет элементов конструкций по предельным состояниям первой группы (понесущейспособности) и по предельным состояниям вто- рой группы (пообразованиюи раскрытию трещин и по деформациям).

При расчете Системы на способность воспринимать нагрузки учитывается район строительства и высота здания.

2.3. Требования к внешнему виду и геометрическим параметрам

Требования к системе по геометрическим параметрам предъявляются в соответствии со СНиП

3.03.01-87 «Несущие и ограждающие конструкции». Для панелей типа «сэндвич»:

Теплотехнические требования к наружным ограждающим конструкциям

Ограждающие конструкции здания должны оказывать определенное сопротивление теплопередаче в заданных климатических условиях, чтобы обеспечить необходимую температуру в помещении. Величина сопротивления теплопередаче имеет размерность м2•ч•град/ккал и обозначается буквой R.

13) Общие принципы объемно-планировочных решений промышленных зданий: выбор этажности, унификация параметров, пожарная безопасность.

Промышленное строительство — это область строительства, занимающаяся созданием основных фондов промышленности, включая выполнение комплекса строительно-монтажных работ, связанных с возведением новых, а также расширением, модернизацией и реконструкцией существующих промышленных предприятии.

■По числу пролетов — однопролетные и многопролетные одноэтажные производственные здания;

■По числу этажей — одноэтажные, двухэтажные, многоэтажные и смешанно — этажные промздания;

По расположению опор (или по объемно — планировочному решению) — промздання пролетного, ячейкового и зального типов. К пролетным относят здания с преобладанием размера пролета над размерами шага колонн с постоянным направлением производственного процесса (перпендикулярно пролету несущих конструкций), к ячейковым относят с квадратной сеткой осей и организацией технологического процесса в двух взаимноперпендикулярных направлениях. Зальными называют крупнопролетные здании, возводимые в тех случаях, когда технологический процесс требует создания большого внутреннего пространства, свободного от промежуточных опор (а – одноэтажное здание, б – двухэтажное с укрупненной сеткой колонн для 2го этажа, г – многоэтажное с одинаковой сеткой колонн для всех этажей, д – многоэтажное с тех. этажами).

Последовательность технологических операций с необходимым количеством оборудования, их габаритов, складирование сырья и продуктов, габариты проходов и проездов – все это получает отражение в технологической схеме производства, авторами которой являются технологи соответствующей отрасли производства, а так же архитекторы, инженеры строители, имеющие опыт в проектировании предприятий данной отрасли промышленности.

Построение технологической схемы получает прямое отражение в объемно-планировочном решении здания, определяя его этажность, минимально необходимые размеры высот этажей и расстояние между несущими конструкциями (шаги и пролеты). Если технологическая схема одинаково целесообразно решается в одной и нескольких горизонтальных плоскостях, то предпочтительней оказывается размещение предприятий в многоэтажном здании. Это позволяет сократить территории, отводимые под застройку, протяженность инженерных коммуникаций и дорог.

Несмотря на разнообразие протекающих в промзданиях технологических процессов, при их проектировании в большинстве случаев применяются унифицированные объемно — планировочные и конструктивные решения, основанные на Единой Модульной Системе.

В применении ЕМС к промышленным зданиям отличительным по сравнению с гражданскими является использование укрупненных модулей большей величины (30М, 60М). Осевые размеры в плане

назначают кратными укрупненным модулям 60М (для шага колонн одноэтажных зданий) и 30М (для пролетов многоэтажных зданий), а по высоте – 6М.

Объемно — планировочный элемент (ОПЭ) — это часть объема здания с размерами, равными высоте этажа, пролету и шагу здания (Hо,L0,B0).

Температурный блок — это часть здания, состоящая из нескольких ОПЭ и расположенная между температурными швами, между температурным швом и торцом здания, или между торцами здания (в зависимости от его размеров).

Система унификации и типизации охватывает не только отдельные фрагменты здания, но и здание в целом. Кроме ОПЭ (или унифицированного ОПЭ — УОПЭ) существуют унифицированный типовой пролет (УТП) и унифицированный типовой блок, или секция (УТБ или УТС).

В число основных задач огнезащиты входят: предотвращение пожара, противодействие распространению огня, обеспечение локализации очага возгорания и ослабление воздействия опасных факторов пожара.

Важнейший показатель для сооружений — REI, обозначающий предел огнестойкости. REI состоит из условных значений предельных состояний: по признаку потери несущей способности — R, целостности — Е, теплоизолирующей способности — I). Предел огнестойкости строительных конструкций — это время в минутах (часах) с момента начала пожара до выхода конструкции из строя (до обрушения, необратимых деформаций, образования сквозных трещин), или прогрева противоположной от огня поверхности до 220 ОС, выше которой возможно самовоспламенение органических материалов.

Практика показывает, что наиболее экономичным путем достижения требуемой огнестойкости является применение огнезащитных конструкций или покрытий на основе негорючих теплоизолирующих и теплопоглощающих материалов. При этом уменьшаются так называемые побочные эффекты пожара (дымообразование, выделение газообразных токсичных веществ). Огнезащитное действие экранов основывается на их высокой сопротивляемости тепловым воздействиям при пожаре, сохранении в течение заданного времени теплофизических характеристик при высоких температурах. Огнезащитные экраны располагаются либо непосредственно на поверхности защищаемых конструктивных элементов либо на относе с помощью специальных мембран-коробов, каркасов или закладных деталей..

Огнезащита строительных конструкций

Кирпичные конструкции зданий в большинстве случаев не нуждается в дополнительной защите: они длительное время могут выдерживать температуру до 900 ОС.

Огнестойкость бетонных и железобетонных стен, наиболее широко распространенных в современном промышленном строительстве, зависит от ряда факторов, в том числе от толщины защитного слоя и вида теплоизоляционного заполнителя. При этом большего внимания с точки зрения огнезащиты требуют балки, нежели плиты-перекрытия, так как при пожаре балки нагреваются как минимум с трех сторон. Здесь могут быть использованы огнезащитные плиты на основе минеральных волокон, керамзита, вермикулита и перлита, обмазки, штукатурки и вспучивающиеся краски. Металлические конструкции (из стали, чугуна и алюминиевых сплавов) наиболее уязвимы во время пожара. Металлы обладают высокой чувствительностью к высоким температурам и к действию огня.

Огнестойкость металлических конструкций существенно повышает создание на поверхности элементов конструкций огнезащитных покрытий, выдерживающих высокие температуры и непосредственное действие огня. Наличие этих покрытий позволяет замедлить прогревание металла и сохранять конструкции свои функции при пожаре в течение заданного периода времени.

Для локализации очага возгорания также рекомендуются такие конструктивные меры, как устройство несгораемых стен — брандмауэров в зданиях складов, пакгаузов, других протяженных (более 30 м) сооружениях из негорючих стен (чаще всего из керамического кирпича), устройство огнезащитных дверей, огнезащитных перегородок. Кроме того, в местах пересечения противопожарных преград и ограждающих конструкций различными инженерными и технологическими коммуникациями образовавшиеся отверстия и зазоры должны быть заделаны строительными раствором или другим негорючим материалом, обеспечивающим требуемый предел огнестойкости и дымогазонепроницаемости.

Пространственная и планировочная ячейка одноэтажного промышленного здания. Объемно-планировочные параметры. Деформационные швы. Температурные отсеки.

Унификация — приведение к единообразию размеров объемно-планировочных параметров зданий и их конструктивных элементов, изготовляемых на заводах. Унификация имеет целью ограничение числа объемно-планировочных параметров и количества типоразмеров изделий (по форме и конструкции). Осуществляют ее путем отбора наиболее совершенных решений по архитектурным, техническим и экономическим требованиям.
Типизация — техническое направление в проектировании и строительстве, позволяющее многократно осуществлять строительство разнообразных объектов благодаря применению унифицированных объемно-планировочных и конструктивных решений, доведенных до стадии утверждения типовых проектов и конструкций.
Помимо изыскания оптимальных объемно-планировочных параметров (пролет, шаг и высота) и конструктивных (сортамент строительных изделий), унификация и типизация должны устанавливать градации функциональных параметров: долговечности отдельных конструкций и зданий в целом, температурно-влажвостных и технологических режимов и т. п.

Объемно — планировочный элемент (ОПЭ) — это часть объема здания с размерами, равными высоте этажа, пролету и шагу здания (Hо,L0,B0).

Температурный блок – часть здания, состоящая из нескольких объемно-планировочных элементов, расположенная между температурными швами, между температурным швом или торцом, между торцами с одинаковыми параметрами внутрицеховой среды.

Для ограничения усилий, возникающих в конструкциях от перепада температур, здание разрезается температурно-деформационными швами на отсеки (температурные блоки), размеры которых зависят от материала каркаса, теплового режима здания и климатических условий района строительства. Эти размеры определяются расчетом.

Для железобетонного и смешанного каркаса длина температурного блока А ≤ 72 м . Если пролет больше 72м, то поперек ставится температурный шов.
Деформационный шов ставится в местах перепада высот, когда 1 пролет выше другого, при взаимно перпендикулярном размещении пролетов. Конструктивно поперечные деформационные швы выполняются на двух колоннах, смещенных на 0.5м с оси шва, внутрь каждого отсека.

5 — крайние колонны производственного здания у поперечного температурного шва;6 — средние колонны производственного здания у поперечного температурного шва; 7 — угловые колонны смежных, продолжающих друг друга пролетов здания (правый пролет более высокий); 9 — угловые колонны смежных перпендикулярных пролетов производственного здания (правый пролет более высокий); 10 угловые колонны смежных параллельных пролетов производственного здания (правый пролет более высокий); с1=толщина+100(окр до 100)

15) Основные параметры одноэтажного каркасного промышленного здания: пролет, шаг колон, привязка осей кранов к разбивочным осям.

Пролетные здания используют для предприятий с постоянной и единой направленностью технологического потока. Их компонуют в виде групп параллельных пролетов, иногда добавляют по торцам поперечный пролет. В пролетных зданиях преобладает размер пролета над шагом несущих конструкций.

Железобетонные колонны каркаса — это вертикальные элементы, служащие для опирания на них несущих конструкции покрытия, восприятия крановых и технологических нагрузок и нагрузки от стен.

Шаг крайних колони здания принимается б или 12 м. шаг средних колонн — б, 12 или 18м.

Смотрите так же:  Куда подавать жалоба на постановление по делу об административном правонарушении

Шаг колонн увязан с шагом стропильных конструкций покрытия. Если шаг крайних колони равен бм, а шаг средних — 12м, то используются подстропильные конструкции. Высота железобетонных колонн и их градация по высоте кратна укрупненному модулю 600мм.

Железобетонные стропильные фермы обычно применяются для пролетов 18 и 24 м. В тех случаях когда шаг колонн каркаса превышает шаг конструкций покрытия их опирают на подстропильные фермы. Подстропильные конструкции применяют, технологический процесс которых требует широкого шага внутренних опор. Подстропильные конструкции опираются на колонны среднего ряда и располагаются вдоль здания.

Для зданий пролетом 24м включительно применяется железобетонный каркас. В зданиях с пролетом свыше 24м – стальной каркас. Стальной каркас производственных зданий выполняются с аналогичной железобетонному каркасу конструктивной системой.

Привязка подвесного крана 1,2-1,5 от оси движения до оси здания.

Привязка осей подкрановых балок:

Универсальные промышленные здания, их характерные особенности. Примеры объемно-планировочного решения.

При современных темпах развития промышленности наиболее целесообразны здания, легко приспособляемые к изменениям технологии производства или позволяющие размещать в них различные производства без нарушения архитектурно-строительной основы. Такие здания, впервые разработанные советскими инженерами, получили название «гибких» или универсальных. Универсальные промышленные здания практически не претерпевают морального износа и поэтому их проектируют высокой капитальности, обеспечивающей длительный срок- эксплуатации.
Главной особенностью гибких или универсальных зданий является укрупненная сетка колонн. Меньшее количество внутренних опор позволяет облегчить процесс модернизации технологии, расставлять оборудование более экономно, организовать технологический поток вдоль или поперек пролетов, улучшить условия труда в цехах. Кроме того, резкое уменьшение количества несущих элементов здания позволяет уменьшить трудоемкость и сократить сроки строительства, а в отдельных случаях и снизить стоимость зданий.

Экономия плошали при укрупнении сетки колонн зависит от габаритов станочного оборудования. Если дли производства с мелким оборудованием такая экономия незначительна, то в зданиях с крупногабаритным оборудованием укрупнение сетки колонн экономит до 20% площади.

По степени гибкости одноэтажные, универсальные здания можно разделить на три группы:

малой гибкости с сеткой колонн 12х 12 и 12X 18; средней гибкости с сеткой колонн 12X24. 12X30. 18X18. 18×24; большой гибкости с сеткой колонн 12X36, 12X48, 12×60. 18X36, 18X48. 18Х60, 24 X 24. 24 X 30. 24 X 36. 24 x 48. 24 X 60. 36 x 36. 36 x 48. 36X60. 48X48. 48X60. 60×60 м и более.

Универсальные здания оборудуют преимущественно подвесным транспортом. Так как мостовые краны передвигаются лишь вдоль пролетов. В большинстве случаев они неприемлемы для универсальных зданий, одним ив преимуществ которых является возможность организации технологическою потока в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Наличие внутри универсальны* зданий преимущественно подвесного подъемно-транспортного оборудования и необходимость движения его во взаимно перпендикулярных направлениях предопределяет одинаковую высоту всех пролетов здания или большинства их. Простой и спокойный профиль таких зданий способствует их типизации, унификации конструкции, снижению стоимости строительств и эксплуатационных расходов

«Гибкие» здания для производств с быстро изменяемой технологией1 иногда целесообразно проектировать с резервом высоты или с легко регулируемыми по высоте подвесными потолками для установки более высокого оборудования

В универсальных зданиях целесообразнее предусматривать сплошную фундаментную плиту, которая позволяет располагать оборудование в любом месте плана. Фундаментные плиты можно выполнять из монолитного или сборно-монолитного железобетона. В них предусматривают часто расположенные отверстия для анкеровки оборудования. Толщина плиты определяется расчетом и находится в пределах 150 -300 мм. В местах опирания колонн щиты утолщают на 150—200 мм.

Габаритные схемы многоэтажных зданий (бескрановые и крановым оборудованием). Объемно-планировочные параметры. Преимущества и недостатки.

К основным достоинствам многоэтажных промзданий относится: малая площадь застройки н. как следствие, экономия территории: минимальная площадь ограждающих конструкций при заданной рабочей площади здания; возможность развития технологического процесса по вертикали и возможность получения выразительного архитектурного решения. К основным недостаткам многоэтажных промзданий относятся: относительная сложность возведения; сложность обеспечения необходимого естественного освещения и вентиляции интерьеров; сложность обеспечения эвакуации персонала: большой расход площади на вертикальные коммуникации; относительно малая допустимая нагрузка на перекрытия. Увеличение в последнее время объема строительства многоэтажных производственных зданий объясняется следующими основными причинами: увеличением стоимостью земли и общим дефицитом территории; совершенствованием конструктивных систем промзданий; повышением архитектурной и градоформирующей роли промышленных зданий. Высоты этажей многоэтажных промышленных зданий изменяются в широких пределах и составляют: 3.6, 4.8, 6.0, 7.2м. Многоэтажные промздания с балочными перекрытиями из сборных железобетонных элементов являются основным типом таких зданий. Как правило они выполняются высотой до 5 этажей и сеткой колонн 6х6, 6х9м

Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций зданий. Ч. 2. Российские принципы нормирования

А. С. Горшков, канд. техн. наук, директор учебно-научного центра «Мониторинг и реабилитация природных систем» ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Описав 1 методы расчета и принципы нормирования теплотехнических характеристик наружных ограждающих конструкций зданий в европейских странах на примере Финляндии, перейдем к оценке таковых в России. Также покажем различие методов, принятых в Российской Федерации и странах Европейского союза.

Российской Федерации в части нормирования уровня теплоизоляции наружных ограждающих конструкций действует СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02–2003» (далее – СП 50.13330).

Теплозащитная оболочка здания, согласно требованиям СП 50.13330 (п. 5.1), должна отвечать следующим требованиям:

  • приведенные сопротивления теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должны быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);
  • удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);
  • температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Фактором, оказывающим наибольшее влияние на потребление в зданиях тепловой энергии на отопление, является обеспечение поэлементных требований (требований первой группы), которые аналитически можно выразить в виде условия (8) (см. Формулы).

При этом нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции следует определять по формуле (9), где коэффициент mp, учитывающий особенности региона строительства, принимается равным 1. При этом допускается снижение значения коэффициента mp в случае, если выполняется расчет удельной характеристики расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания. Значения коэффициента mp при этом должны быть не менее:

  • 0,63 для стен;
  • 0,95 для светопрозрачных конструкций;
  • 0,80 для остальных ограждающих конструкций.

По сути, с введением коэффициента mp копируется принцип нормирования, заложенный в СНиП 23-02–2003 «Тепловая защита зданий».

Изменение в России требований к уровню тепловой защиты зданий

В табл. 3 СП 50.13330 приводятся базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Табл. 3 полностью копирует требования, отраженные в табл. 4 СНиП 23-02–2003. Несмотря на практически полную идентичность табл. 4 СНиП 23-02–2003 и табл. 3 СП 50.13330, нормируемые требования к уровню тепловой защиты в СП 50.13330 оказались ниже аналогичных требований СНиП 23-02–2003.

Различие обусловлено тем, что вместе с актуализацией СНиП 23-02–2003 был актуализирован и СНиП 23-01–99* «Строительная климатология». В СНиП 23-02–2003 при определении климатических параметров отопительного периода последние принимаются по СНиП 23-01–99*, в СП 50.13330 – по СП 131.13330.2012 «Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01–99*» (далее – СП 131.13330).

Согласно СП 131.13330, средняя температура наружного воздуха за отопительный период для жилых зданий повысилась до –2,2 0 С (в СНиП 23-01–99* указано значение -3,1 0 С), а продолжительность отопительного периода сократилась до 205 сут. (в СНиП 23-01–99* она принималась равной 214 сут.). Неизменной в формуле расчета градусо-суток отопительного периода (ГСОП) осталась лишь принимаемая для жилых зданий температура внутреннего воздуха, которая как была 2 , так и осталась равной 20 0 С.

В результате изменений расчетных климатических параметров изменилось расчетное значение ГСОП для жилых зданий, проектируемых в Москве, которое до введения СП 50.13330 принималось равным 4 943 0 С•сут. (СНиП 23-01–99*), а с 1 июня 2015 года согласно СП 131.13330 принимается равным 4 551 0 С•сут.

Ввиду изменения ГСОП изменились и нормативные требования к уровню нормируемого сопротивления теплопередаче (табл. 4). Как следует из табл. 4, современные нормативные требования к уровню тепловой защиты оказались незначительно, но ниже требований 2003 года (т. е. СНиП 23-02–2003) и 1995 года (табл. 1 б СНиП II 3–79* «Строительная теплотехника»).

* Требуемые значения сопротивлений теплопередаче рассчитаны по ГСОП согласно данным СНиП 23-01-99*.
**Требуемые значения сопротивлений теплопередаче приняты по ГСОП согласно данным СП 131.13330.

Нормативные требования к уровню тепловой защиты основных типов ограждающих конструкций, рассчитанные по формуле (9) с учетом понижающего коэффициента mp для климатических условий Москвы, представлены в табл. 5.

Сравнение требований к уровню теплоизоляции в Финляндии и Москве

Безусловно, в связи с тем, что расчетное значение приведенного сопротивления теплопередаче должно быть равно или выше нормируемого значения, небольшое снижение нормируемых показателей не должно оказать существенного влияния на выбор толщины теплоизоляционного слоя в составе наружных ограждающих конструкций. Однако если сравнить тренд изменения нормативных требований к уровню теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, принятый в Финляндии 3 и России (на примере Москвы), сравнение оказывается не в пользу последней.

Сравнительный анализ минимально допустимых нормативных требований к уровню теплоизоляции ограждающих конструкций зданий, проектируемых на территории Финляндии и Москвы, представлен в табл. 6, из которой очевидно, что различия в уровне теплоизоляции ограждающих конструкций, принятые в Финляндии и России, существенны.

Нормативные требования к ограждающим конструкциям, м 2 • 0 С/Вт

Для Москвы (СП 50.13330)

Окна и балконные двери

Входные наружные двери

Перекрытие над неотапливаемым подвалом (подпольем)

*Согласно требованиям National Building Code of Finland, Part D3. Значения требуемых сопротивлений теплопередаче для условий Финляндии рассчитаны на основании данных таблицы 2 (из ч.1) по формуле U =1/Rt

Трансмиссионные затраты тепловой энергии

В работах [1, 2] выполнено сравнение трансмиссионных затрат тепловой энергии через оболочку жилого многоквартирного здания при нормировании уровня теплоизоляции ограждающих конструкций по стандартам Финляндии и России. Показано, что трансмиссионные потери тепловой энергии в здании, проектируемом по нормам России, окажутся приблизительно в 2 раза выше по сравнению с потерями в том же здании, проектируемом по нормам Финляндии. И это при соблюдении одних и тех же требований к параметрам микроклимата внутреннего воздуха, при одинаковых площадях здания, его форме, ориентации фасадов по сторонам света, расчетном количестве жителей, величине бытовых и солнечных теплопоступлений, составе инженерного оборудования, кратности воздухообмена помещений.

Смотрите так же:  Товароведение экспертиза и сертификация рабочая программа

Различия в методических подходах России и Финляндии

Следует, однако, иметь в виду различия в методическом подходе при расчете сопротивления теплопередаче по стандартам Финляндии и России. В России нормируется так называемое приведенное сопротивление теплопередаче, которое рассчитывается по формуле (10). Данная формула учитывает потери не только по глади ограждающей конструкции, но также через линейные и точечные неоднородности, имеющие место в ее составе. С позиции подхода, принятого в СП 50.133330, в Финляндии нормируется условное сопротивление теплопередаче. Поэтому сравнивать две эти величины (условное и приведенное сопротивление теплопередаче) в общем случае некорректно. Приведенное сопротивление теплопередаче зависит не только от толщины слоя теплоизоляции, но и от теплопроводных включений (их состава, свойств, количества, протяженности).

Однако при обязательном учете параметров коррекции при расчете коэффициента теплопередачи по ISO 6946 4 его расчетное значение нельзя в полной мере считать условным. Кроме того, если сравнить формулы (6) 5 и (10), то, по сути, приведенное сопротивление теплопередаче является величиной, обратной трансмиссионному коэффициенту теплопередачи здания Hd, рассчитываемому на основании стандарта ISO 13789 6 .

Главное отличие российского и европейского подходов состоит в том, что по нормам ЕС толщина слоя теплоизоляции подбирается на основании простых аналитических выражений, а трансмиссионные потери рассчитываются с учетом теплопроводных включений, т. е. требуемая толщина слоя теплоизоляции не зависит от состава и свойств теплопроводных включений. В российском подходе нормируется приведенное сопротивление теплопередаче, которое одновременно учитывает и толщину слоя теплоизоляции, и влияние теплопроводных включений.

Минимальная толщина слоя минераловатной теплоизоляции в наружных стенах зданий, проектируемых в Финляндии, составляет 250 мм, а чаще доходит до 350 мм. В Москве толщина слоя теплоизоляции из минеральной ваты 200 мм является максимальной, а чаще всего не превышает 150 мм. Это к вопросу о том, какой подход к нормированию является более корректным с точки зрения минимизации потерь тепловой энергии через ограждающие конструкции. Трансмиссионные потери тепловой энергии через ограждающие конструкции при одном и том же конструктивном решении наружных ограждений, но при большей толщине слоя теплоизоляции окажутся однозначно меньше.

Теплопроводные включения оказывают существенное влияние на потери тепловой энергии через оболочку здания. Их неполный учет может привести к различию расчетных и фактических потерь тепловой энергии через оболочку здания и, как следствие, сказаться на расхождении фактических и расчетных значений удельного энергопотребления введенного в эксплуатацию нового здания.

В работе [3] показано, что расчетный коэффициент теплотехнической однородности r наружной ограждающей конструкции, выполненной кладкой из газобетонных блоков (толщиной 375 мм) с облицовочным каменным слоем из глиняного кирпича (120 мм), составляет 0,61. Соответственно, при условном сопротивлении теплопередаче такой стены 2,99 м 2 • 0 С/Вт, приведенное сопротивление теплопередаче рассматриваемой конструкции наружной стены составит 0,61×2,99=1,81 м 2 • 0 С/Вт. В работе [4] для аналогичного конструктивного решения получено еще более низкое расчетное значение коэффициента теплотехнической однородности r = 0,48. В результате использования при строительстве блоков со сколами и выбоинами и некачественного выполнения строительно-монтажных работ по возведению ограждающих конструкций, коэффициент теплотехнической однородности может оказаться еще ниже расчетного (проектного). В работах [5-7] показано, что область применения наружных стен, выполненных кладкой из газобетонных блоков без дополнительного утепления теплоизоляционными изделиями, ограничена ГСОП = 4 200 град·сут. При этом такие стены продолжают возводиться не только в Москве и Санкт-Петербурге (с ГСОП около 4 500 °С·сут), но и в более холодных районах Российской Федерации.

Как уже было показано, в СП 50.133330 приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций рассчитывается по формуле (10), которая учитывает не только потери тепловой энергии по глади наружных стен (∑aiUi), но также через линейные (∑1jψj) и точечные (∑nkχk) неоднородности. По сравнению с СНиП 23-02-2003 в СП 50.133330 методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче является более качественной, но неполной: отсутствуют требования к выбору расчетных участков (фрагментов) ограждающих конструкций, граничных условий, трактовке результатов расчета, программному обеспечению.

Ввиду этого пример расчета приведенного сопротивления теплопередаче фасада жилого здания, представленный в СП 50.133330 (Приложение Н) не может быть количественно проанализирован. Температурные поля рассматриваемых в СП 50.133330 (Приложение Н) узлов конструкции фасада неоднозначно трактуемы и не показательны. Для несветопрозрачных ограждающих конструкций пример расчета представлен только для фасада и только одного вида (стена с теплоизоляционной фасадной системой с тонким штукатурным слоем).

В дополнение к СП 50.13330 были разработаны для добровольного применения СП 230.1325800.2015 Конструкции ограждающие зданий. Характеристики теплотехнических неоднородностей (далее – СП 230.1325800), которые содержат значительно больше узлов и конструктивных решений. Однако, многие конструктивные решения и узлы в СП 230.1325800 также отсутствуют. Например, в нем нет таблиц расчетных значений удельных потерь теплоты через кронштейны вентилируемых фасадов. При том, что данный тип наружных стен является одним из наиболее распространенных вариантов. Кроме того, в СП 230.1325800 значительное внимание уделено наружным стенам и практически не затрагиваются иные ограждающие конструкции (покрытия, чердачные перекрытия, перекрытия над неотапливаемыми подвалами и техподпольями и т. д.).

В реальной практике проектирования СП 230.1325800 получил даже большее применение, чем СП 50.13330. С одной стороны это свидетельствует о более детальной проработке вопроса по учету теплопроводных включений. С другой стороны, отсутствие в СП 230.1325800 значительного количества узлов с теплопроводными включениями ограничивает область действия и этого стандарта. Кроме того, постоянное совершенствование технических решений и применяемых строительных материалов при отсутствии проработанных в СП 230.1325800 узлов ограничивает их область применения или замедляет их использование в строительстве. По этой причине включение новых технических решений и узлов строительных конструкций делает процесс совершенствования нормативной базы по данному вопросу бесконечным.

Недостаточная проработка технических решений и неполный учет влияния потерь тепла через теплопроводные включения (неоднородности в составе ограждающих конструкций), могут приводить к несоответствию расчетных (проектных) и фактических значений сопротивлений теплопередаче ограждающих конструкций. А следовательно, к расхождению расчетных (проектных) и фактических значений удельного энергопотребления зданий, т.к. в распределении потерь тепловой энергии на отопление трансмиссионные потери тепла через оболочку здания составляют более 50 %.

Анализ сравнения европейского и российского подходов

Методический подход к нормированию и проектированию наружной оболочки зданий, принятый в стандартах стран Европейского союза, представляется более целостным и правильным.

Нормативные требования к уровню теплоизоляции наружных ограждающих конструкций в европейских странах, сопоставимых по климату с Москвой, оказываются существенно выше. Однако сравнивать их напрямую некорректно, поскольку:

  • в странах ЕС нормируется коэффициент теплопередачи, численное значение которого учитывает некоторые параметры коррекции, но рассчитывается в основном без учета их влияния;
  • в России нормируется так называемое приведенное сопротивление теплопередаче, численное значение которого зависит не только от толщины слоя теплоизоляции, но и от состава теплопроводных включений.

По нормам ЕС толщина слоя теплоизоляции подбирается на основании простых аналитических выражений, а трансмиссионные потери рассчитываются с учетом теплопроводных включений, т. е. требуемая толщина слоя теплоизоляции не зависит от состава и свойств теплопроводных включений. В российском подходе нормируется приведенное сопротивление теплопередаче, которое одновременно учитывает и толщину слоя теплоизоляции, и влияние теплопроводных включений.

Различие подходов приводит к тому, что в зданиях, проектируемых в Финляндии, толщина слоя теплоизоляции (например, минераловатной) в составе ограждающих конструкций оказывается примерно в 2 раза больше, чем в России, при сопоставимых климатологических условиях проектирования и эксплуатации зданий. Большое влияние на соответствие зданий требованиям по тепловой защите оказывают теплопроводные включения в составе ограждающих конструкций. Неполный учет теплопроводных включений и потерь тепловой энергии через них может привести к различию расчетных и фактических потерь тепловой энергии через оболочку здания и, как следствие, сказаться на расхождении фактических и расчетных значений удельного энергопотребления введенного в эксплуатацию нового здания.

Методика расчета приведенного сопротивления теплопередаче, изложенная в СП 50.133330, проработана недостаточно корректно и точно.

В своде правил СП 230.1325800 приведены далеко не все конструктивные узлы и варианты теплопроводных включений. В частности, отсутствуют таблицы расчетных значений удельных потерь теплоты через кронштейны вентилируемых фасадов, – одного из наиболее распространенных типов фасадов, проектируемых и применяемых при строительстве зданий на территории Российской Федерации. Совсем не рассмотрены таблицы расчетных значений удельных потерь теплоты через неоднородности в составе кровельных конструкций и чердачных перекрытий. Оболочка зданий не ограничивается наружными стенами. Постоянное совершенствование технических решений и применяемых строительных материалов при отсутствии проработанных в СП 230.1325800 узлов строительных конструкций ограничивает область применения инновационных технических решений и материалов или замедляет их использование в строительстве.

  1. Горшков А. С., Рымкевич П. П., Немова Д. В. Экономим или нет? Российские энергосберегающие требования // Энергосбережение. 2014. № 2.
  2. Ватин Н. И., Немова Д. В., Рымкевич П. П., Горшков А. С. Влияние уровня тепловой защиты ограждающих конструкций на величину потерь тепловой энергии в здании // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 8.

1 См. статью «Теплотехнические характеристики ограждающих конструкций зданий. Ч. 1. Европейский подход и метод расчета» в журнале «Энергосбере-
жение» № 7, 2017.

2 Согласно ГОСТ 30494–2011 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».

3 Сравните данные табл. 2 в первой части статьи (журнал «Энергосбережение», № 7) и данные табл. 4 и 5 настоящей статьи.

4 ISO 6946 Building components and building elements – Thermal resistance and thermal transmittance – Calculation method.

6 ISO 13789 Thermal performance of buildings – Transmission and ventilationheat transfer coefficients – Calculation method.

108shagov.ru. Все права защищены. 2019