какие климатические характеристики называют расчетными

Какие климатические характеристики называют расчетными

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

Номенклатура климатических параметров для расчета тепловой мощности системы отопления

Buildings and constructions. The nomenclature of climatic parameters for the calculation of the heat power of the heating system

Дата введения 2015-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук» (НИИСФ РААСН) при участии Федерального государственного бюджетного учреждения «Главная геофизическая обсерватория им.А.И.Воейкова» (ФГБУ «ГГО»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2019 г.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает номенклатуру климатических параметров отопительного периода.

Стандарт используют при разработке нормативных документов на здания и сооружения.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 30494 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях

СП 60.13330.2012 СНиП 41-01-2003 Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха

СП 131.13330.2012 СНиП 23-01-99* Строительная климатология

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

отопление (heating): Искусственное нагревание помещения в холодный период года для компенсации тепловых потерь и поддержания нормируемой температуры со средней необеспеченностью 50 ч/год.

[СП 60.13330.2011*, пункт 3.24]

3.2 абсолютная минимальная и абсолютная максимальная температуры воздуха (absolute minimum and absolute maximum air temperatures): Наинизшие и наивысшие пределы, которых достигла температура воздуха в данном пункте в пределах расчетного периода наблюдений; обеспеченность этих показателей близка к единице.

3.3 средняя суточная амплитуда температуры воздуха (average amplitude of temperature of air): Разность между максимумом и минимумом температуры воздуха, рассчитанная по ежедневным данным наблюдений независимо от состояния облачности за расчетный период наблюдений с обеспеченностью 0,5.

3.4. максимальная суточная амплитуда температуры воздуха (maximum amplitude of temperature of air): Наибольшее значение разности между суточным максимумом и минимумом температуры воздуха, рассчитанное независимо от состояния облачности за период наблюдений с обеспеченностью близкой к единице.

3.5 максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь (maximum from wind average speeds on points for January): Наибольшая из средних скоростей по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более.

3.6 продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха, равной и меньше 0°C (duration of the periods with the average daily temperature of air equal and less 0°C): Продолжительность периода с устойчивыми значениями этой температуры.

3.7 период фиксирования исходных данных: Период продолжительностью не менее 30 лет, из выборки за который принимаются какие-либо показатели.

3.9 температура воздуха наиболее холодной пятидневки (temperature of air of the coldest five-day week): Температура, определяемая перебором скользящих пентадных температур.

3.10 температура воздуха наиболее холодных суток (temperature of air of the coldest days): Минимальная средняя суточная температура воздуха из выборки за расчетный период наблюдений.

3.11 климатическая зона для строительства (building climatic working area): Часть территории РФ, характеризуемая совокупностью климатических параметров, влияющих на проектирование и строительство зданий.

3.12 климатическое районирование для строительства (climatic division into districts): Деление территории на основе комплексного сочетания среднемесячной температуры воздуха в январе и июле, средней скорости ветра за три зимних месяца, среднемесячной относительной влажности воздуха в июле на районы, в пределах которых к зданиям предъявляется определенная совокупность архитектурно-планировочных и теплозащитных требований, установленных в действующей нормативно-технической документации.

3.13 климатические элементы (climatic elements): Метеорологические и актинометрические элементы (параметры), характеризующие климат, по которым составляют климатические показатели.

3.14 повторяемость направлений ветра (repeatability of directions of a wind): Отношение в процентах числа случаев определенного направления ветра, к общему числу случаев направлений ветра без учета штилей.

3.15 повторяемость штилей (repeatability of calms): Отношение в процентах числа случаев штилей, к общему числу случаев наблюдений ветра.

3.16 средняя температура воздуха по месяцам и за год (average temperature of air on months and for a year): Характеристика температурного режима отдельных месяцев и всего года с обеспеченностью в среднем 0,5, рассчитанная за многолетний период наблюдений.

средняя температура наружного воздуха отопительного периода (average outside temperature of the heating period; mean temperature of outdoor air of the heating season): Расчетная температура наружного воздуха, осредненная за отопительный период по средним суточным значениям.

холодный (отопительный) период года: Период года, характеризующийся средней суточной температурой наружного воздуха, равной и ниже 8°C или 10°C в зависимости от вида здания (по ГОСТ 30494).

продолжительность отопительного периода (settlement duration of the heating period): Расчетный период времени работы системы отопления здания, представляющий собой среднее статистическое число суток в году, когда средняя суточная температура наружного воздуха устойчиво равна и ниже 8°C или 10°C в зависимости от вида здания.

4 Номенклатура климатических параметров отопительного периода

4.1 Номенклатура климатических параметров отопительного периода в соответствии с СП 131.13330 и СП 60.13330 приведена в таблице 1.

Расчетные показатели температуры воздуха

Температура воздуха наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98 и 0,92

Значения температуры с обеспеченностью 0,98 и 0,92 определяют по методике, представленной в СП 131.13330.

Температура воздуха наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,98 и 0,92

Значения температуры определяют с обеспеченностью 0,98 и 0,92. Методика представлена в [1].

Температура воздуха, с обеспеченностью 0,94

Значение температуры с обеспеченностью 0,94 за расчетный период наблюдений определяют из выборки среднемесячных температур воздуха холодного периода года. Расчетная температура воздуха наиболее холодного периода, параметры А

Абсолютная минимальная температура воздуха

Минимальное значение, которого достигла температура воздуха в данном пункте в пределах расчетного периода наблюдений

Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца

Определяют по ежедневным данным наблюдений наиболее холодного месяца как разность между суточным максимумом и минимумом температуры воздуха, имеет обеспеченность 0,5

Минимальная температура за день

Определяют по показаниям сухого термометра за сутки как самое низкое значение почасовой температуры

Температура наиболее холодного месяца

Осредненная за 30 и более лет температура из самых низких значений средней месячной температуры

Средняя температура за дней

Средняя температура воздуха сухого термометра за последовательных дней.

Представляет собой разность двух значений температуры, может быть выражен в пространственных и временных координатах

Расчетные показатели ветра

Приведенная скорость ветра

Среднюю скорость ветра за период вычислений указывают вместе с температурой воздуха. Средние значения скорости ветра округляют до 0,5 м/с.

Приведенная по температуре скорость ветра за дней

Скорость ветра, соответствующая средней расчетной температуре за дней. Определяют как 95-процентную повторяемость скорости ветра за все периоды дней, в которые средняя температура была равна или ниже средней расчетной температуры за дней

Приведенная по температуре скорость ветра за 1 ч

Скорость ветра, соответствующая средней расчетной температуре за 1 ч. Рассчитывают как 95-процентную повторяемость скорости ветра за все часы, в которые средняя температура была равна или ниже средней расчетной температуры

Приведенная скорость ветра при средней температуре

Средние значения скорости ветра за период времени со средней многолетней температурой воздуха выше (ниже) заданных значений.

Средняя скорость ветра

При наличии непрерывно зафиксированных значений скорости ветра среднюю скорость ветра рассчитывают как средние значение за расчетный период. Все значения скорости ветра определяют на высоте или приводят к высоте 10 м над уровнем земли.

Максимальная из средних скоростей ветра за январь

Рассчитывают как наибольшую из средних скоростей ветра по румбам за январь (но не менее 1 м/с), повторяемость которых составляет 16% и более.

Преобладающее направление ветра

Направление ветра анализируют по непересекающимся сегментам 30°. Любой сегмент, в котором повторяемость ветра 40% и более, считается преобладающим на данный момент направлением ветра. Если таких сегментов окажется больше одного, записывают главный и второстепенные сегменты. Преобладающие направления ветра указывают в виде границ своего сегмента, например, от 30° до 60°.

Преобладающее направление ветра, соответствующее средней расчетной температуре за дней

Определяют за период дней, в которые средняя температура была максимально близка к средней расчетной температуре за дней и за наиболее холодные периоды дней за фиксируемый период

Преобладающее направление ветра наиболее холодного периода

Рассчитывают за декабрь-февраль

Преобладающее направление ветра, соответствующее расчетной средней температуре за 1 ч

Определяют за 1 ч, соответствующий расчетной средней часовой температуре фиксируемого периода

Максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь

Рассчитывают как наибольшую из средних скоростей ветра по румбам за январь, повторяемость которых составляет 16% и более.

Средняя скорость ветра отопительного периода

Определяют за период со средней суточной температурой воздуха менее 8°C

Расчетные показатели влажности воздуха

Средняя месячная относительная влажность воздуха наиболее холодного месяца

Определяют по среднесуточным значениям наиболее холодного месяца

Средняя месячная относительная влажность воздуха в 15 часов наиболее холодного месяца

Определяют в 15 часов наиболее холодного месяца

Среднее месячное и годовое парциальное давление водяного пара

Определяют для каждого месяца года и за год в целом

Источник

Какие климатические характеристики называют расчетными

Справочное пособие к СНиП

Рекомендовано к поданию решением секции строительной климатологии Научно-технического совета НИИСФ Госстроя СССР.

Разработано НИИСФ Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Г.К.Климова, М.И.Краснов, инженеры Г.Ю.Табачник, Л.В.Крянина; д-р техн. наук, проф. С.В.Алексанровский) совместно с ПНИИИС Госстроя СССР (кандидаты геол. минерал. наук В.П.Чернядьев, М.О.Лейбман, канд. геогр. наук Т.Н.Каплина, инж. Е.Н.Знаменский); ДальНИИС Госстроя СССР (канд. геогр. наук Г.Н.Смирнова); ЦНИЭП жилища Госкомархитектуры (канд. техн. наук В.Г.Цимблер) под общей редакцией канд. техн. наук М.И.Краснова.

В пособии использованы материалы ГГО им. А.И.Войкова (д-р геогр. наук И.Д.Копанев, кандидаты геогр. наук А.К.Шкадова, К.Ш.Хайруллин).

Разработано к СНиП 2.01.01-82* «Строительные климатология и геофизика». Содержит статические характеристики климатических параметров, пространственное обобщение отдельных параметров климата в виде изолинейных карт, другие вспомогательные и справочные климатические материалы, необходимые для проектирования и строительства, а также рекомендации по определению и методам расчета климатических параметров, используемых в строительной практике.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

РАЗДЕЛ 1. КЛИМАТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Общие положения

1.1. Пособие содержит вспомогательные и справочные материалы, необходимые при разработке генеральных планов городов, поселков, сельских населенных пунктов, проектировании зданий и сооружений, выборе материалов для конструкций, проектировании систем отопления, вентиляции, кондиционирования, водоснабжения.

1.2. Состав и область применения климатических параметров приведены в табл.1.

Состав климатических параметров

Температура воздуха наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки

Расчет сопротивления теплопередаче и воздухопроницанию ограждающих конструкций; проектирование санитарно-технических устройств жилых зданий, систем отопления; выбор материалов строительных конструкций

Средняя продолжительность температуры воздуха различных градаций

Расчет систем вентиляции и кондиционирования воздуха

Средняя месячная температура воздуха

Расчет теплоустойчивости и сопротивления паропроницанию ограждающих конструкций; расчет температурного режима грунтов при проектировании оснований и фундаментов зданий и сооружений; определение температурных воздействий на строительные конструкции, основания зданий и сооружений; расчет поступления тепла через покрытия

Продолжительность и средняя температура отопительного периода

Расчет сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций; проектирование систем отопления

Максимальная глубина нулевой изотермы грунта

Проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений, строительных конструкций, систем водоснабжения

Распространение и мощность мерзлотных (криогенных) процессов, средняя годовая температура вечномерзлых грунтов

Проектирование оснований, фундаментов и конструкций зданий и сооружений, газопроводов, трубопроводов, систем водоснабжения

Число дней с переходом температуры воздуха через 0 °С

Расчет температурных воздействий на ограждающие конструкции

Основные сочетания параметров воздействия дождя с ветром на условную вертикальную поверхность различной ориентации

Оценка водозащитных свойств и заполнений проемов ограждающих конструкций

Средняя скорость ветра в разные периоды и повторяемость различных градаций скорости ветра

Расчет теплопотерь и расходов топлива, рассеивания вредных выбросов; проектирование газопроводов и трубопроводов; планировка городской и промышленной застройки

Высота и продолжительность залегания снежного покрова

Расчет температурного режима грунтов при проектировании оснований и фундаментов зданий и сооружений; разработка генеральных планов промышленных предприятий

Суммарная солнечная радиация на горизонтальную и вертикальные поверхности

Расчет теплоустойчивости ограждающих конструкций; проектирование систем отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха; нормирование инсоляции зданий и территории застройки

Данные о температуре наружного воздуха и грунта, осадках и влажности наружного воздуха, ветре, снежном покрове, солнечной радиации приведены в прил.1-5.

РАЗДЕЛ 2. МЕТОДЫ РАСЧЕТА КЛИМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Получение, обработка и представление климатической информации

2.1. Климатическая информация, на основе которой разрабатываются расчетные климатические параметры для строительства, представляется различными количественными показателями и содержится в разных источниках (рис.1). Первичной метеорологической информацией являются данные наблюдений на метеорологических станциях. Таких станций, работающих по единой программе, в нашей стране около 4000, из них примерно 600 являются реперными, или так называемыми «вековыми». Наблюдения ведутся в 0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 и 21 ч по московскому декретному времени (до 1966 г. наблюдения проводили в 1, 7, 13, 19 ч по местному среднесолнечному времени) за показателями солнечной радиации, температуры и влажности воздуха, осадков, облачности, давления, ветра, за атмосферными явлениями, снежным покровом, температурой почвы. На отдельных метеостанциях самописцы фиксируют ежечасные значения некоторых метеорологических элементов.

Результаты наблюдений на метеорологических станциях сводят в таблицы специальной формы, которые являются опорными для разработки всей последующей климатической информации.

На основе данных этих таблиц вычисляют средние суточные, месячные и годовые значения метеорологических элементов для каждого месяца и года всего периода наблюдений, которые сводят в метеорологические ежемесячники и ежегодники.

Данные опорных метеорологических таблиц, ежемесячников и ежегодников составляют первый уровень обработки.

Первый уровень обработки является базой для установления средних многолетних значений метеорологических элементов за пятилетие (второй уровень обработки) и за весь период наблюдений (третий уровень обработки).

Четвертым уровнем обработки климатической информации является пространственное обобщение климатических данных в виде изолинейных карт, районирования территории, осреднения по территориально-экономическим районам.

Для характеристики режима метеорологических элементов используются следующие виды климатических показателей:*

показатели отдельных метеорологических элементов;

показатели временной структуры метеорологических элементов.

2.2. Показателями отдельных метеорологических элементов являются:

повторяемость различных значений элемента;

накопленная повторяемость (обеспеченность);

крайние (максимальные и минимальные) значения;

показатели асимметрии и крутости кривой распределения.

2.3. Повторяемость есть отношение числа случаев со значениями метеорологического элемента, входящими в данную градацию (интервал), к общему числу членов ряда (в долях единицы или в процентах). Повторяемость, полученную на основании длинного ряда наблюдений, называют вероятностью.

Накопленная повторяемость характеризует частоту появления значений метеорологического элемента, превышающих (или не превышающих) заранее заданное значение. Ее получают последовательным суммированием относительных или средних абсолютных частот соответствующих интервалов в ряду статистического распределения. Суммарную повторяемость, полученную на основании длинного ряда наблюдений, называют интегральной вероятностью или обеспеченностью.

Расчет интегральной вероятности с использованием ранжированного климатологического ряда, включающего полную совокупность наблюдений, производится по формуле:

(1)

В зависимости от общего числа членов ряда расчет производится по формулам:

; ;

, (2)

2.4. Среднее арифметическое значение метеорологического элемента представляет собой сумму значений членов ряда, деленную на их общее число.

Как дополнение к среднему значению вычисляют медиану и моду.

2.5. Крайние значения характеризуют те пределы, в которых заключены значения метеорологического элемента, отмеченные на данной станции за определенный период времени. Различают абсолютный максимум или минимум, среднее из максимальных или минимальных значений метеорологического элемента и максимум и минимум заданной обеспеченности.

Рис.1. Система уровней обработки первичной метеорологической информации и публикации результатов обработки

Так как значения, близкие к абсолютным максимумам и минимумам, наблюдаются редко, то для получения представления о более вероятных низких и высоких значениях определяют средние из экстремальных значений. Эти значения могут встречаться ежегодно. Средние максимумы и минимумы вычисляются как средние многолетние значения ежедневных, ежемесячных или ежегодных максимумов и минимумов.

2.6. Показателями изменчивости или рассеивания значений элемента относительно среднего служат среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации. Среднее квадратическое отклонение вычисляют по формуле

, (3)

Среднее квадратическое отклонение, возведенное в квадрат, носит название дисперсии.

Коэффициент вариации является относительной характеристикой и используется в тех случаях, когда сравнивается изменчивость распределений, имеющих сильно различающиеся средние значения.

Среднее арифметическое значение и среднее квадратическое отклонение являются достаточными для характеристики нормального распределения. Для описания распределения, отличающегося от нормального, используют характеристики, позволяющие судить о степени асимметрии и крутости распределения.

. (4)

При строго симметричных распределениях 0, при правосторонней асимметрии 0, при левосторонней асимметрии 0. Асимметрия считается малой при 0,25, умеренной при 0,250,5 и большой при 0,5. В качестве характеристики крутости (или островершинности распределения) используется коэффициент эксцесса. Крутость эмпирической кривой распределения оценивается по сравнению с кривой нормального распределения.

2.7. В качестве климатических показателей комплекса метеорологических элементов используются:

повторяемость и накопленная повторяемость сочетаний значений комплексируемых элементов;

коэффициент корреляции между значениями комплексируемых элементов и корреляционное отношение.

2.8. Показателями временной структуры метеорологических элементов являются:

показатели периодических изменений элемента во времени, т.е. суточного и годового хода;

показатели непериодических изменений элемента, связанности рядов между собой, межсуточной изменчивости, непрерывной продолжительности значений элемента выше или ниже заданного уровня.

Источник

Расчётные климатические характеристики

Район строительства	Температура наиб. холодной пятидневки с обесп. 0,92	Средняя температура отопительного периода	Продолжительность отопительного периода	Зона влажности
Липецкая обл.	-27	-3,4	нормальная

Параметры внутреннего микроклимата:

— Расчётная температура внутреннего воздуха:

— Относительная влажность внутреннего воздуха:

Рассчитываемая наружная стена состоит из 2-х слоёв кирпичной кладки толщиной 250 мм и 120 мм и минераловатной плиты толщиной 150 мм.

Теплотехнические показатели строительных материалов зависят от условий эксплуатации наружных ограждений. При нормальном влажностном режиме эксплуатации помещений (СНиП II-3-79* табл.1) и нормальной зоне влажности района строительства получаем условия эксплуатации ограждающих конструкций “Б” (СНиП II-3-79* прил.2).

Теплотехнические показатели строительных материалов определяем по СНиП II-3-79* прил.3*

Теплотехнические показатели строительных материалов

№ слоя	Наименование материала	Толщина материала	Плотность материала	Коэффициент теплопроводности
1.	Минераловатные плиты	0,05
2.	Кладка из полнотелого глиняного кирпича	0,81
3.	Кладка из пустотного керамического кирпича	0,58

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций принимается не менее требуемых значений, определяемых исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий и условий энергосбережения.

Градусо-сутки отопительного периода:

Сопротивление теплопередаче из условий энергосбережения:

(по СНиП II-3-79* табл.1б*)

Сопротивление теплопередаче из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

(по СНиП II-3-79* ф-ла (1)),

где — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху (по СНиП II-3-79 табл. 3*),

— нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции (по СНиП II-3-79 табл. 2*),

— коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (по СНиП II-3-79 табл. 4*).

Требуемое сопротивление теплопередаче:

Фактическое термическое сопротивление наружной стены:

(формула (4)),

где — коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции (по СНиП II-3-79 * табл. 6*).

,

следовательно, санитарно-гигиенические и комфортные условия и условия энергосбережения обеспечены.

Определяем возможность конденсации влаги на внутренней поверхности наружной стены. Температура точки росы:

Температура внутренней поверхности наружной стены:

, следовательно, конденсации влаги на внутренней поверхности наружной стены не будет.

На рис. 1.1 изображен график распределения температур в наружной стене. Температура в расчётном слое определяется по формуле:

,

где — номер расчётного слоя ограждающей конструкции.

Температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции:

Теплотехнический расчёт покрытия

Рассчитываемое покрытие состоит из монолитной ж/б плиты, утеплителя, керамзитового гравия по уклону, выравнивающей стяжки, гидроизоляционного ковра и слоя покрытия.

Теплотехнические показатели строительных материалов

№ слоя	Наименование материала	Толщина материала	Плотность материала	Коэффициент теплопроводности
1.	Монолитная ж/б плита	2,04
2.	Утеплитель Пеноплекс 35	0,05
3.	Керамзитовый гравий по уклону	0,20
4.	Армированная цементно-песчаная стяжка	0,93

Сопротивление теплопередаче из условий энергосбережения:

Сопротивление теплопередаче из санитарно-гигиенических и комфортных условий:

Требуемое сопротивление теплопередаче:

Фактическое термическое сопротивление покрытия:

, следовательно, санитарно-гигиенические и комфортные условия и условия энергосбережения обеспечены.

Источник