Обґрунтування мікрокліматичних умов в приміщеннях

Для теплофізичного розрахунку запропоновано 6-ти кімнатний житловий будинок, який знаходиться у м. Хмільник Вінницької обл.

Вікна виконані з дерев’яних окремих рам із потрійним склінням. Стіни: кладка з силікатної цегли, шар утеплювача (пінополістирол).

Параметри внутрішнього повітря будинку визначаємо [8, дод.1] і зводимо в таблицю 1.

Таблиця 1 - Параметри внутрішнього повітря будинку

Типові приміщення	Вологість, %	Температура, С^0
Житлові кімнати
Кухня
Ванна кімната
Туалет
Коридори
Швидкість повітря, м/с	0,2
Швидкість вітру за січень, м/с	4,7

Умови експлуатації приміщень

За даними СНиП 2.01.01.82 “Строительная климатология и геофизика” для м.Хмільника визначаємо середні температури зовнішнього повітря: найбільш холодної п’ятиденки = -21°С (із забезпеченістю k = 0,92); найбільш холодної доби = -26 (із забезпеченістю k = 0,92); найбільш холодної доби = -29 (із забезпеченістю k = 0,98).

За картою зон вологості СНиП II-3-79, дод.1 визначаємо, що Хмільник знаходиться у зоні нормальної вологості. За СНиП II-3-79, дод.2 визначаємо, що в залежності від вологісного режиму приміщення і зон вологості огороджувальні конструкції експлуатуються при умовах Б.

 

 

Розрахунок огороджуВАЛЬНИХ конструкцій

 

 

Розрахунок зовнішніх стін

Виконаємо розрахунок опору теплопередачі зовнішніх стін будівлі, що реконструюється, та підберемо оптимальну товщину утеплювача (пінополістирол [2, дод.3] з коефіцієнтом теплопровідності l_ут=0,05Вт/м·°С) і коефіцієнтом паропроникності m₁=0,045 мг/(м ^. год ^. Па) для досягнення нормативного опору теплопередачі. З [2, дод.3] для умов експлуатації „Б” вибираємо теплотехнічні характеристики будівельних матеріалів та розраховуємо їх термічні опори.

Визначаємо термічний опір штукатурки з вапняно-піщаного розчину товщиною d₁=10мм, коефіцієнтом теплопровідності l₁=0,814 Вт/(м·°С) і коефіцієнтом паропроникності m₁=0,12 мг/(м ^. год ^. Па):

. (2.1.1)

Те ж для силікатної цегли товщиною d₁=450мм, коефіцієнтом теплопровідності l₂=0,871Вт/(м·°С) і коефіцієнтом паро проникності m₁=0,105 мг/(м ^. год ^. Па):

. (2.1.2)

 

Рисунок 2.1.1 – Будова стіни не реконструйованої будівлі: 1 – штукатурка вапняно-піщана; 2– цегла силікатна.

 

В розрахунку для будівництва, що реконструюється і яке знаходиться в I-й температурній зоні нормативний опір теплопередачі при t_в=21^◦С і R_å^ВП=2,2 [1, дод.И] визначаємо за формулою:

, (2.1.3)

де t_в – розрахункова температура внутрішнього повітря, °С; R_å^ВП – нормативний опір теплопередачі захисних конструкцій при розрахунковій температурі внутрішнього повітря 18°С, який приймається залежно від типу конструкції та температурного району будівництва [1, дод. И], м²×К/Вт.

Рисунок 2.1.2 – Схема утеплення зовнішньої стіни будівлі пінополістиролом з вентильованим фасадом та захисним екраном після проведення реконструкції: 1 – стіна; 2 – теплоізоляція (пінополістирол); 3 – захисний екран; 4 – елемент кріплення; 5 – вентильований повітряний прошарок (50мм); 6 – вертикальний профіль з корозієстійкого металу; 7 – дюбель; 8 – гвинти-саморізи.

 

Тоді рахуємо необхідний опір теплопередачі утеплювача:

(2.1.4)

де – опір теплосприймання внутрішньої поверхні стіни; – опір тепловіддачі зовнішньої поверхні стіни; – коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції [2, табл. 4]; – коефіцієнт тепловіддачі для зимових умов зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції [2, табл. 6].

Необхідна товщина шару утеплювача:

(2.1.5)

Приймаємо товщину утеплювача

Тоді загальна товщина стіни складатиме:

(2.1.6)

Звідси, перерахуємо термічний опір для товщини шару утеплювача :

(2.1.7)

Загальний термічний опір зовнішньої огороджувальної конструкції, :

(2.1.8)

Оскільки фактичний термічний опір більший за нормативний, тобто , то вимога вважається виконаною.

Визначаємо теплову інертність стіни:

, (2.1.9)

де – термічний опір і -го шару огороджувальної конструкції; – коефіцієнт тепло засвоєння матеріалу і -го прошарку за 24 год.

(2.1.10)

З табл.5 [СНиП II-3-79] D>7, тобто стіна великої інерційності, тому за розрахункову температуру зовнішнього повітря приймаємо температуру найбільш холодної п’ятиденки: =-21°С. Звідси, для подальшого теплотехнічного розрахунку будівлі будемо використовувати температуру зовнішнього повітря

 

 

Розрахунок перекриттів

 

Розрахуємо опір теплопередачі горищного перекриття та перекриття над підвалом і знайдемо товщини їх утеплювачів.

Спочатку вибираємо нормативний опір теплопередачі для захисної конструкції (що реконструюється) R_å^ВП=2,5 для температури t_в=18°С згідно [1, дод. И] та перераховуємо для температури t_в=21°С:

. (2.2.1)

Подальший розрахунок виконуємо, знаходячи термічний опір багатопустотної залізобетонної панелі, потім оптимальну товщину утеплювача.

Для спрощення розрахунку круглі отвори-пустоти з/б плити замінюємо рівновеликими по площі квадратними (рис. 2.2.1) зі стороною:

 

(2.2.2)

 

 

Рисунок 2.2.1 – Схема розбивки перекриття на розрахункові зони

 

 

Термічний опір панелі в напрямку паралельному до руху теплового потоку визначаємо в двох характерних перерізах.

В перерізі I-I (два шари залізобетону d_зб=30мм з коефіцієнтом теплопровідності при умові експлуатації „Б” l_зб=2,04 [2, дод. 3] та повітряний прошарок з d_пов= 90мм):

, (2.2.3)

де R_пов термічним опір замкнутого горизонтального повітряного прошарку при потоці тепла знизу вверх [2, дод. 4]

Визначаємо фактичний опір теплопередачі перерізу II-II, який складається з суцільної залізобетонної плити товщиною d_зб=150мм з коефіцієнтом теплопровідності l_зб=2,04 :

. (2.2.4)

Знаходимо термічний опір з/б плити при паралельному напрямку теплового потоку:

, (2.2.5)

де F₁, F₂ – площі окремих ділянок конструкції; R_I-I, R_II-II – термічні опори шарів окремих ділянок, але без опорів теплосприймання і тепловіддачі R_в і R_н.

Термічний опір панелі в напрямку, що перпендикулярний до руху теплового потоку, обчислюємо для трьох характерних перерізів.

Для перерізів 1-1 і 3-3 (шари залізобетону товщиною d_зб=30 мм):

(2.2.6)

Для визначення термічного опору по перерізу 2-2 попередньо знаходимо середній коефіцієнт теплопровідності (повітряний прошарок d_пов=90мм, залізобетон d_зб=30мм). Для повітряного прошарку знаходимо еквівалентний коефіцієнт теплопровідності з виразу:

. (2.2.7)

Тоді середній коефіцієнт теплопровідності панелі:

. (2.2.8)

Середній термічний опір по перерізу 2-2:

. (2.2.9)

Сумарний термічний опір всіх трьох шарів панелі:

. (2.2.10)

Ступінь розбіжності між R_║ та R_┴:

. (2.2.11)

Оскільки , то загальний термічний опір R_заг багатопустотної залізобетонноїпанеліперекриття визначаємо за формулою:

. (2.2.12)

Загальний опір теплопередачі конструкції без теплоізоляції:

, (2.2.13)

де – опір теплосприймання внутрішньої поверхні для гладкої стелі [2, табл. 4]; – опір тепловіддачі зовнішньої поверхні для горищного перекриття [2, табл. 6].