5. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций

Наружные ограждающие конструкции здания должны иметь теплоизоляцию, изоляцию от проникновения наружного холодного воздуха и пароизоляцию от диффузии водяного пара из помещений, обеспечивающие: требуемую температуру и отсутствие конденсации влаги на внутренних поверхностях конструкций внутри помещений; предотвращение накопления излишней влаги в конструкциях.

Для теплотехнического расчета ограждающих конструкций следует пользоваться следующими нормативными документами:

- СП «Строительная климатология» [4];

- СП «Тепловая защита зданий» [5].

Пример. Место строительства – г. Кострома. Согласно [5] п. 5.1 теплозащитная оболочка здания должна отвечать следующим требованиям:

а) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных ограждающих конструкций должно быть не меньше нормируемых значений (поэлементные требования);

б) удельная теплозащитная характеристика здания должна быть не больше нормируемого значения (комплексное требование);

в) температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование).

Требования тепловой защиты здания будут выполнены, если соблюдены требования показателей «а», «б» и «в».

Для подбора конструкции стены выполняем расчет нормируемого значения приведенного сопротивления теплопередачи конструкции согласно формуле (5.1) [5]

R_o^норм = R_о ^тр × m_р, (5.1)

где R_о ^тр – базовое значение требуемого сопротивления теплопередачи следует определять по табл.3 в зависимости от градусо-суток отопительного периода (ГСОП) региона строительства.

Формула (5.2) [5]:

ГСОП = (t_вн – t _от.п.) × z _от.п (5.2)

Внутреннюю температуру для жилых зданий t_вн определяем по минимальным значениям оптимальной температуры по ГОСТ 30494 (в интервале 20…22^оС). По табл. 3.1 [4], столбец 11 определяем продолжительность отопительного периода со среднесуточной температурой не более 8^оС для города Кострома – z_от.п = 222 сут. По столбцу 12 определяем среднюю температуру отопительного периода со среднесуточной температурой не более 8^оС для города Кострома – t_от.п =  (– 3,9^оС).

ГСОП=(20 – (–3,9)) × 222=5305,8 ^оС×сут

Коэффициент m_р – учитывает особенности региона строительства (более подробно о коэффициенте см. пояснения к формуле 5.1 [5]). Для нашего случая m_р = 1.

Нормируемое значение приведенного сопротивления теплопередачи конструкции стены определяем по формуле в примечаниях к табл.3 [5]:

R_о ^тр = а × ГСОП + б,

где а и б – коэффициенты для группы зданий 1 в табл. 3[4];

R_о ^тр = 0,00035 × 5305,8+1,4 = 3,26(м2×^оС)/Вт

Условия эксплуатации ограждающих конструкций определяем по табл. 2[4] – Б. Для этого необходимо определить зону влажности наружного воздуха по карте приложения В[5] – зона 2 - нормальная, и влажность внутреннего воздуха по табл.1 [5] – 55% нормальная (влажность внутреннего воздуха определена по рекомендациям в п.5.7 [5])

Приведенное сопротивление теплопередаче R_о следует принимать не менее нормируемых значений R_о^тр. Определение приведенного сопротивления теплопередачи стены следует выполнять по приложению Е [5].

Таблица 5.1. Конструкция слоистой стены

Материал слоя	Удельный вес, γ кг/м3	Толщина слоя, δ, м	Коэффициент теплопередачи, (по [2] приложение Т столбец 8) λБ, Вт/м2×оС
Наружная верста из кирпича полнотелого силикатного кирпича	1800	0,12	0,87
Слой утеплителя – экструдированный пенополистирол	35	0,14	0.031
Внутренняя несущая стена из кирпича силикатного	1800	0,38	0,87
Внутренняя штукатурка гипсоперлитовым раствором	600	0,02	0,23

Условное сопротивление теплопередаче R_о^усл однородной многослойной конструкции определяем по формуле Е 6 [5]

R_о^усл = 1/ α _в + ∑R_i  + 1/ α _н, (Е 6)

где α _в = 8,7 Вт/(м²×^оС) – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности по табл. 4 [4];

α _н = 23 Вт/(м²×^оС) – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности по табл. 6 [4];

∑R_i = ∑ (δ_i/λ_i) – термосопротивление однородной многослойной конструкции по формуле Е7 [5].

Для учета неоднородности конструкции стены за счет армирования, гибких связей между наружной и внутренней верстой используем коэффициент теплотехнической неоднородности конструкции (использую табл. 6 СТО 17532043-001-2005 для облегченной кладки из полнотелого, пустотелого керамического, силикатного кирпича или камня, слоем плитного или монолитного утеплителя r = 0,7)

R_о = R_о^усл  × r = (1/8,7 + 0,12/0,87 + 0,14/0,031 + 0,38/0,87 + 0,02/0,23 + 1/23) × 0,7 = 3,75(м² ×^оС)/Вт > R_o^норм  = 3,26(м²×^оС)/Вт

Таким образом, выполнено одно условие «а» для определения параметров тепловой оболочки здания – стены. Для повышения рейтинга можно рекомендовать расчет оболочки здания по тепловым полям (без учета коэффициента неоднородности) по примеру в приложении Н [5].