3.2 Теплотехнический расчет покрытия

Назначение здания: административное.

В здании проектируем скатную стропильную крышу с холодным чердаком. Согласно рисунку 2 конструкция покрытия содержит следующие слои, считая от нижней поверхности:

- несущая конструкция;

- пароизолирующий слой;

- теплоизолирующий слой;

- цементно-песчанный слой.

Конструкция кровельного покрытия изображена на рисунке 2.

Рисунок 2- конструкция кровли

Расчет выполнен для климатических условий г. Канска.

Приведенное сопротивление теплопередаче покрытия для условий города Канска должно быть не менее нормируемого значения, определяемого из условия градуса-суток D_d, (⁰C·сут) в течение отопительного периода и определяется по формуле (1).

Принимаем: t_int= 18 ⁰С;

t_ht = -8,8 ⁰С;

z_ht= 237 сут.

Подставим значения в формулу (1), получим

D_d= (18-(-8,8))·237= 6351,6 = 6352 ⁰C·сут

Вычисляем нормируемое значение сопротивления теплопередачи ограждения R_req, м²· ⁰С/Вт, по формуле (2).

Принимаем: а = 0,00035;

b = 1,3;

D_d = 6352 ⁰C·сут.

Подставим эти значения в формулу (2), получим

R_req = 0,00035 ^. 6352+2,2 = 3,5 м^{2 . 0}С/Вт

Нормируемое сопротивление теплопередаче R_req, м^{2 . 0}С/Вт, должно быть меньше общего сопротивления теплоотдаче R_о, м^{2 . 0}С/Вт, которое определяется по формуле

Принимаем: α_int = 8,7 Вт/(м²·⁰С);

α_ext = 12 Вт/(м²·⁰С);

δ_цпр = 0,03 м;

δ_п.и. = 0,004 м;

δ_ж/б = 0,22 м;

λ_ж/б = 1,92 Вт/м^{2 0}С;

λ_п.и. = 0,17 Вт/м^{2 0}С;

λ_цпр = 0,76 Вт/м^{2 0}С;

λ_ут = 0,043 Вт/м^{2 0}С.

Определяем толщину теплоизоляционного слоя покрытия

5,4= 1/8,7+0,03/0,76+δ_ут/0,043+0,004/0,17+0,22/1,92+1/12

Рассчитаем необходимую толщину утеплителя – техноруф

3,5 = 0,11 + 0,04+δ_ут/0,043+0,02+0,02+0,08

3,5= 0,365 + δ_ут /0,043

3,5– 0,365 = δ_ут/0,043

3,15 = δ_ут/0,043

δ_ут =3,15^. 0,043

δ_ут= 0,13 м

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя δ_ут = 15 см. Для определения общего сопротивления, подставляем рассчитанное значение толщины утеплителя в формулу (3)

R_o = 1/8,7+0,03/0,76+0,15/0,043+0,004/0,17+0,22/1,92+1/12= 3,86м^{2 . 0}С/Вт

Должно соблюдаться условие (4)

Принимаем: R_req =3,5 м^{2 . 0}С/Вт; R₀ =3,86м^{2 . 0}С/Вт

Подставим значения в условие (4), получим

3,5 м^{2 . 0}С/Вт < 3,86м^{2 . 0}С/Вт

Наружные ограждающие конструкции здания, должны удовлетворять расчетному температурному перепаду, между температурой внутреннего воздуха, и температурой наружного воздуха. Расчетный перепад температур ∆t₀, ⁰С, между температурой внутренней поверхности ограждения конструкции определяется по формуле (5).

Принимаем: n = 1;

t_int = 18 ⁰С;

t_ext = -42⁰С;

R₀ = 3,5 м^{2 . 0}С/Вт;

α_int = 8,7 Вт/(м²·⁰С).

Подставим значения в формулу (5), получим

∆t₀ = [1·(18 + 42)]/(3,5 · 8,7) = 1,27 ⁰C

Сравниваем расчётный перепад температуры ∆t₀ ,⁰С, с нормируемым ∆t_n,⁰С. Должно выполняться условие (6)

Для общественных зданий ∆t_n = 3,0 ⁰С.

Подставим значения в условие (6), получим

1,27 ⁰С < 3,0 ⁰C

Условие выполняется, толщина утепляющего слоя достаточна.

Определяем температуру на внутренней поверхности ограждения τ_si,⁰С, по формуле (7).

Принимаем: t_int = 18 ⁰С;

n = 1;

t_ext = -42⁰С;

R₀ = 3,5 м^{2 . 0}С/Вт;

α_int = 8,7 Вт/(м²·⁰С).

Подставим значения в формулу (7), получим

τ_si = 18-[1·(18 + 42)]/(5, · 8,7)= 12 ⁰С

Температура внутренней поверхности ограждения τ_si, ⁰С, должна быть не ниже температуры точки росы t_d, ⁰С, которая определятся по условию (8).

Для зданий с внутренней температурой воздуха t_int=18⁰С, при нормальном влажностном режиме помещения φ=60%, принимаем температуру точки росы - t_d =12 ⁰С.

Подставим значения в условие (8), получим

12 ⁰C < 12⁰С

Условие расчета выполняется. Следовательно, принимаем толщину утеплителя 150 мм.