5. Теплотехнический расчет наружной стены

Исходные данные:

1) Назначение помещения — жилая комната;

2)t_B=+20°C;

3. Место строительства – г. Кемерово;

4. Климатические характеристики:

а) температура наиболее холодной пятидневки t_H= - 39 °С;

6) Z_0п,t_oп - продолжительность и средняя температура отопительного периода, Z _0п⁼ 231 суток, t _оп = - 8.3 °С;

в) зона влажности - сухая;

6) Конструктивное решение стены:

1 слой — штукатурка . ₁ ⁼ 1600 кг/м³ — плотность;

₁ = 0,02 м - толщина слоя;

₁ = 0,7 Вт/м °С - коэффициент теплопроводности материала.

2 слой - кладка из пустотного кирпича на цементном растворе. ₂= 1400 кг/м³

₂ = 0,12 м

₂ = 0,52 Вт/м °С.

3 слой - теплоизоляция (стиропор марки «PS 30»). ₃ = 30кг/м³;

₃ – требуется определить

₃ = 0,036 Вт/м °С.

4 слой - воздушный прослоек, толщина которого определяется условием: ₃ + ₄ = 0,14 м, т.е. ₄ = 0,14 - ₃.

5 слой — кладка из пустотного кирпича. ₅ = 1400 кг/м³;

₅ = 0,12 м;

₅ = 0,52 Вт/м °С.

Порядок теплотехнического расчета

1. Сопротивление теплопередаче наружной стены выражается формулой: Ro = 1/ _в + R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅ +1/ _н ,

где _в, _н — есть коэффициенты теплоотдачи поверхности стен (внутренней и наружной).

По нормам: _в = 8,7 Вт/м (град); _н = 23 Вт/м (град);

R₁, R₂, R₃ ,R₅ - термические сопротивления слоев,

R₄ — термическое сопротивление воздушного прослойка.

R₄ = 0,17 м²(град)/Вт.

2. Термическое сопротивление слоя теплоизоляции выражается формулой: R₃ = Ro - С, где С = 1/ _в + R₁ + R₂ + R₄ + R₅ +1/ _н =

= 1/8,7 + 0,02/0,7 + 0,12/0,52 + 0,17 + 0,12/0,52 + 1/23 = 0,11 + 0,03 + 0,23 + 0,17 + 0,23 + 0,04 = 0,81

3. Толщина слоя теплоизоляции определяется формулой: ₃ = R₃ * ₃ = (R₀ - С) ₃. м²(град)/Вт

3. Должно соблюдаться условие:

R ₀  R₀^тр

R₀^эк

где R₀^тp — нормативное сопротивление, исходя из санитарно-гигиенических условий; R₀^эк - требуемое по нормам нормативное сопротивление, исходя из экономических требований (энергосбережение).

5. R₀^тp = n(t_B - t_H) / t^H _в, где n - величина, характеризующая условия контакта «поверхность стены - наружный воздух».

Для наружной стены жилого дома n = 1.

t^H - нормативный перепад между температурой воздуха в помещении и температурой внутренней поверхности стены. По нормам для стены жилого дома: t^H = 4°C.

R₀^тp = 1[20 - (-39)] /4 *8,7 = 1.7 м²(град)/Вт

R₀^эк = G(E/10000) + F,

где Е, F величины, зависящие от назначения помещения и типа ограждающей конструкции. Для стены жилого дома:

Е = 3,5 м /Вт сут;

F= 1,4 м²(град)/Вт;

G- градусосутки отопительного периода (ГСОП), определяется по формуле:

G = (t_в -t_оп) Z_оп = [20 - (- 8.3)] 231 = 6537.3 (град сут);

R₀^эк = 6537.3 *(3,5/10000) + 1,4 = 3.69 м² град/Вт

7. Из двух полученных значений величин R₀^тp =1.7 и R₀^эк =3,69принимается наибольшее.

В результате ₃ = (R₀^эк - С) ₃ = (3.69 - 0,81) 0,036 = 0.103 м

с учетом сортамента на материал стиропор принимается ₃ = 0,105м

8. Толщина воздушного прослойка равна: ₄ = 0,14 - ₃ = 0,14 — 0,105 = 0,035

8. В результате конструктивное решение стены имеет вид: