Расчет сопротивления теплопередаче ограждения и определение толщины ограждающей конструкции

Исходя из санитарно-гигиенических и комфортных условий внутренней среды, общее сопротивление теплопередаче ограждения должно быть не менее требуемой величины, т. е. Ro≥ R0^тр , где R0^тр определяется по формуле (1) методических указаний

А также, исходя из условий энергосбережения , R_o должно быть не менее приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций в определяемого по табл. П.З методических указаний, т. е. Ro≥ R0^тр.пр

Требуемое сопротивление теплопередаче R0^тр ; М²∙˚С/Вт; ограждающих конструкций определяется по формуле

где n — коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху по таблице 6 СНиП 23-02-2003. Для наружных стен и покрытий ( в том числе вентилируемые наружным воздухом), зенитных фонарей, перекрытий чердачных (с кровлей из штучных материалов) и над проездами; перекрытий над холодными (без ограждающих стенок) подпольями в Северной строительно-климатической зоне n=1. Для перекрытий над холодными подвалами, сообщающимися с наружным воздухом; перекрытий чердачных (с кровлей из рулонных материалов); перекрытий над холодными ( с ограждающими стенками) подпольями и холодными этажами в Северной строительно-климатической зоне n=0.9. Для перекрытий над не отапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах n=0.75. Для перекрытий над не отапливаемыми подвалами без световых проемов в стенах, расположенные выше уровня земли n=0.6. Для перекрытий над не отапливаемыми техническими подпольями, расположенных ниже уровня земли n=0.4.

для

- расчетная температура внутреннего воздуха °С, принимаемая по нормам проектирования соответствующих зданий и сооружений:

жилых домов квартирного типа принимается по СНиП31-01-2003 “Здания жилые многоквартирные” и СНиП 31-03-2001“Производственные здания” значение для помещений общественных зданий принимаются по табл. 19-25 СНиП 2.08.02-89* "Общественные здания и сооружения" или по табл. П.8 методических указаний, для помещений промышленных зданий по СНип 31-03-2001 “Производственные здания”.

- расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимается равной средней температуре наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92 по СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" или по табл. П. 1 методических указаний;

-коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, принимаемый по табл. 7 СНиП 23-02-2003 «Строительная теплотехника». Для стен, полов, гладких потолков

- нормативный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, принимаемый по табл. 5 СНиП 23-02-2003, или по табл.П,4 данных методических указаний.

Для того, чтобы найти по табл. П.З значение требуемого приведенного сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций необходимо определить градусосутки отопительного периода (ГСОП) по формуле

(2)

Где то же, что в формуле (I);

, - средняя температура, °С, и продолжительность, сут , периода со средней суточной температурой воздуха ≤8°С по СНиП 23-01-99 «Строительная климатология» или по табл.П.1 методических указаний.

Термическое сопротивление R, /, слоя многослойной ограждающей конструкции, а также однородной (однослойной) ограждающей конструкции следует определять по формуле

(3)

где

- толщина слоя, м;

- расчетный коэффициент теплопроводности материала слоя, ), принимаемый по СНиП 23-02-2003 или по табл. П. 5 методических указаний.

Сопротивление теплопередаче R_o , /, ограждающей конструкции следует определять по формуле

(4)

где - то же, что в формуле (1);

- коэффициент теплоотдачи (для зимних условий) наружной поверхности ограждающей конструкции, , принимаемый по 'СНиП 23-02-2003,

Для наружных стен, покрытий над проездами и над холодными (без стен) подпольями в Северной строительно-климатической зоне=23,0).

Для чердачных перекрытий и для перекрытий над

неотапливаемыми подвалами со световыми проемами в стенах

= 12,0 );

- термическое сопротивление ограждающей конструкции, )/, определяемое для однослойной конструкции по формуле (3), для многослойной конструкции по формуле (5). Термическое сопротивление , )/, ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями следует определять как сумму термических сопротивлений отдельных слоев:

(5)

где - термические сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции, )/, определяемые по формуле (3);

- термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки: /, принимаемое по - СНиП 23-02-2003 или по табл. П. 7 методических указаний. Найденное расчетное значение толщины ограждающей конструкции стены приводится к ее номинальному значению ( с учетом размеров стеновых элементов: кирпича, керамических блоков, стеновых панелей и т.д.), после чего производится проверка на удовлетворение условий и .Если толщина стен получается более 510 мм ( 2 кирпича), то рекомендуется наружное ограждение проектировать многослойным, вводя в его конструкцию эффективные теплоизоляционные материалы (рис. 1 и 2). Схема расположения слоев чердачного перекрытия и плоского покрытия дана на рис.3.

Рис. 1

1-наружная кирпичная кладка; 2-воздушная прослойка;

3- утеплитель;4- внутренняя кирпичная кладка

1- кирпичная стена;

2- воздушная прослойка;

3- плитный утеплитель

Рис. 2

1-сборная ж. б. плита перекрытия; 2-пароизоляция; 3-утеплителъ;4-стяжка; 5-рулонный кровельный ковер (для плоского покрытия) Рис. 3

Определение точки росы

Для того чтобы обеспечить необходимые теплозащитные качества и долговечность ограждений, необходимо установить правильный прогноз влажностного их состояния.

Основным источником увлажнения ограждений является конденсационная влага. Во избежание конденсации водяного пара на внутренней поверхности ограждения ее температура должна быть выше точки росы, т.е. где - температура внутренней поверхности, °С, ограждающей конструкции (без теплопроводного включения); - температура внутренней поверхности, °С , ограждающей конструкции по теплопроводному включению;

- температура точки росы, °С.

(6)

Где ,,n,,- то же, что и в предыдущих формулах.

Температуру внутренней поверхности , °С, ограждающей конструкции по теплопроводному включению (если такие имеются) необходимо определять по формулам (7) и (7а) данных методических указаний. Теплопроводными включениями, или, как их еще называют, «мостиками холода», являются, например, железобетонные ребра крупных стеновых панелей, жесткие и гибкие связи многослойных стен. Для этих мест, т.е. для мест, имеющих конструктивные включения из материалов с относительно большей теплопроводностью, чем основной массив стены, нужно произвести дополнительный расчет температуры: для неметаллических теплопроводных включений - по формуле

(7)

для металлических теплопроводных включений - по формуле

(8)

где , , n, , Ro - то же, что и в предыдущих формулах;

Ro, - сопротивления теплопередаче в ограждающей конструкции, соответственно в местах теплопроводных включений и вне этих мест, определяемые по формуле (4);

η, ξ - коэффициенты, принимаемые по табл. П.9 и П. 10 данных методических указаний . Для определения коэффициентов η и ξ необходимо также определить схему теплопроводного включения по рис. 4.

Рис. 4. Схемы теплопроводного включения

ПРИМЕР РАСЧЕТА ТОЧКИ РОСЫ

При расчетах ограждения на возможность конденсации влаги на его внутренней поверхности значения относительной влажности в помещениях берутся по максимальной величине допускаемой в них влажности. Относительная влажность воздуха φ, %, представляет собой отношение действительной упругости водяного пара в воздухе е, мм рт.ст., к максимальной его упругости Е, мм рт.ст.:

(8)

При охлаждении воздуха относительная влажность φ будет увеличиваться вследствие уменьшения Е. При некоторой температуре, когда Е станет равным е, относительная влажность φ=100%. Для воздуха данной влажности такая температура и будет являться точкой росы. Для некоторых температур значения E приведены в табл. П.6.

Определим температуру точки росы для помещения с = 18,° φ max=60%. Пo табл.П.6 находим соответствующее температуре воздуха 18° значение Е =15.48 мм рт.ст. Из формулы (8) следует, что значение действительной упругости водяного пара при температуре воздуха 18°С

= 15,48-0,6=9,29 (мм рт.ст.), 100

По табл. П. 6 находим температуру, для которой упругость водяного пара 9,29 мм рт.ст. является максимальной, эта температура и будет температурой точки росы, т.е.

= 10,2 °С

Проверяем выполнимость условия ,>. Если это условие выполняется, следовательно, конденсации паров на внутренней поверхности ограждения не будет. Если это условие не выполняется в таком случае необходимо либо увеличить толщину стены или утеплителя либо увеличить внутренний слой внутренней штукатурки, после чего провести ещё раз проверку на выполнение этого условия.

Оформление теплотехнического расчета в пояснительной записке

Теплотехнический расчет стенового ограждения, чердачного перекрытия или покрытия здания является, одним из разделов пояснительной записки к курсовым проектам и работам и к дипломному проекту специальности 270102.65 “Промышленное и гражданское строительство” и одним из разделов расчетно-графической и контрольной работы специальности 270109.69 –Теплогазоснабжение и вентиляция, В этом разделе необходимо дать чертеж - схему рассчитываемого наружного ограждения с размерами и описанием всех слоев конструкции. Сам теплотехнический расчет должен быть дан подробно, все величины и параметры, необходимые для расчета, должны быть со ссылками на те нормативные документы и таблицы, откуда они взяты.