Порядок выполнения теплотехнического расчёта:

2.1 Для заданых утеплителей выбирают расчетные значения коэффициентов теплопроводности λ_р

– по таблице Л.1 дополнения Л (при условиях эксплуатации материала Б):

1. Вата минеральная λ_р1^ут = 0,064 Вт/(м·К)

2. Pol рan λ_р2^ут = 0,03 Вт/(м·К)

Додаток л (обов'язковий) розрахункові теплофізичні характеристики будівельних матеріалів

Таблиця Л.1 - ЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

№ з/п	Назва матеріалу	Характеристика в сухому стані			Розрахунковий вміст вологи за масою в умовах експлуатації w, %		Розрахункові характеристики в умовах експлуатації
		густина ρ0, кг/м3	питома теплоєм­ність с0 , кДж/(кг·К)	теплопро­відність λ0 Вт/(м·К)			теплопровід­ність λp, Вт/(м·К)		Коефіцієнт теплозасво-єння s, Вт/(м2·К)		коефіцієнт паропро-никності μ , мг/(м·год·Па)
					А	Б	А	Б	А	Б	А, Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1 ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНІ
6	Плити з мінеральної вати	50	0,84	0,039	0,5	1,0	0,041	0,042	0,36	0,37	0,52
		70	0,84	0,037	0,5	1,0	0,039	0,040	0,42	0,43	0,50
8	Мати прошивні із мінеральної вати	75	0,84	0,048	2	5	0,060	0,064	0,55	0,61	0,49
		125	0,84	0,050	2	5	0,064	0,070	0,73	0,82	0,30
13	Плити зі скляного штапельного волокна	20	0,84	0,039	1	3	0,043	0,047	0,25	0,27	0,55
		80	0,84	0,037	1	4	0,042	0,049	0,48	0,52	0,47
18	Вата мінеральна	80	0,84	0,045	2	5	0,060	0,064	0,55	0,61	0,40
		100	0,84	0,050	2	5	0,064	0,070	0,71	0,80	0,30
22	Плити пінополістирольні екструзійні	39	1,45	0,034	1	2	0,037	0,037	0,40	0,40	0,025
23	Блоки пінополістирольні	20	1,45	0,038	2	10	0,044	0,045	0,24	0,35	0,04
		30	1,45	0,035	2	10	0,041	0,043	0,29	0,42	0,04
24	Вироби з жорсткого пінополіуретану	40	1,47	0,029	2	5	0,040	0,040	0,40	0,42	0,05
		60	1,47	0,035	2	5	0,041	0,041	0,53	0,55	0,05
		80	1,47	0,041	2	5	0,050	0,050	0,67	0,70	0,05
27	Вироби зі спіненого пінополіетилену	30	1,34	0,043	2	5	0,044	0,047	0,30	0,33	0,02
		50	1,34	0,039	2	5	0,042	0,045	0,38	0,41	0,02

Таблиця Л.1 - ЗНАЧЕННЯ РОЗРАХУНКОВИХ ТЕПЛОФІЗИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК - продовження

№ з/п	Назва матеріалу	Характеристика в сухому стані			Розрахунковий вміст вологи за масою в умовах експлуатації w, %		Розрахункові характеристики в умовах експлуатації
		густина ρ0, кг/м3	питома теплоєм­ність с0 , кДж/(кг·К)	теплопро­відність λ0 Вт/(м·К)			теплопровід­ність λp, Вт/(м·К)		Коефіцієнт теплозасво-єння s, Вт/(м2·К)		коефіцієнт паропро-никності μ , мг/(м·год·Па)
					А	Б	А	Б	А	Б	А, Б
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
*	Теплоизоляционные плиты Pol pan (каталог)	30			w1	w1	0,03	0,03
*	Теплозвукоизоляция в рулонах Isover-классик	30					0,041	0,041
*	Теплозвукоизоляция в плитах Isover-классик-Плюс	50					0,038	0,038
1.4 Бетони теплоізоляційні
41	Бетони ніздрюваті	200	0,84	0,065	4	6	0,069	0,074	1,01	1,08	0,28
		300	0,84	0,08	4	6	0,09	0,10	1,41	1,48	0,26
		400	0,84	0,10	4	6	0,11	0,13	1,84	2,1	0,23
42	Вермикулітобетон	400	0,84	0,09	8	13	0,11	0,13	1,94	2,29	0,19
1.5 Матеріали теплоізоляційні засипні
43	Щебінь перлітовий	300	0,84	0,112	1	2	0,115	0,12	1,42	1,51	0,26
44	Гравій шлаковий	300	0,84	0,112	1	3	0,12	0,13	1,56	1,65	0,22
45	Щебінь шлаковий	350	0,84	0,162	1	3	0,17	0,19	2,00	2,16	0,21
46	Щебінь вермикулітовий	250	0,84	0,112	2	3	0,13	0,15	1,48	1,62	0,26
47	Гравій керамзитовий	200	0,84	0,099	2	3	0,11	0,12	1,22	1,3	0,26
2.6 Цегляна кладка з
76	Цегла керамічна порожниста	1600	0,88	0,47	1	2	0,58	0,64	7,91	8,48	0,14
		1400	0,88	0,41	1	2	0,52	0,58	7,01	7,56	0,16
		1200	0,88	0,35	1	2	0,47	0,52	6,16	6,62	0,17
91	Цегла глиняна звичайна повнотіла	1800	0,88	0,56	1	2	0,70	0,81	9,2	10,12	0,11
		1700	0,88	0,52	1,5	3	0,64	0,76	8,64	9,7	0,12
		1600	0,88	0,47	2	4	0,58	0,70	8,08	9,23	0,15

2.2 Необходимая величина дополнительного слоя утепления однослойной конструкции (керамзитобетонной панели толщиной 300 мм из керамзита на керамзитовом песке с плотностью ρ₀ = 1600 кг/м³), для возможности использования её в качестве наружной стены жилого дома в г. Чернигов

Учитывая, что для внешних ограждающих конструкций отапливаемых зданий и сооружений обязательно выполнение условия (1) п.2.1 ДБН:

R_Σпр ≥ R _{q min}, (3.2)

– для наружной стены жилого дома в г. Чернигов R _{q min} = 3,3 м²·К/Вт;

Тогда для наружной стены жилого дома в г. Чернигов должно выполняться неравенство

R_Σпр ≥ 3,3 м²·К/Вт;

Для двухслойной конструкции (однослойная панель плюс слой утеплителя) наружной стены жилого дома в г. Чернигов суммарное приведенное сопроивление теплопередачи определится из выражения (1) следующим образом:

R_Σпр = R_в + R₁ + R^ут₂ + R_н ≥ 3,3 (4.2)

где R₁ - термическое сопротивление первого слоя конструкции наружной стены – керамзитобетонной панели толщиной 300 мм (т.е. δ₁ = 0,3 м) из керамзита на керамзитовом песке с плотностью ρ₀ = 1600 кг/м³ и λ_1р = 0,79 Вт/(м·К) вычисляется по формуле (2);

R₁ = δ₁/ λ_1р = 0,3/0,79 = 0,379 м² · К/Вт

R^ут₂ - термическое сопротивление второго слоя (утеплителя) конструкции наружной стены – вычисляется по формуле (2):

R₂ ^ут= δ₂ ^ут/ λ₂ ^ут; ( м² · К/Вт ) (5.2)

где δ₂ ^ут – толщина утеплителя - неизвестна, м

λ₂ ^ут – коэффициент теплопроводности материала утеплителя, которым мы задаемся (для анализа заданы два варианта утеплителя):

1 вариант утеплителя – Вата минеральная с λ_р1^ут = 0,064 Вт/(м·К)

2 вариант утеплителя – Pol рan с λ_р2^ут = 0,03 Вт/(м·К)

R_в, R_н –сопротивление теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей ограждающей конструкции соответственно, они вычислялись в п.1.6 и равны:

R_в = 1: α_в = 0,114 (м² · К)/Вт; R_н = 1: α_н = 0,043 (м² · К)/Вт;

Из выражения (4) R₂^ут - термическое сопротивление второго слоя (утеплителя) конструкции наружной стены будет вычисляться по формуле:

R₂^ут ≥ R_Σпр - R_в - R₁ - R_н; (6.2)

Подставив в формулу (5) значения R_Σпр; R_в; R₁ и R_н, получим

R₂^ут ≥ 3,3 - 0,114 - 0,379 - 0,043 = 2,764 м² · К/Вт

– округляем в большую сторону.

Из формулы (2) требуемая толщина утеплителя определится выражением:

δ₂ ^ут ≥ R₂ ^ут· λ₂ ^ут (м) (7.2)

– округляем в большую сторону.

Для 1-го варианта утеплителя – Вата минеральная с λ_р1^ут = 0,064 Вт/(м·К) ;

δ₂ ^ут ≥ 2,764 · 0,064 = 0,1768 ~ 0,18 м = 18 см

– округляем в большую сторону

Для 2-го варианта утеплителя – Pol рan с λ_р2^ут = 0,03 Вт/(м·К);

δ₂ ^ут ≥ 2,764 · 0,03 = 0,0829 ~ 0,09 м = 9 см

– округляем в большую сторону.

Пересчет – выбираем для второго слоя конструкции (слоя утеплителя) более эффективный материал – Pol рan толщиной δ₂ ^ут = 0, 09 м (т.е. 90мм) с λ_р2^ут = 0,03 Вт/(м·К) и определяем фактические значения:

• термического сопротивления второго слоя конструкции (слоя утеплителя)

R^ф₂^ут = δ₂ ^ут : λ₂ ^ут ₌ 0,09 : 0,03 = 3,0 (м² · К/Вт);

– округляем в меньшую сторону.

• приведенного сопроивления теплопередачи конструкции утепленной стены

R^ф_Σпр = R_в + R₁ + R^ф₂^ут + R_н = 0,114 + 0,379 + 3,0 + 0,043 = 3,536(м² · К/Вт);

R^ф_Σпр = 3,536 ≥ R _{q min} = 3,3

Вывод по примеру ІІ: с учетом теплотехнических требований по зимним условиям эксплуатации для возможности использования в качестве наружной стены жилого дома в г. Чернигов однослойную керамзитобетонную панель толщиной 300 мм из керамзита на керамзитовом песке с плотностью ρ₀ = 1600 кг/м³ необходимо утеплить. Были проанализированы два варианта утеплителя (Вата минеральная и Pol рan) и при этом получены следующие результаты:

• при использовании в качестве утеплителя Ваты минеральной слой утеплителя должен составлять не менее 18 см, что приведет к увеличению толщины конструкции стены с 300мм до 480мм;

• при использовании в качестве утеплителя Pol рan слой утеплителя может бать уменьшен до 18 см, что приведет к увеличению толщины конструкции стены с 300мм до 390мм;

• из приведеных расчетов очевидно, что из двух анализируемых утеплителей болем эффективным является Pol рan, т.к. для утепления конструкции наружной стены жилого дома требуется вдвое меньше толщина слоя утеплителя.

• так как выполняется условие R^ф_Σпр ≥ R _{q min} для 2-х слойной конструкции – однослойная керамзитобетонная панель толщиной 300 мм из керамзита на керамзитовом песке с плотностью ρ₀ = 1600 кг/м³ и её утепление слоем толщиной 90 мм из материала Pol рan – данная конструкция может использоваться в качестве наружной стены жилого дома в г. Чернигов.

• теплозащитные свойства данной конструкции улучшены, однако, она не является эффективной энергосберегающей конструкцией, т.к. её толщина и вес остались большими.

Пример ІІІ – Разработать 3-х слойную эффективную энергосберегающую конструкцию, которая с учетом теплотехнических требований по зимним условиям эксплуатации может быть наружной стеной панельного жилого дома при следующих исходных данных:

• Место строительства – г. Чернигов;

• Назначение здания – жилой дом;

• Ограждение – наружная стена – две керамзитобетонных панели толщиной каждая по 100 мм на керамзитовом песке с плотностью ρ₀ = 1600 кг/м³ и с утеплителем Pol pan между ними.

Порядок выполнения теплотехнического расчёта, при этом определяют: