Введение
1 Информационный обзор 11
1.1 Обзор актуальных вопросовпо разработкам полноценных,
перспективных концепции строительной отрасли жилых домов 11
1.1.1 История расчетов температурных полей 13
1.1.2 Требования к оболочке здания 16
1.1.3 «Мостики холода» 17
1.1.4 Критерия предъявляемы к ограждающим конструкциям как
объектам проектирования теплозащиты зданий 19
1.1.5 Решение задач теплопроводности методом конечных элементов 21
1.1.6 Постановка задач расчёта температурных полей в строительных
конструкциях 23
1.1.7 Граничные условия в задачах расчёта температурных полей в
строительных конструкциях 24
1.1.8 Физические величины, вычисляемые при расчётах
температурных полей 26
1.1.9 Обработка результатов полученных при определении тепловых
потоков и термических сопротивлений ограждающих конструкций 35
Qg Выводы 37
2 Теплотехнический расчет строительно-монтажных узлов на дискретных связях методом конечных элементов в САЕ - системе 38
2.1.1 Исходные данные для работы 38
2.1.2 Проверка нормативных требования тепловой защиты зданий ... 41
2.1.3 Расчет приведенного сопротивления теплопередаче фрагмента
наружной ограждающей конструкции 42
2.1.4 Методология обработки результатов теплотехнических расчетов и определения параметров дополнительной плотности теплового потока .... 44
2.1.5 Геометрические характеристики проекций элементов 48
2.1.6 Расчет удельных потерь теплоты, обусловленных элементами
стеновой панели 50
2.1.7 Расчет приведенного сопротивления теплопередаче стены 52
2.1.8 Санитарно-гигиенический расчет железобетонных панельных панелей 54
2.1.9 Анализ карты распределение температурного поля стенового элемента и определение плотности теплового потока через гладь стеновой панели 55
3 Определение проблемных участков в узлах примыкания стеновых панелей Н- 52 с Н-12, Н-12 с Н-6 и Н-52 с Н-12 с плитой перекрытия 66
3.1.1 Расчетные области для вертикальных узлов соединения Н-52 с Н-12 66
3.1.2 Расчетные области для вертикальных узлов соединения Н-52 с Н-6 72
3.1.3 Расчетные области для вертикальных узлов соединения Н-52 и
Н-12 с плитой перекрытия 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85
Список литературы 86
Переход строительной отрасли на повышенные нормативные требования к тепловой защиты зданий и сооружений повлекло к появлению ряда неопределенностей как спроектирование тепловой защиты ограждающих конструкций (ОК), так и его дальнейшая эксплуатация.
На рынке строительства без серьезных научно обоснованных исследований и достаточно низкого качества экспериментальной проверки на нормативные требования распространение получали многослойные конструкции,проектирование которых основывались на методологии проектирования однослойных стен. Система образования при подготовке специалистов для данной области вооружена учебной литературой для высших учебных заведений изданные в 80х годах прошлого века, которая опирается на устаревшие научные и нормативные базы. Данная проблема была решена и изменена в 1995 и 2003 годах. Исключение составляет учебник Соловьева А.К. «Физика среды» [30], которая вышло в свет тиражом 1000 экземпляров,изданный в 2008 году не решало проблемы обеспечения вузов учебной литературой.
В современном мире ведущими специалистами накоплен определенный опыт в области исследования,проектирования и эксплуатации многослойных ОК повышенными свойствами тепловой защиты, которая стала основанием к появлению для обобщения этого опыта в различных учебных изданиях и научных трудах.
В настоящее время проекты многоквартирных многоэтажных жилых зданий стараются спроектировать максимально индивидуализированными, активно применяя современные отечественные и зарубежные технологии, в широком диапазоне архитектурные приёмы и планировочные решения. Отказ от массовости применения в строительстве типовых серий ОК, позволявших в свое время тиражирование типовых проектов многоквартирных многоэтажных домов, привязывая подрядчика в соответствии с характером строительных площадок и всевозможными существующими архитектурные изыскания, приобрел положительный эффект на приобретения внешнего облика для современных микрорайонов и застраиваемых участков.
Не смотря на это, с учётом различных негативных проявлений в экономике, для полноценного обеспечения различных слоев населения, так называемые жильё «Эконом» класса, массово внедряют типовые проекты, особенно при застройке жилых комплексов, но при всем этом многообразия не забывая уделять особое внимание в обеспечении понимания индивидуального облика уже действующих в эксплуатации гражданских зданий и его гармоничному увязыванию однотипных по конструкции зданий в оригинальную архитектурную ансамблю.
Если раньше, по внешнему облику многоквартирного жилого дома могли предугадывать расположение квартир на площадке строительной планировки, сколько в конкретной квартире жилых комнат и какие возможные планировочные решения используются в проекте, то на сегодняшней время это предугадывать практически является трудоёмкой задачей.И в связи с этим обоснованно появляется вопросы о подготовке всесторонне обоснованного проекта многоквартирного жилого дома. Причем, с учётом современных актуализированных нормативно-технических требований, в т.ч. и требований по энергоэффективности зданий и сооружений согласно федеральному закону РФ.
Современные действующие в строительной отрасли всевозможные ГОСТы, СП, СанПиНы, различные Постановления разного уровня, Законы и Указы РФ, исполняются на территории Российской Федерации, затрагивают все этапы проектирования здания и дальнейшего их эксплуатации.
Актуализированы новые нормативно-технические требования к минимальному классу энергоэффективности многоквартирных жилых домов. В перспективе с 2016 г. предполагается введение в эксплуатацию зданий с классом энергетической эффективности не ниже «Класс В+», а с 2020 г. не ниже «Класса В++»[1, 2]. Кроме всех новшеств вводимых требований, не решенной проблемой в процессе проектировании многоквартирных домов, которые бы удовлетворяли вышеизложенные поставленные требования, на сегодняшней день остаются вопросы инженерных коммуникационных систем [3].
Поэтому, в целях обеспечения нововводимых требований проектировщики в строительной отрасли применяют всевозможные инновационные решения, как в области проектирования, так и в области внедрения в строительстве современных энергосберегающих материалов. Тем не менее, в настоящее время отсутствие все различных законодательных актов затрудняет его продвижению.Явным упущением в решаемых задачах является особые требования к местам застойных зон в жилых комнатах многоквартирного дома, что является головной проблемой на стадии проектирования из-за не учета особенности подвижности воздушных масс в комнатах и тем более не корректной организации скорости воздушного потока. Проектировщики, не имея инструмента для успешной реализации своих проектов, зачастую ограничивались лишь укрупненными теплотехническими расчётами ОК с использованием теплотехническими атласами, изданные еще в прошлом веке для типовых конструкций здания. Такой минимизационный подход к создаваемым проектам не позволительно в современном мире. Не экономическими и финансовыми затратами в получении сверхприбыли в полной мере застройщики должны думать, а активно вносить в план мероприятий решения задач в обеспечении комфортности среды обитания для эксплуатирующего населения, что в последующем позволит повышению продолжительности жизни, и как следствие приобретает ценность в создаваемых проектах.
В данной выпускной квалификационной работе проведены классические теплотехнические расчеты общеизвестные проектировщикам и специалистам в данной области по методике СП, а также численным моделированием методом конечных элементов решены ряд актуальнейших задач застройщика в проблемных зонах с различной комбинацией теплотехническими неоднородностями, которые возникают, как правило,уже в процессе эксплуатации.
Поставленная задача решается программным инструментом численного моделирования с различной постановкой сложных многокретериальных условий, как например, организация воздушных потоков, как внутреннего, так и наружного воздуха. А также решается задачи по тепло- массообменным процессам на основе метода конечных объемов с использованием программных комплексов в симбиозе STAR-CCM+ v8.02.011, а также в процессе теплотехнического расчёта в программном продукте ELCUT 6.1.
Стеновые панели Н-52, Н-12 и Н-6 в многоквартирном доме со строительным номером 21-24 ж.р. Замелекесье города Набережные Челны»полностью удовлетворяет требованиям СП 50.13330.2012.
Узлы примыкания стеновых панелей как горизонтальных, так и вертикальных Н-52, Н-12 удовлетворяют требованиям частично.При высоких значениях влажности в среде помещения расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий, теплоемкость, теплопроводность и теплоусвоение в зависимости от плотности и влажности,паропроницаемости увеличиваются. За отопительный период эксплуатации здания доля влагонасыщения строительными материалами может достичь максимальных значений. Перестановка отопительного прибора на торцевую стену Н-52 и Н-12 позволяет защитить данный элемент.
Узлы примыкания стеновых панелей как горизонтальных, так и вертикальных Н-12, Н-6 не удовлетворяют требованиям.При высоких значениях влажности в среде помещения расчетные теплотехнические показатели строительных материалов и изделий, теплоемкость, теплопроводность и теплоусвоение в зависимости от плотности и влажности,паропроницаемости увеличиваются.
1. Министерство регионального развития РФ Приказ от 8 апреля 2011 г. № 161. “Об утверждении Правил определения классов энергетической эффективности многоквартирных домов и Требований к указателю класса энергетической эффективности многоквартирного дома, размещаемого на фасаде многоквартирного дома".
2. Приказ Министерства регионального развития РФ от 28 мая 2010 г. № 262. "О требованиях энергетической эффективности зданий, строений, сооружений".
3. Балашов А.А., Полунина Н.Ю. Проектирование систем отопления и вентиляции гражданских зданий: учебное пособие. Тамбов: ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. 88 pp.
4. ГОСТ 30494-96 Здания жилые и общественные. Параметры
микроклимата в помещениях.
5. 5. СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.
6. ГОСТ 17008-85 Компрессоры хладоновые герметичные. Общие
технические условия.
7. ГОСТ 23833-95 Оборудование холодильное торговое. Общие
технические условия.
8. ГОСТ Р 50700-94 Компрессоры объемного действия холодопроизводительностью свыше 3,0 кВт на озонобезопасных агентах. Типы и основные параметры.
9. ГОСТ Р 51364-99 (ИСО 6758-80) Аппараты воздушного охлаждения. Общие технические условия.
10. ГОСТ 22502-89 Агрегаты компрессорно-конденсаторные с
герметичными холодильными компрессорами для торгового холодильного оборудования. Общие технические условия.
11. ГОСТ 16617-87 Электроприборы отопительные бытовые. Общие
технические условия.
12. ГОСТ 17083-87 Электротепловентиляторы бытовые. Общие технические условия.
13. ГОСТ 7164-78 Приборы автоматические следящего уравновешивания ГСП. Общие технические условия.
14. ГОСТ 23125-95 Сигнализаторы температуры. Общие технические
условия.
15. ГОСТ 112-78 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия.
16. ГОСТ 6416-75 Термографы метеорологические с биметаллическим чувствительным элементом. Технические условия.
17. ГОСТ 6376-74 Анемометры ручные со счетным механизмом.
Технические условия.
18. ГОСТ 7193-74 Анемометр ручной индукционный. Технические условия.
19. ГОСТ 6359-75 Барографы метеорологические анероидные. Технические условия.
20. Российский научно-исследовательский институт метрологии и стандартизации. Государственный реестр измерений Российской Федерации. Москва. 2010.
21. ГОСТ Р 8.585-2001 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
22. ГОСТ 1790-2016 Проволока из сплавов хромель Т, алюмель, копель и константан для термоэлектродов термоэлектрических преобразователей. Технические условия.
23. ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
24. ГОСТ 9245-79 Потенциометры постоянного тока измерительные. Общие технические условия.
25. ГОСТ 8711-93 (МЭК 51-2-84) Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам.
26. ГОСТ 9736-91 Приборы электрические прямого преобразования для измерения неэлектрических величин. Общие технические требования и методы испытаний.
27. ГОСТ 7165-93 (МЭК 564-77) Мосты постоянного тока для измерения сопротивления.
28. ГОСТ 26629-85 Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций.
29. ГОСТ 25380-2014 Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции.
30. ГОСТ 17177-94 Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний.
31. ГОСТ 23250-78 Материалы строительные. Метод определения удельной теплоемкости.
32. ГОСТ 24816-2014 Материалы строительные. Метод определения равновесной сорбционной влажности.
33. ГОСТ 21718-84 Материалы строительные. Диэлькометрический метод измерения влажности.
34. ГОСТ 31167-2009 Здания и сооружения. Методы определения воздухопроницаемости ограждающих конструкций в натурных условиях.
35. СП 23-101-2004 Проектирование тепловой защиты зданий.
36. ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.
37. ГОСТ Р 54853-2011 Здания и сооружения. Метод определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций с помощью тепломера.
38. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.
39. Правительство РФ. Постановление от 06.05.2011 N 354 (ред. от
29.06.2016) "О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов".
40. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*.