2.Примеры расчета ограждающих конструкций зданий по разделу «строительная теплотехника

В задачи строительной теплотехники входит:

- обеспечение тепловой защиты зданий в зимний период времени с помощью соответствующих ограждающих конструкций и надежной защиты помещений от перегрева в летний период;

- придание наружным ограждающим конструкциям достаточной сопротивляемости к инфильтрации, паропроницанию и теплоустойчивости.

- изучение процессов изменения температуры и парциального давления внутри ограждающих конструкций.

2.1. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Пример 1. Теплотехнический расчет наружной стены (определение толщины утеплителя и выполнения санитарно-гигиенических требований тепловой защиты здания).

А. Исходные данные

Место строительства – г. Пермь.

Зона влажности – нормальная.

Продолжительность отопительного периода = 229 суток .

Средняя расчетная температура отопительного периода = –5,9 ºС.

Температура холодной пятидневки = –35 ºС.

Расчет произведен для пятиэтажного жилого дома:

температура внутреннего воздуха = + 20ºС;

влажность воздуха: = 55 %;

влажностный режим помещения – нормальный.

Условия эксплуатации ограждающих конструкций – Б.

Коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности ограждения

= 8,7 Вт/(м²·°С).

Коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения = 23 Вт/(м²·°С).

Исходные материалы стенового ограждения и нормируемые теплотехнические показатели приведены в таблице:

№ п/п	Наименование материала	, кг/м3	, м	,Вт/(м·°С)	, (м2·°С)/Вт
1	Известково-песчаный раствор	1600	0,015	0,81	0,019
2	Кирпичная кладка из пустотного кирпича	1200	0,380	0,52	0,731
3	Плиты пенополистирольные	100	Х	0,052	Х
4	Кирпичная кладка из пустотного кирпича (облицовочного)	1600	0,120	0,58	0,207

Б. Порядок расчета

Определяем величину градусо-суток отопительного периода по формуле (2) СНиП 23-02-03:

= (20 – (–5,9)) · 229 = 5931,1 ºС·сут.

Вычисляем нормируемое сопротивление теплопередаче наружной стены при значениях коэффициентов = 0,00035 и = 1,4 (табл.4 СНиП 23-02-03):

= 0,00035 · 5931,1 + 1,4 = 3,475 (м²·°С)/Вт.

Для наружных стен из кирпича с утеплителем следует принимать приведенное сопротивление теплопередаче R₀^r, определяемое по формуле (11) СП 23-101-04:

R = ,

где - сопротивление теплопередаче i-го участка однородной ограждающей конструкции, (м²·°С)/Вт.

- коэффициент теплотехнической однородности, принимаемый для стен толщиной 510 мм, = 0,74 (п.8.17 СП 23-101-04).

Расчет ведется из условия равенства R₀^r = , следовательно,

R = = = 4,695 (м² ·°С) /Вт.

Общее термическое сопротивление теплопередаче стенового ограждения без учета утеплителя составляет:

= R_si+ + R_se = ( + + + + ) = = 0,115+0,019+0,731+0,207+0,043 = 1,115 (м²·°С) /Вт,

где R_si - термическое сопротивление тепловосприятия внутренней поверхности ограждения, равное ;

R_se - термическое сопротивление теплоотдачи наружной поверхности ограждения, равное ;

R₁, R₂, R₄ - соответственно термические сопротивления теплопередаче слоев стенового ограждения, (м²·°С) /Вт; (см. табл.);

, , - соответственно толщины слоев стенового ограждения, м;

, , - соответственно коэффициенты теплопроводности слоев стенового ограждения, Вт/(м ·°С).

Определяем численное значение термическое сопротивление теплопередаче утепляющего слоя :

-

R_ут = R - - 1,115 = 3,58 (м²·°С) /Вт.

Находим толщину утеплителя:

Ри

= · R_ут = 0,052 · 3,58 = 0,186 м.

Принимаем толщину утеплителя 200 мм.

Окончательная толщина стенового ограждения равна:

(380 +200 + 120) = 700 мм.

Вычисляем фактическое общее термическое сопротивление стенового ограждения с учетом принятой толщины утеплителя:

= + = 1,115 + = 4,96 (м²·С)/Вт.

Проводим сравнение термических сопротивлений стенового ограждения

= 4,96 > = 4,695 (м²·°С)/Вт.

Условие выполняется.