2. Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций

требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции, (м²К)/Вт,

, (6)

где t_в и t_н – расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха,°С;

n – коэффициент, учитывающий положение ограждения по отношению к наружной среде;

– нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции [12],

= 3  (для стены), = 2,5 (для перекрытия);

R_в – тепловое сопротивление внутренней поверхности ограждения, (м²К)/Вт,

R_в = 0,155 [1];

требуемое сопротивление теплопередачи стены , (м²К)/Вт:

(м²К)/Вт.

требуемое сопротивление теплопередачи перекрытия , (м²К)/Вт:

(м²×К)/Вт.

Фактическое сопротивление теплопередачи соответствующего вида ограждения , (м²×К)/Вт:

; (7)

где F – площадь ограждения, м²;

δ_i – толщина i-го слоя ограждения, м;

λ_i – коэффициент теплопроводности i-го слоя ограждения, Вт/(мК).

R_н – тепловое сопротивление наружной поверхности ограждения, (м²К)/Вт,

R_н = 0,043 (для стен и бесчердачного перекрытия), R_н = 0,124 (для чердачного перекрытия), [1, с. 8]; К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К).

Из требования не выпадения конденсата на внутренней поверхности стен и перекрытия кровли должно соблюдаться условие:

, (8)

Рисунок 1 – Исходная конструкция стены здания

Сопротивление теплопередачи стены (рисунок 1), , (м²К) /Вт, определяется по формуле (7).

(м²К)/Вт.

Сопротивление стены меньше требуемого сопротивления теплопередачи (  ) на величину .

Рисунок 2 – проектируемая конструкция стены здания

необходимо либо увеличить толщину стены из кирпичной кладки, либо добавить слой утеплителя.

Добавим слой утеплителя , мм, слой пенополистирола ( = 0,05), так как толщину стены из кирпича необходимо было бы увеличить почти в 2 раза.

10³. (9)

мм.

Примем δ_у = 30 мм,

тогда (м²·К)/Вт.

Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м²К), соответствующего вида ограждения:

. (10)

определим коэффициент теплопередачи стены К_ст, Вт/(м²К), по формуле (10).

Вт/(м²К).

Рассчитав коэффициент теплопередачи для стены, необходимо проверить возможность образования конденсата на внутренней ее поверхности.

Для этого определяем удельный тепловой поток через стену q_ст, Вт/м²:

(11)

где t_в =10 °C; t_н = – 32 °C; R_о = 2 (м²К)/Вт; n = 1.

Вт/м².

Температура внутренней поверхности стены , °с:

(12)

где q_ст = 21,0 Вт/м²; R_в = 0,155 (м²×К)/Вт.

°С.

По i-d диаграмме определим точку росы по параметрам j_в =70% и t_в = 10°С. температура точки росы составляет 5,5°С. Температура внутренней поверхности стены должна быть больше точки росы для расчетных параметров воздуха внутри помещения:

> t_р (13)

6,745 °С > 5,5 °С.

Условие (13) выполняется, и влага не будет конденсироваться на внутренней поверхности стены.

определим фактическое сопротивление теплопередачи перекрытия кровли (рисунок 3), , (м²К) /Вт, по формуле (7).

(м²К)/Вт.

 на величину.

Рисунок 3 – Исходная конструкция чердачного перекрытия

Необходимо увеличить толщину слоя утеплителя (минеральная вата) ∆_ут, мм, по формуле (9):

.

Толщина утеплителя δ_у = 0,05 + 0,74 ≈ 0,8 м.

определим фактическое сопротивление теплопередачи перекрытия кровли , (м²К) /Вт, по формуле (7).

(м²К)/Вт.

Коэффициент теплопередачи кровли, К_кр, Вт/(м²К), по (10):

Вт/(м²К)

определяем удельный тепловой поток проходящий через перекрытие кровли, q_пер, Вт/м², по формуле (12): где t_в =10 °C; t_н = – 32 °C; К_кр = 2,2 Вт/(м²К).

q_пер = 0,382(10 + 32)0,9 = 14,03 Вт/м².

определяем температуру внутренней поверхности перекрытия С, по формуле (13): где q_пер = 14 Вт/м²; R_н = 0,043 (м²К)/Вт:

= 10 –140,155 = 10 –2,17 =7, 83 °С  t_p.