4. Расчет тепловой защиты зданий

4.1 Первый этап

На первом этапе расчета тепловой защиты здания необходимо определить толщину утеплителя данного района строительства, для чего предварительно определяем градусо-сутки отопительного периода D_d по формуле:

D_d = (t_int - t_ht) • z_ht

• t_int = 20°С; таблица 1 ГОСТ 30 494-2011

• t_ht - средняя температура наружного воздуха, °С, отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С , t_ht = -6,5°C; СП 131.13330 8 столбец

• z_ht - продолжительность, сут, отопительного периода, принимаемая для периода со средней суточной температурой наружного воздуха не более 8°С, (СНиП2301)

z_ht = 309 сут, тогда:

D_d = (20 + 6,5) • 309 = 8188,5 °C•сут.

По значению D_d по табл. 4 в СНиПе 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» определяем нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_reg. Т.к. значение D_d не принимает табличной величины, то воспользуемся формулой в этой же таблице, тогда:

R_reg = а • D_d + b = 0,00035 • 8188,5 + 1,4 = 4,26 м² • °C/Вт

Определяем условия эксплуатации: Микроклимат помещения - нормальный; СНиП 23-02-2003 табл.1 Зона влажности - влажная; Условия эксплуатации - Б; СНиП 23-02-2003 табл.2

Рассчитываем толщину утеплителя:

Далее определяем приведенное сопротивление теплопередаче R₀, заданной многослойной O.K., которое должно быть не менее нормируемого значения R_reg. R₀ находим как сумму термических сопротивлений отдельных слоев с учетом сопротивлений теплопередаче внутренней и наружной поверхностей O.K. (R_si и R_se):

R₀ = R_si + R _se+ R₁ + R₂ + R₃ + R₄

• R_si и R_se соответственно равны: R_si =1/α_int и R_se = 1/α_ext;

• α_int - коэффициент тепловосприятия внутренней поверхности O.K., Вт/(м²•°С), α_int = 8,7 Вт/(м²•^оС);

• α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности O.K., Вт/(м²•°С), α_ext= 23 Вт/(м²•°С).

Формула принимает вид:

R₀=1/α_int+δ₁/λ₁+x/λ₂+ δ₃/λ₃+ δ₄/λ₄+ 1/α_ext

Так как R₀≥R_reg, то подставляем числовые значения и получаем:

R_reg =R₀=(1/8,7)+(1/23)+0,14+0,48+0,021+(x/0.031) ;

4.26=0,791 + x/0.031 ; x= 127мм

Принимаем x=130 мм, т.е. до ближайшей промышленной величины. Определим термические сопротивления в каждом слое R_i (м² • °C/Вт) :

1. R_si=1/α_int=1/8,7=0,11 (м² • °C/Вт)

2. R₁= δ₁/λ₁=0,12/0,81=0,14(м² • °C/Вт)

3. R₂= δ₂/λ₂=0,107/0,031= 3,46(м² • °C/Вт)

4. R₃= δ₃/λ₃=0,25/0.52=0,48(м² • °C/Вт)

5. R₄ = δ₄/λ₄ =0,02/0,93 =0,021(м² • °C/Вт)

6. R_se=1/α_ext=1/23=0,04(м² • °C/Вт)

R₀=4,881 м² • °C/Вт Общая толщина О.К. составляет:

δ_О.К.= δ₁+δ₂+δ₃+δ₄=120+130+250+20=520 мм

она обеспечивает требования тепловой защиты здания по показателю «а», т.к. R₀=4,881 м² • °C/Вт ≥ R_reg = 4,04 м² • °C/Вт

Проверка на "барачный эффект"

Проверка на «барачный эффект»

D=RS,

где D должно быть 4, и равняется сумме всех слоёв конструкции, без учёта воздушной прослойки.

Формула принимает вид:

D=R₁S₁ +R₃S₃+R₄S₄+R₅S₅

где,

1)R₁= δ₁/λ₁=0,12/0,81=0,14(м² • °C/Вт)

2) R₂= δ₂/λ₂=0,107/0,031= 3,46(м² • °C/Вт)

3) R₃= δ₃/λ₃=0,25/0.52=0,48(м² • °C/Вт)

4) R₄ = δ₄/λ₄ =0,02/0,93 =0,021(м² • °C/Вт)

1. S₁=10,12Вт/м²С

2. S₂=0,31 Вт/м²С

3. S₃=6,49 Вт/м²C

4. S₄=5,48 Вт/м²C СП 50.13330 для категории А страницы материалов

Подставляем числовые значения и получаем:

D=0,1410,12+3,460,31+0,486,49+0,0215,48=5,72

D=5,724 - условие проверки на "барачный эффект" выполняется.