2. Конструкторская часть.

2.1 Исходные данные

Исходные данные: г. Ижевск, производственное помещение, перекрытие чердачное.

2.2 Теплотехнический расчёт наружных ограждающих конструкций.

2.2.1 Расчет требуемых значений сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций.

Определяем требуемое сопротивление теплопередаче, исходя из санитарно-гигиенических условий, по формуле, (м²°С)/Вт:

=

где n- коэффициент принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху, определяемый по таблице 1.1

Таблица 1.1

Ограждающие конструкции	Коэффициент n
Наружные стены, перекрытия чердачные и над проездами; перекрытия над холодными подпольями (без ограждающих стенок) в северной строительно-климатической зоне	1
Перекрытия над холодными подвалами, сообщающимися с холодным воздухом; перекрытия чердачные; перекрытия над холодными подвалами (с ограждающими стенками) в северной строительно-климатической зоне	0,9

t_в=18- расчетная температура внутреннего воздуха, °С

- расчетная температура наружного воздуха, °С, равная средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99.( = - 22°С для г. Ижевск)

Δt^Н- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, определяемый по таблице 1.2

Таблица 1.2

Назначение здания	Δ tн ,°С
	Наружных стен	Чердачных перекрытий	Перекрытий над подвалами
Производственные, строительные помещения.	4,0	3,0	2,0

α_в-коэффициент теплоотдачи ограждающих конструкций, Вт/(м²°С); для стен, потолков, полов α_в=8,7 Вт/(м²°С).

А) Для наружных стен:

(м²°С)/Вт

Б) Для чердачных перекрытий:

₌ (м²°С)/Вт

1.2. Определяем требуемое сопротивление теплопередачи, исходя из условий энергосбережения. Определяем градусо-сутки отопительного периода (ГСОП), °С сут, по формуле:

ГСОП=(t_В-t_{от. пер})Z_{от. пер};

где t_{от. пер} – средняя температура отопительного периода, °С;

Z_{от. пер}- продолжительность отопительного периода, сут.

Расчётные параметры наружного воздуха

Город	tБН, °С	tОТ.ПЕР, °С	ZОТ.ПЕР, сут
Ижевск	-22	-1,6	172

ГСОП=(18-(-1.6))∙172=3715 °С сут

По значению ГСОП определяем требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, исходя из условий энергосбережения, соответствующее высоким теплозащитным свойствам ( для стен, чердачных перекрытий и окон) по СНиП II-3-79 или таблице 1.3.

Таблица 1.3

Здания и помещения	ГСОП,Ссут	Приведенное сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций Rтро, м2С/Вт
		Стен	Перекрытий чердачных, над холодными подпольями и подвалами	Окон и балконных дверей
Производственные, строительные помещения.	2000 4000 6000 8000 10000 12000	2.1 2.8 3.5 4.2 4.9 5.6	2.8 3.7 4.6 5.5 6.4 7.3	0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6
П р и м е ч а н и е: Промежуточные значения Rтро следует определять интерполяцией.

(м²°С)/Вт

Обязательным условием теплотехнического расчёта является:

Ro ≥

где Ro - приведённое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций рассчитываемое в соответствии с заданием на проектирование; - требуемое сопротивление теплопередаче принимается большей из полученных величин, определяемых по формулам:

=n(t_B-t_H)/(∆t^H-a_B)

→ГСОП= (t_B-t_о.п.)-Z_о.п.

2.2.1.1 Наружная стена.

=n(t_B-t_H)/( ∆t^H·a_B)

n = 1; t_B = 18°C ; t_н = -6 °С ;

∆t^н = 4 °С; a _в= 8,7 [м² ·°С/Вт]

= 1 (18 - (-6))/(4 · 8, 7) = 0,69 [м² · °С/Вт]

Требуемое в зависимости от количества градусо-суток отопительного периода:

ГСОП= (t_B- t_о.п.) · Z_о.п.

t_B = 18 °С ; t_о.п.= 5,1 °С ; Z_о.п.= 119 сут.

ГСОП= (18 – 5,1) · 119 = 1535 [°С·сут]

По табл. 4 СНиП 23-02-2003, интерполируя, находим:

=1,6 [м2 · °С/Вт]

Окончательно принимаем требуемое сопротивление теплопередаче:

= 1,6 [м2 · °С/Вт]

Теплотехнические показатели строительных материалов:

Наименование материала	Тол­щина δ, м	Плот­ность кг/м	Коэф. тепло­проводности λ, [Вт /м ·°С]
1. Внутренняя штукатурка известково-песчаная	0,02	1600	0,81
2. Кирпич силикатный на цементно - песчаном растворе	0,25	1800	0,87
3. Теплоизоляционный материал -плиты минераловатные жёсткие		200	0,08
4. Кирпич силикатный	0,12	1800	0,87
5. Наружная штукатурка цементно-песчаная	0,03	1800	0,93

Схема конструкции наружной стены:

- 4 2 3 2 1 +

30 120 ? 250 20

Определение величины приведённого сопротивления теплопередаче: R₀ = (l/a_B) + R_K + (l/a_H)

Термическое сопротивление ограждающей конструкции (R_K):

R_K = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅, где R = δ_i / λ_i;

Термическое сопротивление слоя утеплителя (R₃):

R₃ = - (l/a_B + δ₁ / λ₁ + δ₂ / λ₂ + δ₄ / λ₄ + δ₅ / λ₅ +l/a_H)

R₃ = 1,6 - (1/8,7 + 0,02/ 0,81 + 0,25/ 0,87 + 0,12/ 0,87 + 0,03/ 0,93 + 1/23 ) = 1,6- 0,65 = 0,95 [м² · °С/Вт]

Определение толщины слоя утеплителя:

δ_ут = R_ут · λ_ут = 0,95 · 0,08 = 0,076 м

принимаем δ_ут = 0,076 м

R₃ ^ф = δ₃/λ₃; R₃ ^ф = 0, 076/ 0,08=0,95 [м² · °С/Вт]

Теплотехнические показатели наружной стены:

R= R₃ ^ф - R₃ = 0,95 – 0,95 = 0,0 [м² ·°С/Вт]

= + ∆R = 1,6+0,0 = 1,6 [м² · °С/Вт]

Проверка условия расчёта:

Ro ≥ ; 1,6 = 1,6

Определение коэффициента теплопередачи:

K^нс = l/

К ^нс = 1/ 1,6 = 0,63 [Вт /м ²·°С]

Толщина конструкции:

δ_нс = δ₁+δ₂+δ₃+δ₄+δ₅ = 0,02+0,25+0,076+0,12+0,03= 0,51 м

2.2.1.2 Чердачное перекрытие.

Требуемое сопротивление теплопередаче:

=n(t_B-t_H)/( ∆t^H · a_B)

n = 0,9; t_B = 18°C ( для рядовой комнаты); t_н = -6 °С ;

∆t^н = 3 °С; a _в= 8,7 [м² ·°С/Вт]

= 0,9 (18 - (-6))/(3 · 8, 7) = 0,8 [м² · °С/Вт]

Требуемое в зависимости от количества градусо-суток отопительного периода:

ГСОП= (t_B- t_о.п.) · Z_о.п.

t_B = 18 °С ; t_о.п.= 5,1 °С ; Z_о.п.= 119 сут.

ГСОП= (18 – 5,1) · 119 = 1535 [°С·сут]

По табл. 4 СНиП 23-02-2003, интерполируя, находим:

=2,7 [м² · °С/Вт]

Окончательно принимаем требуемое сопротивление теплопередаче:

= 2,7 [м² · °С/Вт]

Теплотехнические показатели строительных материалов:

Наименование материала	Тол­щина δ, м	Плот­ность кг/м	Коэф. тепло­проводности λ, [Вт /м ·°С]
1. Штукатурка известково-песчаная	0,02	1600	0,81
Ж/б плита	0,22	2500	2,04
3.Минераловатная плита повышенной жесткости	0,10	200	0,08
4. Теплоизоляционный материал –доменный шлак		400	0,16
5. Цементно-песчаная стяжка	0,02	1800	0,93

Схема конструкции чердачного перекрытия:

- 20

5

4 ?

3 100

2 220

+1 20

Определение величины приведённого сопротивления теплопередаче: R₀ = (l/a_B) + R_K + (l/a_H)

Термическое сопротивление ограждающей конструкции (R_K):

R_K = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅, где R = δ_i / λ_i;

Термическое сопротивление слоя утеплителя (R₃):

R₄ = - (l/a_B + δ₁ / λ₁ + δ₂ / λ₂ + δ₃ / λ₃ + δ₅ / λ₅ +l/a_H)

R₄ = 2,7 - (1/8,7 + 0,02/ 0,81 + 0,22/2,04 + 0,1/ 0,08 + 0,02/ 0,08 + 1/12 ) = 2,7- 1,8 = 0,9 [м² · °С/Вт]

Определение толщины слоя утеплителя:

δ_ут = R_ут · λ_ут = 0,9 · 0,16 = 0,14 м

принимаем δ_ут = 0,14 м

R₄ ^ф = δ₄/λ₄; R₄ ^ф = 0, 14/ 0,16=0,9 [м² · °С/Вт]

Теплотехнические показатели наружной стены:

R= R₄ ^ф – R₄ = 0,9 – 0,9 = 0,0 [м² ·°С/Вт]

= + ∆R = 2,7+0,0 = 2,7 [м² · °С/Вт]

Проверка условия расчёта:

Ro ≥ ; 2,7 = 2,7

Определение коэффициента теплопередачи:

K^нс = l/

К ^нс = 1/ 2,7 = 0,37 [Вт /м ²·°С]

Толщина конструкции:

δ_нс = δ₁+δ₂+δ₃+δ₄+δ₅ = 0,02+0,22+0,1+0,14+0,02= 0,5 м