Расчет наружных стен и фундамента жилого дома

R о^тр = (tв- tн) / ( tв-τв)* Rв* n

R о^тр = (18+31)/4*0,133*1=1,63 (кирп.)

Где   tв – расчетная температура внутреннего воздуха, принимается 18 С°

    tн – расчетная зимняя температура наружного воздуха, принимается по СниП [3]

          = - 31 С°

            (tв-τв) = ∆t^н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, С°; нормируется в зависимости от функционального назначения помещений  СниП[5] (для стен жилых домов ∆t^н <=6 С°=4)

Rв – сопротивление теплопередачи внутренней поверхности ограждения зависит от рельефа его внутренней поверхности; для гладких поверхностей стен Rв=0,133

 n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху; по СниП [5] n=1

            Расчетную температуру наружного  воздуха tн принимают с учетом тепловой инерции Д ограждающих конструкций по СниП [3].При расчете ограждений сначала задаются величиной тепловой инерции Д.По ней выбирают расчетную температуру наружного воздуха tн и рассчитывают требуемое сопротивление теплопередачи R о^тр.

 

            В курсовой работе расчеты  проводятся при Д>7 (массивные  конструкции), при этом расчетная  зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура наиболее холодной пятидневки : tн=-31°С  

       Затем определяют экономичное сопротивление  теплопередаче по формуле : 

       где Ц_о – стоимость тепла 1 Гкал в руб. = 298,15 руб/Гкал;

             W_o – теплопотери за отопительный период, Гкал;

             Е – коэффициент эффективности капитальных вложений (в данной курсовой работе принимается Е=0,15);

       λ - коэффициент теплопроводности материала  стен, ккал/(м.ч.град) (см. СНиП I-3-79** Строительная теплотехника [5]);

       Ц_м – стоимость материала стен, руб/м³. 

 
 

    

                                   Wо = (tв- tн.ср) * N * r * z * d /10⁶

                          Wо = (18+4,4) * 253 * 24 * 1,4 * 1,5 /10⁶ = 0,29 
 

Где   tв – температура внутреннего воздуха, tв = 18 С°

         tн.ср – средняя температура отопительного периода, tн.ср = -4,4 С°

         N –отопительный период в течении года, N = 253 дня

         z – отопительный период в течение суток, z =24 часа.

           r - коэффициент неучтенных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, утоненных стен за отопительными приборами и др.; r = 1.4

         d -коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве и эксплуатации готовых сооружений средств отопления, теплосетей и др.;d = 1.5 

Для выбора сопротивления  Rо соблюдается условие : если  Rо ^эк > Rо^тр

то Rо = Rо ^эк ; если  Rо ^эк < Rо^тр ,то Rо = Rо^тр .При полученных расчетах для обоих видов стен Rо ^эк < Rо^тр , следовательно , Rо = Rо^тр= 1,63 

Толщина стен определяется по формуле: 
 

δ=[Ro – (Rв + Rн + δ1/λ1 + δ2/λ2)]λ

Где  Rн =1 / αн   - сопротивление теплопередачи наружной        поверхности ограждения, м ².ч. град/ккал; зависит от местоположения ограждения, для стен и покрытий северных районов Rн=0,05

          δ 1,2 – толщина слоя, м

        λ 1,2 - коэффициент теплопроводности материала слоя. 

 
 
 
 
 
 
 
 

2.3. Расчет действительной  величины тепловой  инерции Д ограждающей    конструкции: 

                                                  Д=∑Ri*Si 

Где   Si – коэффициент теплоусвоения слоя материала, по СниП (5)

         Ri – термическое сопротивление отдельного слоя ограждения определяется по формуле: 

                                                Ri= δi / λi 
 

 

Изначальная величина Д>7 была выбрана верно, следовательно  и значение tн имеет правильное значение. 
 

В данной работе необходимо сделать расчет для двух стен: 1.кирпичная стена и 2. керамзитобетонная 1-слойная стена с фактурными слоями,что бы в дальнейшем можно было выбрать более эффективный вариант.  
 

1. 2

 

 

 
 
 
 

1. Кирпичная стена (δ₁ – толщина штукатурки)
2. Керамзитобетонная 1-слойная стена с фактурными слоями

2.4. Расчет фактического  сопротивления теплопередаче: 

                   Ro=Rв+δ1/λ1+δ2/λ2+Rн 

              

 

При этом полученные результаты соответствуют требованию: Rо >= Rо^тр 
 

2.5. Расчет приведенных  затрат (руб./м²  стены) 

                                      Пi = Сoi +Е*Кi

Где  С io – текущие затраты на отопление, руб./м²  стены в год.

         Кi – единовременные затраты (стоимость стены по вариантам), руб./м² 

          i - номер варианта ограждающей конструкции (i=1,2)  

                                                  Сoi= Woi* Цо/ Roi

Сo₁=0,29*298,15/1,63=54 руб./м²  в год

Сo₂=0,29*298,15/3,2= 27 руб./м²  в год

                                                        Кi = δi + Цмi 

 

                Сравнив полученные результаты, можно сделать вывод, что строительство дома с кирпичными стенами дешевле, чем  с керамзитобетонными 1-слойными стенами,т.к. П1=174м² стены<П2=188м² стены, т.е. приведенные затраты руб./м² кирпичной стены являются минимальными. 
 
 

2.6. Расчет коэффициента теплопередачи (Вт/м² град ºС) ограждающих конструкций: 

                                               К=1/Rо= 1/1,63 =0,6 
 

3.Расчет  фундамента 

         При определении глубины заложения  фундамент в соответствии со  СниП 2.02.01-83 (4 ) учитывают следующие основные факторы: влияние климата(глубину промерзания грунтов), инженерно-геологические, гидрологические и конструктивные особенности.

         Расчетную глубину сезонного  промерзания определяют по формуле: 

                                df = d1=kn*dfn=0.5*1,92=0,96 

Где    kn – коэффициент влияния теплового режима здания, принимаемый для       наружных фундаментов отапливаемых сооружений; СниП(4) kn=0,5

          dfn – нормативная глубина промерзания определяется по карте глубины промерзания dfn=1,92 
 

         Глубину заложения внутренних  фундаментов отапливаемых зданий  принимают без учета промерзания,  но не менее 0,5 м.

         Влияние геологии и гидрологии  строительной площадки на глубину  заложения фундамента d2 определяется по СНиП (4).Определяется величина df+2, которая сравнивается с dw (уровнем грунтовых вод), и исходя из полученного соотношения назначается глубина заложения фундамента d2. 

                                             d2=0,96+2=2,96 

Затем определяется влияние конструктивного характера на глубину  заложения фундамента d3. Величина d3 определяется как сумма значений глубины (db) и толщины (hcf) пола в подвале и толщины слоя грунта от подошвы фундамента до низа конструкции пола в подвале (hs). 

                          d3= db+hcf+hs=2.5+0.1+0.4=3 м. 
 

         При окончательном назначении  глубины заложения фундамента  d принимают равным максимальному значения из величин:d1=0.96    d2=2,96 d3=3. d3=max=3 м.