3. Теплотехнический расчет наружных стен

Основной задачей, которую приходится решать при проектировании зданий, является обоснование наиболее целесообразных решений их ограждающих конструкций, удовлетворяющих требованиям обеспечения с минимальными затратами в помещениях благоприятного микроклимата, исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий. (СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»).

Влажностный режим помещений зданий в холодный период года в зависимости от относительной влажности и температуры воздуха следует устанавливать по таблице 1.

Т а б л и ц а 1

Режим	Влажность внутреннего воздуха, %, при температуре
	до 12°С	св. 12 до 24°С	св. 24°С
Сухой	До 60	До 50	До 40
Нормальный	Св. 60 до 75	Св. 50 до 60	Св. 40 до 50
Влажный	Св. 75	Св. 60 до 75	Св. 50 до 60
Мокрый	-	Св. 75	Св. 60

Условия эксплуатации ограждающих конструкций А или Б в зависимости от влажностного режима помещений и зон влажности района строительства следует устанавливать по таблице 2. Зоны влажности территорий России необходимо принимать по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология»

Таблица 2

Условия эксплуатации ограждающих конструкций

Влажностный режим помещений зданий (по таблице 1)	Условия эксплуатации А и Б в зоне влажности (по приложению В)
	сухой	нормальной	влажной
Сухой	А	А	Б
Нормальный	А	Б	Б
Влажный или мокрый	Б	Б	Б

При расчете наружных стен определяют их сопротивление теплопередаче.

Сопротивление теплопередаче R_o м² С⁰/Вт, ограждающих конструкций следует принимать не менее нормируемых значений R_req, м^{2 о}С/Вт, определяемым по таблице 4 СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», в зависимости от градусосуток района строительства D_d, ^оС сут.

Градусосутки отопительного периода определяют по формуле:

D_{d =} (t_int – t_ht ) z_ht, (3)

Где t_int – расчетная средняя температура внутреннего воздуха, С⁰, принимаемая для жилых комнат квартир или общежитий 18⁰С.

t_ht ,z_ht,–средняя температура наружного воздуха ,С⁰ и продолжительность суток отопительного периода, принимаемой для периода со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 8 ⁰С.

Фактическое сопротивление теплопередаче R₀, м² С⁰/Вт,, проектируемой ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями определяется по формуле:

R₀= + (R₁+ R₂ + …+ R_n) + , (4)

Где, α _int –коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций (для стен α _int = 8,7Вт/(м²С⁰)

–коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции; для наружных стен =23Вт/(м^{2 0}С)

Где R₁, R₂,.., R_n – термические сопротивления, м² С⁰/Вт, определяемые по формуле (5):

R_i = (5)

Где _i – толщина слоя, м;

_i – коэффициент теплопроводности материала слоя, (СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»)в зависимости от условий эксплуатации ограждающих конструкций ( А и Б ) и материала ограждения.

R₀= + + + (6)

Приравнивая фактическое сопротивление теплопередаче нормируемому, т.е R_о = Rred, можно найти в первом приближении толщину однослойной (однородной) стены по формуле (7)

d₁ =[ R_red - - - ] l₁ (7)

или толщину утеплителя в слоистой наружной стене по формуле (8):

d₂ = [ R_red - - - - - ]l₂ (8)

Полученную толщину стен округляют до стандартного размера штучных изделий.

В курсовой работе студентам предлагается рассчитать два варианта стен разной конструкции (см. приложение 2) и выбрать наиболее эффективный вариант.

Выбор варианта осуществляется по минимуму приведенных затрат П_i (руб./м² стены), определяемых для каждого варианта по формуле (9).

, (9)

где С_oi – текущие затраты на отопление, руб./м² стены в год (см. формулу 10);

К_i – единовременные затраты (стоимость стены по вариантам), руб./м³ (см. формулу (12));

i – номер варианта ограждающей конструкции (i=1,2)

При определении текущих затрат предполагается, что по долговечности и эксплуатационным качествам рассматриваемые конструкции сопоставимы.

Величина расходов на отопление для упрощения расчетов в учебных целях может определяться по формуле:

(10)

Где - Ц_0i - cтоимость 1Гкал. определяется студентом самостоятельно по данным Управляющей компании по ЖКХ.

W_o теплопотери за отопительный период (гкал/год)

Для упрощения расчетов в учебных целях W_o предлагается определять по формуле (11)

W₀= D_d 210 r d/10⁶ (11)

D_d - градусосутки отопительного периода;

r - коэффициент неучтенных теплопотерь за счет инфильтрации воздуха через неплотности оконных переплетов, стыков, утоненных стен за отопительными приборами и др., принимается равным 1,4;

d – коэффициент, учитывающий единовременные и текущие затраты при устройстве и эксплуатации головных сооружений средств отопления, теплосетей и др., принимается равным 1,5.

Величину К_i в расчетах можно вычислять по формуле (12),

К_i = V_i Ц_мi (12)

где V_i – объем материала в м³;

Ц_мi – стоимость материала в руб.

Выбрав вариант по минимальным приведенным затратам, рассчитывают коэффициент теплопередачи К (Вт/м³ град. С) ограждающей конструкции по формуле (13).

(13)