Теплотехнические расчёты наружных ограждений

Нормами СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» для жилых и общественных зданий установлены три показателя тепловой защиты здания:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных элементов ограждающих конструкций здания – , м ·°С/Вт;

б) санитарно-гигиенический, включающий температурный перепад между температурами внутреннего воздуха и на поверхности ограждающих конструкций и температуру на внутренней поверхности выше температуры точки росы;

в ) удельный расход тепловой энергии на отопление здания, позволяющий варьировать величинами теплозащитных свойств различных видов ограждающих конструкций зданий с учетом объемно-планировочных решений здания и выбора систем поддержания микроклимата для достижения нормируемого значения этого показателя.

Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если в жилых и общественных зданиях будут соблюдены требования показателей "а" и "б" либо "б" и "в". В зданиях производственного назначения необходимо соблюдать требования показателей "а" и "б".

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, а также окон и фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона более 45°), следует принимать не менее нормируемых значений м ·°С/Вт, определяемых по таблице 3, в зависимости от «градусо-суток» отопительного периода района строительства, определяемых по формуле

ГСОП = (t_в – t_оп) Z_о, °С·сут, (1)

где t_оп и Z_оп – средняя температура и продолжительность отопительного периода района строительства, со среднесуточной температурой наружного воздуха менее +8⁰С, определяемые по СНиП 2.01.01- 99 «Строительная климатология» или из табл. Приложения I.

 

По вычисленному по формуле (1) значению ГСОП определить интерполяцией из табл.5, либо по интерполяционным формулам, или по графику рис.1, значения приведённого (нормируемого) сопротивления теплопередаче для каждого из видов сплошных наружных ограждений:

, - наружной стены; – подвального перекрытия, – чердачного перекрытия и заполнения светового проёма.

Изобразить схематические разрезы в масштабе 1:20 каждого из видов наружных ограждений (кроме окон и балконных дверей) с обозначением выбранных из табл. 3 и 4 значений толщин и коэффициентов теплопроводности отдельных слоёв ограждения (рис. 3, 4, 5).

Рис. 3. Расчётная схема наружной стены.

 

1 – изв.песч штукатурка: d_ш =, l_ш=;

2 – несущей конструкцйй.: d _к =, l_к=;

3 – теплоизоляционныйый: d _из=, l_из=;

4 – кирпичная кладка: d _кл =, l_кл=;

5 – цем.-песч штукатурка: d_ш =, l_ш=;

 

Рис.4. Расчётная схема перекрытия над подвалом

 

 

1– паркет: d_п = 0,012 м, l_п= 0,12 Вт/(⁰См²);

2 – гидроизол. d _г.из =0,003 м, l_г.из= 0,0,17;

3 – цем-песч стяжка: d_ст = 0,02 м, l_ст= 0,95

4 – гидроизоляция: d _г.из =0,003 м, l_г.из= 0,017;

5 – теплоизоляция: d _г.из=, l_г.из=;

6 – цем-песч стяжка: d_ш = 0,02 м, l_ш= 0,95;

7 –панель перекрытия: d_п.п = 0,18, l_п.п= 1,5;

Рис. 5. Расчётная схема чердачного перекрытия

1–гидроизоляция: d _т.из = 0,005м; l_т.из=0,017;

2–бетоннаястяжка: d_ст =0,10м; l_ст = 0,95;3–теплоизоляция: d _т.из =; l_т.из=;

4–пароизоляция: d _п.из= 0,003; l_п.из=;0,017

5–цем.-песч штукатурка: d_ш =0,01; l_ш= 0,85;

6- панель перекрытия: d_п.п = 0,18; l_п.п= 1,5;

7- гипсовая стяжка: d_ст = 0,002; l_ст = 0,5;

 

Выбрать в качестве расчётного сопротивления теплопередаче значение нормируемого и составить уравнение термического сопротивления теплопередаче наружной стены с одним неизвестным, которым является толщина теплоизоляционного слоя:

(2)

где a_в = 8,9 Вт/(м² К) – коэффициент теплоотдачи между внутренней поверхностью ограждения и внутренним; a_н =23,2 Вт/(м² К) – коэффициент теплоотдачи между наружной поверхностью ограждения и наружным воздухом; d₁, d₂, …, d_из,…, d_n - толщины конструкционных и тепло-гидроизоляционного слоёв ограждения, выбираемые из табл.2 или, задаваемые заказчиком; l₁,l₂, … l_n – коэффициенты теплопроводности конструкционныхслоёв ограждения, определяемые из табл. 1 по второй цифре шифра и, теплоизоляционного слоя l_из, определяемого из табл.2 по первой цифре шифра.

 

В выражении (2) неизвестной величиной является расчётная толщина теплоизоляционного слоя d_из, которая может быть определена по формуле:

(3)

Расчётное значение теплоизоляционного слоя необходимо округлить в сторону увеличения до величины кратной минимальному шагу толщины теплоизоляционного материала, и принять её в качестве действительной толщины теплоизоляционного слоя .

Округлённое (действительное) значение толщины теплоизоляционного слоя подставить в уравнение (2), и получить действительное значение термического сопротивления теплопередаче наружной стены R_0н.с:

(4)

Определить коэффициент теплопередачи наружной стены:

k_н..с =1 /, Вт/(⁰См²). (5)

 

По приведённой схеме определяются толщины теплоизоляционных слоёв , термические сопротивления теплопередаче и коэффициенты теплопередачи k_{п.п ,} k_ч..п подвальных и чердачных перекрытий.

Определить коэффициент теплопередачи заполнений световых проёмов:

k_з.п = 1/ R_0з.п, (6)

где R_0з.п, - величина сопротивления теплопередаче заполнения светового проёма, определяемая из табл. 3 или рис.1 по соответствующему значению ГСОП.

 

Выписать значения коэффициентов теплопередачи наружных ограждений: k_н..с =; k_п.п =; k_ч..п = и k_з.п =.

 

Проверка ограждающих конструкции (кроме заполнений световых проёмов) на отсутствие конденсации на их внутренних поверхностях:

а) определяется температура на внутренней поверхности наружного ограждения:

t_в= t _в – k_н.о ∙(t_в - t_н) / a_в., (7)

где, t _в – температура воздуха в помещении; t_н – температура наружного воздуха равная ; k_н.о – коэффициент теплопередачи наружного ограждения;

a_в = 8,7 Вт/(м²⁰С) – коэффициент теплоотдачи внутреннего воздуха.

 

б) определяется температура точки росы, соответствующая относительной влажности j = 65% и расчётной температуре t_в воздуха помещения и равная t_т.р = 13⁰С;

в) если t_в t_тр – конденсация отсутствует,