книги / Физико-техническое проектирование ограждающих конструкций зданий

Утепление наружных стен должно сопровождаться одно­ временным утеплением откосов проемов, а также светопрозрач­ ных конструкций.

Для наружного утепления стен рекомендуется применение двух конструктивно-технологических решений:

-«мокрое» с оштукатуриванием прикрепленного к стене утеплителя;

-«сборное» с облицовкой утепленной стены сборными де­ коративными плитами и устройством вентилируемой воздушной прослойкой (вентилируемый фасад).

У первого способа есть два существенных недостатка - от­

делку фасада можно выполнять только в теплое время года, а в качестве утеплителя применять только жесткие материалы.

Преимуществом второго способа утепления наружных стен является большой ассортимент утеплителя и облицовочных ма­ териалов и возможность выполнения строительных работ при любых климатических условиях и наружных температурах.

Увеличение толщины стены при ее утеплении требует вы­ бора способа для примыкания новых слоев к оконным и дверным проемам. При мокрой штукатурке выполняют оштукатуривание откосов. При плитной облицовке применяют плоские элементы или пространственные рамки - наличники обрамления проемов. Применение таких элементов придает законченность конструк­ ции и вносит новый композиционный мотив в решение фасадов здания.

Повышение теплозащиты светопрозрачных ограждений (окон и балконных дверей) до нормируемых показателей может быть достигнуто за счет введения тройного остекления путем:

- установки нового столярного блока на место прежнего

вгабаритах оконной четверти;

-раздельной установки наружной и внутренней оконных коробок.

При замене светопрозрачных конструкций необходимо обеспечить нормируемый воздухообмен помещений здания.

При надстройке этажей с целью снижения их массы и при­ дания надстраиваемым стенам необходимых теплозащитных ка­ честв рекомендуется применять однослойные наружные стены

111

из блоков ячеистого бетона плотностью 600-700 кг/м3 класса по прочности на сжатие В2,5-В3,5 либо трехслойные панели с на­ ружными слоями из легкого бетона плотностью 1200 кг/м3 тол­ щиной по 100 мм с утепляющим внутренним слоем из пенополи­ стирола или минераловатных плит с коэффициентом теплопро­ водности в пределах 0,04-0,06 Вт/(м2*°С).

Сэнергетической точки зрения вместо надстройки здания

свертикальными стенами целесообразно применять мансардные этажи, так как они потребляют на 30-40 % меньше тепловой энергии на отопление при одинаковой отапливающей площади.

Значительное внимание при реконструкции домов «первого поколения» необходимо уделять крышам, которые выполнялись совмещенными невентилируемыми с внутренним водоотводом. Такие крыши подлежат замене из-за низких теплоизолирующих качеств и частых протечек из-за несовершенства технологии устройства рулонных кровель.

Одним из вариантов переустройства крыш является замена невентилируемой конструкции на вентилируемую. С этой целью производят снятие гидроизоляционного ковра и стяжки и увели­ чивают утепляющий слой до требуемых нормами величин. Затем после устройства новой стяжки устраивают вентиляционные ка­ налы с помощью укладки по стяжке волнистых асбестоцемент­ ных листов усиленного профиля, по которым укладывают до­ полнительную стяжку и производят наклейку гидроизоляцион­ ного ковра из современных рулонных материалов на основе

личными современными материалами кровли (металлочерепица, профнастил). В этом случае плоская крыша превращается в чер­ дачное перекрытие, в котором снимается гидроизоляционный ковер и стяжка, а старый слой утеплителя наращивается до необ­ ходимой величины.

Требования СНиП 23-02-03 позволяют оставить без изме­ нения наружные ограждения существующих зданий по теплоза­ щите, если фактическое приведенное сопротивление тепло­ передаче наружных ограждений здания составляет не менее 90 % значений, установленных в табл. 4 СНиП 23-02-03, либо

112

расчетная величина удельного расхода тепловой энергии на ото­ пление существующего здания или его изменяемой части не пре­ вышает нормируемых величин, приведенных в табл. 8 и 9 СНиП 23-02-03.

При решении вопросов тепловой защиты существующих зданий необходимо первоначально по данным проекта или в процессе натурных обследований установить расчетный удель­ ный расход тепловой энергии на отопление здания с последую­ щим анализом влияния отдельных элементов ограждения на теп­ ловой баланс с целью выявления элементов, через которые про­ исходят наибольшие теплопотери. Следующим этапом является

вающих нормируемые значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания.

Расчетная величина удельного расхода тепловой энергии на отопление здания может быть снижена за счет:

а) изменения объемно-планировочных решений, обеспечи­ вающих уменьшение площади наружных ограждений, числа на­ ружных углов, увеличения ширины здания, а также использова­ ния ориентации и рациональной компоновки многосекционных зданий;

б) снижения площади световых проемов жилых зданий до минимально необходимой по требованиям естественной осве­ щенности;

в) блокирования зданий с обеспечением надежного примы­ кания соседних зданий;

г) устройства тамбурных помещений за входными дверями; д) возможности размещения зданий с меридиональной или

близкой к ней ориентацией продольного фасада; е) использования эффективных теплоизоляционных мате­

риалов и рационального расположения их в ограждающих кон­ струкциях, обеспечивающих более высокую теплотехническую однородность и эксплуатационную надежность наружных огра­ ждений, а также повышения степени уплотнения стыков и при­ творов открывающихся элементов наружных ограждений;

ж) повышения эффективности авторегулирования систем обеспечения микроклимата, применения эффективных видов

113

отопительных приборов и более рационального их распо­ ложения;

з) выбора более эффективных систем теплоснабжения; и) размещения отопительных приборов, как правило, под

светопроемами и теплоотражательной теплоизоляции между ни­ ми и наружной стеной;

к) утилизации теплоты удаляемого внутреннего воздуха и поступающей в помещение солнечной радиации.

Выбор мероприятий по повышению тепловой защиты суще­ ствующих зданий должен проводиться на основе технико-эконо­ мического сравнения проектных решений по увеличению тол­ щины утеплителя или замены отдельных элементов наружных ограждающих конструкций здания (наружные стены, покрытия, чердачного и цокольного перекрытия, светопрозрачных конст­ рукций и сплошных заполнений дверей и ворот). В случае, когда с помощью более дешевых вариантов ограждения не удается достичь нормируемого значения удельного расхода тепловой энергии на отопление здания, то следует прибегнуть к примене­ нию более дорогих вариантов утепления, замены или комбини­ рования рассматриваемых вариантов.

1.19. Энергетический паспорт здания

Энергетический паспорт здания рекомендуется составлять для новых, реконструируемых, капитально ремонтируемых и эксплуатируемых жилых и общественных зданий. Он входит в состав проектной и приемо-сдаточной документации.

Энергетический паспорт здания характеризует соответствие теплоэнергетических показателей тепловой защиты зданий тре­ бованиям СНиП 23-02-03. С его помощью обеспечивается по­ следовательный контроль качества в процессе разработки про­ ектной и конструкторской документации, при экспертизе проек­ та, строительстве, приемке здания и его эксплуатации.

Энергетический паспорт здания должен содержать следую­ щие основные сведения:

- т и п и функциональное назначение здания, его этажность

иобъем;

-данны е о размерах и ориентации здания, площади его ог­ раждающих конструкций и пола отапливаемых помещений;

114

- климатические характеристики района строительства

иданные об отопительном периоде;

-время возведения здания, год ввода в эксплуатацию;

-данные о теплозащите здания, включающие в себя приве­ денные сопротивления теплопередаче и воздухопроницанию от­ дельных ограждений, воздухообмен, сводные энергетические показатели: удельный расход тепловой энергии на отопление здания в холодный и. переходный периоды года и удельную теп­ ловую характеристику здания;

-изменения в эксплуатируемом здании объемно-планиро­ вочных и конструктивных решений, а также систем поддержания микроклимата по сравнению с проектом;

-результаты испытания энергопотребления и теплозащиты здания после годичного периода его эксплуатации;

- сопоставление проектных и эксплуатационных данных о теплозащитных и приведенных к расчетным условиям тепло­ энергетических характеристиках;

-присвоение зданию категории теплоэнергетической эф­ фективности.

Для существующих зданий теплоэнергетический паспорт следует разрабатывать по заданию организации, осуществляю­ щей эксплуатацию здания.

Для жилых зданий с встроенно-пристроенными нежилыми помещениями в нижних этажах теплоэнергетические паспорта необходимо составлять раздельно по жилой части и каждому встроенно-пристроенному нежилому блоку. При этом, если встроенное нежилое помещение не выходит за проекцию жилой части здания, теплоэнергетический паспорт здания составляется так же, как для одного здания.

При отсутствии исполнительной документации на строи­ тельство здания теплоэнергетический паспорт следует состав­ лять на основе материалов бюро технической инвентаризации и натурных обследований здания, выполненных специалистами, имеющими лицензию на выполнение соответствующих работ.

О сновные термины и определения

Тепловая за щ и т а здания - теплозащитные свойства сово­ купности наружных и внутренних ограждающих конструкций здания, обеспечивающие заданный уровень расхода тепловой

115

энергии (теплопоступлений) здания с учетом воздухообмена по­ мещений не выше допустимых пределов, а также их воздухопро­ ницаемость и защиту от переувлажнения при оптимальных па­ раметрах микроклимата его помещений.

Удельный расход тепловой энергии на отопление здания за отоп и тельн ы й период - количество тепловой энергии за отопительный период, необходимое для компенсации теплопотерь здания с учетом воздухообмена и дополнительных тепло­ выделений при нормируемых параметрах теплового и воздушно­ го режимов помещений в нем, отнесенное к единице площади квартир или полезной площади помещений здания (или к их ота­ пливаемому объему) и градусо-суткам отопительного периода.

Класс энергетической эф ф екти вн ости - обозначение уровня энергетической эффективности здания, характеризуемого интервалом значений удельного расхода тепловой энергии на отопление здания за отопительный период.

М икроклим ат помещения - состояние внутренней сре­ ды помещения, оказывающей воздействие на человека, харак­ теризуемое показателями температуры воздуха и ограждаю­

сочетание значений показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обес­ печивают тепловое состояние организма при минимальном на­ пряжении механизмов терморегуляции и ощущение комфорта не менее чем у 80 % людей, находящихся в помещении (по ГОСТ 30494).

Д ополнительные тепловыделения в здании - теплота, по­ ступающая в помещения здания от людей, включенных энергопотребляюших приборов, оборудования, электродвигателей, ис­ кусственного освещения и др., а также от проникающей солнеч­ ной радиации.

П оказатель ко м п актн о сти здания - отношение общей площади внутренней поверхности наружных ограждающих кон­ струкций здания к заключенному в них отапливаемому объему.

116

ных ограждающих конструкций фасада здания, включая светопроемы.

О тапливаем ы й объем здания - объем, ограниченный внутренними поверхностями наружных ограждений здания - стен, покрытий (чердачных перекрытий), перекрытий пола пер­ вого этажа или пола подвала при отапливаемом подвале.

Холодный (отопительны й) период года - период года, ха­ рактеризующийся средней суточной температурой наружного воздуха, равной и ниже 10 или 8 °С в зависимости от вида здания (по ГОСТ 30494).

Контрольные вопросы

1.Виды теплообмена.

2.Что называется теплопередачей?

3.Как осуществляется теплопередача через однослойную однородную ограждающую конструкцию?

4.Определение сопротивления теплопередаче однородных

инеоднородных ограждающих конструкций.

5.Показатели теплотехнических свойств ограждающих кон­ струкций.

6.Определение сопротивления теплопередаче однородных

инеоднородных ограждающих конструкций.

7.Определение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

8.Расчет температуры в многослойных ограждающих кон­ струкциях.

9.Нормируемые показатели тепловой защиты зданий.

10.Причины увлажнения ограждающих конструкций.

11.Расчет на паропроницаемость ограждающих конструк­ ций из условия недопустимости накопления влаги за годовой пе­ риод эксплуатации.

12.Определение влажностного состояния ограждения гра­ фоаналитическим методом.

13.С какой целью и в каком месте устраивается пароизоляция в ограждающих конструкциях зданий?

14.Методика расчета ограждающих конструкций на возду­ хопроницаемость.

117

Глава 2

СТРО И ТЕЛ ЬН А Я И АРХИТЕКТУРНАЯ АКУСТИКА

Акустика изучает распространение звука в помещениях. Она подразделяется на архитектурную, задачи которой заклю­ чаются в создании благоприятных условий наиболее полноцен­ ного восприятия звуков в театральных и иных помещениях, и строительную, задачей которой является ограничение распро­ странения нежелательных звуков, называемых шумами. Шум вызывает у людей раздражение, затрудняет восприятие речи и музыки, а в некоторых случаях является причиной глухоты.

Таким образом, перед проектировщиками стоят две проти­ воположные задачи: первая - создание условий для наилучшего восприятия речи и музыки, вторая - всемерное подавление шу­ ма. Для успешного решения этих задач необходимо иметь пред­ ставление о физических и физиологических характеристиках звука и шума, закономерностях их распространения на террито­ риях и в помещениях, характеристиках источников шума, архи­ тектурно-планировочных и конструктивных способах усиления и подавления звука и шума, а также об имеющихся по этим вопросам нормативных документах.

2.1. Общ ие понятия о звуке и его свойствах

Звук как физическое явление представляет собой волнооб­ разное колебательное движение, которое распространяется в ма­ териальной упругой (газообразной, жидкой или твердой) среде.

Источником звука является какое-либо вибрирующее тело типа струны, камертона и т.п. Колебания источника звука вызы­ вают в упругой среде колебания ее частиц, которые распростра­ няются волнообразно с определенной скоростью в виде звуковых волн. При этом сами частицы среды не перемещаются вместе со звуковой волной, а только колеблются, попеременно смещаясь и возвращаясь в первоначальное равновесное положение, как это показано на рис. 2.1.

При распространении звуковой волны различают два со­ вершенно разных явления: движение частиц среды в волне и пе­ ремещение самой волны в среде. При этом колебательные скоро­ сти частиц среды в несколько тысяч раз меньше скорости звука.

119

Амплитуда

колебания 9 Р

Рис. 2.1. Колебания частиц упругой среды

Область среды, в которой распространяются звуковые вол­ ны, называется звуковым полем.

В процессе распространения звуковых волн в воздухе и в жидкостях смещение частиц среды происходит в направ­ лении распространения волны, такие волны называются про­ дольными.

При распространении колебаний в твердых телах возникают поперечные волны, когда частицы среды смещаются перпенди­ кулярно направлению распространения звуковой волны. В твер­ дых телах возможны колебания продольных и поперечных волн. В тонких конструкциях при толщине менее 1/6 длины волны возникают изгибные волны.

Звуковые волны подобно всякому волновому движению ха­ рактеризуются длиной волны, частотой колебаний и скоростью их распространения.

Расстояние, на которое распространяется звуковая волна за время одного полного колебания или одного периода колебания, называется длиной волны. Длина звуковой волны X зависит от частоты и скорости звука и может быть определена по формуле

где с - скорость распространения звука, м/с; / - частота звука, Гц.

120