4 Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций здания (наружных стен, покрытия, пола)

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле

, м²·⁰С/Вт, (4.1)

где n	—	коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по СНиП II‑3‑79*;
tв	—	расчетная температура внутреннего воздуха, 0С, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005‑88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений;
tн	—	расчетная зимняя температура наружного воздуха, 0С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23‑01‑99;
tн	—	нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по СНиП II-3-79*, 0С;
в	—	коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по СНиП II-3-79*, Вт/(м2·0С).

Нормативный температурный перепад определяется по выражению

⁰C, (4.2)

Градусо-сутки отопительного периода (ГСОП) следует определять по формуле

ГСОП=(t_в-t_от.пер)z_от.пер, ⁰С^.сут, (4.3)

где tв	—	то же, что в формуле (4.1);
tот.пер, zот.пер	—	средняя температура, 0С, и продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 80С по СНиП 23-01-99.

4.1 Наружные и внутренние стены

Рисунок 4.1 – Конструкция наружных стен

Для наружных стен, выполненных по конструкции в соответствии с рисунком 4.1 коэффициент n=1. Расчетная температура внутреннего воздуха t_в=17⁰С. По СНиП 23‑01‑99 для г. Тюмени температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 – t_н⁵=–38⁰С. Для расчетных условий t_в=17⁰С и =60% температура точки росы – t_р=9,5⁰С, а следовательно нормативный температурный перепад =7⁰С. Коэффициент _в=8,7 Вт/(м²·⁰С).

Рассчитаем требуемое сопротивление теплопередаче для наружных стен по (4.1)

м²·⁰С/Вт.

Средняя температура и продолжительность периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8⁰С для г. Тюмени соответственно равны t_от.пер= -7,2⁰С, z_от.пер= 225 сут.

Найдем ГСОП для наружных стен по формуле (4.3)

ГСОП=(17+7,2)^.225=5445 ⁰С·сут.

Интерполяцией, используя данные СНиП II-3-79*, определим значение приведенного сопротивления теплопередаче R₀:

м²·⁰С/Вт.

В общем случае термическое сопротивление R_к, м·⁰С/Вт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев

R_к = R₁ + R₂ +...+ R_n+R_в.п., м²·⁰С/Вт, (4.4)

где R1, R2, Rn	—	термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м2·0С/Вт, определяемые по формуле (4.5).
Rв.п	—	термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по приложению 4 СНиП II-3-79*.

, м²·⁰С/Вт, (4.5)

где δ	—	толщина отдельного однородного слоя, м2;
λ	—	коэффициент теплопроводности однородного слоя, принимаемый по приложению 3* СНиП II-3-79*, Вт/(м·0С).

Для нашего данного варианта конструкции наружных стен сопротивление теплопередаче определяется в соответствии с выражением, учитывая теплоотдачу на наружной и внутренней поверхностях конструкции

, м²·⁰С/Вт, (4.6)

где αв	—	то же, что в формуле (4.1);
,δ ,λ	—	толщина и коэффициент теплопроводности соответственно железобетонной плиты и утеплителя – пенополистирола;
αн	—	коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м·0С), принимаемый СНиП II-3-79*.

Из формулы (4.6) получим соотношение для толщины слоя утеплителя

, м. (4.7)

Коэффициенты теплопроводности железобетона и пенополистирола плотностью 100 кг/м³ для сухого климата и сухого влажностного режима помещения равны соответственно Вт/(м·⁰С) и Вт/(м²·⁰С).

Рассчитаем толщину слоя пенополистирола по формуле (4.7)

см.

В соответствии с ТУ-6-05-11-78 берем стандартную толщину слоя утеплителя – пенополистирола 80 мм. Отсюда действительное приведенное сопротивление теплопередаче равно

м²·⁰С/Вт.

Следовательно, коэффициент теплопередачи стены

Вт/( м²·⁰С).

Внутренние стены выложены кладкой в 1,5 кирпича (λ=0,7 Вт/(м·⁰С) и δ=0,375 м). Найдем сопротивление теплопередаче внутренней стены и коэффициент теплопередачи:

м²·⁰С/Вт;

Вт/( м²·⁰С).