Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции любого здания должны удовлетворять определенным теплотехническим требованиям. Согласно п. 5.1 [3], сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций R_т, за исключением наружных дверей, ворот и ограждающих конструкций помещений с избытком явной теплоты, следует принимать не менее нормативного сопротивления теплопередаче R_т.норм, принимаемого по таблице 5.1 [3].

Требуемое сопротивление теплопередаче, м²·°С/Вт, следует определять по формуле:

, (4.1)

где t_в – расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принимаемая в соответствии

с нормами технологического проектирования;

t_н – расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимаемая по

таблице 4.3 [3] с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D (за

исключением заполнений проемов) по таблице 5.3;

α _в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей

конструкции, Вт/(м²·°С), принимаемый по табл. 5.4 [3];

∆ t_в – расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и

температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С,

принимаемый по табл. 5.5 [3];

Тепловую инерцию ограждающей конструкции определяем по формуле:

, (4.2)

где R₁, R₂…, R_n – термическое сопротивление отдельных слоев ограждающей

конструкции, м²·°С/Вт, определяемое по формуле:

, (4.3)

δ – толщина слоя, м;

λ – коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоля-

ционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях

эксплуатации согласно таблице 4.2 [3], Вт/(м²·°С), принимаемый по приложе-

нию А [3];

s₁, s₂, …, s_n – расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев

ограждающей конструкции в условияхэксплуатации согласно таблице 4.2 [3],

Вт/(м²·°С), принимаемый по приложению А [3].

При значении D до 1, 5 (безинерционное ограждение) t_н в формуле (4.1) принимаем равной средней температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 0, 98 (t_хс^{0, 98}); при значении 1, 5< D < 4 (ограждение малой тепловой инерционности) – средней температуре наиболее холодных суток обеспеченностью 0, 92 (t_хс^{0, 92}); при значении 4< D < 7 (ограждение средней тепловой инерционности) – средней температуре 3-х наиболее холодных суток (t_хс); при D > 7 (ограждение большой тепловой инерционности) – t_н =t_х5^{0, 92} средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0, 92.

Нормативное значение сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R_т.норм принимаем по табл.5.1 [3]. Сравнивая полученные значения R_т^тр и R_т.норм, выбираем большее и определяем толщину теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции, используя формулу:

, (4.4)

где a_н – коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей

конструкции (для наружных стен, покрытий и перекрытий над проездами

a_н =23 Вт/(м^2оС), табл.5.7 [3];

a_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей

конструкции, Вт/(м²× °С), принимаемый по таблице 5.4.

Принимаем α _в=8, 7 Вт/(м²× °С).

Определяем величину термического сопротивления и толщину утеплителя наружной стены крупнопанельного здания для строительства в г. Барановичи. Конструкция стены: 3-хслойная панель. Первый и третий слои, конструктивные – железобетон толщиной d₁ =60 мм, l₁ =2, 04 Вт/(м²·°С), d₃ =80 мм, l₃ =2, 04 Вт/(м²·°С), S_{1, 3}=19, 7 Вт/(м²·°С); второй слой минвата l =0, 069 Вт/(м²·°С); S_ут =1, 08 Вт/(м²·°С) (табл. А.1 [3]). Условия эксплуатации ограждения “Б” t_в =17 ^оС, j_в =75%.

По [3] для Брестской области t_{н.от .}=+0, 2^оС, Z_от =187сут.

По формуле (4.1) находим R_т^тр при этом t_в =17 ^оС, n =1; t_н принимаем при значении 1, 5< D < 4 (ограждение малой тепловой инерционности), т.е. для наиболее холодных суток обеспеченностью 0, 92. По [3] t_н =-25 ^оС; Dt_в =4, 5^оС; a_в =8, 7 Вт/(м^2оС).

м²·°С/Вт

Нормативное значение R_т^норм =2, 0 м^{2 о}С/Вт [3]. Принимаем большее значение, т.е. R_т^норм =2, 0 м^{2 о}С/Вт.

Тогда толщина теплоизоляционного слоя составит:

м

Определяем тепловую инерцию ограждения:

Значение D =1, 96 входит в промежуток 1, 5< D < 4 следовательно параметры выбраны правильно.

Определим величину термического сопротивления и толщину утеплителя перекрытия здания.

Конструкция покрытия:

1 – ж/б плиты: d=0, 1 м, l=2, 04 Вт/(м^оС), S=19, 7 Вт/(м^2оС);

2 – рубероид: d=0, 01 м, l=0, 17 Вт/(м^оС), S=3, 53 Вт/(м^2оС);

3 – утеплитель – плиты пенополистирольные: l=0, 052Вт/(м^оС), S=0, 55 Вт/(м^2оС);

4 – цементно-песчан. стяжка: d=0, 025 м, l=0, 93 Вт/(м^оС), S=11, 09 Вт/(м^2оС);

5 – рубероид: d=0, 02 м, l=0, 17 Вт/(м^оС), S=3, 53 Вт/(м^2оС);

t_н принимаем при значении 1, 5< D < 4, t_н =t_хс^{0, 92} т.е. t_н =-25⁰C

м²·°С/Вт

По табл.5.1 [3] для совмещенных покрытий и перекрытий R_т^норм = 3 м2·°С/Вт - выбираем эту величину и определяем толщину утеплителя:

м

Определяем тепловую инерцию ограждения:

Значение D =3, 27 входит в промежуток 1, 5< D < 4 следовательно параметры выбраны правильно.

Сопротивление теплопередаче заполнений световых проемов (окон) принимаем в соответствии с табл. 5.1 [3] – 0, 6 м^{2 о}С/Вт; для наружных ворот R_ворот =0, 6·2, 0=1, 2 м^{2 о}С/Вт.

Теплопотери через полы определяются по зонам. Для 1-й зоны шириной 2 м, примыкающей к наружной стене R¹ =2, 1 м²·^оС/Вт; для 2-й зоны шириной 2 м, примыкающей к 1-й зоне R² =4, 3 м^{2 о}С/Вт; для 3-й зоны шириной 2 м, примыкающей ко 2-й зоне R³ =8, 6 м^{2 о}С/Вт; для 4-й внутренней части помещения, ограниченной 3-ей зоной R⁴ =14, 2 м^{2 о}С/Вт.