1. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций

Ограждающие конструкции совместно с системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха должны обеспечивать нормируемые параметры микроклимата помещений при оптимальном энергопотреблении.

Сопротивление теплопередаче R₀ ограждающих конструкций принимаем равным экономически целесообразному сопротивлению теплопередаче R₀^эк, определённому исходя из условия обеспечения наименьших приведенных затрат, но не менее требуемого сопротивления теплопередаче R₀^тр по санитарно-гигиеническим условиям и не менее нормативного R₀^нор. Сопротивление теплопередаче внутренних ограждающих конструкций следует определять в случаях, когда разность температур внутреннего воздуха в разделяемых этими конструкциями помещениях превышает 3 ⁰С.

1.1. Теплотехнический расчёт конструкции наружной стены

Теплопотери зданий существенно зависят от сопротивления теплопередаче наружных ограждающих конструкций. Рассчитаем наружную стену здания. Она изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Конструкция наружной стены здания

Имеется внутренняя известково-песчаная штукатурка с плотностью 1800 кг/м³ толщиной 0,02 мм, теплоизоляционный слой (плиты из резольно-фенолформальдегидного пенопласта) с плотностью 100 кг/м³ и кладку из силикатного кирпича плотностью 1700 кг/м³.

Возьмём из приложения А СНБ 2.04.01 значение коэффициента теплопроводности и теплоустойчивости для используемых материалов:

а) кирпич силикатный λ₃ = 1,07 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₃ = 10,29 Вт/(м² · ⁰С),

б) плиты жесткие минераловатные на битумном связующем

λ₂= 0,085 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₂ = 1,26 Вт/(м² · ⁰С),

в) штукатурка известково-песчаная λ₁ = 0,93 Вт/(м² · ⁰С),

Ѕ₁ = 11,09 Вт/(м² · ⁰С).

Требуемое сопротивление теплопередаче R₀^тр, (м^{2 0}С)/Вт, ограждающих конструкций, за исключением заполнения световых проёмов (окон, балконных дверей и фонарей), определяется по формуле (1):

, (1)

где n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху. Согласно таблице 5.3 СНБ 2.04.01- 97, n = 1;

t_в – расчётная температура внутреннего воздуха, ⁰С, – таблице 4.1, t_в = 18 ⁰С; α_в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимается конструктивно α_в = 8,7 Вт/(м²· ⁰С);

Δt_н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимается по таблице 5.5, Δt_н = 6 ⁰С;

t_н – расчётная зимняя температура наружного воздуха, ⁰С. Для того чтобы определить t_н, определим тепловую инерцию D = R_i · S_i, где R_i – термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающих конструкций; S_i – расчетный коэффициент теплоусвоения металла отдельных слоев ограждающих конструкций в условиях эксплуатации.

Термическое сопротивление отдельных слоёв ограждающих конструкций R_i рассчитывается по формуле (2):

, (2)

где δ – толщина слоя, м; λ – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м²· ⁰С). Расчетный коэффициент теплоусвоения металла отдельных слоев ограждающих конструкций в условиях эксплуатации S_i принимается по таблице А.1 СНБ 2.04.01- 97.

;

;

Сопротивление теплопередаче , (м²· ⁰С)/Вт, ограждающей многослойной конструкции рассчитывается по формуле (3):

,(3)

где – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения конструкции для зимних условий Вт/м ⁰С. Тогда:

(м²· ⁰С/Вт).

Пользуясь формулой (2), имеем:

.

Рассчитаем D по формуле D = R_i · S_i:

.

Так как D = 6,1,находится в пределе 4<D<7, то расчетная зимняя температура принимается по таблице 5.2 как средняя температура наиболее холодных трех суток , t_н = -25⁰С.

По формуле (1):

,

.