Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций по проекту

Сопротивление теплопередаче R₀, м² ° С/Вт, однородных ограждающих конструкций определяют по формуле [8]

, (2.4)

где a _Н – коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции Вт/(м² ° С), принимаемый по [8]; R_К– термическое сопротивление ограждающей конструкции, (м² ° С)/Вт, определяемое:

– для однослойной ограждающей конструкции по формуле

, (2.5)

где d – толщина слоя, м; l – расчётный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м² ° С), принимаемый по [7];

– для многослойной – по формуле

R_К = R₁ + R₂ +...+ R_n + R_ВП, (2.6)

где R₁, R₂... R_n – термические сопротивления отдельных слоёв ограждающей конструкции, определяемые по формуле (2.5); R_ВП – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по [7].

Сопротивление теплопередаче неоднородных ограждающих конструкций определяют по формуле [8]

, (2.7)

где R_К – приведённое термическое сопротивление неоднородной ограждающей конструкции

. (2.8)

При этом термические сопротивления R_a и R_б в формуле (2.8) характеризуют соответственно сопротивление тепловым потокам, перпендикулярным и параллельным плоскости ограждения, которые определяются по СНИП [8]:

а) плоскостями, параллельными направлению теплового потока,
ограждающая конструкция (или часть её) условно разрезается на участки, состоящие из одного или из нескольких слоёв, параллельных направлению теплового потока, однородность материала в которых не нарушена (участки I, I I, I I I на рис. 2.1). Рассматривая конструкцию как состоящую из элементов с различными термическими сопротивлениями, не имеющими одинаковую толщину, равную толщине конструкции, определяют её среднее термическое сопротивление по формуле

, (2.9)

где F₁, F₂,...F_n – площади отдельных участков конструкции (или её части), м²; R₁, R₂,... R_n – термические сопротивления указанных отдельных участков конструкции, определяемые по формуле (2.5) для однослойных участков, по формуле (2.6) – для многослойных;

б) плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, ограждающая конструкция (или часть её, принятая для определения R_а) условно разрезается на слои, из которых они могут состоять из одного материала, а другие – из однослойных участков разных материалов (слои 1, 2, 3 на рис. 2.1). Термическое сопротивление однородных слоёв определяется по формуле (2.5), слоёв, состоящих из разных материалов, – по формуле (2.9). Термическое сопротивление ограждающей конструкции R_б определяется как сумма термических сопротивлений слоёв по формуле (2.6).

При определении R_б удобно пользоваться средним коэффициентом теплопроводности слоя с неоднородным составом материалов l _ср:

, (2.10)

где l ₁, l ₂,... l _n – коэффициенты теплопроводности материалов слоя;
F₁, F₂,... F_n – площадь отдельных материалов по поверхности слоя.

В этом случае термическое сопротивление конструкции R_б определяют как сумму термических сопротивлений отдельных слоёв по формуле (2.6), при этом рассматривая слои, состоящие из однослойных участков разных материалов, как слои, состоящие из однородного материала с вычисленным по формуле (2.10) средним коэффициентом теплопроводности слоя l _ср.

Если величина R_а превышает величину R_б более чем на 25 % или
ограждающая конструкция не является плоской (имеет выступы на поверхности), то приведённое термическое сопротивление R_к^пр находят на основании расчёта температурного поля, установив по нему средние температуры наружной и внутренней поверхности ограждений t _{н. ср} и t _в.ср:

, (2.11)

где q^расч – тепловой поток, проходящий через ограждающую конструкцию, Вт/м²;

q^расч =a _в (t_в – t _{в. ср}) = a _н (t _{н. ср} – t_н), (2.12)

Приведённое сопротивление теплопередаче R_о рассчитывают по формуле [7]:

.

Для наружных панельных стен жилых зданий приведённое сопротивление теплопередаче R_о допускается определять по формуле

R_о = R_о^усл г, (2.13)

где R_о^усл – сопротивление теплопередаче панельных стен, условно
определяемое по формулам (2.3.) и (2.5.) без учёта теплопроводных включений; г – коэффициент теплотехнической однородности, принимаемый по [8].

Расчёт ограждений по условию (2.1) сводят обычно к определению толщины основного слоя ограждения (утеплителя), считая, что все другие назначены по условиям конструирования. Для этого условие (2.1) после подстановки в него выражений R_о и R_о^тр превращают в уравнение и из него определяют искомое значение толщины слоя (утеплителя). Таким образом окончательно устанавливают толщину ограждения с учётом требований модульной системы или стандартов на индустриальные изделия (размер кирпича, блоки, плитный утеплитель и т.д.).

Для неоднородных утеплителей расчёт проводится путём проверки принятой конструкции ограждения, так как в явном виде решить задачу по определению толщины слоя утеплителя не представляется возможным.