Пример 1 Расчет сопротивления теплопередаче наружной стены жилого дома

Исходные данные

1. Ограждающая конструкция – наружная стена из многослойных железобетонных панелей с утеплителем из мягких минераловатных плит (ρ = 100 кг/м³) толщиной  = 0,08 м, общая толщина панели _п = 0,30 м

2. Здание – жилое.

3. Пункт строительства – Великий Новгород.

Порядок расчета

Расчетная температура внутреннего воздуха t_int = 20^оС , табл. 1, относительная влажность  = 55%, табл. 1.

Следовательно, влажностный режим помещения – нормальный, табл.3.

Рис. 4. Разрез ограждающей конструкции

₁ = 0,12 м; ₂ = 0,08 м; ₃ = 0,10 м;

Великий Новгород находится в строительно-климатической зоне II В [2], и во II зоне по влажности (нормальной), прил. 2.

При нормальном влажностном режиме помещения в нормальной зоне по влажности – условия эксплуатации "Б", прил. 3.

t_int = 20 ^оС табл. 1

n = 1 табл. 5

t_n = 4 ^оС табл. 4

_i = 8,7табл. 6

_e = 23 табл. 7

S₁ = S = 16,95 прил. 5

S₂ = 0,73

₁ = ₃ = 2,04

₂ = 0,07

1. Зимнюю температуру наружного воздуха t_e принимаем в соответствии с п. 1.1. Для указанного пункта строительства (Великий Новгород) она равна t_e = -27^оС, [2].

2. Требуемое сопротивление теплопередаче определяем по формуле (3):

R₀ ^req = 1[20 - ( - 27)] / 4,0  8,7 = 1,35 м^{2 о}С/Вт

3. Термическое сопротивление отдельных слоев конструкции определяем по формуле (4):

R₁ = ₁ / ₁ = 0,12 / 2,04 = 0,059 = 0,06

R₁ = ₂ / ₂ = 0,08 / 0,07 = 1,143 = 1,14

R₃ = ₃ / ₃ = 0,049 = 0,05

4. Термическое сопротивление ограждающей конструкции R_к рассчитываем по формуле (5), учитывая п. 1.2.:

R_k = 0,06 + 1,14 + 0,05 = 1,25 м²^оС/Вт

5. Сопротивление теплопередаче R_о многослойной панели определяем по формуле (8):

R_о = 1/8,7 + 1,25 + 1/23 = 1,41 м²^оС/Вт

Первое условие – R_о  R₀ ^req – выполняется:

1,41 м²^оС/Вт  1,35 м²^оС/Вт

6. Подсчитываем градусо-сутки отопительного периода (D_d) по формуле (9):

для Великого Новгорода t_от.пер = -2,3 ^оС

z_от.пер = 221 сут.

D_d = [20-(-2,3)]221 = 4928,3 гр. сут.

7. Проверяем условие энергосбережения, по табл. 6

R_o^req = 3,12 м²^оС/Вт

Сопротивление теплопередаче R_o меньше нормируемого значения.

R₀ = 1,41 м²^оС/Вт  R_o^req = 3,12 м²^оС/Вт

- условие не выполняется.

Таким образом, наружная ограждающая конструкция с толщиной утеплителя 0,08 м не отвечает предъявленным требованиям, и поэтому не может применяться для рассматриваемого варианта.

8. Рассчитаем толщину ограждающей конструкции, которая соответствовала бы требуемым условиям, изменяя толщину утеплителя.

R^req = 1/_в + R₁ + _ут/_ут + R₃ + 1/_е

Отсюда

_ут = (R₀ ^req – R₁ – R₃ – 1/_i – 1/_е)  _ут =

= (3,12 – 0,06 – 0,05 – 0,11 – 0,04)  0,07 = 0,20 м

Вывод: Предлагаемая ограждающая конструкция может быть применена для рассматриваемого варианта в Великом Новгороде при толщине утеплителя не менее 0,20 м.

Пример 2 Расчет сопротивления теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции

Исходные данные

1. Ограждающая конструкция – наружная стена из асбестоцементных панелей (ρ = 1800 кг/м³) с утеплителем из пенополиуретана (ρ = 60 кг/м³) толщиной 0,06 м, общая толщина панели _п = 0,08 м, высота 0,6 м, длина 6 м; с учетом горизонтального стыка из пенополистерола (ρ = 150 кг/м³).

2. Здание производственное.

3. Пункт строительства – г. Великий Новгород.

Порядок расчета

Расчетная температура внутреннего воздуха t_int = 18 ^оС, относительная влажность  = 55%. Следовательно, влажностный режим помещения нормальный (табл. 3).

При условиях эксплуатации "Б" (см. пример 1):

t_int = 18 ^оС

n = 1

t_n = 8 ^оС

_i = 8,7

_e = 23

_асб = 0,52 прил. 5

_утепл = 0,041

_{пенополистер} = 0,06

S_асб = 8,12

S_утепл = 0,55

S_{пенополистер} = 0,99

1. Панель условно разрезается плоскостями:

а) параллельными направлению теплового потока на участки I–XIV

(см. рис. 5);

б) перпендикулярными направлению теплового потока на слои 1-5

(см. рис. 5).

Рис. 5. Расчетная схема панели

2. Рассчитываем термическое сопротивление (R) согласно пункта 1.4

а) участков I-XIV:

- однородных участков по формуле 4;

R_I = R_III = R_VII = R_IX = R_XI = R_XIII =

- неоднородных участков по формуле 5:

R_II = R_IV = R_VI = R_X = R_XII = R_XIV =

R_VIII =

Определяем суммарную площадь этих участков с учетом длины панели

6 м:

А_I + А_III + А_V + А_VII + А_IX + А_XI + А_XIII = 0,01  6  7 = 0,42 м²

А_II + А_IV + А_VI + А_X + А_XII + А_XIV = 0,084  6  6 = 3,024 м²

А_VIII = 0,026  6 = 0,156 м²

Тогда термическое сопротивление R_аТ всех участков I-XIV согласно формуле 6 будет равно

R_аТ =

б) Рассчитаем термическое сопротивление:

- для однородных слоев 1 и 5 по формуле 3:

R₁ = R₅ =

- для неоднородных слоев 2, 3, 4 по формуле 6:

Тогда термическое сопротивление R_б всех слоев 1-5 согласно формуле 5 будет равно:

R_Т = R₁ + R₂ + R₃ + R₄ + R₅ = 0, 019  2 + 0,085  2 + 0,406 = 0,614

3. Сравниваем величины R_аТ и R_Т.

4. Поскольку величина R_аТ = 0,727 превышает величину

R_Т = 0,614 не более чем на 25 %, то приведенное термическое сопротивление определяется по формуле 7:

5. Рассчитаем сопротивление теплопередаче данной ограждающей конструкции:

R_о =

6. Подсчитываем градусо-сутки отопительного периода (D_d) для Великого Новгорода по формуле 9:

D_d = [18-(-2,3)] 221 = 4486,3 гр.сут.

7. Проверяем условие энергосбережения по табл. 8:

Сопротивление теплопередаче панели ниже нормируемого значения

R_о = 0,81  1,90

Таким образом, предлагаемая наружная ограждающая конструкция не отвечает предъявляемым современным требованиям и поэтому не может быть применима в Великом Новгороде.