4. Теплотехнический расчет наружной стены и чердачного перекрытия

Определение требуемого сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Величина требуемого сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции R₀^reg определяется по [СНиП 23-02, табл. 4] в зависимости от градусо-суток отопительного периода района строительства D_d и назначения здания.

Градусо-сутки отопительного периода D_d, °Ссут, рассчитываются по формуле

D_d = (t_int – t_ht)  z_ht , (1)

где t_int – расчетная температура внутреннего воздуха здания, °С, принимаемая для помещений наибольшей площади и температуры [ГОСТ 30494-96,

табл. 1]; t_ht, z_ht – средняя температура наружного воздуха, °С, и продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемые по

[СНиП 23-01, табл. 1*] для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 10°С – при проектировании лечебно-профилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых и не более 8 °С – в остальных случаях.

Определить требуемое сопротивление теплопередаче наружных стен, чердачного перекрытия жилого дома. Район строительства – г.Омск.

По [СНиП 23-01, табл. 1*] принимаем для г.Омска:

- средняя температура наружного воздуха отопительного периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более

8°С – t_ht = –8,4 ^оС;

- продолжительность отопительного периода – z_ht = 221 сут;

- температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 – t_ext = –37 ^оС.

Принимаем расчетную температуру внутреннего воздуха для помещений с постоянным пребыванием людей – t_int =+21 ^оС по

[ГОСТ 30494-96, табл. 1].

По формуле (1) рассчитываем величину D_d:

D_d = [21 – (–8,4)]221 = 6497 °Ссут.

По [СНиП 23-02, табл. 4] по интерполяции определяем величину требуемого сопротивления теплопередаче R₀^reg:

• наружных стен – 3,67 м^{2 о}С/Вт;

• чердачного перекрытия – 4,82 м^{2 о}С/Вт;

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций

Расчет приведенного сопротивления теплопередаче непрозрачных ограждающих конструкций производится с учетом их теплотехнической однородности.

Для теплотехнически однородных ограждающих конструкций (однослойные или многослойные конструкций с параллельными слоями) величина сопротивления теплопередаче R_о может быть рассчитана по формуле

R_о = 1/_int + R_k + 1/_ext , (2)

где _int – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м²·°С), принимаемый по [СНиП 23-02, табл. 7];

_ext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м²·°С), принимаемый по [СП 23-101, табл. 8]; R_k – термическое сопротивление конструкции, м²·°С/Вт.

Для конструкций с последовательно расположенными слоями

R_k = ₁/₁ + ₂/₂ + ₃/₃ +….. + _i/_i , (3)

где _i – толщина слоя, м; _i – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт/(м·°С), принимаемый согласно прил. Д [СП 23-101].

Для теплотехнически неоднородных ограждающих конструкций (содержащих соединительные элементы между наружными облицовочными слоями – ребра, шпонки, стержневые связи, сквозные и несквозные теплопроводные включения) рассчитывается приведенное сопротивления теплопередаче R_о^r , м²·°С/Вт.

В общем случае расчет величины приведенного сопротивления теплопередаче R_о^r производится на основе расчета температурных полей по специальным компьютерным программам (например, программе расчета трехмерных температурных полей ограждающих конструкций зданий «TEMPER-3D»).

Согласно [СП 23-101] допускается определение величины R_о^r по формуле

R_о^r = R_о  r, (4)

где R_о – сопротивление теплопередаче конструкции без учета теплопроводных включений, рассчитанное по формуле (2), м²·°С/Вт;

r – коэффициент теплотехнической однородности конструкции, учитывающий влияние стыков, откосов проемов, обрамляющих ребер, гибких связей и других теплопроводных включений.

Наружные несущие и самонесущие стены выполнятся кладкой из обыкновенного глиняного кирпича на гибких связях. Общая толщина стены 570 мм.

Толщина теплоизоляционного слоя, выполненного из пенополистирола ПСБ-С, – 200 мм, т.к. R_о^r=3,97 м²·˚С/Вт > R₀^reg = 3,67 м²·˚С/Вт.

Определить сопротивление теплопередаче чердачного перекрытия двухэтажного одноквартирного жилого дома.

Район строительства – г. Омск.

Рис. 2. Конструкция чердачного перекрытия

По [СНиП 23-02, прил. В] определяем зону влажности района строительства – «сухая».

В соответствии с [СП 23-101, табл. 1] принимаем расчетную влажность внутреннего воздуха помещений – _int = 55%.

В зависимости от расчетной температуры и относительной влажности воздуха помещений по [СНиП 23-02, табл. 1] устанавливаем влажностный режим помещений – «нормальный».

По [СНиП 23-023, табл. 2] с учетом влажностного режима помещений и зоны влажности района строительства определяем условия эксплуатации ограждающих конструкций – «А».

Термическое сопротивление железобетонной пустотной плиты для условий эксплуатации «А» – R_к^пл = 0,148 м²·°С/Вт; для условий эксплуатации «Б» – R_к^пл = 0,152 м²·°С/Вт.

В качестве утеплителя чердачного перекрытия рекомендуется использовать плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих либо гравий керамзитовый. Принимаем расчетные характеристики строительных материалов конструкции чердачного перекрытия (рис. 2) по [СП 23-101, прил. Д]:

• плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих (ГОСТ 10140): ρ₀=200 кг/м³; λ_А = 0,076 Вт/(м ^оС);

• гравий керамзитовый (ГОСТ 9757): ρ₀=250 кг/м3; λ_А =

= 0,11 Вт/(м ^оС).

По [СНиП 23-02, табл. 7] принимаем _int = 8,7 Вт/(м²·°С);

по [СП 23-101, табл. 8] принимаем _ext = 23 Вт/(м²·°С).

В качестве утеплителя чердачного перекрытия принимаем плиты минераловатные на синтетическом и битумном связующих и задаемся их толщиной: _ут = 350 мм.

По формуле (3) рассчитываем величину термического сопротивления всей конструкции R_k:

R_k = 0,148 + 0,35/0,076 = 4,75 м^{2 о}С/Вт

.

По формуле (2) рассчитываем величину сопротивления теплопередаче конструкции чердачного перекрытия R_о:

R_о = 1/8,7 + 4,75 + 1/23 = 4,91 м^{2 о}С/Вт.