1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Характеристика здания

Назначение здания: жилой дом

Район постройки: г. Иркутск

Высота этажей от пола до потолка: 3м, число этажей: 5

1. Характеристики ограждающих конструкций

• наружные стены с использованием НОВП

• перекрытие над тех.подпольем: ж/б плита, линолеум утеплённый

• перекрытия верхнего этажа: ж/б плита с утеплителем

• окна ПВХ в переплётах

2. Климатические данные

Зона влажности [1] : средняя

Влажностный режим [2]: нормальный

t_int= 20^˚C; φ_int= 50-60%

условия эксплуатации [3] –А

t_ht, Z_ht – средняя температура и продолжительность отопительного

периода, [4] принимают для периода со средне суточной температурой наружного воздуха не более 8˚С

t_ht = -8,9˚C

Z_ht= 241 сут

Расчётная температура воздуха( в холодный период года) t_int=20˚C

2. РАСЧЁТ НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ПО ПОКАЗАТЕЛЮ ТЕПЛОЗАЩИТЫ «а»

Нормируемое значение сопротивления теплопередаче R_reg

определяется [5] в зависимости от градусо суток отопительного периода

D_d=( t_int- t_ht)Z_ht, (2.1)

t_int - расчётная средняя температура внутреннего воздуха здания

t_ht - средняя температура наружного воздуха

z_ht - продолжительность отопительного периода

D_d=( t_int- t_ht)Z_ht=(20+8,9)*241=6965

Так как в таблице нет такого значения, значит вычисляем R_reg, по формуле: R_reg= aD_d+b, (2.2)

a,b – коэффициенты, значения которых следует принимать по данным таблицы для соответствующих групп зданий, за исключением графы 6 для группы зданий в поз. 1, где для интервала до 6000˚Ссут: а=0,000075; b=0,15; для интервала 6000-8000˚Ссут: а=0,00005; b=0,3; для интервала 8000˚Ссут и более: а=0,000025; b=0,5 [5]

Тогда:

Для стен жилых зданий( а=0,00035м; b=1,4м )

R_reg= 0,00035*6965+1,4=3,84

Для чердачного перекрытия над неотапливаемыми подпольями и подвалами ( а=0,00045; b=1,9)

R_reg= 0,00045*6965+1,9=5,034

Для окон( а= 0,00005; b=0,3)

R_reg=0,00005*6965+0,3=0,65

Для перекрытий и покрытий(а=0,0005; b=2,2)

R_reg= 0,0005*6965+2,2=5,68

2.1. Расчёт чердачного перекрытия из ж/б многопустотных плит с подбором утеплителя

1.Чтобы найти толщину утеплителя, необходимо узнать сопротивление конструкции. Рассмотрим ж/б многопустотную плиту и вычислим её приведённое сопротивление. Для упрощения, круглые отверстия пустоты панелей, заменим равновеликими по площади квадратами со стороной а

а=(2.3)

Конструкция панелей относится к плоской ограждающей конструкции

с теплопроводными включениями с толщиной более 50% толщены ограждения

Расчёт проводится по следующей методике:

а) Вычисляем термическое сопротивление при мысленном рассечении панели плоскостями, параллельными тепловому потоку

Для сечения I-I ( 2 слоя железобетона δ= 0,039 м; λ= 1,92 Вт/м˚С)[6]; воздушная прослойка

R_a,l=0,15(м²˚С/Вт) [7]

R_I= 2+R_a,l, (2.4)

R_a,l – термическое сопротивление замкнутой горизонтальной воздушной прослойки при потоке тепла снизу вверх

δ – толщина прослойки, м;

λ – коэффициент теплопроводности воздуха в прослойке, Вт/м˚С

R_a,l – термическое сопротивление замкнутой горизонтальной воздушной прослойки при потоке тепла снизу вверх [7]

R_I=2*0,039/1,92+0,15=0,19

Для II-II ( глухой части панели λ=1,92 Вт/м²˚С;δ=0,22м)[6]

R_II=,

(2.5)

δ – толщина прослойки, м;

λ – коэффициент теплопроводности воздуха в прослойке, Вт/м˚С

R_II=0,22/1,92=0,115

Определение термического сопротивления в направлении, параллельном тепловому потоку

R_a,T= , (2.6)

A_I , A_II – площади первого и второго сечений

A_I=0,1421=0,142 м²

A_II=0,0681=0,068 м²

R_a,T= = 0,172 м²˚С/Вт

Б) Термическое сопротивление панелей в направлении, перпендикулярном движению теплового потока, определяется для сечений

R_T=R₁+R₂+R₃ (2.7)

Для 1-3 слоёв (толщиной δ=0,03м; λ=1,92 Вт/м²˚С)

R_1,3=, (2.8)

δ_1,3 – толщина 1 и 3 слоя,м;

λ - коэффициент теплопроводности воздуха в прослойке, Вт/м˚С

R_1,3==0,02 м²˚С/Вт

Для определения термического сопротивления второго слоя панели, предварительно определим λ_ср

λ_ср= (2.9)

Конструкция этого слоя состоит из воздушной прослойки δ=0,142 м и железобетона δ=0,06м

Для воздушной прослойки требуется найти эквивалентный коэффициент теплопроводности

λ_Э=, (2.10)

- толщина воздушной прослойки,м

R_a,l – термическое сопротивление замкнутой горизонтальной воздушной прослойки при потоке тепла снизу вверх [7]

λ_Э=0,142/0,19=0,75

λ_ср=(0,142*1,92+0,068*1,92)/0,142+0,068=1

Тогда:

R₂=, (2.11)

δ₂ – толщина 1 и 3 слоя,м;

λ - коэффициент теплопроводности, Вт/м˚С

R₂=0,142/1,92=0,074

Термическое сопротивление:

R_T=2R_1,3+R₂, (2.12)

R_1,3 – термическое сопротивление для 1 и 3 слоя, м²˚С/Вт

R₂- термическое сопротивление для 2 слоя, м²˚С/Вт

R_T=20,02+0,0,074=0,11м²˚С/Вт

Разница между R_a,T и R_T

Δ=100%

(2.13)

Δ=0.172-0.11=0.062

R_a,T превышает величину R_T не более, чем на 25%, значит приведённое термическое сопротивление определяется по формуле:

R_K= (2.14)

R_K= (0.172+2*0.11)/3=0.131

2.Толщина теплоизоляционного материала (пенополистирол)

R_reg==, (2.15)

– приведённое сопротивление теплопередачи всей ограждающей конструкции, м²˚С/Вт

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/м²˚С

α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности для условий холодного периода, Вт/м²˚С

- приведённое термическое сопротивление, м²˚С/Вт

Выбираем для каждого слоя конструкции перекрытия, по условию А, коэффициент теплопроводности (λ) [6]

Для асбестоцементной штукатурки: λ₁₌0,7 Вт/м˚С

Для теплоизоляции ( пенополистирол ρ=100 кг/м³): λ₂=0,05 Вт/м˚С

Для цементно-песчаной стяжки: λ₄=0,76 Вт/м˚С

α_int= 8,7 Вт/м²˚С [8]

α_ext=12 Вт/м²˚С [9]

Тогда:

4,04=

δ₃=(4,04-0,11-0,014-0,153-0,026-0,083)0,05=0,1827=200мм

2.2 Расчёт перекрытия над техподпольем с подбором утеплителя

1. Для расчёта толщены утеплителя необходимо знать сопротивление

конструкции. Для этого рассмотрим ж/б многопустотную плиту. Для упрощения, круглые отверстия заменим равновеликими по площади квадратами со стороной а

По формуле (2.3)

a== 0,142м=142мм

Конструкция панелей относится к плоской ограждающей конструкции с теплопроводными включениями толщенной более 50% с толщены ограждения

Метод расчёта:

А) Термическое сопротивление определяется в направлении, параллельном движению тепловому потоку

Для сечения I-I ( 2 слоя железобетона δ=0,039м; λ=1,92 Вт/м˚С) [6] воздушная прослойка

R_a,l=0,19 м²˚С/Вт [7]

По формуле (2.4)

R_I=+ 0,19=0,23 м²˚С/Вт

Для сечения II-II (δ=0,22м; λ=1,92 Вт/м˚С)

По формуле (2.5)

R_II= =0,114 м²˚С/Вт

Термическое сопротивление при рассечении панели, параллельно тепловому потоку определяем по формуле (2.6)

A_I=0,1421=0,142 м²

A_II=0,0681=0,068 м²

R_a,T= = 0,172 м²˚С/Вт

Б) Термическое сопротивление панелей в направлении, перпендикулярном движению теплового потока определяется для трёх характерных сечений

Для сечений 1-3 (δ=0,039м; λ=1,92 Вт/м˚С)

По формуле (2.8)

R_1,3= = 0,02 м²˚С/Вт

Для определения термического сопротивления второго слоя панели, предварительно определяем λ_ср по формуле (2.9)

Конструкция этого слоя состоит из воздушной прослойки δ=0,142 м и железобетонной плиты δ=0,068м

Для воздушной прослойки требуется найти эквивалентный коэффициент теплопроводности по формуле (2.10)

λ_Э== 0,75 Вт/м˚С

λ_ср= = 1,128 Вт/м˚С

Тогда по формуле (2.11)

R₂= = 0,126 м²˚С/Вт

По формуле (2.12)

R_T=0,022+0,126=0,166 м²˚С/Вт

Разница между R_a,T и R_T определяется по формуле (2.13)

Δ= 100%=3,25%25%

R_a,T превышает величину R_T не более, чем на 25%, значит термическое сопротивление ж/б многопустотной плиты конструкции определяют по формуле (2.14)

R_K=

2.Толщина теплоизоляционного материала (пенополистирол)

R_regn== +, (2.16)

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху

– приведённое сопротивление теплопередачи всей ограждающей конструкции, м²˚С/Вт

- коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/м²˚С

α_ext - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности для условий холодного периода, Вт/м²˚С

- приведённое термическое сопротивление, м²˚С/Вт

Выбираем для слоя пола, по условию А, коэффициенты теплопроводности (λ) [6]

Для теплоизоляции (пенополистирол): λ₂=0,05 Вт/м˚С

Для цементно-песчаной стяжки: λ₃=0,76 Вт/м˚С

Для линолеума: λ₄=0,38 Вт/м˚С

α_int= 8,7 Вт/м²ч˚С [8]

α_ext=6 Вт/м²ч˚С[9]

n=0,6 [10]

Тогда:

4,040,6=+

δ₂=(2,42-0,11-0,168-0,02-0,013-0,17)0,05=0,09м=90мм

2.3 Расчёт наружной стены

1) Сопротивление теплопередачи определяется как для однородной многослойной конструкции с однородными слоями по формуле

R₀=R_si+R_K+R_se (2.17)

R_K= (2.18)

R_si= (2.19)

R_se=, (2.20)

– коэффициент тепловосприятия

– коэффициент теплоотдачи

- термическое сопротивление материала ограждающей конструкции

- сопротивление отдельных слоев многослойной конструкции

2)Определяю толщину теплоизоляционного материала ( плита Лайт)

для стены из формулы :

R_reg=R₀=+R_K+, (2.21)

Выбираю для каждого слоя стены, по условию А, коэффициент теплопроводности [6]

Для асбестовой штукатурки: λ₁=0,7 Вт/м˚С

Для кирпича: λ₂= 0,7 Вт/м˚С

Для утеплителя( плита Лайт): λ₃=0,042 Вт/м˚С

α_ext=12 Вт/м²ч˚С [8]

α_int=8,7 Вт/м²ч˚С[9]

R_reg=R₀=++ (2.22)

(Для стены R_reg=3,06 Вт/м²˚С)

3,06=

δ₃=(3,06-0,115-0,014-0,729-0,083)0,042=0,089=100мм

2.4 Подбор окон

По нормативному сопротивлению окон R_reg=0,507 м²˚С/Вт [11]

Из условия R₀R_reg выбираем двойное остекление с твёрдым

селективным покрытием в одинарном переплёте R₀=0,57 м²˚С/Вт ( окна в деревянных или ПВХ переплётах)

2.5. Проверка на соответствие требованиям СНиП по показателю теплозащиты «б»

Δt₀=, (2.23)

Δt₀ – температура внутренней поверхности ограждающей конструкции, ˚С

- приведённое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м²˚С/Вт

- коэффициент тепловосприятия, Вт/м²˚С

- температура внутреннего воздуха, ˚С

- расчётная температура наружного воздуха в холодный период года, принимаемая равной средней температуре наиболее холодной пятидневки, обеспеченности 0,92 для всех зданий, кроме зданий для сезонной эксплуатации, ˚С

n - коэффициент, учитывающий зависимость положения ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху

Для стены:

n=1

t_int=20˚С

t_ext=-37˚С

α_int=8,7 Вт/м²˚С

α_ext=12 Вт/м²˚С

R₀=3,06 м²˚С/Вт

Δt₀= = 1,69˚С

Δt_n=4˚С [12]

условие Δt₀ Δt_n выполняется

Для техподполья:

n=0,6

t_int=20˚С

t_ext=-37˚С

Δt₀= = 0,59˚С

Δt_n=2˚С

Δt₀ Δt_n условие выполняется

Для чердачного перекрытия

n=1

t_int=20˚С

t_ext=-37˚С

Δt₀= =1.15˚С

Δt₀ Δt_n условие выполняется

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПАСПОРТ