3. Теплоустойчивость ограждающих конструкций
3.1. Значения величины затухания расчетной амплитуды колебания температуры наружного воздуха v в наиболее распространенных ограждающих конструкциях приведены в табл. 4.
Таблица 4
№ п.п. |
Ограждения и материалы |
Плотность 0, кг/м3 |
Толщина слоя , м |
Величина затухания v |
|
I. Однослойная стена |
|
|
|
1 |
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаном растворе со штукатуркой с внутренней стороны из известково-песчаного раствора: |
|
|
|
|
кирпичная кладка |
1800 |
|
13,5 11,7 |
|
известково-песчаный раствор |
1600 |
||
2 |
Кладка из трепельного кирпича на цементно-песчаном растворе: |
|
|
|
|
кирпичная кладка |
1200 |
|
16,0 14,8 |
|
известково-песчаный раствор |
1600 |
||
3 |
Керамзитобетон на керамзитовом песке |
1200 |
0,25 |
17,1 16,4 |
4 |
То же |
1400 |
0,25 |
14,6 14,5 |
5 |
Ячеистый бетон (газо- и пенобетон, газо- и пеносиликат) |
1000 |
0,25 |
19,4 18,9 |
|
II. Трехслойная стена |
|
|
|
6 |
Железобетон |
2500 |
|
27,1 23,6 |
|
Минеральная вата |
100 |
||
|
Железобетон |
2500 |
||
7 |
Железобетон |
2500 |
|
53,9 46,9 |
|
Минеральная вата |
100 |
||
|
Железобетон |
2500 |
||
8 |
Железобетон |
2500 |
|
33,7 31,2 |
|
Пенопласт ПХВ-1 |
100 |
||
|
Железобетон |
2500 |
||
9 |
Железобетон |
2500 |
|
65,2 60,4 |
|
Пенопласт ПХВ-1 |
100 |
||
|
Железобетон |
2500 |
||
10 |
Асбестоцемент |
1800 |
|
10,7 9,7 |
|
Пенопласт ПХВ-1 |
100 |
||
|
Асбестоцемент |
1800 |
||
11 |
Древесноволокнистая плита |
600 |
|
10,9 9,6 |
|
Пенопласт ПХВ-1 |
100 |
||
|
Алюминий |
2600 |
||
12 |
Железобетон |
2500 |
|
13,5 13,1 |
|
Пенобетон |
400 |
||
|
Железобетон |
2500 |
||
13 |
Железобетон |
2500 |
|
25,4 24,1 |
|
Пенобетон |
400 |
||
|
Железобетон |
2500 |
||
|
III. Совмещенное покрытие |
|
|
|
14 |
Железобетон |
2500 |
|
25,2 24,1 |
|
Пенобетон |
400 |
||
|
Выравнивающая стяжка |
- |
||
|
Гидроизоляционный ковер |
- |
||
15 |
Железобетон |
2500 |
|
36,5 33,1 |
|
Керамзитовый гравий |
600 |
||
|
Выравнивающая стяжка |
- |
||
|
Гидроизоляционный ковер |
- |
Примечания: 1. Над горизонтальной чертой приведены значения v при условиях эксплуатации А, под чертой - при условиях эксплуатации Б (по прил. [2]).
2. Значения величин v, приведенные в таблице, определены при коэффициентах теплоотдачи в = 8,7 Вт/(м2°С), н = 23 Вт/(м2С).
3.2.
Амплитуду колебаний температуры
внутренней поверхности ограждающих
конструкций 
,
°С, имеющих воздушные прослойки,
вентилируемые наружным воздухом,
рекомендуется определять по формуле
(8)
где 
-
условная амплитуда колебаний температуры
наружного воздуха, определяемая согласно
п. 3.3 настоящего
Руководства; v -
величина затухания расчетной амплитуды
колебаний температуры наружного воздуха
в ограждающей конструкции, определяемая
по формуле [21], где вместон следует
принимать величину 
,
вычисляемую по формуле
(9)
н, 1, 2 - определяются в соответствии с п. 3.3. (Расчет v производится для слоев конструкции, расположенных между воздушной прослойкой и внутренним воздухом).
3.3. Условную амплитуду колебаний температуры наружного воздуха , °C, рекомендуется определять по формуле
(10)
где
1 = 2 + 3; 2 =
5,8 + 3; 
-
расчетная амплитуда колебаний температуры
наружного воздуха, определяемая по
формуле [20]; 
, н -
соответственно максимальная амплитуда
суточных колебаний температуры наружного
воздуха в июле, °С, и коэффициент
теплоотдачи наружной поверхности
ограждающей конструкции, Вт/(м2°С),
принимаемые в соответствии с требованиями
п. 3.3 СНИП
II-3-79*; к -
коэффициент конвективного теплообмена
в прослойке, Вт/(м2°С).
Для горизонтальных прослоек принимается к =
2,9 Вт/(м2°С),
для вертикальных прослоек определяется
по формуле
v - скорость движения воздуха в прослойке, м/с; для горизонтальных прослоек принимается равной 0,6 м/с; для вертикальных прослоек определяется по формуле
- гидравлическое сопротивление вертикальной воздушной прослойки; l - длина воздушной прослойки, м; H - толщина воздушной прослойки, м.
3.4. Амплитуду колебаний температуры внутренней поверхности водонаполненного покрытия рекомендуется определять по формуле
(11)
где Iср - среднее значение суммарной солнечной радиации, Вт/м2, принимаемое в соответствии с п. 3.3 главы СНИП II-3-79*; v - скорость ветра, м/с, принимаемая в соответствии с п. 3.6 главы СНИП II-3-79*; æ - коэффициент, равный æ = 7,8 + 0,5D; - толщина покрытия, м (без учета слоя воды); D- тепловая инерция конструкции покрытия (без учета слоя воды), определяемая по формуле [2].
Пример 1. Определить, удовлетворяет ли требованиям в отношении теплоустойчивости однослойная панель из керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией (0 = 1000 кг/м3), офактуренная с двух сторон слоями из цементно-песчаного раствора толщиной 20 мм. Толщина панели 250 мм.
А. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Район строительства - г. Ташкент.
2. Среднемесячная температура наиболее жаркого месяца (июль) tн = 26,9 °С.
3.
Максимальная амплитуда суточных
колебаний температуры наружного
воздуха 
=
23,7 °С.
4. Максимальное и среднее значения суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации для вертикальных поверхностей западной ориентацииIмакс = 743 Вт/м2 и Iср = 172 Вт/м2.
5. Расчетная скорость ветра v = 1,4 м/с.
6. Теплотехнические характеристики материалов панели выбираются по условиям «А»:
для фактурных слоев из цементно-песчаного раствора 1 = 3 = 0,76 Вт/(м°С), s1 = s3 = 9,60 Вт/(м2°С);
для керамзитобетона на кварцевом песке с поризацией 2 = 0,41 Вт/(м°С), s2 = 5,49 Вт/(м2°С).
Б. ПОРЯДОК РАСЧЕТА
1. Термические сопротивления отдельных слоев стеновой панели:
фактурных слоев R1 = R3 = 0,02/0,76 = 0,0263 м2°С/Вт,
слоя керамзитобетона R2 = 0,21/0,41 = 0,512 м2°С/Вт.
2. Тепловая инерция каждого слоя и самой панели:
фактурного D1 = D3 = 0,02639,60 = 0,252 < 1;
керамзитобетона D2 = 0,5125,49 = 2,81;
панели Di = 0,2522 + 2,81 = 3,31.
Поскольку тепловая инерция стеновой панели D < 4, требуется расчет панели на теплоустойчивость.
3. Требуемая амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности определяется по формуле [18]:
=
2,5 - 0,1(26,9 - 21) = 1,9 °С.
4. Расчетная амплитуда колебаний температуры наружного воздуха вычисляется по формуле [20]:
=
0,523,7
+ 0,4(743 - 172)/19,5 = 23,6 С,
где н - по летним условиям вычисляется по формуле [24]:
н =
1,16(5 + 10
)
= 19,5 Вт/(м2С).
5. Коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя Y с тепловой инерцией D < 1 определяется расчетом по формулам [22] и [23]:
а) для внутреннего фактурного слоя
б) для среднего слоя из керамзитобетона, имеющего D > 1, коэффициент теплоусвоения наружной поверхности слоя принимается равным коэффициенту теплоусвоения материала Y2 = s2 = 5,49 Вт/(м2°С);
в) для наружного фактурного слоя
6. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха в ограждающей конструкции вычисляется по формуле [21]:
Подставляя значения в формулу, получим
7. Амплитуда колебаний температуры внутренней поверхности стеновой панели определяется по формуле [19]:
что отвечает требованиям норм.
Пример 2. Рассчитать теплоустойчивость экранированной стены с замкнутой воздушной прослойкой.
А. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
1. Район строительства - г. Ташкент.
2. Стена состоит из следующих слоев, считая от ее внутренней поверхности: фактурный слой - 20 мм, керамзитобетон - 210 мм, фактурный слой - 20 мм, воздушная прослойка - 50 мм, металлический лист - 8 мм.
3. Коэффициент поглощения солнечной радиации материалом наружной поверхности ограждающей конструкции для стали листовой, окрашенной белой краской, = 0,45.
4. Теплотехнические характеристики и климатические данные по летним условиям принимаются как в предыдущем примере. Коэффициент теплоусвоения воздушной прослойки принимается равным нулю (S4 = 0), металлического листа S5 = 126,5 Вт/(м2°С).
Б. ПОРЯДОК РАСЧЕТА
1. Термические сопротивления отдельных слоев стены:
фактурных R1 = R3 = 0,02/0,76 = 0,0263 м2°С/Вт;
керамзитобетона R2 = 0,21/0,41 = 0,512 м2°С/Вт;
воздушной прослойки R4 = 0,14 м2°С/Вт.
2. Тепловая инерция отдельных слоев и самой стены:
фактурных D1 = D3 = 0,02639,60 = 0,252 < 1,
керамзитобетона D2 = 0,5125,49 = 2,81,
воздушной прослойки D4 = 0,
металлического экрана D5 = 0,
стены D = Di = 0,2522 + 2,81 = 3,31 < 4.
3. Значение требуемой амплитуды колебаний температуры внутренней поверхности стены то же, что в предыдущем примере ( = 1,9 °С). Амплитуда колебаний температуры наружного воздуха
=
0,523,7
+ 0,45(743 - 172)/19,5 = 25,0 С,
4. Коэффициент теплоусвоения наружных поверхностей слоев:
а) внутреннего фактурного слоя
б) среднего слоя керамзитобетона
Y2 = s2 = 5,49 Вт/(м2°С);
в) наружного фактурного слоя
г) воздушной прослойки (s4 = 0)
д) металлического экрана (s5 = 0, s4 = 0)
5. Величина затухания расчетной амплитуды колебаний температуры наружного воздуха для вентилируемой ограждающей конструкции определяется по формуле
что отвечает требованиям норм.