Теплотехнический расчет наружных стен Нормирование сопротивления теплопередаче

При проектировании наружных ограждающих конструкций зданий необходимо знать минимальное значение R₀ , при котором ограждения оказываются удовлетворительными в теплотехническом отношении. Нормирование сопротивления теплопередаче R₀ наружных ограждений построено на принципах ограничения количества тепла, теряемого им в отопительный период года-условия энергосбережения, и поддержания на внутренне поверхности ограждения температуры, при которой на ней не образвывался бы конденсат-санитарно-гигиенические и комфортные условия. Температура внутренне поверхности ограждения, τ_в должна быть не ниже точки росы τ_р. Для этого необходимо ограничить температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой на внутренне поверхности ограждения Δt=tв- τ_в.Нормативное значение этого перепада Δt^н принимается по СНиП11-3-79* (табл.2) (приложение № 18)

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим и комфортным условиям, определяется по формуле:

(1)

Где: n – коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждаяющих конструкций по отношению к нуружному воздуху, принимается по таблице.3 СНиП 11-3-79* (приложение № 18)

tв-расчетная температура наружного воздуха,С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневке обеспеченностью 0,92 по СНиП 23–01 –99.

Δt^н – нормативный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.2 СНиП 11-3-79* (приложение № 18)

α_в – коэффициент теплопередачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.4 СНиП 11-3-79*(приложение № 18)

Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций из условий энергосбережения, R₀ ^тр , принимается по табл.1б СНиП 11-3-79* (приложение № 18), методом интерполяции по величине градусо-суток отопительного периода (ГСОП) для данного района проектирования объекта.

ГСОП определяется по формуле:

ГСОП=(t_в-t_от.пер.) x Z_от.пер (2)

Где: t_от.пер., Z_от.пер – средняя температура, С , и продолжительность,сут, периода со средней суточной температурой воздуха ниже или равной 8С, принимается по СНиП 23–01 –99.

В расчет принимается большее из значений сопротивления теплопередаче.

При проектировании ограждающих конструкций по данной методике, как привило, определяется толщина утеплителя ограждений, отвечающих двум вышеуказанным требованиям.

Пример Расчет №1 «Определение толщины утеплителя многослойной стеновой панели»

Определить необходимую толщину утеплителя (слои 2 и 3) многослойной стеновой панели жилого здания. Район строительства г.Калуга.

Слой №1 Бетонный фактурный слой γ= 2500 кг/м³, λ₁=1,92 Вт/м^{2 0}С, δ₁=0,08м

Слой №2 Фибролит цементный γ= 350 кг/м³, λ₁=0,16 Вт/м^{2 0}С, δ₂=0,075м

Слой №3 Минераловатная плита γ= 200 кг/м³, λ₃=0,07 Вт/м^{2 0}С, δ₃=0,055м

Сло1 №4 Бетонный фактурный слой γ= 2500 кг/м³, λ₄=1,92 Вт/м^{2 0}С, δ₄=0,04м

По СНиП 23–01 –99 принимаем: t_от.пер.= -3,5С, Z_от.пер – 214сут, температура наружсоздуха tн=-31С.

Требуемое сопротивление теплопередаче определяем исходя из требований СНиП 11-3-79* и двух условий:

1. санитарно-гигиенические и комфортные требования по формуле (1) при n=1, Δt^н =4С, α_в =8,7Вт/м² С.

2. Из условий энергосбережения по формуле (2)

ГСОП=(18-(-3,5)) х 214=4600

По таблице 1б СНиП 11-3-79* (приложение № 18) находим R₀ ^тр=3,01м ² С/Вт, следовательно в расчет и конструирование принимаем наибольшее значение сопротивления теплопередаче: R₀ ^тр=3,01м ² С.

Согласно формулам:

R₀=Rв+R+Rн=1/αв+ δ / λ +1/αн

R₀=R₁+R₂+R₃…….Rn=δ₁ / λ₁ + δ₂ / λ₂+ δ₃ / λ₃………+ δ_n / λ_n

Полное сопротивление теплопередаче стены будет равно:

R= R₀ ^тр =3,01=1/α_в + δ₁ / λ₁ + δ₂ / λ₂+ δ₃ / λ₃ + δ₄ / λ₄ +1/α_н =1/8,7 +0,08/1,92 + δ₂/0,16+0,055/0,07+0,04/1,92+1/23=отсюда:

δ₂ / 0,16=2, тогда δ₂ =0,32м. Следовательно, толщина фибролита должна быть не менее 320мм.

Аналогично можно сделать расчет толщины и другого утеплителя данной конструкции панели – минераловатной плиты, оставляя толщину фибролита заданной.

3,01=1/8,7 +0,08/1,92+0,075/0,16+ δ₃/0,07+0,04/1,92+1/23=отсюда:

δ₃/0,07=2,351, отсюда δ₃=0,16м.

Следовательно, для обеспечения заданных условий, толщина минераловатной плиты должна быть не менее 160мм. После экономического анализа принимается расчетная толщина того или иного утеплителя.