Федеральное агентство по образованию

Дальневосточный государственный технический университет

(ДВПИ им. В.В. Куйбышева

Строительная теплотехника

Методические указания к решению задач

Владивосток

2009

697.1 : 536.2

Строительная теплотехника: метод. указания / сост. Е.И. Жабыко; под общ. ред. В.К. Сафронова. – Владивосток: Изд–во ДВГТУ, 2009. – 37 с.

В методических указаниях приводится метод определения основных теплофизических характеристик наружных ограждений, обеспечивающий сохранение их функциональных свойств в течение нормативного срока эксплуатации здания. Рассмотрены примеры по определению необходимых показателей теплоизоляции и пароизоляции наружных ограждений.

Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 270100 – строительство, 270300 – архитектура.

Одобрено научно–методическим советом ДВГТУ

 В.К. Сафронов, Е.И. Жабыко

 ДВГТУ, изд–во ДВГТУ, 2009

Содержание

Введение…………………………...…………………………………………....4

1. Расчет термических сопротивлений и требуемой толщины утепляющего слоя…………….……..….……………………………………...4

2. Расчет температуры по толщине ограждения…...………………………......10

3. Графоаналитический способ расчета ограждающей конструкции на выпадение конденсата……………………………..………………………12

4. Расчет влажностного состояния материала в ограждении. Определение необходимости устройства дополнительной пароизоляции…………….…17

5. Расчет ограждающих конструкций на воздухопроницаемость……………22

6. Расчет распределения температуры по толщине ограждения с учетом инфильтрации…………………………………………………………………25

7. Сопротивление теплопередаче неоднородных конструкций………...…….28

Приложение 1. Расчетные параметры внутреннего воздуха в зданиях различного назначения……………………..……33

Приложение 2. Упругость насыщенного водяного пара Е , Па…….........35

Библиографический список ………...…………………………………………..37

Введение

Строительная теплотехника занимается изучением теплопередачи и воздухопроницания через ограждающие конструкции здания, а также влажностного режима ограждающих конструкций, связанного с процессами теплопередачи.

Знания строительной теплотехники необходимы строителям для рационального проектирования наружных ограждающих конструкций. Особенно большое значение имеет знание строительной теплотехники для современного строительства, в котором широко применяются сборные облегченные конструкции из новых эффективных материалов.

Ясное представление о процессах, происходящих в ограждениях при теплопередаче, и умение пользоваться соответствующими расчетами дают возможность проектировщику обеспечить требуемые теплотехнические качества наружных ограждающих конструкций.

1. Расчет термических сопротивлений и требуемой толщины утепляющего слоя

Внутренняя среда характеризуется температурой t_в , а наружная – t_н , причем, как правило, t_в > t_{н .} Температурная линия показывает, что падение температуры происходит не только в толще самой стены, но и у ее поверхности, в связи с чем температура внутренней поверхности стены обозначается как _в , а температура наружной поверхности – _н . Так как падение температуры при прохождении теплового потока вызывается термическими сопротивлениями, то из температурной кривой видно, что сопротивление теплопередаче ограждения состоит из трех отдельных сопротивлений:

1) из сопротивления при переходе тепла от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения. Это сопротивление называется сопротивлением теплопередачи внутренней поверхности R_в и вызывает температурный перепад t_в  _в ;

2) сопротивления при прохождении тепла через толщу самого ограждения. Это сопротивление называется термическим сопротивлением ограждения R_к и вызывает температурный перепад _в  _н ;

3) сопротивления при переходе тепла от наружной поверхности к наружному воздуху. Это сопротивление называется сопротивлением теплопередачи наружной поверхности R_н и вызывает температурный перепад t_н  _н ;

Таким образом, сопротивление теплопередаче ограждения может быть выражено как сумма этих сопротивлений

R_о= R_в+ R_к+ R_н . (1)

Согласно требованиям СНиП [1] к эксплуатации допускаются ограждающие конструкции, приведенное сопротивление теплопередаче которых R_о соответствует заданию на проектирование, но не менее требуемых значений , определяемых исходя из санитарно–гигиенических и комфортных условий по формуле (2) и условий энергосбережения по табл. 1. Определение величины следует также обосновывать специальными экономическими расчетами, в которых учитываются затраты на устройство системы теплоснабжения и отопление здания.

Требуемое сопротивление теплопередаче (м²^оС/Вт), ограждающих конструкций (за исключением светопрозрачных), отвечающих санитарно–гигиеническим и комфортным условиям, определяют по формуле:

, (2)

где n  коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху по табл. 3 СНиП [1];

t_в  расчетная температура внутреннего воздуха, ^оC, принимаемая согласно ГОСТ 12.1.005–88 и нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений, а также по прил. 1;

t_н  расчетная зимняя температура наружного воздуха, ^оC, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,95 по СНиП [4];

t_н – нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемых по табл.2 СНиП [1];

_в  коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл.4 СНиП [1].

Требуемое сопротивление теплопередаче (м²^оС/Вт), ограждающих конструкций, отвечающих условиям энергосбережения, определяют следующим образом :

• вычисляют значение величины градусо–суток отопительного периода (ГСОП) :

ГСОП = (t_в – t_от.пер)ּz_от.пер , ^оСсут, (3)

где t_в – то же, что в формуле (2);

t_от.пер , z_от.пер – средняя температура, ^оС, и продолжительность, сут., периода со средней суточной температурой ниже или равной +8^оС по СНиП [4];

• по табл.1 настоящих методических указаний (с учетом примечания) определяют величину :

Таблица 1

Сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций

Здания и помещения	Градусо–сутки отопительного периода, оС·сут.	Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций не менее , м2·оС/Вт
		стен	покрытий и перекрытий над проездами	Перекрытий чердачных, над холодными подпольями и подвалами	окон и балконных дверей	фонарей
Жилые, лечебно–профилактические и детские учреждения, школы, интернаты	2000 4000 6000 8000 10000 12000	2,1 2,8 3,5 4,2 4,9 5,6	3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2	2,8 3,7 4,6 5,5 6,4 7,3	0,30 0,45 0,60 0,70 0,75 0,80	0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55
Общественные, кроме указанных выше, административные и бытовые, за исключением помещений с влажным или мокрым режимом	2000 4000 6000 8000 10000 12000	1,6 2,4 3,0 3,6 4,2 4,8	2,4 3,2 4,0 4,8 5,6 6,4	2,0 2,7 3,4 4,1 4,8 5,5	0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80	0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55
Производственные с сухим и нормальным режимом	2000 4000 6000 8000 10000 12000	1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4	2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5	1,4 1,8 2,2 2,6 3,0 3,4	0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50	0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45
П р и м е ч а н и я. 1. Промежуточные значения Rотр следует определять интерполяцией. 2. Нормы сопротивления теплопередаче светопрозрачных ограждающих конструкций для помещений производственных зданий с влажным или мокрым режимами, с избытками явного тепла от 23 Вт/м3, а также для помещений общественных, административных и бытовых зданий с влажным и мокрым режимами следует принимать как для помещений с сухим и нормальным режимами производственных зданий. 3. Приведенное сопротивление теплопередаче глухой части балконных дверей должно быть не менее чем в 1,5 раза выше сопротивления теплопередаче светопрозрачной части этих изделий. 4. В отдельных обоснованных случаях, связанных с конкретными конструктивными решениями заполнения оконных и других проемов, допускается применять конструкции окон, балконных дверей и фонарей с приведенным сопротивлением теплопередаче на 5% ниже устанавливаемого в таблице.

Сопротивление теплопередаче R_о (м²·^оСВт), ограждающей конструкции следует определять по формуле

, (4)

где _в – то же, что в формуле (2);

_н – коэфициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, Вт(м²^оС), принимаемый по табл. 6 СНиП [1];

R_к – термическое сопротивление ограждающей конструкции.

Термическое сопротивление R_к , м²^оСВт, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев

R_к= R₁+ R₂+…+ R_n+ R_в.п , (5)

где R₁ , R₂ ,…, R_n – термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, м²^оСВт, определяемые по формуле (6);

R_в.п.– термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, принимаемое по прил. 4 СНиП [1].

Термическое сопротивление однородного слоя определяется по формуле

, (6)

где  – толщина слоя, м;

 – расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, Вт(м^оС), принимаемый по прил. 3 СНиП [1].

Решением уравнения (4) при R_о= находят минимально допустимую толщину слоя.