5. Примеры расчета

Теплотехнический расчет ограждающих конструкций здания в примерах выполнен с параметрами наружного воздуха, в соответствии со СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" (см. приложение 4).

1. Расчет толщины утепляющего слоя кирпичной стены облегченной кладки с жесткими связями Исходные данные

Кирпичная стена облегченной кладки с жесткими связями для жилого здания высотой 16 этажей. Район строительства – Иркутская область, г. Братск.

Таблица 2.16

Значения теплотехнических характеристик

№	Наименование	Ед.изм.	Показатель	Примечание
1 2 3 4 5 6 7 8	Внутренняя температура воздуха (tint) Температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 (text) Температура отопительного периода (tht) Продолжительность отопительного периода (zht) Влажностный режим помещения Зона влажности Условия эксплуатации Максимальная скорость ветра за январь, υ	оС оС оС сут. м/с	+21 -43 -8,6 249 нормальный  = 55% сухая А 3,4	ГОСТ 30494, (табл. 2.1) [4, табл. 1], (см. прил. 4) [4, табл. 1], (см. прил. 4) [4, табл. 1], (см. прил. 4) [5, табл. 1], (см. табл. 2.3) [5, прил. В],(см. прил. 1) [5, табл. 2], (см. табл. 2.4) [4, табл. 1], (см. прил. 4)

Рис. 2.4. Схема ограждающей конструкции

Таблица 2.17

Параметры стены, необходимые для ее конструирования

Толщина слоя , мм	Материал	Плотность ,	Коэф. теплопроводности ,
1 = 120 мм 2 3 = 250 мм 4 = 20 мм	Наружный несущий слой – кирпич керамический пустотелый Утеплитель – минераловатные плиты Внутренний несущий слой – кирпич глиняный обыкновенный Штукатурка – цементно-песчаный раствор	1200 200 1800 1800	0,47 0,076 0,7 0,76

Порядок расчета

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяют по [5, табл. 4], (см. табл. 2.5). Для этого рассчитывают градусо-сутки отопительного периода по формуле (2.7).

, (2.7)

где - температура внутреннего воздуха, ^оС

– продолжительность отопительного периода, сут. по [4, табл. 1], (см. приложение 4);

– средняя температура отопительного периода, , по [4, табл. 1], (см. приложение 4).

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяют по формуле (2.6).

,

Где – градусо-сутки отопительного периода, ˚C · Сут, для конкретного пункта;

a и b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, за исключением графы 6 для группы зданий в поз. 1, где для интервала до 6000 ˚С · сут: =0,000075, =0,15; для интервала 6000 – 8000 ˚С · сут: =0,00005, =0,3; для интервала 8000 ˚С · сут и более: =0,000025, =0,5.

В качестве расчетного сопротивления теплопередаче принимают .

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяют по формуле (2.10)

(2.10)

где – термическое сопротивление сплошной конструкции, которое определяют по формуле:

(2.4)

где – толщина слоев, м;

– коэффициенты теплопроводности материалов слоев, .

– коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения, Вт / (м · ˚C), принимаемый по [6, табл. 8], (см. табл. 2.9).

определяют по [6, табл. 7], (см. табл. 2.8), для наружных стен.

Находят толщину неизвестного слоя из условия по формуле (2.11).

(2.11)

Из условий унификации толщину стены (без учета штукатурки) принимают в 2,5 кирпича – 640 мм. Толщину утепляющего слоя 270 мм.

Общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции определяют по формуле (2.28)

Фактическое сопротивление теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции , м²·⁰С/Вт для всех слоев ограждения определяют по формуле:

(2.28)

где – то же, что в формуле (2.8) и (2.10);

– термическое сопротивление ограждающей конструкции, м²·⁰С/Вт, определяемое по формуле (2.17).

Для этого рассчитывают приведенное термическое сопротивление теплопередаче по формуле (2.17).

Среднее значение термического сопротивления по первому расчету, т.е. в направлении параллельному потоку тепла, будет:

Термическое сопротивление ограждающей конструкции по второму расчету, т.е. в направлении, перпендикулярном к потоку тепла, будет:

Рис. 2.5. Схема для определения

а) Конструкцию разделяют плоскостями параллельными потоку тепла на участки I и II. По формуле (2.14) определяют термические сопротивления участков и и площади их поверхности и (с размером стены по высоте 1 м).

.

б) Для определения конструкцию разделяют на 6 слоев, перпендикулярных направлению теплового потока и определяют термические сопротивления слоев по формуле (2.3).

, (2.3)

где – толщина слоя, ;

– расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя , принимаемый по [6, приложение Д], (см. приложение 2).

,

,

.

Для установления термического сопротивления 2 и 4 слоя, предварительно вычисляют среднюю величину коэффициента теплопроводности с учетом площадей конструкции, выполняемых из кирпича и минераловатных плит по формуле (2.15)

(2.15)

.

Для установления термического сопротивления 3-его слоя, предварительно вычисляют среднюю величину коэффициента теплопроводности с учетом площадей конструкции, выполняемых из цементно-песчаного раствора и минераловатных плит по формуле (2.15)

,

,

.

Так как заданное СП 23-101-2004 условие не выполнено, т.е. величина превышает величину более чем на 25%, приведенное термическое сопротивление определяют по формуле (2.19).

(2.19)

Для этого вычисляют температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции , по формуле (2.20).

(2.20)

Где – общее сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, , определяемое по формуле (2.10).

(2.10)

где – то же, что в формуле (2.4) и (2.5);

– коэффициент теплопередачи наружной поверхности ограждения, Вт / (м · ˚C), принимаемый по [6, табл. 8], (см. табл. 2.9).

,

.

Вычисляют температуру наружной поверхности ограждающей конструкции , по формуле (2.23).

, (2.23)

Где – термическое сопротивление всей ограждающей конструкции, , .

Вычисляют величину теплового потока по формуле (2.18).

(2.18)

где – то же, что и формуле (2.8);

- то же, что и формуле (2.10).

.

Фактическое сопротивление теплопередаче определяют по формуле (2.28).

.

Так как , стена удовлетворяет требованиям сопротивления теплопередаче.

Сопротивление воздухопроницанию ограждающей конструкции, за исключением заполнений световых проемов зданий и сооружений определяют по формуле (2.34).

, (2.34)

где – нормируемая воздухопроницаемость ограждающих конструкций, кг / (м²·ч), принимается по [5, табл. 11], (см. табл. 2.14);

Δр – разность давления воздуха на наружной и внутренней поверхностях ограждающих конструкций, Па, определяется по формуле:

, (2.35)

где H – высота здания (от поверхности земли до верха карниза), м;

υ – максимальная из средних скоростей ветра по румбам за январь, м/с, [4, табл. 1], (см. приложение 4);

– удельный вес соответственно наружного и внутреннего воздуха, H / м³ , определяемый по формуле:

, (2.36)

где t – температура воздуха: внутреннего (для определения ), принимаемая согласно ГОСТ 30494; наружного (для определения ), равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по [4, табл. 1], (см. приложение 4).

Где определяют по [5, табл. 11], (см. табл. 2.14), для наружных стен, перекрытия и покрытия жилых, общественных, административных и бытовых зданий;

определяют по формуле (2.35).

Где м – высота здания от поверхности земли до верха карниза, м;

– удельный вес наружного и внутреннего воздуха, ,определяют по формуле (2.36).

,

,

,

.

Сопротивление воздухопроницанию многослойной ограждающей конструкции определяют по формуле (2.37).

, (2.37)

где – сопротивление воздухопроницанию отдельных слоев ограждающей конструкции, (м²·ч·Па)/кг, по [6, табл. 17], (см. табл. 2.15).

.

Так как , конструкции удовлетворяют требованиям сопротивления воздухопроницанию.

Сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей определяют по формуле (2.38).

, (2.38)

где G_n – то же, что в формуле (2.34);

– то же, что в формуле (2.34);

= 10 Па - разность давлений воздуха, при котором определяется R .

Где – для жилых и общественных зданий, [5, табл. 11], (см. табл. 2.14).

.

Фактическое сопротивление воздухопроницанию окон и балконных дверей , определяют по [6, табл. 5], (см. приложение 7), , .

Так как , то окна и балконные двери удовлетворяют требованиям сопротивления воздухопроницанию.

Согласно СНиП 23-02-2003 проверим конструкцию на возможность выпадения конденсата.

Действительная упругость водяного пара определяется по формуле (2.33).

(2.33)

где E_в – максимальная упругость водяных паров, Па, при заданной температуре внутреннего воздуха , ˚С, (см. табл. 2.13);

– относительная влажность внутреннего воздуха, %, (см. табл. 2.1 и 2.2).

Где определяют по табл. 2.13 для .

Температура точки росы определяется по приложению 5, составляет .

Расчетная температура внутренней поверхности ограждения определяется:

1. на участке без теплопроводного включения по формуле (2.20).

(2.20)

– конденсат на участке без теплопроводного включения не выпадает.

2. На участке с неметаллическими теплопроводными включениями расчетная температура определяется по формуле (2.21).

, (2.21)

Где – сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции вне мест теплопроводных включений, .

.

– сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции в месте теплопроводных включений.

.

- коэффициент, принимаемый по [6, табл. 9], (см. табл. 2.10), в зависимости от схемы теплопроводного включения (см. приложение 6).

Для определяют отношения: и .

Коэффициент .

– конденсат на участке c теплопроводным включением не выпадает.