5. Теплотехнический расчет стен
Строительство зданий должно осуществляться в соответствии с требованиями к тепловой защите зданий для обеспечения установленного для проживания и деятельности людей микроклимата в здании, необходимой надежности и долговечности конструкций, климатических условий работы технического оборудования при минимальном расходе тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий за отопительный период.
Долговечность ограждающих конструкций следует обеспечивать применением материалов, имеющих надлежащую стойкость (морозостойкость, влагостойкость, биостойкость, стойкость против коррозии, высокой температуры, цикличности температурных колебаний и других разрушающих воздействий окружающей среды), предусматривая в случае необходимости специальную защиту элементов конструкций, выполненных из недостаточно стойких материалов.
В нормах устанавливаются требования к:
- приведенному сопротивлению теплопередаче ограждающих конструкций здания;
- ограничению температуры и недопущению конденсации влаги на внутренней поверхности ограждающих конструкций, за исключением окон с вертикальным остеклением;
- удельному показателю расхода тепловой энергии на отопление здания;
- теплоустойчивости ограждающих конструкций в теплый период года и помещений зданий в холодный период года;
- воздухопроницаемости ограждающих конструкций и помещений зданий;
- защите от переувлажнения ограждающих конструкций;
- теплоусвоению поверхности полов;
- классификации, определению и повышенной энергетической эффективности проектируемых и существующих зданий;
- контролю нормируемых показателей, включая энергетический паспорт здания.
Нормами установлены три показателя тепловой защиты здания:
а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания;
б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций, и температурой на внутренней поверхности выше температуры точки росы;
в) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций здания с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.
Требования тепловой защиты будут выполняться, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей "а" и "б", либо "б" и "в". В зданиях производственного назначения необходимо соблюдать требования показателей "а" и "б".
Приведенное сопротивление теплопередаче Ro, м²·ºС/Вт, ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений Rreq, м²·ºС/Вт, определяемых по таблице 4 [2], в зависимости от градусо-суток района строительства Dd, ºС·сут.
Градусо-сутки отопительного периода Dd, ºС·сут, определяются по формуле:
Dd = ( tint – tht ) · Zht,
где tint – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, ºС. Для производственных зданий берется по нормам проектирования соответствующих зданий. Берем 21 ºС;
tht – средняя температура наружного воздуха, ºС. По заданию tht = -18 ºC.
Zht – продолжительность суток отопительного периода принимаемая по СНиП 23-01, Zht = 230 суток.
Dd = (21 – (-18)) · 230 = 8970 ºC / сут.
Rreq = а · Dd + b = 0,0002 · 8970 + 1,0 = 2,8 м² · ºС / Вт
Для стен: а = 0,0002; b = 1,0
Ro = Rreq = 2,8 м² · ºС / Вт
Расчетный температурный перепад Δto, ºС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций не должен превышать нормируемых величин Δtn, ºС, устанавливаемых в таблице 5 и определяется по формуле:
Δto = n (tint – text) / Ro · αint;
где n – коэффициент, учитывающий зависимость положения наружных поверхностей ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху;
text – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, ºС;
αint – коэффициент теплоотдачи внутренних поверхностей ограждающих конструкций, Вт / (м² · ºС).
В нашем случае: n=1; text = -25 ºC; αint = 8,7 Вт / (м² · ºС).
Δto = 1 · (21-(-25)) / 2,8 · 8,7 = 1,9 ºС;
Для производственных зданий с сухим и нормальным режимами, для стен:
Δtn = tint – td, но не более 7;
где td – температура точки росы, ºС
Определим точку росы. Точкой росы называется температура, при которой водяные пары, не насыщавшие ранее воздух, становятся насыщающими. При определении точки росы используется таблица давления насыщенного водяного пара при различных температурах, приведенная в справочнике по физике.
Температура внутри помещения у нас 21 ºС., относительная влажность принимаем 55%.
Относительная влажность определяется по формуле:
r = p / pн,
где p – давление водяных паров, находящихся в воздухе;
pн – давление водяных паров, насыщающих пространство при данной температуре.
При 21 ºС давление насыщающего пара: 19 мм.рт.ст. (по табл.). Давление p = pн · r или
P = 19 · 0,55 = 10,5 мм.рт.ст.
Конденсация паров начнется при той температуре воздуха, для которой давление р будет соответствовать давлению пара, насыщающего пространство. Из таблицы находим, что давление 10,5 мм.рт.ст. соответствует температуре 12 ºС.
Температура точки росыtd = 12 ºС.
Δtn = 21 – 12 = 9 ºС; 9 > 7, поэтому берем Δtn = 7 ºС.
7 > 1,9 – условие выполняется.
Температура внутренних поверхностей ограждающих конструкций должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период года.
Температуру внутренних поверхностей ограждающих конструкций определим как:
21 ºС – Δto = 21 – 1,9 = 19,1 ºС
19,1 ºС > 12 ºC – условие выполняется.
6. Светотехнический расчет
Требования к освещению промышленных предприятий (КЕО, нормируемая освещенность, допустимое сочетание показателя ослепленности и коэффициента пульсации освещенности) следует принимать по таблице 1, с учетом требований пп. 7.5 и 7.6 СНиП 23-05-95.
В нашем случае характеристика зрительной работы будет малой точности, наименьший размер объекта различения свыше 1 до 5 мм. Это будут мелкие крепежные детали, наконечники проводов. Разряд зрительной работы V; подразряд "в"; контраст объекта с фоном – средний; характеристика фона – средний.
Тогда при искусственном освещении освещенность при системе комбинированного освещения всего 400 лк, в том числе от общего 200 лк, а при системе общего освещения 300 лк. Сочетание нормируемых величин показателя ослепленности и коэффициента пульсации Р = 40; Кn = 20%.
При естественном освещении КЕО: ен = 3% (при комбинированном освещении); при совмещенном освещении КЕО: ен = 1,8% (при комбинированном освещении).
Требования к освещенности помещений административно-бытовых зданий (КЕО, нормируемая освещенность, цилиндрическая освещенность, показатель дискомфорта и коэффициент пульсации освещения) следует принимать по таблице 2 СНиП 23-05-95.
Характеристика зрительной работы: различение объектов при фиксированной и нефиксированной линии зрения средней точности. Наименьший размер объекта различения более 0,5 мм, разряд зрительной работы: "В". Подразряд зрительной работы: 2, относительная продолжительность зрительной работы при направленности зрения на рабочую поверхность менее 70%.
При искусственном освещении, освещенность на рабочей поверхности от системы общего освещения 100 лк; цилиндрическая освещенность не регламентируется. Показатель дискомфорта М = 60; коэффициент пульсации освещенности Кп = 20%.
При естественном освещении КЕО: ен = 0,5% при боковом освещении.
Коэффициент запаса Кз при искусственном и совмещенном освещении следует принимать по таблице 3 СНиП 23-05-95.
Для сборочного цеха содержание пыли, дыма, копоти в рабочей зоне менее 1 мг/м³. Эксплуатационная группа светильников по приложению Г: 5-6, тогда при искусственном освещении коэффициент запаса: Кз = 1,4; количество чисток светильников в год: 2 раза.
При естественном освещении, при угле наклона светопропускающего материала к горизонту 15-45º коэффициент запаса Кз = 1,5, количество чисток остекления светопроемов в год: 2 раза.
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение.
Естественное освещение подразделяется на боковое, верхнее и комбинированное (верхнее и боковое).
В крупногабаритных производственных помещениях при боковом освещении минимальное значение КЕО нормируется в точке удаленной от световых проемов на 2 м высоты помещений для работ V – VII разрядов.
При верхнем и комбинированном естественном освещении нормируется среднее значение КЕО в точке расположенной на пересечении вертикальной плоскости характерного разреза помещения и условной рабочей поверхности (или пола).
Первая и последняя точки принимаются на расстоянии 1 м от поверхности стен (перегородок) или осей колонн.
Допускается деление помещений на зоны с боковым освещением (зоны, примыкающие к наружным стенам с окнами) и зоны с верхним освещением, нормирование и расчет естественного освещения в каждой зоне производится независимо друг от друга.
Допускается применять верхнее естественное освещение в крупнопромышленных сборочных цехах, в которых работы выполняются в значительной части объема помещения на разных уровнях от пола и на различной ориентации в пространстве рабочей поверхности. В связи с вышесказанным, учитывая, что наш цех сборочный примем в нем естественное освещение. Причем для испытательных стендов предусмотрим местное освещение. Естественное освещение цеха будет комбинированным - верхнее и боковое. Для административно-бытового корпуса используем для первого этажа искусственное освещение, так как все помещения находятся у внутренней стены. Для второго этажа используем естественное освещение.