1. Расчётная зимняя температура наружного воздуха

Требуется определить расчетную зимнюю температуру наружного воздуха для нахождения требуемого сопротивления теплопередаче наружной стены жилого дома в г.Бресте, конструкция которой включает слой кирпичной кладки из глиняного кирпича на цементно-песчаном растворе и слой из известняка, между которыми расположен утеплитель – плиты пенополистирольные.

Расчетная температура воздуха t_в=18⁰С, относительная влажность внутреннего воздуха _в= 55%, режим помещения – нормальный, условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Тепловую инерцию конструкций наружной стены определим по значению нормативного сопротивления теплопередаче, которое в соответствии с [2, табл. 5.1] составляет R₀= 3,2 (м²·⁰С/Вт).

Термическое сопротивление слоёв конструктивных слоёв:

,

где , – толщины внутреннего и наружного конструктивных слоёв;

₁= 0,81 Вт/м²·⁰С – коэффициент теплопроводности наружного слоя.

₃= 1,28 Вт/м²·⁰С - коэффициент теплопроводности внутреннего слоя.

Термическое сопротивление слоя утеплителя:

,

где =8,7 Вт/(м²·⁰С), =23 Вт/(м²·⁰С) – коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях.

Тепловая инерция наружной стены:

,

где S₁ = 10,12 Вт/(м²·⁰С), S₂= 0,55 Вт/(м²·⁰С), S₃ = 13,70 Вт/(м²·⁰С) – коэффициенты теплоусвоения слоёв 2,8,6.

В соответствии с [2, табл. 5.2] при тепловой инерции ограждающей конструкции в пределах 1,54,0 в качестве расчетной зимней температуры наружного воздуха принимается средняя температура наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, которая для г.Бреста составляет t_н=-25 ⁰С. [2, табл. 4.3]

2. Определение сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Сопротивление теплопередаче R_т ограждающих конструкций жилых помещений, за исключением заполнений световых проёмов, следует принимать не менее требуемого сопротивления теплопередаче R_т.тр, и не менее нормативного сопротивления теплопередаче R_т.норм.

2.1. Наружные стены:

Нормативное сопротивление теплопередачи: R_т.норм.=3,2 (м²·^оС/Вт) (табл.5.1 )

Требуемое сопротивление теплопередачи определяется по формуле 5.2 :

, где

n=1 – коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (табл.5.3 ).

t_в=18 ^оС – температура внутреннего воздуха.

t_н= -23 ^оС – температура наружного воздуха.

=8,7 Вт/м²·^оС коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности (табл.5.4 ).

t_в=6 ^оС – расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности.

м²·^оС/Вт

R_{т тр}= 0,785 м²·^оС/Вт < R_т.нор.=3,2 м²·^оС/Вт, следовательно сопротивление теплопередаче наружной стены принимается равным нормативному R_т.=3,2 м²·^оС/Вт .

Термическое сопротивление слоя утеплителя равно R_ут= 2,84 (м²·^оС/Вт), следовательно его толщина определится: ,

м

Тепловая инерция наружной стены остаётся равной D=3,7.

2.2. Совмещённое покрытие

Нормативное сопротивление теплопередачи совмещённого покрытия равно:

R_т.нор.=6,0 м²·^оС/Вт (табл.5.1 )

Требуемое сопротивление теплопередачи определяется по формуле 5.2 :

, где

n=1 – коэфициент учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху (табл.5.3 ).

t_в=18 ^оС ;

t_н= -23 ^оС;

=8,7 Вт/м²·^оС коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности (табл.5.4 ).

t_в=4 ^оС – расчётный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности (табл. 5.5 ).

м²·^оС/Вт

R_{т тр}= 1,178 м²·^оС/Вт < R_т.норм.=6,0 м²·^оС/Вт, следовательно сопротивление теплопередаче совмещённого покрытия принимается равным нормативному R_т.=6,0 м²·^оС/Вт .

Конструкция совмещенного покрытия является неоднородной, поскольку первый слой – это ребристая ж/б плита.

Для упрощения расчетов ребра в форме равнобокой трапеции заменим равновеликими по площади квадратами со стороной :

м.

Термическое сопротивление теплопередачи плиты вычислим отдельно для слоёв параллельных и перпендикулярных направлению движения теплового потока.

а) Термическое сопротивление R_А в направлении, параллельном движению теплового потока, вычислим для двух характерных сечений А-А и B-B:

В сечении А-А слой бетона м, а коэффициент теплопроводности Вт/м ^оС. Его термическое сопротивление:

м^{2 о}С/Вт.

Площадь этого участка конструкции шириной 1м равна:

м²

В сечении Б-Б слой бетона м, а коэффициент теплопроводности Вт/м ^оС. Его термическое сопротивление:

м^{2 о}С/Вт

Площадь этого участка поверхности будет равна:

м²

В соответствии с пунктом 5.11. термическое сопротивление R_а определим по формуле 5.8. :

,

м^{2 о}С/Вт

б) Термическое сопротивление R_Б в направлении, перпендикулярном движению теплового потока, вычислим для двух характерных значений С-С и Д-Д.

В сечении С-С теплота проходит через слой бетона: м, а коэффициент теплопроводности Вт/м ^оС. Его термическое сопротивление:

м^{2 о}С/Вт.

Площадь поверхности F_сс=1 м²

В сечении Д-Д теплота проходит через бетонные рёбра м, а коэффициент теплопроводности Вт/м ^оС. Его термическое сопротивление:

м^{2 о}С/Вт

Площадь поверхности:

м²

Термическое сопротивление R_DD должно быть отнесено ко всей поверхности F=1м²:

м^{2 о}С/Вт

Следовательно, термическое сопротивление ,

м^{2 о}С/Вт

Поскольку величина не превышает на 25%, то термическое сопротивление бетонной плиты с рёбрами определяем из соотношения :

,

м^{2 о}С/Вт

Толщину слоя утеплителя в конструкции совмещённого покрытия определим из соотношения:

, где

=8,7 Вт/м²·^оС-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности (табл.5.4 ).

=23 Вт/м²·^оС - коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности ограждения (табл.5.7 ).

=0,006м;

=0,17 Вт/(м·^оС);

=0,11 Вт/(м·^оС);