Теплотехнический расчет наружных стен

Согласно СП 131.13330.2012 климатические параметры для Юкспора составляют:

– расчетная температура наружного воздуха (определяется по наиболее холодной пятидневке обеспеченностью 0,92 t_ext = -24 ˚C.

– продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой наружного воздуха меньше 8˚ С, Z_ht = 340 сут.

– средняя температура наружного воздуха, t_ht = -4,5 ˚С.

– Отопительная расчетная температура внутреннего воздуха общественного здания t_int = 20 ˚С.

– Расчетная относительная влажность внутреннего воздуха φ_int = 55%.

– Температура точки росы внутри здания для холодного периода t_d = 11,34 ˚С (приложение Р СП 23-101-2004).

Согласно таблицы 1 СНиП 23-02 влажностный режим помещений нормальный.

Зона влажности определяется по карте зон влажности (приложение В, СНиП 23-02) - влажная.

По таблице 2 СНиП 23-02, устанавливаем, что коэффициент теплопроводности используемых материалов в ограждающих конструкциях необходимо брать для условий эксплуатации - Б.

Определение градусо-суток отопительного периода D_d, ˚С·сут.

D_d = (t_int-t_ht) · z_ht (1.1)

D_d = |(20 - (-4,5)| · 340 = 8330 ˚С·сут.

Определение нормируемого значения сопротивления теплопередачи стены R_reg, (м²·˚С)/Вт

R_reg = а · D_d + в; (1.2)

где а, в - поправочные коэффициенты, определяемые по таблице 4 СНиП 23-02.

а = 0,0002

в = 1,0

R_reg = 0,0002 · 8330 + 1,0 = 2,67 (м²·˚С)/Вт

Проектируем конструкцию наружной стены.

Рисунок 1.2 Схема конструкции стены

Материалы стены:

1. Облицовочный керамический кирпич на цементно-песчаном растворе: δ₄ = 0,12 м; ρ₄ = 1300 кг/м3; λ₄ = 0,5 Вт/м ˚С.

2. Утеплитель ПЕНОПЛЭКС СТЕНА: δ₃ = 0,12 м; ρ₃ = 33 кг/м3; λ₃ = 0,032 Вт/м ˚С.

3. Кирпичная кладка из сплошного кирпича глиняного обыкновенного на цементно-песчаном растворе: δ₂ = 0,38 м; ρ₂ = 1800 кг/м3; λ₂ = 0,81 Вт/м ˚С.

4. Штукатурка известково-песчаным раствором.: δ₁ = 0,02 м; ρ₁ = 1600 кг/м3; λ₁ = 0,81 Вт/м ˚С.

Определение сопротивления теплопередачи запроектированной многослойной конструкции стены R_ow, м² ˚С/Вт:

R_ow =1/α_int+ δ1/ λ1+ δ2/ λ2 + δ3/ λ3 + δ4/ λ4+1/α_ext; (1.3)

где α_int - коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/м·˚С, принимаем по таблице 7 СНиП 23-02 α_int = 8,7 Вт/м·˚С

δ₁, δ₂, δ₃, δ₄ - толщина соответствующего слоя стены, м

λ₁, λ₂, λ₃, λ₄ - коэффициент теплопроводности материала соответствующего слоя стены, Вт/м·˚С

α_{i ext} - коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, принимаемый по табл. 8 СП 23-101-2004, Вт/м·˚С

α_ext= 23 Вт/м*˚С

R_ow = 1/8,7 + 0,02/0,81 + 0,38/0,81 + 0,12/0,032 + 0,12/0,5 + 1/23 = 0,115 + 0,025 + 0,47 + 3,75 + 0,24 + 0,043 = 4,64 м²·˚С/Вт.

Поскольку стена имеет однородную многослойную структуру и оконные проемы, то коэффициент однородности наружных стен принимаем r = 0,9, тогда приведенное сопротивление теплопередаче стены будет определяться:

R^r₀ = R_ow · r; (1.4)

где R^r₀ - приведенное сопротивление теплопередачи стены, м²·˚С/Вт

R_ow - сопротивление теплопередачи запроектированной конструкции стены, м²·˚С/Вт

r - коэффициент однородности наружных стен

R^r₀ = 4,64 · 0,9 = 4,18 м²·˚С/Вт

R^r_ow = 4,18 м²˚С/Вт > R^w_reg = 2,67 м²·˚С/Вт

Вывод: значения R^r_ow > R^w_reg, таким образом, условие «Б» СНиП 23-02 соблюдено.

Проверка конструкции на обеспечение комфортных условий помещений.

Расчетный температурный перепад между температурой наружного воздуха и температурой внутренней поверхности стены не должен превышать нормируемую величину, установленную табл. 5 СНиП 23-02, т.е. должно соблюдаться условие:

△t₀ ≤ △t_n; (1.5)

где △t₀ - расчетный температурный перепад между температурой наружного воздуха и температурой внутренней поверхности стены

△t_n - нормируемая величина перепада между температурой наружного воздуха и температурой внутренней поверхности стены, △t_n = 4˚С

Расчет перепада температуры запроектированной стены △t₀ ˚С

△t₀ = (n · (t_int - t_ext))/(R^r₀ · α_int); (1.6)

где n - коэффициент, учитывающий зависимость положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, приведенное в табл. 6 СНиП 23-02, n = 1

△t₀ = (1 · (20 - (-24))/(4,18 · 8.7)= 1,2˚С

По условию △t₀ ≤ △t_n

△t₀ = 1,2 ˚С < △t_n = 4 ˚С - условие соблюдается.

Проверка запроектированной конструкции стены на условие невыпадения конденсата.

При проверке запроектированной конструкции стены на условие невыпадения конденсата должно соблюдаться условие:

T_int ≥ t_d; (1.7)

где T_int - температура внутренней поверхности наружной стены, ˚С

t_d - температура точки росы, определяемая по прил. «Р» СП 23-101-2004, ˚С

t_d = 11,34 ˚С

Определение температуры внутренней поверхности наружной стены, ˚С:

T_int = t_int - (t_int - t_ext)/R^r_о · α_int; (1.12)

T_int = 20 - (20 - (-24)/(4,18 · 8,7) = 20 - 1,2 = 18,8 ˚С

Вывод: T_int = 18,8 ˚С > t_d = 11,34 ˚С - условие соблюдено, следовательно при рассчитанной температуре наружного воздуха t_ext = -24˚C выпадения осадков не будет.

Окончательно принимаем наружные стены толщиной:

δ_ст = 0,12 + 0,12 + 0,38 + 0,02 = 0,64 м.