Расчетная среднесуточная температура воздуха в помещении примыкающем к наружным фундаментам

Глубина заложения фундаментов

Глубина заложения фундаментов зависит от:

  1. Инженерно-геологических условий площадки строительства;
  2. Климатических и гидрогеологических особенностей района строительства (промерзание и оттаивание, высыхание и увлажнение);
  3. Особенностей возводимого и соседних сооружений;
  4. Способа производства работ по отрывке котлованов и возведению фундаментов.

Выбирая тип и глубину заложения фундамента, нужно придерживаться следующих общих правил:

  • подошвы фундаментов желательно закладывать на одной и той же глубине;
  • минимальная глубина заложения фундаментов принимается не менее 0,5 м от спланированной поверхности территории. Исключение составляют скальные породы, при наличии которых обычно снимается верхний, сильно выветренный слой;
  • глубина заложения фундамента в несущий слой грунта должна быть не менее 0,1–0,2 м от его верха;
  • при возможности следует закладывать фундамент выше уровня подземных вод. При этом не требуется водоотлива, гарантируется сохранение природной структуры грунтов основания, работы могут быть выполнены в кратчайший срок. В противном случае требуются шпунтовое крепление стен котлована, водоотлив, которые резко увеличивают стоимость земляных работ;
  • при слоистом напластовании грунтов все фундаменты рекомендуется возводить на одном слое грунта или на грунтах с близкой сжимаемостью. Если это невыполнимо, то конструкцию фундаментов выбирают из условия допустимости неравномерности осадок.

Инженерно-геологические факторы

Учет инженерно-геологических условий заключается в выборе несущего слоя грунта, который может служить естественным основанием для фундаментов. Этот выбор производится на основе оценки сжимаемости и прочности грунтов. Все многообразие напластований можно представить в виде трех основных схем (рис. 11).

Рис. 11. Схемы напластования грунтов

Схема I. Площадка сложена одним или несколькими слоями надежных грунтов, при этом строительные свойства каждого последующего слоя не хуже свойств предыдущего.
В этом случае глубина заложения фундамента принимается минимальнодопустимой при учете сезонного промерзания грунтов.

Схема II. Сверху один или несколько слоев слабых грунтов, ниже которых располагается толща надежных грунтов. По этой схеме решение о глубине заложения фундаментов зависит от толщины слоя слабых грунтов.

  • При небольшой его толще прорезать слабые слои и опирать фундаменты на надежные грунты (рис. 12, а).
  • Использовать слабый слой в качестве несущего с одновременным снижением чувствительности сооружения к возможному развитию неравномерных осадок (рис. 12, б, в) — уширить подушку фундамента или сделать плитный фундамент.
  • Применить свайные фундаменты (рис.12, г)
  • Улучшить основание — заменить грунт подушками уплотнения, закрепить слабый грунт (рис. 12, д, е).

Рис. 12. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме II

Схема III. Сверху залегают надежные грунты, а подстилающими являются один или несколько слоев слабого грунта.

Решения по выбору глубины заложения и конструкции фундамента.

  • Прорезать толщу надежных и ненадежных грунтов (рис. 13, а, б).
  • Использовать надежный грунт, как распределительную подушку при обязательной проверке расчетом слабого подстилающего слоя (рис. 13, в).
  • закрепление слабого грунта (рис.13, г,д).

Рис. 13. Варианты устройства фундаментов при напластовании грунтов по схеме III

Климатические и гидрогеологические факторы

Основными климатическими и гидрогеологическими факторами, влияющими на глубину заложения фундаментов, являются промерзание и оттаивание грунтов. Известно, что при промерзании некоторых грунтов наблюдается их морозное пучение — увеличение объема, поэтому в таких грунтах нельзя закладывать фундаменты выше глубины промерзания.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых зданий и сооружений по условиям недопущения возникновения сил морозного пучения грунтов под подошвой фундаментов должна назначаться:

  • для наружных фундаментов (от уровня планировки) по таблице 9;
  • для внутренних фундаментов — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

5.4. ГЛУБИНА ЗАЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ (ч. 2)

Значения dfn > 2,5 м наблюдаются преимущественно в районах Восточной и Западной Сибири. Формулу (5.25) и карту не рекомендуется применять для горных районов, где фактическая глубина промерзания больше вследствие особенностей состава и свойств грунтов, рельефа местности и климата. В этих условиях нормативная глубина промерзания должна определяться теплотехническим расчетом [5]:

где λf — теплопроводность мерзлого грунта, Вт/(м×°С); Tout,n — абсолютное значение средней температуры воздуха за период отрицательных температур, °С: Тout,n = ∑|Tf|/n (здесь n — число месяцев с отрицательной среднемесячной температурой); Тb,f — температура начала замерзании грунта, °С: tn,p — продолжительность периода с отрицательными температурами воздуха, соответствующая n -1 месяцам, с; L — удельная теплота фазового превращения вода — лед, принимаемая равной 3,35×108 Дж/т; ωtot — суммарная природная влажность грунта, доли единицы; ωω — относительное (по массе) содержание незамерзшей воды, доли единицы, при температуре, равной 0,5( Tout,n + Tb,f ); ρdf — плотность мерзлого грунта в сухом состоянии, т/м 3 ; Сf — объемная теплоемкость мерзлого грунта, Дж/(м×°С).

Пример 5.4. Определить нормативную глубину промерзания грунта в г. Ачинске Красноярского края. Площадка сложена суглинком со следующими характеристиками: показатель текучести IL = 0,64, плотность ρ = 1,8 т/м 3 , плотность мерзлого грунта в сухом состоянии ρdf = 1,4 т/м 3 , суммарная влажность ωtot = 0,25, влажность на границе раскатывания ωp = 0,16, относительное содержание незамерзшей воды ωω = 0,08, влажность на границе текучести ωL = 0,30, число пластичности Ip = 0,14. Другие входящие в формулу (5.26) величины: Тout,n = 13,2 °С; Тb,f = 0,2 °С; tn,p = 6 × 30 × 24 × 3600 = 15,55 × 106 c; λf = 1,513 Вт/(м × °С); Cf = 2,053 × 106 Дж/(м 3 × °С); ∑|Tf| = 69,1 °C.

Читать еще:  Как правильно сделать фундамент на сваях для гаража своими руками?

Решение. Нормативная глубина промерзания грунта составляет:

м;

м,

что существенно отличается от результата, полученного по формуле (5.25). В данном случае при назначении глубины заложения фундаментов следует принимать dfn = 2,6 м.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта определяется по формуле

где kh — коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения и принимаемый: для наружных фундаментов отапливаемых зданий — по табл. 5.9; для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых зданий kh = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.

ТАБЛИЦА 5.9. ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА kh

Примечания: 1. Значения коэффициента kh относятся к фундаментам, вылет подошвы которых от внешней грани стены составляет менее 0,5 м; при длине консоли 1,5 м и более значения коэффициента kh повышаются на 0,1, но не более чем до 1; при промежуточных значениях длины консоли коэффициент kh определяется интерполяцией.

2. К помещениям, примыкающим к наружным фундаментам, относятся подвалы и технические подполья, а при их отсутствии — помещения 1-го этажа.

3. При промежуточных значениях температуры воздуха коэффициент kh принимается с округлением до ближайшего меньшего значения, указанного в таблице.

В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых сооружений должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СНиП [5]. Аналогичным образом значение df определяется в случае применения постоянной тепловой защиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может заметно влиять на температуру грунтов (холодильники, теплицы, котельные, горячие цехи и т.п.).

Увеличение глубины промерзания грунтов под фундаментами неотапливаемых сооружений связано с худшими условиями оттаивания грунтов в летний период под этими сооружениями, чем на открытой местности.

Глубина заложения фундаментов отапливаемых сооружений по условиям исключения морозного пучения грунтов основания должна назначаться:

  • – для наружных стен и колонн — по условиям, изложенным в табл. 5.10; глубину заложения наружных фундаментов допускается назначать независимо от расчетной глубины промерзания грунтов, если фундаменты опираются на мелкие пески и специальными исследованиями по данной площадке установлено, что они не имеют пучинистых свойств, а также в случаях, когда исследованиями и расчетом установлено, что деформации грунтов основания при их промерзании и оттаивании не нарушают эксплуатационной пригодности сооружения;
  • – для внутренних стен и колонн — независимо от расчетной глубины промерзания грунтов.

Для наружных и внутренних фундаментов отапливаемых сооружений с холодными подвалами и техническими подпольями (имеющими отрицательную температуру в зимний период) глубину заложения следует принимать по табл. 5.10, считая от пола подвала или технического подполья.

Глубина заложения наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений должна назначаться по табл. 5.10, глубина исчисляется при отсутствии подвала или технического подполья от уровня планировки, а при их наличии — от пола подвала или технического подполья.

Retail Engineering

Технические расчеты бесплатно и анонимно =)

Технические расчеты бесплатно и анонимно =)

Расчет глубины промерзания грунта

Онлайн расчет глубины промерзания грунта для прокладки труб водопровода, канализации и монтажа фундамента.

(3 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КАЛЬКУЛЯТОРА

Глубина промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов (по данным наблюдений за период не менее 10 лет) на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенном ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

Нормативную глубину сезонного промерзания грунта dfn, м., при отсутствии данных многолетних наблюдений следует определять на основе теплотехнических расчетов. Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 м, ее нормативное значение допускается определять по формуле:

где Mt – безразмерный коэффициент, численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных отрицательных температур за зиму в данном районе, принимаемых по СНиП по строительной климатологии и геофизике, а при отсутствии в них данных для конкретного пункта или района строительства – по результатам наблюдений гидрометеорологической станции, находящейся в аналогичных условиях с районом строительства;

d0 – величина, принимаемая равной, м, для:

  • суглинков и глин – 0,23;
  • супесей, песков мелких и пылеватых – 0,28;
  • песков гравелистых, крупных и средней крупности – 0,30;
  • крупнообломочных грунтов – 0,34.

Значение d0 для грунтов неоднородного сложения определяется как средневзвешенное в пределах глубины промерзания.

Глубина заложения наружного водопровода.

Глубина заложенных труб, считая до низа, должна быть на 0,5 м больше расчетной глубины проникания в грунт нулевой температуры. При прокладке трубопроводов в зоне отрицательных температур материал труб и элементов стыковых соединений должен удовлетворять требованиям морозоустойчивости, согласно п. 11.40 СП 31.13330.2012.

Меньшую глубину заложения труб допускается принимать при условии принятия мер, исключающих:

  • замерзание арматуры, устанавливаемой на трубопроводе;
  • недопустимое снижение пропускной способности трубопровода в результате образования льда на внутренней поверхности труб;
  • повреждение труб и их стыковых соединений в результате замерзания воды, деформации грунта и температурных напряжений в материале стенок труб;
  • образование в трубопроводе ледяных пробок при перерывах подачи воды, связанных с повреждением трубопроводов.
Читать еще:  Можно ли делать фундамент из блоков фбс на глинистой почве?

Глубина заложения наружной канализации.

Наименьшую глубину заложения канализационных трубопроводов необходимо определять теплотехническим расчетом или принимать на основании опыта эксплуатации сетей в данном районе, согласно п. 6.2.4 СП 32.13330.2012.
При отсутствии данных минимальную глубину заложения лотка трубопровода допускается принимать для труб диаметром до 500 м – 0,3 м., а для труб большего диаметра – 0,5 м. менее большей глубины проникания в грунт нулевой температуры, но не менее 0,7 м до верха трубы, считая от поверхности земли или планировки (во избежание повреждения наземным транспортом).

Расчетная глубина промерзания грунта для фундамента.

Расчетная глубина сезонного промерзания грунта df, м, определяется по формуле:

где dfn – нормативная глубина промерзания, определяемая;

kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружения, принимаемый:

  • для наружных фундаментов отапливаемых сооружений – по таблице 1;
  • для наружных и внутренних фундаментов неотапливаемых сооружений kh = 1,1, кроме районов с отрицательной среднегодовой температурой.
  1. В районах с отрицательной среднегодовой температурой расчетная глубина промерзания грунта для неотапливаемых сооружений должна определяться теплотехническим расчетом в соответствии с требованиями СП 25.13330.2012 Расчетная глубина промерзания должна определяться теплотехническим расчетом и в случае применения постоянной теплозащиты основания, а также если тепловой режим проектируемого сооружения может существенно влиять на температуру грунтов (холодильники, котельные и т.п.).
  2. Для зданий с нерегулярным отоплением при определении kh за расчетную температуру воздуха принимают ее среднесуточное значение с учетом длительности отапливаемого и неотапливаемого периодов в течение суток.

buildingbook.ru

Информационный блог о строительстве зданий

  • Home
  • /
  • Тепловая защита зданий
  • /
  • Расчёт толщины теплоизоляции

Расчёт толщины теплоизоляции

В любом строительстве сразу возникает вопрос: «Какой толщины должна быть теплоизоляция стены, кровли?».

Толщина утепления, или если быть точнее термическое сопротивление, рассчитывается согласно СП 50.13330.2012.

В конце статьи вы можете скачать программу в Excel для расчёта толщины теплоизоляции и в этом же файле есть все необходимые таблицы.

Исходные данные для расчета толщины теплоизоляции

Для расчёта необходимой толщины теплоизоляции необходимы следующие данные:

1) Расчётная температура внутреннего воздуха;

2) Продолжительность и средняя температура отопительного периода;

3) Наименование ограждающих материалов (или как называют «пирог») и их параметры теплопроводности;

Расчётная температура внутреннего воздуха

Для жилых и общественных зданий назначается согласно ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях:

Таблица 1 (ГОСТ 30494-2011) — Оптимальные и допустимые нормы температуры и относительной влажности воздуха в обслуживаемой зоне помещений жилых зданий и общежитий

Таблица 2 (ГОСТ 30494-2011) — Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне детских дошкольных учреждений

1 В помещениях кухни, ванной и кладовой параметры воздуха следует принимать по таблице 1.

2 Для детских дошкольных учреждений, расположенных в районах с температурой наиболее холодной пятидневки (обеспеченностью 0,92) минус 31 °С и ниже, допустимую расчетную температуру воздуха в помещении следует принимать на 1 °С выше указанной в таблице 2.

Таблица 3 (ГОСТ 30494-2011) — Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в обслуживаемой зоне общественных и административных зданий

Для рабочих помещений внутренняя температура регламентируется ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны:

Таблица 1 (ГОСТ 12.1.005-88) Оптимальные и допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений

Дублируют эти данные ГОСТ-ов таблицы в СанПиН 2.1.2.2645-10 Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях и СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

Расчётная температура принимается по минимальному значению из данных таблиц.

Условия эксплуатации конструкции

В зависимости от режима эксплуатации внутренних помещений и окружающей среды, условия эксплуатации разделяют на 2-е группы (А и Б).

Влажностной режим помещений определяется согласно Таблице 1 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий

Таблица 1 (СП 50.13330.2012) — Влажностный режим помещений зданий

Температуру и влажность внутреннего воздуха можно узнать по таблицам ГОСТ 30494-2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях и ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (таблицы приведены в статье выше).

Зоны влажности территории России следует принимать по Карте зон влажности приложения В СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий.

Рисунок 1. Карта зон влажности

На основании этих данных по таблице 2 СП 50.13330.2012 назначаются условия эксплуатации ограждающих конструкций.

Таблица 2 (СП 50.13330.2012) — Условия эксплуатации ограждающих конструкций

(по таблице 1 СП 50.13330.2012)

Данный показатель необходим при выборе коэффициента теплопроводности и непосредственно влияет на толщину утепления т.к. впитывая в себя влагу утеплитель теряет свои теплоизолирующие свойства.

Продолжительность и средняя температура отопительного периода

Параметры наружного воздуха можно узнать в СП 131.13330.2012 Строительная климатология, Актуализированная редакция СНиП 23-01-99*.

Средняя температура наружного воздуха, а также продолжительность отопительного периода принимаются согласно таблице 3.1 СП 131.13330.2012 для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, а при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых не более 10 °С;

Например для г. Уфа продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой воздуха ниже 8 °С — 209 дней, при этом средняя температура отопительного периода минус 6 °С. Для лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых нужно смотреть данные для среднесуточной температурой воздуха ниже 10 °С (224 дней, минус 5°С соответственно).

Читать еще:  При строительстве дачи можно использовать один из двух видов фундамента

Если данного поселка нет в списке, то либо принимают ближайший пункт, который имеется в списке, либо пользуются данными метеорологических наблюдений.

Наименование ограждающих конструкций

Термическое сопротивление — это способность тела препятствовать распространению тепла. Термическое сопротивление и теплопроводность находятся в обратно-пропорциональной зависимости и чем этот показатель выше, тем «теплее» стена. Термическое сопротивление измеряется в (м²•°С)/Вт.

Для расчётов нам необходимо знать все компоненты конструкции стены или кровли, их толщины, параметры теплопроводности компонентов. Структуру стены или кровли обычно называют «пирогом», т.е. кровельный пирог — это послойное описание компонентов кровли.

Тонкие слои, которые особо не влияют на теплопроводность конструкции, но необходимы для других целей, например пароизоляция, можно не учитывать при расчёте термического сопротивления конструкции.

Расчёт толщины теплоизоляции

Прежде всего необходимо определить ГСОП (градусо-сутки отопительного периода, °С ∙ сут/год). Данный параметр определяем по формуле 5.2 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий:

где tв — расчётная внутренняя температура воздуха, принимаемая по минимальным температурам согласно ГОСТ 30494-2011, ГОСТ 12.1.005-88 (см. выше);

tот, zот — средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут/год, отопительного периода, принимаемые по своду правил для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 °С, а при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых не более 10 °С (принимается согласно СП 131.13330.2012 Строительная климатология).

Далее по таблице 3 СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий определяем требуемое термическое сопротивление ограждающей конструкции.

Таблица 3 (СП 50.13330.2012) — Базовые значения требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

1 Значения для величин ГСОП, отличающихся от табличных, следует определять по формуле

где ГСОП — градусо-сутки отопительного периода, °С сут/год, для конкретного пункта;

a, b — коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, за исключением графы 6, для группы зданий в поз. 1, где для интервала до 6000 °С ∙ сут/год: а = 0,000075, b = 0,15; для интервала 6000 — 8000 °С ∙ сут/год: а = 0,00005, b = 0,3; для интервала 8000 °С ∙ сут/год и более: а = 0,000025; b = 0,5.

2 Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше нормируемого значения приведенного сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих конструкций.

3 * Для зданий с избытками явной теплоты более 23 Вт/м 3 , нормируемые значения приведенного сопротивления теплопередаче, должны определяться для каждого конкретного здания.

Термическое сопротивление участка стены можем определить по формуле Е.6 СП 50.13330.2012:

где αв — коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 4 СП 50.13330.2012;

Таблица 4 (СП 50.13330.2012) — Коэффициенты теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

αн — коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м 2 ∙ °С), принимаемый согласно таблице 6 СП 50.13330.2012;

Таблица 6 (СП 50.13330.2012) — Коэффициенты теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции

Rs — термическое сопротивление слоя однородной части фрагмента, (м 2 ∙ °С)/Вт, определяемое для невентилируемых воздушных прослоек по таблице Е.1 СП 50.13330.2012, для материальных слоев по формуле Е.7 СП 50.13330.2012

λs — теплопроводность материала слоя, Вт/(м ∙ °С), принимаемая по результатам испытаний в аккредитованной лаборатории; при отсутствии таких данных оно оценивается по приложению С СП 50.13330.2012.

Таблица Е.1 (СП 50.13330.2012)

Увеличивая толщину утеплителя мы увеличиваем термическое сопротивление Rs, и методом подбора добиваемся, чтобы R был больше чем требуемое термическое сопротивление.

Зачем нужна такая толщина утеплителя?

Если попробовать рассчитать обычный дом из кирпича (толщина стены в 2 кирпича, 510 мм) или дом из бруса, то мы увидим, что для многих регионов такие дома не подходят по теплотехническому расчёту, однако в таких домах жить вполне комфортно, на стенах нет конденсата и многие считают что они «теплые». Однако толщина теплоизоляции подбирается сейчас по экономическим соображениям, а не техническим свойствам. Т.е. разницу в термическом сопротивлении стены вы почувствуете кошельком, а не микроклиматом помещения. Дом, утепленный согласно нормам будет расходовать меньше ресурсов на отопление и впоследствии такие вложения окупятся экономией денег при эксплуатации.

Более того, если вы строите частный дом для себя и рассчитываете его долго эксплуатировать, то можно взять толщину утеплителя больше расчётной, что впоследствии окупится.

В Европе есть стандарт «пассивных домов» или энергоэффективных домов. Термическое сопротивление таких стен раза в 2 выше чем требуют наши нормы, при том, что климат в Европе теплее.

В России тоже есть нормы энергоэффективности домов (см. таблицу 15 СП 50.13330.2012). Если проектировать утепление в точности согласно нормам, то мы получим здание класса энергоэффективности С. Увеличивая толщину утеплителя и применяя другие разработки в сфере энергоэффективности (современные окна и двери, рекуперация тепла), мы можем повысить класс энергоэффективности здания.

Примеры расчёта

Литература:

Для простоты расчёта я сделал не большую программку в Excel.

В ней вы найдете также справочную информацию: расчётные коэффициенты и температуры, карта зон влажности.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector