Расчет полов на теплоусвоение

Полы являются одной из поверхностей помещения, с которой непосредственно соприкасаются ноги человека. В жилых зданиях возможен как кратковременный (измеряющийся минутами) контакт босой ноги с поверхностью пола, так и более длительный, но в лёгкой обуви; в общественных и производственных зданиях характерен весьма длительный, измеряющийся часами, контакт обутых ног с поверхностью пола.

Во всех этих случаях важны особенности теплообмена человеческого организма с поверхностью пола.

При контакте ног человека (температура подошвы ноги без обуви равна около 33 ° С) с поверхностью пола (температура которой близка к температуре внутреннего воздуха помещения) происходит отдача тепловой энергии. Если количество тепла, отдаваемое поверхности пола человеческой стопой, меньше количества тепла, вырабатываемого терморегулирующей системой человеческого организма, ноги остаются теплыми; в противном случае они охлаждаются, что связано с повышением вероятности простудных, ревматических и иных заболеваний.

Во всех случаях охлаждение подошвы ступни не должно быть ниже температур, допускаемых гигиеническими нормами. Например, при контакте босой ноги с полом температура кожи в течение двух минут не должна опускаться ниже 28 ° С.

Теплообмен между объектом и полом определяется величиной тепловой активности материала пола, характеризуемой их коэффициентом теплоусвоения S, Вт/(м² ° С). при теплотехнических расчётах полов для характеристики их тепловой активности используется показатель теплоусвоения поверхности пола Y_n, Вт/(м² ° С). Он показывает, какое количество тепловой энергии поглощается единицей поверхности пола, за единицу времени при разности температур пола и ноги в 1°С.

Для обеспечения гигиенических условий эксплуатации полов в соответствии со СНиП [7, 8] поверхность пола должна иметь показатель теплоусвоения Y_n не более нормативной величины Y_n*:

Y_n Y_n*. (2.14)

Расчёт показателя теплоусвоения поверхности пола Y_n производится с учётом расположения нижней границы активного слоя, вовлекаемого в теплообмен с ногой. Активным является слой материала, влияние теплотехнических свойств которого на величину количества поглощенного тепла составляет 95 % общего воздействия. В СНиП [7, 8] это обстоятельство учитывается величиной тепловой инерции D.

Показатель теплоусвоения поверхности пола Y_n следует определять следующим образом:

а) если покрытие пола (верхний слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию D₁ = R₁S₁ 0, 5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяется по формуле

Y_n =2 S₁; (2.15)

б) если первые n слоёв конструкции полов (n 1) имеют суммарную тепловую инерцию D₁+ D₂+…+ D_n< 0, 5, но суммарная тепловая инерция (n+1)-го слоёв D₁+ D₂+…+ D_n+1 0, 5, то показатель теплоусвоения поверхности полов Y_n следует определять последовательно расчётом показателей теплоусвоения поверхности слоёв конструкции, начиная с n-го до 1-го:

• для n-го слоя – по формуле

; (2.16)

• для i-го слоя (i=n-1; n-2; …; 1) – по формуле

. (2.17)

Показатель теплоусвоения поверхности пола принимается равным показателю теплоусвоения поверхности 1-го слоя Y₁.

В рассмотренных формулах и неравенствах:

D₁+ D₂+…+ D_n+1 – тепловая инерция соответственно 1-го, 2-го, …, (n+1)-го слоёв конструкции пола, определяемая по [7];

R₁, R_n – термические сопротивления, (м² °С)/Вт, 1-го и n-го слоёв конструкции пола, определяемые по [7];

S₁, S_i, S_n, S_n+1 – расчётные коэффициенты теплоусвоения материала 1-го, i-го, n-го, (n+1)-го слоёв конструкции пола, Вт/(м² °С), принимаемые по [7, прил. 3*];

– показатель теплоусвоения поверхности (i+1)-го слоя конструкции полов, Вт/(м² °С).

2.7.3. Пример расчёта полов на теплоусвоение

Требуется определить, удовлетворяет ли в отношении теплоусвоения требованиям СНиП [7, 8] конструкция пола общественного здания из поливинилхлоридного линолеума на теплоизолирующей подоснове из стеклянного волокна, наклеенного холодной битумной мастикой на железобетонную плиту перекрытия. Теплотехническая характеристика отдельных слоёв конструкции пола (при их нумерации сверху вниз) приведены в табл. 2.6.

Таблица 2.6

Теплотехнические характеристики материалов слоёв пола

Определяем тепловую инерцию слоёв полов D_i по СНИП [7]:

D₁= R₁S₁=0, 0045·7, 52=0, 034;

D₂= R₂S₂=0, 0043·0, 92=0, 040;

D₃= R₃S₃=0, 0056·4, 56=0, 027;

D₄= R₄S₄=0, 0080·16, 77=1, 342.

Так как суммарная тепловая инерция первых трёх слоёв D₁+ D₂+ D₃ = = 0, 034+0, 04+0, 027=0, 101< 0, 5, но суммарная тепловая инерция четырёх слоёв 0, 101+1, 34=1, 441> 0, 5, то показатель теплоусвоения поверхности пола определяем последовательно с учётом четырёх слоёв конструкции пола с помощью формул (2.11) и (2.12), начиная с третьего:

Вт/(м² °С);

Вт/(м² °С);

Вт/(м² °С).

Значение нормативного показателя теплоусвоения поверхности пола для общественных зданий по [7, 8, табл. 11*] не должно превышать Вт/(м² °С), а расчётное значение показателя теплоусвоения данной конструкции пола составляет Вт/(м² °С).

Следовательно, рассмотренная конструкция полов в отношении теплоусвоения удовлетворяет требованиям СНиП [7].

Окна

В гражданских зданиях массового строительства, к которым относится проектируемое здание, применяют в основном деревянные стандартные конструкции оконных блоков со светопрозрачным заполнителем из силикатного стекла [51]. В последнее время в строительстве все шире стали использоваться окна с пластмассовыми переплетами и заполнением из стеклопакетов. Размеры оконных блоков определяются с учетом требований освещенности помещений (см. п. 1.4.3). В эскизной части проекта по результатам светотехнического расчета были приняты предварительные размеры окон основных помещений. На основании этого составляется ведомость проемов (табл. 2.7).

Таблица 2.7

Ведомость проемов окон и дверей

Стандартные конструкции окон выполняются с двойным остеклением в спаренных или раздельных переплетах и с тройным остеклением в зависимости от климатических условий района строительства [7, 8].