Методическое пособие 443

При этом:

1)рассчитывают приведенное сопротивлений теплопередаче Rо, м2 .оС/Вт, принимая расчетные значения коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации А или Б.

2)проверяют ограждающие конструкции на обеспечение комфортных условий в помещениях и на отсутствие конденсата в местах

теплопроводных включений.

Приведенное сопротивление теплопередаче R0r для наружных стен следует рассчитывать для фасада здания либо для одного промежуточного этажа с учетом откосов проемов, без учета их заполнений, с проверкой условия образования конденсата на участках в зонах теплопроводных включений.

6.1. Определение требуемого сопротивления теплопередаче

Требуемое сопротивление теплопередаче Rотр, м2.оС/Вт, наружных ограждений, окон и балконных дверей, а также световых фонарей (с вертикальным остеклением или с углом наклона не более 45о) следует принимать не менее требуемых значений, определяемых:

А. Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий по формуле

где ∆tн – нормируемый температурный перепад между температурой внутреннего воздуха tн и температурой внутренней поверхности τн ограждающей конструкции, оС, принимаемый по табл. П1.5;

αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/(м2. оС), принимаемый по табл. П1.8;

tв – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, оС, принимаемая для расчета ограждающих конструкций зданий по табл. П1.3; П1.4;

tн – расчетная температура наружного воздуха в холодный период года, оС, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по табл. П1.14. В производственных зданиях, предназначенных для сезонной эксплуатации (весной и осенью), в качестве расчетной температуры в холодный период года сле-

40

дует принимать минимальную температуру наиболее холодного месяца с учетом среднесуточной амплитуды.

Б. Исходя из условий энергосбережения.

тр

Основным параметром для определения Rо здесь являются градусо-сутки отопительного периода ГСОП, оС . сут, рассчитываемые по формуле:

где tоп, zоп – средняя температура наружного воздуха, оС, и продолжительность отопительного периода, сут., со среднесуточной температурой наружного воздуха не более 10 оС – для лечебнопрофилактических, детских учреждений и домов-интернатов для престарелых, и не более 8 оС – в остальных случаях (табл. П1.14).

tв – расчетная средняя температура внутреннего воздуха здания, оС, принимаемая по табл. П1.3; П1.4.

Значения Rотр для величин ГСОП, отличающихся от таблич-

где а, в – коэффициенты, значения которых следует принимать по табл. П1.6.

В дальнейших расчетах для определения толщины утеплителя следует принимать большее из найденных значений Rотр.

Требования энергосбережения не предъявляются:

-к зданиям с влажным и мокрым режимом;

-к зданиям, предназначенным для сезонной эксплуатации (весной и осенью);

-к зданиям с расчетной температурой внутреннего воздуха tв <

о

12 С;

- при расчете внутренних ограждающих конструкций при разности температур на их поверхностях более 6 о С.

Сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м2 оС), ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями, определяют по формуле

41

где αв – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции для условий холодного периода, Вт/(м2.оС), принимаемый по табл. П1.8;

αн – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. П1.9;

Rк – термическое сопротивление ограждающей конструкции, Вт/(м2.оС), с последовательно расположенными однородными слоями, которое определяется по формуле

где δi и λi - толщина, м и расчетный коэффициент теплопроводности материала i-го слоя, Вт/(м2. оС), принимаемый с учетом условий эксплуатации конструкций по табл. П2.

Приведенное сопротивление теплопередаче характерного i-го слоя ограждающей конструкции допускается определять по формуле

где Rо – сопротивление теплопередаче i-го участка однородной ограждающей конструкции;

r – коэффициент теплотехнической однородности i-го участка ограждающей конструкции, определяемый по табл. П1.10.

6.2. Определение расчетного температурного перепада

Расчетный температурный перепад ∆tо, оС, между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины ∆tн, оС, (по табл. П1.5) и определяется по формуле

где tв, tн, αв – то же, что и в формуле (6.1);

tр – температура точки росы, определяемая по табл. П1.11. Условие будет выполняться, если выполняется неравенство

(6.7).

42

6.3. Расчет паропроницания

Определение возможности образования конденсата в толще ограждающей конструкции производится сравнением графиков действительной упругости водяного пара еij и максимально возможной его упругости при данной температуре Еij и выполняется в три этапа:

1.Определяем значения температур τij на границах слоев аналитическим или графическим способами. При этом в качестве расчетной зимней температуры наружного воздуха принимаем среднюю температуру наиболее холодного месяца tнхм.

2.По полученным температурам τij в табл. П1.13 и П1.14 находим значения максимально возможной упругости водяного пара Еij и строим график ее распределения.

3.Рассчитываем величины действительной упругости водяного пара еij, строим график и накладываем его на график Еij.

Если значения еij не превышают величин Еij ни в одной точке конструкции, то образование конденсата в толще ограждения не ожидается. В случае пересечения графиков конденсат возможен и необходимо устройство дополнительного слоя пароизоляции.

Подробно расчет рассматривается в примере 4.

6.4. Примеры расчета

Пример 1

Определить необходимую толщину трехслойной стеновой панели на гибких связях из стержней диаметром 12 мм, установленных с шагом 0,6 м, предназначенной для производственного здания, расположенного в г. Острогожске (рис. 6.1).

Исходные данные для расчета: Район строительства – г. Острогожск.

Параметры внутреннего воздуха (табл. П1.4):

-расчетная температура tв = 15оС;

-относительная влажность φв=55 %;

Влажностный режим помещения– нормальный (по табл. П1.1). Зона влажности района строительства – 3 (сухая), (табл. П3). Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А

(по табл. П1.2).

43

Рис. 6.1. Схема трехслойной стеновой панели

Параметры отопительного периода (по табл. П1.14):

-температура наиболее холодной пятидневки t50.92= -24.оС;

-средняя температура отопительного периода tоп = -2,5оС;

-продолжительность отопительного периода Zоп=190 сут. Расчетные коэффициенты теплопроводности (по табл. П2):

-керамзитобетон ρ=1400 кг/м3; λ=0,56 Вт/(м.оС);

-минераловатные плиты ρ=200 кг/м3; λ=0,07 Вт/(м.оС).

Расчет.

Приведенное сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м2.оС), на-

ружной стены из панелей на гибких связях следует принимать не менее значения Rотр, Вт/м2.оС, определяемого по табл. П1.6 в зависимости от градусо-суток района строительства ГСОП по формулам 6.2 и 6.3:

ГСОП= (tв – tоп) zоп = (15-(-2,5)) 190 = 3325 оС сут;

Rотр = 0,0002 (3325) + 1,0 = 1,665 (м2.оС) / Вт.

Приведенное сопротивление теплопередаче наружной панельной стены определяем по формулам (6.4) – (6.6).

44

Подставляя найденные значения параметров в формулу (6.4), получаем

Rо =1/8,7+0,1/0,56+ δут/0,07+0,05/0,56+1/23 = δут/0,07+0,426.

Принимаем коэффициент теплотехнической однородности для панелей с гибкими связями по табл. П1.10: r = 0,87.

Приведенное сопротивление теплопередаче панельной стены

Rоr= Rо.r= (δут/0,07+0,426) 0,87 ≥ 1.665 = Rотр.

Решая неравенство относительно δут, находим толщину утепли-

теля:

δут ≥ (1,665/0,87- 0,426) 0,07 = 0,104 м.

Суммарная толщина панели:

δогр = 0,1+0,104+0,05 = 0,254 м.

Принимаем толщину стеновой панели 0,25 м в соответствии с существующим размерным рядом, при этом мы произвели округление толщины утеплителя в меньшую сторону (допускается до 5 %).

Расчетный температурный перепад ∆tо между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции не должен превышать нормируемой величины ∆tн (табл. П1.6) и определяется по формуле (6.7):

∆tо =(tв- tн)/ Rо αв ≤ tв – tр,

где tр – температура точки росы, определяемая по табл. П1.11. В данном случае для tв=15 оС tр=6,04 оС.

Подставив в формулу значения величин, получаем

∆tо=(15+24)/(1,665.8,7)=2,69оС<15-6,04=8,96 оС.

Условие выполняется, т.е. образование конденсата на внутренней поверхности стены не ожидается.

45

Пример 2

Определить толщину утеплителя покрытия с последовательно расположенными слоями (рис. 6.2) для производственного здания, расположенного в г. Острогожске.

Рис. 6.2. Схема покрытия

Исходные данные для расчета. Район строительства – г. Острогожск.

Параметры внутреннего воздуха (табл. П1.4):

-tв=15оС;

-относительная влажность φв=55 %.

Влажностный режим помещения– нормальный (по табл. П. 1.1). Зона влажности района строительства – 3 (сухая), (табл. П3). Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А (по табл. П1.2).

Параметры отопительного периода (по табл. П1.14):

-температура наиболее холодной пятидневки t50.92= -24оС;

-средняя температура отопительного периода tоп = -2,5оС;

-продолжительность отопительного периода Zоп=190 сут. Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов

(табл. П2):

-железобетон ρ=2500 кг/м3; λ=1,92Вт/(м. оС); -пергамин на мастике λ=0,17 Вт/(м.оС); -минераловатные плиты ρ=200 кг/м3; λ=0,07 Вт/(м.оС);

-цементно-песчаный раствор ρ=1800 кг/м3; λ=0,76 Вт/(м. оС); -экарбит λ=0,17 Вт/(м.оС).

46

Расчет.

Приведенное сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м2.оС), покрытия должно быть не менее нормируемого значения Rотр, Вт/(м2.оС), определяемого для покрытия по табл. П1.6, в зависимости от градусо-суток района строительства ГСОП, оС сут, по формулам

(6.2) и (6.3):

ГСОП= (tв – tоп). zоп = (15-(-2,5)) 190 = 3325 оС сут;

Rотр = 0,00025(3325) + 1,5 = 2,33 (м2.оС) / Вт.

Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции покрытия с последовательно расположенными слоями определяем по формуле (6.4):

Rо=1/8,7+0,03/1,92+0,005/0,17+δут/0,07+0,02/0,76+

+0,015/0,17+1/23 ≥2,33= Rотр (м2.оС) / Вт.

Отсюда находим толщину утеплителя δут:

δут ≥(2,331-0,115-0,016-0,029-0,026-0,088-0,043) 0,07=0,141м.

Принимаем толщину утеплителя 0,14 м.

Расчетный температурный перепад ∆t определяем по формуле

(6.7):

∆tо =(tв- tн)/ Rо αв ≤ 0.8(tв – tр ).

Подставив значения величин, получим

∆tо =(15- (-24) / (2,331. 8.7)=1,92.оС < 0,8(15 – 6,04)=7,17оС;

Требование выполняется.

Пример 3

Определить толщину утеплителя в наружной стене жилого дома, расположенного в г. Казани, выполненной из силикатного кирпича

(рис. 6.3).

47

Рис. 6.3. Схема наружной стены из кирпича с утеплением и облицовкой

Параметры внутреннего воздуха (табл. П1.3):

-температура внутреннего воздуха tв = 20 0 С;

-относительная влажность φ = 55 %.

Зона влажности района строительства -3 (сухая), (табл. П3). Условия эксплуатации ограждающих конструкций – А

(табл. П1.2).

Параметры отопительного периода (по табл. П1.14):

-температура наиболее холодной пятидневки t50.92= -31оС;

-средняя температура отопительного периода tоп = -4,8оС;

-продолжительность отопительного периода Zоп=208 сут. Расчетные коэффициенты теплопроводности материалов

(по табл. П2).

-раствор сложный ρ=1700 кг/м3; λ=0,7Вт/(м.оС);

-силикатный кирпич ρ=1800 кг/м3; λ=0,76Вт/(м.оС);

-экструзионный пенополистирол ρ=35 кг/м3; λ=0,029Вт/(м.оС); -керамический кирпич ρ=1300 кг/м3; λ=0,52Вт/(м.оС). Расчет.

Градусо-сутки отопительного периода для жилого дома находим по формуле (6.2):

ГСОП= (tв – tоп) zоп = (20-(-4,8)) . 208= 5158 оС . сут.

48

Приведенное сопротивление теплопередаче находим по форму-

ле (6.3):

Rотр = а. ГСОП + в = 0,00035 . 5158 + 1,4= 3,21 Вт/(м2 оС),

где по табл. П1.5: а = 0,00035; в = 1,4.

Сопротивление теплопередаче Rо, Вт/(м2 оС), ограждающей конструкции с последовательно расположенными слоями с учетом гибких связей (r=0,87) определяют по формуле (6.5):

Rо= (1/8,7+0,02/0,7+ 0,38/0,76 +δут /0,029+ +0,12/0,52+1/23).0,87 ≥ Rотр =3,21 Вт/(м2 .оС).

Решая неравенство относительно δут, находим

δут≥ 0,08 м.

С учетом конструктивных требований принимаем δут = 140 мм. Тогда общее сопротивление теплопередаче составит

Rо=0,87.(1/8,7+0,02/0,7+0,38/0,76+0,14/0,029+0,12/0,52+1/23)= =4,98 Вт/(м2.оС).

Определим температуру на внутренней поверхности стены по формуле

τв= tв-( tв- t50,92)/ Rо.αв.

Подставив значения параметров, получим

τв= 20-((20-(-4,8))/(4,98.8,7) =18,82 оС.

В табл. П1.11 находим температуру точки росы τр=10,69 оС.

18,82 оС = τв> τр=10,69 оС.

Следовательно, образование поверхностного конденсата не ожидается.

49